致密低渗透砂岩储层多尺度天然裂缝表征方法

本文利用地表露头、岩芯、测井、三维地震和微观分析资料,根据多尺度裂缝的发育特征及不同资料的精度,探讨了多尺度裂缝的表征方法。致密低渗透砂岩储层发育多尺度天然裂缝,根据天然裂缝规模以及限制天然裂缝扩展延伸的岩石力学层界面,将天然裂缝分为大尺度裂缝、中尺度裂缝、小尺度裂缝和微尺度裂缝4级,不同尺度裂缝的发育特征存在较大差异。其中大尺度裂缝主要应用三维地震资料的叠后属性进行检测和表征;中小尺度裂缝在单井上可以应用岩芯、成像测井和常规测井相结合的方法进行表征,在平面上采用基于地质和测井约束的三维地震叠前各向异性分析以及储层地质力学相结合的方法进行综合预测和评价;微尺度裂缝一般应用铸体薄片、普通薄片、扫描电镜和三维CT扫描等微观分析方法进行观察描述,通过主控因素约束的方法进行预测。利用本文提出的多尺度裂缝表征方法实现了对鄂尔多斯盆地西南部致密砂岩储层多尺度裂缝表征,可为其它致密低渗透砂岩储层多尺度裂缝表征提供借鉴。     

致密低渗透砂岩储层多尺度天然裂缝表征方法

本文利用地表露头、岩芯、测井、三维地震和微观分析资料,根据多尺度裂缝的发育特征及不同资料的精度,探讨了多尺度裂缝的表征方法。致密低渗透砂岩储层发育多尺度天然裂缝,根据天然裂缝规模以及限制天然裂缝扩展延伸的岩石力学层界面,将天然裂缝分为大尺度裂缝、中尺度裂缝、小尺度裂缝和微尺度裂缝4级,不同尺度裂缝的发育特征存在较大差异。其中大尺度裂缝主要应用三维地震资料的叠后属性进行检测和表征;中小尺度裂缝在单井上可以应用岩芯、成像测井和常规测井相结合的方法进行表征,在平面上采用基于地质和测井约束的三维地震叠前各向异性分析以及储层地质力学相结合的方法进行综合预测和评价;微尺度裂缝一般应用铸体薄片、普通薄片、扫描电镜和三维CT扫描等微观分析方法进行观察描述,通过主控因素约束的方法进行预测。利用本文提出的多尺度裂缝表征方法实现了对鄂尔多斯盆地西南部致密砂岩储层多尺度裂缝表征,可为其它致密低渗透砂岩储层多尺度裂缝表征提供借鉴。     

致密砂岩储层裂缝研究进展

裂缝是影响致密砂岩储层高产及稳产的关键。在对国内外该类储层裂缝研究现状系统调研及近期成果全面分析的基础上,深入分析了裂缝的类型及形成机理。分别从地质、测井、地震及实验等方面详细论述了致密砂岩储层裂缝的识别方法;基于野外露头、岩心及薄片观察、构造曲率、常规及特殊测井等方法可以获得储层裂缝密度、张开度、产状、组系及方向等主要特征参数;地质分析、构造曲率估算、纵波各向异性分析、地震相干体及倾角非连续性裂缝检测、构造应力场模拟等是裂缝分布预测的有效技术方法。综合分析认为,目前对国内海相和海陆过渡相煤系地层中的致密砂岩储层裂缝研究相对较少;尚未形成一套针对各类型沉积相及构造演化背景条件下的致密砂岩储层裂缝识别的有效方法及标准参数体系;对致密储层裂缝差异充填机制及微裂缝定量识别与表征缺少系统研究;地震裂缝识别的精度不高。指出各类裂缝研究方法相互结合、裂缝识别标准与参数体系建立、微裂缝研究、裂缝发育程度与主控因素间定量关系分析、提高地震预测裂缝的分辨率、水力缝与天然裂缝及地应力之间的耦合关系研究为致密砂岩储层裂缝研究的未来发展趋势。     

沁水盆地南部山西组致密砂岩裂缝发育特征及控制因素

通过对山西沁水盆地南部下二叠统山西组野外露头、钻井岩心和薄片中不同尺度裂缝的研究,系统分析了致密砂岩储层裂缝发育特征及主控因素。统计结果表明,研究区构造裂缝占90%以上,其中以张性缝为主,其次为剪切缝和挤压缝。裂缝发育程度的主控因素包括构造部位及断裂、岩石脆性、单砂体厚度、地层各向异性及成岩作用。对于构造应力值变化梯度较大的区域及断裂发育部位,以及具有高脆性的致密砂岩,裂缝发育程度较高,裂缝线密度与单砂体厚度之间具有较好的幂指数负相关关系。裂缝发育程度对岩石各向异性的影响要强于地应力,裂缝是山西组煤系地层各向异性的主导因素。化学性质不稳定的矿物(如碳酸盐及长石胶结物)为溶蚀缝的形成及发育提供了有利条件。     

致密低渗透储层裂缝研究进展

我国致密低渗透储层的油气资源量巨大,但储层基质物性差,非均质性强,天然裂缝发育,勘探与开发难度大。天然裂缝是致密低渗透储层的有效储集空间和主要渗流通道,控制了这类油气藏的成藏、单井产能及开发效果,天然裂缝分布规律研究对致密低渗透油气藏的勘探和开发至关重要。在阅读国内外大量文献的基础上,系统地综述了致密低渗透储层裂缝研究中涉及的储层裂缝成因类型、控制因素、储层裂缝参数表征方法、裂缝有效性影响因素与评价方法、天然裂缝与人工裂缝的耦合关系等研究现状,探讨了现阶段储层裂缝研究中存在的问题及进一步需要开展的工作。非常规储层裂缝的形成机理与主控因素、多学科相结合的高精度裂缝井间预测及裂缝三维地质建模、裂缝的分级评价及有效性评价将是近期裂缝研究的重点。     

金山气田致密砂岩储层含气性叠前地震预测方法研究

松辽盆地金山气田致密砂岩储层物性较差、流体地震响应特征弱,储层含气性有效识别和预测是精细勘探开发的关键。基于叠前地震道集提高品质处理及入射角道集叠加处理,开展致密砂岩含气储层AVO响应特征分析,优选流体因子属性定性预测含气储层展布范围;基于致密砂岩含气储层岩石物理交会分析,寻找含气性敏感弹性参数,优选纵横波速度比参数开展叠前反演刻画含气储层展布规律,实现致密砂岩储层含气性的定量预测。实际应用研究表明,预测结果与实钻井符合率较高,对其他地区致密砂岩储层含气性预测研究具有借鉴意义。     

致密砂岩气储层有效性识别和定量评价 ——以鄂尔多斯盆地东南部上古生界山西组一段为例

储层有效性识别和定量评价是制约致密砂岩油气勘探的关键难题。以鄂尔多斯盆地东南部上古生界山西组一段为研究对象,从储层非均质性研究入手,开展砂岩微观—岩芯—测井尺度的细致观测,将含气储层砂岩划分为三种主要的岩石相,其中贫塑性颗粒岩屑石英砂岩构成了物性和含气性相对较好的有效储集岩石。运用薄片和岩芯数据标定不同岩石相的常规测井响应,建立了基于主成分统计分析的有效储集岩石测井识别模型,认识了有效储层的空间分布规律。将储层有效性研究从微观尺度的岩石相描述拓展到宏观尺度的量化表征,实现了致密砂岩气有效储集空间分布的定量评价。     

库车前陆盆地东部下侏罗统致密砂岩储层裂缝连通性表征及其主控因素

库车前陆盆地东部下侏罗统为裂缝性致密砂岩储层,天然裂缝的分布控制了油气聚集和单井产能.裂缝连通性是影响致密储层孔渗性能、产能以及盖层完整性的关键因素,但是对于裂缝连通性定量表征方法及其影响因素缺少系统研究.以库车前陆盆地东部依奇克里克构造带下侏罗统致密砂岩储层为例,分析了其裂缝发育特征,利用基于裂缝节点类型及比例的方法对裂缝连通性进行定量表征,并利用数值模拟对裂缝连通性影响因素进行分析.研究区发育粒缘缝、粒内缝和穿粒缝3种微观裂缝类型.从西向东,裂缝连通性逐渐变差,与裂缝发育强度具有一致性.裂缝方位分散度、裂缝长度、裂缝密度以及组间夹角是影响裂缝连通性的主要因素.随着裂缝方位分散度、裂缝长度、裂缝密度以及组间夹角的增加,裂缝连通性变好.     

基于灰关联的微观地质因素与微裂缝发育程度相关性分析

以鄂尔多斯盆地华庆地区长6致密砂岩储层为例,研究了影响致密砂岩储层微裂缝发育程度的复杂微观地质因素。应用灰关联分析法,揭示了微裂缝发育程度与各影响因素的关系。结果表明,灰关联分析法可应用于致密砂岩储层微裂缝成因研究,确定影响致密砂岩储层微裂缝发育程度的主要微观地质因素及其影响程度,与实测结果较吻合,为建立微裂缝发育程度表征参数体系提供了理论依据。     

特约主编致读者（II）

全球非常规油气资源极为丰富,可采资源总量为5 834×108 t,约占油气资源总量的80%。全球非常规油气资源类型包括重油、油砂、致密油、页岩油、油页岩油、致密气、煤层气、页岩气、天然气水合物等,其中致密储层所蕴含的资源量（致密油气）正成为油气勘探的重点和科学研究的热点领域。 致密油气是指储集在覆压基质渗透率小于或等于0.1 mD的致密储层中的油气,单井一般无自然产能或自然产能低于工业油气流下限,但在一定经济条件和技术措施下可获得工业产量的油气资源。 近年来,全球致密油和致密气勘探如火如荼。中国的致密油和致密气勘探开发和科学研究发展也非常迅猛。评价表明,中国致密油气地质资源量达（74~80）×108 t,可采资源量达（13~14）×108 t,可以预见,未来中国油气增储上产的主体将是非常规的致密油气。 随着致密油气勘探开发的蓬勃发展,地质学家们对储集油气资源的致密储层的认识程度也在不断提高。目前,人们关注致密储层类型划分、岩石类型及其地质特征、成岩过程和储层物性定量评价、致密储层形成机理和有利储层预测等。特别是“甜点”（异常高孔带、裂缝发育带）的形成机理和预测成为当前致密储层勘探开发的重要科学问题。显然,致密储层微观孔喉结构表征、致密储层裂缝发育识别表征是目前致密储层研究的热点领域及未来主要发展方向。 “致密储层成因机理与表征”主题专辑/ 地学前缘(Earth Science Frontiers)2018, 25 (2)中国陆相含油气沉积盆地发育多种类型致密储层,强烈的压实作用和胶结作用是较细粒储层致密化的主要原因。以埋藏成岩演化史为主线及约束,结合构造演化史和有机质热史,可定量分析不同成岩阶段储层物性演化,恢复储层实际孔隙演化史。研究表明,富含刚性颗粒的岩屑砂岩和含塑性颗粒的长石岩屑砂岩经历复杂的成岩作用和构造作用,可形成溶蚀孔隙和构造缝,致使储层孔隙度分布范围广、受裂缝影响的渗透率较高（储层甜点）。油气早期充注可减缓后期压实和胶结作用,晚期充注时期与区域构造挤压造缝时期配置良好,有利于烃类充注成藏,形成有利勘探目标。因此,致密砂岩储层成岩作用及孔隙（裂缝）演化研究是确定各成藏要素匹配关系、指导下步勘探的关键。 粒度偏细的凝灰质砂岩和凝灰质泥岩也是重要的致密储层类型。凝灰质砂岩主要分布于陆相湖盆（扇）三角洲前缘,压实作用较强,发育早期绿泥石包壳、长石和碳酸盐胶结物溶孔,储层物性较好。凝灰质泥岩主要分布于（扇）三角洲前缘席状砂较远端和滨浅湖环境,凝灰物质蚀变作用强,主要蚀变成黏土矿物,充填孔隙降低储层物性,储集空间发育较差,以微孔为主,但可发育构造微裂隙。 非常规致密储层类型多,孔隙结构复杂,非均质性强,研究难度大。合理应用CT扫描、气体吸附与压汞分析等技术是提高致密储层孔喉系统表征分辨率、提高表征维度、实现动态与静态同步表征并有利于致密储层孔隙结构评价技术优选的关键。非常规致密储层孔隙结构研究应加强多尺度数据融合,加强与可动流体评价结合,加强与储层改造研究结合,通过多领域、多学科、多视角联合攻关,实现储层有效性评价。结合地球物理方法,在沉积相精细划分、储层物性分析、测井信息约束下,应用地震相控反演,可预测低孔低渗致密储层“甜点”分布,为寻找预测规模有效“工程甜点区”提供技术支撑。 本专辑（专栏）共收录论文8篇,主要讨论了致密储层岩石类型、沉积过程和成岩演化序列、储层致密化机理和定量描述、致密储层的孔喉结构及其表征方法技术、致密储层“甜点”形成与分布特征,以及有利储层地质和地球物理综合预测的方法技术。显然,采用地质与地球物理方法相结合的研究方法,明确致密储层岩石特征、物性特征、时空分布特征,精细表征致密储层孔喉结构和综合预测储层“甜点”是今后重要的研究方向。 希望该专辑的出版发行能为中国非常规油气勘探开发和致密储层综合研究发挥积极作用。 感谢所有作者、审稿专家和编辑部人员为本专辑出版付出的辛勤劳动！