基于多孔介质弹性理论的碳酸盐岩地层超压预测

碳酸盐岩地层超压预测目前仍然是国内外研究的难点问题。碎屑岩超压预测方法均是建立在明显的超压测井、地震宏观响应规律基础上的经验关系,这些经验性方法不适用于因岩性致密使得超压地球物理响应微弱的碳酸盐岩地层。通过碳酸盐岩样品超压岩石物理模拟实验,分析了在应力-孔隙压力共同作用下岩石中声波速度、弹性参数的变化规律;基于多孔介质弹性理论和广义胡克定律推导并建立了表征孔隙压力与岩石弹性参数定量关系的理论模型,即多孔介质弹性理论的超压预测量化模型。以川东北地区典型碳酸盐岩超压钻井为例,开展了碳酸盐岩地层超压预测应用研究:针对碳酸盐岩地层选择油气水测井综合解释模型获取岩石物性参数;利用Voigt-Reuss-Hill平均模量模型计算岩石基质体积模量,利用Wood模型和Patchy模型计算孔隙流体体积模量,利用BISQ模型计算岩石骨架体积模量,然后通过多孔介质弹性理论量化模型预测超压。预测结果显示预测压力与钻杆实测压力(DST)吻合较好,与泥浆密度换算压力和随钻监测压力变化趋势相近,表明这种基于多孔介质弹性理论的超压预测量化模型是一种解决碳酸盐岩地层超压预测的新途径。     

南方下古生界海相页岩极低电阻率成因及其地质意义

基于测井电阻率和有机地球化学数据，利用页岩极化率测试和干酪根激光拉曼测试等技术手段，对导致南方下古生界高演化海相页岩呈现极低电阻率（测井电阻率低至10~1Ω·m及以下）的主控因素进行了分析，深入探究了其内在成因，并对其地质意义进行了探讨。结果显示:有机质丰度和成熟度是影响极低电阻率测井的主要因素；w（TOC）与测井电阻率和实测电阻率均呈现出良好的负相关关系；成熟度越高，达到极低电阻率所需要的最低w（TOC）界限值越低，页岩的极化率也随之增加。石墨化的有机质是致使高演化页岩出现极低电阻率的主要"导电矿物"，有机质开始发生石墨化的"临界点"对应的_Rmc R_o约为3.5%。极低电阻率特征是页岩有机质结构发生显著变化、向石墨化演进的重要标志。极低电阻率测井响应预示着页岩储层品质极可能遭受了巨大的损害:生烃能力枯竭、有机质孔隙大幅减少、吸附性能降低、含气性骤降。因此，圈定极低电阻率页岩范围，排除"有机质石墨化"的高风险区，对下古生界高演化海相页岩选区评价具有重要意义。      

定量模拟层序叠加模式对断陷盆地非均一构造沉降活动的响应

利用SEDPAK二维层序模拟软件,通过考虑控制层序沉积过程的不同参数,探讨层序叠加模式对断陷盆地非均一性构造沉降活动的响应。结果表明,在非均一构造沉降活动作用下,盆地两侧同期层序显示出同步和非同步的叠加模式。同步叠加模式即盆地两侧同期层序同为退积或进积特征,非同步叠加模式即盆地两侧层序叠加模式相反（一侧退积,另一侧则进积）。同期层序非同步叠加模式的形成机理是盆地一侧可容纳空间的增量（△A）小于沉积物供应（△S）（△A＜△S）,而另一侧盆地一侧可容纳空间的增量大于或等于沉积物供应（△A≥△S）。此外,二者可以控制非同步叠加模式的持续时间。同期层序非同步叠加模式的识别,对陆相层序地层研究提出新的认识,尤其是对我国东部新生代断陷盆地的层序研究,具有一定的参考价值。     

潜江凹陷盐间页岩油储层孔隙结构分形表征与评价

目前, 众多学者从地球化学特征、储层物性特征等方面对潜江凹陷潜江组页岩展开了较多研究, 并取得了一定的进展, 但对其孔隙的复杂性、形成孔喉的主要矿物及其影响因素的分析存在盲点。依据分形理论, 结合氮气吸附实验、高压压汞实验, 选取沉积位置不同的BX7井以及BYY2井, 分别对潜三段第四亚段(Eq₃4-10)页岩的比表面分形特征、孔隙结构分形特征以及孔喉分形特征进行了评价, 分析了其影响因素。结果表明, 该地区的孔隙表面较为平整, 比表面分形维数D1趋近于2, 孔隙表面的粗糙程度主要受黏土矿物本身特性影响。相较于沉积边缘的BX7井, 位于沉积中心的BYY2井储层孔隙结构分形特征更为简单。小孔径孔隙的孔体积所占比例越大, 孔隙结构分形特征越复杂。BX7井储层孔隙结构分形维数D2主要受黏土矿物以及石英的影响, 而BYY2井储层孔隙结构分形维数D2主要受白云石的影响。白云石为构成BX7井储层孔喉的主要矿物, 随白云石增加, 孔喉特征复杂, 连通性变差。BYY2井储层中石英形成的孔喉直径较小, 石英的增加会使孔隙连通性变差; 方解石形成的孔喉直径较大。页岩油的赋存会使孔隙的分形维数变小, 对孔喉分形特征的影响较小。盐类矿物的存在会阻塞孔隙, 使孔隙连通性变差。      

东营凹陷中央背斜带沙三段砂岩石英次生加大边发育特征及其指示意义

石英次生加大是砂岩储层中常见且重要的成岩现象.本文通过对东营凹陷中央背斜带沙三段不同含油级别砂岩样品铸体薄片镜下观察、石英次生加大边宽度和含量的定量统计以及流体包裹体测温,分析了不同含油级别砂岩中石英次生加大边发育特征、期次和石英次生加大所需硅质的可能来源.砂岩样品中石英次生加大边最大宽度和加大边面积分布范围变化大,分别分布在4~90 μm和2.50~39 927.80 μm2之间.砂岩中与油气充注有关的石英次生加大主要有两期,结合埋藏-温度史图,该两期石英次生加大边发育时间分别为距今15~6 Ma和4~0 Ma.钾长石溶蚀和沙三段砂泥岩层中黏土矿物的转化是研究区不同含油级别砂岩石英次生加大边发育的主要硅质来源.东营凹陷中央背斜带沙三段不同含油级别砂岩石英次生加大边发育具有相似性和差异性两种特征:（1）不同含油级别砂岩中石英次生加大边最大宽度和单颗粒石英次生加大边面积整体统计分布特征具有相似性;（2）石英次生加大边宽度和单颗粒石英加大边面积普遍存在差异性.砂岩孔渗性、含烃流体充注造成的酸性水介质环境和油水分布特征是造成沙三段不同含油级别砂岩石英次生加大边发育相似性和差异性的主要原因,该区砂岩中石英次生加大可作为含烃流体充注的成岩示踪标志.      

泌阳凹陷地质流体对砂岩储集层中黏土矿物形成和分布的控制作用

运用扫描电镜观察和X射线衍射分析等技术,在对泌阳凹陷核桃园组砂岩储集层中黏土矿物分布特征研究的基础上,从黏土矿物的形成条件和形成过程入手,详细分析了地质流体的性质、组成、流动方式、迁移速度等对砂岩储集层中黏土矿物形成和分布的影响,指出砂岩储集层中参与成岩反应的碎屑活性组分和地质流体对砂岩储集层中黏土矿物的形成和分布具有控制作用,并讨论了它们的形成机理.研究表明,黏土矿物的形成和分布能够不同程度地影响砂岩储集层的孔渗性和含油气性;高岭石发育层段与次生孔隙的发育和渗透率的增加以及油气的富集层段具有良好的对应关系.     

东营凹陷不同超压成因的有效应力特征

利用实测流体压力(DST)测试结果,结合声波和密度测井资料,对超压段所识别的不均衡压实作用和生烃作用两种超
压成因机制下的实测压力和有效应力随深度的变化特征进行了分析,结果表明:①两种不同成因机制下的实测压力和有效应力特
征具有明显的差异性,不均衡压实作用在压实过程中导致流体排出受阻,地层流体承担上覆岩层压力形成超压,表现为阻止了地
层有效应力增大,因此其实测压力增大段和静岩压力增大趋势大体一致,而有效应力随深度基本保持不变;生油作用在地层正常
压实之后形成超压,发育程度不受上覆岩层压力的影响,因此超压的增大在深度上与上覆岩层压力增大不具有一致性,且超压对
有效应力的影响要小于不均衡压实作用;②这两种不同的超压成因使得有效应力的变化随着声波速度而出现加载和卸载两种趋
势,从而可以用来判断超压成因,利用实测资料计算的有效应力结果说明东营凹陷超压成因机制包括不均衡压实作用和生油作
用,但不均衡压实作用形成超压的范围和规模较小,生油作用对深部大规模超压和强超压的形成至关重要。      

近临界特性的地层水及其对烃源岩生排烃过程的影响

研究利用特制的地层孔隙热压模拟实验装置, 开展了模拟地层孔隙空间高压液态水热体系烃源岩生排烃模拟实验.模拟实验施加的流体压力为38±2 MPa, 温度为290~390 ℃.模拟实验结果显示了有关高压液态水及其与之相联系的流体压力和孔隙空间等因素对烃源岩生排烃影响作用的一些重要现象, 实验发现高压液态水介质条件有利于液态油的生成和保存, 不利于液态油向气态烃的转化, 而且干酪根的生烃潜力和排油效率有一定的提高.这些新的实验现象可能主要与近临界特性的高压液态地层水的作用有关, 进一步推断近临界特性的高压液态水参与干酪根向油气的转化反应, 增加了水对油气的溶解能力.在地下实际烃源岩生排烃的温压(100~200 ℃, 30~120 MPa)条件下, 岩石孔隙中的地层水是一种相对低温高压压缩液态水, 这种地层水可能具有近临界特性, 对烃源岩生排烃过程有重要影响.但目前对这种现象的机理和石油地质意义还知之较少.因此, 加强高压地层水近临界条件下烃源岩生排烃热压模拟实验研究, 对进一步深入理解地层条件下的近临界水介质、流体压力、孔隙空间因素对生排烃过程的影响, 深化烃源岩生排烃机理的探讨, 建立地质尺度上的烃源岩生排烃动力学模型, 都具有重要的理论和实际意义.      

方解石脉对中扬子地区沉湖土地堂复向斜油气保存单元的指示意义

野外观测表明,中扬子地区沉湖土地堂复向斜京山县城附近野外露头中二叠系和三叠系方解石脉主要是沿节理缝发育,脉体宽度较小。方解石脉的镜下微观的结晶特征、阴极发光特征、脉体穿插关系可以判断二叠系脉体大约有两期,三叠系脉体大约有三期。碳氧同位素值表明,三叠系方解石脉和围岩的氧同位素差值不大(Δδ18 O的差异范围为-0.19‰～4.12‰,平均值为1.9‰),二叠系方解石脉和围岩氧同位素差异较大(Δδ18 O的差异范围为4.07‰～12.03‰,平均值为7.3‰),三叠系脉体的流体直接来源于围岩,二叠系裂隙中方解石脉的形成过程中可能主要受到有机质的影响。方解石脉体中的流体包裹体均一温度在研究区建立的代表性虚拟井的埋藏史和热史基础上,推测二叠系方解石脉形成深度为3 000m～3 700m,形成深度约为2 000m～3 000m,两套地层中的方解石脉的形成时期为J3—K1燕山构造运动期。中扬子地区在多旋回的沉降和沉积过程中形成的上组合的区域性盖层(中三叠统—下侏罗统的泥质岩)在江汉平原区具有较好的封盖性。