塔里木盆地克深2区块储层裂缝数值模拟研究

储层裂缝定量预测是塔里木盆地克拉苏构造带克深2区块后期开发工作的重要保障。在对单井裂缝特征进行描述以及通过构造解析和反演拟合确定古今地应力的基础上,建立了研究区的力学模型,并结合地应力与裂缝参数之间的定量关系,对克深2区块巴什基奇克组的储层裂缝进行了数值模拟。结果显示,断层带是裂缝各项参数的高值区,背斜顶部具有裂缝线密度低而裂缝开度、裂缝孔隙度和裂缝渗透率高的特征,背斜翼部则与之相反。分析其原因认为,断层带附近裂缝密度大,沟通了单砂体,背斜高部位相对翼部裂缝密度低,但裂缝整体开度大,充填程度弱,有效性高。数值模拟结果与单井岩心裂缝、成像裂缝解释结果匹配较好,预测开发井裂缝渗透率符合率约75%,为塔里木盆地克拉苏构造带克深区块的天然气勘探与开发提供了一定依据。     

储层构造裂缝定量预测与油气渗流规律研究现状和进展

裂缝型油气藏是21世纪石油增储上产的重要领域之一，但裂缝储层本身的复杂性在一定程度上增加了研究难度。从国内外研究现状来看，尚缺乏一个能全面解决构造裂缝定量预测问题的研究方法，对裂缝型油气藏预测及评价研究仍处于探索阶段。储层裂缝研究主要涉及 3个方面的关键内容，即地下裂缝识别、裂缝空间分布预测和裂缝参数定量表征。构造裂缝发育规律、形态特征以及油气等流体渗流规律主要受控于构造应力场和储层岩石物理性质的非均质性。强调构造应力场与岩石力学属性相互作用的研究方法已成为构造裂缝空间定量预测的主流，固体应力场和流体压力场的联合作用构成流体运移的驱动机制。我国拥有相当数量的裂缝储层的地质储量，进行裂缝型油气藏研究与预测，无论对西部还是东部深层油气藏的勘探突破均有深远意义。系统综述了储层裂缝定量研究和预测方法以及裂缝储层油气渗流规律的研究现状。     

储层构造裂缝定量预测研究及评价方法

裂缝型油气藏油气产量占整个石油天然气产量的一半以上,是21世纪石油增储上产的重要领域之一,但目前致密储集体裂缝参数的定量表征和空间分布规律定量预测评价,仍是石油地质界的前沿问题,在一定程度上阻碍了世界石油工业的发展.从国内、外研究现状来看,对裂缝及裂缝型油气藏预测评价研究仍处于探索阶段.世界上大多数裂缝性油气田的裂缝主要为构造裂缝,对构造裂缝空间分布规律的合理预测评价,无疑对油气勘探开发起到科学的指导作用.本文综述了储层裂缝研究现状、进展和主要研究方法,同时通过近几年工作典型实例阐明裂缝研究在不同类型油气藏勘探中的作用.     

致密砂岩储层构造裂缝形成机制及定量预测研究进展

致密砂岩裂缝性储层已逐渐成为非常规油气资源勘探开发的重点,构造裂缝形成机制研究及定量预测也相应成为热点问题.从构造地质学和地质力学角度对目前的裂缝研究方法进行系统分析,并对含微裂隙的岩石损伤力学实验分析、复合地层本构关系及破裂准则的建立以及不同应力场作用下裂缝参数的定量表征方法进行详细对比后认为,裂缝的产生、裂缝的位置和方向以及裂缝参数的量化是实现裂缝准确预测的关键.今后裂缝研究的发展方向主要有3个,即基于构造地质学和岩石损伤力学的宏观野外观察和微观室内试验相结合研究裂缝形成机制,考虑多重影响因素并基于能量转换理论的复合岩石破裂准则建立,基于精细构造地质模型的有限元数值模拟实现各期应力场作用下裂缝参数的三维定量表征.     

塔里木盆地玉北地区奥陶系储层构造裂缝定量预测

在应用有限元法对塔里木盆地玉北地区不同裂缝发育期古构造应力场进行数值模拟的基础上,根据岩石破裂准则及应变能守恒,构建裂缝参数与构造应力间定量模型,开展储层裂缝定量预测。研究结果表明:玉北地区奥陶系储层内部裂缝以构造缝为主,其发育受构造位置控制作用明显,主要在加里东晚期—海西早期及海西晚期发育,加里东晚期—海西早期裂缝密度主要介于0.04~0.2条/m之间,海西晚期裂缝密度主要介于0.2~2.0条/m之间,且海西晚期构造运动对早期裂缝改造作用明显,受海西晚期构造运动改造,早期裂缝开启性明显提高,裂缝开度平均提高78.6%;加里东晚期—海西早期及海西晚期两期裂缝继承性发育区,裂缝发育程度及开启性高,更有利于油气运移与聚集,为油气富集有利区。      

油气盆地储层构造裂缝定量预测研究方法及其应用

构造裂缝预测研究的基本方法有岩石破裂法、主曲率法、能量法、统计学方法.针对不同类型致密油气(田)藏,可采用不同方法或多方法综合处理.以川西新场气田为例,采用统计法和岩石破裂法相结合,预测了新场晚侏罗统蓬莱镇组中、上砂层组(J3p1、J3p2)、中侏罗统沙溪庙组(J 2 s)"A"和"C"砂岩层和千佛岩组(J 2q)砂砾岩层中裂缝发育状况.结果表明,研究区大部分高产气井和产气井与预测的喜马拉稚期构造运动形成的裂缝发育区一次发育区有很好的对应关系,具有两层以上裂缝发育区的叠合区,是天然气聚集最有利区块.     

库车坳陷克深气田致密砂岩储层构造裂缝形成序列与分布规律

综合采用岩心、薄片和成像测井等资料,对库车坳陷克深气田白垩系巴什基奇克组构造裂缝的形成序列、分布规律和影响因素进行了研究。结果表明:剪切裂缝和张性裂缝在克深气田均有发育,以直立缝和高角度缝为主,主要形成于近南北向的挤压作用、背斜弯曲拱张作用和异常流体高压作用,微观裂缝切穿胶结物和部分颗粒,早期充填构造裂缝可在后期构造应力和异常流体高压作用下重新裂开成为有效裂缝。克深气田发育3期构造裂缝,其中第3期构造裂缝的形成时间与天然气大量充注期吻合,是工业规模性气藏形成的关键因素。单个断背斜高部位的构造应力低于背斜翼部,因此背斜高部位的构造裂缝线密度相对较低,但背斜弯曲变形使裂缝开度较大,有效性好,单井的无阻流量较高;翼部和断层附近构造裂缝线密度较大,但开度较小,有效性差;构造应力、岩石强度和变形时间的不同造成了构造裂缝特征在各气藏之间具有差异性。储层中部第3砂层组的构造裂缝发育程度中等,充填程度相对较低,并且平面上分布连续,可形成连片分布的储层"甜点"区,应成为克深气田开发中的重点层位。对克深气田构造裂缝起主要贡献作用的为水下分流河道和河口坝微相的粉-细砂岩。     

库车坳陷克深2气藏与克拉2气田白垩系巴什基奇克组储层地质特征对比研究

通过地层、沉积相、岩石学特征、储层物性和连通性等方面的研究,对库车坳陷克深2气藏和克拉2气田白垩系巴什基奇克组砂岩储层的气藏地质特征进行对比,发现克深2气藏与克拉2气田在地层和沉积相方面具有较好的关联性,但在储层特征方面具有较大的差异,具体表现在长石含量、物性特征、隔夹层和裂缝及断层的发育情况有较大的不同。通过对比研究,相对于克拉2气田,克深2气藏整体上储层物性和气藏连通性较差,在后期需要借鉴克拉2气田成熟的开发技术和地质资料进行高效有序的气田开发。     

高渗透性煤储层分布的构造预测

以我国山西沁水盆地为例,采用现代构造应力场和构造曲率分析相结合的方法,就构造对煤储层高渗透性区发育特征的控制规律及其地质机理进行了研究。结果表明：沁水盆地下二叠统山西组主煤储层试井渗透率与现代构造应力场最大主应力差之间具有指数正相关关系,煤储层构造裂隙在构造主曲率大于O．1×10^4／m的地段可能相对发育;高构造曲率与高最大主应力差相匹配的地段在盆地中-南部呈NNW向展布,是较高渗透性煤储层发育的地带;构造应力实质上是通过对天然裂隙开合程度的控制而对煤储层渗透率施加影响。     

塔里木盆地大北气田构造应力场解析与数值模拟

构造应力场研究对于塔里木盆地大北气田的开发具有重要理论与现实意义。通过区域断裂与背斜长轴走向、钻井诱导缝走向与井壁坍塌方位分别确定了古、今构造应力场的方向,采用测井资料计算了古、今构造应力场的大小。在此基础上,利用ANSYS有限元分析软件建立了大北气田主体气藏区大北102区块和大北201区块的地质模型,并通过测井资料计算及动静态转换确定岩石力学参数,利用构造应力场解析结果确定边界条件,进行了大北气田古今构造应力场的数值模拟,分析了构造应力场的分布规律以及构造应力场与构造裂缝和产能的关系。结果表明:大北气田古、今水平最大主应力方向分别约NNW336°和NWW305°,应力大小分别具有σHσhσv和σHσvσh的特征,分别属于Ⅱ类和Ⅲ类地应力;主应力和主差应力在平面上表现为背斜高部位为低值、翼部为高值,纵向上随深度增加而增大;构造裂缝的走向受控于水平最大古构造应力方向,与现今水平最大主应力方向近似平行或呈小角度相交,构造裂缝可沿走向继续延伸,开度也不会因构造挤压作用大幅降低,有效性可得到很好的保存,气藏区构造裂缝发育程度与主差应力的大小呈正相关关系;背斜高点是构造应力的低值区,油气在应力势差和浮力的共同驱动下聚集成藏,其中主差应力较大的井点构造裂缝较发育,无阻流量较高,因此在背斜高点主差应力较大的区域部署井位,有较大概率获得天然气的高产。     

塔里木盆地和田河气田奥陶系裂缝应力敏感性研究

为研究碳酸盐岩储层应力敏感性及其对气藏产能和气井见水的影响,选取塔里木盆地和田河气田奥陶系钻井岩心, 开展了应力敏感性研究,结合实验结果及数学推导建立了裂缝开度和有效应力之间的力学关系模型,最终借助有限元方 法,对持续开发过程中碳酸盐岩储层裂缝开度的空间变化规律进行了模拟分析。结果表明：裂缝开度的变化随围压或有效 应力变化呈非线性关系;随着围压或有效应力的升高,裂缝开度不断减小,0~0.8 MPa之间减小速度快,岩样应力敏感性 强,到2.6 MPa或5.4 MPa后变化趋于稳定,说明高应力环境下,岩样的应力敏感性减弱,塑性变形特征明显;随着围压的 逐渐降低,裂缝开度不断增大,但不能恢复至初始情况;未来若干年内随着快速开采,和田河气田有效应力增大,裂缝闭 合,产能下降;随着生产井关闭或开采速度放缓,气水界面之上有效应力仍然降低,裂缝闭合,界面之下有效应力增大, 裂缝开启,底水上升,破坏气藏生产。建议在裂缝性碳酸盐岩气藏开发政策的制定过程中,一方面要开展裂缝分布精细研 究,分析裂缝应力敏感性主控因素,同时要制定合理的开发方式和开采速度,确保气藏稳产、高产。     

Genesis and Evolution of Structural Fracture in Tight Sandstone Reservoir of Keshen-2 Gas Field, Tarim Basin, NW China

<正>1 Introduction Keshen-2 gas field is located in the middle of KelasuIchicklick Structural Belt,Kuqa Depression,Tarim Basin,NW China.*The primary reservoir of Keshen-2 gas field is Bashijiqike Formation,Lower Cretaceous(K1bs),buried-6500~-7600 m.Exploration in this area has shown that structural fracture is the primary factor that improving     

塔里木盆地克拉2气田异常高压的成因分析及其定量评价

塔里木盆地库车坳陷克拉2气田自始新统以下地层内砂岩储层的实测压力梯度为1．8～2．1MPa／100m，过剩压力达30～35MPa，表现为明显的异常高压。前人认为超压的形成主要受控于构造挤压作用，此外还有高压天然气的注入、构造抬升等因素，基本不存在欠压实作用。本文首先总结了各种成因机制的可能性，以此为依据，定量评价了气柱浮力、欠压实作用和构造挤压作用等因素对砂岩内异常高压的贡献，并提出了克拉2气田超压形成的概念模式。研究发现，该气田不同深度间的过剩压力差异完全是气柱浮力引起的，但气柱浮力对超压的贡献不超过10％；明确指出欠压实作用肯定存在，且对砂岩中超压的形成起着重要作用，其贡献一般为20％～30％，部分层段高达40％～50％；从构造压实作用机理出发，分三种情况讨论了构造挤压对流体增压的影响，认为构造应力能够传递给流体的最大压力为侧向上的最大主应力与沉积压实阶段的上覆负荷之差，其对本地区超压的贡献最大可达40％～50％，部分层段仅20％～30％。克拉苏地区超压形成的时间先后顺序(概念模式)为：首先因欠压实作用而出现超压，形成了封闭体系；其次为天然气的快速注入；而康村期(N1-2k)以来的构造挤压则引起流体压力幅度的进一步增高。     

Effect of Faulting on Ordovician Carbonate Buried-Hill Reservoir Beds in Hetianhe Gas Field,Tarim Basin

Ordovician carbonate buried-hill reservoir beds in the Hetianhe (和田河) gas field,located in the Mazhatage (玛扎塔格) structural belt on the southern margin of the Bachu (巴楚) faulted uplift,southwestern Tarim basin,were studied.Based on field survey,core and slice observation,the general characteristics of carbonate buried-hill reservoir beds and specifically Ordovician carbonate buried-hill reservoir beds in the Hetianhe gas field were discussed.The karst zone of the reservoir beds in Hetianhe gas field was divided into superficial karst zone,vertical infiltration karst zone,lower subsurface flow karst zone,and deep sluggish flow zone from top to bottom.The effects of faulting on Ordovician carbonate buried-hill reservoir beds in the Hetianhe gas field were obvious.The faulting intensified the karstification and increased the depth of denudation.Faulting and subsequent fracture growth modified the reservoir beds and improved the physical property and quality of the reservoir beds.Moreover,faulting enhanced the development of the dissolution holes and fractures and increased the thickness of the effective reservoir beds.Meanwhile,faulting made the high porosity-permeability carbonate belts,which created conditions for the hydrocarbon accumulation,develop near the fault zone.     

塔里木盆地克拉2气田储层流体包裹体与油气成藏研究

储层流体包裹体研究是认识油气运移、油气成藏的有效方法之一.通过对塔里木盆地克拉2气田克拉201井储层流体包裹体的系统取样研究,得到储层流体包裹体的四组均一温度:75～105℃,120～135℃,155～175℃,200～250℃.其中前三组与油气成藏有关,第四组及更高的温度可能与地下的热液活动有关.结合沉积埋藏史和热史的恢复,认为克拉2气田的成藏时间为11～2.5 Ma之间,即康村组至库车组沉积初期开始,到库车组遭受抬升剥蚀时停止.推测来自地下的高温热液可能对气藏起过重要的改造作用.     

碳酸盐岩成岩作用及其对储层控制的定量评价 --以和田河气田石炭系生物屑灰岩段为例

成岩作用对碳酸盐岩储层的影响很大.石炭系生物屑灰岩段是和田河气田的主要产层,控制其储层物性的成岩作用主要有胶结作用、压实-压溶作用、白云石化作用、溶蚀(岩溶)作用和破裂作用.胶结作用和压实作用是主要的孔隙破坏者,它们破坏了几乎所有的原生孔隙和部分次生溶孔;压溶作用产生的缝合线大部分已成为油气的运移通道和储集空间;白云石化作用发生于准同生期,符合渗透回流白云石化机理,产生的大量晶间孔占储层总孔隙度的30%左右,且白云石含量与孔隙度呈正相关关系;埋藏岩溶作用主要是由硫酸溶蚀作用形成,产生的溶蚀孔隙是该储层的主要储集空间,占储层总孔隙度的37.5%以上;破裂作用产生的构造裂缝是储层渗透率的主要贡献者,它为储层提供99.6%以上的渗透率和2%~6%的总孔隙度,破裂作用是致密碳酸盐岩能够成为油气储层的必要条件.岩溶作用和白云石化作用都发育的区域应是碳酸盐岩的主要勘探目标.     

莺歌海盆地浅层气藏二氧化碳分布特征及其原因分析

从CO₂的成因、充注期次以及不同底辟发育特征等出发,对不同类型底辟之上的CO₂分布特征及其原因进行了分析。研究认为：浅层二氧化碳主要来源于壳源碳酸盐岩的高温分解,其分布差异的主要原因是流体组成、充注期次的不同以及底辟活动强度的差异。在低幅度弱能量底辟带,二氧化碳主要富集在烃类气储层的下部。在高幅度中等能量底辟带,二氧化碳呈现明显的分块分层特征：在断裂的同一侧,浅层富烃,深层富二氧化碳;断裂上盘相对富烃,断裂下盘相对富二氧化碳;同一气层内部,靠近断裂富二氧化碳,远离断裂富烃。在喷口型强能量底辟带,二氧化碳的分布没有明显的规律性。研究还表明,CO₂分布深度与水中CO₂溶解度有关,深层地层水中的CO₂溶解度很大,游离态的CO₂大量出现的可能性较小。