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.     

致密砂岩气储层裂缝评价方法与表征

致密砂岩气储层裂缝特征是影响储层含气性差异的主导因素,裂缝发育“甜点区”的准确预测是天然气获得高产、稳产的关键。在中国不同时代地层、沉积相、埋深及构造演化背景条件下均有致密砂岩气储层分布,这些因素导致致密砂岩气储层中裂缝发育特征具有特殊性和复杂性。本文系统提出了致密砂岩气储层裂缝评价的思路和方法,强调评价中应采用岩心观察统计与测井解释相结合、地震储层预测与钻井约束相结合、宏观尺度与微观尺度相结合、定性评价与定量表征相结合、数据统计与计算方法相结合、实验分析与数学模拟方法相结合的方法。最后,指出致密砂岩气储层裂缝评价的7个重点方面：(1)致密砂岩气储层不同级别裂缝发育层段综合识别特征研究;(2)裂缝发育层段特征参数定量表征;(3)裂缝类型及形成机理研究;(4)裂缝发育主控因素分析;(5)裂缝分布预测研究;(6)裂缝发育程度与主控因素和含气性关系及控气模式研究;(7)压裂过程中水力缝、天然裂缝及应力间耦合关系研究。     

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。     

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.     

辫状河致密砂岩储层构型单元定量表征方法

针对现有辫状河储层构型单元定量表征方法关键参数获取困难且可靠性存疑的问题,以储层构型理论为指导,基于现代辫状河沉积、钻井岩心、录井和测井等资料,提出了基于单一辫状河道宽度的构型单元定量表征方法。首先,根据单井构型单元解释结果,确定同期辫状河道平面分布;其次,根据连井对比剖面,确定连井剖面内单一辫状河道间的界线位置;再次,根据现代辫状河单一辫状河道宽度与构型单元关系定量模型,限定辫状水道宽度、复合心滩长度及宽度等4级构型单元规模;最后,在单一辫状河道内确定4级构型单元平面分布,进而在密集井网区对复合心滩进行解剖,确定单个心滩位置和几何形态。采用该方法对苏××提高采收率试验区盒₈^下_1-3单层辫状河致密砂岩气藏进行了分析,结果表明：该单层砂岩气藏发育5条单一辫状河道,其宽度为1 050~1 890 m;辫状水道宽度为234~435 m;复合心滩长度和宽度分别为1 931~3 569 m、685~1 242 m;单个心滩长度和宽度分别为660~1 880 m、310~1 030 m。     

川西南部须二段致密砂岩储层构造裂缝特征及形成期次

四川盆地西南部晚三叠世须二段特低渗砂岩储集以构造裂缝为主,储集物性受构造裂缝明显影响。根据研究区露头地层、钻井岩心及岩石薄片实物资料,同时利用古地磁岩心定向和ESR测年分析,对研究区构造裂缝优势方位、宽度、间距、充填物以及裂缝发育程度和形成期次进行了分析。结果表明,研究区主要发育有4组构造裂缝,分别为北东向、北北西向、近东西向和东东南向,其中以北东-南西方向和近东西方向为主。构造裂缝发育期次主要为印支晚期、燕山晚期、喜山早-中期和喜山晚期,其中印支晚期与喜山晚期构造活动最为强烈,裂缝较为发育。     

九龙山构造须二段致密砂岩储层裂缝特征及成因

裂缝是川西北地区九龙山构造上三叠统须家河组二段致密砂岩天然气藏分布的重要控制因素。利用野外露头、岩心、成像测井和薄片等资料,并结合实验分析,对该区裂缝的成因类型、发育特征、形成期次及其形成机理进行了分析。研究区须二段致密砂岩储层发育有构造裂缝和成岩裂缝两种类型,其中以构造裂缝为主,主要有北东东-南西西向、北北东-南南西向和北西-南东向3组。按照裂缝的倾角,构造裂缝又可分为高角度构造裂缝和低角度构造裂缝。其中,高角度构造剪切裂缝主要是在印支晚期、燕山晚期和喜马拉雅期3期构造作用下形成,形成构造裂缝的力源来自于龙门山以及米仓山-大巴山的水平构造挤压作用、深埋藏造成的异常高压流体压力以及抬升剥蚀造成的应力作用。低角度构造裂缝主要与构造挤压作用下断层的逆冲作用或层间滑动造成的近水平剪切作用有关。     

吐哈盆地巴喀气田八道湾组致密砂岩储层分析及孔隙度演化定量模拟

在吐哈盆地巴喀气田八道湾组砂岩储层特征及控制因素分析的基础上,以地史时间和埋藏深度为变量,以现今孔隙度为约束条件,紧密结合埋藏阶段分析和关键成岩阶段窗口分析,分阶段建立了巴喀气田八道湾组储层从埋藏初始直至现今的孔隙度演化定量模型,动态体现了整个孔隙度演化过程。定量模拟结果表明：研究区储层总孔隙度演化是一个七段式分段函数,各个阶段孔隙度演化或遵循减小模型或遵循减小与增大的叠加模型;机械压实阶段的孔隙度减小模型是以埋深为自变量的函数,压实和胶结综合作用阶段则是以埋深和埋藏时间为变量的函数;孔隙增大模型适用于Ro值范围为0.6～1.0的溶蚀作用窗口内;早期的纯机械压实作用使八道湾组储层已接近致密,溶蚀作用之前的压实和胶结综合作用导致储层致密化,而后期溶蚀作用仅在一定程度上提高了孔隙空间。     

致密砂岩储层含气测井特征及定量评价

致密砂岩储层孔隙度低、渗透率低、非均质性强,气层所对应的测井响应特征较为复杂,气层识别和评价难度较大、多解性突出。传统上,利用常规测井曲线进行含气性评价多是定性评价,在利用智能识别法评价含气性时,也是利用分类模型进行定性评价;而利用常规测井资料定量评价含气性比较困难。本文首先以岩心、地质、试气资料和常规测井曲线为基础,利用交会图法进行致密砂岩含气特征分析,建立含气性定性评价指标;然后,利用广义回归神经网络（GRNN）预测含气量和含水量,构造含气性和含水性指示曲线,定量评价致密砂岩的含气性;最后,定性评价和定量评价综合使用,以评价致密砂岩含气性,并在苏里格地区盒₈段进行应用,取得了较好的应用效果。     

四川盆地西部须家河组砂岩储层成岩作用及致密时间讨论

运用沉积及成藏理论对四川盆地西部地区须家河组砂岩的岩石类型、成岩作用及其成藏时间研究表明:砂岩储层的主要成岩作用有压实和压溶作用、胶结作用,溶蚀作用、破裂作用以及自生矿物的沉淀作用.压实作用是砂岩粒间孔隙减少的主要因素,然而,方解石的强烈胶结作用以及石英的次生加大作用是造成须家河组砂岩储层致密的关键因素.方解石胶结物和石英次生加大包裹体的温度测定表明方解石胶结物主要发育在100℃～140℃之间,石英次生加大主要发生在80℃～126℃之间,在此温度区间,有机质演化已到了成熟期,并在60℃～80℃之间就开始发生运移.因此,砂岩储层的致密时间晚于天然气的生成和运移时间,砂岩储层的致密时间应该在燕山构造活动期,大约在1.5×10~8 a左右.     

基于CT扫描的致密砂岩渗流特征及应力敏感性研究

认识低渗透储层的渗流特征对油气开采和储层改造具有重要意义。为此,研究利用微CT扫描技术对致密砂岩岩样进行扫描,据此建立了能够精细刻画岩样的微观模型,运用COMSOL模拟了流体在岩石孔隙中的渗流特征,研究了致密砂岩的渗流特征及应力敏感性。研究结果表明:流体入口和出口间压差固定时,岩石的渗透率保持不变,与入口出口压力的具体数值无关;不同方向的岩石模型计算渗透率处在同一数量级但有微小差异;在侧向压力作用下,渗流路径变窄,通过渗流路径的整体速度下降,渗透率下降,但在孔隙相对较大的地方,由于路径变窄,流体速度较未加压力前略有上升。      

阜新盆地沙海组三段浅层致密砂岩储层特征及成岩作用

针对阜新盆地浅层致密砂岩气成藏条件,在对8口井砂岩储层测试数据的分析基础上,研究了沙海组三段砂岩储层物性和沉积－成岩特征.认为阜新盆地沙海组三段砂岩储层为浅层致密砂岩储层,埋深<1500 m,孔隙度<10%,渗透率<1×10-3μm2;成岩作用控制沙海组三段砂岩的物性特征,沙海组三段砂岩主要经历压实作用、碳酸盐胶结作用和碳酸盐溶解作用,成岩阶段主要处于晚成岩A期.从而指出沙海组三段浅层致密砂岩储层适合储集来自周围气源岩生成的天然气,是盆地浅层致密砂岩气的有利勘探层位.     

鄂尔多斯盆地北部塔巴庙地区上古生界致密砂岩气藏天然裂缝形成机理浅析

鄂尔多斯盆地北部塔巴庙地区上古生界致密砂岩气藏的低孔、低压、低渗特点给开发带来了相当大的难度.天然裂缝的存在对致密砂岩气藏经济开发意义重大,致密砂岩中裂缝发育层段往往是天然气富集区,天然裂缝能大大改善致密砂岩储层渗透性,研究其发育状况及分布规律对储层压裂改造及水平井开发技术的实施具有积极的指导意义.塔巴庙地区位于鄂尔多斯盆地北部伊陕斜坡构造带上,构造平缓,地层倾角仅1°左右,一般认为不具备裂缝发育条件,然而大量岩心观察、薄片分析、物性测试、测井及试井资料证实,研究区的确不同程度地发育垂直裂缝和高角度裂缝.对裂缝的形态、产状、密度及裂缝分布范围研究后认为,天然裂缝主要是在区域应力、差异压实和异常高流体压力综合作用下形成的,断裂作用不是该区裂缝发育的主导因素.      

吐─哈盆地丘陵油田裂缝定量预测探讨

裂缝油藏非常复杂和难以评价，本文从岩石脆性变形和递进变形的理论出发，从理论上指出了对裂缝发育程度进行定量预测的可能性，井尝试着在露头和岩芯裂缝资料的基础上，以脆性岩石的裂缝密度取决于岩石应变量为假设前提，通过构造曲率的定量分析、岩石弹性应变能的数值模拟计算，以及裂缝和断层的关系分析几方面相结合的方法，定量估算丘陵油田不同构造部位裂缝的发育程度。预测结果表明，丘陵油区裂缝发育程度总体有如下特征：裂缝密度总体西部相对较高，东部相对较低；中部较高，南北两侧较低。陵２４、２５井的预测结果和实际资料基本吻合。同时，对预测结果的可靠性作了初步评价。     

大庆徐家围子地区深部致密砂砾岩气层识别

大庆徐家圈子地区深部致密砂砾岩储层的骨架成分除了含有石英、长石外，还含有许多酸性喷发岩，而且各种骨架成分的含量随深度变化比较大；复杂的岩性使得气的影响被岩性的影响所淹没，从而造成常规气层识别方法失效。针对这一问题，应用神经网络方法准确求取地层颗粒密度和泥质含量，然后对中子和密度测井值进行岩性影响校正和泥质影响校正，使得求出的中子和密度孔隙度仅受地层气的影响，最后将得到的中子和密度孔隙度进行对比，应用中子和密度孔隙度的差异识别气层。     

第三系砂岩波速特性探讨及统计分析

波速测试技术作为一种简便、快捷的测试技术被广泛应用于各种工程实践中, 第三系砂岩是非常具有代表性的软岩, 对第三系砂岩波速测试的研究具有重要意义。本文以吉阳核电厂址的第三系砂岩为研究对象, 通过整理单孔波速、跨孔波速方法获得的参数, 分析半成岩岩体波速的空间分布规律及特性, 寻找波速与埋深深度、标贯动探参数之间的关系。结果表明单孔、跨孔波速测试波速值随深度增加而增加, 埋深5m以上增加幅度明显, 埋深5m以下增加趋势减缓, 平面上不同位置各孔的波速值基本一致, 说明第三系半成砂岩岩体分布较均匀。剪切波速与埋置深度线性回归拟合效果较好, 对数拟合优度在0.95以上, 精度最高, 相对可靠, 剪切波速与标贯击数之间相关性不明显, 与动探击数之间基本不相关。     

致密砂岩气层的测井评价--以鄂尔多斯盆地大牛地山西组一段气田为例

大牛地气田山西组一段储层的孔隙度和渗透率均低、孔隙结构复杂、非均质性强，具有低压、低产的特征。利用测井资料，采用人工神经网络技术对致密砂岩的岩性进行了识别，共识别出中—粗粒岩屑砂岩、岩屑石英砂岩两种岩性，结合三种孔隙度测井方法进行了孔隙度和渗透率的预测，利用岩电实验资料，建立了储层微观孔隙结构与胶结指数、饱和度指数、岩石弹性力学参数之间的统计关系，获得了有效的饱和度评价参数，提高了饱和度的解释精度。并以压汞、相渗等岩芯分析资料进行了束缚水饱和度的解释，并采用多种交绘图技术，有效地识别了致密砂岩气层。该方法的特点是充分放大测井信息对天然气的响应特征，增强了气层和干层的判别差异。实践表明，上述方法对于鄂尔多斯盆地大牛地气田致密砂岩气层测井评价的符合率达到95％以上。     

基于GIS技术的水土流失遥感定量评价研究进展

水土流失评价研究历经近70年的发展,几经演化,其核心内容就在于定量评价模型及其各参数的算式算法.本文回顾了国内外基于GIS和遥感技术的水土流失模型的发展、演化、各因子的取值算法及其经验值,对其中USLE与CSLE的区别及其因子的取值算法进行了汇总,并指出适用中国实际情况的水土流失方程.