碳酸盐岩裂缝研究进展及发展趋势

裂缝对碳酸盐岩储层油气产能有重要的影响。在总结碳酸盐岩裂缝的分类、成因、主控因素、识别与预测等方面的基础上,认为对非构造缝的分类、命名及其含义仍存在较大争议。裂缝成因主要包括构造作用、成岩作用、异常高压作用、剥蚀作用和风化作用。粒度和孔隙度对构造缝发育的影响机理有待进一步深入研究。沉积相对构造缝发育有一定的影响,但同一沉积相内岩性组成复杂,难以准确揭示裂缝发育的影响机理。直接研究岩性对裂缝发育影响更利于揭示裂缝形成机理。基于成岩演化序列对裂缝进行研究可明确裂缝形成时的岩石特征,为深入讨论构造缝发育的主控因素提供了基础。层间缝、缝合线、异常高压缝和溶蚀缝等非构造缝发育的主控因素有待进一步深入研究。近几年地震技术识别裂缝突破不大,非常规测井识别裂缝领域以声波远探测技术发展最快。常规测井识别裂缝一直是研究的热点问题,不同学者提出了40余种裂缝识别方法。测井、地震信息裂缝预测法预测结果可靠性高,是目前主流的裂缝预测技术。规范裂缝分类、梳理裂缝成因、深化构造缝发育机理研究、加强非构造缝主控因素探讨、提高常规测井裂缝识别率、综合现有不同裂缝预测技术预测裂缝是下一步裂缝研究的重要发展方向。      

海西早期岩溶改造作用及古地貌恢复:以塔河2区为例

塔河油田2区奥陶系储层为一间房组碳酸盐岩礁滩相地层,结合储层岩心、岩石薄片、测井分析及地球化学特征,进行了构造-沉积特征研究,通过井震结合,应用填平补齐法,恢复了该区及周缘奥陶系顶面海西早期岩溶古地貌,并划分为4个亚地貌单元,分析了奥陶系储层特征及成岩作用,研究了储层岩溶作用期次,得出海西早期的溶蚀-岩溶-构造破裂是储层改造的主要作用机制;通过现今钻井缝洞单元分布,结合海西早期岩溶古地貌、古水系及断裂控制,提出了储层发育的有利区带,得出环T443、TK220、T207井附近泄水洼凼北部区域是岩溶储层发育最有利区域。      

塔里木盆地顺北地区一间房组台地碳酸盐岩异常泥质含量与断裂带距离及裂缝发育关系

在塔里木盆地顺北地区奥陶系走滑断裂带寻找碳酸盐岩"断溶体"型油气藏成为近年来油气勘探的热点。多口钻井显示顺北1号主走滑断裂带"断溶体"裂缝发育部位普遍具有异常高的自然伽马测井值。因此,可以根据异常高泥质含量参数来反映裂缝发育程度,进而指示含泥"断溶体"储层的发育位置。首先利用GeoEast软件提取了顺北1号走滑断裂带T₇4界面（一间房组顶）相干体属性并进行了断裂解释。根据5口井一间房组自然伽马测井数据,探讨了台地碳酸盐岩走滑断裂带断核和损伤带异常高泥质含量值与主干断裂带距离和裂缝发育程度之间的关系。结果表明:顺北地区奥陶系一间房组台地碳酸盐岩沉积环境稳定,背景泥质含量较低;NE向主走滑断裂带核部和裂缝发育部位的泥质含量远高于台地碳酸盐岩背景值,具有随着离主干断裂带距离增大和裂缝发育程度下降而降低的变化趋势,最终接近其背景值。由此表明,可利用自然伽马测井计算泥质含量,间接指示走滑断裂带"断溶体"储层发育程度。该研究为深层-超深层走滑断裂带储层评价提供了一种新的思路。      

深层、超深层致密砂岩储层成岩相测井定量评价: 以库车坳陷博孜-大北地区为例

博孜-大北地区巴什基奇克组为深层、超深层致密砂岩储层, 岩性致密, 亟需揭示储层品质主控因素, 建立相配套的有利储层测井评价方法。为单井定量评价其成岩相, 充分利用岩心、常规薄片、铸体薄片、扫描电镜等资料, 对博孜-大北地区巴什基奇克组致密储层的岩石学、物性、成岩作用类型和强度、成岩矿物等特征进行了研究, 并在视压实率、视胶结率、溶蚀孔隙含量和成岩综合系数等参数定量计算的基础上, 根据成岩作用强度及其组合特征对储层成岩相分类命名, 划分出中等压实弱溶蚀相、碳酸盐胶结相及压实致密相等不同的成岩相类型。通过薄片等资料与测井资料拟合分析, 建立了成岩综合系数C_g的测井计算模型, 以及定量识别储层成岩相的方法。对X1、Y1等井的测井资料进行了处理, 并通过识别结果与物性分析、铸体薄片等的匹配关系, 验证了方法模型的可靠性。成岩相测井定量表征方法的建立可为有利储层预测提供指导。      

轮古西潜山岩溶储层发育特征与评价

为分析岩溶储层类型、发育特征及其与油气的关系,以塔里木盆地轮古西奥陶系潜山油藏为例,开展储层精细描述,从钻、录井显示、岩心、常规及成像测井、地震资料等方面描述岩溶储层特征,并运用生产动态测试资料进行评价.结果表明:该潜山岩溶储层主要发育洞穴型、裂缝孔洞型、孔洞型和裂缝型4类储层,其中洞穴型中的洞穴连通型储集空间组合地层能量供应充足,具有一定的上产稳产期,整体开发阶段产量递减缓慢,为最好的储层类型.岩溶储层的发育和油气富集程度与其距潜山面的距离密切相关,潜山面向下50m范围内储层最为发育,油气最为富集.     

Monte Carlo simulation of scintillation crystal detector for formation element logging

Formation elements logging is a neutron gamma spectroscopy logging technique used to acquire the content of elements and minerals by recording the gamma ray produced by the reaction of neutron and elemental nucleus in the formation. It has a wide usage in discriminating complex lithology and evaluating unconventional reservoir. The Monte Carlo simulation model of formation elements logging tool is established in this paper, with which the effects of tool parameters including the material and length of the scintillation crystal and source spacing on logging responses are modeled. The results show that the energy response of LaBr_3: Ce crystal is better than others, and the detection efficiency increases with the crystal length but decrease with source spacing. The above results may be used as a reference for optimizing the tool structure design.     

常规测井气测资料在H油田K油藏碳酸盐岩储层流体识别中的应用

K油藏是中东伊拉克H油田重要的油气产层, 储层裂缝基本不发育, 储集空间主要为基质孔隙和溶孔, 渗透率极差范围大, 孔渗相关性较差。储层厚度大, 层间非均质性极强, 使得仅依靠常规测井资料和传统的测井评价方法来评价该区域碳酸盐岩储层流体性质识别效果差, 针对该问题, 进行H油田K油藏流体识别研究。通过分析常规测井资料发现, 深浅电阻率比值可以较好地划分水和烃类。在分析总结气测全烃曲线的形态特征及所对应的储层流体性质基础上, 发现气测曲线对于不同流体性质形态差异明显, 因此考虑利用气测曲线进行水和烃类进一步划分。统计发现重烃比值和烃气密度指数可以较好划分油水同层和水层, 为了定量表征识别过程建立水层-油水同层气测曲线识别法(ECR1), ECR1大于0为油水同层, 反之为水层。以烃气湿度指数、轻烃比值、挖掘效应可以较好划分气层和油层, 以此为基础建立气层-油层气测曲线识别法(ECR2), ECR2大于0为气层, 反之为油层。以该模型对H油田K油藏13口井38个小层的应用表明, 其识别符合率达到81.58%, 识别精确度高, 能满足研究区实际需要。通过建立的气测曲线识别法(ECR)模型, 在H油田K油藏取得较好应用效果, 可为本区块后续勘探开发具有一定借鉴意义, 同时也可以为国内外类似碳酸盐岩储层流体识别提供参考。      

气测录井在页岩气勘查中的应用——以潍北凹陷昌页参1井为例

潍北凹陷是昌潍坳陷的次一级凹陷盆地,也是传统油气开采区。潍北凹陷孔店组二段沉积了较厚的暗色泥岩、泥页岩,多为良好的烃源岩,也是凹陷内页岩气的主要生、储层位。通过分析昌页参1井气测录井数据,并结合现场解析实验数据,系统阐述了应用录井采集数据综合判别油气层的方法,以及该方法在实际油、气层判别中的应用情况。研究表明,利用该方法可对页岩气富集层段含油气情况作出较为准确的判断。     

储层特征对水平井多裂隙增强型地热系统采热过程影响的数值模拟研究

将石油天然气行业发展很成熟的水平井多裂隙开发技术用于增强型地热系统(EGS)可显著提高EGS的经济效益。本研究建立了三维EGS水平井多裂隙物理模型, 采用CFX模拟分析了在井间距以及裂隙间距等不同储层特征条件下EGS的运行性能, 揭示了不同储层特征对于EGS储层采热过程的影响机理。研究结果表明: ①裂隙间距是影响EGS工程运行寿命和开采率的关键因素, 在相同注水流量下, 较大的裂隙间距不易形成热穿透, 系统运行寿命更长, 但降低了储层开采率; 过小的裂隙间距易形成热穿透, 系统运行寿命短, 但开采率高。②井间距对裂隙中的流体流速影响显著, 随着井间距增加, 在相同开采时间下, 产流流体的温度不断升高, 系统的寿命也会随着井间距的增加而增加, 井间距的增大也意味着储层的体积也就更大, 从而有更多的热量可供开采, 因而提高了系统的运行寿命。研究结果可以为EGS储层的建造提供理论指导, 为实现商业化开采地热能做好理论准备。      

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。     

渤中凹陷深层特低孔特低渗砂砾岩储层储集空间精细表征

利用自动矿物定量识别系统（QEMSCAN）、二维大尺寸背散射图像拼接技术（MAPS）、多尺度微米CT、铸体薄片、恒速压汞等实验技术,对渤中凹陷深层孔店组特低孔特低渗砂砾岩储层的储集空间进行了二维、三维多尺度精细表征,并系统研究了砂砾岩储层渗流能力影响因素。实验结果显示,研究区砂砾岩孔隙毫米-微米-纳米级多尺度连续分布,孔隙度相对大的储层,孔径分布范围较宽,储层粒间原生孔、粒间溶蚀孔等大孔隙占比较高,粒内溶蚀孔、晶间孔占比较低。基于三维孔喉网络模型,孔隙主要半径分布区间为1.5~60 μm,喉道半径分布在0.5~8.0 μm之间,孔喉连通性的分布形态有条带状、连片状、孤立状,储集性较好的储层孔喉在三维空间多为连片状,渗透率相对较差的储层孤立状的大孔较多。孔隙型储层的渗透率与孔喉形态、喉道半径、配位数等参数密切相关。裂缝明显改善了砂砾岩的物性,也为酸性流体对储层的溶蚀提供了有效通道,导致溶蚀孔隙相对发育。综合研究认为,渤中凹陷深层砂砾岩储层的渗流能力受裂缝发育程度、孔喉连通性双重控制,储层中黏土矿物和碳酸盐矿物胶结对孔隙结构、储层渗流能力有重要影响。      

Carbonate pore type characterization using a statistical inversion method

For carbonate reservoirs, vertical pore type heterogeneity records regional depositional history. However, from the geophysics point of view, these microscopic characteristics cannot be described with conventional data-driven approaches. The author presents an upscale rock physics model which includes both modeling and inverting schemes in this study. According to the statistical comparability between lab measurements and well logs, the main idea is to study and utilize inherent statistical features in naturally occurred carbonate rocks. Firstly, using the critical porosity model as rock physical theory, relationships are built between pore structures and elastic responses. Furthermore, in logging data scale, key parameters are estimated through a statistical method, and thus pore types are classified. The methodology is successfully applied in the well YS1. It is believed that this method will be a promising tool on handing pore complexity and inversion uncertainty in carbonate reservoir exploration.     

长岭断陷龙凤山地区断裂与火石岭组火山岩油气运聚关系

龙凤山地区是长岭断陷重要的油气富集区,已发现油气多分布于断裂带附近,探讨断裂与油气运聚的关系具有重要意义。结合地震、测井、岩心、镜下薄片、流体包裹体观察及测温等资料,在断裂静态特征与断裂带结构识别研究基础上,综合分析断面形态、断裂活动特征与油气运聚的关系。研究结果表明,断裂的诱导裂缝带发育大量裂缝,有效地改善火山岩的物性,断裂可作为输导油气的优势运移通道;Ⅰ级断层的“汇聚型”断面形态控制油气主要富集位置;断层活动性与第一期成藏期匹配良好,断裂可作为输导油气的优势通道,后期断裂带裂缝被石英、方解石所充填,断裂对火山岩油气藏主要起封闭作用。     

页岩储层体积压裂缝网形成的主控因素及评价方法

页岩储层的体积压裂能有效沟通天然裂缝使其形成缝网系统,极大地提高了页岩气的产能,让页岩气的开采尽快获得经济效益,因此对体积压裂缝网形成研究显得尤为重要,在对国内外大量页岩储层测试数据和体积压裂缝网形成研究成果全面系统调研和深入分析总结的基础之上,认为页岩储层体积压裂缝网的形成主要受控于3个方面的因素:①储层本身质量好,高的脆性矿物含量、杨氏模量,低的断裂韧度、泊松比、应力衰减速率和储层敏感性等,即储层的可压裂性越高,越易形成缝网;②地质背景条件优越,低的应力各向异性、天然裂缝发育、小的逼近角等,利于压裂裂缝延伸并扩展成缝网;③压裂工程措施适当,包括起裂方位和压力、支撑剂及压裂液性能、施工液量及排量等施工参数设计合理,有利于水力裂缝的充分扩展;另外,对以上控制因素的评价方法主要有室内实验、软件数值模拟及现场监测等,这些认识对体积压裂缝网形成机理研究及压裂优化设计具有重要的理论价值和实践意义。      

鄂西宜昌地区五峰组-龙马溪组页岩储层特征及其脆性评价

依据鄂西宜昌地区五峰组-龙马溪组页岩X射线衍射全岩分析、X射线衍射黏土矿物分析、物性分析、含气性测试和地球物理测井等资料,对区内页岩储层发育特征和页岩脆性特征进行了研究和综合评价。结果表明:宜昌地区五峰组-龙马溪组页岩依次主要由石英、黏土矿物、长石、白云石、方解石、黄铁矿等组成;具有自底部“高硅、低黏土”页岩向上过渡为“低硅、高黏土”页岩的发育特征。页岩孔隙度主要为1.01%~1.77%,平均1.29%,渗透率主要为0.001×10-3~0.843×10-3 μm2,平均0.234×10-3 μm2,属于低孔特低渗储层;五峰组-龙马溪组下部页岩含气量普遍大于1 m3/t,厚度可达20 m。脆性矿物含量法脆性分析结果显示,页岩脆性指数分布于39.6%~89.6%之间,平均55.4%,其中底部10 m厚的页岩脆性指数均大于60%,利于储层压裂改造后形成复杂的裂缝网络系统。弹性参数法脆性分析结果显示,五峰组-龙马溪组页岩杨氏模量主要为25.2~67.5 GPa,平均38.9 GPa;泊松比主要为0.177~0.327,平均0.297;脆性指数主要介于8.5%~97.3%之间,平均33.2%;其中底部13 m厚的页岩具有典型高杨氏模量、低泊松比和高脆性指数的特征。页岩脆性综合评价结果表明,五峰组-龙马溪组底部9 m厚的页岩发育相对最优杨氏模量和泊松比条件,脆性属于中-高等程度,造缝能力强,可压裂性好。将页岩段划分为4类可改造储层,其中底部2 714.4~2 723.4 m段页岩具有泊松比相对最小、含气性最好、脆性最优和有机质含量高等特征,构成研究区最优改造层段。      

塔里木盆地顺北5号走滑断裂带北段超深层裂缝储层的地震属性表征方法研究及应用

塔里木盆地顺北5号走滑断裂及其伴生裂缝的分布控制了储层的形成和油气的运聚成藏。如何选择对裂缝储层响应好的地震属性并用其描述储层的空间展布, 是裂缝型储层预测的研究基础。由于研究区不同尺度断裂裂缝发育规模差异较大及客观上存在地震分辨率的差异, 在实际研究过程中需要采用不同的技术方法及其组合对不同尺度和特征的断裂裂缝进行识别。地震属性对比测试表明倾角约束的高精度相干体和面状特征属性可表征断距超过40 m的大尺度断裂; 分频融合相干和应变能属性可表征断距15~40 m的中尺度断裂; 断裂似然体刻画和缝洞增强体可表征断距15 m以下的小尺度断层和裂缝。然后将典型地震属性与成像测井解释得到的实际裂缝数据及裂缝密度曲线进行相关性拟合, 进而优选出混沌属性、面状属性、结构张量第三分量、分频融合相干4种属性, 并将4种属性融合成新的属性用于裂缝密度体计算, 最后用该方法半定量预测裂缝的分布。裂缝预测结果表明以走滑断裂带中部的压扭性断裂处为中心, 约1.5 km范围的鹰山组下段地层整体裂缝最为发育, 为优势储层勘探开发区。      

歧口凹陷西南缘沙一段下部碳酸盐岩储层特征及控制因素

歧口凹陷西南缘是岩性油气藏发育区,尤其是沙一段下部发育湖相碳酸盐岩储层,是油气勘探开发的有利目的层段.利用岩心、薄片、扫描电镜等资料,分析沙一段下部碳酸盐岩储层的岩性、物性及储集空间特征.结果表明:研究区主要发育生物碎屑灰岩、鲕粒灰岩、泥晶灰岩和泥晶云岩,其中生物碎屑灰岩和鲕粒灰岩的物性最好,泥晶灰岩和泥晶云岩物性较差.优质储层是沉积作用、成岩作用和构造作用三者共同作用的结果,但储层的类型和规模主要受沉积相的控制,为预测有利储集相带提供依据.     

柴北缘冷湖地区古近系路乐河组成岩作用及有利成岩相研究

通过钻井岩心、铸体薄片、扫描电镜及测录井资料,对柴达木盆地北缘冷湖地区古近系路乐河组的成岩作用特征、成岩相类型及其有利成岩相进行了系统研究。结果表明:研究区储层成分成熟度和结构成熟度均较低,成岩作用类型复杂多样,主要发育压实作用、胶结作用、交代作用和溶蚀作用,成岩演化主体进入中成岩阶段B期。综合考虑各种成岩现象及特征、孔隙类型及沉积微相特征,将研究区储层成岩相划分为强压实致密成岩相、碳酸盐胶结成岩相、绿泥石薄膜胶结-粒间孔成岩相、不稳定组分溶蚀-次生孔成岩相4类。优质储集层的分布与成岩相类型关系密切,压实致密成岩相和碳酸盐胶结成岩相的储层物性普遍较差,多为致密储层,集中分布于扇三角洲平原河道翼、扇三角洲水下分流河道边部,而主要发育于扇三角洲前缘水下分流河道、河口坝中上部较厚砂体中的绿泥石薄膜胶结-粒间孔成岩相和不稳定组分溶蚀-次生孔成岩相的原生孔隙或次生孔隙发育,储层物性较好,利于油气富集,为研究区储层的有利成岩相。      

东营凹陷南坡古近系红层砂体储层特征及控制因素

东营凹陷南坡古近系孔一段和沙四下亚段发育以水上氧化环境为主的碎屑岩沉积.针对红层砂体储集特征,综合应用岩心、薄片、X线、压汞等资料,分析岩石学、成岩作用及储集空间特征,研究控制储层物性的主要因素.结果表明:红层砂体岩石成分以长石、岩屑为主,主要经历早成岩A期至中成岩A2期的成岩作用,原生及次生孔隙是主要储集空间.储层物性受沉积作用和成岩作用影响,其中沉积作用控制储层原生孔隙,成岩过程经历碱性和酸性的流体环境,早成岩B期溶蚀作用最强,形成大量次生孔隙.综合沉积相、成岩相及构造特征将红层砂体划分为高孔中高渗型、中孔中渗型、中低孔中低渗型和低孔低渗型等4类储层,明确优质储层的发育规律.     

纯化油田湖相滩坝薄储层含油性差异及控制因素

纯化油田滩坝储层岩性复杂,泥岩、砂岩和碳酸盐岩呈薄层状频繁互层,不同储层的物性差异明显。综合运用岩心、测井、扫描电镜、物性实验和生产动态等资料,对储层含油性差异及控制因素进行了研究。结果表明:研究区发育坝、砂质滩、颗粒滩、泥晶滩及浅湖泥5种微相,物源、成岩作用、沉积微相和储层厚度均对储层含油性有控制作用。优质储层在垂向上有分层性,纯上砂层组砂岩储层优于纯下砂层组碳酸盐岩储层,其中成岩作用改造作用明显,钙质胶结使砂岩物性变差,溶蚀作用使鲕粒灰岩孔渗性优于泥晶灰岩;平面上有分区性,与沉积微相密切相关,坝、砂质滩最好,颗粒滩次之,泥晶滩最差;同一相带内又受储层厚度影响,厚度越大产油越好。