地层条件下油气储集岩多参数同时测试技术

油气储层的物性参数是油气地球物理（特别是勘探地球物理）的重要基础资料、油气储层深于下,只有在地层条件下测试获得的物性参数和能代表油气储层的真实性质。不同物性参数之间有一定的内在联系,只有相同地层条件下,同时测试这些物性参数才能准确地研究它们之间的内在关系。“岩石物性参数自动测试系统”就是国际上第一台能够在地层条件下（温度：常温－２００℃;围压１－１４０ＭＰａ,孔隙压力０－７０ＭＰａ;轴压０－１００     

天然气充注导致储层增压的定量研究

超压对于油气勘探具有重要的意义。以天然气为载体的压力传递是储层超压的重要成因机制。由于地层水和原油对于天然气的溶解性和压缩性存在明显差异,造成了含水地层和油层在天然气充注过程中具有不同压力演化路径。本研究模拟计算不同原始孔隙流体的地层在受到甲烷充注时的压力演化,建立了甲烷充注量与超压的定量关系,进而探讨天然气充注增压的影响因素。结果表明：天然气充注在一定条件下可以造成地层压力的增大;不同原始孔隙流体的储层压力演化路径不同。原始孔隙流体为天然气的地层最先出现超压,但增压缓慢;含水层比含油层增压迅速,更易形成超压;同等封闭条件下,浅部地层比深部地层更易形成超压,高温盆地比低温盆地更易形成超压。     

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.      

地层压力预测技术的应用及效果分析

利用地震、地质、测井资料,配合录井、实钻、测试等结果,建立比较准确的地层孔隙压力预测剖面（孔隙压力随井深的变化规律）。在此基础上,结合地层层序的变化,分析其纵向上的变化规律及成压机制,划分压力系统,并分压力系统或分层位确定孔隙压力变化的上下限,为探井或开发井优化井身结构设计和平衡压力钻井及油气层保护提供可靠的依据。在胜利探区推广应用地层压力预测技术以来,已为近２００口探井提供了地层压力预测剖面,较     

莺歌海盆地乐东区深层异常高压成因机制及预测研究

乐东区深层地层压力结构复杂,实测的地层压力数据表明：不同深度、不同层位地层孔隙压力差异较大,尤其是黄流组地层孔隙压力横向跨度大,黄流组顶部地层孔隙压力有降低回头特征,到底部地层压力系数又开始快速抬升至2.3,存在明显压力突变现象。单纯利用欠压实模式开展压力预测误差大,极易引发工程事故。为了解决地层压力预测面临的问题,须明确超压成因机制。利用垂直有效应力—测井响应交会图版可有效辨别超压形成机制,乐东区深层超压成因机制主要为机械不均衡压实、化学压实作用、断裂垂向传递、生烃增压,在明确超压成因机制前提下建立合理的压力预测方法,提高预测精度,以保证钻井工程的顺利实施。     

基于颗粒应力的深层超压预测方法研究:以准噶尔盆地腹部地区为例

异常地层压力预测是油气勘探和钻井工程关注的热点问题。对于勘探程度低、探井稀少的地区,压力分布特征的不明确制约油气勘探进展和钻井高效实施,因此,地层压力预测精度有待提高。在地层孔隙静力平衡原理的指导下,以准噶尔盆地腹部实际地质资料和压力测试数据为基础,建立了基于颗粒应力的地层压力预测模型。研究表明,(1)经典压力预测模型存在缺陷,特察模型并非静力平衡方程,有效应力不是骨架真正承担的力;(2)采用孔隙型介质颗粒应力参数建立了孔隙静力平衡方程,通过研究区深层侏罗系已钻井超压预测对比,发现基于颗粒应力的压力预测方法精度有所提高;(3)压力预测模型仅考虑了内动力因素即沉积增压,超压成因补偿不可忽视。研究区发现准南构造挤压应力向盆地内部传递,形成了规律性分布的超压分量,附加地应力的补偿是提高超压预测精度的有效途径。     

松辽盆地深层孔隙流体压力预测

孔隙流体压力属于流体状态参量, 它是进行盆地动力学分析、油气成藏动力学分析以及油气预测的重要因素之一.孔隙流体压力的预测模式应尽量将各种地质作用对其的贡献考虑进去, 并且, 利用大量的实际地层测试参数与各种地球物理参数之间的相互关系来选择适当的数学模型.选用神经网络计算技术对松辽盆地深层孔隙流体压力进行了预测, 并对孔隙流体压力的可能成因进行了分析.      

不同温度及排水条件下高温冻土孔隙水压力试验研究

在荷载的作用下孔隙水压力的消散是揭示冻土整体变形机理的关键,为了研究高温冻土中孔隙水压力变化规律,在不同温度、不同排水条件下,对高温冻土开展了压缩固结试验,并监测其在-1℃、-0.5℃和-0.3℃的条件下孔隙水压力及位移变化情况。结果表明：温度对孔压、变形有较大影响,温度越高,土体的变形速率越大,孔隙水压力峰值越大,消散速率也越快;而温度相同时,排水条件下的孔压峰值比不排水条件下的低,位移比不排水条件下的大;从试验结果中可以认识到,孔隙水压力在受骨架挤压增大的同时也在缓慢消散。     

影响海相烃源岩热解生烃过程的地质条件

热解生烃实验是研究油气生成机理与定量评价烃源岩生烃潜力的重要方法.烃源岩热解生烃模拟结果不仅与温度、压力和时间等因素有关,而且与地层孔隙水及压实成岩作用等地质因素密切相关.采用高压流体和高压釜(低压水蒸气)两种生烃热模拟方法对低成熟海相二叠统大隆组(P₂d)黑色泥岩进行了热解生烃实验模拟.对比分析两组实验结果表明地层孔隙热解实验有利于液态油的生成,不利于液态油向气态烃的转化,并极大地提高了干酪根的生油气潜力,显示了高压液态水、流体压力和孔隙空间等地质因素对烃源岩中有机质热成熟生烃反应的重要影响.这种影响可能与高压液态水的近临界特性有关,近临界特性地层水的参与改变了干酪根热力生烃反应的物理化学行为.推断在实际地质温压(100~200 ℃,30~120 MPa)条件下,烃源岩孔隙中的地层水是一种相对低温高压液态水,具有水的近临界物理化学特性,因此高压流体生烃热模拟实验与实际地层情况更为接近,能更有效地评价烃源岩生烃潜力.      

柴西第三纪湖相生物礁储层特征及意义

最近在柴达木盆地西部干柴沟一带发现的第三纪湖相生物礁,存在于第三系的下干柴沟组下段到下油砂山组的数千米厚的地层中。在野外露头实测、大量岩石薄片和铸体薄片研究的基础上,运用毛细管压力曲线和图象分析等手段,对生物礁储层特征作了详细研究。生物礁孔隙类型复杂,主要有骨架孔隙、粒内孔隙、铸模孔隙、溶孔等8种孔隙类型。生物礁经历了同生成岩、早成岩、晚成岩和表生成岩四个阶段。胶结作用和溶蚀作用是孔隙的主要形成作用,真正的原生孔隙已很少,次生孔隙极其发育,是油气的优良储集层。生物礁的发现对于青海油田油气勘探与开发具有重大的现实意义。     

地层抬升剥蚀对油气成藏贡献初探

含油气盆地普遍发育一个或多个剥蚀面,揭示剥蚀面的形成和油气藏的关系,不仅可以完善和发展已有的油气成藏理论,也必将对我国东部老油气区的勘探起到指导和促进作用。在对含油气盆地剥蚀次数和剥蚀量统计分析的基础上,建立了地层抬升剥蚀与油气成藏的空间和时间匹配关系;通过地质分析,从成藏机理的角度初步探讨了地层抬升剥蚀对油气成藏的贡献。统计分析和地质分析的结果显示:剥蚀层位本身或紧邻其下的层位就是储层;地层抬升剥蚀期多为油气聚集的时期;地层抬升过程中的流体温度降低及孔隙扩容可造成地层低压,从而为油气聚集提供动力,孔隙扩容还可为油气聚集提供更多的空间。     

博兴洼陷沙四上亚段滩坝砂岩次生孔隙形成机制

根据砂岩铸体薄片、扫描电镜、地层压力分析,研究了博兴洼陷沙四上亚段滩坝砂岩次生孔隙的形成机制.研究表明博兴洼陷地层中的上升流为滩坝砂岩次生孔隙的形成创造了条件,硅酸盐和碳酸盐矿物在CO2和有机酸作用下的溶蚀是次生孔隙形成的主要因素,黏土矿物的转化也为次生孔隙的发育做出了贡献.在构造高部位碳酸盐胶结程度较低或断层较发育的区域次生孔隙较发育,在构造高部位侧翼的厚层滩坝砂岩次生孔隙也较发育.依据次生孔隙的结构特征、胶结物的性质和产状、碎屑颗粒的性质将博兴洼陷滩坝砂岩划分为4种成岩相:其中不稳定碎屑溶蚀成岩相控制的区域次生孔隙最为发育,可成为较好的油气聚集区;碳酸盐胶结和压实-溶蚀成岩相控制的地区次生孔隙发育次之,但也可以成为油气聚集区;压实成岩相基本不具储集性能.     

山东东营车镇凹陷古近系流体异常高压及其对深层碎屑岩储集层的影响

受流体异常高压影响而发育的异常孔隙(砂)砾岩储集层成为深层油气储集层和油气勘探研究的热点之一.测井、钻井及试油结果揭示,车镇凹陷古近系沙河街组广泛存在流体异常高压,且与(砂)砾岩储集层含油性及产能具有密切关系.在试油地层压力实测数据标定下,利用测井资料等效深度法对古近系沙河街组分层系、分地区进行了地层压力计算.计算结果...     

地层水条件下碳酸盐矿物热力学平衡条件及其在克拉2气田的应用

基于热力学平衡理论及库车盆地的实际,建立了该区地层水温度、压力条件下方解石溶解、白云石对方解石交代作用的热力学平衡条件,并根据地层水介质特征探讨了该区方解石溶解、白云石交代方解石的具体成岩反应状况,认为该区地层水条件下正进行着方解石溶蚀及白云石对方解石的交代作用,方解石的溶蚀是形成该区深层次生孔隙的根本因素。      

岩石孔隙流体对纵横波速度影响的实验研究及意义

我们用ＭＴＳ的超声波测试系统研究了地表岩样饱和水及孔隙压力对纵横波速度的影响。在实验研究中,分别在常温常压条件下测量了干燥岩石和完全饱水岩石的纵横波速度,并在模拟地层条件下,测量了岩石纵横波速度随孔隙压力的变化。实验结果显示：（１）岩石完全饱和水后,与干燥时相比,纵波速度将明显增加,最大可增加３０％,且岩石在干燥时的纵波速度越低速度增大的比例越大,但纵波速度增大的比例与孔隙度无明显关系。饱水前后横波速度几乎保持不变。（２）在模拟地层的温压条件下,当孔隙压力由低到高,纵横波速度均将线性减小,且横波速度比纵波速度下降的比例更大。据此,得到了识别地层异常高压和地层含气的地震速度标志。     

高压环境下流体非饱和渗流对含水合物沉积物的影响

沉积物与流体流动的性质是影响水合物形成和聚集的两个重要因素,为研究水合物在沉积地层中的赋存机制必须探明高压环境下含水合物沉积物在非饱和渗流条件下的相互影响关系。以逸度差为水合物反应驱动力,反应动力学常数为Arrhenius类型,建立了包括非饱和流体流动-沉积物特征-水合物形成动力学耦合的二维模型,从理论上研究了多孔介质内流体与沉积物参数如含水率、去饱和系数、水力分布和水合物饱和度等在孔隙内的相互影响规律。结果表明,在设定的条件下,随着反应的进行孔隙水压力随时间逐渐大,在相同条件下水合物饱和度与温度增加导致孔隙水压力变大,其中水合物饱和度的影响较小,而沉积物基质吸力、去饱和系数与本征动力学常数则与孔隙水压力成反向变化,其中本征动力学常数的影响较大。     

多场耦合作用下致密储层渗流特性研究

储层岩石的渗流特性对致密砂岩储层的评价及开发具有重要意义。为此,研究构建热流固耦合控制方程,采用COMSOL Multiphyics软件,针对准噶尔盆地中部4区块某三维区致密储层不同开采时间下流体渗流速度和地层孔隙压力的分布规律开展了数值模拟研究。研究结果表明,流体渗流速度最大值出现在井口及其周围地区,断层破碎过渡带流体渗流速度高于周围连续地层和断层核部;随着与井口距离的增加,开采过程中流体渗流速度变化规律由先增加后减小最后趋于稳定逐步转化为先缓慢增加后逐步趋于稳定;在开采初期,孔隙压力等压线在井口周围呈环形分布,而后低应力区沿断层的开展方向进行扩展;孔隙压力随着开采时间的增加而不断减小,同时间节点下,距离井口越远,孔隙压力越大且下降幅度越小。研究成果为正确预测开发生产指标,为提高致密油气勘探开发效果提供技术支撑。      

多圈管冻结壁形成和融化过程冻胀力实测研究

为获得多圈管冻结壁形成与融化过程中冻结壁内部冻胀力发展特性和孔隙水压力变化规律,进而分析冻结壁力学性态及安全性,在淮南某煤矿开展了冻结壁冻融过程中内、外部冻胀力和孔隙水压力的现场实测研究.实测结果表明:在地层冻融过程中,冻结壁内、外部形成了不均匀的冻胀应力,测试地层最大冻结压力达6.0 MPa,为初始地压的2.4倍;当井筒开挖至测试层位时地层冻结压力呈线性降低;随着浇筑外层混凝土井壁,冻结压力又有回升,当冻结壁融化后地层冻胀力为零,井壁恢复受水土压力作用.孔隙水压力变化经历了静止孔隙水压力和冻结过程的超静孔隙水压力两个阶段,超静孔隙水压力达到4.0 MPa,约为静止孔隙水压力的2.0倍.     

湘中坳陷晚古生界储层成岩演化与天然气成藏

湘中坳陷是晚古生代南华陆表海盆在湘中的一个负向构造单元, 先天成油气地质条件优厚, 目前发生气喷井18口, 岩心检测储层物性整体表现为低孔低渗, 属于物性较差的致密储层。本文通过铸体薄片、电镜扫描、粒度图像、粒度孔隙等资料开展成岩组构镜下详细观察及孔隙演化特征分析。结果表明: 该区储层类型主要是孔隙型、裂缝型和孔隙-裂隙型, 其中次生溶蚀孔和后期构造产生的破裂缝为主要储集空间。下石炭统致密储层在距今约290 Ma时形成, 成岩作用对储层孔隙影响较大, 压实作用是使碎屑岩孔隙变差的主要控制因素, 压溶作用、溶蚀作用、破裂作用对储层物性有所改善, 后期的胶结作用使储层致密性加强。结合流体包裹体测温资料及区域地质背景与地层埋藏史、油气充注期, 指出该区天然气藏为先致密后成藏的天然气成藏模式, 深盆气为勘探主要潜力目标。     

柴达木盆地异常地层压力及其成因探讨

世界范围的一些年轻沉积盆地内.在一定埋深处常发现有异常地层压力。这种异常地层压力往往与油气分布有一定的关系。很多学者认为,异常地层压力是石油从生油岩向储集岩运移的动力,而高压带的压力封闭又使发育异常地层压力的泥质岩成为下伏储集岩的盖层。异常地层压力带常与高地温梯度带相一致,从而有利于油源岩中有机质转化为烃类。因此,研究异常地层压力有助于对沉积盆地的演化、油气的形成作用和形成过程的认识。同时,由于高压力梯度带的钻探成本高,弄清油气分布与异常压力不同梯度之间的关系有利于提高石油勘探的成效。