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。     

低渗透砂岩油气储层裂缝及其渗流特征

综合分析了不同地区低渗透砂岩油气储层裂缝的发育规律、渗流特征及其控制因素,发现低渗透砂岩储层裂缝以高角度构造裂缝为主,裂缝的间距一般呈对数正态函数分布,并与岩层厚度呈正线性相关关系。裂缝的发育受岩性、岩层厚度、沉积微相、构造和应力等因素控制。裂缝渗透性受现应力场的影响,通常与现应力场最大主应力方向近平行裂缝的渗透性最好,但其它方向裂缝的渗流作用不容忽视。裂缝提高了低渗透砂岩储层的可动油饱和度,同时又影响井网部署和注水开发效果。     

致密砂岩储层中钙质夹层特征及与天然裂缝分布的关系

鄂尔多斯盆地镇泾区块长8致密砂岩储层普遍发育钙质夹层,本文利用露头、岩芯、薄片及测井等资料,对钙质夹层的岩性特征、电性特征、分布规律以及与天然裂缝分布的关系进行了研究。研究表明,钙质夹层具有明显的低伽马、低声波时差、高密度、高感应的特点,电成像测井表现为明显的亮色条带。钙质夹层主要分布在部分水下分流河道砂体的中部或下部及河口坝砂体的中部或上部,同时也发育在一些分选较好、颗粒支撑的薄层细砂岩中以及砂泥岩的接触地带。钙质夹层内主要发育高角度构造裂缝,不发育近水平成岩裂缝;与非钙质胶结致密砂岩储层相比,钙质夹层脆性较大,天然裂缝更为发育,且大部分裂缝被方解石充填,为无效裂缝;钙质夹层层厚及岩性界面控制着裂缝纵向延伸高度。论文成果对进一步研究致密储层天然裂缝的分布模式,弄清裂缝对注水开发的影响具有重要意义。     

水膜理论在致密低渗透砂岩储层改造中的应用

致密低渗透砂岩储层一般以高含水为特征,其中缚水以水膜和毛管水形式存在。本文针对这些特点,从水膜形成、存在的物理化学机理出发,着重讨论水膜的性质及其对流体渗流的影响,并考虑以减小水膜厚度和改变水膜性质为思想基础进行致密低渗透砂岩储层改造。     

油气盆地低渗透储层裂缝预测研究现状及进展

我国拥有相当数量裂缝型低渗储层的地质储量,在我国油气生产中起举足轻重的作用。系统开展低渗储层中裂缝特征和分布规律研究预测,无疑对我国的低渗透储层油气勘探开发具有指导作用。目前,国内外在油气盆地低渗透储层中对裂缝预测及评价已经形成了很多富有特色的方法,但是由于裂缝成因的复杂性、发育的多阶段性,对低渗储层裂缝的预测及评价研究还处于探索阶段。本文较为系统地综述了油气盆地低渗透储层裂缝预测研究现状与进展、不同成因的裂缝预测方法、裂缝研究存在问题和解决方法。     

低渗透致密岩性储层注水工艺技术研究

随着鄂尔多斯盆地石油资源的开发,为提高低渗透储层的采收率,开展对低渗透致密岩性储层的注水工艺技术的研究。通过对油套分注技术、空心集成分注技术、偏心分注技术等应用于低渗透致密岩性储层的注水技术的对比研究,结果认为桥式偏心注水技术和偏心注水技术是现阶段最有效的低渗透储层分层注水技术。在延长油田永宁采油厂的三口注水井组中应用桥式偏心注水以及偏心注水技术进行试验,均见到了增液、增油的效果。     

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。     

致密砂岩气藏天然裂缝发育特征及有效性评价——以四川盆地元坝地区须家河组为例

天然裂缝发育特征及有效性是制约致密砂岩气藏有效勘探开发的瓶颈。以四川盆地元坝地区须家河组为例,运用野外露头、岩心、薄片、成像测井、实验分析以及生产动态等资料,对须家河组天然裂缝发育特征及有效性开展综合研究。结果表明：元坝地区须家河组天然裂缝比较发育,以构造剪切缝为主,裂缝有效性较好。按倾角划分,裂缝以高角度缝为主,多与岩层面垂直,主要走向为：NW-SE向、近E-W向、近S-N向以及NE-SW向;天然裂缝可划分为4期：Ⅰ成岩期;Ⅱ燕山构造运动中-晚期;Ⅲ喜马拉雅构造运动早-中期;Ⅳ喜马拉雅构造运动晚期;裂缝的有效性受控于裂缝的充填程度和开度、裂缝形成时期以及现今最大主应力等。结论认为,不同类型、不同产状裂缝有效性差异性明显,其中高角度缝、直立缝以及NW-SE向、近E-W向裂缝有效性最好,对致密砂岩气藏的开发具有重大意义。     

致密低渗透储层裂缝研究进展

我国致密低渗透储层的油气资源量巨大,但储层基质物性差,非均质性强,天然裂缝发育,勘探与开发难度大。天然裂缝是致密低渗透储层的有效储集空间和主要渗流通道,控制了这类油气藏的成藏、单井产能及开发效果,天然裂缝分布规律研究对致密低渗透油气藏的勘探和开发至关重要。在阅读国内外大量文献的基础上,系统地综述了致密低渗透储层裂缝研究中涉及的储层裂缝成因类型、控制因素、储层裂缝参数表征方法、裂缝有效性影响因素与评价方法、天然裂缝与人工裂缝的耦合关系等研究现状,探讨了现阶段储层裂缝研究中存在的问题及进一步需要开展的工作。非常规储层裂缝的形成机理与主控因素、多学科相结合的高精度裂缝井间预测及裂缝三维地质建模、裂缝的分级评价及有效性评价将是近期裂缝研究的重点。     

东海西湖凹陷西斜坡和西次凹近致密-致密砂岩气藏的地质特征及发育前景

基于沉积构造背景和大量钻测资料,利用气样地球化学测试、铸体薄片、扫描电镜、激光扫描共聚焦显微镜和阴极发光等手段,揭示了东海西湖凹陷西斜坡和西次凹近致密-致密砂岩气藏的地质特征,并分析了发育前景。研究结果表明:2个靶区近致密-致密砂岩气藏均分布在中深层,且位于常规气藏之下,但发育层位不同,西斜坡在平湖组中下段,西次凹在花港组下段。2个靶区的近致密-致密砂岩气均为煤型气,来源于平湖组煤系源岩,西次凹致密气藏属于"下生上储"型,西斜坡属于"自生自储"型。西次凹属于典型的致密砂岩储层,西斜坡属于近致密砂岩储层。强压实作用和硅质、自生伊利石及碳酸盐胶结是储层致密化的重要因素。溶孔和原生粒间孔是致密砂岩储层主要储集空间;2个靶区的近致密-致密储层不同深度段发育"孔隙型"甜点,为酸性溶蚀成因,但西斜坡的溶蚀强度大于西次凹。另外,西次凹深层发育部分裂缝,形成该区"裂缝型"甜点。西次凹致密气藏具有弱超压特征,西斜坡具有超压-强超压特征。平湖组广覆式分布高有机质丰度的煤系源岩全天候持续供气是靶区发育大规模近致密-致密砂岩气藏的物质基础,大面积近致密-致密储层提供了良好的储集体,因此发育前景好,勘探潜力大。     

致密砂砾岩储层孔隙结构对比及差异机制研究

致密储层孔隙结构研究对于致密油气的勘探和开发具有重要意义，也是当前致密储层研究的热点。本文以准噶尔盆地三叠系百口泉组致密砾岩和鄂尔多斯盆地三叠系延长组致密砂岩为研究对象，重点开展二维大面积背散射扫描电镜成像技术（Maps）、高压压汞、微米CT和聚焦离子束扫描电镜技术（FIB- SEM）等分析测试，采用定性和定量相结合的方法对致密砾岩和致密砂岩孔隙结构特征进行表征和对比，并进一步揭示了两者的成因机制差异。研究结果表明：百口泉组致密砾岩较延长组致密砂岩储层物性好，前者孔隙度和渗透率平均为9. 29%和1. 65×10-3 μm2，后者孔隙度和渗透率平均为8. 85%和0. 39×10-3 μm2；百口泉组致密砾岩较延长组致密砂岩孔喉尺寸偏大、孔隙连通性较差及孔隙结构更为复杂，前者孔喉半径主要分布在0~200 nm和2~10 μm范围内，平均连通率60. 63%，平均孔喉配位数3. 0446，后者孔喉半径主要分布于0~4 μm范围内，平均连通率73. 60%，平均孔喉配位数2. 7832；差异化沉积作用和成岩作用是导致百口泉组致密砾岩和延长组致密砂岩孔隙结构特征差异的根本原因。     

临兴地区致密砂岩气藏形成机理与成藏模式

本文以鄂尔多斯盆地临兴地区上古生界致密砂岩气成藏机理与成藏模式为研究目标,通过测井资料解释、流体包裹体测定和古流体压力恢复等方法,总结了气藏类型与分布特征,分析了其成藏期次、运移动力和输导体系,阐明了形成机理与成藏模式。研究表明,临兴地区上古生界主要含气层位为太原组、山西组和下石盒子组,气藏分布受生储盖组合、构造部位和储层物性控制。临兴地区上古生界主要有2期成藏,中侏罗世为第1期,天然气以CO2为主、含少量气态烃,储层中流体剩余压力较低,裂缝多未切穿石英颗粒,天然气运移速率较低,汇聚成藏规模小;早白垩世为第2期成藏,天然气以甲烷为主、含少量重烃和液态烃,储层中剩余压力较高,裂缝普遍发育并切穿石英颗粒,与断层结合形成了三维网状输导空间网络,流体运移速率大,运移距离长,汇聚面积大,形成了一系列大型气藏,是临兴地区上古生界最主要的成藏期。靠近紫金山岩体的地层,在晚侏罗世到早白垩世期间遭受高压流体的侵入,形成一个以岩体为中心向外逐渐减弱的成藏作用带。临兴地区致密砂岩天然气成藏模式可总结为:“两期成藏、晚期为主;早期非烃,晚期甲烷;超压为主、浮力次之;孔缝为主、断裂为辅;岩性占优、构造偏少”。     

中国致密砂岩气开发现状与前景展望

薄互层致密砂岩储层由于其砂泥叠置沉积,纵向非均质性强的特点,在水力压裂施工中,裂缝难以垂向扩展,有效沟通储层,明确薄互层水力裂缝垂向扩展规律对薄互层致密砂岩的开发具有重要意义。针对鄂尔多斯盆地临兴区块下石盒子组薄互层致密砂岩储层,通过建立薄互层致密砂岩地层裂缝扩展模型,研究了储隔层间应力差、储隔层厚度、岩石力学性质等地质因素和压裂液黏度、施工排量等工程因素对水力压裂裂缝扩展的影响,并通过现场井压裂效果和微震检测数据验证了模型的可靠性与准确性。研究结果表明：储隔层间应力差和储隔层厚度是影响水力裂缝穿层扩展最主要的地质因素,当应力差大于4 MPa时,裂缝垂向扩展受到抑制;弹性模量大的隔层有利于裂缝垂向扩展;泊松比对裂缝垂向扩展几乎没有影响;压裂液黏度对裂缝垂向扩展影响较小;泵注排量对裂缝垂向扩展有促进作用,但当排量增加到一定程度后,裂缝扩展放缓,对于不同的应力差,存在不同的最优排量。因此,对于薄互层致密砂岩水力压裂,低储隔层厚度、低储隔层应力差、高弹性模量和高注入排量能有效促进裂缝垂向扩展。研究成果可为该类储层水力压裂施工设计提供一定理论依据。

     

东胜气田致密砂岩气藏钻井储层保护研究及应用

东胜气田上古生界下石盒子组为致密砂岩储层,部分区域储层物性好,具备不压裂自然建产潜能,钻井过程中存在井壁失稳及储层损害问题,各因素叠合造成的储层伤害阻碍了气层的产能释放。为进一步提升储层自然建产能力和增加单井产量,在储层渗透率恢复率的基础上,通过储层伤害影响因素分析,引入钻井液侵入深度定量化评价方法,深化了储层伤害机理认识,明确了低密度、无土相、低失水和强封堵的钻井液对策,室内优选了防水锁剂和致密承压复合暂堵剂,优化形成了无土相复合暂堵高酸溶钻井液,储层渗透率恢复率提高至91.11%,泥浆侵入深度降低46.28%。形成的钻井液在锦66井区推广应用,平均单井产量提升11%,并实现3口井自然建产,进一步提高东胜气田致密砂岩储层高效勘探开发的效果。     

致密砂岩储集层成岩相的测井识别与评价:以冀中坳陷饶阳凹陷古近系沙河街组三段为例*

充分利用岩心、薄片和钻测井等资料,对冀中坳陷饶阳凹陷沙河街组三段致密砂岩储集层的成岩作用、成岩相特征进行了研究。结果表明,沙三段砂岩储集层经历了压实、胶结、溶蚀和破裂等成岩作用,现今正处于中成岩A期。根据成岩作用类型和强度、成岩矿物等将储集层成岩相划分为压实致密、黏土矿物充填、碳酸盐胶结、不稳定组分溶蚀和中等压实弱胶结5种成岩相类型。选取声波时差、自然伽马和电阻率等测井曲线,通过岩心、薄片资料刻度测井曲线,归纳了不同成岩相的测井响应特征,由此建立了各成岩相的测井识别标准,实现了单井纵向上成岩相的识别与划分,探讨了单井纵向上成岩相分布规律。成岩相识别结果与试油结论以及物性分析匹配良好。成岩相的深入分析是致密砂岩储集层甜点预测的重要方法。     

海拉尔盆地呼和湖凹陷致密砂岩气成藏特征

海拉尔盆地呼和湖凹陷具备形成大面积致密砂岩气藏的地质条件,其断陷期地形比较宽缓,后期改造弱,主要发育低幅度的断背斜或宽缓的向斜,在局部具备稳定的构造条件。南二段煤系源岩广泛发育,丰度均达到中等--好烃源岩级别,为致密砂岩气藏的形成提供了充足的物质基础。洼槽区南二段储层属低孔--特低渗型储集层。南二段致密储层与煤、泥岩呈频繁互层状分布,形成致密砂岩气有利的的生储盖组合。构造高部位在一定程度上控制油气丰度,稳定的负向构造区有利于寻找储层富集区。呼和湖凹陷致密砂岩气主要表现为两种成藏组合,自生自储型和内生外储型,油气呈南北向条带状分布。     

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。     

柴达木盆地冷湖地区侏罗系致密砂岩储层特征与控制因素

冷湖地区侏罗系地层油源丰富,储层致密化程度高,为查明低孔低渗储层成因机制,剖析储层发育控制因素,利用普通薄片、铸体薄片、扫描电镜、全岩X衍射矿物分析、物性分析、核磁共振分析等多种分析测试手段,对研究区侏罗系储层的岩石学特征、孔隙类型、物性与成岩作用特征进行研究。结果显示：（1）研究区侏罗系储层主要为长石岩屑砂岩和岩屑砂岩,孔隙类型以次生溶孔为主,原生孔隙残留少,微孔隙占比高,孔隙度平均为9.96%,渗透率平均为2.26×10⁻³μm²,属于特低孔、超低渗致密储层。（2）储层成岩作用类型以压实作用、胶结作用和溶蚀作用为主,成岩演化主要处于中成岩A期,成岩序列可概括为：机械压实改造－少量早期方解石胶结－长石、岩屑轻微溶蚀－石英I期加大－有机酸流体侵入、长石岩屑强烈溶蚀－黏土矿物广泛出现－石英Ⅱ期加大－长石、岩屑、黏土矿物伊利石化－少量含铁碳酸盐胶结。（3）多种成岩作用综合制约着致密砂岩储层的发展进程。煤系地层富含水生、陆生动植物遗体,沉积后至成岩早期有机质分解产生腐殖酸并形成酸性环境,早期碳酸盐胶结物不甚发育,碎屑颗粒间欠缺方解石胶结物支撑,压实作用导致原生孔隙大幅降低;成岩中期广泛存在的黏土矿物占据孔隙空间,分割大孔隙为无数微孔隙,黏土矿物的胶结作用进一步加剧了储层致密化;有机质热演化过程中释放的有机酸性流体对长石的持续溶蚀形成较多次生孔隙,有效改善了储层物性。本项研究深化了柴北缘致密砂岩储层物性与成岩作用特征的认识,对开展进一步油气勘探具有指导意义。