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。      

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。      

塔里木盆地巴楚凸起H气田奥陶系裂缝 主控因素及演化序列研究

塔里木盆地巴楚凸起H气田奥陶系储层是低孔低渗裂缝型碳酸盐岩储层,裂缝系统作为储层渗流通道,其空间分布和主要控制因素复杂,具有多期次叠加和演化的特征。文章采用岩心描述、镜下观察、成像解释等手段分析H气田奥陶系碳酸盐岩裂缝发育特征,明确裂缝主要控制因素,建立了裂缝演化序列。结果表明:巴楚凸起H气田奥陶系以剪切缝为主,张性缝次之,张剪缝最少,裂缝发育的主要控制因素为断层、褶皱及岩性等,与断层相关的裂缝主要发育在距断层460 m的范围内;地层变形程度越强,裂缝越发育;裂缝发育程度还受岩性的控制,灰岩的粒径或晶粒越大,构造裂缝越发育。根据已有碳氧同位素测试研究成果,并结合岩心观察发现:H气田奥陶系构造裂缝至少经历了三期演化活动,分别为加里东运动中期少量低角度北东东向和北北西向剪切缝发育期,海西运动晚期中-高角度北西西向张性缝和北东东向、北西向张剪缝以及南北向、北东向中-高角度剪切缝发育期,喜马拉雅运动早期大量高角度北东东向、北北东向剪切缝发育期,主要造缝期为喜马拉雅运动早期。      

塔里木盆地玉北地区奥陶系储层构造裂缝成因模式

在基于成像测井、岩心及薄片资料对玉北地区构造裂缝进行识别并总结其发育规律的基础上, 根据裂缝切割关系、充填方解石阴极发光及包裹体特征划分裂缝发育期次, 并应用有限元法数值模拟不同裂缝发育期古构造应力场特征, 结合裂缝发育力学机制, 分析不同时期断层-褶皱控制下的裂缝成因模式。研究结果表明, 玉北地区奥陶系构造裂缝主要沿高陡带发育, 其发育程度、产状受断层、褶皱共同控制, 共发育4期裂缝, 其中加里东中期Ⅰ、Ⅲ幕裂缝受断层主控、加里东晚期至海西早期裂缝受断层与褶皱共同控制、海西晚期裂缝主要受褶皱控制; 与断裂走向较一致的高角度裂缝对储层发育贡献最大, 加里东晚期-海西早期及海西晚期两期裂缝发育区, 更有利于油气聚集。      

塔里木盆地轮南地区奥陶系碳酸盐岩裂缝储集层预测

轮南地区迄今以奥陶系为目的钻井约５２口,几科均提示出储集空间以缝洞为主,属碳酸盐岩缝油型储集层从相干体计算技术、地震一测井联合反演技术及模式识别技术为主体的综合地球物理横向预测技术体系,具体为：①采用相干体计算技术确定断裂系统和其它构造信息,同时确定储集层的大致发育情况;②根据断裂与裂缝的关系,对地震资料进行精细的构造解释,确定圈闭和可能的裂缝发育带,同时为高精度的地震一测井联合反演提供关系,对地     

塔里木盆地塔中地区奥陶系构造－沉积模式与碳酸盐岩裂缝储层预测

奥陶系碳酸盐岩是塔中地区油气勘探的重要目的层。本文在讨论塔中地区奥陶纪区域构造背景和奥陶系岩性段划分的基础上,建立了塔中地区奥陶系构造－沉积模式,并用三维有限元数值模拟方法对塔中地区有利碳酸盐岩裂缝储层发育区进行了预测,以期指导塔中地区碳酸盐岩的油气勘探。     

塔里木盆地塔中地区奥陶系构造-沉积模式与碳酸盐岩裂缝储层预测

奥陶系碳酸盐岩是塔中地区油气勘探的重要目的层。本文在讨论塔中地区奥陶纪区域构造背景和奥陶系岩性段划分的基础上,建立了塔中地区奥陶系构造 -沉积模式,并用三维有限元数值模拟方法对塔中地区有利碳酸盐岩裂缝储层发育区进行了预测,以期指导塔中地区碳酸盐岩的油气勘探。     

塔里木盆地迪那2气田特低渗砂岩储层应力敏感性研究

迪那2气田是西气东输的主力气田之一,地层压力高（106 MPa）、压力系数高（2.25）,是一个带裂缝低孔、特低渗异常高压凝析气藏。为正确评价在开采过程中储层岩石随着地层压力的下降而发生的弹塑性形变,开展了迪那2气田储层应力敏感性实验研究。通过对岩心样品在不同有效应力下的孔隙度、渗透率的测试,分析了储层岩石物性随压力的变化规律,得到了迪那2气田典型储层的全应力应变曲线,定量地描述了地层压力降低后岩石出现的永久塑性变形特征。该成果为确定迪那2气田单井产能、制定气田开发规划奠定了基础,也为类似气田的开发基础研究提供了有效的技术方法和手段。     

塔里木盆地轮南地区奥陶系碳酸盐岩裂缝储集层预测

轮南地区迄今以奥陶系为目的层的钻井约52口,几乎均揭示出储集空间以缝洞为主,属碳酸盐岩风化壳裂缝型储集层,非均质性极强,其有效储集层分布异常复杂,横向预测困难很大。建立了碳酸盐岩缝洞型储集层以相干体计算技术、地震一测井联合反演技术及模式识别技术为主体的综合地球物理横向预测技术体系,具体为：①采用相干体计算技术确定断裂系统和其它构造信息,同时确定储集层的大致发育情况;②根据断裂与裂缝的关系,对地震资料进行精细的构造解释,确定圈闭和可能的裂缝发育带,同时为高精度的地震一测井联合反演提供准确的层位数据;③精细的地震一测井联合反演技术确定储集层的纵横向发育及其内部特征,为储集层描述提供必要条件;④模式识别油气检测技术进一步落实储集层的含油气性;⑤利用可视化技术对中间结果和成果进行检查和表达。预测结果表明,岩溶斜坡带特别是古“山梁”及轮南断垒带、桑塔木断垒带的岩溶、裂缝发育,是有利区带;有利储集层分布在奥陶系风化壳顶部及以上30～120m的厚度范围内,包括风化壳顶部裂缝发育带和其上的岩溶带。     

高煤阶煤层气藏储层应力敏感性研究

水相存在使煤储层应力敏感性更加复杂,是煤层气开发需要特别关注的问题。通过开展煤储层干样与湿样的应力敏感性实验,分析了煤储层应力敏感性特征。应用数值模拟方法,研究了煤储层应力敏感性对煤层气井产能的影响。研究结果显示,煤储层具有强应力敏感性并且明显不可逆性。有效压力从2 MPa增加到10 MPa,气相渗透率降低90%;初始渗透率越低,应力敏感性越强,有效应力降低以后,煤岩渗透率不能恢复到原始水平。水相存在使得煤层气藏应力敏感性更强,有效压力从2 MPa增大到3 MPa,3块煤岩湿样渗透率分别降低了66.0%、50.4%和58.5%,而干岩芯渗透率降低幅度均低于50%。同时随含水饱和度增高,表现出应力敏感性愈强的趋势。煤储层应力敏感性极大地影响煤层气井产能,储集层原始渗透性越差,应力敏感对产量的影响越大。因此,煤层气生产过程中,特别是煤层气排采初期,地层压力较高,一味地增大生产压差可能不会增加煤层气井产量。     

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。     

塔里木盆地克深2气田储层构造裂缝定量预测

塔里木盆地克深2气田是克拉苏构造带继克拉2气田和大北气田又一重点勘探领域,构造裂缝对改善该气田低渗透砂岩储层物性具有重要作用。在构造裂缝基本特征分析的基础上,通过建立力学模型,综合古今构造应力场的数值模拟以及构造裂缝参数定量计算模型,对克深2气田的构造裂缝空间分布规律进行了定量预测,最后综合构造裂缝的岩心描述、成像测井解释以及定量预测结果,总结了构造裂缝的分布规律。结果显示,断层带是构造裂缝的有利发育区,多发育充填程度较高的网状缝;背斜高部位的构造裂缝走向复杂,线密度较低,但开度和孔隙度等物性参数较高且充填程度低,整体发育程度较强,背斜翼部及构造低部位的构造裂缝整体发育程度较低;鞍部构造裂缝可密集发育,但较高的充填程度限制了该部位的天然气产量;垂向上随深度增加,构造裂缝线密度逐渐增大而物性参数逐渐减小,构造裂缝的整体发育程度逐渐降低。构造裂缝参数的定量预测结果与实测结果整体上一致,但受多种因素影响,仍然有一定的误差。     

塔里木盆地哈拉哈塘地区奥陶系一间房组岩溶储集层地震识别与控制因素*

哈拉哈塘地区位于塔里木盆地北部隆起轮南低凸起奥陶系潜山背斜西翼上,其中奥陶系一间房组碳酸盐岩岩溶储集层具有成因复杂、非均质性强和识别困难等特点。以该地区现有钻井资料、地震解释成果为基础,在现代岩溶研究成果的指导下,利用分时窗提取、断裂属性(Fault Fracture Attribute,FFA)裂缝预测等特色技术,详细刻画了一间房组孔洞、裂缝型储集层空间分布特征。利用地层CT扫描古河道识别、残厚法古地形恢复、基于优化算法的构造识别体断裂精细刻画等特色技术开展了岩溶储集层控制因素分析,指出古地形较高、水系发达、小断裂发育等是一间房组岩溶储集层发育的有利控制因素。面对现有碳酸盐岩岩溶储集层勘探难题,以现代岩溶理论为指导,钻井-地震结合,综合利用多种地震预测技术是开展研究区碳酸盐岩岩溶储集层识别和控制因素分析的重要手段。     

塔中地区奥陶系碳酸盐岩储层裂缝发育特征及主控因素

主要依据塔中地区40多口钻井的奥陶系岩心裂缝观察、深浅侧向测井和FM I成像测井的响应特征等综合识别裂缝和获得裂缝特征参数。研究认为塔中地区奥陶系碳酸盐岩储层构造裂缝大量发育,以高角度缝和微裂隙最为发育,大、中缝较少,有近一半裂缝为未被充填的有效缝;平面上沿断裂带由西向东裂缝线密度变大,有效性增强;纵向上发育上奥陶统裂缝段、中—下奥陶统顶部100 m内裂缝段和深部裂缝段,中—下奥陶统顶部100 m内为裂缝集中发育段;裂缝发育程度与断裂构造和岩性关系密切,在断层发育密集区或多组断裂交汇处裂缝最发育,距离主断层或次级断层越近裂缝越发育,白云岩裂缝发育程度好于灰岩;好的裂缝发育区位于塔中地区东部多组断裂带交汇的部位。     

塔里木盆地塔中北坡奥陶系微生物碳酸盐岩储层形成机制与评价

微生物岩储层是当前的研究热点之一.通过对塔中北坡微生物岩样品的岩芯以及铸体薄片的观察,发现研究区域的微生物岩储层以裂缝-孔隙型储层为主.对其进行全直径孔渗性检测发现,微生物岩储层具有较好的天然气储集物性.通过对微生物岩的形成机制及特点的分析,结合应力敏感实验和成像测井资料,总结出微生物岩储集空间发育的优势因素.原生白云石的生成可以促进方解石的溶解,而塔中北坡微生物岩发生早成岩岩溶作用,部分地区叠加晚期深成热液改造,提高了储集物性;有机质含量较丰富不仅可以在埋藏成岩阶段生成有机酸造成溶蚀,还能够降低微生物岩的极限强度从而容易在构造作用下发生断裂形成裂缝,因此塔中北坡微生物岩储集空间主要以次生作用为主.通过岩石压缩系数的测定,得出微生物岩的抗压实能力一般,但藻屑骨架对藻孔的保护有利,抗压实能力最强的是受到热液作用而硅化的微生物岩,其次是白云石化微生物岩.     

Hydrocarbon Accumulation Conditions of Ordovician Carbonate in Tarim Basin

<正>Based on comprehensive analysis of reservoir-forming conditions,the diversity of reservoir and the difference of multistage hydrocarbon charge are the key factors for the carbonate hydrocarbon accumulation of the Ordovician in the Tarim Basin.Undergone four major deposition-tectonic cycles, the Ordovician carbonate formed a stable structural framework with huge uplifts,in which are developed reservoirs of the reef-bank type and unconformity type,and resulted in multistage hydrocarbon charge and accumulation during the Caledonian,Late Hercynian and Late Himalayan. With low matrix porosity and permeability of the Ordovician carbonate,the secondary solution pores and caverns serve as the main reservoir space.The polyphase tectonic movements formed unconformity reservoirs widely distributed around the paleo-uplifts;and the reef-bank reservoir is controlled by two kinds of sedimentary facies belts,namely the steep slope and gentle slope.The unconventional carbonate pool is characterized by extensive distribution,no obvious edge water or bottom water,complicated oil/gas/water relations and severe heterogeneity controlled by reservoirs. The low porosity and low permeability reservoir together with multi-period hydrocarbon accumulation resulted in the difference and complex of the distribution and production of oil/gas/water.The distribution of hydrocarbon is controlled by the temporal-spatial relation between revolution of source rocks and paleo-uplifts.The heterogenetic carbonate reservoir and late-stage gas charge are the main factors making the oil/ gas phase complicated.The slope areas of the paleo-uplifts formed in the Paleozoic are the main carbonate exploration directions based on comprehensive evaluation.The Ordovician of the northern slope of the Tazhong uplift,Lunnan and its periphery areas are practical exploration fields.The Yengimahalla-Hanikatam and Markit slopes are the important replacement targets for carbonate exploration.Gucheng,Tadong,the deep layers of Cambrian dolomite in the Lunnan and Tazhong-Bachu areas are favorable directions for research and risk exploration.     

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。