致密储层孔隙结构表征技术有效性评价与应用

非常规致密储层类型多,孔隙结构复杂,非均质性强,研究难度大。针对已有致密储层孔隙结构评价技术,重点探讨了CT扫描、气体吸附与压汞分析等技术的有效应用范围,厘定了不同技术应用时需注意的关键问题,指出兼顾分辨率与代表性、提高表征维度、实现动态与静态同步表征是致密储层孔隙结构评价技术优选的关键。通过系统解剖常规砂岩、致密砂岩、致密混积岩、沉凝灰岩、介壳灰岩及泥页岩6种储层,明确不同级别孔隙系统的差异性,针对性地提出了不同储层对应的关键表征技术系列。非常规致密储层孔隙结构研究应加强多尺度数据融合,加强与可动流体评价结合,加强与储层改造研究结合,通过多领域、多学科、多视角联合攻关,实现储层有效性评价,为寻找预测规模有效“甜点区”提供技术支撑。     

中国湖相碳酸盐岩时空分布与碳氧同位素特征*

湖相碳酸盐岩产状多样,多以夹层形式分布在碎屑岩剖面中,也见以结核或钙质微体化石等薄层赋存于泥岩、页岩等碎屑岩中,具有层数多、单层薄、呈韵律性变化等特点。受构造背景、物源输入和古环境等因素控制,中国湖相碳酸盐沉积最早出现于二叠纪,主要发育时段为古近纪,具有沉积时间跨度大、分布面积广的特征。湖相碳酸盐岩按成因可分为原生沉积型、成岩改造型和热液喷流型3类。中国湖相碳酸盐岩的碳氧同位素特征可揭示原生和成岩过程中水介质环境的差异性: (1)δ¹³C和 δ¹⁸O 密切相关,且δ¹³C多正偏,指示封闭型咸水、半咸水湖泊环境;(2)δ¹³C和 δ¹⁸O 无相关性,且δ¹³C多负偏,指示开放型湖泊环境;(3)δ¹³C严重正偏,指示成岩作用时发酵带的环境受到古细菌参与的甲烷生成作用的影响。     

抚仙湖历史水位反演与未来30年水位变化预测

在极端气候事件频发和人类活动加剧的背景下,抚仙湖水位波动显著,尤其是2009—2012年极端干旱事件的发生,使抚仙湖平均水位（1721.31 m）低于法定最低水位（1721.65 m）,给生态环境安全带来严重威胁.因此,找到合适有效的湖泊水位模拟方法,对气候变化影响下的未来水位进行预测,并做好相应的应对准备,对湖泊生态系统的保护至关重要.本文运用DYRESM水动力模型对抚仙湖1959—2050年水位进行了模拟.因抚仙湖流域尚无长时间序列的历史水文观测数据,故利用模型和水量补偿法对抚仙湖入湖水量进行反推,构建了降水量-入湖水量的回归方程,并通过有效的实测入湖水量和水位数据,对回归方程的精度进行了检验.利用全球气候模式BCC-CSM2-MR中SSP245和SSP585两种情景提供的未来气候预估数据,运用DYRESM预测了抚仙湖2021—2050年水位变化趋势.结果表明：（1）构建的DYRESM水动力模型和降水-入湖水量回归方程精度较高,模型结果能很好地反映抚仙湖水位的年际和年内变化趋势,且能有效捕捉到抚仙湖的水位峰值.（2）在SSP245和SSP585两种情景下,抚仙湖2021—2050年多年平均水位分别为1722.98和1723.93 m,较1959—2017年平均水位1721.77 m分别升高1.21和2.16 m.两种情景下抚仙湖未来水位均有部分时段超过法定最高蓄水位（1723.35 m）,但均高于法定最低水位.因此,未来气候变化对抚仙湖水量的影响有限,并不会导致水位过低,当水位超过法定最高蓄水位时,可通过控制出流闸门将水位调节在合理范围内.     

页岩孔隙研究新进展

随着非常规油气勘探的兴起页岩孔隙研究备受重视,如何研究页岩孔隙已经成为非常规油气首要解决的问题之一,其对页岩油气勘探层位选取、资源潜力评价和油气渗流能力计算具有重要意义。对页岩微—纳米孔隙表征技术、页岩孔隙类别的划分以及页岩孔隙演化规律分别进行了综述并指出存在问题,同时结合最新研究进展对页岩孔隙研究进行展望。提出工业CT—微米CT—纳米CT/FIB系列辐射扫描方法和压汞(MICP)—氮气吸附(N2)—二氧化碳吸附(CO2)流体法是孔隙定量表征的最优方法,通过单井孔隙度测井资料与实验室测定结果建立校正图版指导储层孔隙发育段优选;页岩孔隙分类研究还应该考虑含油气性,利用原子力显微镜等工具加强孔隙含油性研究;孔隙演化规律研究应该采用模拟实验和真实剖面样品对比并结合矿物组成分析等寻找主控因素。     

正演模式下成岩作用的温压效应机理探讨与启示

为了探讨核心地质要素对成岩作用的影响,本文选取硅质人造砂为研究对象,从正演物理模拟的角度定量研究成岩作用对温度、压力与时间的响应特征。实验结果表明:硅质人造砂岩压实作用强度与压力、温度具有正相关关系,石英等自生矿物结晶度对温度响应明显,非晶态硅质向晶态转化的模拟温度应低于400℃。在温度一定情况下,矿物结晶与压力呈抛物线型关系,存在优势压力区间,硅质结晶对应的压力在137.5 MPa左右,压力对成岩作用贡献包括压实作用与热能效应两个方面,以压实作用为主;在成岩作用过程中,反应时间可适当补偿温压不足造成的成岩效应差异,其对化学成岩作用贡献大于压实作用。相关成果可为成岩作用数值模拟与定量研究提供参考,进一步推动成岩作用机理的深化研究。     

非常规油气致密储集层微观结构研究进展*

致密储集层储集性能差, 孔喉以纳米级为主, 孔喉连通复杂。中国南方高过成熟海相页岩有机质纳米孔与粒内孔大小约为20～890 nm;陆相泥页岩孔喉类型为有机质孔与基质孔, 主体介于30～200 nm之间;致密砂岩微米级孔喉为粒间溶孔、颗粒溶蚀孔与微裂缝, 主体介于10～200μm之间, 纳米级孔隙大小介于70～400 nm之间, 以原生粒间孔与自生矿物晶间孔为主;致密灰岩孔喉类型有方解石粒内溶孔、粒间溶孔与微裂缝, 大小介于50～500 nm之间。页岩微孔喉总体随热演化程度增高呈先减少后增加趋势, 致密含油砂岩中油气赋存有4种状态, 粒间微孔为油气赋存最有利位置。针对非常规油气储集层独特特征, 仍需在仪器研发、技术方法与评价参数等方面加强研究探索。     

油气储层中孔隙尺寸分级评价的讨论

常规-非常规油气协同发展引发储集体类型的多样性,品质整体变差,孔隙结构更为复杂,亟需建立相对统一的孔隙结构评价方案,为储层评价与甜点区优选提供技术支持。基于岩石孔隙结构解剖,提出“孔隙结构四分法”评价方案,将孔隙系统分为毫米孔(大于1 mm)、微米孔(1~1 000 μm)、亚微米孔(100~1 000 nm)及纳米孔(小于100 nm);明确了不同类型孔隙系统发育位置、流体作用力及流动机理,建立了对应的分析评价技术。解剖了克拉2气田巴什基齐克组常规砂岩、新安边油田长7段致密砂岩、川中大安寨段介壳灰岩、川南龙马溪组页岩4类储层,明确了各储层类型孔隙结构的差异性及不同级别孔隙所占比例,探讨了孔隙结构对储层物性、资源经济性及开发工艺的影响;孔隙结构分级研究需与储层有效性评价紧密结合,特征尺度决定流体相态与作用力,影响流体可动性及油气开发工艺。进一步加强孔隙分级评价关键界限值的研究,完善孔隙结构表征技术的融合,建立孔隙结构与岩性和产能的定量关系是未来研究的重点。      

中国能源沉积学研究进展与发展战略思考

沉积学发展与石油、天然气、煤炭、砂岩型铀矿等矿产资源工业化开采紧密相关,能源沉积学作为沉积学的一个重要应用分支学科,在资源勘探发现中的地位越来越重要,已经成为有效发现资源、降低成本的重要途径。近年来,能源沉积学在技术方法上建立了遥感、雷达、地震、纳米CT等六个级别尺度研究方法,为沉积储层学科发展提供支撑。在理论认识上取得了五方面重要进展:1）建立了克拉通台地沉积储层新模式,为古老含油气系统提供理论指导;2）建立海陆相细粒沉积成因模式,揭示富有机质页岩分布规律,为烃源岩评价与非常规油气勘探开发提供重要理论依据;3）发现非常规致密储集层微纳米级孔喉系统,指导致密油气和页岩油气储层评价;4）研究含煤沉积体系和聚煤作用,指导煤炭资源评价;5）揭示砂岩型铀矿富集机理,指导铀矿资源评价与开采。展望能源沉积学发展,源-渠-汇沉积体系、海陆相细粒沉积学、古老小克拉通碳酸盐岩沉积学等将成为能源沉积学的重要内容;储层非均质性、非常规储层全面表征与深部储层极限将是储层沉积学发展的热点,砂岩型铀矿、煤系等沉积系统是固体矿产沉积研究的重点领域;气、液、固不同能源矿藏空间有序沉积与共生规律研究是资源勘探重点方向;大数据与沉积学方法创新将为能源沉积学发展提供新机遇。     

基于CT的数字岩心三维建模

为研究储层微观孔隙结构和建立微观渗流模型,本文通过对东营凹陷沙三中亚段H152井区的典型低渗透储层岩样进行CT（computed tomography）扫描及图像处理,建立了微观尺度的数字岩心模型;继而经过对该模型进行分析和计算,提取了储层孔喉网络模型,在三维空间上直观、清晰地显示了不同尺度的孔隙及喉道的形态、大小和分布;最后通过对孔隙结构特征、孔隙度、渗透率和压降等动静态参数的分析和计算,建立了储层岩样的微观渗流模型。根据算法对比和参数分析结果认为：与传统中值滤波相比,非局部均值滤波算法可在相似性比较的基础上进行滤波处理,从而提高模型的准确性;基于CT的数字岩心建模可为地质研究提供可靠的数字模型;根据近似等压面假设的微观渗流数值模拟分析了流体渗流特征,为揭示低渗透储层流体渗流规律提供了一种新的途径。     

准噶尔盆地白家海凸起的石炭系地质结构与成因模型

利用最新探井、高分辨率地震、年代学资料、古生物资料,并结合盆地周边露头资料等,通过地震剖面精细解释,削蚀、超覆尖灭点追踪识别及平衡剖面技术等,对白家海凸起的地质结构、演化和成因模型进行了综合分析,并取得以下4点认识:(1)白家海凸起纵向上发育深、浅两套断裂系统,深层断裂由一系列倾向相同的正断层组成,控制了石炭纪断陷的发育,断陷主要呈北东和北北东两个方向展布,白家海凸起地质结构整体呈现出"纵向分层、横向分带"的特点;(2)白家海凸起的构造演化可分为6个阶段,分别是(1)早石炭世"坳-断-坳"旋回、(2)晚石炭世"坳-断-坳"旋回、(3)早—中二叠世的挤压反转阶段、(4)晚二叠世—中侏罗世西山窑组沉积期的稳定埋藏阶段、(5)中侏罗世头屯河组沉积期—晚侏罗世的改造阶段、(6)白垩纪—现今的调整、定型阶段;(3)早石炭世末期和晚石炭世末期各发生一次构造挤压活动,形成了两个区域性不整合;(4)北天山洋俯冲过程中的板片后撤作用(roll-back),可能是白家海凸起石炭纪断陷发育的深部动力学机制。