春光油田是一个多层系含油、多油藏类型、稀油稠油共存的复式油气聚集区。为明确春光油田的油藏特征和成藏模式,系统开展了成藏要素和典型油藏分析。双凹陷供烃、多套储盖组合、多类型储集砂体、复式输导体系是春光油田多层系含油、立体成藏的必要条件,地层超覆线、剥蚀线和砂体尖灭线附近是油气有利聚集区。含膏盐区域性盖层、高孔渗储集物性是春光油田沙湾组稀油高产的关键因素,生物降解作用是白垩系原油稠化的主要原因,稀油和稠油分布主要受保存条件控制。进一步明确春光油田的油气成藏模式为：双凹供烃、两期充注、复式输导、立体成藏、降解稠化,并指出了春光油田的增储领域,对准噶尔盆地西部隆起及周缘油气勘探具有一定的启示和借鉴意义。
为明确鄂尔多斯盆地合水地区延长组长2油层低阻成因,利用扫描电镜、铸体薄片、压汞实验、图像粒度、图像孔隙和水质等分析资料进行研究。结果表明,合水地区油层低阻成因主要为地层水矿化度高、孔隙结构复杂及束缚水含量较高。由于大气降水带入了上覆地层风化剥蚀形成的离子,导致地层水矿化度增高;大气降水携带CO2进入储集层,与长石发生反应,生成高岭石,高岭石矿物的不饱和电性吸附阳离子,使阳离子交换量变大,导致其附加导电性增强;蒙皂石析出层间水从介质中吸取K +,Al 3+等金属离子,致使晶体结构重排,发生类质同象替代,导致储集层电阻率降低。针对研究区油层特征,提出了利用电阻率与厚度交会图识别低阻油层,确定各因素在低阻油层中的上、下限值,建立了长2低阻油层识别图版,其识别结果与试油结果符合率在80%以上。
以《中国石油地质志》编撰为契机,在系统梳理准噶尔盆地石油地质理论、勘探领域及勘探成果的基础上,通过准噶尔盆地勘探历程回顾和钻井、地震、储量等历史数据分析,将准噶尔盆地勘探历程划分为南缘地面地质调查与钻探（1954年以前）、克拉玛依油田发现和扩展（1955—1977年）、东部油气田勘探战略展开（1978—1989年）、腹部沙漠油气田快速突破（1990—2002年）和盆地富烃凹陷规模发展（2003年至今）5个阶段。以油气勘探各阶段重大勘探成果和里程碑式的勘探事件为依据,系统总结了各个阶段的勘探启示以及对勘探产生重要影响的油气成藏模式：逆掩断裂带构造含油模式、源外沿梁断控阶状成藏模式、源内自生自储型火山岩成藏模式、凹陷区源上扇控大面积成藏模式和南缘上、中、下3套成藏组合模式,期望对以后勘探工作具有启迪意义。
川东北阆中地区茅二段有效储集岩类主要为白云岩,对其成因研究较少,还未有统一认识。结合区域地质背景,通过岩石薄片、阴极发光、碳氧同位素、锶同位素、包裹体等定量分析,研究了阆中地区茅二段白云岩岩石学特征及地球化学特征,探讨了其成因及意义。研究认为：研究区白云岩以细—中晶白云岩为主,晶面较平直,以自形—半自形晶为主,成岩环境温度不高;研究区细—中晶白云岩阴极发光以暗色光为主,具δ 13C低正值、δ 18O高负值、 87Sr/ 86Sr略高于同时期海水的特征,表明其形成于浅埋藏环境,受高温流体作用影响不明显;白云岩化流体来自于浅埋藏期海水,以粒屑滩颗粒灰岩为载体,形成层状、似层状白云岩。浅埋藏期白云岩化作用形成大规模储集空间,是碳酸盐岩储集层最重要的成岩方式之一。
针对川南昭通国家级页岩气示范区太阳区块浅层页岩气藏埋藏浅、地层能量低和返排率高的特点,准确掌握浅层页岩气水平井试气返排规律,制定针对性的试气制度,对提高单井采收率具有重要意义。为此,借鉴邻区中深层页岩气水平井试气返排规律,结合研究区已试气井排采规律,根据气液两相渗流理论和应力敏感分析方法将研究区水平井试气过程划分为6个阶段,总结出每个阶段的试气返排规律,并制定相应的排采制度。结果表明：以日产气量、日产水量和井口压力作为评价标准,选择最优焖井时间、油嘴直径和调整油嘴时机,可大大降低应力敏感带来的储集层伤害,充分释放单井产能,达到准确求取试气产能、提高单井采收率的目的,同时也为投产初期配产提供依据。在此基础上,建立了2套针对研究区浅层页岩气水平井试气返排标准图版,用以指导现场生产,取得了较好的应用效果。
准噶尔盆地春光油田新近系沙湾组主力生产层段为曲流河沉积,古河道频繁迁移改道,形成了砂体横向尖灭快及纵向叠置复杂的空间分布特点,砂体内部结构特征刻画已成为精细挖潜亟需解决的问题,而井网密度小给储集层构型表征带来了较大难度。以地震和测井资料为基础,综合现代沉积特征,在“砂中找泥”思路指导下,利用地震沉积学地层切片技术对沙湾组曲流河储集层进行了多级次精细构型解剖。研究认为,废弃河道沉积、河道高程差异以及河道间细粒沉积可作为单一河道边界的典型区分标志。研究区内平面上共发育8个点坝,点坝砂体垂向上呈多期侧叠式分布,侧积层泥岩发育。各点坝内部侧积体的规模、倾向、倾角和水平间距经由现代沉积定量分析得以表征。研究区整体为多条同体不同期河道迁移改道叠加形成的大面积复合点坝沉积,为油田后期单砂体剩余油的进一步挖潜提供了理论依据,亦丰富了稀井区储集层构型及单砂体定量表征的研究。
雁翎油田雾迷山组潜山油藏为碳酸盐岩底水块状油藏,早期曾开展过井组注氮气现场试验,形成了44 m的油柱,目前油藏已进入可采储量采出程度高和含水率高的双高开发后期,亟需转变开发方式。以室内实验、早期现场井组试注经验、测井解释成果等为基础,通过优化地质模型,搭建数值模拟高性能云计算平台,优化双重介质潜山油藏数值模型,在网格精度为60 m×60 m×3 m,总网格数为97×10 4的模型基础上,开展了注气重力驱高精度数值模拟,编制了雁翎油田潜山油藏注气重力驱方案。方案预测提高采收率11.8%,最终采收率可达43.4%,效果显著,可为同类型油藏的开发方案设计提供借鉴。
鄂尔多斯盆地镇北油田西部区块长81油层电阻率明显小于东部区块,且局部存在低电阻率油层,使得西部区块的油、水层难以识别,给油田开发带来一定难度。基于铸体薄片、X射线衍射、扫描电镜、压汞、测井解释等数据分析,对镇北油田长81油层黏土矿物特征及其对油层电阻率的影响进行了研究。结果表明,黏土矿物对镇北油田西部区块低电阻率油层的控制作用主要体现在3个方面：一是黏土矿物的附加导电作用,阳离子交换能力较强的伊利石和绿泥石含量高,其附加导电作用较强;二是黏土矿物对水分子的吸附作用,水分子吸附能力强的绿泥石含量高,容易形成水膜而增加导电能力;三是较高含量的黏土矿物使储集层孔隙结构更为复杂化,以致束缚水饱和度增高。对于此类高黏土矿物含量类型的低电阻率油层,通过测井曲线的响应特征,建立储集层黏土矿物含量的计算模型,结合生产情况拟合低电阻率油层的产水率,提高了低电阻率油层的识别精度。
秋里塔格构造带位于库车坳陷中部,受南天山造山作用的影响,发育一系列冲断构造,具明显的分层变形特征。依据地面露头和地震资料,秋里塔格构造带以古近系库姆格列木群及新近系吉迪克组膏盐岩为中心,可划分为盐上构造层、膏盐岩构造层和盐下构造层;受挤压作用,膏盐岩差异流动,在地表形成多排线性褶皱带,盐上构造层则发育逆冲推覆及反冲构造,而盐下构造层的变形特征主要受控于挤压应力和古生代古隆起,具有明显的分段性。中秋—东秋段位于新和—牙哈古隆起北坡,盐下构造层发育与克深构造带相似的冲断构造,可形成幅度高、规模较大的断背斜圈闭,油气勘探潜力大;佳木—西秋段位于温宿和西秋古生代古隆起之上,盐下构造层不发育冲断构造,盐下圈闭以低幅度断背斜和断块为主,规模不大,勘探潜力相对较小。
针对新疆油田玛湖砾岩油藏储集层特低孔特低渗特征,开展水平井体积压裂改造储集层试验,但由于泥岩夹层多,压裂缝穿层难,压裂缝如何最大程度连通储集层是一大难点。以流固耦合和岩石弹塑性断裂力学理论为基础,以有限元数值模拟为手段,探讨水平井体积压裂过程中泥岩层的应力演化规律和破裂机理,对泥岩夹层厚度、岩石力学参数、地层倾角、有效应力等影响因素进行分析。结果表明,在一定压裂液注入速度（压裂液施工排量3.5 m 3/min）条件下,压裂缝穿越泥岩夹层有效厚度小于5.0 m;砾岩和泥岩力学参数差异越大、泥岩层地层倾角越大,压裂缝穿透泥岩的能力越差;最小水平有效主应力对裂缝垂向上的延展具有主导作用。此外,水平井距泥岩层距离以及井口注入压力对裂缝的延伸都有重要影响。施工作业时,应避免距泥岩隔夹层近距离射孔,以提升压裂效果。
为明确加热排烃对油页岩储集物性的影响,选择民和盆地未成熟油页岩为研究对象,经低温干馏,利用裂缝三维扫描、高压压汞、低温氮气吸附、X射线衍射等分析手段,对不同加温阶段的油页岩样品进行储集物性分析,进而揭示油页岩加热过程中储集物性的演化规律。结果表明,在低温加热阶段（185~350 ℃）,油页岩少量排烃,油水产率和半焦产率变化较小;中温加热阶段（350~475 ℃）,油页岩大量排烃,油水产率和半焦产率大幅度上升;高温加热阶段（475~520 ℃）,油页岩残余排烃,油水产率和半焦产率基本不发生变化。在油页岩的加热过程中,随加热温度上升,裂缝数量逐渐增多,微小裂缝逐渐加宽并延伸,进而相互沟通连接形成大裂缝,且裂缝主要发育在层理面,垂直层理面方向并未产生明显裂缝;油页岩比表面积逐渐增大,孔隙由微孔向大孔转变,并且随着油页岩大量排烃,部分大孔互相连接沟通形成微裂缝;油页岩半焦的吸附量随着相对压力和温度的升高而升高,黏土含量减小,伊蒙混层中的蒙脱石构造坍塌,逐渐向伊利石转化,矿物颗粒减小,导致泥岩中产生微裂缝,从而使泥岩的孔隙度和渗透率增加。
阿尔金山山前带东段基岩风化壳储集层以岩浆岩风化壳和变质岩风化壳为主,为了解2种风化壳储集层的差异,通过岩心观察描述,借助常规测井曲线和地层微电阻率扫描成像测井图像识别基岩风化壳结构,对典型井风化壳结构进行划分,绘制连井剖面;通过岩心观察、薄片鉴定、扫描电镜、元素能谱测井、常规测井、常量元素测试、氦孔隙度-空气渗透率测试数据等总结2种风化壳储集层在矿物成分、地球化学响应、常规测井、储集空间特征方面的差异,建立岩浆岩和变质岩风化壳储集层发育模式。结果表明,基岩风化壳按风化程度由上至下划分为土壤层、完全风化层、半风化层和未风化层4层结构,为了便于研究又将半风化层细分为半风化层溶蚀带和半风化层崩解带。岩浆岩矿物纵向分布形式差异不大;变质岩由浅到深暗色矿物和黏土矿物含量整体减少。通过SiO2/Al2O3可知,研究区基岩多处于半风化状态,花岗岩SiO2/Al2O3为5.13~6.50,较稳定;变质岩SiO2/Al2O3为3.01~6.53,变化较大。岩浆岩半风化层溶蚀带储集空间类型为裂缝-孔洞型,半风化层崩解带储集空间类型为裂缝型;变质岩半风化层溶蚀带储集空间类型为孔洞型,半风化层崩解带储集空间为孔洞-裂缝型。变质岩半风化层溶蚀带孔隙度为0.413%~8.509%,岩浆岩半风化层溶蚀带孔隙度为0.926%~7.152%;变质岩半风化层崩解带孔隙度为1.367%~5.211%,岩浆岩半风化层崩解带孔隙度为1.429%~8.572%.岩浆岩和变质岩半风化层崩解带孔隙度和渗透率之间的相关性较半风化层溶蚀带好。变质岩半风化层溶蚀带是变质岩风化壳储集层最重要的储集层,是稳产的主要因素,其次是半风化层崩解带;岩浆岩半风化层崩解带是岩浆岩风化壳储集层最重要的储集层,其次是半风化层溶蚀带。变质岩风化壳储集层的储集性能优于岩浆岩岩风化壳储集层。
薄互层特低渗透油藏储集层厚度小,物性差,采用压裂水平井-直井联合井网开发,能够提高单井产能和储集层动用程度,但由于受储集层非均质性和水力裂缝的影响,水平井极易过早见水,导致暴性水淹,带来开发风险,需设计合理的井网与裂缝的适配关系,以延长水平井生产寿命。以大庆油田某典型薄互层特低渗油藏为例,建立了考虑不同沉积相组合模式的水平井-直井联合井网精细油藏数值模型,采用复杂井和流线模拟技术,研究了压裂水平井分段动用情况,揭示了单裂缝分段产出规律与渗流特征。由于不同沉积模式储集层物性差异较大,压裂水平井含水率上升不再遵循均匀驱替规律,而是物性较好的河道相内驱替增强,物性较差的席状砂沉积相内驱替减弱。同时,水力裂缝的存在会导致流线转向,加速高渗通道的形成。为延缓高渗通道形成,进一步研究了典型沉积相组合模式与裂缝参数的优化配置,并提出了提高开发效果建议。
分段完井可以有效缓解水平井过早见水,调整水平井产液剖面。利用渗流力学理论、油藏工程方法、聚类分析方法、油藏数值模拟等,建立一套底水油藏水平井分段完井和优化配产方案。首先,综合考虑储集层非均质性、压力系统、避水高度和完井成本,利用聚类分析方法对水平井进行合理分段;然后,通过油藏渗流和井筒管流耦合模型,以各段均衡产液为原则,计算最优附加阻力;最后,利用油藏数值模拟结果,对分段完井和传统裸眼完井进行对比,验证该方法的可靠性。研究结果在曹妃甸油田群和秦皇岛32-6油田得到广泛应用,水平井平均见水时间推迟152 d,提高采收率3%~5%.
克拉玛依油田七区八道湾组油藏储集层以中—粗砂岩和砾岩为主,油藏开发时间长,剩余油分布广,为实现小层挖潜,弱化储集层非均质性,实施了精细分层压裂。在储集层改造过程中,出现了裂缝穿过隔夹层沟通水层的情况,挖潜效果较差。为了明确储集层的岩石力学特性和区域地应力分布状态,采用室内岩心实验和现场资料分析相结合的方式,建立油藏三维应力场模型。研究发现,油藏西南部和中部应力差异不大,油藏东南部应力受断层影响较大,西南部应力受断层影响较小;研究区内发育5条逆断层且地层倾角变化较大,并在断层的交会处产生应力突变,对后期的压裂施工有较大影响,因此需要调整施工参数;在油藏西南部和中部裂缝向上向下延伸均匀,在油藏东南部深部地区,若隔夹层较厚,裂缝则向较为容易延伸的方向大幅延伸,易沟通水层,隔夹层较薄时,裂缝易穿透上下夹层。对2 m 3/min和3 m 3/min排量下的裂缝高度进行了模拟,发现在3 m 3/min排量下裂缝的高度控制困难,裂缝纵向延伸较大,沟通下部底水;在2 m 3/min排量下,裂缝延伸控制容易,纵向延伸合理。
准噶尔盆地东部侏罗系多发育陆相河道砂体,砂体厚度小且横向连续性差,具有“一砂一藏”的特征,油水关系复杂,油气预测难度大,单一的地球物理信息难以准确确定河道砂体的分布特征和孔隙流体性质。为此,提出采用XGBoost算法从叠后地震剖面、叠后纵波阻抗和叠前纵横波速度比3种地震数据体中提取含油河道砂体的特征,以有效描述这类河道砂体含油性的空间展布特征,降低了利用常规单一地震属性对含不同流体砂岩储集层预测的多解性。通过模型测试证明了该方法在识别陆相河道砂体的含油气性方面的可行性,并在实际应用中取得了较好的效果。
克拉2气田是中国探明储量最大的整装超高压干气气藏,2010年以来该气田因地质原因,先后有7口井出水,使气田长期稳产面临极大风险,深化气田的水侵规律认识,确定其水侵模式,显得尤为重要。对克拉2气田水侵总体特征进行分析,确定西南部、北部、中部和东部4个不同水侵模式区域。针对不同区域的见水井,分别对井旁断裂发育程度、高渗条带与隔夹层匹配关系和距边底水距离进行分析,明确水侵主控因素;通过断层封堵性评价、动态追踪试井和套后饱和度时间推移对比,确定主要来水方向;结合生产动态特征和地质模型历史拟合,落实见水井的水侵模式,将单井水侵模式划分为底水纵窜横侵型、边水横侵型和底水上侵型3种类型。通过数值模拟,对未见水井进行水侵模式预判,并针对不同的水侵特点,提出具体防水治水开发对策,以保障克拉2气田持续高效开发。
水平井段内多簇压裂技术能增加页岩储集层压裂裂缝复杂程度,提高簇间动用率,是有效改造页岩储集层的核心技术。对北美页岩气区块和中国四川盆地南部页岩气区块水平井段内多簇压裂技术的应用现状进行分析,并结合技术原理提出了几点认识：段内多簇压裂应与井间距合理匹配,并配套采用暂堵转向技术和限流射孔技术,增大射孔簇簇效率,促进裂缝均匀扩展,提高段内多簇压裂改造效果;北美页岩气区块采用段内多簇压裂技术增产,实现了页岩储集层高效开采,川南页岩气区块水平井段内多簇压裂技术起步较晚,目前在300~400 m井间距下主要开展了段内为6~8簇压裂现场试验;为了降低压裂成本、提高作业时效,长段多簇压裂将是实现效益开发的一个重要发展方向;但随着段内簇数不断增加,射孔技术、暂堵转向技术、射孔簇数与施工参数合理匹配等方面面临新挑战,亟需进一步研究,从而形成适合不同地区地质工程特征的段内多簇压裂技术。
准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组致密白云岩储集层物性差,非均质性强,甜点储集层与围岩波阻抗差异较小,常规反演方法预测储集层难度较大。因此,首先从岩石物理分析出发,分析致密储集层测井响应特征,寻找反演特征参数。然后分别开展叠前和叠后地震反演预测页岩油甜点,根据与钻井岩心的吻合率,优选出最适合的地震预测方法,形成一套综合的页岩油甜点地震预测方法。结果表明,利用密度与纵波速度交会图坐标旋转结果,可以识别芦草沟组上甜点一类储集层,横波阻抗与纵波阻抗交会图坐标旋转结果可以将芦草沟组下甜点一类储集层和二类储集层与三类储集层和非储集层区分开;核磁孔隙度对甜点识别效果最佳,孔隙度4%是识别下限;对比叠后均方根振幅属性、叠后吸收衰减属性、叠前AVO属性和叠前同步反演的甜点预测结果与试油资料的吻合率,发现叠前同步反演在研究区甜点预测方面更有优势,并划分出3类储集层。
关于准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组原油类型,历来有2种观点,一种观点认为属于致密油,另一种观点认为属于页岩油。参照《致密油地质评价方法》和《页岩油地质评价方法》这2个国家标准,厘定了吉木萨尔凹陷芦草沟组原油的归属。研究表明,依据源储关系和单层厚度统计数据,认为吉木萨尔凹陷芦草沟组原油为页岩油。依据页岩油的赋存条件、源储关系和富集模式,将吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油划分为夹层富集型页岩油。从烃源岩地球化学参数、储集层岩性和物性、油藏参数、裂缝发育情况和脆性特征几个方面,对比了国内外典型页岩油特征。结果表明,吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油为低—中成熟度页岩油,烃源岩在早期就开始大量生排烃;储集层孔隙度相对较高,但渗透率明显偏低;油藏含油饱和度较高,但原油密度大,黏度高,气油比低,流动性差;储集层天然裂缝不发育,岩石力学脆性较差。
