新疆石油地质

顺北油田碳酸盐岩地层天然裂缝分布及其造山运动力学特征

陈修平, 沈新普, 刘景涛, 沈国晓

2021, 42 (5): 515-520. doi: 10.7657/XJPG20210501

摘要 ( 330 )

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对顺北油田顺8B区块奥陶系碳酸盐岩的天然裂缝进行研究,总结了研究区内天然裂缝的分组以及碳酸盐岩地层天然裂缝的分布规律。结合损伤和有限元数值模拟技术,开发了损伤模拟碳酸盐岩的模型工具,确定了与天然裂缝发育所对应的造山运动的位移方向及应变量。根据研究区地震波得到的地层构造,结合沉积和造山运动史,分析了石炭系卡拉沙依组—中奥陶统一间房组7个层位的天然裂缝/断层,归纳为5组天然裂缝体系;上奥陶统恰尔巴克组—中奥陶统一间房组储集层中的天然裂缝对应着加里东运动中期Ⅰ幕和加里东运动中期Ⅱ幕的造山运动,主要为贯通的张开裂缝和走滑裂缝/断层;根据地震层位信息,建立三维有限元模型,进行三维损伤有限元数值分析,正演数值计算结果给出了在加里东运动中期造山运动作用下研究区内损伤局部化带表示的天然裂缝/断层的三维空间分布,数值计算结果验证了加里东运动中期应力对奥陶系碳酸盐岩地层挤压的主方向为15°,地层受挤压程度相当于2.4%的应变量。

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吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩储集层裂缝成因及耦合关系

梁成钢, 谢建勇, 陈依伟, 刘娟丽, 何永清, 赵军, 王伟, 王良哲

2021, 42 (5): 521-528. doi: 10.7657/XJPG20210502

摘要 ( 285 )

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通过观察准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩储集层的野外露头、岩心和薄片,结合成像测井资料,采用油气运移物理模拟实验、三轴压裂实验等方法,以岩石应力—应变曲线为依据,研究了微观尺度到宏观尺度的页岩储集层裂缝成因及耦合关系。研究结果表明,构造缝与层理缝相互耦合,可显著改善页岩储集层的物性;层理缝与构造缝形成过程中相互影响,发育层理缝的岩石受到垂直层理面的挤压时,易发生多期破裂形成层理缝与构造缝交织的裂缝系统,受到平行层理面的挤压时,会形成以层理缝为主的期次少的裂缝系统;构造缝与层理缝平行耦合对页岩储集层的渗透率无显著影响,构造缝与层理缝垂直耦合可使页岩储集层的渗透率明显升高。

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川南地区下二叠统茅口组岩溶储集体地震识别

李源, 陈胜, 王鹏, 刘微, 范昆, 孙甫

2021, 42 (5): 529-540. doi: 10.7657/XJPG20210503

摘要 ( 233 )

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川南地区Y101区油气资源丰富,主要产气层下二叠统茅口组岩溶缝洞发育。储集层厚度小,横向非均质性强,与上覆上二叠统龙潭组岩性速度差异大,形成“两谷夹一峰”的强反射界面,对茅口组岩溶储集体产生屏蔽效应,导致岩溶储集体地震响应识别困难。为此,建立一套基于模型正演的频率域子波重构和波形分解技术进行岩溶储集体地震响应识别,首先,根据研究区钻井资料、测井资料和地层结构建立茅口组岩溶储集体模型,采用基于有限差分法的声波波动方程进行正演模拟;然后运用多子波分解的频率域子波重构和波形分解技术去除强反射界面,实现岩溶储集体地震识别。川南地区Y101区的应用效果验证了该方法的有效性;基于模型正演的频率域子波重构和波形分解技术能够消除强反射界面的屏蔽影响,储集层地震响应与钻井吻合度较高。

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吉木萨尔凹陷芦一段页岩储集层孔隙结构及敏感性

李晶晶, 孙国翔, 刘琦, 刘淼

2021, 42 (5): 541-547. doi: 10.7657/XJPG20210504

摘要 ( 268 )

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为确定吉木萨尔凹陷芦草沟组一段页岩储集层敏感性,在明确矿物组成基础上,开展了储集层孔隙结构分析和敏感性物理模拟实验。芦一段储集层为陆源碎屑沉积,矿物组成复杂,黏土矿物含量高且以膨胀性矿物为主。储集层中脆性矿物含量高和孔隙结构复杂,加剧了应力敏感伤害;膨胀性黏土矿物含量高,加剧了水敏伤害;（铁）白云石与黏土矿物含量高,加剧了酸敏和碱敏伤害,但方解石含量高适当降低了酸敏伤害。总之,研究区芦一段页岩储集层具有中等—强应力敏感性和水敏性、弱—强酸敏性、弱—中等偏弱碱敏性,油田开发中应主要预防酸敏、水敏和应力敏感对储集层的伤害。

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沁水盆地太原组—山西组页岩孔隙分形特征

闫高原, 张军建, 路冠文, 全方凯

2021, 42 (5): 548-553. doi: 10.7657/XJPG20210505

摘要 ( 297 )

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基于沁水盆地太原组—山西组页岩样品的总有机碳含量、镜质体反射率和矿物组成分析资料,利用高压压汞实验进行测试,获取孔隙直径、孔隙体积、比表面积、孔隙度等孔隙结构参数,并在此基础上利用Sierpinski地毯模型对页岩孔隙结构进行分形处理。结果表明,太原组—山西组页岩样品压汞分形曲线可以分为AB段、BC段和CD段,其中BC段对应的孔隙直径为21~6 035 nm;利用Sierpinski地毯模型进行分形处理时,BC段孔隙结构表征性最好;在21~6 035 nm孔隙直径范围内,黏土矿物含量越高的页岩,其孔隙结构的非均质性越强,孔隙结构的复杂程度也越高;孔隙体积、比表面积和孔隙度与分形维数均呈负相关关系,三者之中孔隙体积和孔隙度与分形维数相关性较好,可以作为间接判断孔隙结构复杂程度的依据。

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超深断溶体油藏油井见水特征及生产制度优化——以塔里木盆地顺北油田Z井为例

程晓军

2021, 42 (5): 554-558. doi: 10.7657/XJPG20210506

摘要 ( 309 )

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PDF(1641KB) ( 310 )

为优化超深断溶体油藏油井见水后的生产制度,以塔里木盆地顺北油田Z井为例,利用油藏工程与数值模拟方法,结合动态和静态资料,分析油藏地质特征和油井见水特征,对比见水前后油井产能差异,计算水侵速度和动用储量,并利用数值模拟方法研究水窜特征,优化见水后油井的生产制度。结果表明,Z井流入动态曲线之所以呈上翘型,是因为降低井底流压或增大井底生产压差后流体存在高速流动,且超深断溶体油藏中有新的缝洞体开启,增加了新的流动通道,导致油井采油能力大幅度增加;油井一旦见水,日产油量急剧下降,油井产能损失大;Z井动用储量约为338×10⁴ t,底水侵入时间为2020年1月,水侵速度约为0.61×10⁴ m³/月,到2020年11月3日,Z井水锥位置距离初始油水界面约395 m,距离井底约131 m;推荐Z井合理生产制度为7 mm油嘴。矿场应用后日产油量由96 t增加至170 t,含水率控制在2.00%以内,达到较好效果。

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玛湖凹陷乌尔禾组砾岩储集层裂缝支撑剂运移规律

陈超峰, 王佳, 俞天喜, 李轶, 邹雨时, 马新仿, 刘立

2021, 42 (5): 559-564. doi: 10.7657/XJPG20210507

摘要 ( 294 )

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PDF(3768KB) ( 426 )

玛湖凹陷乌尔禾组致密砾岩油藏水力压裂裂缝形态复杂,支撑剂运移铺置规律尚不清楚,影响了储集层压裂效果。通过对不同形态迂曲裂缝进行重构,利用Fluent中的两相流模型,在考虑支撑剂与粗糙缝面相互作用的基础上,分析了砾石粒径、砾石数量以及砾石处缝宽衰减等对支撑剂运移铺置的影响。研究结果表明,砾石粒径对支撑剂运移的影响较为明显,砂堤平衡高度与砾石粒径呈负相关,平衡时间与砾石粒径呈正相关;砾石数量对支撑剂运移的影响较小,砂堤平衡时间和平衡高度与砾石数量呈负相关;砾石处缝宽衰减对支撑剂运移的影响很大,随砾石处缝宽衰减程度增大,砂堤平衡高度和平衡时间均减小。

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减氧空气辅助重力驱全直径岩心物理模拟——以青海油田尕斯库勒E¹₃油藏为例

龙安林, 祁青山, 陈小龙, 李宜强, 鲁珊珊, 张佩, 李信

2021, 42 (5): 565-571. doi: 10.7657/XJPG20210508

摘要 ( 107 )

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与常规的注气方式相比,注气辅助重力驱具有抑制气窜,扩大波及体积的优势。通过静态低温氧化实验,研究减氧空气辅助重力驱在青海油田尕斯库勒E¹₃油藏的适应性;利用天然全直径岩心开展减氧空气辅助重力驱实验,分析了氧气体积分数、注气速度和倾角对减氧空气辅助重力驱的影响规律。结果表明,低氧气体积分数（5%）减氧空气在尕斯库勒E¹₃油藏具有较为明显的低温氧化作用,耗氧速率可以达到2.19 mol/(h·mL)。对于减氧空气辅助重力驱而言,尕斯库勒E¹₃油藏条件下,增大注入气氧气体积分数,最终采收率提高,岩心实验采收率增幅为1.2%~6.9%。从采收率与安全角度考虑,尕斯库勒E¹₃油藏可以选择氧气体积分数略低于10%的减氧空气作为驱替介质。注气速度大于1.0 mL/min时易发生黏性指进;而小于0.1 mL/min时易导致毛细管滞留,采收率较低;当注气速度为0.3 mL/min时,为油气稳定驱,采收率较高。减氧空气辅助重力驱过程对重力作用较为敏感,对于倾角较小的油藏,减氧空气辅助重力驱具有一定的可行性。影响尕斯库勒E¹₃油藏减氧空气辅助重力驱的因素敏感性排序依次为注气速度、倾角和氧气体积分数。

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高阶煤储集层气水赋存模式的划分与应用

刘忠, 王宁, 张永平, 鲁秀芹, 李正, 高燕

2021, 42 (5): 572-578. doi: 10.7657/XJPG20210509

摘要 ( 126 )

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以沁水盆地南部郑庄和马必东区块成藏主控因素为研究对象,利用分子模拟技术开展煤储集层微观气水赋存规律研究,论证了微观孔隙中甲烷赋存模式,结合评价井测试含气量、压裂和排采资料,根据微裂缝模型和边界层效应,建立考虑低渗裂缝动边界效应的动平衡赋存模型。结果表明,无水状态甲烷在直径为2 nm的孔隙中主要为吸附态,随含气饱和度增大,水分子的竞争作用减弱。明确了气水相压力、毛细管力和黏滞力间的压力平衡关系,将气水压力平衡模式划分为逸散模式和封存模式;分析了4种气水赋存模式对后期排采效果的影响,认为第Ⅲ类和第Ⅳ类气水赋存模式产气量较高。

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海上边水薄层稠油油藏天然能量分区

谢明英, 闫正和, 卫喜辉, 吴刘磊, 张宇

2021, 42 (5): 579-583. doi: 10.7657/XJPG20210510

摘要 ( 213 )

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中国南海东部E稠油油藏油层薄,构造平缓,含油面积大,以边水驱动为主,存在区域能量供应不足问题,产能难以满足高速开发的需要,亟待调整开发方式。通过数值模拟主控因素对油井生产动态和油藏压力的影响,拟合天然能量供应充足时,油井到边水的极限距离,确定能量充足区和能量不足区;通过主控因素和灰色关联分析,建立不同水体倍数下的天然能量分区界限图版。研究结果表明,储集层渗透率越大,原油流度越高,油层厚度越大,水体倍数越大及采液速度越低,能量充足区范围则越大; E油藏天然能量分区界线即油井到边水的极限距离为922 m,与区域油井实际生产动态相符,说明该图版可靠,可供同类型油藏开发借鉴。

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基于井间连通性的碳酸盐岩油藏注采关系优化

雷昇, 周玉辉, 王宁, 赛尔江·阿哈提, 郑强, 盛广龙

2021, 42 (5): 584-591. doi: 10.7657/XJPG20210511

摘要 ( 308 )

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碳酸盐岩油藏储集层非均质性强,注水开发时注入水易沿高渗通道窜进,导致生产井发生水窜或水淹、含水率上升速度加快、开发效率低。基于井间连通性原理,根据缝洞型碳酸盐岩油藏的地质特征、开发动态等,可定量表征井间的连通性参数传导率和连通体积,构建碳酸盐岩纵向多层油藏井间连通性模型,进而获取油藏各层注水井平面注水劈分系数、注水利用率等。结合自动历史拟合方法和生产优化算法,实现对油水井生产动态的实时优化和预测。现场应用表明,该方法年增油1.1×10⁴ m³,具有较好的增油效果,对同类型油藏的高效开发有重要指导意义。

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稠油火驱实验原油色谱指纹特征对比

闫红星

2021, 42 (5): 592-597. doi: 10.7657/XJPG20210512

摘要 ( 232 )

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稠油火驱开发能否实现高温氧化将会直接影响开发效果,火驱燃烧状态的判识已成为火驱开发的技术难点之一。为攻克这一难题,采用天然岩心开展火驱实验,利用气相色谱技术对采集的原油开展饱和烃、烯烃和芳香烃指纹特征对比分析。实验结果表明：受高温氧化作用影响,火驱后稠油中的饱和烃含量明显上升,色谱指纹图呈前峰单峰型分布,正构烷烃含量增加、轻重比（∑nC_21-/∑nC₂₂₊）变大、无奇偶优势;裂解生成的烯烃在色谱指纹图中表现为同碳数烯烃与正构烷烃含量比值始终小于1,并且随着碳数的增加该比值降低;芳香烃色谱指纹图呈前峰型分布,萘系列化合物中甲基萘含量明显低于萘,更容易在裂解生成的萘系列化合物的α位发生加甲基反应,菲系列化合物与萘系列化合物特征相似。气相色谱技术可以有效指示稠油火驱前后的微观变化特征,为火驱燃烧状态的判识奠定基础。

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大斜度井及水平井垂向纵波时差在页岩孔隙度评价中的应用

郑健, 傅永强, 陈满, 井翠, 张婧, 周昊, 张家浩

2021, 42 (5): 598-604. doi: 10.7657/XJPG20210513

摘要 ( 110 )

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四川盆地长宁页岩气开发示范区采用直井作为评价控制点,用密度、补偿中子、纵波时差、自然伽马能谱、电阻率与岩心分析孔隙度和饱和度建立的参数模型进行资源评价;开发采用水平井,利用与直井相同的测井资料与直井岩心分析孔隙度和饱和度建立的参数模型评价各类储集层,纵波时差是孔隙度和岩石力学参数模型的基础资料。结果表明,研究区直井中测量得到的纵波时差大于大斜度井和水平井,纵波时差受井斜角影响较大,且随井斜角增大而影响增大,在垂向和水平方向上具有明显的速度各向异性。尤其在同层位、同井段,大斜度井及水平井采用孔隙度模型计算得到的孔隙度与岩心分析孔隙度差异大。分析研究区直井、大斜度井及水平井同层位纵波时差与井斜角的关系,对直接拟合法和各向异性椭圆模型法计算得到的垂向纵波时差和孔隙度进行对比分析,2种方法均能排除各向异性的影响,各向异性椭圆模型法的效果更好,在研究区页岩储集层孔隙度评价中广泛应用,取得良好的效果。

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频率域薄储集层预测技术在煤系地层中的应用

冯昕鹏, 王涛, 白志涛, 聂万才, 何争光

2021, 42 (5): 605-611. doi: 10.7657/XJPG20210514

摘要 ( 220 )

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下二叠统太原组和中二叠统山西组山2段是鄂尔多斯盆地东部气田致密岩性气藏的主要产气层,分别属于海陆过渡相和三角洲前缘相,砂体薄,横向规模小。太原组—山西组发育多套煤层,以山2段中下部4+5号煤层及太原组底部9号煤层最发育。煤岩波阻抗低,与高波阻抗砂泥岩地层形成强反射,屏蔽了砂泥岩之间的弱反射,应用叠前反演、地震属性等常规方法难以有效预测薄砂体。建立研究区目的层段砂泥岩地质模型,通过模型正演和时频分析方法对比发现,广义S变换能根据信号频率变化自适应调节时频分析时窗,具有更高的分辨率;实际应用中,首先压制煤层强反射,在此基础上采用广义S变换对研究区的薄储集层进行预测,井震符合率高,有效解决了研究区煤层背景下的薄储集层预测难题。

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吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩储集层流动孔喉下限

唐红娇, 梁宝兴, 刘伟洲, 刘欢, 时凤, 兰尚涛, 王启祥

2021, 42 (5): 612-616. doi: 10.7657/XJPG20210515

摘要 ( 219 )

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以页岩油物性为基础,针对确定页岩储集层流动孔喉下限时缺乏足够理论和实验支持的问题,开展岩心核磁共振实验、离心实验、流动实验和高压压汞实验,依据架桥理论和边界层理论,宏观与微观分析相结合,建立了页岩储集层流动孔喉下限的确定方法。明确了吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组页岩储集层流动孔喉下限为50 nm,可动流体主要由半径为50~500 nm的孔喉贡献,半径大于500 nm的孔喉对可动流体的贡献不足10%。

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春光探区强反射背景下的薄储集层预测

谢启, 李恒权, 李磊, 张新超, 郭佳玉, 杨星星, 贾秀容

2021, 42 (5): 617-623. doi: 10.7657/XJPG20210516

摘要 ( 126 )

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春光探区石炭系具有地震强反射特征,其上垂向距离较近的白垩系储集层厚度小且侧向叠置,白垩系薄储集层的地震响应完全屏蔽在石炭系强反射内。利用分离薄储集层正演分析,获得声波时差曲线及自然伽马曲线的优势频率,构建拟波阻抗曲线,垂向上提高识别储集层能力;横向上运用地震波形指示反演,预测被强反射屏蔽的薄储集层的平面展布范围。识别了12个岩性圈闭,部署预探井和评价井各1口,均获得工业油气流。能够有效预测强反射背景下的薄储集层,为其他复杂背景下薄储集层的预测提供借鉴。

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基于BP神经网络的黏土矿物预测模型

李鑫羽, 欧阳传湘, 杨博文, 赵鸿楠, 聂彬

2021, 42 (5): 624-629. doi: 10.7657/XJPG20210517

摘要 ( 256 )

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黏土矿物的准确预测是深层钻探和油气层保护的关键,为明确塔里木盆地库车凹陷北部构造带侏罗系阿合组黏土矿物分布规律,利用自然伽马能谱测井参数、阳离子交换能力、含氢指数和光电吸收截面指数,构建了基于BP神经网络的测井模型和组合模型,其平均绝对误差分别为5.34%和2.38%。将构建的模型应用于依南5井,结合X射线衍射资料,2个模型的平均绝对误差分别为4.64%和3.45%。模型预测的依南5井黏土矿物含量从高到低依次为伊利石、绿泥石、伊蒙混层和高岭石,在油藏开发中应预防储集层速敏和酸敏伤害。

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美国重点页岩油区勘探开发进展及启示

李倩文, 马晓潇, 高波, 陈新军

2021, 42 (5): 630-640. doi: 10.7657/XJPG20210518

摘要 ( 435 )

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根据美国二叠盆地、威利斯顿盆地Bakken区带、墨西哥湾盆地Eagle Ford区带等重点页岩油区的地质特征、储量、产量、钻井和开发技术进展,分析了美国页岩油的发展趋势,并总结经验启示,以期为中国页岩油的发展提供借鉴。分析表明,二叠盆地是美国页岩油储量和产量最高的地区,主要产区为Spraberry和Wolfcamp区带,未来也将处于愈加重要的地位。2020年受新冠肺炎疫情影响,美国三大主力产区油气钻机数量和页岩油产量整体呈现先下降后增加的趋势,超低油价驱动油公司采取新一轮技术革新和降本措施提高单井产量。借鉴美国页岩油勘探开发的经验,中国页岩油应优先选择成熟度较高的轻质油和凝析油展开部署,并跟踪学习美国凝析油藏的开发技术;甜点分级评价是美国页岩油高效开发的基础,在低油价下作用尤为明显;中国页岩油要实现高效开发还有很长的路要走,技术进步是页岩油降本增效的核心,因此在勘探开发初期就要重视技术攻关。建议对中国页岩油勘探开发开展全生命周期管理和地质工程一体化技术管理模式,探索出页岩油高效开发、迅速降本增效的新途径。

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