为明确玛湖凹陷风城组页岩油赋存空间与可动性特征,利用岩石薄片、扫描电镜、核磁共振、全息扫描荧光光谱等实验,结合二维核磁共振测井,系统表征页岩储集层微观孔隙结构及原油赋存特征,剖析页岩油可动性影响因素。研究区风城组页岩储集空间主要包括粒间孔、晶间孔、溶蚀孔、有机质孔、微裂缝等,溶蚀孔与裂缝是页岩油的主要赋存空间。不同岩相类型储集层中的页岩油可动性差异明显,富含陆源碎屑粉砂条带的长英质页岩最优,白云质纹层发育的白云质页岩次之,而富黏土矿物的混合质页岩最差,有机质丰度、沉积组构、孔隙结构等是控制风城组页岩油可动性的关键因素。研究区页岩总有机碳含量为0.5%~1.5%时,含油饱和度指数达到最大区间,页岩油可动性较好。薄层状长英质页岩与纹层状白云质页岩中,发育以残余粒间孔和溶蚀孔为主的无机孔及微裂缝,大孔占比较高,易形成页岩油的优势赋存空间和渗流通道,有利于可动油富集。
鄂尔多斯盆地上石炭统本溪组煤岩气勘探开发处于初期阶段,有关煤岩微观组成、孔隙结构及其对气体赋存状态的控制作用的认识程度较低。利用显微观察、X射线衍射、微米CT扫描、低温CO2吸附、低温N2吸附、高压压汞、高压釜-黄金管热模拟等技术,分析了本溪组8号煤层煤岩的显微组分含量、工业组分含量、孔隙结构特征及气体赋存状态。结果表明:研究区8号煤层以光亮煤和半亮煤为主,镜质组平均含量为78.8%,惰质组平均含量为18.2%,壳质组平均含量为1.0%;煤岩固定碳平均含量为70.00%,灰分平均含量为13.90%,属于低灰分煤;微孔、介孔和宏孔对煤岩总孔隙体积贡献率分别为75.7%、14.4%和9.9%,比表面积占比分别为98.3%、1.0%和0.7%,微孔对煤岩总孔隙体积和比表面积的贡献率均最大;煤岩吸附气和游离气占比分别为74.7%和25.3%,吸附气含量与微孔孔体积及微孔比表面积呈正相关关系,游离气含量与宏孔孔体积呈近似正相关关系。
针对砾岩储集层矿物组成复杂、表面物理化学性质活跃、易与聚合物和表面活性剂发生相互作用,造成二元复合驱配方体系在地下发生损失与改变的问题,选取不同类型砾岩储集层岩心开展微观结构研究,分析矿物组成及含量,测定比表面和Zeta电位,建立化学剂在不同类型砾岩储集层岩心上的吸附图版,最后通过驱油实验,验证不同类型砾岩储集层岩石矿物组成及其结构对二元复合驱采出程度的影响。结果表明,砾岩储集层中,黏土矿物和沸石类矿物比表面大,Zeta电位较高,其活跃的物理化学性质会影响驱油效率。Ⅰ类储集层的岩心物性最好,总采出程度最高;活跃矿物含量最少的Ⅱ类储集层岩心化学驱驱油效率最高;Ⅲ类储集层岩心驱油效率最低。
深层—超深层碳酸盐岩已成为塔里木盆地油气增储上产的重要组成部分,也是盆地未来油气勘探的重要方向。通过系统梳理塔里木盆地油气成藏地质理论,以及深度总结勘探成果,将塔里木盆地深层—超深层海相碳酸盐岩油气勘探历程划分为4个主要阶段:潜山勘探阶段(1984年—1996年)、岩溶缝洞勘探阶段(1997年—2015年)、断控缝洞勘探阶段(2016年—2020年)和新领域新类型勘探阶段(2021年至今)。通过系统分析塔里木盆地深层—超深层碳酸盐岩油气成藏地质条件、勘探形势和增储领域,明确了顺北地区断控缝洞带、塔北地区多类型缝洞带、塔中地区复合缝洞带、麦盖提斜坡复合缝洞带和满加尔坳陷西缘震旦系—寒武系深层白云岩是下一步油气勘探的重要领域。
针对塔里木盆地YUEM地区碳酸盐岩储集层天然裂缝发育差异性,综合露头、岩心、薄片、测井、地震与生产动态数据,采用裂缝参数统计、地震敏感属性分析、构造应力场数值模拟等,明确裂缝发育特征、形成期次、成因以及空间分布差异性。研究区共发育3期3类裂缝:成岩裂缝、构造裂缝以及复合裂缝,裂缝的发育受构造、沉积及岩溶三重耦合控制,断层斜列叠覆区、主分支断层相交处、断层端部、藻屑滩相带及溶洞顶底部,是裂缝有利发育区。
为明确致密砂岩气藏低采收率成因,以子洲气田山2致密砂岩气藏为例,根据气藏采收率定义,建立储量分区动用模型和采收率解析理论模型,通过气藏采收率计算及其成因解释,系统剖析致密砂岩气藏低采收率成因。结果表明,子洲气田山2致密砂岩气藏低采收率成因主要为垂向波及系数、平面波及系数及驱气效率较低。垂向波及系数主要受储集层垂向非均质性影响,驱气效率主要与气藏地层废弃压力有关,平面波及系数主要受储集层平面非均质性及井网控制程度制约。合理部署井网和提高平面波及系数是提高致密砂岩气藏采收率的有效途径,但考虑平面波及系数为100%时,气藏极限采收率仍处于较低水平,因此,加强垂向波及系数和驱气效率技术攻关,是更大幅度提高致密砂岩气藏采收率的关键。
顺北地区发育断控缝洞型油气藏,针对主干断裂带的油气勘探开发取得了较好的效果。除主干断裂带之外,还发育大量中—小尺度断裂,该类型断裂带数量更多、分布更广、尺度更小。受目标埋深(大于8 000 m)和尺度影响,中—小尺度断裂及其控制的缝洞体在地震资料上响应不清,难以识别和描述。从地震资料解释入手,采用频谱延拓提高分辨率处理和强反射分离技术,增强地震数据的动力学信息,有效凸显了中—小尺度断控缝洞体地震反射特征。根据不同类型储集体特征优选敏感属性,曲波多尺度相干对中—小尺度断裂较敏感,依据杂乱度和分频能量能够较好地识别断裂破碎带和缝洞体。通过对反映不同信息的属性进行融合,实现了中—小尺度断控缝洞体预测和描述。在顺北地区进行应用,有效指导了井位部署,取得了较好的油气开发效果。
为确定四川盆地蓬莱气区射洪—盐亭区块灯影组灯四段储集层裂缝分布特征,在统计分析构造裂缝参数的基础上,基于岩石破裂准则、产状演化条件和现今应力场特征,通过构造应力场反演,对研究区灯四段超深碳酸盐岩储集层裂缝进行了定量预测。研究结果表明:灯四段构造剪切缝发育,斜交缝集中分布于东南构造高部位,高角度缝和直立缝多分布在断层附近,裂缝走向多为北西—南东向、北东—南西向和北北西—南南东向;裂缝线密度总体呈东南低、西北高的分布格局,裂缝开度分布则与之相反,裂缝孔隙度变化相对较小;裂缝参数特征在断层内部、断层附近及非断层部位具差异分布的特点,预测结果与实测结果基本一致。裂缝倾角、裂缝开度和孔隙度对气井产量影响显著。
针对新场须二气藏普遍产水,产水特征复杂,水侵模式认识不清,缺乏有效治水对策,稳产形势严峻等问题,基于气藏静态地质资料及生产动态数据,综合采用气藏工程理论方法、正交试验及开发实践经验总结,开展气藏产水特征分析,提出气井典型水侵模式,形成治水对策。研究结果表明:新场须二气藏产水特征复杂,5种类型并存,通过绘制图版可实现快速判断出水类型;水侵模式分为裂缝水窜型和缓慢突进型2种,裂缝发育程度及压裂改造规模是影响水侵模式的决定性因素;对裂缝水窜型应严控压差、均衡排水,对缓慢突进型应合理制度、局部堵水。
库车前陆冲断带构造建模经历了3个时期的理论变革,但对盐下中生界三叠系—侏罗系滑脱构造的研究并不深入,多滑脱层构造变形模型及机理仍存在较大争议。针对库车前陆冲断带超深层复杂构造带多层滑脱现象,分别从几何学、运动学、动力学角度分析库车前陆冲断带分层滑脱构造变形系统,结合高精度三维地震资料,解析盐下构造变形样式,精细刻画盐下深层多滑脱层构造模型,探讨古隆起、先存断裂和膏盐岩等地质因素对盐下深部构造的影响。研究表明,库车前陆冲断带盐下构造变形主要与5套区域滑脱层相关,具有多级滑脱叠合展布、垂向分层拆离变形、空间差异叠置变形的特征。空间上自南西向北东由基底卷入冲断构造向盖层滑脱构造转变,其中还存在坡-坪式多层滑脱叠置过渡带,总体呈现三段式递进变形。坡-坪式断裂转换处发育有序且大规模分布的冲起构造,盐下中生界具备成排成带发育次级背斜圈闭的可能,具有较好的油气勘探前景。
针对裂缝边底水气藏见水后产量急剧下降以及出水规律复杂、排水采气困难等问题,基于迪那气田地质参数,采用数值模拟,明确气藏在见水后的各项排采指标。总结识别出了3种主要气藏水侵模式:沿裂缝强窜入型、沿裂缝弱窜入型和沿裂缝弱舌进型。在此基础上,进行了多因素敏感性分析,提出了无因次井距的概念,考察了排水井排水量、排采井距、生产井采气速度、水体倍数等因素对预测期末累计产气量的影响。研究结果表明:影响沿裂缝强窜入型水侵模式累计产气量的主要因素依次为排水量、采气速度、无因次井距和水体倍数;而在沿裂缝弱窜入型水侵模式中,采气速度和排水量为关键影响因素,其影响由大到小为采气速度、排水量、无因次井距和水体倍数。基于敏感性分析的结果,进一步提出了排采比的概念,并确定了气藏的最优排采比。
页岩油藏主要通过水平井体积压裂进行开发,大量流体在基质中注入和产出,渗吸和驱替作用的贡献存在争议。为了明确页岩储集层渗吸和驱替作用机理及其贡献率,以庆城油田延长组长7段页岩储集层岩样为实验对象,进行地层压力下渗吸+驱替实验和驱替实验以及不同压力下渗吸实验,获取不同阶段岩样的核磁共振T2谱,分析焖井对开发的影响;同时,结合分形理论和油水两相渗流理论,建立考虑驱替压力和毛细管压力的渗流力学数学模型以及不同驱替压差下的渗吸和驱替作用图版。结果表明:驱替动用中—大孔中的原油,渗吸动用各级孔喉中的原油;相对于单一水驱,渗吸后水驱驱替原油效果更好,渗吸作用不仅动用原油,且有助于水驱油。