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。
以塔里木盆地顺北地区走滑断裂带发育背景为基础,利用地质力学理论分析顺北4号走滑断裂带不同分段地应力状态、断裂周缘裂缝系统及单井产能特征。根据纵横波测井与岩石力学实验获得的储集层力学条件,构建三维地质力学模型,并基于弹塑性理论,利用有限元数值模拟方法,预测了走滑断控模式下目的层裂缝发育特征。研究表明,断裂带各段地应力模式不同;地质单元结构差异控制地应力分布,裂缝高密度区多呈条带状分布于断裂两侧或断裂之间;在安德森Ⅰa型、Ⅲ型地应力模式下,裂缝高密度区油气井具高产特征。明确了顺北走滑断裂带不同分段的地应力条件、裂缝发育特征及单井油气高产的主控因素。
为增强对准噶尔盆地陆梁隆起西部二叠系下乌尔禾组绿泥石和浊沸石矿物特征的认识,利用岩石薄片、电子探针、X射线衍射等,对其化学成分、产出状态及其对储集层物性的影响进行了研究。研究区下乌尔禾组绿泥石矿物晶体结构为三八面体,具孔隙衬里式、颗粒包膜式和孔隙充填式3种产出状态,属于铁镁过渡型偏富镁绿泥石,其八面体位置主要为Fe对Mg的置换,Al/(Al+Mg+Fe)为0.25~0.37,发育泥质岩石蚀变和镁铁质岩石转化形成的绿泥石,凝灰质等火山物质的水解溶蚀、黏土矿物之间的相互转化为其形成提供了大量的物质基础。浊沸石具连晶状、充填状和交代状3种产出状态,连晶状浊沸石周围发育大量岩屑,促进了浊沸石的形成;充填状浊沸石与绿泥石、方解石等矿物共生,在物质来源上相互竞争,在一定程度上抑制了浊沸石的形成;交代状浊沸石主要由交代长石和岩屑生成,导致Si/Al较高,耐酸性较强,不易被溶蚀。绿泥石与浊沸石对储集层物性均具有双重影响,绿泥石对储集层物性的改善作用较为明显,有利于形成优质储集层,浊沸石对改善储集层的作用较为有限。研究区下乌尔禾组随着埋藏深度增大,存在从碱性到弱酸性、再到碱性的成岩环境变化,其成岩系统较为封闭。
中国页岩油气资源丰富,但高效开采必须依赖水力压裂改造储集层。脆性是储集层改造的关键参数,也是明确工程甜点位置的核心指标。鉴于此,以东营凹陷页岩储集层为对象,综合单轴、三轴和高温高压岩石抗压实验,厘清了页岩储集层岩石力学性质及脆性特征。结合岩石能量平衡理论与脆性特征,依据岩石破裂前与破裂后的能量演化特征,构建了一种新的脆性评价方法。 结果表明:单轴环境下,页岩脆性破裂显著,呈现多裂缝破裂特征,有利于储集层改造;深部高温高压环境下,温度与围压协同作用将抑制岩石脆性破裂,增强岩石延展性,页岩脆性明显降低。基于构建的脆性评价方法,明确了页岩脆性的主控因素。岩石物性参数(孔隙度、密度、声波时差)与脆性的相关性较差,矿物和弹性参数是判断脆性的有效依据,温度和压力的影响也不容忽视。研究成果有利于页岩储集层工程甜点识别,为储集层高效改造提供了理论支撑。
南海西部东方A区气藏和文昌X/Y区气藏均为低渗—特低渗气藏,储集层微观孔隙结构复杂,对物性和电性下限变化规律认识不清。通过开展不同压差条件下的岩心单相驱替实验,结合高温高压条件下岩心毛细管压力-岩电联测实验,开展研究区低渗—特低渗储集层下限研究,分别获取储集层孔隙度、渗透率、含气饱和度和电阻率下限。在此基础上,开展储集层下限变化规律研究,结果表明,东方A区气藏储集层物性与气体流量呈正相关关系,而文昌X/Y区特低渗岩心气体流量极低,且增大实验压差提高气体流量不明显。在束缚水条件下,随着生产压差增大,2个区块孔隙度和渗透率下限逐渐降低。随着储集层物性变好,含水饱和度上限均变低。东方A区气藏电阻率下限随物性变好而逐渐增大,文昌X/Y区气藏特低渗气层电阻率下限随物性变好而逐渐降低,其原因主要是受储集层微观孔隙结构和地层流体赋存状态影响。
孤东油田七区西馆陶组N1g45小层—N1g16小层为辫状河沉积,砂体内部构型复杂,需精细解剖储集层结构,揭示其对油气开发的影响。采用Miall构型要素分析法,以现代辫状河规模作为约束,进行砂体储集层构型表征,采用动静结合手段检验研究成果,总结储集层构型对注水开发和剩余油分布的影响。 结果表明:研究区为砂质辫状河沉积,主要发育辫状河道、心滩、溢岸以及泛滥平原4种构型单元;辫流带宽度为150~750 m,宽厚比为47~74;在辫流带内,有辫状河道-辫状河道、心滩-心滩、辫状河道-心滩-辫状河道和心滩-辫状河道-心滩4类构型模式;心滩平均长度为250~350 m,平均宽度为110~140 m,长宽比为2.20~2.50,心滩与河道平面面积比为0.36~0.51;心滩内一般发育2~4个落淤层,落淤层延伸长度为70~150 m,产状近水平,背水面夹层倾角为0.9°~2.3°;生产动态揭示由于构型单元边部物性变差,构型拼接部位油气流动受阻,成为局部剩余油富集区;在构型单元主体部位,油藏连通性好,开发效果好。
准噶尔盆地永进—征沙村地区侏罗系超深层砂岩储集层致密且非均质性强,储集层评价标准及有利储集层分布不明确,制约了油气勘探开发。以测井、录井、岩心及试油资料为基础,通过矿物分析、核磁共振、毛细管压力实验、岩心驱替等,开展了侏罗系储集层微观孔隙结构特征研究,明确了可动孔隙半径下限,并以流体可动孔隙度作为关键评价指标建立了分级评价标准。研究表明:研究区中—细粒岩屑砂岩、长石岩屑砂岩储集空间为粒间孔、次生溶蚀孔及微裂缝,孔隙半径较小,为0.005~5.000 μm,以毛细管压力实验曲线标定后不同驱替状态的核磁共振T2谱确定了可动孔隙半径下限为0.100 μm,进而明确了含油岩石的流体可动孔隙度。综合考虑岩电特征、孔隙类型及结构、含油性特征,结合典型井的产能特征,建立了研究区储集层分级评价标准,通过Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类储集层的分级评价,为后续油气田开发及井位部署提供了依据,对于该地区超深层致密油藏的勘探开发与邻区储集层评价具有参考意义。
库车坳陷前陆冲断带构造变形主要发生在喜马拉雅运动中—晚期,前人确定了盐上浅层褶皱构造变形的启动时间,但对盐下冲断构造变形与油气成藏时间的研究缺少绝对定年的约束。以库车坳陷阿瓦特地区为例,利用岩相学观察、方解石U-Pb定年、流体包裹体分析等资料,分析阿瓦特地区下白垩统巴西改组储集层成岩作用、方解石脉体形成时间及油气成藏过程,确定了阿瓦特地区巴西改组构造变形和油气成藏时间。结果表明:阿瓦特地区巴西改组储集层发育2期方解石,早期方解石胶结物形成年龄为(98.0±14.0)Ma,晚期方解石脉体形成年龄为(3.7±1.0)Ma,代表了盐下冲断构造变形时间;方解石脉体中发育1期油包裹体和1期气包裹体,通过流体包裹体均一温度、埋藏史和热史,推断油充注时间为4.0—3.0 Ma,天然气充注时间为3.0—1.0 Ma,早期油藏经历了上新世晚期气洗改造,形成现今的凝析气藏。
准噶尔盆地东部隆起石钱滩凹陷东部缓坡带S3井在石炭系石钱滩组获高产工业气流,石钱滩组天然气藏勘探获重要突破,进一步证实准噶尔盆地东部发育海相碎屑岩天然气富集凹陷。为明确石钱滩凹陷石钱滩组地质特征及油气勘探潜力,综合地震、录井、测井、岩心和分析化验资料,开展了石钱滩凹陷烃源岩、储集层及油气成藏综合研究。研究区石钱滩组发育2套烃源岩,烃源岩整体厚度大,品质好,具备发育大规模气藏的物质基础;石钱滩组储集层为典型致密砂砾岩储集层,发育南、北双向物源的扇三角洲沉积体系,扇三角洲前缘大规模砂体主要分布在环凹斜坡区;石钱滩组发育近源致密砂岩岩性气藏,石钱滩组是目前石钱滩凹陷石炭系天然气勘探的重点层系,气藏源储匹配关系好,受近源与砂体规模共同控制。
塔里木盆地北部雅克拉断凸周缘侏罗系是重要的油气勘探层位,主要发育断凸为物源的近源冲积扇-扇三角洲沉积体系,但该模式难以解释雅克拉断凸南部侏罗系大规模砂体发育的原因。在雅克拉断凸构造演化分析的基础上,利用地震、岩心、储集层等资料,开展沉积相特征的综合分析,确定雅克拉断凸周缘侏罗系阳霞组沉积相空间分布规律。雅克拉断凸在侏罗系沉积期整体具有西高东低的特征,西部受剥蚀,东部在阳霞组沉积晚期为准平原化状态,其沉积体系主要包括2部分:一部分为雅克拉断凸西部物源,形成大量沿断凸呈裙边分布的近源扇三角洲沉积体系;另一部分为南天山物源,在雅克拉断凸东部形成了自北向南延伸的浅水辫状河三角洲沉积体系。从储集层特征上看,扇三角洲沉积体系岩性较粗,主要为砾岩和含砾中—粗砂岩,结构成熟度和成分成熟度低,物性差;辫状河三角洲沉积体系岩性主要为含砾中—细砂岩,搬运距离长,结构成熟度和成分成熟度较高,物性较好。阳霞凹陷东部地区阳霞组可能成为有利的勘探目标区。
深层潜山内幕储集层是冀中坳陷重要的油气接力区,明确其成因机制对油气勘探开发尤为重要。通过钻井、测井、露头、岩心、薄片等资料,揭示了奥陶系深层白云岩储集层特征,分析其主控因素,并建立了优质储集层成因演化模式。结果表明:冀中坳陷奥陶系发育3套优质储集层带,岩性以结晶白云岩及石灰质白云岩为主,储集层非均质性强,孔渗相关性差,发育晶间孔、溶蚀孔、溶洞和裂缝4类储集空间;白云石化、溶蚀和构造破裂是建设性成岩作用,压实、胶结充填、去白云石化、黄铁矿化和硅化为破坏性成岩作用;周期性海平面变化影响下的沉积和白云石化是储集层形成的基础,成岩演化序列决定孔隙演化的3个阶段,构造运动主导了储集层的改造,储集层共经历了4个演化阶段,形成了深埋潜山型及斜坡型优质白云岩储集层。
小—微裂缝作为王徐庄油田沙河街组薄层生物石灰岩重要的储集空间之一,因缺乏有效的测量方法和表征技术,导致其研究较为困难,影响了油气开发中流体流动能力的预测。综合岩心、岩石薄片、CT扫描、地层微电阻率扫描成像测井、常规测井等资料,对小—微裂缝的发育情况开展研究。采用PSO-BP神经网络预测研究区裂缝性储集层发育情况及分布特征,提出了离散裂缝网络模拟方法,模拟了小—微裂缝的空间展布。结果表明:小—微裂缝发育的生物石灰岩深、浅电阻率幅差较大;研究区生物石灰岩小—微裂缝较为发育,对改善储集层物性和注水受效方向有重要意义;小—微裂缝受控于断裂带和生物石灰岩沉积微相。油藏数值模拟证实,融合小—微裂缝介质的双孔双渗模型的油水关系动态拟合效果更好。
库车前陆冲断带地震资料信噪比低,具有多解性。利用高分辨率三维地震、钻井、油气分析化验等资料,对库车前陆冲断带地层组合进行系统描述,精细解释构造模型,深入剖析油气成藏体系,认为库车前陆冲断带发育古近系和新近系膏盐岩层及三叠系和侏罗系煤层2套滑脱层,具有分层滑脱、垂向叠置、多期变形的特征,浅层构造发育盖层滑脱褶皱,深层发育基底卷入式叠瓦状逆冲构造,膏盐岩层和煤层发生滑脱塑性变形,发育加里东运动期、海西运动晚期—印支运动期和燕山运动期—喜马拉雅运动期3期断裂,海西运动晚期—印支运动期构造控制中生界沉积,由北向南具有超覆减薄的特征。库车前陆冲断带分层构造变形控制油气分层运聚,煤层以上的油气主要来自侏罗系烃源岩,煤层之下的油气主要来自三叠系,三叠系烃源岩生烃量占60%,大量油气仍保存在煤层之下。
裂缝地震预测是裂缝型油藏评价的基础。变质岩潜山油藏具有裂缝类型多、不同部位裂缝发育程度差异大、裂缝非均质性强、预测难度大等特征,针对Z4变质岩潜山油藏开展裂缝特征及地震预测研究。Z4潜山油藏裂缝发育程度具有成层性,可分为4段:顶部风化-半充填裂缝段、上部网状裂缝发育段(发育程度高)、中部低角度裂缝发育段(发育程度中等)和下部高角度裂缝发育段(发育程度低)。提出了综合多尺度通用谱分解、倾角导向的本征值相干处理和迭代蚂蚁体分析的综合裂缝预测技术。将岩心上裂缝产状及发育程度与地震预测结果进行对比,结果显示吻合度较高,提出的多方法综合裂缝地震预测具有较高的准确性。