四川盆地新场构造带上三叠统须家河组二段地层水化学动态特征及其成因

四川盆地新场构造带须家河组二段（须二段）地层水化学特征复杂,矿化度分布范围广,部分井在生产过程中地层水化学特征发生动态变化。因此,利用矿化度、氯镁系数、变质系数和诺瓦克相图等分析了须家河组各层段地层水化学特征,探讨了地层水的动态运移。结果显示：须二段地层水矿化度主要集中在70~110 g/L,氯镁系数大于50,变质系数大于10;须四段地层水矿化度主要集中在50~90 g/L,氯镁系数小于50,变质系数小于10;两者诺瓦克相图也具有明显差异。上述特征可作为地层水分布层系判别指标。须二段大部分井在生产过程中水化学特征较为稳定,表明地层水来源较为一致,以同层水为主;部分井如新856井、新2井、新10-1H井和新5井在生产过程中地层水化学特征发生了显著变化,根据判别指标,其地层水来源发生了变化。新2井和新856井在汶川地震后均有高矿化度、高溴离子浓度雷口坡组海相地层水混入;新10-1H井和新5井在生产过程中有须四段地层水进入,断层可能为地层水的跨层运移提供了通道。     

四川盆地须家河组地层水微量元素与氢氧同位素特征

近几年,四川盆地上三叠统须家河组发现了大量天然气,同时也发现其普遍存在高矿化度的地层水。这些地层水不仅具有常量离子发育的特殊性,也具有稳定同位素与微量元素分布的特殊性。利用GV IsoPrime II型稳定同位素质谱仪,对四川盆地二叠系-侏罗系的地层水进行氢氧同位素分析,建立了川中-川西地区二叠系-侏罗系的稳定同位素蒸发分馏趋势线,为该区地层水成因的判别确立了初步标准。受雷口坡组盐膏层的影响,雷口坡组三段-四段及其以上的陆相地层水同位素蒸发分馏演化特征是以δD快速加重为主,而雷口坡组二段及其以下的海相地层水同位素演化特征是以δ¹⁸O 快速加重为主。须家河组地层水是由雷口坡组上部高盐度地层水与须家河组沉积后埋藏压释水混合变质而来;同时,须家河组部分气田水中还存在较多的凝析水,凝析水的存在也指示须家河组有过强烈抬升与水溶气的脱溶成藏事件。     

川中地区须家河组水溶气形成及脱气成藏有利地质条件分析

针对川中地区须家河组煤系烃源岩生气强度比较低但仍形成了一系列大气田（藏）的事实,针对其成藏研究存在的问题,采用地球化学分析手段对川中地区须家河组天然气、地层水进行了详细的研究。结合地质背景,对川中地区须家河组水溶气形成地质条件进行了详细剖析。研究表明,川中地区须家河组地层水比较发育,多层煤系烃源岩与多套砂岩相互叠置,具备很好的水溶气形成条件。气藏中地层水为CaCl₂型,矿化度高,H、O同位素值远离大气降水线,天然气在独立的成藏系统中近距离成藏,说明地层水保存条件较好。喜马拉雅期的构造运动使川中地区大幅度抬升,上覆地层遭受剥蚀,地层水中溶解的天然气发生减压脱溶作用,释放出天然气可为已有的气藏补充额外的天然气,或在储集层高部位形成游离气藏。经过计算,须家河组整体抬升后,每立方米地层水大概可以释放出2.4m的甲烷。     

塔中北斜坡奥陶系鹰山组地层水特征与油气保存条件

通过对塔中北斜坡鹰山组地层水的矿化度、主要离子浓度和化学指数的统计分析,讨论了该区地层水的成因及与油气保存条件。研究结果表明,塔中北斜坡鹰山组地层水为高矿化度CaCl2型水,总矿化度约为80～200g/L,阴、阳离子分别以Cl-和K++Na+为主。剖面上总矿化度随深度增加逐渐变小,平面上地层水矿化度自塔中I号断裂向南增高。高矿化度、富K++Na+和Cl-离子的特征表明地层水的形成与浓缩变质作用或碳酸盐岩矿物溶解有关。钠氯系数值和脱硫系数与矿化度均成负相关关系,高矿化度、低钠氯系数、低脱硫系数,说明该区整体油气保存条件较好。区域上,中古5井-中古7井区地层水封闭性优于其他井区,更有利于油气的保存。     

川西坳陷中段侏罗系次生气藏地层水化学特征及与油气运聚关系

川西坳陷侏罗系地层水化学研究结果表明,侏罗系地层水以CaCl2型为主,其中上侏罗统蓬莱镇组见较多Na2SO4型地层水,结合地层水离子参数,总体上地层水封闭条件较好,有利于油气的聚集和保存。侏罗系地层水化学特征在垂向和平面上表现出明显的垂直分带性和平面分区性。纵向上,侏罗系地层水总体表现出断层越流淡化地层水的特征;平面上,地层水矿化度、主要离子浓度受构造位置以及断裂系统控制。构造位置较高或邻近烃源断层的地区,侏罗系地层水受大气水下渗淡化作用和须家河组五段湖相泥岩黏土矿物脱水淡化作用影响。与中国大部分油气田不同,川西坳陷侏罗系次生气藏主要分布在矿化度小于30 g/L,HCO-3浓度大于300 mg/L的区域。须家河组五段烃源岩黏土矿物转化析出的大量低矿化度层间水与有机质热演化和硫酸盐还原作用形成的烃类和CO2气体,在断层沟通下上涌进入侏罗系储层,导致低矿化度、高HCO-3浓度地层水的分布范围与气藏分布有较好的一致性。在断层欠发育地区,地层垂向连通性差,侏罗系次生气藏难以形成,地层水具有较高的矿化度和较低的HCO-3浓度。     

川中北部磨溪—高石梯地区地层水特征及其油气地质意义

川中北部磨溪—高石梯地区是四川盆地天然气的主要产区,但该区地层水特征及其油气地质意义方面的研究比较薄弱。基于油气运移聚集理论,在分析地层水的离子组成、化学参数、氢氧同位素等特征的基础上,揭示了地层水特征与油气聚集的关系。结果表明:龙王庙组、长兴组、雷一1亚段和须家河组的地层水均以CaCl_2型为主,嘉二段以CaCl_2,MgCl_2,Na_2SO_4等3种水型为主。雷一1亚段和须家河组地层水的矿化度高,龙王庙组次之,嘉二段和长兴组的矿化度低。5个产层地层水的钠氯系数为0.3～0.8,镁钙系数为0.1～0.5,其中嘉二段脱硫系数最大(大于2),龙王庙组脱硫系数为0.2～0.5,长兴组和雷一1亚段脱硫系数相当,为0.1～0.8,须家河组脱硫系数为0。川中北部地区天然气保存条件较好,须家河组封闭性最好,岩-水作用强,嘉二段封闭性最差,岩-水作用弱。     

大牛地气田硫酸盐结垢预测

大牛地气田对污水处理采用回注方法,污水中含有一定量的钡和硫酸根离子,而地层水中也含有很高的矿化度,主要离子为钾、钠、钙、镁、钡。因此回注污水与原地层水相混,会产生结垢现象,结垢类型主要为硫酸盐垢。应用饱和指数法对大牛地气田地层水硫酸盐结垢情况进行判断和预测,结果表明.大牛地气田污水回注过程中.污水中的硫酸根和地层水中的Ba~(2+)能形成BaSO_4垢。     

鄂尔多斯盆地寨科地区延长组长2油层组地层水化学参数特征及对致密油藏的指示作用

鄂尔多斯盆地寨科地区长2油层组油水分布关系复杂,地层水化学组分及其分布规律认识不清。基于此,对寨科地区长2油层组地层水矿化度、离子特征参数分布及其与致密油分布之间的关系进行了深入研究。结果表明,目的层的水型为CaCl₂型,地层水的矿化度、钠氯系数、脱硫系数、变质系数的平均值分别为39 805 mg/L、0.32、2.68、58.80,表明目的层整体封闭性较好,有利于油藏的保存。地层水化学特征参数与沉积相及砂地比之间具有较好的相关性,分流河道地层水矿化度、变质系数值大于分流间湾,脱硫系数和钠氯系数值小于分流间湾,表明研究区长2油层组分流河道封闭性好于分流间湾,更有利于油气的聚集;地层水矿化度值随砂地比的增加具有先增加后减小再增加的趋势;变质系数随砂地比的增加具有先增加再减小的趋势;脱硫系数和钠氯系数随砂地比的增加整体呈现出递减的趋势,总体而言,砂地比值越大的区域,其地层封闭条件越好,越有利于油气的聚集。综合研究认为,长2段低渗透致密油藏的聚集受多个地层水特征参数共同影响,地层水矿化度、变质系数、钠氯系数、脱硫系数可以作为延长组低渗透致密油藏甜点评价指标。其中,地层水矿化度和钠氯系数对油气聚集的指示作用好于脱硫系数,而变质系数对油气聚集的指示作用较弱。     

马朗凹陷卡拉岗组地层水化学特征与油气聚集关系

油气的生成、运移、聚集、保存和散失都是在地层水的环境里或是在地层水的参与下进行的。地层水运动是油气运移聚散的动力和载体,其化学成分直接或间接地反映出油气赋存的环境与条件。地层水与油气在地质历史进程中的活动是相互依存、制约的因果关系。文中从水文地质观点和角度研究出发,利用地层水化学特征的各种参数,如变质系数、脱硫系数、碳酸盐平衡系数、氯镁系数等组合特征,分析油气的保存条件、地层的封闭程度及油气的运移条件,旨在通过水化学的变化特征来掌握地层水对油气藏形成和分布的作用,寻找有利的油气聚集带。研究表明:三塘湖盆地马朗凹陷上石炭统卡拉岗组地层水具有矿化度高和氯镁系数越大,变质系数、脱硫系数和碳酸盐平衡系数就越小的特点,矿化度、水性系数及水型的变化具有很好的一致性,表明该区存在有利于油气保存的水文地质条件。分析认为,斜坡区地层水地质环境稳定,封闭条件好,利于油气聚集保存。     

鄂尔多斯盆地延长组下组合地层水特征及其油气地质意义

鄂尔多斯盆地中生界延长组下组合长10—长8油层组油水分布关系复杂,地层水特征及其与油藏的关系缺少系统研究。为明确地层水性质及其与油藏的关系以及地层水矿化度对测井精细解释的影响,基于地层水样品筛选,通过对鄂尔多斯盆地延长组1万余个地层水水样测试数据分析,研究地层水性质及分布特征,分析地层水矿化度、特征参数等的油气地质意义。结果表明,鄂尔多斯盆地中生界延长组地层水性质具有区带性分布的特点,各油层组地层水矿化度自西缘冲断带、天环坳陷轴部向湖盆中部总体呈先增加后减小的趋势;延长组下组合地层水矿化度较低,平均为28.4 g/L,属盐水地层水类型,以CaCl2型为主。地层水的离子组成、矿化度、同位素、特征参数等较为相近,且明显不同于其他油层组地层水特征,属于同一流体系统;地层水钠氯系数、脱硫系数、变质系数等特征参数表明,盆地中生界延长组下组合油藏的封闭性整体较好,油藏及出油井点主要分布在地层水矿化度相对较高的区域,西缘冲断带部分油藏受构造作用影响进行了调整改造,油藏封闭性变差;湖盆中部高阻水层、天环坳陷轴部低阻油层发育,地层水矿化度是影响测井解释的重要因素。该研究成果为鄂尔多斯盆地中生界延长组流体系统研究以及复杂油水关系分布的测井精细识别提供了依据。     

松辽盆地白垩纪海侵事件与油气的早期生成

海侵事件是松辽盆地的重要地质事件之一,其主要特征是存在着甲藻甾烷和Ｃ３１甾烷,朝长地区长２０井原油为典型的未熟－低熟油。油源对比表明,未熟－低熟油的源岩与白垩系青山口组一段海侵地层有关,因而说明油气的早期生成与海侵事件密切相关。     

准噶尔盆地西北缘地层水化学特征及与油气保存关系

准噶尔盆地西北缘油气富集,油水关系复杂。基于研究区大量地层水化学数据,分析了石炭系—白垩系各含油层系地层水化学垂向、平面分布特征,并结合地质背景,对红山嘴油田进行解剖,探讨了地层水化学特征与油气保存之间的关系。研究区纵向上从深到浅、地层由老到新,地层水矿化度逐渐减小;平面上,石炭系—白垩系,地层水矿化度高值区呈现从西北缘逐渐往盆地内部迁移的趋势。盆缘地区或克—乌断裂上盘等地区受地表水或大气水下渗淋滤影响较大,地层水处于自由交替循环带,分布低矿化度、低氯离子浓度的Na₂SO₄型或NaHCO₃型水,地层封闭性较差,通常形成稠油;往盆地内部或克—乌断裂下盘等地区,地层水处于交替停滞带或阻滞带,浓缩程度高,主要分布高矿化度、高氯离子浓度CaCl₂型水,地层封闭性好,形成保存较好的中—轻质油。      

离子组成及矿化度对低矿化度水驱采收率的影响

低矿化度水驱提高采收率对注入水和地层水的离子组成有一定的要求。在室内砂岩岩心驱替实验的基础上,采用对比的方法,研究了注入水和地层水的离子组成对低矿化度水驱提高采收率的影响。结果表明：在进行三次采油模式下的低矿化度水驱时,地层水中含有二价阳离子Ca²⁺或Mg²⁺均可提高采收率,且Ca²⁺的效果要好于Mg²⁺;只有注入水的矿化度低于油藏油水系统低矿化度效应启动阈值时,采收率才会提高。分析实验结果确定,地层水中含有二价阳离子Ca²⁺或Mg²⁺,以及注入水的矿化度低于由油藏油水系统决定的矿化度阈值,是实现低矿化度水驱提高采收率的必要条件。     

塔河油田碎屑岩储集层泥浆侵入带的测井响应

新疆塔河地区西南部东河塘组为碎屑岩储集层, 油层和水层的深、中电阻率均呈负差异, 利用典型井的双感应和阵列感应测井资料进行了实例分析。根据泥浆侵入理论, 将泥浆侵入因素归纳为静态因素和动态因素, 分析了泥浆侵入机理。对典型井在不同孔隙度、含水饱和度、混合水电阻率情况下的地层电阻率进行数值计算。结果表明, 泥浆高侵特征是由于泥浆电阻率高、物性差等引起地层电阻率的增加量大于含水饱和度高或含油性差引起地层电阻率的减小量。因此, 不能简单根据电阻率的差异性或是否存在低阻环带直接判断油水层, 而需要结合泥浆滤液矿化度和地层水矿化度差异、物性、原油流动性等因素进行综合判断。     

低矿化度水驱研究进展及展望

针对国外低矿化度水驱已运用于矿场实践而国内相关研究还未开展的现状,对低矿化度水驱机理 及其存在的问题进行了综述,并对低矿化度水驱的发展趋势作了展望。对于砂岩油藏,低矿化度水驱提高 采收率的机理主要为类碱驱、微粒运移以及多组分离子交换引起的储层润湿性改变;而对于碳酸盐岩油 藏,低矿化度水驱提高采收率的机理则主要是多组分离子交换引起的储层润湿性改变。原油性质、储层 性质、地层水及注入水性质、地层温度等因素均可以影响低矿化度水驱提高采收率的效果。目前低矿化度 水驱存在的问题主要包括提高采收率机理不清、低矿化度水源限制、油田储层适应性问题等。最后指出, 低矿化度水驱若与现有油田开发技术、煤层气生产技术、低渗透油田及高含水油田开发技术相结合,将会 是经济、环保、潜力巨大的提高采收率新技术。     

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柴达木盆地三湖地区受南缘昆仑山冰雪溶水的补给，地层水从南向北运移；由于剧烈的蒸发作用。地层水含盐度北斜坡最高。北斜坡泻水--汇水区高盐度条件下生物菌的活跃程度受到抑制，影响游离气垂向运聚成藏的资源量供给，中央凹陷及其南部低盐度条件下更适宜生物气的生成。生物气在地层水中的溶解度随盐度的增高而降低。南缘低盐度水中饱含的生物气经地层水从南向北携带。在北斛坡高盐度条件下大量游离出来。三湖地区早成岩阶段的泥岩盖层虽然不能成为传统意义上的盖层，但是实验测试证明该泥岩饱和高盐度地层水时。其突破压力增加约100倍，封盖性能大大提高，有效地保存了北斜坡游离相生物气。研究显示生物气总体上具有向北斜坡以水溶气横向运聚的特征，也暗示了北斜坡气源补给充足，具有满坡含气的巨大勘探潜力。章结合生物气藏本身的发育特征和三湖地区的水地质条件，认为生物气首先以水溶气发生远距离的横向运移以后再以游离相进行垂向运聚成藏。     

海相页岩压裂液低返排率成因

为了研究压裂液与页岩作用以及滞留机理,以中国南方海相页岩昭通、长宁和威远区块的岩心为样品,从吸附、膨胀、溶出孔、溶出液矿化度及离子组成等实验研究入手,揭示水在页岩中的赋存状态及高矿化度来源,模拟计算了水的滞留及矿化度增加机理。扫描电镜显示页岩中含有黏土矿物质形成的大量微裂缝,超声浸泡页岩矿物溶出率介于0.5%~0.7%,离子组成与地层水一致,取样岩心黏土矿物含量介于18%~20%,主要为绿泥石、伊利石和少量伊/蒙混层,没有蒙脱石(SS)层,XRD及红外光谱验证压裂液不会进入黏土矿物层间,不会引起页岩膨胀,压裂液滞留主要为压裂新形成的页岩微裂缝表面吸附作用的结果,吸附饱和速度与孔径成正比,为逐步渗透。结论认为,压裂液对页岩的逐级萃取及纳米缝隙对离子排斥是返排后期矿化度急剧增加的主要原因,气藏形成时甲烷携液作用也是可能的原因。结合实验及现场数据,分析了9口井压裂液返排率与产气量数据,结果表明相同区块总体趋势为返排率越低,微裂缝越发达、体积改造效果越好、产气量越大。     

潜江凹陷南部地层水化学特征与油气成藏的关系

地层水矿化度的变化主要受沉积水体、成岩作用和烃类演化等因素的控制。通过对地层水矿化度变化的分析．可以为油气的成藏环境分析和油藏预测提供重要信患。对潜江凹陷南部地层水化学特征与油气成藏关系的研究发现：①地层沉积时水体的原始矿化度控制了地层水中矿化度分布的整体格局；②地层水中矿化度的分布、地层压实、成岩作用和烃类演化等地质作用之间具有一致的阶段性．代表着良好的生、储、排配置环境；③高矿化度水地层的压实速率大大低于淡水地层，更有利于储层孔腺的保存；④封闭的水化学环境对油气藏的形成和保存是非常重要的。