裂缝发育对超深层致密砂岩储层的改造作用——以塔里木盆地库车坳陷克深气田为例

塔里木盆地库车坳陷是“西气东输”的主力气源地之一,克深气田区白垩系巴什基奇克组是库车山前的主力产气层段,埋深超过6 000 m,储层基质渗透率低,普遍小于0.1×10^-3 μm²。裂缝发育可以显著改善储层渗透率,分析、量化裂缝发育特征,预测裂缝渗透率空间分布规律是该区天然气开发的关键问题。利用钻井取心、FMI成像、碳氧同位素年代学分析与露头区全息激光扫描裂缝建模,结合CT扫描定量分析、扫描电镜、阴极发光、激光共聚焦显微镜、高压压汞以及电子探针显微镜等实验分析方法,从静态定性到动态定量分析了裂缝发育对该区储层储集性的改造作用。克深气田构造裂缝以半充填剪切缝为主,有效开启度为0.2～1.5 mm。主要发育3期构造裂缝,不同期次裂缝受控于构造应力,以不同的排列方式分布在不同构造位置。裂缝孔隙度整体小于0.1%,但可提升储层渗透率1～3个数量级,纵向上不整合面下方150 m以内发育裂缝改造的高渗流储层。早期和中期裂缝成为致密储层成岩胶结的通道,不利于连通孔喉的保存;晚期裂缝发育伴随油气充注期,对储层基质孔喉有溶蚀扩大的改造作用;微裂缝对储层孔喉沟通具有一定的选择性及局限性,仅沟通其开度10~100倍范围内的孔喉。总之,晚期形成的裂缝网络为储层的高渗流区,是气田高产的关键。     

储层构造动力成岩作用理论技术新进展与超深层油气勘探地质意义

深层—超深层已经成为国内外油气资源发展的最重要领域之一,资源潜力巨大。以构造活动为驱动力的构造动力成岩作用与储层的成因机理有着密切关系,控制着储层的形成、演化和空间分布。通过综述近十余年的主要研究进展,明确了储层构造动力成岩作用的概念和内涵,剖析了当前和未来研究的关键点及其对超深层油气的地质意义。储层构造动力成岩作用是沉积岩层在从松散沉积物到固结形成沉积岩石直至遭受浅变质前的过程中所发生的构造活动与成岩作用的耦合,主要研究沉积物沉积以后构造变形与沉积物的物理、化学变化的相互作用关系,其关键驱动力是构造作用（包括挤压、伸展和走滑）,可以发生在弱成岩—固结成岩和构造抬升-剥露的各个时期。储层构造动力成岩作用研究的关键在于厘清3个关系：构造成岩作用与储层致密化、裂缝化的量化关系;构造成岩作用与流体-岩石相互作用的耦合关系;构造成岩作用与储层断层带、裂缝带的时空关系。储层构造动力成岩作用在多学科交叉、多方法融合和多领域应用的基础上逐步形成了新的地质理论体系和技术方法系列,可为认识超深层碳酸盐岩储层、低孔裂缝型砂岩储层、规模优质砂岩储层、非常规储层的形成机理提供地质理论基础,还可为复杂储层质量评价预测、天然裂缝及其有效性评价提供有效途径和技术方法。     

7000 m以深优质砂岩储层的特征、成因机制及油气勘探意义——以库车坳陷下白垩统巴什基奇克组为例

超深层碎屑岩储层物性一般极差,单井油气产能低,但塔里木盆地库车坳陷新近钻探的博孜9井却在7 600 m以深的下白垩统巴什基奇克组仍然钻遇了优质厚层储层,并获得了高产工业气流。为了揭示该储层的特征和成因、降低超深层油气勘探的风险,基于岩心、测井和实验分析等资料,结合区域温压条件和储层埋藏演化史,探讨了巴什基奇克组储层的特征、形成机制及其油气勘探意义。研究结果表明:①该区巴什基奇克组超深层储层岩石类型为中、细粒长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩,颗粒呈点—线接触,储集空间以原生粒间孔为主,现今仍处于中成岩演化阶段;②与其他超深层裂缝性低孔砂岩储层不同,该套超深层储层为孔隙型储层,孔隙度介于4%～13%,渗透率介于0.1～50.0 mD,孔渗相关性较好;③巴什基奇克组沉积期广泛发育三角洲前缘厚层砂体,中、细砂岩占比超过85%,颗粒抗压能力强,此后储层经历了早—中期长时间浅埋藏,晚期快速深埋,埋藏压实效应较弱,晚期上覆古近系巨厚膏盐岩层受冲断挤压形成顶蓬构造,进一步抑制垂向压实,同时研究区远离造山带和构造转换带,侧向挤压应力弱,原生粒间孔得以大量保存。结论认为:粗岩性、弱压实和低构造应力是该套超深层优质储层发育的关键;7 000 m以深规模有效储层的发育为库车坳陷天然气高丰度富集和万亿立方米储量规模提供了有利的物质条件,油气勘探潜力巨大。     

库车坳陷克拉苏构造带白垩系储集层多期溶蚀物理模拟

含油气盆地深层—超深层储集层孔隙成因及保存机理争议较大,以塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带超深层白垩系巴什基奇克组为例对此进行探讨。利用高温高压溶蚀模拟研究区储集层所经历的三种成岩环境下地层流体的溶蚀特征,结果表明,早成岩表生期饱和CO_2大气淡水溶蚀作用显著,易于溶蚀长石质及碳酸盐类矿物,石英矿物相对难溶;早成岩浅—中埋藏期咸化环境碱性溶蚀作用次之,石英、钾长石及钠长石均发生不同程度的溶蚀;中成岩深埋藏期少量有机酸溶蚀作用较弱,主要表现为沿缝网溶扩、石膏溶解和方解石沉淀。总体以前两期溶蚀作用为主,现今储集层残余粒间孔及粒内溶孔面孔率为2%～4%,占储集层总孔隙度的50%～80%.对于埋深超过5 500 m的储集层,溶蚀作用的实验模拟较合理地解释了溶蚀孔隙成因,有助于全面认识克拉苏构造带超深层优质储集层的成因,为西部盆地前陆冲断带深层—超深层多期构造运动下储集层研究提供依据。     

塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带走滑作用对构造裂缝的影响

走滑作用是含油气盆地中普遍存在的构造作用之一,系统开展走滑作用对构造裂缝发育特征的影响研究,对于构造裂缝的分布预测有着重要意义。以塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带博孜1、克深5和克深13气藏为例,综合岩心、成像测井和钻井漏失量等资料,系统分析了走滑作用存在下的构造裂缝的特征与分布,并讨论了走滑作用及其对构造裂缝影响的可能动力学机制。结果表明：博孜1、克深5及克深13气藏均发育左旋走滑作用,使构造裂缝参数的分布与构造形态的对应性变差,但构造裂缝参数的变化规律与走滑作用方向之间并非简单的对应关系,其定量力学机制尚有待深入研究。对于挤压构造区的背斜型气藏,当走滑作用存在时,井位部署不宜直接采用背斜构造的裂缝发育模式确定裂缝发育区,需要根据实际地质资料进行综合判断。     

超深层致密砂岩储层裂缝定量评价及预测研究——以塔里木盆地克深气田为例

塔里木盆地库车坳陷克深气田区白垩系巴什基奇克组是库车山前的主力产气层段,具有埋深大、基质物性差、构造裂缝整体发育的特征。利用钻井取心、FMI成像、钻完井漏失量、试采压力恢复资料,结合CT扫描定量分析、高压压汞、扫描电镜、裂缝充填物测年等实验分析方法,开展了低地震资料品质下的超深层致密砂岩储层裂缝的定量评价与预测。认为克深气田区总体发育3期构造裂缝,以高角度半充填剪切缝为主,有效开启度为50~300μm,主要走向以近SN向为主,见EW走向裂缝|主要受古应力的大小及方向控制,同时受地层原始岩性组构影响|第三期构造裂缝与储层演化配置关系最好,对储层渗透率的提升起到关键作用。裂缝的高渗流区主要分布在背斜高部位、断裂的转折端及次级断裂附近。构造裂缝有效沟通了单砂体,可整体提高储层渗透率1~3个数量级,构造裂缝派生的微裂缝可有效沟通其周围的基质孔喉,沿裂缝网络更易发育次生溶蚀孔隙。     

廊固凹陷河西务构造带断裂特征与油气成藏

河西务构造带断裂发育,与油气运聚成藏密切相关。本文通过对构造带断裂特征进行分析,进一步阐明了断裂与油气聚集的关系。河西务断层活动强度大、持续时间长,不同位置活动强度和活动时期差异使构造带演化具有分段性特征,南部形成时间较早,中深层（Ek-E s3）含油气;北部较晚,浅层含油气（E s2-Ed）。不同层段断层封闭性具有规律性,中深层反向断层封闭性好,浅层反向、顺向断层封闭性取决于断距和两侧岩性配置关系。河西务断层不控制油气分布,次级断层控制;断层封闭性好有利于油气聚集。     

库车坳陷超深层低孔致密砂岩储层形成机制与油气勘探意义

塔里木盆地库车坳陷白垩系超深层储层埋深大于6 000 m,地层流体压力系数大于1.6,温度高于130℃,网状缝-垂向缝发育、密度为3~12条/m,基质孔隙度平均为3.8 %,基质渗透率平均为0.128 mD,该套超深层储层目前是天然气增储上产的核心领域。为揭示其形成机制及勘探意义,依据声发射法古应力测试、激光共聚焦显微镜、场发射扫描电镜、电子探针、激光碳氧同位素等实验分析,综合研究表明,超深层储层经历了2类典型成岩叠加效应:强构造挤压效应-强溶蚀-中等埋藏压实-中等胶结效应(克深地区),主要发育裂缝-溶蚀孔型储层;强构造挤压-中等溶蚀-中等埋藏压实-中等胶结效应(大北地区),主要发育裂缝-粒间孔型储层。有效储层成因机制主要为早-中期长期浅埋藏保存孔隙、中晚期膏盐岩顶蓬构造抑制垂向压实、晚期构造侧向挤压形成缝网体系、多期溶蚀作用持续增孔。有效储层主要受岩相、构造挤压和表生溶蚀作用控制,埋深超过8 000 m,厚度一般为80~200 m。储层致密化与油气充注同期,横向叠置连片发育,为区带连片含油气、局部高丰度富集、万亿立方米天然气储量规模提供了有利条件。     

塔里木盆地西南坳陷下白垩统沉积相与储集层差异演化特征

下白垩统是塔里木盆地西南坳陷主要的勘探层系之一,油气资源丰富但勘探程度较低,新近部署的多口探井均遭遇失利。为指导油气勘探部署,利用露头、钻井、地震和实验分析等资料,对下白垩统残余分布、沉积体系类型及储集层差异演化特征进行了研究。结果表明：①下白垩统沿南天山和昆仑山山前存在喀什北缘、乌泊尔构造带、棋北构造带和柯东构造带4个集中分布区,从山前向盆地内部减薄尖灭,改变了以往呈连续带状分布的认识。②古地貌控制下发育辫状河三角洲和扇三角洲2种沉积体系;其中,辫状河三角洲以前缘亚相为主,厚层水道砂体叠置连片分布,而扇三角洲由平原和前缘亚相构成,具有厚层短轴粗粒特征。③受原始沉积组分和后期成岩改造影响,下白垩统发育次生孔隙型和原生孔隙型2类储层,储集物性表现为中低孔中低渗—特低孔特低渗差异分布,喀什北缘和柯东构造带有利储层相对发育。     

基于数字露头技术的扇三角洲前缘砂体构型特征 ——以库车坳陷前陆区索罕村剖面为例

库车坳陷前陆区白垩系巴什基奇克组广泛发育扇三角洲前缘砂体,是天然气富集的有利场所。针对大北气田钻井少、井距大的特点,选取与目的层地质特征相似的典型露头剖面,利用三维激光扫描技术对其进行多方位全覆盖扫描和三维数据采集,并与人工实测地质信息和分析化验资料相结合,借助计算机模拟技术建立三维数字化地质模型,有效揭示扇三角洲前缘砂体构型特征。结果表明:研究区扇三角洲前缘砂体构型样式包括不完全叠拼式、侧拼式和孤立式3种,由于构型样式不同,砂体间连通性存在差异;砂体具有多期水下分流河道垂向叠加、大面积连续分布的特点,且河道砂体中、下部物性比底部和上部好,且以均质的中砂岩和细砂岩为最优;伴有少量河口坝和远砂坝微相沉积,砂体厚度和宽度与厚度比具有较好的负相关性;砂岩含量高,砂体间发育稳定的条带状泥岩,砂体间并非完全连通,层内和层间非均质性较强。