塔里木盆地顺北油气田断控缝洞型储层特征与主控因素

塔里木盆地顺北地区古生代地层中发育大量走滑断裂,沿走滑断裂分布的缝洞是其主要油气储集空间。 对顺北地区断控型储层的基本特征以及主控因素尚不明确。 在断裂解析基础上,通过地震振幅、测井曲线、取心综合标定等方法,并参考油气井动态资料,对研究区断控型储层开展研究工作。 结果表明：储集空间包括裂缝与洞穴;不同断裂带上发育的储集体具有显著的非均质性;顺北主体区走滑断裂平面控储范围约为 １.５ ｋｍ;在破碎体系中优势缝洞的发育位置主要依据振幅值的差异识别;油气在破碎带中为径向流动,而在裂缝带中则为单向流动,渗流特征取决于介质特征。 进一步的研究揭示出控制断控缝洞型储集体发育的因素为：走滑断裂样式决定优势缝洞发育部位,断层核带结构控制储集体类型,流体对破碎体系的成岩改造促使储集空间定型。 顺北地区断控型储层特征和主控因素的明确,可为今后的油气勘探开发提供思路。     

一种新型圈闭：断控缝洞型圈闭

近年来,中国石化西北油田分公司在塔里木盆地顺托果勒低隆起超深层碳酸盐岩中发现了10×10⁸ t级油气田——顺北油气田。顺北油气田的圈闭为新发现的断控缝洞型圈闭。在走滑断裂作用下,顺北地区中-下奥陶统碳酸盐岩地层因构造破裂产生了大量裂缝、孔洞与洞穴,形成了沿走滑断裂带展布的碳酸盐岩缝洞型储集体。这些储集体在上覆泥质岩区域盖层和致密碳酸盐岩局部盖层封挡条件下,形成了断控缝洞型圈闭。根据走滑断裂构造样式、破碎程度和内部储层分布特征等控制因素分析,将断控缝洞型圈闭划分为压扭型、平移型、张扭型及复合型等4个亚类。断控缝洞型圈闭的发现进一步丰富了海相碳酸盐岩油气成藏理论,为深层-超深层碳酸盐岩领域油气勘探开发提供了科学依据。     

缝洞型碳酸盐岩储层储集类型判别方法

针对静态手段判别储集类型的局限性,以试井、酸压、试采等动态响应资料为主,结合地震、测井、钻录井等静态资料,建立了孔洞型储层、裂缝孔洞型储层和洞穴型储层的动静态判别标准,形成了从静态特征、试井特征、酸压曲线、试采特征四个方面判别缝洞型碳酸盐岩储层类型的方法。C井为塔里木盆地奥陶系鹰山组碳酸盐岩油藏上一口评价井,该井钻井过程中有放空、漏失,地震解释为串珠反射,测井解释为裂缝孔洞型、孔洞型;酸压停泵压降曲线呈管流特征,停泵井底压力接近地层压力,酸压判断为洞穴型储层;酸压后压力恢复试井双对数曲线为多缝洞特征;累计产油量与累积压降曲线为多直线段,判断为沟通多个洞穴的洞穴型储层。采用本文方法综合判断,该井为洞穴型储层,与静态认识基本一致,验证了该方法的可靠性,为开发技术政策的制定提供可靠依据。     

顺北地区走滑断裂与断溶体圈闭识别描述技术

顺北地区奥陶系目的层主要发育洞穴型、裂缝型和孔洞型3种类型储层,储层非均质性强,且储集规模受多期活动走滑断裂体系控制。已钻井揭示的断溶体储层地震响应特征多样,预测与描述难度大。断溶体圈闭是一种与喀斯特岩溶缝洞型圈闭有较大差异,在复杂条件下形成的特殊碳酸盐岩缝洞型圈闭,具有纵向跨越深度大、横向非均质性强、不受局部构造形态控制、无统一油水界面、上覆区域泥岩顶封、致密碳酸盐岩可侧封的特点。在前期研究认识基础上,通过模型正演,结合井震标定及地震反射特征分析,建立了走滑断裂、断控缝洞储集体地震识别模式,形成了梯度结构张量定断溶体轮廓,振幅变化率、杂乱相属性等分类预测断裂带内部储层,多属性融合雕刻描述断溶体的储层识别描述技术;建立了断溶体识别与圈闭描述技术。该技术的应用指导了顺北地区多口井部署并实现油气重大突破,储层钻遇率达84%,证实了技术的有效性及适用性,为顺北油气田和其他地区识别及描述断溶体提供了解决方法和技术参考,对顺北油田超深层领域断溶体勘探开发具有重要意义。     

基于数值试井的断溶体油藏储集体动态表征

塔里木盆地顺北断溶体油藏是碳酸盐岩油藏的一种特殊类型，其储集空间主要是受断裂作用改造形成的洞穴或裂缝。因储集空间结构复杂、形态不规则且分布随机性强，传统上依据静态地震资料的缝洞体雕刻技术存在诸多不确定性。依据缝洞体雕刻结果，采用数值试井正演模拟方法分析不同试井曲线代表的地质意义，明确试井分析可动态表征断溶体油藏储集体，提出了基于数值试井动态约束缝洞体雕刻门槛值的储集体定量表征方法。该方法结合试井解释、生产特征分析等研究手段，用动态修正的储集体认识约束地震属性门槛值，确定缝洞体形态和储量规模，进而优选更为准确的缝洞体雕刻模型。     

塔里木盆地顺北地区中-下奥陶统“断控”缝洞系统划分与形成机制

碳酸盐岩地层普遍发育各类成因机制的非均质性缝洞储层,其孔隙系统的形成演化受岩石的地质演化控制。一般情况下,这类非均质性缝洞储层的形成与地层流体系统中各种不饱和性流体的热化学作用方式和所能带走的物质体积总和有关。但是,塔里木盆地顺北地区发现的“断控”缝洞储层未经历不饱和性流体的溶蚀改造作用,其空间展布明显受到断裂带边界约束,勘探证实可以形成商业价值储层。因此,断裂活动能否发生大规模的物质体积调整,形成完整的缝洞储集系统,需要引起重视。通过应用三维地震、钻井异常工况、测井、元素录井、压恢试井、干扰试井和生产动态资料等,综合表征“断控”储层特征,反演“断控”缝洞单元和储集系统。针对走滑断裂活动过程中的岩石物理特性、构造增容机理和流体改造机制,开展了脆性岩层应变方式、断层封闭性控制因素、水-岩作用方式等研究,提出断裂带内部受岩体错动、破碎及力学-热化学作用而发生的物质体积调整是顺北地区“断控”缝洞储层形成的主导因素,其孔隙系统的形成、演化与断裂活动关系密切。当“断控”缝洞系统形成、演化过程中无法忽视流体影响时,可依据流体性质和作用方式等,细分出“岩溶型”和“热溶型”亚类,作为“断控”储层概念的理论衍生。     

塔里木盆地顺北1号断裂带奥陶系碳酸盐岩储层结构表征及三维地质建模

综合利用地震、测井、岩心以及动态生产资料,对塔里木盆地顺北1号断裂带断控型碳酸盐岩储集体的内部结构进行了层级划分;基于层级划分,通过地震资料属性提取与转换、深度学习、基于目标示性点过程模拟以及离散裂缝网络模拟（DFN）等方法建立了三维地质模型,并以模型进行油气储量和油藏数值模拟,将拟合结果与实际生产数据进行对比。研究结果表明：(1)顺北1号断裂带奥陶系断控型储层按层级由大到小分为走滑断裂影响带、断控体、类洞穴、类洞穴内簇充填和裂缝带共5个层级。(2)走滑断裂影响带受应力差异影响具有分段性,可细分为挤压段、拉分段和平移段;断控体在拉分段发育断裂交会型、单支走滑型,在平移段发育双断裂交错型和两断裂交会型,在挤压段发育双断裂扭曲型和双断裂交会型,共有6种平面组合样式;类洞穴在地震剖面上呈串珠状反射特征;类洞穴内部分为栅体与栅间（基岩）,其中栅体又可进一步分为簇（角砾带）、簇间（裂缝带）,整体表现为栅状结构,簇的物性更好;裂缝带为类洞穴的主要储集空间,在簇内部比簇间更发育,在一间房组比鹰山组更发育,一间房组和鹰山组均以发育高角度裂缝为主,在两者连接处则以发育水平缝为主。(3)地质模型预测的油气...     

串珠状缝洞型储层油藏产能指示曲线解析

塔里木盆地缝洞型碳酸盐岩油藏储层结构复杂,即使产能测试期间井口压力高于饱和压力,产能指示曲线形态也存在多样性。从缝洞型储层复杂结构特征出发,假设洞穴型储层是管流、裂缝型储层是渗流,推导出串联型缝洞型储层产能方程表达式,进一步建立了产能方程与井周围缝洞储层分布的关系。经塔里木某缝洞型储层7口井的产能指示曲线实际应用,可以定性解析出井周储层结构特征,并与压恢试井反应的储层结构特征基本吻合;同时也可定量计算出近井洞穴的流动系数、裂缝系统流动系数的湍流系数。该方法是利用产能试井方法定性分析缝洞型储层结构特征和流动特征方法的有益探索。     

塔里木盆地玉北地区奥陶系储层类型及主控因素

对塔里木盆地玉北地区奥陶系钻井岩心、岩石薄片、铸体薄片及测井资料的详细分析,认为该地区奥陶系碳酸盐岩储集空间以孔洞、裂缝为主,主要发育4种储层类型:孔洞-裂缝型、裂缝型、孔隙-孔洞-裂缝型和孔隙-孔洞型。鹰山组上部储层受多期暴露不整合面和中高角度裂缝控制,而鹰山组下部及蓬莱坝组储层与白云石化作用及层间低角度缝发育关系密切。综合分析认为断褶翼部是下奥陶统鹰山组上部缝洞型储层发育有利区;过胜和2井EW向断裂带及东部的NE向断裂带附近是鹰山组下部-蓬莱坝组孔隙-孔洞型白云岩储层分布有利区。     

塔里木盆地顺北地区超深断控缝洞型油气藏地质-工程一体化实践与成效

塔里木盆地顺北地区超深断控缝洞型油气藏目的层埋深大,储层非均质性强,上覆地层岩性复杂,多期断裂破碎带发育,钻完井工程难度大,无现成经验可借鉴,勘探开发面临巨大挑战。通过搭建地质-工程、勘探-开发一体化协同管理平台,将地质研究、工程设计和组织实施纳入一体化协作体系。针对超深断控缝洞型油气藏的地质特点与工程难点,形成“钻井设计（储层建模与井型设计、储量估算与井网构建、井轨迹优化）、钻完井工程（风险预测与优快钻井、分段酸压与衬管完井、储层描述与分类改造）”一体化技术体系,钻井成井周期明显缩短,单井产能明显提升,新发现顺北4号、8号断裂带两个亿吨级规模增储区带,为顺北油气田勘探开发提供重要技术支撑,对国内外超深层油气勘探开发具有借鉴意义。     

塔里木盆地顺北油田超深断溶体深度学习地质建模方法

断控缝洞型储层是分布在中国塔里木盆地奥陶系的一种特殊类型储层,具有埋藏深、成因复杂、非均质性强等特点,受限于井资料稀疏和地震品质低等因素,断控缝洞型储层的准确表征与精细建模面临重要挑战。综合钻测井、岩心、野外露头及三维地震信息,在断控缝洞型储层构型模式指导下,构建了断溶体深度学习训练样本;在深度学习网络综合分析基础上,提出了适用于深层断溶体的深度学习建模方法。研究结果表明：深层少井资料条件下,基于多源数据综合建立的“原位等尺度”训练样本是断溶体深度学习建模的基础;优选的地质体目标图像转换网络可以较好地实现从地震数据到断溶体储层的直接预测。在训练网络搭建基础上,建立了塔里木盆地顺北油田5号断裂带南段的断溶体储层三维模型,该模型多维度符合断控岩溶地质模式及分布规律,与基于钻井资料的储层预测符合率较高。提升断溶体深度学习地质建模的精度和条件化程度是未来的努力攻关方向之一。     

塔里木盆地奥陶系缝洞型碳酸盐岩岩溶储层成因及勘探启示

以岩心薄片、实验分析数据、钻录井、测井、地震等资料为基础,按照储层成因机理对塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩岩溶储层进行了分类,并对各类储层的分布、储集空间类型及主控因素进行了系统分析。研究结果表明：(1)塔里木盆地奥陶系缝洞型岩溶储层按成因可划分为5类,分别为（准）同生岩溶储层、层间岩溶储层、顺层岩溶储层、潜山（风化壳）岩溶储层和受断裂控制岩溶储层。(2)（准）同生岩溶储层分布于台缘或台内礁滩相,有效储层在台缘连片发育,在台内零星分布,由颗粒灰岩因海平面下降而短期暴露淋溶形成,基质孔和溶缝、溶洞均发育,通常叠加后期层间岩溶作用或潜山岩溶作用,从而形成复合型岩溶储层。(3)层间岩溶储层发育于内幕区,与碳酸盐岩层系内部中短期的平行或微角度不整合面相关,呈准层状分布,储集空间以洞穴型为主,裂缝-孔洞型和孔洞型次之。(4)顺层岩溶储层与潜山周缘的斜坡背景、先存孔隙和裂缝有关,环潜山周缘呈环带状分布,以洞穴型和裂缝-孔洞型为主,90%以上的溶蚀孔洞及洞穴通过断裂及裂缝相连通。(5)潜山（风化壳）岩溶储层发育于潜山区,与中长期的角度不整合面相关,受断裂和裂缝影响大,准层状分布,峰丘地貌特征明显,根据围岩...     

顺北油气田地质储量评估与油气勘探方向

顺北油气田是典型的断控型油气田,储集层的形成和演化与断裂活动关系密切,储集系统的基本构成和规模不受水-岩作用影响,与溶蚀缝洞型油气藏存在本质区别.因此,针对溶蚀缝洞型油气藏形成的地质储量估算方法,难以满足断控型油气藏的地质储量评估和油气勘探决策.针对顺北油气田断控型油气藏的独特性,通过对水平层状各项异性介质的绕射、低频...     

基于相干的精细断裂刻画技术在顺北地区的应用

塔里木盆地顺北地区奥陶系碳酸盐岩油气藏埋藏较深,构造复杂,断裂系统是该地区缝洞型碳酸盐岩储层分布的主要控制因素。因此对断裂进行了精细刻画:(1)应用倾角中值滤波、断层增强滤波的预处理方法增强原始地震数据的构造信息;(2)以第3代本征相干技术为依托,探究适合顺北地区的相干计算时窗;(3)对相干体数据体采用AFE线性增强以获得更精细准确的断裂刻画效果;(4)通过地震属性融合技术,得到以大时窗相干为"断裂骨架",以小时窗相干为"裂缝充填"的断裂带效果。结果表明:基于相干的精细断裂刻画技术在顺北地区奥陶系断裂刻画中取得良好的应用效果,结果与钻测井信息吻合良好,显示储层发育与断裂有密切关系,北东向主干断裂带为油气聚集部位。     

顺北中部超深层断控缝洞型油气藏储集体特征与实践应用

超深层碳酸盐岩储层非均质性强,其内部结构受地震资料精度限制,规模储层预测和分布认识存在难度。选取顺北中部北东向断裂体系的顺北4号断裂带为研究对象,开展断裂构造破碎成储物理模拟实验、井震精细标定、模型正演、储集体表征、储集体地质模型研究,提出断裂面附近发育多个由空腔、裂缝带组成的多组缝洞集合体,建立了走滑断裂栅状储集体结构模式,阐明走滑断裂栅状储集体的成因机制与主控因素,构建了断裂带规模储集体“一体多栅”结构模型,形成了断控储集体空间定位与“一井多控、一井一靶、一井多靶”分类井轨迹设计方案。成果应用指导了顺北4号、顺北8号断裂带钻井轨迹设计,实现了断控缝洞型复杂油气藏的“少井高产”,新增一个百万吨产能新阵地,对我国其他盆地超深层断控型油气藏的勘探具有一定指导与借鉴意义。     

走滑断裂断控碳酸盐岩油气藏的特征与井位部署思路——以塔里木盆地为例

塔里木盆地碳酸盐岩油气藏是我国深层油气勘探开发的重点领域之一,近年来该盆地的勘探目标已逐渐转向以断裂为主控因素的北部坳陷,但对于断裂控储控藏的认识不清,加之储层埋藏深、开发成本高,因而制约了该区的油气高效开发。为此,在分析塔里木盆地北部坳陷区域地质概况的基础上,系统分析了断控碳酸盐岩油气藏和储层的特征,明确了走滑断裂对油气藏的控制作用,进而提出了该类型油气藏的井位部署思路。研究结果表明:(1)该盆地北部坳陷发育晚加里东期、晚海西期、燕山期走滑断裂,形成了3层构造样式;(2)北部坳陷断控碳酸盐岩储集层主要分布在奥陶系一间房组—鹰山组,储集空间主要为溶蚀及构造破裂作用形成的孔、洞与裂缝,沿断层储层改造十分强烈,溶洞、洞穴发育,发育洞穴封闭型、洞穴洞缘型和裂缝孔洞型3种类型的断控溶蚀型储层;(3)深大走滑断裂具有明显的"控储、控藏、控富集"作用,北东向断裂优势控藏;(4)总结出"主干油源走滑断裂+正地貌+多相位串珠状反射"的高效井特征,形成定区、定段、定井、定型的"四定"断控油气藏整体井位部署方法。结论认为,新的井位部署思路提高了钻井成功率和高效井比例,实现了塔里木盆地断控油气藏的高效开发,对同类油气藏的开发部署具有借鉴意义。     

缝洞型碳酸盐岩油藏储层类型动静态识别方法——以塔里木盆地奥陶系为例

塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩储层非均质性和各向异性极强,成因机理复杂,不同成因、机理及尺度的孔、洞、缝常伴生发育,单一的静态方法(钻井、岩心、测井和地震等)探测范围较小及精度不够准确,难以精细划分储层类型。在以动窥静,动静结合的思路下,深入剖析了145口井的动静态资料及其在不同储层类型中的响应特征,最终确定以试井渗透率、井储系数、井控半径、酸压停泵压力、累积产液压降曲线、钻井放空漏失、地震反射特征和测井曲线为主体,建立碳酸盐岩油藏储层类型识别模板,并划分出3种储层类型,即洞穴+裂缝孔洞型、洞穴型和裂缝-孔洞型。该方法克服了以往依靠单因素识别储层类型的局限性,拓展了动静态方法结合的研究思路,为碳酸盐岩油藏储层类型的识别提供了依据。     

塔里木盆地哈拉哈塘地区碳酸盐岩富油模式与主控因素

哈拉哈塘地区奥陶系是塔里木盆地超深层海相碳酸盐岩石油增储上产的重要领域,但内部断裂发育、油气分布极为复杂,仅在局部区块形成高产稳产井组,开展油气富集模式及其主控因素的研究对于该区油藏高效开发具有重要意义。综合钻井、岩心、岩石薄片、生产实践等资料和走滑断裂构造分析、岩溶储层分析,探讨了哈拉哈塘地区奥陶系碳酸盐岩走滑断裂对储层发育和油气成藏的控制作用。哈拉哈塘地区奥陶系发育NE向和NW向“X”型共轭走滑断裂,其中,NE向走滑断裂在海西晚期、燕山期—喜马拉雅早期继承性活动,分段性强,有利于多期油气运聚。奥陶系碳酸盐岩缝洞体储层是主要储层类型,发育断控、断裂-岩溶共控、岩溶作用控制形成的3类缝洞体储层,在断裂与岩溶作用叠加部位最为发育。受控于断裂的方位、期次与分段性,哈拉哈塘地区奥陶系油藏主要沿NE向走滑断裂带的局部区段分布,发育断裂-潜山型、断裂-岩溶共控型和断控型3类富油模式。基于断控油藏富油模式,2020年以来新钻井的效益井比例明显提高,勘探效率明显提升。研究认识揭示了超深层致密碳酸盐岩走滑断裂带发育规模成藏、差异富集机理,可以为超深层断控复杂油藏的高效开发提供参考和新思路。     

缝洞型油藏试井模型及其在顺北油田的应用

塔里木盆地顺北油田为缝洞型油藏,裂缝、大尺度溶洞并存,流动机理复杂,常规试井模型无法进行解释。在分析地层渗流、溶洞流体波动、井筒管流耦合的流体流动特征基础上,建立了钻遇溶洞、未钻遇溶洞2种缝洞型油藏试井模型。研究结果表明：缝洞型油井的井底压力响应曲线上可识别出井储、过渡、溶洞1、地层裂缝、溶洞2等流动阶段,而顺北地区油井多洞参与流动的特征较多,主要表现为有明显双洞特征和无明显双洞特征2种曲线类型;通过模型参数反演能够得到溶洞体积、溶洞距离、缝洞体积等参数。对顺北油田1口油井进行分析表明,新模型与实测曲线拟合精度高,拟合率达85%以上,计算的地层参数能够满足工程精度,且符合油藏地质特征。研究成果可用于缝洞型油藏试井资料解释。     

结构张量导向储层预测技术在LS地区的研究与应用

LS地区碳酸盐岩奥陶系目的层主要发育洞穴型、孔洞型和裂缝型3种类型储层，储层非均质性强，且储集规模受多期活动走滑断裂体系控制，断控储集体储层地震响应特征复杂多样，预测与描述难度大。在前期研究的基础上，从梯度结构张量、张量薄化、构造应力理论入手，对不同类型储层进行实际应用效果测试分析，逐步形成了梯度结构张量定断控储集体轮廓，张量薄化、结构张量约束波阻抗反演、构造应力等属性结合有效地进行区分预测孔洞缝不同类型储层，多属性融合雕刻技术描述断控储集体空间展布特征，在LS地区实际应用中证实了技术的有效性及适用性，有效指导了后期目标优选和钻井设计，对SB油田超深层断控缝洞体勘探开发具有重要意义。