准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油资源评价

近期,新疆油田非常规致密油领域获得重大突破,有效推动了我国非常规油气勘探。准噶尔盆地东部吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油储集岩主要由泥质粉(细)砂岩、白云质粉(细)砂岩和砂屑白云岩组成,纵向上集中发育为上、下2段,下段以粉砂岩为主,上段以湖相云质岩为主,具有典型的咸化湖相沉积特征。吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组优质烃源岩发育,致密储层大面积连续分布,且具有纵向上“源储共生”、横向上连续分布的源储组合关系;致密油成藏主要受优质烃源岩分布、致密储层物性、含油饱和度控制,沿致密储层集中段富集。基于上述特征,采用小面元、EUR评价方法计算凹陷上、下2段致密油的地质资源量约为20×10⁸t,技术可采资源量约为1.15×10⁸t;其中较为现实的Ⅰ类资源量约为2.5×10⁸t,技术可采资源量为0.16×10⁸t。吉木萨尔凹陷致密油作为典型咸化湖盆地源内互层致密油类型,开展芦草沟组致密油刻度区解剖,获取地质评价与资源评价关键参数,将为类似非常规致密油区块资源评价提供类比及借鉴依据。     

利用电子束荷电效应评价致密储集层储集空间——以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组为例

根据对致密储集层含油样品荷电现象的研究,提出基于电子束荷电效应的扫描电镜背散射截面二次成像法,研究储集层中残留油(未在实验真空条件下散失的原油)分布,并采用荷电显影剂注入法研究致密储集层孔隙连通性,形成有效储集空间的定量评价方法。对准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油储集层样品进行研究发现,储集层含油样品强烈的荷电效应来源于孔隙中填充的残留油,有机质裂解生成的原油广泛存在于有机质附近孔隙中,贫有机质区也有残留油存在。背散射截面二次成像法分析面积大,能克服样品非均质性导致的分析区代表性差的问题。荷电显影剂注入法刻画孔隙连通性更加准确有效,芦草沟组致密储集层含油样品总面孔率为12.56%,总孔隙连通率达90%,储集空间有效性好。     

吉木萨尔凹陷芦草沟组致密储集层岩石力学特征

吉木萨尔凹陷致密油藏储量巨大,但储集层孔渗性差,其单井产量低、生产周期长、开发成本高,系统地研究储集层岩石物理力学和地应力特征,对致密油藏的勘探开发有着重要意义。为了认识致密油藏储集层的岩石力学特征,建立储集层岩石力学参数测井评价模型,优化工程技术措施,选取吉A井和吉B井全直径岩心,在围压分别为0.689 5 MPa,11.032 0 MPa,22.064 0 MPa 下进行声波测试和三轴抗压测试。结果表明,纵波和横波速度、动静态杨氏模量相互关系显著,三轴抗压强度随围压增大近似线性增大,围压对样品的破坏形态具有显著影响。     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷及周缘二叠系芦草沟组异重流沉积

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组储层的沉积成因一直存在争议。基于芦草沟组露头、岩心、测井、地震及分析化验资料,开展沉积学分析。研究表明：(1)准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组储层岩性为粉-细砂岩及泥质粉砂岩,发育对偶粒序及内部侵蚀面、块状层理及陆源植物碎片,为湖泊异重流成因。(2)异重流水道亚相主要由块状及交错层理粉-细砂岩组成,单层厚度0.8～2.8 m,平均1.6 m,核磁孔隙度值6.0%～12.0%,平均9.5%;朵叶体亚相主要由粒序层理、爬升波纹层理粉砂岩组成,单层厚度0.5～1.4 m,平均0.9 m,核磁孔隙度3.5%～7.8%、平均5.2%。(3)水道亚相具有透镜状充填地震反射特征,砂体厚层状加积充填,平面上为条带状或舌状,横向宽度1～3 km;朵叶体亚相具有披覆状地震反射特征,砂体薄层状侧积、前积发育,平面为扇形,长度及宽度均超过10 km。(4)芦草沟组沉积时期,南部山区频繁发生的洪水异重流携带陆源碎屑及有机质在吉木萨尔凹陷快速沉积,形成了砂岩储层与优质烃源岩,造成了水道-朵叶体砂体与异重流侧缘-深湖烃源岩大面积接触、频繁互层。湖泊异重流沉积模式为吉木萨尔凹陷...     

吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油初期开采特征

准噶尔盆地东部吉木萨尔凹陷中二叠统芦草沟组致密油尚处于勘探开发初期。在分析芦草沟组致密油试采生产特征、压力特征、渗流特征、递减特征等基础上,对芦草沟组致密储集层的采收率进行了测算。指出,水平井及多级压裂技术是实现致密油经济有效开发的两大关键主体技术;芦草沟组属正常压力系统,压力系数为1.05~1.20;储集层渗流为非达西流,具有一定的启动压力;油井投产后符合双曲递减规律,初期年绝对油量递减在60%左右,预测最终采收率为5.5%     

吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油储层沉积特征

吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组主要为湖泊和三角洲相沉积,岩石类型主要有泥岩、碳酸盐岩和细粒级碎屑岩。发育上、下2个致密油甜点体,下甜点体以细粒级碎屑岩沉积为主,三角洲前缘远砂坝和席状砂是储层甜点发育的主要微相类型;而上甜点体以碳酸盐岩类沉积为主,微相类型为滨浅湖滩坝。上、下甜点体厚度大,分布稳定,致密油勘探潜力巨大。     

吉木萨尔凹陷芦草沟组储集层脆性特征

吉木萨尔凹陷芦草沟组储集层岩性复杂,岩石脆性对产能影响显著.在矿物学、力学参数及能量演化特征分析的基础上,应用层次分析法,提出适合芦草沟组储集层的脆性评价新方法,对比不同岩性的脆性特征.结果表明:吉木萨尔凹陷芦草沟组储集层黏土矿物含量较少,脆性矿物各成分含量接近,矿物成分脆性指数难以准确评价其脆性;储集层非均质性强,不...     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油储层氮气吞吐物理模拟实验研究

通过准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组室内岩心氮气吞吐物理模拟实验,分析吞吐周期、生产压力和渗透率对致密油储层吞吐效果的影响。结果表明:吞吐周期增加,周期采收率降低,吞吐效果变差;经过5个吞吐周期,累积采收率提高6.81%~13.88%,约为弹性衰竭采收率的2.5~3倍,但采收率提高主要在前3个吞吐周期;生产压力越低或渗透率越高,周期采收率和注气利用率越高,吞吐效果越好。根据实验结果认为,研究区氮气吞吐具有可行性,当储层渗透率较低时,应优先考虑采用压裂、酸化等措施改善储层渗透率,提高吞吐效果,但吞吐周期应控制在3个周期以内。     

吉木萨尔凹陷芦草沟组致密储集层裂缝特征及主控因素

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组致密储集层分布广泛,但勘探开发效果一直不稳定,其重要原因是裂缝的发育特征和主控因素不清楚。在查明裂缝基本特征的基础上,对裂缝形成和分布的主控因素进行探讨。通过野外露头、岩心、岩石薄片、扫描电镜、成像测井、X射线衍射全岩矿物分析等,研究了裂缝与矿物脆性、岩性、有机碳含量、地层厚度、沉积微相的关系。结果表明,研究区芦草沟组裂缝的发育程度与矿物脆性和有机碳含量呈正相关,与地层厚度呈负相关;沉积微相对裂缝的影响较为复杂。综合矿物脆性、岩性、有机碳含量和地层厚度的因素,在滨湖沉积相中,白云质砂坪和砂坝微相裂缝发育;三角洲沉积相中,远砂坝和席状砂微相裂缝发育,这些沉积微相是裂缝发育的有利相带。     

准噶尔盆地致密油岩心洗油技术探讨————以吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油为例

目前国内致密油储层岩心洗油技术普遍存在洗油周期长、洗油质量不能保证的问题,为此通过实验寻找更适合致密油岩心洗油的抽水溶剂、洗油溶剂及洗油方法。结果表明：针对致密油岩心应适当延长抽水时间,二甲苯可作为抽水溶剂,因其具有高沸点的特点抽水效果较好;酒精+苯+氯仿（体积比为1: 2: 2）混合溶剂浸出液含油率高（14%）,可优选为致密油岩心洗油溶剂;加压饱和溶剂法和二氧化碳加压法在7～8 次（14～16 d）洗油后,洗油溶剂的荧光级别均小于3 级,而且岩心质量、孔隙度和渗透率均趋于稳定,达到标准SY/T 5336 -2006 要求,该方法较为适合准噶尔盆地致密油岩心洗油,具有推广价值。     

吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油源储特征新认识

针对吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油特有的源储特性,对比了国内外典型致密油藏的源储条件和油藏特征;通过烃源岩模拟实验和储层岩石学物理实验,揭示了低成熟重质致密油的成因和致密油储层的脆性属性。对比结果表明,吉木萨尔凹陷致密油无论在烃源条件、储层岩石脆性属性还是在原油性质以及油藏特征方面与美国巴肯和我国鄂尔多斯盆地致密油相比均不及前者,总体上成藏条件较差;芦草沟组烃源岩生烃动力学模拟实验证实了早期低成熟阶段(Ro0.8%)大量生排烃并大规模成藏是原生低熟重质致密油形成的主要成因;吉174井芦草沟组岩石物理学模拟试验结果结合测井岩性解释厚度表明,脆性较好的砂屑云岩、云质砂岩等仅占15.17%,脆性中等的泥晶云岩、长石岩屑砂岩占12.45,脆性较差的富有机质云泥岩、泥岩占到72.38%。因此,总体评价为芦草沟组致密储层岩石脆性较差。这些特性决定了吉木萨尔凹陷致密油资源品位总体较低。     

吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油储层岩石类型及特征

综合运用岩心观察、薄片鉴定、物性测试、高压压汞及有机碳含量分析等手段,以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷吉174井二叠系芦草沟组致密油储层为研究对象,开展了岩石类型及特征的精细研究。结果表明,致密油储层岩石矿物成分复杂、岩石组分多样,为一种过渡型的混合沉积岩类。在岩石组分类型及特征研究的基础上,以有机质组分、陆源碎屑组分、碳酸盐组分及火山碎屑组分作为"四组分",陆源碎屑含量、碳酸盐含量及火山碎屑含量作为"三端元",形成了复杂混合沉积岩石"四组分三端元"划分命名方案,将研究区岩石划分为陆源碎屑岩类、碳酸盐岩类、火山碎屑岩类及正混积岩类4大类型,进一步划分为18小类。不同岩石类型储集空间均以次生孔隙为主,但各类岩石孔喉结构特征存在差异。研究区致密油储层岩石类型以碳酸盐岩类与陆源碎屑岩类为主,部分层段含有少量的火山碎屑岩类与正混积岩类,各类岩石的组构特征、储集性能及含油性存在明显差异,纵向分布具有一定的规律,并且岩石类型与有机碳含量、储层物性及含油性等存在较好的对应关系。     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组酸碱交替成岩作用特征及对页岩储集层的影响

基于普通薄片、铸体薄片镜下观察与鉴定,结合X衍射、扫描电镜与电子探针等测试分析,对准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组页岩储集层的成岩作用及成岩相进行综合研究。结果表明,吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组沉积期具有碱性与酸性成岩作用交替出现的特点。页岩储集层孔隙演化受机械压实作用及酸碱交替成岩作用的双重影响,经历了碱性压实减孔-增孔段、酸性溶蚀增孔段、碱性溶蚀增孔-减孔段共3个阶段,分别发育3个次生孔隙发育带。页岩储集层划分为含凝灰质剩余粒间孔-溶蚀孔相、含凝灰质-含有机质泥晶白云岩混合孔隙相、泥晶藻云岩晶间孔相3种成岩相,其中含凝灰质剩余粒间孔-溶蚀孔相与含凝灰质-含有机质泥晶白云岩混合孔隙相分布范围大、孔隙结构好、含油程度高,为优质储集层发育的成岩相。研究成果为芦草沟组页岩储集层的深入认识及勘探开发提供了基础。图12表3参51     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组致密储层裂缝特征和成因机制

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组储层致密,裂缝较为发育,但裂缝的类型和成因机制研究尚不明确。针对二叠系芦草沟组致密储层,利用野外露头观察、岩心观察、岩石薄片观察和测井识别等手段,进行裂缝特征描述、识别、成因的研究。吉木萨尔凹陷芦草沟组致密储层发育构造裂缝、成岩裂缝以及异常压力缝3种裂缝类型。依据裂缝切割关系、岩石声发射实验、碳氧同位素和锶同位素分析方法认为研究区二叠系致密储层发育4期构造裂缝,分别在印支期、燕山早期、燕山晚期和喜马拉雅早期构造作用下形成,其中第4期构造裂缝发育程度最高,充填程度最低,有效性最好。吉木萨尔地区芦草沟组储层发育的层理缝的形成与古构造应力、沉积成岩作用、生烃排酸溶蚀等作用相关,大多顺层理产生破裂,原油顺层理缝分布。通过对研究区层理缝研究分析,总结出构造—成岩和生烃排酸溶蚀2种层理缝成因。     

页岩油甜点储层成因新模式——以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组为例

甜点储层是页岩油勘探开发的关键与核心,针对其主控因素及形成机理,利用岩心观察与铸体薄片鉴定、扫描电镜分析、物性测试等方法,结合录井、测井等资料,对准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油甜点储层进行了剖析与研究。结果表明：微米孔隙是页岩油甜点储层的必备条件,依其产状和组合,甜点储层可分为孤立溶孔型、连续溶孔型和混合连续孔型3种类型,不同类型储层物性特征差异明显;微米孔隙主要为次生溶孔,其形成机理是有机酸源内溶蚀作用,与源外常规油气储层溶蚀作用具有明显不同的动力机制,为幕式超压充注溶蚀;CO₂分压和碎屑颗粒产状对源内溶蚀作用具有重要控制作用,前者控制矿物的溶蚀,后者控制甜点储层的类型。源内溶蚀作用的提出,为页岩油甜点储层成因提供了新模式。     

应用压汞实验方法研究致密储层孔隙结构 ——以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组为例

随着常规油气资源勘探瓶颈期的到来,致密油气藏越来越成为勘探开发研究的重点。为了进一步揭示致密储层微观孔隙结构特征及其对储层渗流能力的影响,运用常规压汞与恒速压汞方法,结合铸体薄片、扫描电镜等多种技术手段对准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组致密储层的孔隙结构特征进行综合分析。结果表明:研究区芦草沟组致密储层孔隙以溶蚀与胶结综合作用下形成的粒内溶孔、半充填孔、粒间溶孔、晶间孔隙与晶内溶孔为主;依据常规压汞曲线分布位置、形态,兼顾孔隙度、渗透率及表征孔喉大小、分选、连通的各类参数,将储层划分为5大类进行分类评价。研究区储层喉道半径与孔喉配置关系较常规储层差别较大,储层渗流能力主要由喉道半径分布与孔喉半径比分布控制,而孔喉半径比呈现的双峰特征指示储层具有2种孔隙类型的组合,该类型的储层应成为该区未来勘探开发的重点。     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组沉积古环境与生物来源探讨

火山—热液作用对准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组沉积演化与生物来源有重要影响。采集吉木萨尔凹陷J305井岩心样品,应用元素地球化学、有机地球化学方法进行包括烃源岩地球化学特征、沉积古环境演化及有机质生物来源在内的系统研究。结果表明：(1)芦草沟组烃源岩样品的主、微量元素在芦一段、芦二段之间呈现一定的差异,芦一段相对富集Sr、U、Fe2O3、MgO和CaO,芦二段则相对富集V、SiO2和Al2O3。(2)芦草沟组沉积期整体处于偏咸化的水体环境,芦一段水体较深,芦二段水深波动大且相对较浅,从芦一段到芦二段,盐度逐渐降低;古氧相为相对稳定的还原环境,有机质富集受控于古生产力水平。(3)烃源岩有机质生物来源在一定程度上与古盐度、古气候及火山—热液活动有关,生物来源组成的总体特征为细菌和藻类的丰度大于高等植物,细菌的丰度大于藻类,藻类以绿藻为主,其中细菌中蓝细菌占有一定比例,且芦一段中蓝细菌占比相对较高。(4)芦草沟组的沉积演化可细分为5个阶段：干旱—半咸水阶段（芦一早期）→半干旱—咸水阶段（芦一中期）→干旱—半咸水阶段（芦一晚期）→湿润阶段（芦二早期,生物来源转变）→半干旱—微咸阶段（芦二...     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油富集规律

为进一步揭示准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油富集特征及规律,丰富与发展陆相页岩油成藏理论,更好指导下一步页岩油勘探与开发,综合岩心、岩石薄片、测井、录井、试油资料及X射线衍射全岩矿物组成、岩石热解及分阶热解、核磁共振等分析测试,深化了芦草沟组页岩油富集规律及控制因素的认识。研究区芦草沟组发育湖相混合沉积,岩性以白云质/灰质泥岩、凝灰质泥岩、粉砂质泥岩、碳酸盐岩、粉砂岩为主。泥岩类内部发育"自生自储"滞留型页岩油聚集,良好的生烃潜力和适宜的热演化成熟度主导了其内部页岩油的富集;碳酸盐岩、粉砂岩内部发育"近源运聚"型页岩油聚集,具有含油性更好、游离油含量更高的特点,优质的孔-缝体系和储集物性控制着其内部页岩油的富集成藏。垂向上,泥岩类与碳酸盐岩、粉砂岩构成两相混合(相源混合)型、源区混合(母源混合)型和突变混合(间断混合)型沉积类型,其中,两相混合型沉积和源区混合型沉积具有优质的源储组合,利于发育具良好产能的"源-储一体"湖相混积岩型页岩油。陆相页岩油勘探开发不仅要考虑传统的岩石生烃潜力、储集物性等要素,还需综合分析混合沉积类型、岩性组合和原油可流动性等要素,选取适宜的页岩油开采方式。     

准噶尔盆地页岩油“甜点区”评价与关键技术应用——以吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组为例

非常规油气资源已成为准噶尔盆地油气勘探的新领域之一。以吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组为着手点,开展页岩油形成与富集的地质条件、“甜点”评价及预测技术方法等研究。通过总结近年来吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油的勘探成果,梳理出页岩油“甜点”形成的关键地质条件：①广泛分布的优质烃源岩;②致密的储层中发育物性较好的“甜点”段;③源岩层系内频繁的源储薄互层构成源内高效的成藏组合。明确芦草沟组页岩油“甜点”受控于烃源岩、岩性、物性、含油性、敏感性、脆性、地应力各向异性等参数,并基于现场实验参数建立了其评价标准。以“甜点”分布的地质需求为导向,形成了一套多参数“甜点”分布预测技术,涵盖地质、测井、物探以及工程等方面。形成的地质认识丰富了我国陆相页岩油地质理论认识,相关技术方法为准噶尔盆地其他地区页岩油领域以及国内陆相盆地页岩油的评价提供借鉴。     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组致密储层裂缝发育特征及控制因素

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组发育一套致密储层,致密储层低孔致密的特征决定了裂缝对于改善其孔渗结构十分关键。通过野外露头、岩心、铸体薄片和扫描电镜观察,识别出芦草沟组致密储层主要发育构造缝、成岩缝和异常高压缝3种类型裂缝。构造缝包括剪切缝和扩张缝,成岩缝包括层理缝、粒内缝和粒间缝,异常高压缝主要为泄水缝。构造缝多数为高角度,与准噶尔盆地经历的几期构造运动有关。层理缝存在两种可能成因,包括构造作用和生烃作用;粒内缝和粒间缝的成因与溶蚀作用有关。泄水缝的成因是岩层在受到异常流体高压时,其中一个应力变为张应力,形成走向弯曲开度不一的裂缝脉群。通过对上甜点体13口井和下甜点体8口井的成像测井统计,发现构造缝发育较少,其密度多在0.5条/m以下;而层理缝密度高很多,多在2条/m以上;结合岩心观察统计发现,层理缝是芦草沟组致密储层最主要的裂缝类型,占总数的70%以上。影响芦草沟组致密储层裂缝发育的控制因素包括沉积微相、岩性、岩层非均质性、岩层厚度、有机碳含量和构造作用等。