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。     

塔里木盆地塔西南与库车坳陷形变特征的对比分析

该文对比分析了库车坳陷与塔西南坳陷的受力环境、变形层、形变区、滑脱层系,认为两者在构造变形方面存在明显差异。库车坳陷的应力特征以压性为主,横向上形变特征差异较小,纵向上由北向南变形强度逐渐减弱;塔西南坳陷的应力特征,在不同的边界条件下,表现为很强的扭动特征,构造变形在平面上变化较大,不同区块主形变期及形变特点差异明显,造成深坳陷及麦盖提斜坡带构造类圈闭不发育、断裂垂向输导作用较差。     

塔里木盆地库车坳陷克深构造带克深8区块裂缝性低孔砂岩储层地质模型

塔里木盆地库车坳陷克拉苏冲断带克深地区是天然气勘探开发的重要阵地,储层埋深为6 000~8 000m,储层基质孔隙度均值为5.5%,基质渗透率均值为0.089×10^-3μm²,裂缝渗透率为（0.5～30）×10^-3μm²,地层储层总渗透率为（1～50）×10^-3μm²,储层性质总体为特低孔、特低渗—低渗。为揭示深层相对优质储层发育规律,以克深8区块深层白垩系巴什基奇克组为例,基于大量实验分析、露头储层模型及测井FMI成像资料,通过基质建模与裂缝建模相融合的方法,建立了裂缝—孔隙型双重介质储层地质模型。研究表明：克深8区块储层构造裂缝开度主要为25~150μm,其中构造核部裂缝开度一般为50~250μm,翼部裂缝开度<100μm;基质粒间孔半径主要为5~160μm,孔隙连通率平均为48%;孔隙喉道半径主要为0.01~1μm,其中产气层有效喉道半径>0.05μm,占比91%。储层基质孔隙度相对高值段主要分布于白垩系巴什基奇克组中部和上部,相对高渗透段主要集中于构造背斜高部位、东西向翼部、南北边界断裂带及内部次级断裂带。该地质模型及技术方法为克深8区块天然气高效勘探开发及克深气田60亿m产能建设提供重要依据。     

库车坳陷白垩系巴什基奇克组储层建筑结构

白垩系巴什基奇克组是库车坳陷的主力储层,在大量露头剖面实测,砂体追踪与解剖以及密集取样分析的基础上,建立了巴什基奇克组砂体骨架原型模型,运用层次分析法研究了储层建筑结构以及隔夹层特征,并分层次对砂体的物性分布规律进行了总结。     

库车坳陷迪那2气田地质特征与沉积储层研究

迪那2气田是塔里木盆地库车前陆区2006年探明的储量为1 000亿 m³以上的大型气田,含气层位为古近系苏维依组与库姆格列木群。综合各种研究认为,迪那2气田主要位于受南北2条逆冲推覆断层所夹持的一个东西向展布的长轴背斜带;储集岩以粉砂岩、细砂岩为主,孔隙类型以原生粒间孔为主,次为粒间和颗粒溶孔、微裂缝、微孔隙,总体上属于低孔低渗和低孔特低渗储层,且非均质性强;储层主要受沉积相带控制,储层成岩阶段总体达中成岩A亚期,对储集性能有影响的主要是压实作用、胶结作用和溶蚀作用,其中溶蚀作用较强,使次生孔隙发育,这是储层物性变好的一个重要原因。     

塔里木盆地塔西南与库车坳陷形态特征的对比分析

该文对比分析了库车坳陷与塔西南坳陷的受力环境、变形层、形变区、滑脱层系，认为两者在构造变形方面存在明显差异。库车坳陷的应力特征以压性为主，横向上形变特征差异较小，纵向上由北向南变形强度逐渐减弱；塔西南坳陷的应力特征，在不同的边界条件下，表现为很强的扭动特征，构造变形在平面上变化较大，不同区块主形变期及形变特点差异明显，造成深坳陷及麦盖提斜坡带构造类圈闭不发育、断裂垂向输导作用较差。     

超深层致密砂岩储层构造裂缝特征与有效性——以塔里木盆地库车坳陷克深8气藏为例

构造裂缝特征分析及有效性评价对库车坳陷克深8气藏致密砂岩储层有利区预测和开发措施的制定具有重要意义。综合利用岩心、成像测井和单井产能等资料,明确了克深8气藏构造裂缝的基本特征与形成序列,分析了构造裂缝发育的影响因素,最后对构造裂缝平面上和纵向上的有效性进行了评价,并提出了开发措施建议。结果表明：克深8气藏的构造裂缝以直立缝和高角度缝为主,部分裂缝被硬石膏、白云石和渗流砂颗粒充填,上新世库车组沉积期形成的第3期构造裂缝是克深8气藏最重要的一期构造裂缝;构造裂缝发育程度受断层、岩性、岩层厚度和沉积微相等因素的影响。背斜高部位的构造裂缝有效性好,是天然气的高产区,现今水平最大主应力方位与构造裂缝优势走向呈大角度相交时,会显著降低构造裂缝的有效性;不整合面对构造裂缝有效性的控制主要集中在距不整合面下方约70 m的范围内。对克深8气藏巴什基奇克组储层的开发措施应以压裂为主,并且优先开发第3砂层组,其次为第4砂层组及以下地层,最后考虑第1、第2砂层组。     

塔里木盆地库车坳陷侏罗系阿合组与白垩系巴什基奇克组储层特征对比与勘探开发启示

塔里木盆地库车坳陷北部构造带和克拉苏构造带处于同一区域构造背景,发育相似的石油地质条件,含气目的层系分别为侏罗系阿合组和白垩系巴什基奇克组,储层特征是造成勘探开发效果差异的重要因素.系统开展阿合组与巴什基奇克组储层特征对比,对2个构造带的勘探开发均具有重要启示意义.利用岩心、薄片和成像测井等资料,从储层沉积背景、储层基...     

塔里木盆地库车坳陷油气聚集模式

塔里木盆地库车坳陷油气资源丰富，油气聚集具有三种基本模式，即山前挤压断背斜型黑油聚集，盐拱张性构造型油气聚集下双重构造型天然气聚集。盐上目的层为上第三系，盐下目的层为白垩系及下第三系底砂岩。     

塔里木盆地库车坳陷与膏盐岩相关的油气聚集

塔里木盆地库车坳陷在上第三系和下第三系都发育巨厚的膏泥（盐）岩,这两套膏泥（盐）层对于该坳陷的油气聚集有着十分重要的影响。与膏泥（盐）岩有关的圈闭发育了３套储盖组合：①白垩系厚砂岩与其上覆下第三系膏盐岩层;②上第三系吉迪克组砂岩与上覆膏泥岩;③盐上康村组─库车组的砂泥岩互层段。库车坳陷构造变形比较强烈,圈闭类型多与断层有关。与膏盐层有关的圈闭主要有两类：①盐层之下挤压型的（断）背斜圈闭,具备储集条件的层位有三叠系、侏罗系、白垩系以及下第三系底砂岩;②盐层之上的引张型（断）背斜圈闭,具备储集条件的层位有康村组和库车组。在盐层上、下存在两种不同的油气运聚模式,即盐上拱张背斜油气藏和盐下挤压背斜气藏,而断层是源于三叠－侏罗系烃源岩的油气进入储集层的重要通道,并且盐下以天然气聚集为主。     

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塔里木盆地雅—轮区带储集岩主要有碳酸盐岩、变质岩和碎屑岩3大类。碳酸盐岩储集岩分布层位为震旦、寒武、奥陶系以白云岩为主的潮坪相及下石炭统巴楚组双峰灰岩段，孔渗性好，盖层发育；变质岩储集岩分布层位为前震系，经改造后仍不失为好的裂缝型储集体；碎屑岩储集岩分布层位为下石炭统东河塘组、巴楚组、卡拉沙依组，上三叠统哈拉哈塘组，下白垩统卡普沙良群，上白垩统一古近系、中新统等多个层位，T6^0、T5^0、T4^7、T4^6、T4^0、T3^2、T3^0等多个不整合面上，储集性能和展布情况不相同。雅一轮区带以具多期不整合面控油、储集岩类型多、烃源岩多、圈闭类型多及储盖组合匹配好等为其主要特征，有望找出更大的油气田。     

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“深盆气藏”是由一种“气水倒置”的特殊圈闭形成的非常规天然气聚集，构造平缓、储层致密和具有不间断供气的气源是其形成的主要条件。研究认为，库车坳陷依奇克里克构造带的依南2气藏为“深盆气藏”。依南2气藏产气层段为致密砂岩，发育于一向南倾的单斜背景之上，处于构造的下倾部位，存在生气量巨大的侏罗系—三叠系大套煤系地层。同时依南2气藏又具有气水倒置、含气饱和度高及异常高压的特点。依南2气藏在形成过程中，气源向致密砂岩充注时，运移的主要方式以扩散作用为主。具备了形成深盆气藏的地质条件。     

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塔里木盆地的天然气主要富集在第三系、白垩系、侏罗系、三叠系、奥陶系五个层系中,其主要气藏的储层特征如下。奥陶系主要发育风化壳型储层和内幕型储层,前者主要位于奥陶系顶部碳酸盐岩中,储层类型以裂缝和裂缝—孔洞型为主;后者在塔中地区极为发育,地层中构造缝虽不发育,却可见到大型溶蚀孔洞。三叠系主要发育扇三角洲—湖相储层,它主要分布在塔北地区,储集空间以原生孔隙为主。侏罗系主要发育三角洲—河流相储层,主要集中在塔北地区东河１号构造及库车坳陷依南构造带上,影响该套储层好坏的因素有两个方面：其一是沉积环境,其二是裂缝,这是侏罗系储层形成工业油气藏的关键因素。白垩系主要发育了三角洲前缘相—扇三角洲平原相储层,主要分布在克拉苏构造带,储集空间类型以原生的粒间孔为主。第三系主要发育了冲积扇—洪泛平原相储层,主要分布在轮台断隆构造带,即目前塔里木盆地凝析气储量最大的构造带。     

塔里木盆地库车坳陷三叠系辫状河三角洲沉积

塔里木盆地库车坳陷中广泛发育由辫状河进入内陆湖泊而形成的辫状河三角洲，这种辫状河三角洲的特征明显不同于其他类型的三角洲，主体是含砾砂岩及砂岩组成的辫状河道沉积及水下分流河道沉积，它们由许多向上变细的层序构成，单一层序厚０．５－５ｍ。该辫状河三角洲中错层理丰富，其中尤以水道砂体侧向迁移加积而形成的侧积交错层最为发育，由于辫状河三角洲形成时物源供给丰富且粒度粗，因此湖泊的波浪对其影响甚微，该区辫状河三     

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位于塔里木盆地东部英吉苏中生界坳陷龙２号构造上的华英参１井在三叠系获得少量油气流。原油的地下相态、成藏条件及油气藏替代引起普遍关注。文章综合应用地质录井、罐顶气组分色谱、气体成分统计、轻质原油地下相态判别、油气地化特征、完井测试等六类资料综合分析研究了华英参１井所发现的油气在三叠系深层的地下相态;通过各项石油地质条件的综合分析,论证了龙２号构造的成藏条件并对该构造的油的了气资源规模进行了预测,利用天然气运聚动平衡原理解释了三叠系盖层质量较差但龙２号构造仍角存在天然的气藏的地质现象,各种资料显示,华英参１井三叠系下储集层段顶部是凝析气导,龙２号构造可能是一个含凝析气藏的构造,该构造气源足、圈闭大、气藏灌程度高,具有良好的勘探前景。     

库车坳陷断裂输导天然气成藏模式及作用分析

根据库车坳陷典型构造天然气成藏条件研究,总结出库车坳陷断裂输导天然气具有4种成藏模式。即由盐下断裂和穿盐断裂（不连接圈闭）构成的输导天然气成藏模式、仅由盐下断裂构成的输导天然气成藏模式、由盐下断裂和圈闭顶部突破断裂构成的输导天然气成藏模式和仅由穿盐断裂构成的输导天然气成藏模式。前二种输导天然气成藏模式对库车坳陷天然气成藏的作用相对较大,有利于天然气的大规模聚集成藏。而后二种输导天然气成藏模式对成藏的作用相对较低,不利于天然气的大规模聚集,只能形成一些小型气藏。     

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塔里木盆地内的天然气按其地化特征的差异,可分为有机气和无机气两大类;有机气又可分为海相气和陆相气。为解决不同类型天然气与地层中烃源岩的配套关系,通过应用先进的实验手段和分析技术,探讨了不同类型天然气的来源问题,得到以下认识：海相气主要分布于克拉通盆地中的塔北、塔中及巴楚地区的中生界及古生界储集层中,气源主要来自寒武—奥陶系;陆相气主要分布于前陆盆地的库车、轮台断隆以及柯克亚等地区的上、下第三系及白垩系等储集层中,气源主要来自三叠—侏罗系腐殖—偏腐殖型烃源岩。腐泥型海相气主要分布在轮南—吉拉克、英买力—东河塘、塔中主垒带及巴楚的鸟山、古董山等,气源主要来自寒武系—下奥陶统;偏腐殖型海相气主要分布在塔中北斜坡、巴楚及塔北隆起的部分区域中,气源主要来自中上奥陶统。     

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库车坳陷形成于中新生代，具有克拉通边缘和造山带前缘双重结构。结构上貌似通用的前陆盆地，但二者具有本质的区别，称之为坳陷可能更加科学并符合实际。目前它仍是塔里木盆地的组成部分。库车坳陷具备大气田形成的基本条件，白垩系砂岩和第三系膏盐岩构成的油气系统是库车坳陷主要富气系统。储层、盖层分布范围，成熟烃源岩展布范围以及油气运移边界共同限定了油气系统的展布范围。根据其成藏特征，将该系统北部的逆冲推覆是为白垩系异常高压区，油气以垂向运移为特征；南部的前缘隆起带划分为白垩系正常压力区，油气以侧向运移为主。克拉2气藏为典型的异常高压干气藏，高压的成因与气藏的抬升和构造挤压有关，干气是烃源岩高成熟演化阶段的产物。     

塔里木盆地库车山前构造带地应力分布特征

在地质研究、测井分析及岩石AE声发射实验的基础上．对塔里木盆地库车坳陷山前构造带现今地应力的分布进行了研究。库车坳陷现今地应力场的最大主应力方向为近南北向，根据岩石声发射初压应力响应曲线特征，该区现今最大主应力值在不同的部位和深度明显不一致．与深度呈较好的线性关系。通过与塔北隆起地应力测试结果对比，库车山前构造带地应力比塔北隆起区明显大．随深度变化的速率明显快。通过砂岩和泥岩中地应力的对比研究．泥岩比砂岩对地应力更敏感。山前构造带地应力值与泥岩电阻率、声波时差具有较好的相关性，因而可以通过电阻率和声波时差来计算其她应力值。     

库车坳陷油气相态分布的不均一性及其控制因素

通过对库车坳陷不同地区油气地球化学特征的详细研究，发现库车坳陷油、气相态分布及地球化学特征具有不均一性。造成这种非均一性的原因有：烃源岩成熟程度的差异引起气／油比以及天然气地球化学特征的差异；成烃母质不同，造成液态烃与气态烃产率变化的多样性；在盖层封闭性稍差地区、有断裂破坏地区，天然气大量散失可形成残余油藏。库车坳陷存在多期成藏、多期构造运动，可捕获不同期的油气。图6表1参23