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。     

库车坳陷克深2气藏裂缝-孔隙型砂岩储层地质建模方法

目前,针对低渗透或致密裂缝-孔隙型砂岩储层的地质建模多局限于定性或半定量研究,通常的做法是将裂缝当做基质渗透率的增加因素来考虑,因而无法体现裂缝发育的方向性、不均一性,也无法描述连续合理的变化趋势。为此,针对塔里木盆地库车坳陷克深2气藏储集层为低孔隙度、低渗透率裂缝-孔隙型砂岩的实际情况,提出了一套将地质、地震、测井等手段综合一体化的裂缝-孔隙型砂岩储层地质建模方法。该方法首先利用地震、测井、岩心以及野外露头数据,以区内夹层分布为切入点建立岩性模型,并进行相控参数建模;再通过构造曲率法对该区裂缝的发育区带进行预测,并用其约束裂缝参数建模,从而建立了克深2气藏裂缝性砂岩储层的三维地质模型。实际运用效果证明,该方法所建模型符合地质认识规律,可量化储层参数,适用于裂缝-孔隙型油气藏评价阶段稀井网条件下的地质建模研究。     

超深层裂缝性致密砂岩气藏储层连通性及开发启示——以塔里木盆地库车坳陷克深2气藏为例

以塔里木盆地库车坳陷克深2为代表的超深层裂缝性致密砂岩气藏,是“十三五”期间塔里木油田天然气上产的重点区域。基质物性差、局部裂缝发育程度不同的特征导致储层非均质性强,井间产能差异大,储层连通性复杂,气藏开发难度大。针对该类气藏的特点,以克深2气藏为例,将动态分析法与静态分析法相结合深入分析储层连通性,并指出了气井布井方式和生产制度的优化对策。研究结果表明：储层基质致密,构造裂缝总体发育,形成高渗通道,整体上看气藏平面连通性较好,但鞍部有效裂缝发育程度、气井产能相对较低,反映该区为低渗区,对气体渗流起到一定阻挡作用。按照局部构造裂缝控制高产的开发思路,沿构造轴线高部位集中布井;为了减缓裂缝性水侵,更加均衡开发气藏,认为气井配产不宜过高。研究结果对指导超深层裂缝性致密砂岩气藏科学、合理、高效地开发具有积极意义。     

塔里木盆地库车坳陷克深气藏超深层致密砂岩储层天然裂缝发育特征及对水侵的影响

天然裂缝是影响塔里木盆地库车坳陷克深超深层致密砂岩气藏气井高产和水侵的重要因素,裂缝研究对明确气藏水侵规律及防控水政策的制定意义重大。通过岩心、铸体薄片、常规测井、成像测井、生产数据、试井等资料,研究了有效裂缝发育特征、分布规律及气藏水侵特征,探讨了不同缝网系统水侵的影响。高角度和近直立的剪切裂缝为该区最主要的裂缝类型。垂向上,巴什基奇克组一段多为全充填裂缝,为无效裂缝;巴二段和巴三段多为半—无充填裂缝,为有效裂缝。平面上,NNW—SSE向有效裂缝富集在气藏西部,且平均开度大;东部相对发育近E—W向、NWW—SEE向的有效裂缝,平均开度较小。有效裂缝越发育,开度越大,气井初期封存水的产出越低,多产出凝析水。从投产到见水,地层水呈封存水、凝析水、可动水、纯地层水等赋存形式产出。有效裂缝的发育程度,开度及走向是影响非均质水侵的重要因素。与水侵方向近平行的、密集的、高有效性的缝网系统会加快水侵速度,导致气井大量产水,严重降低气井产能。综合有效裂缝的发育特征和单井水侵特征,气藏呈现出边底水沿断裂/密集裂缝快速水窜型、边水沿稀疏裂缝缓慢锥进型、边底水缓慢抬升侵入型3种水侵模式。     

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。     

超深层致密砂岩构造裂缝特征及其对储层的改造作用——以塔里木盆地库车坳陷克深气田白垩系为例

库车坳陷克深气田是塔里木盆地天然气上产增储的最重要战场之一,也是国家“一带一路”能源大通道的主要气源区,但产气储层埋深超过6 000m,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0.128×10^-3μm²。为揭示超深层裂缝对储层性质及天然气高产稳产的影响。综合岩心、薄片及成像测井资料,对库车坳陷克深气田巴什基奇克组致密砂岩储层构造裂缝特征进行了表征,并分析了构造裂缝对储层的改造作用。克深气田的构造裂缝包括近EW向、高角度为主的张性裂缝和近NS向、直立为主的剪切裂缝2组,前者充填率相对较高,后者多数未被充填;微观构造裂缝多为穿粒缝,缝宽10~100μm;构造裂缝在FMI成像测井图像上以平行式组合为主。构造裂缝对克深气田储层的改造作用主要体现在3个方面：构造裂缝直接提高了储层渗透率;沿构造裂缝发生溶蚀作用有效改善孔喉结构;早期充填裂缝仍可作为有效渗流通道。背斜高部位是构造裂缝渗透率的高值区,控制了天然气的富集高产。网状及垂向开启缝与储层基质孔喉高效沟通,形成视均质—中等非均质体,可使天然气产量高产且长期稳产。     

塔里木盆地库车坳陷克深区块深层致密砂岩气藏气水分布特征与成因机理

库车坳陷克深区块白垩系巴什基奇克组发育(超)深层裂缝性致密砂岩气藏,为高温高压系统,气水分布关系复杂,给勘探开发带来了挑战。通过系统剖析致密砂岩储层特征、气藏源储关系、气水分布特征等,结合相渗等实验,研究气藏的气水分布成因机制与模式。研究表明,巴什基奇克组致密砂岩基质储集空间以残余粒间孔、粒间溶蚀扩大孔为主,孔喉结构复杂,断层、裂缝形成不同尺度的裂缝网络系统,储层非均质性强;"源储显著分离"是克深区块有别于国内外其他典型"源储互层型或紧邻共生型"致密砂岩气藏主要特征;"源储分离"使得天然气需要通过断层、裂缝系统,经过较长距离的二次运移进入致密储层;天然气充注程度受断层—裂缝系统、裂缝网密度、岩石基质物性与孔隙结构影响,距离裂缝面越近,岩石基质中天然气充注强度越大;在膏盐岩直接盖层影响下,气藏地层水主要通过断层和裂缝网络反排,排替作用是天然气主要的成藏机制;进而将克深地区深层裂缝性致密砂岩气藏气水分布模式归纳为3类,缝网发育的正常气水分布模式、缝网不发育的气水分布模式和局部缝网发育的气水共存分布模式。     

库车坳陷克深气田超深层致密储层产能控制因素

塔里木盆地库车坳陷克深气田是世界罕见的超深超高压高温裂缝性致密砂岩气藏,基质低孔特低渗,裂缝是最主要的渗流通道,气藏产能平面分布差异大、高效开发井布署难等问题是制约气田高效开发的关键。在气藏地质特征、断裂裂缝系统、基质物性、储层微观结构和气水关系分布等研究的基础上,结合储层地应力研究,从多个角度系统解剖了主力产气区克深2区块高效井和低效井的差别,揭示了产能的主控地质因素和钻完井因素,提出了高效井布署、实施及开发合理技术政策。研究结果表明:井筒及井周裂缝发育程度、产状、有效性、储层力学特征、气柱高度及其相互之间的匹配关系是制约气井产能的先天地质因素;井周断层、裂缝、隔夹层、气水分布、投产井段及由此制定的合理开发技术政策是制约长期高产、稳产的核心因素;完钻井深、完井投产井段、射孔段优化和储层改造工艺是否合理,也是气井高产、稳产的关键;同时,基质储层物性及孔喉特征对产能也有一定影响。综合分析认为,在高部位集中布井是实现该类气藏高效开发最直接、最有效的手段。     

库车坳陷迪北致密砂岩气藏特征

迪北气藏位于库车坳陷东部迪北斜坡带中段,产层主要为侏罗系阿合组,次为阳霞组。该气藏储集层连片,源储紧贴呈“三明治”式叠置,有利于油气大面积高效率聚集;持续生排烃、持续强充注,有利于油气高丰度聚集;晚期调整、构造翘倾,导致气藏类型多样化,总体具有致密砂岩气藏特征。从烃源岩、储盖组合和构造等条件分析,库车坳陷东部侏罗系具有形成大面积致密砂岩气藏的地质条件,勘探潜力巨大。     

超深致密砂岩储层特征及影响因素——以库车坳陷阳霞凹陷侏罗系为例

库车坳陷北部致密砂岩储层是塔里木盆地油气勘探重要接替领域.扫描电镜、激光共聚焦、岩心CT扫描等资料显示,阳霞凹陷侏罗系储层以粒内溶孔、微裂缝等次生孔隙为主,属孔隙-裂缝双孔介质储层,主要受沉积相带、成岩作用、构造运动及上覆巨厚膏盐岩等因素控制.其中:沉积作用决定了储层原始物性,影响后期成岩作用类型及强度,是形成超深有效储层的基本条件;压实、胶结、溶蚀等成岩作用控制了超深致密储层当前孔渗大小和有效性,大幅减少原生孔35.48％,并形成大量次生孔隙,增孔率6.11％;同时,新近系巨厚膏盐岩大幅降低盐下地层温度,形成异常高压,有利于储层物性保存.后期构造挤压减孔率6.67％,但伴生的裂缝与各种微裂缝组合形成缝网系统,有效沟通了孤立状次生溶孔,极大地改善了储层渗透性.     

库车坳陷克深2 气田低渗透砂岩储层裂缝发育特征

综合利用岩心、薄片及成像测井资料,对库车坳陷克深2气田的单井裂缝发育特征进行分析,采用构造应力场数值模拟法对井间裂缝发育特征进行定量预测,并讨论裂缝发育主控因素及裂缝与产能的关系。结果表明：克深2气田主要发育NNW—NW走向的直立和高角度剪切构造裂缝,岩心裂缝开度主要分布在0~0.2 mm,微观裂缝开度一般为0.01~0.06 mm;裂缝充填物多为方解石,平均充填系数约为0.63。断层带裂缝性漏失量高,裂缝线密度和裂缝孔隙度均为高值,是裂缝的最有利发育区;背斜高点的裂缝线密度低,但裂缝开度、裂缝孔隙度和单井产能均为高值,裂缝整体发育程度较高;岩石中钙质组分的增加或泥质组分的减少有利于裂缝的发育;水下分流河道及河口坝微相裂缝发育程度较高,水下分流河道间微相裂缝发育程度相对较低。在裂缝性储层开发过程中,要注意对储层采取保护措施,避免产能下降过快。     

库车坳陷博孜气藏超深致密砂岩储集层现今地应力预测

库车坳陷超深层油气资源丰富,储集层非均质性强,井间产能差异明显。现今地应力在井轨迹部署、水平井施工、压裂设计等方面均具有重要作用,但当前研究方法存在诸多弊端。在实测现今地应力基础上,构建地应力与测井参数的关系,利用BP神经网络实现了库车坳陷博孜气藏超深致密砂岩储集层现今地应力预测。结果表明：BP神经网络是预测地应力的有效方法,地应力预测结果与实测值误差较小,总体在10%以内;库车坳陷博孜气藏下白垩统最大水平主应力最大,垂向主应力次之,最小水平主应力最小,整体表现为走滑型应力机制,最大水平主应力在博孜气藏东部优势方位呈北东—南西向,在西部呈北西—南东向;砂泥岩互层段相较于纯砂岩段,地应力波动强,局部存在突发高地应力;在博孜气藏东部沿北东—南西向、西部沿北西—南东向钻取的水平井井壁较为稳定,直井存在井壁垮塌的风险。     

库车坳陷大北-克深地区致密性砂岩储层微裂缝模型研究

库车坳陷大北-克深地区白垩系-古近系砂岩储层埋深一般大于5000m,压实作用强烈,微裂缝比较发育。大量研究表明,微裂缝的发育主要与埋深和砂岩的原始组构有关,微裂缝的发育在一定程度上提高了储层基质的渗透性。系统统计了砂岩储层微裂缝的面密度,对影响其发育的相关因素进行了分析,建立起微裂缝发育的多元线性回归模型,模型通过了显著性检验,可以用来对工区微裂缝的发育程度进行预测。     

深层—超深层裂缝性致密砂岩气藏加砂压裂技术——以塔里木盆地大北、克深气藏为例

目前国内对于深层—超深层裂缝性致密砂岩气藏实施压裂改造的技术瓶颈主要是耐高温加重压裂液的性能和分层改造技术。为此,以塔里木盆地大北、克深气藏为例,在开展天然裂缝开启条件、垂向地应力和裂缝性砂岩暂堵转向等压前评价的基础上,研制了耐高温加重压裂液,研发了针对深井与超深井的常规加砂压裂技术以及以提高长井段储层纵向动用程度为目的的暂堵转向复合压裂技术,并进行了现场应用实验。结果表明:(1)在天然裂缝的激发阶段,应提高净压力,采用小粒径支撑剂降滤或暂堵等技术措施,改造天然裂缝且使其保持一定的导流能力;(2)在主裂缝的造缝阶段,应调整排量控制净压力,采用冻胶造缝的连续加砂模式,沟通天然裂缝;(3)压裂液选用KCl和NaNO_3无机盐加重,其中NaNO_3加重压裂液最高密度达1.35 g/cm~3,最高耐温180℃;(4)常规加砂压裂技术应用在天然裂缝发育一般或不发育的储层,压裂管柱以直径88.9 mm的油管为主,使用KCl或NaNO_3加重压裂液,压裂后的产气量比压裂前可提高2~5倍;(4)暂堵转向复合压裂技术应用在天然裂缝较发育的长井段储层,压裂管柱以直径114.3mm的油管为主,使用NaNO_3加重压裂液,压裂后的产气量比压裂前可提高1~3倍。结论认为,所形成的加砂压裂系列技术能够为塔里木盆地深层—超深层裂缝性致密砂岩气藏的高效开发提供技术支撑。     

库车坳陷克深9气藏储层特征及成岩作用研究

库车坳陷克深9气藏主力产气层巴什基奇克组(K1bs)储层具有埋藏深、非均质性强、基质低孔低渗但裂缝发育等特征,储层岩性为岩屑长石石英砂岩,成分成熟度中等偏低,结构成熟度中等偏高;储层物性差,属典型的裂缝-孔隙型储层。储层主要经历了压实作用、胶结作用、溶蚀作用和构造破碎作用等建设性和破坏性成岩作用,目前正处于中成岩阶段A期,其中压实作用是研究区内原生孔隙减少的最重要原因,早成岩期的碱性胶结作用是储层胶结致密的主要原因,表生成岩期大气淡水的淋虑作用下的溶蚀作用和喜山期的构造破碎作用对储层性能起到显著的改善作用。     

超深层裂缝性致密砂岩气藏试井特征及认识——以塔里木盆地克深气田为例

塔里木盆地克深气田由多个超深层裂缝性致密砂岩气藏构成,具有埋藏深、压力高、基质致密、裂缝发育及边底水普遍存在等特点,各气藏的储量规模、气水分布及储层裂缝发育情况均存在一定差异.该类气藏的试井曲线表现出与常规认识明显不同的特征,如何通过这些试井特征来深化储层认识并指导开发技术对策的制定是提高其开发效果所面临的重要问题.从...     

塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带深层致密砂岩气藏储层致密化与成藏关系

为研究深层致密砂岩气气藏储层致密化与成藏的关系,对塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带的地质背景和储层特征进行分析,建立储层孔隙度与埋深的关系模型,推算储层致密化时间。利用流体包裹体均一测温分析技术,分析该区大北1、克深2深层致密砂岩气藏的成藏期次,并与储层致密化时间相比较,确定深层致密砂岩气藏的成因类型。研究表明,大北1气藏表现为晚期充注成藏的过程,其天然气成藏时间主要在库车期(约3~2Ma)以来,其白垩系巴什基奇克组砂岩储层致密化发生在新近纪康村期(约15~10Ma);克深2气藏也表现为晚期充注成藏过程,其天然气成藏主要发生在库车晚期(约2Ma)以来,而其巴什基奇克组砂岩储层在新近纪康村期(约11~10Ma)已经达到致密化。据此,确定大北1和克深2深层致密砂岩气藏类型属于"先致密后成藏型"。     

超深层致密砂岩储层构造裂缝分布特征及其成因——以塔里木盆地库车前陆冲断带克深气田为例

综合采用岩心、薄片及成像测井等资料,对塔里木盆地克深气田巴什基奇克组超深层致密砂岩储层构造裂缝的基本特征与形成序列进行了分析,在此基础上讨论了裂缝产状、力学性质、密度、开度、充填性和充填物的差异性分布及其成因,最后探讨了不同气藏应采取的储层改造措施和有利勘探目标。结果表明:克深气田主要发育3期构造裂缝,各个气藏之间构造裂缝具有明显差异性,主要受构造变形时间和成岩孔隙水介质环境控制。北部克深5和克深6气藏为早期缓慢挤压变形,主要形成与背斜长轴近似平行的直立或高角度张性裂缝;中部克深2气藏变形时间稍晚,近NS走向剪切裂缝和近EW走向张性裂缝共存,并且前者略占优势;南部克深8和克深9气藏变形时间最晚,主要形成近NS走向的直立剪切裂缝。自北向南,主差应力与岩石抗压强度的比值先增大后减小,裂缝密度随之先增大后减小,同时裂缝优势走向与现今水平最大主应力之间由大角度相交逐渐变为近似平行,并且裂缝形成时间越来越晚,充填率逐渐降低,因此裂缝有效开度逐渐增大。巴什基奇克组沉积期的水体总体呈咸化状态,北部克深5、克深6和克深2区块为淡水-半咸水介质成岩环境,裂缝充填物主要为方解石,储层改造措施应以酸化为主;...     

塔里木盆地克深气田超深层致密砂岩储层裂缝分级分组合特征

塔里木盆地克深气田白垩系巴什基奇克组砂岩储层是库车山前的主力产气层,具有埋藏深度大、基质物性差的特征,构造裂缝普遍发育,特征及分布复杂,且对单井产量影响较大。目前针对该地区裂缝的研究已投入大量的工作,研究内容主要包括基于钻井岩心、成像测井等资料的裂缝精细描述;多方法多轮次裂缝分布规律预测等,但是受到取心程度、地震资料品质、常规测井资料等限制,裂缝预测的效果不佳。考虑到克深气田超深层致密砂岩储层裂缝具有多尺度特征,且不同尺度裂缝的发育特征、成因及分布规律有所不同,研究将裂缝进行分级,系统地梳理了各级裂缝及其组合的发育特征和规律,并探索了裂缝与产量的关系。研究认为:(1)综合考虑裂缝的长度、开度、发育特征等因素,将克深气田储层裂缝划分为"Ⅰ级裂缝—米级裂缝"、"Ⅱ级裂缝—颗粒贯穿缝"、"Ⅲ级裂缝—粒缘缝"三级裂缝;(2)根据各级裂缝的尺度、成因及组合特征,建立了克深气田储层三级裂缝组合,即"Ⅰ级裂缝组合—优势裂缝带"、"Ⅱ级裂缝组合—优势裂缝及伴生缝"、"Ⅲ级裂缝组合—粒缘缝网";(3)克深气田储层多尺度缝网有效沟通砂体和砂层组,连通粒间溶蚀扩大孔,产生粒内溶孔及微孔隙,提高储层的渗流能力,对单井产量影响较大,是超深层致密砂岩储层天然气高产、稳产的关键。     

超深层致密砂岩储层构造裂缝特征及影响因素——以塔里木盆地克深2气田为例

构造裂缝发育的影响因素是含油气盆地储层构造裂缝分布规律研究中的关键问题之一。通过岩心和成像测井等资料,分析了塔里木盆地克深2气田超深层致密砂岩储层构造裂缝的类型及基本特征,并在此基础上,探讨了构造位置、地层深度、岩层厚度、沉积微相、储层岩性、储层岩石组分和砂、泥岩互层结构对构造裂缝发育程度的影响。结果表明,克深2气田的构造裂缝以直立和高角度的剪切裂缝为主,主要包括NNW-SSE向、NW-SE向、NNE-SSW向和近EW向共4组走向。边界断层控制区构造裂缝线密度最高,以密集网状缝为主;其次为次级断层控制区、鞍部控制区;背斜高点与次级断层叠合控制区、背斜高点控制区和背斜翼部控制区相对较低。构造裂缝有效性分析表明,背斜高点以及背斜高点与次级断层叠合控制区的构造裂缝整体发育程度要高于翼部、鞍部和断层附近地层。随着地层深度的增加,构造裂缝线密度逐渐增大,而长度、开度和孔隙度逐渐下降;随着岩层厚度的增大,构造裂缝的线密度下降,长度和开度均有不同程度的增大或减小,但平均孔隙度基本不变,表明对于同一地区不同厚度的岩层,其弹性应变能的释放率大致相当。构造裂缝主要发育在水下分流河道及河口坝微相,水下分流河道间微相的构造裂缝发育程度较低;泥质粉砂岩和粉砂质泥岩中的构造裂缝线密度和长度较高,但开度较小,而泥质细砂岩、细砂岩和中砂岩中的构造裂缝线密度相对较低但长度和开度较高,泥岩中的构造裂缝线密度高但长度和开度较低,整体发育程度远低于砂岩构造裂缝,并且构造裂缝倾角通常低于砂岩构造裂缝倾角。脆性砂岩中钙质组分含量较高或含有一定量的泥质组分时,有利于构造裂缝的发育;对于克深2气田,当砂、泥岩厚度比值约为6.5时,构造裂缝发育程度最高。