理论创新和技术进步支撑引领百亿气田建设

"十二五"以来,中国石化西南油气分公司面对日益复杂的勘探开发对象和扭亏创效的巨大挑战,坚持科技创新,发展完善了陆相碎屑岩和海相碳酸盐岩两项勘探理论,形成了生物礁、河道砂岩和致密砂岩等三类气藏开发配套技术,创新发展了智能滑套分段改造工艺、喷封压一体化储层改造工艺、脉冲压裂技术、超深高含硫水平井钻完井及投产关键技术等工程技术。上述理论创新和技术进步有力支撑了四川盆地川西陆相碎屑岩、川西海相碳酸盐岩、川南海相页岩气、川东北元坝海相碳酸盐岩等领域的重大突破,发现了3个千亿立方米级规模天然气商业储量区,探明了2个、建成了3个大中型气田,天然气储产量创历史新高。"十三五"期间,将重点攻关深层海相碳酸盐岩气藏勘探开发、深层页岩气商业开发、高含硫气田安全开发和开发老区气藏提高采收率技术,到"十三五"末天然气年产量力争达到(100~120)×10~8 m~3。     

川西北超深层复杂构造气藏裂缝建模方法及开发潜力预测

针对川西北栖霞组海相碳酸盐岩气藏构造复杂、超深埋藏、高温高压、储层薄、裂缝发育等地质特点,基于三维地震数据,采用蚂蚁追踪技术和嵌入式离散裂缝数值模拟方法,编制嵌入式离散裂缝数值模拟器,优化气藏开发参数,预测气藏开发潜力。研究结果表明：气藏开发前期更适合用蚂蚁追踪技术来预测天然裂缝,嵌入式离散裂缝数值模拟器在捕捉流体在裂缝中的运移方面具有常规油藏模拟器无法比拟的优势,可显著提高裂缝性气藏数值模拟精度;优化栖霞组气藏合理开发井型为大斜度井或水平井,合理开发井距为1 600～1 800 m,水平井最优长度为600 m,人工裂缝最优半长为100 m。研究成果对同类碳酸盐岩气藏高效开发具有借鉴意义。     

四川盆地西南部平探1井中二叠统栖霞组天然气勘探新突破及其意义

2020年,四川盆地西南部地区(以下简称川西南部)平探1井在中二叠统栖霞组钻遇台缘带孔隙型白云岩储层并获得高产工业气流,实现了该区中二叠统天然气勘探的新突破。为了深化对栖霞组的地质认识,指导该区带天然气勘探,在分析平探1井钻探成果的基础上,对该区的烃源条件、储层特征、保存条件等油气成藏要素开展了研究,探讨了该区栖霞组天然气的勘探潜力及下一步的勘探方向。研究结果表明:①川西南部栖霞组储层以中、细晶白云岩为主,储集空间主要为溶蚀孔洞、晶间孔、粒间孔和裂缝,为低孔、中—低渗透裂缝—孔隙型储层,局部发育高孔高渗储层;储层横向展布受台缘滩控制,主要沿邛西—平落坝—名山—汉王场一带大面积分布;②该区栖霞组天然气的来源与双鱼石构造类似,由下寒武统筇竹寺组泥页岩和中二叠统泥灰岩混源构成,主要来源于前者;③该区纵向上不仅具有"双层构造"特征,而且三叠系盐膏层具有区域封盖条件,二叠系的构造圈闭及构造—岩性复合圈闭形态完整、保存条件良好,为栖霞组天然气聚集成藏提供了有利的场所。结论认为,川西南部中二叠统具有较好的天然气成藏条件,平探1井的突破展示了该区栖霞组台缘带白云岩储层良好的天然气勘探潜力。     

龙门山北段推覆构造带-山前带构造解析及油气勘探前景

2014年,四川盆地双鱼石构造中二叠统栖霞组钻获高产工业气流以来,随着勘探开发工作的持续开展,已钻获多口高产工业气井,深入开展龙门山推覆构造带—山前带构造特征研究,是认识该区上古生界气藏特征、进一步向推覆构造带拓展油气勘探领域的重要前提。为此,基于新完钻的红星1井实钻成果、新解释的束线三维地震资料,解剖了龙门山逆冲推覆构造带—山前带的构造特征,进而分析了山前隐伏构造带的天然气成藏条件和勘探前景。结果表明：(1)龙门山推覆构造带发育一系列向盆内逆冲断裂,形成多套推覆体叠置,表现为多个断层传播褶皱叠加,推覆断裂下盘隐伏构造带,表现为挤压断褶构造;(2)二叠系推覆体及原地地层油气显示丰富,含气性好,隐伏构造带栖霞组发育台缘滩相白云岩,白云岩储层储集性能好;(3)隐伏构造带面积大,天然气成藏条件好,具有良好的勘探前景,是川西北部地区深层海相层系勘探拓展寻找规模新突破的重要有利区带。     

7000 m以深复杂断裂成组气藏开发早期评价技术——以川西北双鱼石构造栖霞组气藏为例

四川盆地西北部(以下简称川西北)双鱼石构造中二叠统栖霞组气藏天然气勘探开发潜力大,尚处于开发早期阶段,由于该区地质条件特殊、动静态资料缺乏,导致对该气藏认识不足,尚未实现整体规模效益开发。为了有效预测开发早期复杂气藏的开发前景并给后续气藏整体效益开发提供支撑,基于新钻井及其试采资料,结合数字岩心、灰色关联法及大数据分析等技术的应用,系统评价了双鱼石构造栖霞组气藏的地质及气藏工程特点,总结了控制气井高产的影响因素,评估了气藏的开发前景。研究结果表明:(1)川西北双鱼石构造栖霞组气藏具有明显"分带分层"特征,由西向东划分的6个构造高带共发育局部圈闭14个,圈闭面积共计246.4km~2,总体为台地—台地边缘沉积,角砾状白云岩和砂糖状白云岩为有利的储集岩相;(2)储层具有特低—低孔隙度、低渗透率特征,裂缝—孔洞型和裂缝—孔隙型是主要的储渗空间类型;(3)该气藏具有统一的压力系统和天然气性质,整体发育大型构造—岩性复合圈闭,为超深复杂断裂成组气藏;(4)采用容积法估算该气藏地质储量超过1 000×10~8m~3,试采井总动态储量为150×10~8m~3,气井产能差异较大,水平井(大斜度井)井型提产效果显著,基于灰色关联法明确了控制高产井的主要地质因素为沉积相;(5)基于大数据分析技术,预测双鱼石构造栖霞组气藏采气速度为2.61%,稳产年限为11.34年,采收率为60.5%。     

川西北地区双鱼石区块栖霞组膝折褶皱的发现及其油气意义

四川盆地西北部中二叠统栖霞组台缘滩相白云岩储层广泛发育,油气储集条件好,新近发现①号断层下盘的隐伏构造带可延续并包含了双鱼石构造,栖霞组勘探有利面积增大,是四川盆地勘探开发领域的战略接替区。但隐伏构造带的构造变形机制复杂,以前仅有地震资料,没有实钻井钻进隐伏构造带的复杂翼部,故认为背斜—向斜之间发育高角度逆冲断层,栖霞组气藏是断块型气藏,该认识限制了对栖霞组气藏的整体认识和油气勘探开发部署。但近期,构造复杂带双鱼石区块的实钻井倾角测井和高分辨地震精细成像攻关结果表明:①川西北地区隐伏构造带栖霞组大范围发育膝折褶皱,褶皱之间以高角度膝折带相连,并不发育大规模、延伸远的高角度逆冲断层;②膝折带为构造剪切带,膝折带内的储层裂缝发育,连通性强,是背斜和向斜的栖霞组储层的良好沟通渠道;③不仅双鱼石构造,整个①号断层下盘的栖霞组储层都具有连片分布的地质特征。结论认为:川西北地区隐伏构造带栖霞组气藏具备形成大型岩性—构造整装气藏的潜力。     

川南DTC构造栖霞组有利储层预测

碳酸盐岩气藏在四川盆地天然气勘探中占有重要的位置。但是,有关该盆地栖霞组碳酸盐岩的研究较少。在综合分析测井、地震资料的基础上,通过对研究区储层波形的对比和平面分布的刻画,利用相干属性和叠前各向异性检测对该区的裂缝和溶蚀孔洞进行预测,总结该区储层的发育模式,提出了在溶蚀孔洞发育的斜坡带中,具有中-强变振幅波谷反射特征的区域是最为有利的勘探区域,为栖霞组气藏下一步的勘探提供了理论支持。     

四川盆地西北部超深层碳酸盐岩孔缝带地震检测

近年来,四川盆地西北部地区(以下简称川西北地区)在超深层海相碳酸盐岩气藏勘探方面取得了突破,多个构造在中二叠统茅口组三段(以下简称茅三段)获得高产气流并证实裂缝是天然气高产的主要控制因素,但是常规地震处理对裂缝识别能力差、预测效果不佳。为此,以川西北地区九龙山构造为例,在归纳总结茅三段储层特征的基础上,分析已钻井茅三段储层的地震响应特征;再通过对原始叠前道集优化处理和频谱恢复高分辨处理提高地震资料分辨率,同时保持裂缝孔洞发育的地震微弱信号;进而采用照明对称体、分频混沌体、导向似然体等叠后地震属性处理技术开展裂缝检测,最后通过三色融合技术预测茅三段缝洞体的平面展布特征。研究结果表明:①川西北地区茅三段超深层碳酸盐岩储层主要为岩溶裂缝型储层,构造裂缝及溶蚀孔缝发育,易形成较大规模的裂缝发育带;②该区超深层原始地震资料主频介于25～30 Hz,对裂缝带响应不明显,采用叠前道集优化处理技术和频谱恢复技术组合,可以保护裂缝带的微弱信号,使地震资料主频达到45 Hz,有效地提升了地震资料的频谱,地质现象表现明显;③采用照明对称体、导向似然体、分频混沌体可以从不同角度反映地震资料表达的地质信息,三色融合技术能较好地反映茅三段碳酸盐岩断裂发育带、岩溶孔缝发育带。结论认为,地震预测裂缝成果与钻井、测井、测试等成果匹配良好,为该区天然气开发井的部署与调整提供了依据。     

深层复杂地质构造带地震勘探关键技术——以四川盆地龙门山断褶带北段为例

四川盆地西北部地区处于龙门山断褶带北段,地表地势变化剧烈、地腹断层发育、地震资料品质差、构造落实难;主要目的层——中二叠统栖霞组埋藏深、储层薄、非均质性强、地震预测难度大。为此,通过开展地震采集、处理、解释联合攻关,形成了适合地面、地下双复杂构造的地震勘探配套技术:(1)通过表层结构调查、动态井深岩性识别、单点检波器埋置工具及工艺优化激发接收参数,采用高覆盖、宽方位、大偏移距观测系统,提高地震资料采集品质;(2)形成以微测井约束层析静校正、保真保幅高分辨率处理、全方位角度域叠前深度偏移为主的复杂构造带地震成像技术,提高地震资料深层成像质量;(3)利用高精度重磁电资料提取地质结构、断裂等信息,结合地震资料精细解释,落实构造细节和断裂特征;(4)基于模型正演和单井储层地震精细标定,优选属性预测储层分布。运用上述配套技术,新发现川西北部地区1223 km~2大型构造—岩性复合圈闭,双鱼石—江油地区整体处于构造高带,双鱼石以南地区栖霞组台缘带白云岩储层连片发育。结论认为,该配套技术较好地解决了该区复杂构造带圈闭落实和薄储层预测等难题,明确了勘探方向,为井位部署提供了技术支撑,加快了深层海相碳酸盐岩气藏勘探开发示范工程的建设步伐。     

深层致密砂岩气藏天然气富集规律与勘探关键技术 ——-以四川盆地川西坳陷须家河组天然气勘探为例

深层致密砂岩气藏具有埋藏深、物性差、产量低的特点,但勘探潜力大。有利烃源岩发育区控制天然气的平面分布,深层致密砂岩储层中发育的“有效储渗体”是天然气富集、高产的关键。“有效储渗体”的发育受构造、沉积相和成岩相3种因素控制。有效孔隙控制了天然气的分布,裂缝控制了天然气的高产。四川盆地川西坳陷须家河组气藏具有超深、超高压、超致密等特征,储层和高产富集带预测难度大。利用三维三分量地震勘探技术,可有效解决优质储层预测、裂缝检测、含气性识别等关键问题。该技术在川西坳陷深层致密砂岩气藏勘探中应用取得了显著效果,使须家河组二段钻井成功率从15%提高到89%,高产井命中率从9%提高到67%,探明天然气地质储量1211×10 ⁸ m ³ ,实现了川西致密气田的高效勘探。     

四川盆地中二叠统储层特征与勘探方向

近年来,四川盆地中二叠统天然气勘探取得了可喜的进展,多口井在中二叠统茅口组、栖霞组白云岩孔隙型储层段钻获高产工业气流,中二叠统成为该盆地现阶段最现实的接替层系之一。为明确下一步的勘探方向,分析了四川盆地中二叠统的沉积背景和有利储层类型。结果表明：沉积环境主要为开阔台地浅水碳酸盐岩沉积环境;沉积时,古地貌西高东低,中西部生屑滩相储层较东部更为发育;地壳拉张使得中二叠统具备热水沉积、热液改造的良好条件;对勘探有利的3种储层类型为栖霞组滩相白云岩孔隙型储层、茅口组热水白云岩孔隙型储层和茅口组岩溶储层,其中白云岩孔隙型储层是中二叠统最有前景的勘探目标。结论认为：①川西北部—川中地区中二叠统灰质烃源岩生烃强度大,具有形成大中型气田的物质基础;②川西地区栖霞组白云岩储层较厚,是中二叠统天然气勘探的最有利地区;③上述3种储层类型均发育的地区主要分布在川中地区,其3套储层纵向上叠置,勘探潜力大;④剑阁—南充—丰都地区位于热次盆区带,其茅口组热水白云岩储层发育且叠加茅口组岩溶储层,天然气勘探前景好。     

苏里格气田成藏条件及勘探开发关键技术

截至2017年,鄂尔多斯盆地苏里格地区有利勘探面积为5.5×10⁴km²,天然气总资源量近6.0×10¹²m³,已探明(含基本探明)储量为4.77×10¹²m³,已建成产能为230×10⁸m³/a的天然气生产规模,是中国陆上发现的储量最大的天然气田。多年研究表明:①苏里格气田产层主要为上古生界二叠系石盒子组8段和山西组1段,为典型的致密砂岩气藏;②石炭系本溪组、二叠系太原组和山西组广泛发育的煤系地层为气藏提供了充足的气源;③发育"敞流型"湖盆三角洲沉积模式,平缓底形、多源供砂、强水动力、多期叠加控制着大面积储集砂体的分布;④储层为河流-三角洲相砂岩,物性较差、非均质性强,平均孔隙度为4 % ~12 % ,平均渗透率为0.01~1 mD;⑤气藏具有广覆式生烃、弥漫式充注、近距离运聚、大面积成藏等特征;⑥气藏压力系数为0.62~0.90,属低压气藏,单井产量低;⑦沙漠区全数字地震技术、黄土塬非纵地震技术、测井精细评价技术、致密砂岩储层改造技术、水平井开发技术是苏里格气田勘探开发的关键技术。     

四川盆地中二叠统天然气地质特征与勘探方向

四川盆地中二叠统天然气资源探明程度低,勘探潜力巨大。为加快勘探进程,在分析该盆地中二叠统天然气沉积特征、储层特征的基础上,开展了烃源供给、储层与圈闭类型、保存条件、构造与成藏期次以及成藏模式等方面的研究,探究了该盆地中二叠统天然气富集的主控因素并明确了下一步的勘探方向。研究结果表明:(1)四川盆地中二叠统天然气成藏具多层系供烃、多类型储层、多类型圈闭、多期成藏和多类型成藏模式等特点;(2)烃源岩以二叠系自身为主,其次为下寒武统筇竹寺组和下志留统龙马溪组,中二叠统生气中心位于该盆地西北部和中部—川南地区,生气强度介于26×10~8~44×10~8 m~3/km~2,具备形成大中型气田的物质基础;(3)中二叠统发育白云岩和岩溶缝洞灰岩两类储层,前者主要分布在颗粒滩中或基底断裂附近,后者广泛分布于茅口组中上部;(4)优质烃源岩、储层的白云石化和表生岩溶作用控制了大中型气田的分布;(5)印支期古隆起是油气聚集的有利指向区,喜马拉雅期是油气调整的关键时期。结论认为:(1)中二叠统栖霞组台缘滩最有利勘探区为川西北广元—江油及都江堰一带,其次为川西南台缘带,台内滩有利勘探区则主要分布在川中高石梯—磨溪地区和蜀南地区;(2)中二叠统茅口组最有利勘探区为泸州—内江地区,其次为双鱼石—南充、卧龙河—石柱、高石梯—磨溪、达州—开江、九龙山等地区。     

四川盆地中二叠统天然气勘探新突破的意义及有利勘探方向

四川盆地中二叠统具有优越的天然气成藏条件,但早期勘探发现仅以石灰岩缝洞型气藏为主,规模和成效有限。2014年,重点风险探井双探1井在川西北部地区的中二叠统白云岩储层钻获高产工业气流,实现了该盆地中二叠统天然气勘探的重要突破,不仅具有重大战略意义,而且对于超深层海相地层的油气勘探也颇具指导作用。为此,阐述了双探1井的部署背景、获得的重大钻探成果以及对该盆地中二叠统天然气勘探所产生的深远影响;从烃源条件、沉积特征、储层基本特征及平面展布、资源量、勘探有利区带等方面对该区中二叠统的勘探潜力、下一步的勘探方向进行了分析。结论认为,四川盆地中二叠统为连续的碳酸盐岩台地沉积,以碳酸盐岩沉积为主,储层主要包括孔隙型白云岩、岩溶缝洞和裂缝3种类型,天然气资源量十分可观,勘探潜力巨大。最后,划分了该盆地中二叠统的勘探有利区带,并指出最有利的勘探区带集中在该盆地中西部,其中川西北部地区烃源条件最为优越、白云岩储层发育、构造成排成带分布,是最有利的勘探区。     

碳酸盐岩储层多尺度孔洞缝的识别与表征——以川西北双鱼石构造中二叠统栖霞组白云岩储层为例

对于具有强非均质性的多尺度储集空间的碳酸盐岩储层,仅采用单一的测试手段难以识别出所有的储集空间。为了给碳酸盐岩油气藏精细刻画及高效开发提供技术支撑,以四川盆地西北部双鱼石构造中二叠统栖霞组白云岩储层为研究对象,针对其发育多个尺度的孔洞缝,采用岩心图像采集仪和双能CT对不同尺度岩心的孔洞缝进行刻画,借助三维可视化软件对重构孔隙空间进行定量化分析,实现了不同尺度下孔洞缝的搭配关系表征以及储集类型划分,并建立了一套基于几何学参数识别裂缝、溶洞的方法。研究结果表明:(1)该区栖霞组储层发育多个尺度的孔洞缝储集空间,可划分为3大类6种类型,孔隙以晶间溶孔、晶间孔为主,溶洞以小洞为主,裂缝以斜交缝为主;(2)建立起了一套基于几何学参数识别裂缝、溶洞的方法,球形度小于0.43、球半径比小于0.41为裂缝识别标准,等效球半径大于2 mm为溶洞识别表征;(3)栖霞组储层的孔隙以直径介于0.02～2.00 mm的大孔隙为主,溶洞以2.00～10.00mm的小洞为主,发育多个级别的裂缝;(4)栖霞组白云岩储集类型以裂缝—孔洞型、裂缝—孔隙型为主,缝洞发育程度是影响该储层物性的关键因素,栖霞组裂缝发育的储集类...     

川西北地区天井山古隆起规模微生物岩储层的成因及其地质意义

四川盆地西北部江油—剑阁地区中三叠统雷口坡组发育厚层微生物岩储层，但该储层发育的地质背景不清楚、对于主控因素的认识也存在着分歧。为了弄清该区规模储层发育区、指导天然气勘探开发工作，基于野外露头、钻井岩心和分析化验资料，在分析川西北地区天井山古隆起南段雷口坡组三段三亚段（以下简称雷三3亚段）微生物岩储层特征及其成因的基础上，评价了天井山古隆起对微生物岩储层规模形成的控制作用。研究结果表明：①天井山古隆起区雷三3亚段微生物岩储层岩性以藻屑云岩和藻纹层云岩为主，储集空间主要为藻黏结格架间溶孔、粒间和粒内溶孔、鸟眼孔、晶间溶孔以及裂缝；②古隆起区发育规模微生物岩储层，储层厚度介于20～70 m，面积约1×104 km2；③古隆起区发育规模储层主要是因其有利于微生物岩、准同生岩溶作用和表生岩溶作用的发育。结论认为，天井山古隆起区有利于微生物岩储层发育并能形成规模储层，是四川盆地雷口坡组值得关注的天然气勘探有利区带。     

元坝气田油气输导体系及其对成藏的控制作用

元坝气田位于超深层负向构造弱变形区,断层不发育。在分析研究区输导要素和输导特征的基础上,建立输导体系模型,分析油气输导过程,并研究输导体系对油气成藏的控制作用。元坝气田输导体系主要为长兴组白云岩孔隙型储集体与裂缝(层间缝、节理缝等)构成的网状复合输导体系,具有立体输导、近源聚集的优势,从而使由下伏吴家坪组烃源岩和侧向的大隆组烃源岩生成的油气有效实现上、下供烃和侧向供烃。长兴组礁滩相白云岩优质储层的发育与分布决定了油气侧向运移的方向和油气藏的分布及规模;裂缝的发育程度控制油气富集的层位。