罗家地区沙三段泥质岩裂缝特征研究

对济阳坳陷沾花凹陷罗家地区泥质岩储层的裂缝类型，识别特征进行了研究，将本区的裂缝分为4种，构造缝、层间百理缝、成岩收缩缝和有机质演化异常压力缝，这些裂缝的识别特征及成因机制各不相同，其对储层的贡献也不同，首次提出了本区裂缝发育的主要控制因素为：区域构造应力、构造部位、岩性、岩相、岩层厚度、埋深及地层压力。这项研究对济阳坳陷及类似地区泥岩油气勘探有重要一定的指导和启示意义。     

济阳坳陷古近系页岩油富集条件与勘探战略方向

济阳坳 陷页岩油勘探实践的重大突破展示出陆相断陷盆地页岩油的广阔前景,使得页岩油地质理论体系逐步完善。济阳坳陷主力富有机质页岩为新生代古近纪陆相咸化湖盆沉积,总体上具有热演化程度低、埋藏深、地层厚、碳酸盐矿物含量高、地层压力高、地层温度高以及岩相多样、构造复杂、流体性质多样的特征。济阳坳陷古近纪多期次断陷活动与咸化沉积水体形成了页岩规模发育与演化的沉积背景。济阳坳陷主力烃源岩多发育于咸化湖盆,具有早生早富、中等演化程度即可大量生烃的特色,富有机质纹层状岩相无机孔缝并存、大孔发育的储集条件,加之中—低成熟的富有机质富碳酸盐页岩层系游离烃多状态赋存是济阳坳陷古近系页岩油富集的重要基础;富有机质页岩体系中生烃层、储集层的"双层结构"与成烃、成储的"二元耦合"使页岩中大孔径、高孔渗的优势岩相与游离油富集区组成无机-有机的有效匹配。结合页岩油资源量评价实验方法的优化,加之巨厚层页岩油勘探实践的不断突破,济阳坳陷古近系新一轮的页岩油资源评价将会重新认识济阳坳陷页岩油资源规模,预计济阳坳陷页岩油资源总量将在目前41×10⁸t游离油量认识基础上得到显著提高。济阳坳陷页岩油勘探实践将坚持:持续探索不同岩相类型、不同热演化程度、不同压力体系页岩油的富集理论与商业产能,进一步拓展济阳坳陷页岩油资源规模,引领陆相断陷盆地页岩油的 勘探。     

济阳坳陷古近系泥页岩岩石学特征对可压性的影响

济阳坳陷古近系泥页岩蕴含着丰富的油气资源,但针对性的压裂未取得预期效果。立足于岩石学特征,从脆性矿物类型、含量、产状及成因、黏土矿物组成、有机质含量、成岩作用强度、天然裂缝发育程度等方面对泥页岩可压性的影响进行了剖析,并与美国相关盆地的页岩有关参数进行了对比。研究认为:济阳坳陷古近系沙三下亚段—沙四上亚段泥页岩脆性矿物以硬度较低的方解石为主,总体抗嵌入能力较差;陆源的石英碎屑颗粒弥散状分布,影响压裂应力集中造缝,但含量仍与岩石脆性正相关;结晶形成的碳酸盐纹层导致岩石纵、横向非均质性增强,不利于压裂形成复杂网状裂缝;有机质含量与岩石脆性负相关,与源岩质量正相关,有利可压层段的选择需辩证综合分析;地层年代新、成岩时间短使岩石相对呈塑性,岩石脆性破裂难度增加。泥页岩可压性的影响因素非常复杂,既取决于岩石学特征又受围压条件及地应力差异等地质条件影响;压裂效果还受压裂液体系及施工参数的选择等方面的影响。      

致密砂岩储层地应力对电阻率测井的影响

库车坳陷克拉苏构造带储层主要为致密砂岩储层,其埋藏深、地层条件复杂,受岩性、应力挤压等因素的影响,使得利用电阻率曲线识别地层流体性质变得比较困难。 基于测井资料,在着重研究地应力大小、方向对该区地层电阻率测井响应的影响等方面,绘制了地层电阻率与地应力交会图,并根据电成像资料统计该区不同区块地应力方向与裂缝走向。 结果表明：随着水平主应力差的增大,地层电阻率呈指数增大的趋势;当水平最大主应力方向与地层裂缝走向夹角较小时,地层电阻率与水平主应力差的相关性较好;当水平最大主应力方向与地层裂缝走向夹角较大时,地层电阻率与水平主应力差的相关性变差。     

库车坳陷深层裂缝性储层现今地应力特征及其对天然气勘探开发的指导意义

为了明确深层复杂背景条件下储层现今地应力的分布特征,基于库车坳陷克拉苏构造带大北12气藏,开展现今地应力研究,探讨地应力非均质分布机理,并据此提出支持井位部署的相关建议.研究结果表明:克拉苏构造带埋深超过4500 m的储层为走滑型地应力机制,大北12气藏最大水平主应力为125～160 MPa,最小水平主应力为118～1...     

济阳坳陷潜山“挤-拉-滑”成山机制及油气藏类型划分

济阳坳陷是中国东部重要的新生代油气资源生产基地,潜山油气藏是其重要的油气藏类型。中新生代构造运动对潜山油气藏的形成机制及类型具有关键性作用。基于印支、燕山和喜马拉雅运动的动力学性质及构造响应研究,综合不同地质历史时期构造演化特征,分析济阳坳陷潜山形成机制,探讨油气藏类型,发现印支、燕山和喜马拉雅运动的共同作用使济阳坳陷具有"挤-拉-滑"成山机制,主要表现在地层不整合、背斜、逆断层、倒转构造、负反转及雁形断层等挤压、拉张和走滑构造响应等方面。潜山油气藏的储层类型及分布与挤压、拉张和走滑运动密切相关,根据储层特征和成藏主控因素将济阳坳陷潜山油气藏划分为地层类、断块类和复合类3大类,进而可细分为9小类。     

西加拿大盆地与济阳坳陷页岩油气成藏条件对比分析及启示

通过对西加拿大盆地页岩油气藏地质条件的分析,发现中国东部济阳坳陷页岩油气成藏条件具备与之可对比的3个特点。一是西加拿大盆地页岩油气储层的沉积环境多为海相,页岩分布范围广、均质性好,在落基山脉(南北轴向)向东侧翘倾的整个前陆盆地范围内形成了一个大范围的储集背景;而济阳坳陷页岩层多为陆相湖泊成因,具有典型的分隔-孤立盆地背景,沉积层完整,源-汇对称吻合度高。二是西加拿大盆地海相页岩生烃母质存在2种类型,Ⅰ型和Ⅰ—Ⅱ型干酪根多来源于海洋浮游生物藻类,Ⅱ—Ⅲ型干酪根多来源于陆表海环境沉积的孢子花粉;而济阳坳陷陆相页岩的生烃母质以Ⅰ—Ⅱ型干酪根为主,多为浮游生物轮藻、沟鞭藻、颗石藻等。三是在西加拿大盆地泥盆系沉积层中普遍见到有机质热演化孔,岩石密度较低;而在济阳坳陷的页岩中则少见该类孔隙,且由于页岩层处于成岩中—晚期而呈致密结构。此外,西加拿大盆地与济阳坳陷页岩油气的开发条件也存在较大差异,西加拿大盆地页岩地层中含有比例较大的长英质刚性颗粒,岩石脆性、可压性等工艺-地质条件较好;而济阳坳陷页岩组分中多含硬度较低的碳酸盐矿物,刚性颗粒含量极低,难以建立后期压裂投产所必备的支撑结构。济阳坳陷陆相页岩油气的"甜点"应聚焦于韵律层理缝隙带、曲率变化形成的不规则裂缝及矿物结晶和有机质热解形成的微-纳米孔。     

油气藏裂缝型储层预测方法——以济阳坳陷古潜山为例

济阳坳陷富台油田的潜山主要由下古生界寒武系和奥陶系碳酸盐岩地层组成。采用特征重构和属性反演技术，分析了碳酸盐岩储层发育机理，认为其储层裂缝的测井响应特征主要表现为深侧向电阻率（R_lld）变化不大，浅侧向电阻率（R_lls） 的值相对降低。通过重构反映储层裂缝发育程度的特征曲线，并选取相关的地震属性作为井间信息，用概率神经网络反演获得反映裂缝发育程度的特征属性数据体，预测裂缝发育带的空间展布。预测结果表明，所述方法具有良好效果。     

济阳坳陷古近系—新近系泥质岩盖层及其与油气的关系

为了加强对盖层的研究,在泥质岩盖层演化的基础上,综合考虑裂缝和断层对盖层的改造程度,分析不同类型泥质岩盖层对油气富集程度的影响。根据埋深与压实程度、裂缝和断裂对泥质岩盖层封闭性的影响,将济阳坳陷古近系—新近系泥质岩盖层分为孔隙性盖层、缝改盖层和断改盖层3个大类,7个亚类。不同类型泥质岩盖层封闭性不同,孔隙性盖层整体较好,缝改盖层局部遭受破坏,断改盖层差中有好。通过对泥质岩盖层与济阳坳陷古近系—新近系已探明油气藏关系的分析认为,济阳坳陷古近系—新近系油气藏主要位于缝改盖层、断改盖层与缝改盖层转换带、断改盖层与孔隙性盖层转换带、缝改盖层与孔隙性盖层转换带中。济阳坳陷油气富集主要受控于泥质岩盖层的不同叠置组合类型,储层下方或下倾方向盖层的破坏以及储层上方或上倾方向盖层的相对有效封盖(封闭性应好于储层下方或下倾方向)是控制油气富集的重要因素。     

渤海湾盆地青东凹陷古近系原油地球化学特征及油源分析

渤海湾盆地济阳坳陷青东凹陷存在常规原油和生物降解油。选取新参数β-胡萝卜烷/（2×C₂₉藿烷）、伽马蜡烷/（2×C₂₉藿烷）,三环萜烷系列参数（2×C₂₄四环萜烷）/（C₂₆三环萜烷）、（2×C₁₉）/（C₂₈+C₂₉）三环萜烷以及/菲,结合C₂₉ 4-甲基甾烷及碳同位素特征等,将该区原油划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ等4类,烃源岩划分为A、B₁和B₂等3类。Ⅰ类原油来自青东凹陷中北部深洼的沙三下亚段成熟烃源岩,Ⅱ类原油来自凹陷南部沙四上亚段烃源岩,Ⅲ类原油来自中北部洼陷的沙四上亚段烃源岩,Ⅳ类原油来自青南洼陷沙四上亚段烃源岩,而青东8井原油应有青东凹陷南部烃源岩的贡献。      

埋藏过程中泥页岩非构造裂缝的形成演化模式

通过归纳总结前人研究成果,同时考虑到泥页岩普遍具有层理发育、非均质性、力学性质各向异性、欠压实作用和烃类生成等本身固有的特殊性质,划分了泥页岩非构造裂缝的主要类型,分析了泥页岩非构造裂缝分布的深度区间。依据覆压条件下的孔隙度、渗透率测试数据,获得了泥页岩裂缝覆压闭合的临界围压和对应的深度范围。综合分析认为：泥页岩非构造裂缝主要有干裂裂缝、水下收缩裂缝、成岩层理裂缝、超压裂缝（欠压实超压裂缝和生烃超压裂缝）和现代表生裂缝5种类型。泥页岩覆压渗透率测试数据揭示,当上覆岩层的垂直有效压力达到15 MPa时,常压泥页岩的天然缝裂缝（水平方向）将发生闭合。裂缝覆压闭合门限深度为870～1 138 m,平均为1 000 m。超压泥页岩底界深度与泥页岩裂缝（水平方向）覆压闭合深度一致,超压带底界之下的泥页岩裂缝通常不再保持开启状态。埋藏过程中泥页岩非构造裂缝形成演化具有时序性/阶段性,即从沉积开始到最大埋藏深度的不同阶段,泥质沉积物或泥页岩形成不同类型的非构造裂缝,由浅至深依次形成表层干裂裂缝—浅层水下收缩裂缝—中深层欠压实超压裂缝—深层生烃超压裂缝—超深层闭合裂缝。     

川南地区下古生界五峰组-龙马溪组含气页岩岩心裂缝特征及其页岩气意义

裂缝直接影响页岩储层特性和页岩气井单井测试产量。通过岩心和露头宏观裂缝描述、偏光显微镜和场发射扫描电镜微裂缝观察发现,川南地区五峰组-龙马溪组含气页岩宏观裂缝和微裂缝发育,可划分为顺层缝和非顺层缝。宏观裂缝中,顺层缝主要为页理缝和层间滑移缝,非顺层缝主要为斜交缝和垂直缝。微裂缝中,顺层缝主要为页理缝,非顺层主要为生烃增压缝、成岩收缩缝和溶蚀缝。含气页岩的裂缝以顺层缝为主,75 %的宏观裂缝和87 %的微裂缝均为顺层缝。裂缝密度和分布受埋深控制,埋深大于3 500 m地区裂缝集中发育于龙一^1（1-3）小层,而埋深小于3 500 m地区裂缝集中发育于龙一^1（1）小层。且随着埋深增加,宏观裂缝和微裂缝的密度均增大,部分井中埋深大于3 500 m含气页岩井宏观裂缝密度是其他埋深小于3 500 m同层含气页岩的10倍。页岩有机碳含量和层理类型也影响含气页岩的裂缝密度,高总有机碳含量的条带状粉砂型和砂-泥递变型水平层理页岩裂缝密度最大。裂缝发育有利于优质页岩段形成,埋深小于3 500 m地区优质页岩段主要发育于龙一^1（1）小层;埋深大于3 500 m地区优质页岩段发育于龙一^1（1-3）小层,部分井龙一²亚段底部由于成岩收缩缝发育,也成为优质页岩段。     

页岩气水平井组拉链压裂过程中地应力的分布规律

页岩储层具有低孔隙度、超低渗透率的特征,往往需要通过水力压裂才能使气井具备一定的生产能力。拉链压裂是近年来针对页岩气藏缝网压裂的一项新兴工艺,为了认清压裂过程中裂缝应力干扰后地应力场的分布规律并给页岩压裂设计提供参考,首先假设地层为均质、各向同性弹性体,然后通过位移不连续法,建立起地层应力场分布数学模型,并利用线性叠加原理,得到人工裂缝周围水平应力场的分布情况。研究发现：①裂缝周围的地应力随着与裂缝距离的远近有不同程度的增加;②裂缝尖端处存在应力集中现象,且在裂缝尖端附近产生的拉应力使得水平应力有所减小;③裂缝对水平最小主应力的影响程度大于对最大主应力的影响;④随着裂缝条数的增加,诱导应力的叠加干扰对水平主应力的影响不断增强,且水平应力差异性逐渐减小;⑤在裂缝交错排列的区域内,应力干扰较强,应力场分布较复杂。上述研究成果对页岩气水平井组拉链压裂的优化设计具有指导意义。     

提高深层页岩裂缝扩展复杂程度的工艺参数优化

埋深大于3 500 m的深层页岩储层具有高水平主应力差、发育层理裂缝、低脆性指数等特点,在压裂改造时难以形成复杂裂缝。为了充分认识其水力裂缝扩展规律,采用三维离散格子方法对四川盆地下志留统龙马溪组深层层理性页岩12 MPa水平主应力差下的真三轴压裂物理模拟实验结果开展了离散元数值模拟分析,其结果与发育单一层理的页岩露头室内压裂物理模拟的裂缝扩展规律相吻合;进而对发育多层理的深层页岩储层开展排量、压裂液黏度、层理强度和压裂液交替注入等影响下的裂缝扩展规律数值模拟。研究结果表明:①高排量注入和提高压裂液黏度能够增强深层页岩储层裂缝深穿透改造能力,当排量达到90 mL/min或压裂液黏度达到60 mPa·s时,水力裂缝可连续穿过4条层理并贯穿整个试样;②在高水平主应力差下,低黏度压裂液倾向于激活水平层理,而高黏度压裂液则倾向于直接穿过层理形成垂直主缝。结论认为:①采用前置高黏度/后置低黏度压裂液交替注入压裂工艺可以最大限度地提高深层页岩储层压裂裂缝复杂程度;②当井筒附近存在薄弱层理时,应及时调整压裂工艺和压裂参数,比如尽可能地增加施工排量、采用瓜胶压裂液等,以使水力裂缝突破近井薄弱层理抑制进而实现深穿透改造。     

渤海湾盆地东濮凹陷陆相页岩油可动性影响因素与资源潜力

可动性好是陆相页岩油富集高产的关键。通过显微镜薄片观察、扫描电镜、X射线能谱分析、岩石多温阶热解、高压压汞等实验，对渤海湾盆地东濮凹陷古近系沙三段页岩油赋存特征与可动性影响因素进行了分析，并运用盆模法预测了可动油资源的分布。页岩油主要以游离态赋存于粒间孔、晶间孔、溶蚀孔和连通裂缝中，并在裂缝周围富集，成熟度和裂缝发育程度是页岩油可动性主控因素，有机质丰度和孔隙度对其影响相对较复杂。东濮凹陷沙三中、下亚段页岩油资源潜力较大，以中—高熟油为主，可动油纵向上主要分布在3 500~4 500 m，平面上主要分布在洼陷带和内斜坡带，其中前梨园洼陷以及文东内斜坡带、濮卫次洼、柳屯洼陷、海通集洼陷可动油丰度较高，是下一步陆相页岩油重要勘探方向。      

一种页岩体积压裂复杂裂缝的量化表征

基于典型页岩压裂复杂裂缝分布形态,在考虑裂缝复杂程度、裂缝分布和裂缝对产量贡献的基础上,建立了复杂裂缝表征方法,提出了裂缝潜能指数的概念,作为定量对比复杂裂缝优劣的参数之一。使用上述裂缝表征方法计算裂缝在距离改造点不同位置处的分布密度,以判断裂缝系统的增产有效性。根据4种典型裂缝分布形态的表征结果,相对于裂缝分布曲线先缓慢上升后急剧增加的内疏外密裂缝系统,分布曲线先急剧增加后缓慢上升的内密外疏的裂缝增产效果更好。开展了页岩水力压裂物理模拟实验,进行了裂缝形态表征对比。结果表明,与高水平地应力差条件相比,低水平地应力差下形成的裂缝网络的潜能指数和单位复杂程度对应的潜能都明显较大,说明低水平地应力差下的裂缝网络具有较大的提高产量潜力。研究结果显示,建立的裂缝表征方法综合体现了裂缝复杂程度、裂缝分布特征和裂缝对产量的贡献,可用于评价和描述页岩压裂复杂裂缝的增产有效性。     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷陆相页岩油开发实践

新疆准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组陆相页岩油资源丰富,估算资源量超过15.8×108t。为实现页岩油有效开发,近年来通过对芦草沟组陆相页岩油地质特征、工程技术、生产特征及规律等详细分析,结合开发实践的总结,取得了以下成果及认识:①吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油是陆相咸化湖相细粒沉积的页岩,烃源岩品质优、厚度大,源储一体,页岩段原位聚集,"甜点"段邻源供烃为主、自生为辅的特征,是典型的陆相页岩油;②明确了页岩油体积压裂水平井裂缝控制区内游离孔隙度和游离油储量丰度是页岩油高产的基础;③随着埋深增大,水平两向应力差增大,压裂缝复杂性降低,是部分含油性好的"上甜点体"水平井低产的主要原因;④原油黏度是影响"下甜点体"水平井产量的关键因素;⑤优质"甜点"钻遇长度及压裂米加砂量是吉木萨尔页岩油水平井高产的工程关键因素;⑥页岩油压裂液与基质孔隙原油存在渗吸置换作用,压裂后适当焖井可以提高生产效果;⑦水力压裂缝长度有限,合理井距不应大于200m。通过持续研究和开发实践,页岩油开发取得了较好的效果,水平井单井最高年产突破1.3×10~4m^3,2019年已基本进入规模试验建产,为中国陆相页岩油的工业化开发积累了丰富的经验。     

鄂尔多斯盆地延长组7段3亚段页岩型页岩油储层特征及勘探方向

鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段(长7段)泥页岩发育,针对其内部富集的页岩型页岩油尚未取得勘探进展,仅在少量直井的试油阶段突破出油关,但试采效果整体较差。系统梳理了长7段3亚段(长7₃亚段)泥页岩的岩石学、地球化学和储层特征,优选页岩型页岩油的富集有利参数,明确了其成藏条件、勘探方向及潜力。相较于暗色泥岩,长7₃亚段的黑色页岩表现为多类型纹层频繁发育、有机质丰度高、生油母质类型好、主生烃期早、含油率高的特征,是页岩型页岩油勘探的有利岩性。受水平页理缝和陆源长英质、凝灰质等相对高孔高渗纹层的复合影响,黑色页岩的水平渗透率普遍高于垂直渗透率。长7₃亚段泥页岩的储集空间以刚性矿物支撑的粒间孔、粒内溶蚀孔、黏土矿物晶间孔及黄铁矿晶间孔为主,页理缝和超压微裂缝较发育。"有机质+陆源长英质纹层"、"有机质+凝灰质纹层"二元纹层组合与页理缝构成的复合单元对页岩油赋存最为有利。总有机碳(TOC)含量为4%~14%、镜质体反射率R_o>0.8%、页理及纹层发育、脆性矿物含量高的长英质黑色页岩是长7₃亚段页岩型页岩油的有利勘探目标,黑色页岩厚度相对较大、有机质丰度适中的马岭—华池深洼区是页岩型页岩油勘探的Ⅰ类有利区。鄂尔多斯盆地长7₃亚段页岩型页岩油资源丰富,有望成为盆地非常规石油勘探开发的现实性重大战略接替新领域。     

四川盆地涪陵页岩气田单井可压性地质因素研究

页岩储层的脆性矿物含量、脆性指数、水平应力差异系数等是影响页岩可压性的主要因素,而四川盆地涪陵页岩气田五峰组-龙马溪组一段①~⑤小层页岩储层的脆性矿物含量（>50%）、脆性指数（>50%）、水平差应力差异系数（<0.2）等基本相似,因此,利用上述参数无法有效评价该区块单井的可压性。根据涪陵页岩气田大量已钻单井资料,从埋深、构造形态、裂缝发育特征等地质因素出发,评估了各地质因素对单井可压性的影响。结果表明:（1）埋深是影响单井可压性最重要的地质因素,埋深越大,储层压裂难度越大;（2）构造形态会对压裂产生较为明显的影响,负向构造形态压裂难度大于正向构造;（3）天然裂缝发育的非均质性也会导致压裂难度增大,缝网延伸困难,影响储层改造效果,降低单井产能。      

湘中坳陷涟源凹陷湘页1井大隆组页岩气地质特征

为评价湘中坳陷涟源凹陷二叠系大隆组页岩气成藏地质条件,部署实施了该区首口以大隆组为目的层的页岩气参数井——湘页1井.充分利用湘页1井钻井、岩心、测井及分析测试资料,开展大隆组岩石矿物组成特征、沉积特征、有机地球化学特征、储集物性特征、含气性等地质条件分析.研究结果表明:湘页1井大隆组页岩形成于缺氧的较深水台盆相沉积环境...