鄂尔多斯盆地大牛地气田致密砂岩储层三维岩石力学参数场研究

作为中国石化重要的天然气勘探开发基地之一,鄂尔多斯盆地大牛地气田上古生界致密砂岩气藏目前水平井压裂开采效果不理想。针对该气田上古生界致密砂岩储层岩石力学参数研究较为薄弱的现状,在对目的层岩心力学参数单轴/三轴压缩试验测试和纵横声波速度测试的基础上,首先建立了静态、动态弹性参数转换关系和纵横波速关系;在此基础上结合前人成果构建了岩石力学参数单井计算模型;并进一步运用测井资料和三维地震层速度资料确定了目的层力学参数场特征。结果表明,该区上古生界致密砂岩储层内聚力在2～10MPa之间,内摩擦角在30°～42°之间,抗张强度多数集中在5～15MPa之间,抗压强度多数集中在150～250MPa之间。太2段-盒1段弹性模量大部分在15～40GPa之间,泊松比在0.22～0.27之间,横向上每一层岩石弹性参数都存在明显的非均一性,垂向上随深度增加岩石力学参数呈变大趋势。该研究成果一方面可为该区地应力场模拟、气田钻完井设计及目的层压裂改造施工提供基础力学参数,同时研究中确定的动静态岩石力学参数转换、纵横波速等定量关系可为邻近地区相关研究提供参考或借鉴。     

临兴地区山西组致密砂岩储层特征及成因探讨

鄂尔多斯盆地临兴地区具有巨大的天然气勘探开发潜力,是我国重要的致密砂岩气接替区,但其致密砂岩储层物性较差,储层致密化成因复杂,制约了该区致密砂岩气的产业化发展。根据X射线衍射、扫描电镜、阴极发光、铸体薄片、流体包裹体及分析化验等资料,对研究区山西组致密砂岩储层特征及成因进行了系统研究。结果表明:该区砂岩储层岩性主要为岩屑砂岩和次岩屑砂岩,储集空间以剩余原生粒间孔和次生溶蚀孔为主;砂岩储层物性较差,平均孔隙度为5.9%,平均渗透率为0.073 m D,排驱压力和饱和度中值压力均较高,孔喉半径小且分选性较差,孔隙结构参数总体较差。对致密砂岩储层成岩序列的划分表明,该区砂岩储层具有4个世代的黏土充填,多期次的黏土充填使储层逐渐致密化。孔隙度演化定量分析表明,该区储层质量主要受压实作用和胶结作用的影响,早成岩阶段压实作用造成17.1%的孔隙度损失,中成岩阶段压实作用和胶结作用造成22.9%的孔隙度损失,其中,胶结作用中的黏土矿物大量充填孔隙并堵塞喉道,不仅导致原生粒间孔隙变成了微小的晶间孔隙,而且使孔隙表面变得粗糙,迂回度增加,导致储层孔隙度和渗透率大大降低。     

鄂尔多斯盆地中部地区致密砂岩储层敏感性及损害机理

致密砂岩储层因其具有低孔、低渗、黏土矿物多样以及孔隙结构复杂等特点,在勘探开发过程中比较容易造成严重的储层损害。以鄂尔多斯盆地中部地区M油田致密砂岩储层为研究对象,在岩石学特征、物性特征以及孔隙结构特征研究的基础上,开展了储层敏感性评价,并分析了敏感性损害的机理。结果表明:致密砂岩储层具有中等偏弱速敏、强水敏、强盐敏、弱—中等偏弱碱敏、无酸敏—弱酸敏以及强应力敏,敏感性损害的强弱程度依次为水敏、应力敏、盐敏、速敏、碱敏、酸敏;敏感性损害机理主要与黏土矿物组成和孔隙结构有关,其中伊/蒙混层和蒙脱石的含量较高是形成强水敏和强盐敏的最主要因素,高岭石的存在是引起速敏的主要因素,绿泥石的存在使部分岩样呈弱酸敏性,石英颗粒及铝硅酸盐矿物的溶蚀是造成碱敏的最主要原因,孔隙结构复杂、片状喉道易受力变形、黏土矿物的强度较弱以及有效应力改变是储层具有强应力敏的主要原因。研究结果可为目标区块及同类型致密砂岩储层的高效勘探开发提供参考。     

鄂尔多斯盆地致密砂岩气层重试压力结果对比分析

鄂尔多斯盆地老井致密砂岩气层重试结果表明，气层的常规测试压力值一般偏小，水基工程液体在毛细管作用力下，进入井筒附近气层，含水饱和度增高，使气层气相相对渗透率下降，气层压力难以在测试时间内完全恢复达到平衡，导致测试压力偏小，在这类气层的压力系统研究中，应仔细的挑选高质量的压力资料。     

鄂尔多斯盆地临兴区块太原组致密砂岩黏土矿物特征及其对储层物性的影响

鄂尔多斯盆地临兴区块太原组致密砂岩自生黏土矿物含量较高,是影响储层物性的重要因素之一,但对黏土矿物特征及成因尚未系统研究,影响了优质储层刻画。通过岩心观察、薄片鉴定、X射线衍射、物性分析,明确黏土矿物的含量及形态特征,剖析其成因及与储层物性之间的相关性。结果表明,临兴区块太原组致密砂岩黏土矿物相对含量由高到低依次为伊利石、高岭石、绿泥石及伊/蒙混层,均呈充填式分布于粒间溶蚀孔隙或晶间微孔隙中,为热水蚀变成因。紫金山岩体影响黏土矿物的含量及分布,岩体附近伊利石、绿泥石及伊/蒙混层含量较高,而高岭石含量较低。伊利石、绿泥石及伊/蒙混层与储层物性呈负相关关系,高岭石与储层物性呈正相关。受黏土矿物影响,太原组物性相对较好的致密砂岩储层分布于研究区的东北及西南部,为下一步油气勘探开发的有利目标区。     

鄂尔多斯盆地北部上古生界致密砂岩储层测井地质评价

根据鄂尔多斯盆地北部上古生界致密砂岩沉积成岩组分和结构上的差异，对储层孔隙结构、物性、含气性和电性的控制作用，按岩性分类建立了上古生界储层的测井解释参数和有效厚度识别方法，避免了岩石骨架等参数的差异对测井响应造成的影响，提高了解释精度。     

临兴区块致密砂岩气储层损害机理及钻井液优化

致密砂岩气储层钻井过程中,钻井液入侵将造成严重的储层伤害难题。通过岩心分析技术、岩心流动实验等系统分析了临兴区块致密砂岩气储层主要损害机理,统计并分析了现场钻井液存在的技术难题,并优化出具有良好性能的致密砂岩气储层保护钻井液。研究结果表明,临兴区块致密砂岩气储层岩石具有中-粗砂状结构,胶结致密,孔喉细小,含敏感性黏土矿物,储层潜在严重的水锁伤害与中等偏强的水敏性及应力敏感性损害（临界压力为7.0 MPa）,潜在中等偏弱的速敏性（临界流速为0.75 mL/min）、盐敏性（临界矿化度为7500 mg/L）、碱敏性（临界pH值为10.0）及土酸敏感性损害;临兴区块主要存在储层损害、钻井液漏失、井眼垮塌、摩阻扭矩大与井眼清洁等钻井液技术难题。优化出的钻井液封堵性能良好,滤液表面张力低（23.3 mN·m-1）,能减少固相侵入,削弱水锁效应,提高岩石渗透率恢复值至91.3%,具有良好的储层保护性能。现场应用结果表明,该储层保护钻井液完全满足复杂井段或水平井段钻进的钻井液技术要求。      

鄂尔多斯盆地安边地区长8段致密砂岩储层特征及分类评价

阐明鄂尔多斯盆地安边地区长8段储层特征及分类,可为安边地区勘探开发提供基础地质依据。综合运用粒度分析、真空浸渍铸体薄片、扫描电子显微镜、压汞法、黏土矿物X?射线衍射法和常规物性分析,并结合岩心观察和测井资料进行宏观印证,结果表明：安边地区长8段储层砂岩类型主要为成熟度较低的细粒长石砂岩和岩屑砂岩;碳酸盐胶结物主要为铁方解石;黏土矿物填隙物中,长8₁亚段储层伊利石含量最高,而长8₂亚段储层主要为绿泥石;储集空间主要为残余粒间孔和长石溶孔;影响储层质量的破坏性成岩作用主要为压实及胶结作用,建设性成岩作用为溶蚀作用;物性统计结果表明长8段储层属于低孔低渗—特低渗储层。根据分类评价标准,将安边地区长8段储层分为4类,有利勘探开发区主要为I类及Ⅱ类储层,均呈北东—南西向长条带状展布,属于水下分流河道主体部位;其中长8₂亚段最优储层主要位于安边地区中部,长8₁亚段储层最优储层主要位于安边地区东部。     

利用地应力校正致密砂岩储层弹性参数方法

文章以川西地区三叠系致密砂岩储层为例,利用差应变实验测试及压裂法确定储层地应力大小,在考虑岩石热膨胀系数(β)基础上,提出了利用地应力校正致密砂岩弹性参数(杨氏模量及泊松比)的方法,同时与常规解释方法进行了对比。研究结果表明,利用常规方法所建立的致密砂岩储层泊松比动静态值转换关系可靠性较低;而杨氏模量的动静态值转换关系基本可靠。β对地应力的影响不容忽视,目的层致密砂岩β值取9×10^-6/℃时,所提出的预测模型可靠。通过本文方法对弹性参数进行校正后,弹性参数变化规律与地应力间具有更好的相符性。该方法相比常规方法而言,解释结果更为合理。本文所取得认识对指导非常规致密储层地应力场模拟、压裂设计及井网优化等方面均具有一定参考价值。     

联合高压压汞和核磁共振分类评价致密砂岩储层——以鄂尔多斯盆地临兴区块为例

致密砂岩气藏储层的孔渗关系通常都较差,沿用常规的储层分类方案难以满足该类储层分类评价的需要。为此,以鄂尔多斯盆地东缘临兴区块二叠系致密砂岩气藏为例,借助高压压汞、核磁共振和扫描电镜等多种手段,刻画致密砂岩储层微观结构,研究微观结构参数对宏观物性的控制作用,进而在此基础上开展致密砂岩储层分类评价。研究结果表明:(1)核磁共振能够识别不同大小的孔隙分布,高压压汞能够反映储层的孔喉配置关系及渗流能力;(2)两种手段刻画结果吻合较好,随T2谱右峰比例的增加,进汞曲线呈现下凹形、孔喉半径增大,孔隙类型由粒内溶蚀孔和晶间孔逐渐过渡为粒间孔和粒间溶蚀孔,储层品质变好;(3)微观孔隙结构控制储层物性及流体可动性,大孔的孔隙度和有效孔隙度的相关性最佳,大孔孔隙度可用于评价致密砂岩的储集能力;(4)高压压汞获得的孔喉半径R15与孔隙度、渗透率相关性最佳,可用于评价致密砂岩的渗流能力;(5)综合大孔孔隙度和R15将临兴区块致密砂岩储层分为4类,分类结果与现场试气结果吻合度较高。结论认为,高压压汞和核磁共振两种方法相结合,能够有效识别反映致密砂岩储集能力和渗流能力的关键参数,提高储层分类的可靠性和完整性;通过...     

鄂尔多斯盆地北部上古生界致密砂岩储层特征及其成因探讨

鄂尔多斯盆地北部上古生界致密砂岩储层具有:1)低孔、低渗、小孔隙、细喉道和渗透率对压力敏感;2)束缚水饱和度高、气水关系复杂;3)储集空间以溶孔和微孔为主、裂缝相对发育的特点。分析认为,上古生界砂岩储层致密的主要原因为古埋藏深度大、热演化程度高、晚成岩阶段的破坏性成岩作用强,热液活动进一步使储层致密化。     

鄂尔多斯盆地东缘临兴地区致密储层产出水赋存特征及开发启示

鄂尔多斯盆地东北缘临兴地区致密气储层测试产水问题突出,为了明确该区致密砂岩储层产水主要来源,从区域水文地质条件分析着手,通过地层产出水样分析实验、半渗隔板实验,分析了研究区地层水化学特征和赋存状态。结果表明:1)研究区致密砂岩储层产出水为成藏后地层内滞留水,产出水以地层内自由水和毛管水为主,受压裂沟通及生产压差影响产出;2)Ⅰ类高孔渗储层水以高可动水储层为主,是"避可动"的主要目标;Ⅱ类储层水主要以毛细管水为主,是"控转化"的主要目标;Ⅲ类储层水以毛管水、束缚水为主,是"限压裂"的主要目标。以上成果认识对盆地边缘低压、低饱和度致密气藏开发具有一定指导意义。     

鄂尔多斯盆地临兴气田盒八段封闭体系下富长石砂岩成岩滞留现象及效应

鄂尔多斯盆地临兴气田盒八段天然气地质储量占比大但储层物性较差,储层致密机理不清,制约着该层储量的有效动用。利用岩心分析资料,通过物性、成岩矿物、包裹体及孔隙演化等分析,对盒八段储层特征及致密成因开展了研究。研究表明：(1)临兴气田盒八段为辫状河三角洲平原分流河道砂岩,岩性具有中—粗粒、富长石和岩屑的特征,孔隙类型以次生溶孔和晶间微孔为主,平均孔隙度7.1%,平均渗透率0.38 mD,属特低孔超低渗储层;(2)盒八段储层具有较强压实、不充分溶解、普遍蚀变和较强自生黏土矿物、碳酸盐矿物胶结等特殊的成岩作用特征,孔隙演化计算显示早晚两期胶结减孔量可达5.7%,而溶蚀增孔量仅为4.5%;(3)盒八段砂岩在沉积后发生了封闭环境下的成岩滞留作用,主要表现为不充分溶解、较强蚀变和胶结,物性响应表现为“调孔降渗”,成岩滞留作用是盒八段储层致密化的主要地质因素。     

鄂尔多斯盆地临兴区块上古生界致密砂岩气藏成藏条件及主控因素

鄂尔多斯盆地东缘临兴区块上古生界致密砂岩气资源潜力巨大,多层系发育优质气层,预测致密砂岩气资源量超千亿方,但构造背景特殊、储层非均质性强,造成气-水分布规律复杂,成藏地质条件及主控因素复杂多变,勘探开发难度较大。立足于系统梳理临兴区块致密砂岩气藏成藏条件,从平面上沉积模式、垂向上的生-储-盖组合及其耦合关系、时空上的气-水分布规律和天然气成藏过程中的差异聚集特征入手,揭示研究区整体非均质性背景下的差异富集规律,指导鄂尔多斯东缘千亿方大气田的勘探及高效开发。明确了烃源岩-储层-输导体系的配置关系：煤系烃源岩有机质丰度高,生烃潜力好,为大气田的形成奠定了基础;断裂的适度发育纵向沟通了煤系烃源岩及海相障壁海岸-潮坪及陆相河流-浅水三角洲沉积体系的砂岩储层,纵向上构成了下部源内、中部近源和上部远源3套成藏组合。深化了储层致密化成因及致密砂岩气成岩-成藏耦合关系,指出致密砂岩气藏具有“先致密后成藏”的特征。剖析了致密砂岩气藏天然气运移聚集机制,认为烃源岩生烃形成的超压是天然气运移的主要动力。建立了充足气源条件下、不同构造区带的多层系准连续选择性成藏模式,提出致密砂岩气具有“烃源控潜、构造控区、微相控储、物性控藏”的特点。天然气在烃源岩大量持续生烃背景下,优先选择断裂适度发育,构造活动强度适中,有利砂体及高渗物性条件背景下聚集成藏。     

鄂尔多斯盆地西南部上古生界致密砂岩储层孔隙结构研究

利用场发射扫描电镜技术、CT扫描技术结合常规薄片、铸体薄片分析对鄂尔多斯盆地西南部上古生界山1、盒8段致密砂岩储层孔喉结构特征进行研究。研究表明,盆地西南部上古生界致密砂岩储层发育大量微米-纳米级孔隙,微米级孔隙包括残余粒间孔、粒内溶孔及晶间孔,纳米级孔隙包括粒内孔、黏土矿物晶间孔和微裂隙。通过CT扫描分析对盆地西南部上古生界致密储层孔隙结构进行三维重构,对储层孔喉在三维空间的分布及其连通性分析,结果表明,盆地西南部上古生界致密砂岩储层非均质性较强,连通孔隙主要受喉道均值半径的控制,只占总孔隙度的40%~70%。     

鄂尔多斯盆地西南部致密砂岩气成藏主控因素

鄂尔多斯盆地西南部上古生界砂岩储层整体较为致密,已获得工业气流,成为鄂尔多斯盆地致密砂岩气储量接替区。为了明确该盆地西南部致密砂岩天然气成藏的主控因素及规律,运用气源条件、源储空间配置和储层质量等单因素叠合分析方法进行综合研究。研究表明：盆地西南部上古生界气源强度满足形成致密砂岩气藏的成藏下限要求,与烃源岩空间配套的致密砂体宏观上控制气藏的位置和规模,致密砂岩内石英含量及其孔喉连通程度微观上控制致密砂岩气藏的富集程度,而气源条件、源储配置和储层质量三元补偿的最佳配置区为天然气的高产区。研究结果为盆地西南部致密砂岩气藏的勘探开发提供了科学依据。     

鄂尔多斯盆地北部上古生界致密砂岩气藏储层建模

鄂尔多斯盆地北部上古生界致密砂岩气藏普遍具有岩性致密、低孔、低渗的地质特征,其地球物理异常往往较为微弱,先验地质模型特征模糊、地球物理数据体约束性差,从而导致最终构建的储层地质模型不能充分体现致密砂岩气藏储层较强的非均质性特征。为了解决该区致密砂岩气藏储层建模中遇到的实际问题,提出了将地质研究和地震数据信息充分结合起来的储层模型构建方案。在该方案中,在储层地质研究的基础上构建储层地质知识库,量化先验地质认识;通过地震属性优化和储层地震反演,构建对储层参数较为敏感的地震约束信息库;通过精细速度模型构建,将时间域和深度域的数据信息很好地进行匹配;通过构造建模、沉积相/岩相建模、相控下的连续型储层参数建模,建立起完备的致密砂岩储层地质模型。通过该方案在大牛地气田致密砂岩气藏储层建模中的实施和应用,证实了该方案的有效性。     

鄂尔多斯盆地杭锦旗西部山西组致密砂岩储层特征及物性控制因素

鄂尔多斯盆地杭锦旗西部地区是近几年天然气勘探与开发的重点区域。山西组上部砂岩为主要含气层,下部煤层为主要气源岩,具有储层致密、非均质性强的特征。目前针对杭锦旗西部地区山西组储层特征及有效储层成因尚缺乏系统研究,制约了该地区后期油气勘探进程。综合利用钻测井、岩心资料、岩石铸体薄片、扫描电镜、物性测试及压汞等多种分析测试资料,系统分析了杭锦旗西部地区山西组储层的岩石学、物性及成岩作用等特征,在此基础上明确了其优势储层成因。结果表明：优势储层主要分布在心滩和河道砂体,以砂砾岩和中粗砂岩为主;储集空间以粒间孔为主,渗透率主要分布于（0.2～2.4）×10-3μm2之间,属于低—特低渗储层,孔喉组合关系以细孔—中小喉为主,微裂缝较发育;储层整体成岩作用较为复杂,包括压实、胶结、交代蚀变和溶蚀作用,储层整体处于中成岩B期;优势储层主要为粒间孔隙,主要受控于沉积作用,溶蚀孔的发育也是储层物性得以改善的主要原因,受到沉积作用、成岩作用的双重控制。     

鄂尔多斯盆地华庆地区长8致密砂岩储层特征及其成因

鄂尔多斯盆地华庆地区长8段砂岩为一套典型的低孔、低渗到特低孔、特低渗的储层,平均孔隙度为8.27%,平均渗透率为0.51×10^-3 μm²,主要孔隙类型为剩余粒间孔隙,孔隙结构以小型小孔喉和微型小孔喉为主。长8致密砂岩储层经历了压实、胶结、溶解等复杂的成岩作用,其中压实和胶结等破坏性成岩作用使储层的原生孔隙大大减少,且长8储层在镜下发现沥青充填孔隙,降低了储层的物性,导致储层致密。成岩作用对储层的致密化起决定性作用,沉积环境是控制致密砂岩储层形成的基本因素,三角洲前缘砂体中的水下分流河道砂体物性最好;主砂体展布带内中心部位物性好,向两边逐渐变差。随着填隙物含量的增加,储层物性逐渐变差。     

鄂尔多斯盆地临兴地区上古生界致密气成藏特征及物理模拟

鄂尔多斯盆地临兴地区上古生界致密砂岩气藏资源勘探潜力巨大,但是成藏规律及运移方式较为模糊。基于构造、沉积相和砂体展布特征,临兴地区上古生界源-储组合关系可分为源内、近源和远源3种类型。利用岩石热解、热成熟度测定、岩心描述、薄片鉴定、扫描电镜观察,物性分析以及地震和测井等资料,对烃源岩、储层、充注动力及断裂的发育进行分析。结果表明:临兴地区发育煤、炭质泥岩和暗色泥岩3套烃源岩,干酪根类型为Ⅲ和Ⅱ₂型,有机质丰度较高,普遍进入成熟-高成熟阶段,生气潜力较大;储层岩石类型以成熟度中等的长石岩屑砂岩为主,非均质性强,孔喉类型多样,包括原生粒间孔、溶解粒间孔、溶解粒内孔、晶间孔和微裂缝。物性以低孔-低渗为主,平均孔隙度为6.81%,平均渗透率为0.610×10^-3μm²,属于典型致密储层;地层超压普遍发育,气体膨胀力是源内、近源组合成藏的关键动力;断裂十分发育,既可为天然气垂向充注至远源组合提供运移通道,又能改善储层品质,提高天然气横向运移能力。在此基础上,对建立起的成藏模式进行物理模拟实验,发现储层非均质性及断裂的发育是影响气水...