岩屑显微硬度法确定地层力学参数

介绍了利用井场岩屑实时确定地层力学性质的新方法-岩屑显微硬度法。通过室内实验优化了压模尺寸，并制定了标准实验程序。在大量室内实验的基础上，建立了岩石力学性质参数如弹性模量、泊松比、抗压强度、可钻性级值与岩屑显微硬度、塑性系数的相关关系，为实时评价探井地层井壁稳定性提供了一种新方法。     

鄂尔多斯盆地中东部太原组灰岩成藏地质条件分析

鄂尔多斯地台古生代以陆表海和海陆过渡相沉积为主,寒武系、奥陶系及下二叠统太原组普遍发育碳酸盐岩,海相碳酸盐岩往往具有发育时期老、埋藏深、后期成岩作用改造强等特点,使其成藏地质条件更加复杂.以上古生界二叠系太原组为例,综合运用岩心观察、物性分析、地震属性等资料,对盆地中东部二叠系太原组灰岩成藏地质条件进行研究.结果表明,...     

鄂尔多斯盆地二叠系太原组致密灰岩储层特征及主控因素

鄂尔多斯盆地二叠系太原组发育一套致密灰岩储层,近年来风险勘探取得重大突破,成为天然气勘探关注的重点领域。通过野外露头、岩心观察、薄片鉴定、扫描电镜和稳定碳、氧同位素等分析测试,开展岩石学、储集空间、储层物性及微观特征研究,系统分析了致密灰岩储层发育特征及有利储层控制因素。研究认为：太原组可作为良好储集层的岩石类型为生屑粉晶灰岩、生屑泥晶灰岩、藻黏结灰岩,储集空间主要为溶孔、残余生物体腔孔、晶间孔及微裂缝,储层平均孔隙度为2.1%,平均渗透率为0.22×10^-3μm²,属于低孔、低渗储层。太原组灰岩有利储层形成受多种因素控制,其中生屑滩、生物丘有利沉积微相是储层形成的物质基础,决定了储集空间类型及平面大面积分布;高频旋回控制下的准同生岩溶作用有利于溶蚀孔的形成,能有效改善储层的储集性能,为厚层灰岩储层的发育创造了条件;裂缝对改善致密灰岩储层渗流能力具有至关重要的作用。研究成果为鄂尔多斯盆地太原组灰岩的下一步勘探指明了方向,同时,也对华北地台生物碎屑灰岩储层研究及勘探目标优选具有重要借鉴意义。     

基于岩石力学特性的钻井液优选研究——以鄂尔多斯盆地长7页岩地层为例

钻井液稳定井壁性能是决定页岩地层能否安全高效钻进的基础,常规评价方法主要针对钻井液化学性能,但页岩井壁垮塌的本质是力学失稳。基于此,通过硬度、抗压强度等多项岩石力学参数对钻井液进行优选,与常规钻井液性能评价方法相比,本方法可实现钻井液保持页岩力学强度及井壁稳定性的量化评价,更具有现场应用价值。钻井液与页岩接触,水相介质进入页岩,与内部黏土发生水化作用,导致页岩硬度与抗压强度均出现明显下降,造成井壁失稳;同时,钻井液作用48 h后的页岩地层坍塌压力当量密度增加了0.43 g/cm³,增加了井壁失稳的可能性,使安全密度窗口大幅变窄,不利于安全钻进。通过对比优化后的钻井液对目标页岩地层硬度、抗压强度和坍塌压力的影响程度,优选出具有良好效果的钻井液体系,为研究区及其他地区同类地层的钻井液优选提供依据。     

鄂尔多斯盆地东缘临兴地区太原组桥头砂岩层序地层及沉积特征

鄂尔多斯盆地东缘临兴地区太原组桥头砂岩的沉积特征及其在层序格架中的位置,决定了储层类型和圈闭范围的评价。结合地震、测井、露头和岩心资料,通过层序界面和海泛面的识别,将太原组划分为1个完整的长期旋回（LSC1）和4个完整的中期旋回（MSC1,MSC2,MSC3,MSC4）。其中桥头砂岩位于MSC1下降半旋回中,以粗粒和中-粗粒的石英砂岩为主;粒度概率累积曲线呈典型双向水流特征;岩心见典型潮汐水流沉积构造,发育羽状、块状、粒序和复合层理等;剖面上砂体呈透镜状,平面上呈平行岸线条带状分布特征。综合分析认为桥头砂岩为潮汐水道及障壁砂坝沉积,属海相成因优质储层。该砂体呈北东-南西平行岸线方向分布,气井钻遇砂体均见高产气流。圈闭范围受砂体边界控制,呈现岩性圈闭的特征。太原组桥头砂岩层序划分和沉积特征的研究,对临兴地区和鄂尔多斯盆地东缘致密气的勘探开发具有指导意义。     

承包商视角下水基钻井岩屑处理资源化方案比选——以川渝地区为例

天然气作为一种清洁能源是实现碳达峰、碳中和的现实路径,加大天然气的开发利用必然要钻打更多的生产井,并将产出大量废弃泥浆和岩屑。以川渝地区为例,从承包商视角对水基钻井液钻井过程中产生的水基钻井岩屑的处理方案进行研究,以经济最优化为目标,对比分析固化混拌制砖工艺和破胶压滤制砖工艺两种水基钻井岩屑处理资源化方案的经济性。固化混拌制砖工艺中,破胶剂加入量为11 kg/ m³,破胶处理后固化剂的加量优选为待处理水基钻井岩屑质量的10%;破胶压滤制砖工艺中,破胶剂加入量为19 kg/ m³,在0.8 MPa压力下进行压滤。对固化混拌制砖工艺和破胶压滤制砖工艺两种方案进行主要成本计算结果表明,当承包商的工程处理量>2 100 m³时,采用破胶压滤制砖工艺方案更具优势,反之固化混拌制砖工艺方案更优。     

基于粒径分类的致密砂岩力学特性及破坏特征研究——以鄂尔多斯盆地二叠系下石盒子组为例

鄂尔多斯盆地二叠系下石盒子组致密砂岩具有物性差、地层压力异常、隔夹层发育等工程地质特征,储层压裂改造力学参数的选取及其破坏特征对油气田实现效益开采具有重要意义。针对下石盒子组致密砂岩,以平行试验为设计思路,开展抗张强度测试及模拟原地状态下的高温高压三轴力学试验,在粒径分类基础上,探索致密砂岩力学特性和变形破坏特征。该区下石盒子组致密砂岩可分为中—细粒岩屑砂岩、粗粒岩屑砂岩以及巨—粗粒岩屑砂岩,粒径越粗则物性越好,其石英含量越高则黏土含量越低;随着粒径由细至粗,力学强度和弹性参数逐渐减小,岩石抵抗变形以及保持结构完整性的能力降低,力学试验变形破坏呈脆性向基质混合型过渡的特征。在相同的地应力及施工作业条件下,岩石类型不同则储层压裂难易及改造效果均有差别,需根据地层实际情况选用不同的工程力学参数。     

烃源岩TOC计算模型——以鄂尔多斯盆地太原组—山西组为例

多年来,国内外学者不断致力于常规与非常规油气资源烃源岩的评价与研究,烃源岩评价离不开有机质的类型、丰度、成熟度和厚度的研究。对于有机质丰度的研究关键参数是总有机碳含量（TOC）的计算。利用测井资料可以先定性后定量评价烃源岩,富含有机质的烃源岩,在常规测井曲线上表现为：高放射性强度、低补偿密度（DEN）、高声波时差（AC）、高补偿中子（CNL）、高电阻率（Rt）等特征。研究综合了鄂尔多斯盆地二叠系太原组—山西组烃源岩自然伽马能谱测井测量的钍（Th）、铀（U）和AC、Rt曲线,提出以Th/U结合△LogR模型为基础,根据多元回归研究方法确定TOC的计算模型。利用该模型对Y88井太原组—山西组的TOC进行了计算,并对其计算结果和岩心分析进行了对比,结果显示绝对误差大部分低于0.5。将该模型推广应用到其他井数据中,处理结果在误差允许的范围内,该模型具有较强的适用性和可靠性。     

致密砂岩气藏水平井测井评价——以鄂尔多斯盆地大牛地气田X井区为例

致密气藏中有相当一部分水平井测井系列少、评价难度大,如何利用有限的测井资料有效开展水平井测井评价,对气藏高效开发具有重要意义。以鄂尔多斯盆地大牛地气田X井区为例,结合地质和生产动态等资料,利用水平井仅有的随钻伽马测井和气测录井资料开展测井评价研究,形成了基于伽马峰值和全烃有效指示因子的双参数水平井产能评价方法,有效提高了水平井产能评价精度,为同类气藏水平井测井评价提供了借鉴。研究认为,基于随钻伽马峰值分析能够有效对储层进行评价,大牛地X井区山西组和下石盒子组高产井目的层段随钻伽马值的分布均表现出了明显的单峰特征,而低产井则表现为双峰或不具有明显的峰值特征,主要与水平井钻遇砂体的稳定性有关。利用X井区气测录井资料,构建了基于全烃有效指示因子用于评价单井产能,并建立了山西组和下石盒子组水平井经济产能的气测录井指标。综合上述两种方法,形成双参数水平井产能评价方法,准确评价了X井区水平井单井产能。     

海陆过渡相页岩力学特征及破坏模式——以鄂尔多斯盆地东缘二叠系山西组为例

鄂尔多斯盆地东缘二叠系山西组是目前中国页岩气勘探开发的重要接替层位,研究储层页岩力学破坏特征是页岩地质精细评价和后续压裂施工方案制定的基础内容。在对山西组页岩样品开展矿物组成分析、沉积构造特征描述、岩石力学测试的基础上,明确了主要岩相类型及其力学特征,分析了储层岩石力学破坏特征的影响因素。结果表明：山西组页岩主要矿物为石英和黏土质矿物,可划分为硅质页岩、硅质黏土质页岩和黏土质页岩,储层页岩具有力学强度变化范围大、整体低值的特点。受控于岩相的影响,硅质页岩和硅质黏土质页岩力学强度和弹性模量强于黏土质页岩。纹层、充填裂纹以及生物碎屑等结构和构造,增大了力学非均质性,也容易影响裂缝的传播路径。巴西圆盘劈裂实验表明山西组页岩纹层和泥质条带对裂缝具有极强的捕获作用,容易导致裂缝沿着纹层和泥质条带扩展。围压降低了页岩的脆性,使页岩由劈裂破坏转换为剪切破坏,并伴随着充填裂纹和泥质条带的破坏,呈现出破坏形态由沉积构造和围压双重控制的模式,复杂的破坏模式有利于减弱页岩气开发过程中储层裂缝网络渗透率的应力敏感性。研究成果为后续水平井布井选层和压裂施工方案制定提供了借鉴。     

致密砂岩脆性指数测井评价方法 ——以鄂尔多斯盆地陇东地区长7段致密砂岩储集层为例

岩石的脆性指数是致密砂岩油气体积压裂设计中应考虑的重要因素之一。通过对岩石弹性参数法和矿物成分法两种脆性指数测井评价方法的分析,并应用岩石力学实验和全岩X衍射分析实验标定,建立了应用常规测井的多矿物模型确定致密砂岩脆性指数的方法。对鄂尔多斯盆地陇东地区长7段致密砂岩储集层实际资料处理结果表明,应用常规测井资料对岩石脆性指数进行评价,可以弥补由于阵列声波（或声波扫描）测井采集井数较少难以开展岩石脆性指数平面分布研究的不足,为致密砂岩油气“甜点”优选提供技术支持。     

湖盆细粒沉积特征与富有机质页岩分布模式——以鄂尔多斯盆地延长组长7油层组为例

基于对细粒沉积学发展趋势的分析,指出完善针对性的研究方法、重建古沉积环境、建立细粒沉积岩分类体系与成因模式是目前学科研究的前沿。以鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7油层组为例,应用岩心描述、薄片观察、X衍射、地球化学测试、有机碳测井定量计算等方法研究湖盆细粒沉积体系分布规律及主控因素。长7油层组富有机质页岩以湖侵—水体分层沉积模式为主。"沉积相带、水体深度、缺氧环境、湖流"是富有机质页岩形成与分布的主控因素。长73沉积期快速湖侵,湖水深度和范围急剧增加,湖泊表层水体与下层水体由于温度差异导致循环受阻,形成了深湖区大面积的缺氧环境,有利于富有机质页岩的大规模发育。远离三角洲前缘的宁静深湖区,富有机质页岩发育,有机碳含量高,干酪根以Ⅰ型为主;发育砂质碎屑流的深湖区,富有机质页岩与砂岩互层,富有机质页岩有机碳含量高,干酪根以Ⅰ—Ⅱ1型为主;邻近三角洲前缘的半深湖区,波状—块状粉砂质泥岩发育,干酪根以Ⅱ型为主。图7表2参42     

湖盆深水区细粒沉积成因研究进展——以鄂尔多斯盆地延长组为例

对于以中新生代陆相湖盆勘探为主的中国,随着勘探领域由湖盆的浅水区转向深水区,打破了深水区为油气勘探禁区的观念。而深水细粒沉积的研究程度低,早期大多集中于烃源岩生油潜力分析。为了更好地认识深水区细粒沉积类型及成因,为非常规油气勘探提供指导,该文以鄂尔多斯盆地延长组为例,在调研大量文献资料的基础上,结合现代分析测试技术,对深水区的沉积相及岩石沉积成因进行了研究。主要探讨了深水原地沉积、凝灰岩、深部热液、远端浊积岩、放射性铀等的特征及成因,认为岩矿分析、地球化学分析是研究细粒沉积的主要手段,而纳米技术将是当前和今后的重要研究方法。深水区细粒沉积中发育一定量的孔隙,且由于其紧邻烃源岩,很容易聚集成藏,今后可作为重要的油气勘探对象之一。     

利用地震正演模拟方法研究地层结构——以鄂尔多斯盆地合水地区延长组三段为例

地层结构研究是开展地层等时对比、储层精细表征的前提。为了明确鄂尔多斯盆地合水地区延长组三段的地层结构特征,采用了地震正演模拟方法。首先,基于前积地震反射结构,设计三种地层结构概念模型,即等厚尖灭式、底部地层减薄式和地层等比例减薄式;然后开展地震正演模拟,总结不同地层结构的波形响应差异;最后将正演模拟结果与实际地震剖面进行对比、分析。结果表明,前两种样式均呈现与实际地震剖面相似的前积地震反射结构,可作为研究区的潜在地层结构样式。结合测井响应特征,认为研究区地层结构为底部地层减薄式。该方法可为其他相似研究区提供借鉴。     

厚层生物碎屑灰岩油藏隔夹层特征及成因——以中东地区M油田白垩系Mishrif组为例

中东地区M油田白垩系Mishrif组厚层生物碎屑灰岩油藏存在层间产液不均衡、储量动用程度低等开发矛盾.为深化碳酸盐岩油藏内部非均质性认识,基于岩心与岩石薄片、测井资料和孔隙度、渗透率、压汞实验等测试资料分析,对Mishrif组隔夹层的类型、成因及展布规律进行研究.Mishrif组发育沉积型、成岩型和成煤型3类隔夹层,包...     

鄂尔多斯盆地延长组7油层组湖盆远端重力流沉积与深水油气勘探——以城页水平井区长73小层为例

鄂尔多斯盆地长7₃小层远端重力流沉积体是盆地深水油气勘探的重要目标,但对其沉积规模、空间展布规律认识不清,导致水平井的砂体钻遇率低、勘探风险高。利用城页1井导眼井、城页1水平井和城页2水平井的岩心、钻井、录井及测井资料,对城页水平井区长7₃小层远端重力流的沉积类型、分布特征、砂体结构、沉积过程以及沉积模式进行研究。长7₃小层深水沉积体系发育滑动-滑塌、砂质碎屑流、浊流和深湖相泥质4种沉积类型。砂体以断续分布的砂质碎屑流舌状体为主,单期厚度为0.6~2.5 m。砂体在顺物源方向（NE向）厚度稳定、延续性好,长度可达800 m;在垂直物源方向（NW向）上延续长度多小于150 m,并发生突然尖灭。湖盆西南缘三角洲前缘沉积物的失稳滑脱和搬运形成了城页水平井区的重力流沉积,滑脱体搬运过程中主要经历滑动、滑塌、砂质碎屑流和浊流4个阶段,砂质碎屑流分离体远距离搬运,在湖盆中央整体凝结,形成远端重力流砂体,滑动-滑塌与浊流沉积是砂质碎屑流分离体与湖底、湖水作用的产物。湖盆远端重力流砂体结构受控于三角洲前缘重力流事件的发生频率与单期规模,孤立型砂体形成于发生频率低且单期规模较大的重力流事件;连续叠加型砂体形成于发生频率高但单期规模较小的重力流事件;间隔叠加型重力流砂体为前两者的过渡沉积。湖盆远端砂质碎屑流砂体和深湖相黑色页岩是城页水平井区长7₃小层深水油气勘探的有利对象,沿B522井、C81井和C121井NE向展布的长7₃小层细砂岩发育带是勘探"甜点"区,长7₃小层下砂层组是"甜点"层段,顺物源方向为有利的水平钻井方向。     

陆相源内非常规石油甜点优选与水平井立体开发技术实践——以鄂尔多斯盆地延长组7段为例

鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段(长7段)是一套典型的陆相湖盆沉积,整体以深色泥页岩的生油岩系为主,中—上段发育多套砂泥互层的细粒含油薄砂,该套页岩层系储层纵、横向沉积非均质性强,且盆地本身具有低压特征,以单套油层为对象进行开发时,表现出储层动用程度低、采收率低、单井递减快、开发成本高的问题,开发难度大。通过多年研究和开发实践,形成了针对长7段页岩层系平面小规模、垂向多套发育的细粒砂岩储层的优选方法,并提出了以平台为单元,"大井丛立体开发"的布署动用理念,构建了"大井丛立体布井、三维水平井钻井、集成压裂"等系列陆相源内非常规石油开发技术。针对长7段页岩层系储层甜点的地质特征,对砂体几何形态、空间分布、脆性指数和裂缝分布进行立体刻画,实现地质—工程一体化甜点评价,同时开展平面、纵向和水平段立体优选;基于优选结果,以实现甜点的空间最大体积控制和经济动用为目的,开展立体式大井丛布井;通过三维水平井钻井技术实现井丛防碰和大偏移距施工,优质快速完井;根据钻遇砂体的地质—工程特征,结合储层渗吸和低压特点,采用集成压裂模式,由传统单一压裂向"造缝、补能、驱油"三位一体升级;同时,平台一体化管理提高工作和...     

流动带指数在中低渗灰岩渗透率解释上的应用--以中东F油田白垩系Mishrif组为例

针对无法用现有资料区分碳酸盐岩不同沉积成岩相的情况,本文采用了流动带指数(FZI)理论划分岩石类型以解释中低渗灰岩储层的测井渗透率。先从岩心标准柱样塞常规物性分析资料入手,以岩心样本为分析对象用FZI指数划分岩石类型,并拟合各类型的渗透率计算公式。再以孔隙度解释曲线等测井资料为基础,将关系式推广到非取心段,从而完成整个目的层段的渗透率测井解释。结果表明,在中东F油田白垩系Mishrif组灰岩中,该方法得到的渗透率与岩心实测渗透率之间的差异较小,在非取心段渗透率曲线的连续性好,取得了良好的解释效果。该方法能够有效解决中低渗灰岩储层的渗透率解释,对相似油田具有借鉴意义。     

超深层灰岩孔隙-微孔隙特征与成因——以塔里木盆地顺南7井和顺托1井一间房组灰岩为例

超深层条件下灰岩是否具有有效储集空间,储层成因与储集性能如何等问题是深层-超深层油气勘探领域关注的课题之一。以塔里木盆地顺南7井、顺托1井一间房组灰岩为例,通过岩心观察、计算机断层扫描、薄片与阴极发光分析、扫描电镜等分析手段描述超深层灰岩的孔隙、微孔隙发育特征并探讨其成因。一间房组下段藻灰岩（以顺南7井为代表）孔隙以窗格孔、遮蔽孔为主要类型,其为沉积-成岩早期孔隙海水的胶结残余;微孔隙为分布于藻粒屑内部的方解石晶间微孔,其形成可能受重结晶作用与原始有机质演化的共同控制。一间房组上段生物粘结岩（以顺托1井为代表）孔隙以生物壳铸模孔、硅球与自形方解石集合体内部晶间孔隙为主要类型,微孔隙主要为生物体腔微孔、方解石重结晶形成的晶间微孔、灰岩基质中自形石英晶面微孔。成岩早期的热液流体改造可能是顺托1井生物粘结岩孔隙、微孔隙的主要成因,早期液态烃类充注对孔隙、微孔隙保存具有重要意义。由此表明,不同钻井不同结构特征灰岩的孔隙-微孔隙发育特征与成因不同,并进一步导致了灰岩储层发育与分布的控制因素存在差异。     

高分辨率层序地层学的应用——以鄂尔多斯盆地榆林长北气田山西组2段为例

以高分辨率层序地层学原理为指导,利用测井、钻井和野外露头剖面等资料,对鄂尔多斯盆地榆林长北气田山西组2段不同级次基准面旋回进行了详细划分,将山西组2段划分为1个长期、2个中期和5个短期基准面旋回.短期基准面旋回细分为两大类5种结构;中期基准面细分为两大类3种结构;长期基准面旋回为不完全对称型结构,区域分布较稳定.分析了不同级别的基准面旋回叠加式样与沉积相展布、演化规律之间的关系,中期基准面旋回上升半旋回开始阶段是辫状河三角洲河道砂体连续叠置形成巨厚砂体时期,洪泛面期及下降半旋回为细粒沉积物发育期.连续叠置的主水道和分支水道砂体形成了有利储层发育区,水下分流河道砂体与河口坝砂体构成了较好储层发育区.