致密砂岩气非达西渗流规律与机制实验研究——以四川盆地须家河组为例

尽管经典渗流力学提出了达西定律存在适用的速度下限,但是没有明确低速状态下非达西渗流规律。选取了四川盆地须家河组7组致密砂岩气样品进行渗流物理模拟实验,每个样品测定10~15个渗流数据点,最高注气压力为10MPa,并始终保持环压高于注入压力2~3MPa,以确保气体是沿致密砂岩孔隙流动而不会沿着岩心与加持器内壁发生串流。实验模拟了气体在致密砂岩中的完整运移过程,有效探索了致密气渗流机制,提出致密砂岩气渗流具备极低速非线性渗流、低速非线性渗流和低速线性渗流3个阶段,以及具备复合型、下凹型、上凸型和直线型4种渗流曲线模式的新认识。     

四川盆地致密砂岩储层测井评价方法

四川盆地陆相碎屑岩地层埋藏深、岩性致密,为典型的低孔、低渗储层。针对其储层岩性复杂、测井环境影响因素较多、储层评价较困难等问题,利用岩心实验、物性分析、薄片鉴定、FMI成像及核磁共振等资料,结合测试资料,与测井信息建立转换关系,研究致密砂岩储层的孔隙度等参数计算方法;利用核磁测井对储层质量进行综合评价,在致密砂岩储层的有效性评价和孔径分析的过程中起到了较好的作用,并建立了陆相致密砂岩储层测井评价方法。该方法的解释结果与现场测试结果相符合。     

巴喀气藏特征与吐哈盆地致密砂岩气勘探前景

通过分析吐哈盆地已发现的典型致密砂岩气藏——巴喀气藏的成藏特征认为,主要控藏要素有：水西沟群煤系地层源、储互层,储层致密,基质孔隙储气,气层厚度大、连片广,以及＂甜点＂与构造裂缝和沉积微相密切相关等。类比、总结盆地致密砂岩气区域成藏地质条件,普遍具有烃源岩条件优越,发育与煤系源岩间互的大型沉积砂体,凹陷主体区持续沉降、烃源岩持续演化排烃等有利于源内大型致密砂岩气藏形成的有利条件。吐哈盆地北部山前带和胜北-丘东-小草湖洼陷的斜坡区具备千亿方规模的天然气勘探潜力。     

四川盆地陆相致密砂岩气勘探潜力与发展方向

为了明确四川盆地陆相致密砂岩气(以下简称致密气)的勘探开发潜力以及下一步的发展方向,基于丰富的勘探开发资料,系统开展了该盆地陆相致密砂岩含油气地质条件研究。研究结果表明:(1)四川盆地致密气主要分布在侏罗系沙溪庙组和上三叠统须家河组,具有烃源条件优、储层分布广、通源断裂发育、古今构造有利、埋藏深度浅、纵向多层含气、天然气品质优等特点;(2)优选出了川中核心建产区,川西北、川西南加快评价区和川东、川南接替评价区等5个有利区带,有利区可工作面积达7.2×10⁴ km~2、致密气地质资源量达6.9×10¹² m~3,为四川盆地致密气规模增储上产奠定了坚实的资源基础;(3)通过近几年的快速发展,在地质工程一体化和勘探开发一体化思路的指导下,中国石油西南油气田公司(以下简称西南油气田)形成了地质评价、钻完井、储层改造、高产井培育等较为成熟、可以复制的致密气勘探开发主体技术,为四川盆地致密气增储上产提供了技术保障。结论认为,四川盆地陆相致密气已经迎来了加快发展的新时期,"十四五"期间西南油气田将新增致密气储量1×10¹² m~3、建...     

四川盆地中国石化探区须家河组致密砂岩气勘探开发进展与攻关方向

四川盆地须家河组致密砂岩气的勘探取得了丰硕的成果,但是气藏整体表现为"储层致密、大面积含气、局部富集"的特点,开发生产中普遍呈现出储量丰度低、普遍产水和裂缝控产等特征,储量动用难度大.近年来,以有效建产和高效勘探为主要目标,应用地质-工程一体化的思路,开展了四川盆地中国石化探区须家河组的新一轮勘探开发攻关研究,在基础地...     

四川盆地沙溪庙组河道致密砂岩开发工程关键技术进展及发展方向

四川盆地致密气总地质资源量为5.8 × 10¹² m³,居全国第二,其中金秋气田沙溪庙组致密气是勘探开发最重要的层系之一,但该气田储层埋深浅,上部地层钻井造浆能力强,储层由23期河道叠置发育具有物性、岩石力学及地应力差异大的特征,部分井区储层能量较弱。针对这些开发难点 在钻井方面通过开展浅层三维水平井轨迹设计与控制技术和以强化参数为主的钻井提速技术研究,形成了多河道浅埋深三维水平井钻井技术;在压裂方面通过研发低温全金属可溶桥塞和高强度、低伤害压裂液体系、优化水平井多缝压裂工艺,形成了高强度低伤害多缝压裂技术;在采气方面通过开展返排与出砂规律特征研究,形成了射流泵助排工艺和井下节流技术。通过这些技术的现场应用,沙溪庙组致密气藏钻井周期缩短至最低8. 08 d,井均测试产量由5. 01 × 10⁴ m³ /d 提高至46. 75 ×10⁴ m³ /d,同时表明在井身结构优化及小井眼钻完井配套技术、全生命周期智能采气技术方面还需进一步探索。     

四川盆地合川地区致密砂岩气藏特征与分布预测

四川盆地合川地区须二段气藏具有低孔、特低渗的特点,属于典型的致密砂岩气藏。盆地模拟结果显示:须二段经历了快速埋深、抬升、再埋深和再抬升4个阶段;在白垩纪之前须二段已完成压实成岩阶段;其下须一段开始生气时间为侏罗纪末,大量生气时间为白垩纪,进入新生代后不再生气;主要成藏期为白垩纪中后期,即天然气主要成藏事件发生在砂岩致密之后。根据先致密、后成藏的地质模型和致密砂岩气藏非浮力驱动的特点,建立数值模型,并采用该模型定量模拟致密砂岩气资源丰度的分布,模拟结果发现:在已发现的合川1块和潼南2块,预测结果符合率达到88%,说明预测模型是合理的;该区还有约一半的天然气资源未发现,主要分布在合川东北部、潼南北部和东南部。     

吐哈盆地致密砂岩气勘探前景与关键问题讨论

吐哈盆地北部山前带柯柯亚地区的巴喀下侏罗统气藏具有储层致密、基质孔隙储气、气层厚度大、连片广、"甜点"与构造裂缝和沉积微相密切相关等致密砂岩气典型特征。吐哈聚煤盆地烃源岩条件优越,发育与煤系源岩间互的大型沉积砂体,台北凹陷主体持续沉降,烃源岩持续演化排烃,有利于源内大型致密砂岩气藏的形成。进一步总结认识致密砂岩气高产富集规律,整体评价全盆地致密砂岩气资源潜力,攻关突破"甜点"预测描述技术,是下一步勘探需要解决的关键问题。     

致密砂岩气地震预测关键技术及效果

致密砂岩气属于典型的非常规油气藏,储层具有低孔、低渗特征,有效砂岩储层薄且含气后与围岩的波阻抗差异小,地震响应弱。研究区成藏主控因素为砂岩厚度、物性及含气性,据此针对性开展地震预测的关键技术研究。首先利用测井资料纵向分辨率高及地震资料横向连续性好的优势,开展地质统计学随机模拟反演,精细雕刻砂岩分布;然后根据纯砂岩纵波阻抗与孔隙度的数学关系,开展两步法定量预测砂岩孔隙度,进而预测有利储层分布规律;最后通过岩石物理分析优选泊松比作为识别气、水的敏感弹性参数,基于保真保幅的地震资料进行叠前弹性反演,预测含气富集区。该方法在苏里格SX区块应用取得了良好的效果,有效指导了井位部署。     

四川盆地中侏罗统沙溪庙组天然气地球化学特征及成因

四川盆地中侏罗统沙溪庙组是低油价形势下四川盆地天然气勘探的重要领域,但盆地内不同地区天然气来源尚不明确,影响下一步勘探部署决策,为此开展侏罗系沙溪庙组天然气地球化学特征及成因研究。结果表明：①沙溪庙组天然气属于干酪根降解气,甲烷含量>84%,含少量乙烷、丙烷等烃类气体及少量的氮气、二氧化碳等非烃气体,不含硫化氢,不同区域的天然气成熟度存在差别;②天然气δ¹³C₁值为-39.2‰~-31.2‰、δ¹³C₂值为-32.8‰~-22.3‰、δ¹³C₃值为 -28.7‰~-19.5‰,天然气碳同位素未发生倒转,川西地区为煤成气,川中地区为油型气,川东地区为煤成气和油型气混合气,以油型气为主;③不同区域天然气δ¹³C₁值、δ¹³C₂值的差异,与其来源于不同类型烃源岩贡献比例大小有关。川西、川西南地区主力烃源岩为须五段煤系烃源岩,川中地区为下侏罗统湖相烃源岩,川东地区天然气来源于须五段和下侏罗统烃源岩。研究结果对四川盆地侏罗系沙溪庙组下一步天然气勘探部署决策具有重要的指导意义。     

四川盆地中泥盆统和中二叠统天然气地球化学特征及成因

中泥盆统和中二叠统是近年四川盆地天然气勘探获得重大突破的领域,但其天然气来源尚不明确,影响下一步勘探部署决策。开展了中泥盆统和中二叠统天然气地球化学、储层沥青及烃源岩生物标志物等特征的综合研究。结果表明:①中泥盆统和中二叠统天然气均属于二次裂解的干气,甲烷含量>86%,含少量乙烷、丙烷等烃类气体及少量的氮气、二氧化碳、硫化氢等非烃气体,不同区域的天然气成熟度存在差别;②天然气的δ13C1值为-35.7‰^-27.3‰、δ13C2值为-38.7‰^-26.6‰、δ13C3值为-37‰^-26.5‰、δ2HCH4值为-141‰^-125‰、δ2HC2H6值为-164‰^-112‰,为腐泥型气和以腐泥型为主的混合型气;③不同区域天然气δ13C1值、δ13C2值和δ2HCH4值的差异,与其来源于不同时代烃源岩贡献比例大小有关。川西北地区双鱼石构造中泥盆统和中二叠统、川西南部地区中二叠统、川中古隆起中二叠统天然气主要源于寒武系筇竹寺组和中下二叠统烃源岩,川西南部中上二叠统火山岩天然气主要源于筇竹寺组烃源岩,川西北地区河湾场构造、川东地区和川南地区中二叠统天然气主要源于志留系龙马溪组烃源岩。研究成果对四川盆地中泥盆统和中二叠统下步天然气勘探部署决策具有重要的指导意义。     

川北坳陷低缓区沙溪庙致密砂岩气藏潜力评价

四川盆地川北坳陷低缓区沙溪庙组以河道砂体为储层,储层分布广,储渗条件良好,下伏烃源岩发育,勘探潜力较大。     

致密砂岩气藏充注模拟实验及气藏特征——以川中地区上三叠统须家河组砂岩气藏为例

致密砂岩气藏岩石孔喉细小、孔隙结构复杂、含水饱和度较高且主控因素不明,制约了对天然气规模成藏机制的认识和气水分布的预测。为此,以四川盆地中部（以下简称川中地区）上三叠统须家河组致密砂岩气藏为研究对象,应用基于低场核磁共振与高压驱替装置有机结合的模拟实验设备,开展致密砂岩在不同驱替压力下气驱水过程的在线动态模拟,研究不同压力下气、水在岩石中的赋存及流动特征,定量表征流体饱和度与充注压力、岩石孔径等的关系,探讨致密砂岩气富集机理。研究结果表明：①决定须家河组气藏含气饱和度高低的储集主体是孔径介于0.1～10.0 µm的储集空间;②含气饱和度总体上有随孔隙度和渗透率增大而升高的趋势,孔渗条件相近时,含气饱和度高低主要受控于孔径大于1.0 µm的储集空间,大孔径占比越高,含气饱和度越大;③须家河组致密砂岩在3.0～5.5 MPa充注压力下达到总含气饱和度的70%,此后随充注压力增大,含气饱和度增幅缓慢且总量小;④“小压差驱动、相对大孔径空间储集的耦合”是低生气强度区致密砂岩形成较高含水饱和度大中型气田的重要因素。结论认为,川中地区须家河组储层“孔径小、生气强度低、近源聚集”的特点决定了其主要以小压差驱动、相对大孔径空间储集,天然气可以规模富集成藏,但储层含水饱和度高。     

Geochemical characteristics of noble gases in natural gas and their application in tracing natural gas migration in the middle part of the western Sichuan Depression, China

Noble gases in natural gas, from Xiaoquan, Xinchang, Hexingchang and Fenggu gas reservoirs in the middle part of the western Sichuan Depression, China, were analysed. Results show that the volume content of crustal noble gases accounts for 97.9% to 99.7% of the total noble gas content, indicating that the noble gases in the study area are very largely derived from the crust. Moreover, the 40Ar time-accumulating effect of source rocks is used to determine the complex relationship between gases and source rocks in this area, and the results agree well with that from analysis of source rock light hydrocarbons. Due to the short migration distance, the separation of 4He and 40Ar is not significant in Xujiahe natural gas and Lower and Middle Jurassic natural gas, so it is difficult to trace natural gas migration. However, this separation characteristic of 4He and 40Ar in Middle and Upper Jurassic natural gas is significant, which indicates that natural gas migration was from the Middle Jurassic to Upper Jurassic formations. In addition, the variation trends of 3He/4He ratio and δ13C1 value indicates that natural gas migration is from the Xujiahe formation to the Jurassic layer in the study area.     

四川盆地川西坳陷深层致密砂岩气藏富集规律

四川盆地上三叠统须家河组深层致密砂岩气藏有效井比例低、储量动用率低、天然气规模有效开发难度大。为了弄清该气藏的成藏过程和富集规律、明确天然气高产的主控因素,以该盆地新场构造带须家河组二段(以下简称须二段)气藏为研究对象,应用流体包裹体均一化温度、单井埋藏史和热史恢复、古构造恢复、孔隙度演化历史分析等方法,厘定油气成藏关键要素的时间序列,结合构造演化分析,建立气藏的成藏模式,剖析了该区天然气的富集规律;然后基于对单井产能与断裂、裂缝、岩石相等地质参数关系的统计分析,确定了气井高产稳产的主控因素,进而提出了高效勘探开发该类深层致密砂岩气藏的对策。研究结果表明:①新场构造带须二段气藏圈闭形成关键期早于气藏主要成藏期、主要成藏期早于储层致密化关键期;②须二段气藏具有"先成藏、后致密、晚期调整"的成藏模式和"早期定型、中间致密、晚期控产"的富集规律;③气井初期产气量主要受构造裂缝发育程度的控制,气井稳产期产量主要受有利岩石相厚度的控制,高角度构造裂缝的发育程度是决定气藏是否高产的关键因素。结论认为,古今构造均为隆起的部位及南北向断裂发育区是该构造带寻找天然气高产区的首选对象;南北向构造裂缝欠发育...     

川西须家河组致密砂岩气藏水平井钻井关键技术

四川盆地西部上三叠统须家河组储层具有埋藏较深、非均质性强、岩石致密、破裂压力高等特性。对于该类致密砂岩气藏要获得较好的开发效果需钻遇裂缝发育带,然而常规直井、定向井钻遇裂缝概率小,很难获得理想产能,因而水平井钻井便成为高效开发该类气藏的重要手段。钻井周期长、事故率高、钻井成本高是目前该区水平井钻井面临的瓶颈难题。为此,从三压力剖面、井壁稳定性以及实钻资料分析入手,提出了利于该区须四段和须二段水平井安全、快速钻井的井身结构方案;从技术、经济两方面分析了旋转导向钻井技术在须家河组水平井应用的可行性,推荐在造斜段应用旋转导向、在水平段采用常规随钻测量（MWD）施工的轨迹控制方案,并配套与之相适应的轨迹设计方案;提出了利于润滑防卡和保障井壁稳定的钻井液配套技术方案;通过分析钻井液排量、密度等因素对井眼净化的影响,提出了6条具体的井眼净化技术措施。所形成的水平井钻井关键技术已成功应用于该区3口井,与第一批完钻水平井相比,机械钻速提高18.94%,钻井周期缩短28.47%。     

元坝气田低渗透致密砂岩气藏压裂优化技术

四川盆地元坝气田上三叠统须家河组、下侏罗统自流井组砂岩气藏具有埋藏深、低孔低渗、温度高、异常高压、岩性致密、非均质强、破裂压力及延伸压力高等特点,为了解决该类储层水力压裂破裂压力高、施工难度大的难题,对现有的气藏压裂技术进行了以下优化：①研制新的低伤害压裂液体系,其降阻率为72%~79%,对岩心基质伤害率小于17%;②采用集成创新技术,如低应力小相位集中射孔技术、最优前置液多级粒径降低压裂液滤失技术、低砂比造长缝技术、超高压压裂技术、高效返排技术等;③配套140 MPa采气井口,140 MPa超高压设备和地面管汇、高压压裂管串、高压井下工具,将施工限压提高至120 MPa,确保成功压开致密储层。该优化技术在元坝气田现场试验4口井5层次,取得了良好的应用效果：施工最高压力达到118.5 MPa,最大排量5.5 m³/min,平均砂比15%~20%,最大加砂量40 m³,施工成功率达100%;降低了延伸破裂压力,增大了施工排量,增加了人工裂缝长度和宽度,易于加砂,提高了储层渗透率。     

Characteristics and accumulation mechanism of tight sandstone gas reservoirs in the Upper Paleozoic, northern Ordos Basin, China

The Ordos Basin is a significant petroliferous basin in the central part of China.The Carboniferous and Permian deposits of transitional and continental facies are the main gas-bearing layers in the north part of the basin.The Carboniferous and Permian natural gas reservoirs in the northern Ordos Basin are mainly tight sandstone reservoirs with low porosity and low permeability,developing lots of ＂sweet spots＂ with comparatively high porosity and permeability.The tight sandstones in the study area are gas-bearing,and the sweet spots are rich in gas.Sweet spots and tight sandstones are connected rather than being separated by an interface seal.Sweet spot sand bodies are vertically and horizontally overlapped,forming a large gas reservoir group.In fact,a reservoir formed by a single sweet spot sand body is an open gas accumulation.In the gentle dipping geological setting and with the source rocks directly beneath the tight reservoirs over a large area,the balance between gas charging into tight reservoirs from source rocks and gas loss from tight reservoirs through caprock is the key of gas accumulation in tight sandstones.Both the non-Darcy flow charging driven by source-reservoir excess pressure difference and the diffusion flow charging driven by source-reservoir gas concentration difference play an important role in gas accumulation.The results of mathematical modeling indicate that the gas accumulation cannot be formed by just one of the above mechanisms.The diffusion of gas from source rocks to reservoirs is a significant mechanism of tight sandstone gas accumulation.