库车坳陷北部阿合组致密砂岩储层特征及主控因素

为揭示库车坳陷下侏罗统致密砂岩储层微孔隙的成因和分布规律,通过薄片分析、扫描电镜、X射线衍射、微米CT扫描、激光共聚焦显微观察等观测手段研究北部构造带内阿合组储层特征。结果表明：微孔隙赋存于塑性矿物,其在平面和垂向上的发育明显受层段压实效应制约,构造应力、埋藏深度均是影响平面压实效应的主要因素,泥质含量是影响垂向压实效应的主要因素。阿合组致密砂岩的微孔隙由黏土矿物晶间微孔隙和杂基微弱溶蚀形成的微孔隙组成。受泥质含量、埋藏深度和构造应力的控制,微孔隙主要发育在泥质含量较低的阿合组二段,分布在埋深浅、构造应力较小的依南4井区。这对形成深部致密气藏具有重要意义。     

库车坳陷下侏罗统阿合组致密砂岩储层孔隙微观结构特征及其对致密气富集的控制作用

库车坳陷是近年来塔里木盆地深层致密砂岩气勘探的重要领域。通过开展物性测试、铸体薄片镜下鉴定、常规压汞实验、微米CT扫描实验及包裹体测试,分析库车坳陷迪北致密砂岩气藏下侏罗统阿合组致密砂岩储层孔隙微观结构特征,结合测井解释结果和包裹体实验,探讨孔隙微观结构对致密砂岩气富集的控制作用。结果表明:库车坳陷下侏罗统阿合组致密储层主要发育溶蚀孔隙(包括长石和岩屑等粒内溶孔、胶结物溶孔)和微裂缝,残余粒间孔隙较少。阿合组致密储层孔隙微观结构可分为3类:第一类主要发育在粗砂岩中,孔喉分选差、孔喉半径大但孔喉比小,孔喉系统为毛细管束状,具有较好的渗流能力;第二类主要发育在粗-细砂岩中,孔喉分选较差,孔喉半径小于第一类储层但孔喉比大,孔喉系统为墨水瓶状;第三类主要发育在细-粉砂岩中,孔喉分选相对较好,孔喉半径小于第二类储层,孔喉系统也表现为墨水瓶状,但渗流能力差。第一类孔喉系统可形成天然气在致密储层中的运移通道;第二类孔喉系统是致密砂岩气主要的储集空间,有利于致密砂岩气的聚集;第三类储层为无效储层,无天然气充注。     

库车坳陷依南地区阿合组致密砂岩气储层特征与有利区带预测

库车坳陷依南地区下侏罗统阿合组具有形成致密砂岩气的有利地质条件,并已获勘探证实。通过对岩心、录井、测井资料、普通薄片及铸体薄片的观察鉴定以及扫描电镜、黏土矿物X射线衍射分析,认为研究区致密砂岩储层的成因类型主要为辫状分流河道和水下分流河道;岩石类型以岩屑砂岩为主,岩石成分成熟度低,结构成熟度中等,裂缝发育,孔隙度集中分布在4%~12%,平均为7.53%,渗透率集中在(0.1~100)×10^-3 μm²,平均为12.33×10^-3 μm²,其中小于1×10^-3 μm²的样品占到75%,属于典型的致密砂岩储层。储层形成与沉积背景、成岩作用和构造作用等因素相关。综合有利相带、特征曲线重构反演砂岩厚度、裂缝发育程度,结合构造背景对有利区进行了综合预测,指出有利区主要发育在依南2、依南5和吐孜2井一线南侧,其中依南2井南侧和西南侧潜力最大,是下一步勘探的重点。     

库车坳陷吐格尔明下侏罗统阿合组储层沉积非均质性

吐格尔明下侏罗统阿合组为典型的辫状三角洲沉积,可分成三角洲平原和三角洲前缘亚相,沉积微相主要有辫状河道,水下分流河道,心滩和河口坝,沉积方式主要为侧积,填积,垂积和前积,储层层间非均质性受控于沉积微相,不同沉积微相砂体具有明显不同的孔渗值,三角洲平面亚相的辫状河道砂体物性最好,水下分流河道砂体,心滩砂体次之,三角洲前缘亚相的河口坝砂体最差,储层层内非均质性与沉积方式密切相关,侧积和填积而成的辫状河道砂体和水下分流河道砂体,其渗透率成正韵律分布,最高渗透率段在底部,但辫状河道砂体渗透率最高值明显大于水下分流河道砂体,由垂积而成的心滩砂体,其渗透率在纵向上形成无规则的分布,由前积而成的河口坝砂体,其渗透率成反韵律分布,最高渗透率段在顶部。     

塔里木盆地库车坳陷东部地区下侏罗统储层特征及其主控因素

塔里木盆地库车坳陷东部地区下侏罗统具有良好的勘探前景,已有勘探成果表明研究区内储层特征差异性较大,储层发育的主控因素亟需研究。主要根据野外露头观测及岩心观察,对库车坳陷东部地区下侏罗统沉积相进行了研究,并结合铸体薄片、扫描电镜、X-射线衍射、镜质体反射率（RO）、孔隙度及渗透率等分析测试成果,对下侏罗统储层岩石学特征、成岩作用特征及储层发育主控因素进行了详细研究。研究表明：库车坳陷东部地区下侏罗统主要发育辫状河及辫状河三角洲沉积,局部发育扇三角洲沉积;储层成分成熟度较低,主要为长石岩屑砂岩及岩屑砂岩,残余原生粒间孔及次生溶孔为主要的储集空间类型,储层总体呈自东向西逐渐变差的趋势;储层先后经历多期成岩作用的影响,其中压实作用和胶结作用对储层伤害最大,溶蚀作用及破裂作用则对储层有明显改善作用;储层目前处于中成岩阶段B期—晚成岩阶段,可划分为溶蚀—原生粒间孔隙相、溶蚀破裂相、碳酸盐致密胶结相及致密压实相4种成岩相,溶蚀—原生粒间孔隙相储层最好,次为溶蚀破裂相储层;储层物性同时受到物源、沉积相及成岩作用的影响和控制,主河道发育区原始粒间孔隙较为发育,而较低的花岗岩岩屑和塑性岩屑含量则有利于粒间孔隙的保存和次生溶孔的形成,研究区东部和中部储层物性相对最好,应作为勘探的重点区域。     

构造挤压对碎屑岩储层破坏程度的定量表征——以库车坳陷依奇克里克构造带侏罗系阿合组为例

库车坳陷依奇克里克构造带侏罗系阿合组沿东西方向埋深相差小于1 km,但储层物性、孔隙结构差异大。储层平均孔隙度相差3倍,渗透率至少相差一个数量级。自西向东,微孔隙有逐渐减少的趋势,粒间孔逐渐增加。研究区内构造应力对储层有重要的影响。通过自西向东选取迪北102井、依南5井、吐孜4井和吐东2井阿合组粗粒长石岩屑砂岩样品开展分析,探讨了一种既考虑岩石表观体积变化、又考虑杂基体积变化的模型来定量分析压实作用对储层的破坏程度。结合埋藏史分析和平衡剖面恢复,用深时指数和伸缩率参数开展回归分析,区分出横向挤压和垂向压实对储层的破坏程度,比较了构造挤压作用对储层孔隙空间的贡献率。研究结果表明:依奇克里克构造带自西向东阿合组储层的压实减孔率逐渐减小;构造挤压减孔在压实减孔中占比呈两侧高、中部低;构造裂缝对储层的改善程度远远小于构造挤压对储层的破坏程度。     

构造挤压对碎屑岩储层破坏程度的定量表征——以库车坳陷依奇克里克构造带侏罗系阿合组为例

库车坳陷依奇克里克构造带侏罗系阿合组沿东西方向埋深相差小于1 km,但储层物性、孔隙结构差异大。储层平均孔隙度相差3倍,渗透率至少相差一个数量级。自西向东,微孔隙有逐渐减少的趋势,粒间孔逐渐增加。研究区内构造应力对储层有重要的影响。通过自西向东选取迪北102井、依南5井、吐孜4井和吐东2井阿合组粗粒长石岩屑砂岩样品开展分析,探讨了一种既考虑岩石表观体积变化、又考虑杂基体积变化的模型来定量分析压实作用对储层的破坏程度。结合埋藏史分析和平衡剖面恢复,用深时指数和伸缩率参数开展回归分析,区分出横向挤压和垂向压实对储层的破坏程度,比较了构造挤压作用对储层孔隙空间的贡献率。研究结果表明：依奇克里克构造带自西向东阿合组储层的压实减孔率逐渐减小;构造挤压减孔在压实减孔中占比呈两侧高、中部低;构造裂缝对储层的改善程度远远小于构造挤压对储层的破坏程度。     

库车坳陷下侏罗统碱性成岩环境对储集物性的影响

煤系地层的成岩演化一般都会导致酸性成岩环境,但是对库车坳陷东部吐格尔明背斜构造带内下侏罗统阿合组粗碎屑岩中普遍存在的石英和方沸石溶蚀现象的研究表明,阿合组粗碎屑岩在成岩演化的早期阶段经历过由酸性向较强的碱性成岩环境过渡的过程,碱性环境下的钙质胶结物占据了碎屑颗粒之间的原生孔隙并提高了岩石的抗压实能力。后期的风化淋滤使钙质胶结物被溶解,从而使原生孔隙释放出来,导致该地区阿合组储集岩的物性普遍较好。因此,成岩阶段的碱性环境对阿合组碎屑岩储集层物性的后期改善具有重要作用。     

塔里木盆地库车坳陷致密砂岩气地球化学特征

通过系统分析塔里木盆地库车坳陷不同区带致密气藏的天然气地球化学特征,探讨了库车坳陷深层致密砂岩气来源。库车坳陷中段天然气对应烃源岩热演化程度高,天然气主要为高—过成熟煤型气,可能存在三叠系湖相原油裂解气;库车坳陷东部和西部天然气对应热演化程度中等,现今发现的天然气来源于侏罗系煤系（迪那气田）、三叠系湖相泥岩（迪北、博孜气田）,尚未发现湖相原油裂解气。根据库车坳陷不同区带天然气地球化学特征及来源的差异,结合烃源岩热演化差异性,指出大北—克深地区侏罗系—三叠系内有效圈闭有望成为三叠系湖相原油裂解气勘探新领域,秋里塔格构造中段—西段、阿瓦特—博孜古近系膏盐之下白垩系储层内构造圈闭、北部山前带东段侏罗系内构造—岩性圈闭为高—过成熟煤型气有利勘探区域。     

库车坳陷东部迪北地区侏罗系阿合组致密砂岩气勘探重大突破及地质意义

库车坳陷东部迪北地区下侏罗统阿合组致密气资源潜力巨大,是塔里木盆地天然气增储上产的重要接替领域。受制于地质条件复杂,该地区的油气富集规律认识不清、储层甜点预测难度大,制约了致密气的有效勘探与开发。基于构造演化、烃源岩、沉积储层、生-储-盖组合及勘探实践的系统分析,探讨了阿合组天然气成藏新模式。迪北地区发育多条4级高角度逆冲断裂,其中Ⅲ、Ⅳ级断裂的伴生裂缝发育,构造整体表现为自南向北阶梯式抬升,局部发育断背斜和断鼻构造,主要形成于中新世-第四纪逆冲推覆期;阿合组储层以辫状河三角洲平原亚相辫状河道巨厚层状(含砾)粗砂岩为主,多尺度、多成因的微裂缝可有效沟通微孔隙和长石粒内溶孔等储集空间,有利于规模储层甜点的发育。阿合组致密气藏的生-储-盖组合表现为"三明治"式,其中,三叠系暗色泥岩和煤层是致密气藏的主力烃源岩。阿合组致密气成藏演化具有"先致密后成藏"的特征,早期注入油、减孔致密,喜马拉雅晚期(18~1 Ma)断裂和构造缝发育,利于天然气沿断裂-裂缝带充注成藏。迪北5井采用常规钻井工程和常规压裂工艺实现了阿合组超深层致密油气效益勘探突破,证实了迪北地区整体含气,以烃源岩发育区、优势储层分布区、Ⅲ-Ⅳ级断裂-裂缝带的油气最为富集。重新刻画了效益勘探有利区的面积为1 030 km²、天然气资源量为7 210×10⁸m³、石油资源量为3 090×10⁴t。     

川西坳陷须四段上亚段致密砂岩岩石物理相划分

川西坳陷须家河组是四川盆地主要产气层位之一。分析岩心观察及钻、测井等资料,认为须四段上亚段发育水下分流河道、河口坝、分流间湾及席状砂4种沉积微相,结合普通/铸体薄片、扫描电镜和X衍射等测试方法,深入开展储层成岩相及构造相研究,将成岩相划分为压实相、碳酸盐胶结相、溶蚀相、高岭石胶结-溶蚀相、碳酸盐胶结-溶蚀相5种;将构造相分为裂缝相和无裂缝相2种。综合沉积、成岩及构造因素,将研究区须四段上亚段岩石物理相划分为Ⅰ,Ⅱ1,Ⅱ2,Ⅲ及Ⅳ共5类,其中Ⅰ类为高孔基质-裂缝型储层,Ⅱ1类为高孔基质型储层,Ⅱ2类为低孔基质-裂缝型储层,Ⅲ类为低孔基质型储层,Ⅳ类为泥岩。结合测井曲线,建立各类岩石物理相的测井识别标准,为单井岩石物理相的划分提供依据。     

库车坳陷迪北致密砂岩气藏特征

迪北气藏位于库车坳陷东部迪北斜坡带中段,产层主要为侏罗系阿合组,次为阳霞组。该气藏储集层连片,源储紧贴呈“三明治”式叠置,有利于油气大面积高效率聚集;持续生排烃、持续强充注,有利于油气高丰度聚集;晚期调整、构造翘倾,导致气藏类型多样化,总体具有致密砂岩气藏特征。从烃源岩、储盖组合和构造等条件分析,库车坳陷东部侏罗系具有形成大面积致密砂岩气藏的地质条件,勘探潜力巨大。     

致密砂岩有效储层形成演化的主控因素——以库车坳陷巴什基奇克组砂岩储层为例

致密砂岩气资源潜力巨大,已经成为全球范围内非常规天然气勘探的热点之一。致密砂岩储层形成机理是制约油气勘探的重要因素,因此依据岩心、铸体薄片、扫描电镜、阴极发光以及物性参数等资料,系统地分析了库车坳陷克深井区巴什基奇克组致密砂岩储层的岩石学特征、储集空间组合特征以及有效储层形成演化的主控因素。结果表明:高能沉积微相的叠合控制着有效储层的分布;压实作用和胶结作用是主要的破坏性成岩作用,溶蚀作用和构造裂缝的组合成为储层质量改善的主控因素;在异常高压和膏盐层的配合下,储层储集物性进一步保持和改善。沉积环境、成岩作用以及构造运动等多因素综合控制着库车坳陷巴什基奇克组有效储层的形成。     

FMI资料在库车坳陷深层致密砂岩储层中的应用

库车坳陷白垩系致密砂岩储层埋深大、地震资料品质差,常规储层预测方法难以分辨该区沉积扇体内部结构及平面展布特征.通过岩心数据刻度FM1电成像资料分析了不同岩相及沉积构造的FMI成像响应特征,结合常规测井精细校正出研究区典型产气层的岩相,建立了辫状三角洲前缘、扇三角洲前缘4种典型微相砂体模型.认为研究区砂体展布受控于4个大型沉积扇体,扇体内部以板状交错层理中砂岩、板状交锗层理细砂岩、斜层理细砂岩、槽状交错层理细砂岩的储集物性最好,且分布于主水道及水道分叉区.对区域地层沉积认识的深化,为致密砂岩储层预测奠定了基础.     

库车坳陷博孜气藏超深致密砂岩储集层现今地应力预测

库车坳陷超深层油气资源丰富,储集层非均质性强,井间产能差异明显。现今地应力在井轨迹部署、水平井施工、压裂设计等方面均具有重要作用,但当前研究方法存在诸多弊端。在实测现今地应力基础上,构建地应力与测井参数的关系,利用BP神经网络实现了库车坳陷博孜气藏超深致密砂岩储集层现今地应力预测。结果表明：BP神经网络是预测地应力的有效方法,地应力预测结果与实测值误差较小,总体在10%以内;库车坳陷博孜气藏下白垩统最大水平主应力最大,垂向主应力次之,最小水平主应力最小,整体表现为走滑型应力机制,最大水平主应力在博孜气藏东部优势方位呈北东—南西向,在西部呈北西—南东向;砂泥岩互层段相较于纯砂岩段,地应力波动强,局部存在突发高地应力;在博孜气藏东部沿北东—南西向、西部沿北西—南东向钻取的水平井井壁较为稳定,直井存在井壁垮塌的风险。     

大型辫状河三角洲砂体构型与储层特征——以库车坳陷北部阿合组为例

库车坳陷北部下侏罗统阿合组是油气勘探的重要目的层,但是岩相变化快、砂体构型复杂、储层相对致密、非均质性强,制约了油气勘探。通过建立露头基干剖面、横向砂体追踪、砂体构型精细描述、针对性取样和储层实验分析,分析砂体的垂向建造、横向展布规律及不同岩相的储集性能,结果表明：阿合组纵向上有大型砂砾质辫状水道-侧积坝-纵向砂坝、中型砂砾质辫状水道-横向砂坝-滨湖复合砂体、小型砂质辫状水道-斜列砂坝等3种沉积建造。其中中型辫状水道-横向砂坝储集性能相对较优,有利储层主要是槽状交错层理砂质细砾岩、板状交错层理中砂岩和低角度平行层理细砂岩。研究区下辫状河三角洲平原和前缘均是有利勘探方向。     

库车坳陷北部构造带侏罗系阿合组构造成岩作用与储层预测

构造成岩作用是控制库车坳陷北部构造带侏罗系阿合组储层特征的重要因素,主要包括古构造应力的压实减孔作用和构造造缝两个方面。在储层特征及构造应力特征分析的基础上,通过定量分析古构造应力对北部构造带阿合组储层的压实减孔作用及构造裂缝的控制作用,对研究区阿合组的古构造应力和储层物性进行了有限元数值模拟,预测了储层有利区。研究表明,古构造应力是控制北部构造带阿合组储层物性和构造裂缝特征的重要因素。最大古构造应力与储层孔隙度呈负相关,与构造应力的压实减孔量呈幂函数正相关;最大古构造应力的方位控制了构造裂缝的优势走向,其大小控制了构造裂缝的发育程度;最大古构造应力与裂缝面密度和裂缝面孔率呈指数正相关。根据最大古构造应力与储层物性之间的交会关系,北部构造带阿合组储层可划分为孔隙型、裂缝-孔隙型和裂缝型3种类型,其中,裂缝-孔隙型又包含a型、b型、c型和d型4亚类。北部构造带巴什构造段中部黑英山—库车河一线发育裂缝-孔隙a型相对优质储层和裂缝-孔隙b型中等储层,目前尚处于勘探空白区,是北部构造带油气勘探的潜在领域,但存在一定勘探风险。     

裂缝发育对超深层致密砂岩储层的改造作用——以塔里木盆地库车坳陷克深气田为例

塔里木盆地库车坳陷是“西气东输”的主力气源地之一,克深气田区白垩系巴什基奇克组是库车山前的主力产气层段,埋深超过6 000 m,储层基质渗透率低,普遍小于0.1×10^-3 μm²。裂缝发育可以显著改善储层渗透率,分析、量化裂缝发育特征,预测裂缝渗透率空间分布规律是该区天然气开发的关键问题。利用钻井取心、FMI成像、碳氧同位素年代学分析与露头区全息激光扫描裂缝建模,结合CT扫描定量分析、扫描电镜、阴极发光、激光共聚焦显微镜、高压压汞以及电子探针显微镜等实验分析方法,从静态定性到动态定量分析了裂缝发育对该区储层储集性的改造作用。克深气田构造裂缝以半充填剪切缝为主,有效开启度为0.2～1.5 mm。主要发育3期构造裂缝,不同期次裂缝受控于构造应力,以不同的排列方式分布在不同构造位置。裂缝孔隙度整体小于0.1%,但可提升储层渗透率1～3个数量级,纵向上不整合面下方150 m以内发育裂缝改造的高渗流储层。早期和中期裂缝成为致密储层成岩胶结的通道,不利于连通孔喉的保存;晚期裂缝发育伴随油气充注期,对储层基质孔喉有溶蚀扩大的改造作用;微裂缝对储层孔喉沟通具有一定的选择性及局限性,仅沟通其开度10~100倍范围内的孔喉。总之,晚期形成的裂缝网络为储层的高渗流区,是气田高产的关键。     

库车坳陷巴什基奇克组致密砂岩气储层成岩相分析

通过岩心观察并综合利用普通薄片、铸体薄片、阴极发光、扫描电镜和压汞等资料,对克深气田巴什基奇克组致密砂岩储层的岩石学、物性及孔隙结构特征、成岩作用、成岩矿物、所处成岩阶段和成岩演化序列等特征进行了研究。结果表明：储层经历压实、胶结、溶蚀和破裂等成岩作用,现今正处于中成岩A期。根据成岩作用类型和强度、成岩矿物及其对储层物性的影响将储层划分为压实致密、碳酸盐胶结、伊/蒙混层充填、不稳定组分溶蚀和成岩微裂缝5种成岩相。选取声波时差、电阻率、自然伽马、密度和中子等测井曲线,通过岩心薄片资料刻度测井归纳了不同成岩相的测井响应特征,由此建立了各成岩相的测井识别准则。并对克深区块各井的测井资料进行了处理,得到了各单井成岩相剖面展布特征,结合试气资料表明,成岩微裂缝相常与构造裂缝伴生因而含气性最好,而在无裂缝的叠加作用时,不稳定组分溶蚀相含气性最好,压实致密、碳酸盐胶结和伊/蒙混层充填相则对应干层。通过成岩相的深入分析是进行致密砂岩气储层综合评价和有利发育区带预测的重要方法。     

超深层致密砂岩储层构造裂缝特征与有效性——以塔里木盆地库车坳陷克深8气藏为例

构造裂缝特征分析及有效性评价对库车坳陷克深8气藏致密砂岩储层有利区预测和开发措施的制定具有重要意义。综合利用岩心、成像测井和单井产能等资料,明确了克深8气藏构造裂缝的基本特征与形成序列,分析了构造裂缝发育的影响因素,最后对构造裂缝平面上和纵向上的有效性进行了评价,并提出了开发措施建议。结果表明：克深8气藏的构造裂缝以直立缝和高角度缝为主,部分裂缝被硬石膏、白云石和渗流砂颗粒充填,上新世库车组沉积期形成的第3期构造裂缝是克深8气藏最重要的一期构造裂缝;构造裂缝发育程度受断层、岩性、岩层厚度和沉积微相等因素的影响。背斜高部位的构造裂缝有效性好,是天然气的高产区,现今水平最大主应力方位与构造裂缝优势走向呈大角度相交时,会显著降低构造裂缝的有效性;不整合面对构造裂缝有效性的控制主要集中在距不整合面下方约70 m的范围内。对克深8气藏巴什基奇克组储层的开发措施应以压裂为主,并且优先开发第3砂层组,其次为第4砂层组及以下地层,最后考虑第1、第2砂层组。