莺歌海盆地高温高压复杂气藏高精度储层预测及含气性识别

莺歌海盆地高温高压气藏储层为非典型重力流沉积体系,非均质性强,砂体叠置关系复杂。受上覆浅层气及泥底辟微裂隙影响,地震资料信噪比和分辨率低,存在地震成像模糊区,地震响应多解性强,无法准确区分气层与水层,严重影响气田储层预测和含气性评价精度。为此,以莺歌海盆地东方D气田中深层黄流组为例,提出了一套高温高压复杂气藏储层预测及含气性识别技术:首先通过高密度地震采集获得高品质原始资料,开展针对性地震振幅补偿处理,改善地震模糊区成像效果;在此基础上,开展宽频地质统计学反演,提高储层预测精度;同时应用分频调谐含气性预测技术,有效识别研究区含气范围,最终达到高温高压复杂气藏储层高精度预测及含气性识别的目的。     

南海莺歌海盆地中深层高温高压水平井钻井关键技术

针对南海莺歌海盆地中深层高温高压气藏水平井钻井中高密度钻井液流变性难以调控、大斜度井段套管磨损严重、摩阻扭矩大、钻具负荷大及大斜度井固井质量难以保证等问题,从保障钻井安全和提高钻井时效出发,进行了井身结构设计和抗高温高密度油基钻井液技术、钻井液微米级重晶石加重技术、高密度油基钻井液滤饼冲洗技术、高温高压含CO₂气井套管材质优选、高温高压水平井段安全钻进等方面的技术研究,形成了南海莺歌海盆地中深层高温高压水平井钻井关键技术。现场应用表明,该技术可以有效保障安全高效钻井和提高固井质量,应用井投产后清喷产能比预期高30%。水平井钻井关键技术为南海莺歌海盆地中深层高温高压水平井钻井提供了技术保障,也可在同类条件同类型井钻井中推广应用。      

莺歌海盆地高温高压储层渗透率敏感性研究

莺歌海盆地快速沉积、泥流体底辟活动等多因素促使其高温高压特征的形成,对该地区储层岩石在变温度条件下的渗透率进行了测试,旨在研究该地区砂岩从20℃升温到150℃过程物理和物理-化学的机制对砂岩渗透率的影响。实验结果表明:在压力水平一定的情况下,岩样的渗透率随温度的增加都呈现下降的趋势,且随着温度逐渐增加,渗透率下降较快,幅度多超过30%,在温度升到80℃附近时,渗透率变化率为突变台阶,岩样在80℃时的渗透率下降幅度一般都超过40%,而温度升高到80℃之后渗透率下降变缓,变化率多小于10%;不同物性的岩石样品因受物理和化学改造程度的不同而呈现出较大的温度敏感性差异。     

莺歌海盆地高温高压储层含水饱和度评价

D气田新近系H1组储层位于莺歌海盆地中深层,属于高温高压储层,钻井取心层段受高密度泥浆侵入,电阻率曲线失真,电法模型计算的含水饱和度存在较大误差;H1组储层受多期成岩作用改造,储层微观孔隙类型多样、结构复杂,气藏具有较强非均质性,严重影响测井解释模型的计算精度。针对上述问题,利用研究区测井、岩心和测试资料,对储层进行岩石物理相分类评价,建立不同类别岩石物理相评价指标及解释方法,并基于岩石物理相划分成果采用J函数方法,利用压汞毛细管压力资料建立高精度非电法含水饱和度模型。现场应用效果表明,基于岩石物理相分类建模技术解决了研究区高温高压储层电阻率失真层段含水饱和度精确计算的问题,为气田储层定量评价、储量计算奠定了基础。     

莺歌海盆地充填史及中—深层储层特征

莺歌海盆地为前第三系基底上发育的断坳转换伸展盆地。纵向上总体显示海进充填序列。自始新世以来,该盆地经历了3次由快到慢的沉积过程,T_g-T₇₀(280Ma以前)阶段为快速沉降期,最大总沉降率达600m/Ma,T₇₀-T₃₀(2.8～5.2Ma)阶段为500m/Ma,T₃₀至现今(5.2Ma至现今),最大总沉降率又达600m/Ma.构造作用产生的沉降量占总沉降量的1/2～1/4,其他主要为均衡沉降所致。三角洲砂体、海滩砂体和浊积砂体是本区中-深层主要储集层。黄流组沉积时期,分流河道发育,可能形成良好的储层。     

莺歌海盆地中深层储层孔隙度定量预测方法研究

莺歌海盆地中深层已进入开发阶段，该区储层十分复杂，亟需开展"甜点"储层预测研究。首先，通过岩石物理分析确定该区储层物性的敏感因素，在理论岩石物理指导下，通过泥质含量实现对岩石孔隙度变化的研究；其次，通过孔隙度变化模拟了该区地震振幅变化幅度，并通过地震振幅实现孔隙度定量预测。实际资料应用结果表明，莺歌海盆地X区目的层砂体发育，存在多个"甜点"区块。此文开展的莺歌海盆地储层物性影响因素研究及储层物性定量预测技术研究可为该区甜点预测提供支持，同时为莺歌海盆地中深层开发布井提供指导。     

深层碳酸盐岩储层含气性检测方法技术研究

我国深层海相碳酸盐岩地层蕴藏有丰富的天然气资源,但因演化历史长、埋深大等因素影响,储层含气性评价困难。评述了现有储层含气性地震检测技术(包括亮点、AVO异常、低频阴影等)在深层天然气储层识别中的适用性,认为亮点和AVO异常反映的是界面响应,而低频阴影反映的是储层的"体"响应。储层含气性检测不仅要确定储层是否含气,还要确定储层含气量。为此,介绍了一种新的基于地震纹倒谱分析的储层含气性检测方法,指出(1)雷克子波的地震纹倒谱参数随子波频率呈非线性变化;(2)地震纹倒谱参数对储层参数变化反应灵敏;(3)含气储层地震响应的1阶倒谱系数呈高值异常,而2阶倒谱系数呈低值异常,且二者呈镜像对称。地震纹倒谱对弱反射的敏感性使得该方法能够发现"暗点"型气藏,同时因与模型无关而克服了诸多建模带来的弊端,能够对深层超深层储层含气性进行较为可靠的检测。探讨了基于地震的深层碳酸盐岩储层产能评价问题,认为地震纹分析与频散分析相结合有望能确定储层的含气性并估算其可采储量。     

莺歌海盆地乐东区高温高压中深层暗点型气藏预测技术

乐东区中深层是莺歌海盆地高温高压领域目前获取重大勘探突破的区域,但该区中深层已钻遇的亮点型储层物性差,普遍表现为低孔—特低渗特征。区域岩石物理特征分析表明,乐东区具备形成暗点型气藏的条件,砂岩AVO-孔隙度量版显示含气优质储层表现为Ⅱ类AVO异常;据此借助近远道叠加道集关系建立了Ⅱ类AVO暗点型气藏预测技术,利用F_(stack)属性和坐标旋转后的P×G属性可以有效识别乐东区中深层有利潜在目标。通过钻井证实了本文预测技术的有效性和可靠性,进一步拓展了Ⅱ类AVO流体指示因子在烃类含气性检测中的应用,为乐东区高温高压领域中深层的下一步勘探指明了方向。     

致密砂岩储层的含气性评价

目前对砂岩储层含气性识别的方法和技术有很多,各有优劣。针对研究区特殊的沉积成岩条件,对致密砂岩含气性的识别提出定性与定量相结合、测井与试井相印证的方法进行研究,并根据三孔隙度测井与储层含气性的密切关系,提出用综合参数KS作为储层含气性评价的标准。基于人工神经网络方法,完成了从储层含气性识别到评价的整个研究工作。经过实际分析,气层识别错判率较低,达到了预期的效果,因此认为该方法用于研究区的致密砂岩含气性识别是可行的。     

莺歌海盆地乐东地区中深层储层发育特征及成因机理

为研究莺歌海盆地乐东地区中深层储层发育特征及成因机理,开展了岩石铸体薄片分析、扫描电镜观察、常规物性测试、压汞实验,并结合测井和测试资料、区域埋藏史、油气充注期次、超压成因资料,对其储层低渗成因及“甜点”储层发育机理进行了系统研究。结果表明：①乐东地区中深层储层砂岩以长石岩屑砂岩为主,砂岩成熟度较低。次生溶蚀孔隙发育,孔隙结构以大—中孔细喉型为主,储层物性以低孔低渗、特低孔特低渗型为主。②中深层储层经历了强压实作用,岩石中塑性矿物含量较高,抗压实能力弱,胶结物含量高,晚期形成的超压对储层保护作用有限,共同导致了储层渗透性较低。③“甜点”储层发育主要得益于溶蚀作用产生大量次生溶孔,且溶蚀流体主要为烃类充注携带的有机酸,构造作用以及温压环境对于储层物性的改善也均起到一定的建设性作用。该研究成果为莺歌海盆地中深层寻找次生孔隙发育带具有借鉴意义。     

莺歌海盆地水道地震相新模式及其含气性预测

莺歌海盆地上中新统黄流组、上新统莺歌海组地层广泛发育泥岩背景下的水道砂体沉积,寻找储集物性较好的水道及预测水道的含气性是当前莺歌海盆地水道研究的难点和重点。本文分析了莺歌海盆地水道的地震相新模式:其一为在两强振幅、强连续同相轴间夹一套弱振幅、弱连续同相轴;其二为水道凸起倒置地震相。前者可纳入含砂岩为主的水道研究范畴,后者为砂泥岩差异压实作用引起。应用地震正演和AVO交会分析技术预测了该区水道的含气性,所得结论与实钻结果相符合,从而证实了本文方法的有效性。     

深水盆地高温高压环境下的地层压力预测方法

目前,应用于南海琼东南盆地深水高温高压地区地层压力预测的方法主要为测井法、经验公式法、地震法等,由于其局限性及该区勘探对象的复杂性,致使应用效果不佳。为了提高该区地层压力预测的精度,在分析常规经验公式法原理和考虑区域压实背景多样性的基础上,结合已有的钻井资料,建立了不同区域、不同构造的正常压实速度趋势线,拟合速度与深度的关系,计算孔隙压力,形成了新的常规经验公式法(以下简称新方法);在Stephen公式的基础上,通过引入地层抗张强度、分段选择泊松比取值,计算了地层破裂压力。研究结果表明:(1)所建立的正常压实速度趋势线不需要对目标区内的岩性做出判断,可直接对目标区地层正常压实范围内的压实速度进行拟合;(2)当达到一定的地层深度后,纵波、横波速度比和泊松比基本上不受深度的影响,泊松比的这一特性可被用于分段计算破裂压力;(3)新方法预测的地层压力系数绝对误差小于0.07、相对误差小于5%。结论认为,基于新方法开发的压力预测平台可用于南海相关深水盆地高温高压环境下的地层压力预测,预测结果误差范围小、精度高,满足了设计要求、提高了工作效率,具有良好的应用前景。     

莺歌海盆地东方区高温高压带黄流组储层特征及高孔低渗成因

莺歌海盆地中央底辟区中深层高温高压带获得了重大油气突破,为传统油气勘探开辟了新领域。在对东方区高温、高压带黄流组储层岩性、成岩作用、物性和微观孔喉结构等储层特征研究的基础上,划分了黄流组储层的类型,并明确了黄流组储层高孔、低渗的成因。研究表明,中央底辟带东方区黄流组储层岩性主要为粉砂岩,压实和胶结等成岩作用较弱;储层物性以中孔、中-低渗为主,储层物性差异较大;储层孔喉分布具有较强的非均质性,不同物性储层的孔隙半径差异不大,但平均喉道半径差异较大;根据泥质含量、渗透率、平均喉道半径和排替压力,将黄流组储层划分为中孔-中渗微含泥细喉储层、低渗含泥细喉Ⅰ类储层、低渗含泥细喉Ⅱ类储层及低孔-特低渗泥质微细喉储层;高温、高压带储层的形成与超压和高温热流体活动关系密切,但渗透率主要受沉积作用的控制,岩性细、泥质含量高是低渗储层形成的主要原因。     

气水过渡带和天然气成藏圈闭闭合度下限问题讨论——以莺歌海盆地高温高压带气藏为例

储层的物性和孔隙结构不仅控制气藏的含气饱和度,也控制气水过渡带的厚度。但它们之间有无定量关系呢？是否可以进行有效的预测？这对于评价圈闭的有效性和天然气勘探部署具有重要的现实意义。本文通过储层样品半渗透隔板实验、储层物性和隔层等方面的研究,结合莺歌海盆地实际地质资料的分析,提出了气水过渡带厚度的预测方法和成藏圈闭闭合度下限的概念。研究表明,气藏气水过渡带与孔隙度,特别是渗透率具有良好关系,说明储层孔隙结构是控制气藏气水过渡带厚度的主要因素,储层的隔层也会影响气水过渡带的分布。莺歌海盆地中深层天然气成藏的圈闭闭合度下限为7m,经济成藏闭合度下限为12m。     

高性能水基钻井液在莺歌海盆地高温高压井的应用

莺歌海盆地中深层高温高压领域温度高、压力大、作业安全密度窗口窄。在复杂地质环境下,常规的聚磺钻井液易变稠、流动困难、泥饼虚厚,引起遇阻、黏卡、井漏等井下复杂问题。通过室内评价,引入新型抗高温聚合物（Calovis HT、POROSEAL）替代常规聚磺钻井液体系中的聚合物（PAC-LV、EMI1045）,构建出高性能水基钻井液体系。室内评价证实,该钻井液在高密度2.30~2.40 g/cm3、高温200~220℃环境下,能长时间保持良好的高温热稳定性,并且有较强的抗污染能力,抗50 g/L钻屑、50 mL/L地层水及5 g/L CO₂,储层保护效果良好,渗透率恢复值为84.6%。该体系在莺歌海盆地高温高压井（压力系数2.20~2.40、温度190~200℃）中进行现场应用,解决了常规聚磺钻井液体系中高温稳定性不足的难题,证实高性能水基钻井液具有良好的高温热稳定性,并且流变性能优越,为后续高温高压复杂地层钻井液体系优选提供参考。      

莺歌海盆地高温超压天然气成藏地质条件及成藏过程

莺歌海盆地高温超压天然气勘探的突破,使得该区域已成为勘探的热点,但关于其天然气成藏规律还存在许多不确定的因素。为此,对天然气成藏地质条件及成藏过程进行了分析,以期确定该盆地高温超压环境下游离天然气成藏的主控因素。结果发现：①莺歌海盆地烃源岩质量高、烃源灶范围大、生烃期时窗长、排烃期延迟;②高温超压环境有利于储层保持较高的孔隙度和渗透率;③盆地长期处于封闭、半封闭流体系统,发育多套盖层,有利于天然气富集和保存;④中深层底辟带半封闭式高温超压流体系统中,水溶气在不同级差压力下运移、释放、聚集并成藏,同时还找到了盆地中多个水溶相天然气出溶成藏的证据。该研究成果为莺歌海盆地下一步的天然气勘探提供了指向。     

莺歌海盆地高温高压天然气地球化学特征及底辟翼部高效成藏模式

莺歌海盆地是新生代高温高压盆地,底辟与热流体活动强烈,深部的天然气在在底辟构造的浅层圈闭中聚集成藏。2010年前钻探8个底辟构造共11口井,没有发现商业气藏,故底辟构造带中、深层能否寻找到大中型优质天然气田一直是争论的焦点。为此,对该区天然气生烃动力学、储层分布及封盖条件进行了分析研究。结果认为:①该区存在浮力作用下游离相缓慢充注成藏、水溶相缓慢充注析出成藏和混相幕式聚集成藏3种天然气充注机理;②底辟核部高温高压带早期成藏经后期多次改造,形成以烃类为主的大型天然气藏的可能性小,底辟翼部则有早期成藏晚期保存完好的原生型天然气藏,非底辟区推测为水溶气析出成藏区;③存在底辟核部区及其周缘半封闭超压系统"混相改造型"成藏、底辟翼部"气相渗滤型"成藏、非底辟带封闭型超压系统"水溶相脱溶型"成藏等3种模式。结论认为,之前失利的主要原因是钻在了底辟构造的核心部位,并用地球化学特征进一步佐证了底辟构造翼部才是高温高压天然气成藏的良好场所。经过勘探实践,最终发现了东方13-1/13-2大气田。     

高温高压下油井水泥环胶结强度测试新方法

固井注水泥完成后,水泥环与套管(Ⅰ界面)、与地层(Ⅱ界面)的胶结强度是影响固井质量的重要因素,但目前的水泥环胶结强度测量方法不能很好地模拟井下条件水泥环的形成以及泥饼的冲洗过程,致使测量出的胶结强度数据不能很好地为现场施工提供参考。为此,在分析现有测量水泥环胶结强度方法的基础上,提出了一种能够模拟井下条件的水泥环胶结强度的测量新方法,并且研制了相应的测量装置。该装置能够模拟高温高压环境下不同钻井液在岩心上形成泥饼、钻井液泥饼的动态冲洗、水泥环的养护形成过程,并测量出水泥环与岩心、水泥环与模拟套管的界面胶结强度等。结论认为,利用该装置能够开展水泥环动态冲洗与高温高压养护实验,还能测量第一界面与第二界面的胶结强度,较之于以前的方法更能贴合现场的实际,更具有实用价值;但要评价地层岩性、冲洗液体系等因素对胶结强度的影响还需要利用该装置做进一步的深入研究。     

莺歌海盆地中深层天然气运聚成藏特征及勘探前景

莺歌海盆地泥底辟带异常高温高压的中深层目的层是该盆地新的油气勘探领域。根据新钻探的两口深探井(X井、Q井)地质地球物理综合解释及测井、录井资料，探讨该盆地中深层目的层天然气的运聚成藏条件，分析了中深层目的层在高温高压环境下的封盖体系，指出该区存在质量相对较好具高突破压力的泥岩封盖层；结合烃源岩有机地球化学分析的结果，认为莺歌海盆地中深层具有良好的烃源条件。盆地中深层具有广阔的油气勘探前景，预测了盆地中深层的有利勘探区带。图4表3参9     

莺歌海高温超压盆地压力预测模式及成藏新认识

莺歌海盆地中深层特别是高温超压地层中,存在着众多的大型勘探目标,但因其所固有的错综复杂的地质特性,使天然气勘探面临的成藏理论、地层压力预测、钻井安全等问题在业界没有成功的经验可资借鉴,从而导致该盆地勘探进展缓慢。通过近几年对该盆地地层压力预测模式的研究,发现异常压力层段的波阻抗随深度增加而减小,局部有强烈的倒转现象发生,结合已钻井的测压、测试等数据,建立起了盆地不同构造位置的压力预测模型,并在该区压力预测实践中取得了良好效果;同时还在天然气成藏理论上取得了新的认识,DF13E井在中深层的新近系中新统上部黄流组一段获得优质高产气流,证明了中深层强超压领域（压力系数大于1.8）可以形成优质气藏,拓宽了该盆地天然气勘探领域。