超深层致密砂岩储层构造裂缝特征及影响因素——以塔里木盆地克深2气田为例

构造裂缝发育的影响因素是含油气盆地储层构造裂缝分布规律研究中的关键问题之一。通过岩心和成像测井等资料,分析了塔里木盆地克深2气田超深层致密砂岩储层构造裂缝的类型及基本特征,并在此基础上,探讨了构造位置、地层深度、岩层厚度、沉积微相、储层岩性、储层岩石组分和砂、泥岩互层结构对构造裂缝发育程度的影响。结果表明,克深2气田的构造裂缝以直立和高角度的剪切裂缝为主,主要包括NNW-SSE向、NW-SE向、NNE-SSW向和近EW向共4组走向。边界断层控制区构造裂缝线密度最高,以密集网状缝为主;其次为次级断层控制区、鞍部控制区;背斜高点与次级断层叠合控制区、背斜高点控制区和背斜翼部控制区相对较低。构造裂缝有效性分析表明,背斜高点以及背斜高点与次级断层叠合控制区的构造裂缝整体发育程度要高于翼部、鞍部和断层附近地层。随着地层深度的增加,构造裂缝线密度逐渐增大,而长度、开度和孔隙度逐渐下降;随着岩层厚度的增大,构造裂缝的线密度下降,长度和开度均有不同程度的增大或减小,但平均孔隙度基本不变,表明对于同一地区不同厚度的岩层,其弹性应变能的释放率大致相当。构造裂缝主要发育在水下分流河道及河口坝微相,水下分流河道间微相的构造裂缝发育程度较低;泥质粉砂岩和粉砂质泥岩中的构造裂缝线密度和长度较高,但开度较小,而泥质细砂岩、细砂岩和中砂岩中的构造裂缝线密度相对较低但长度和开度较高,泥岩中的构造裂缝线密度高但长度和开度较低,整体发育程度远低于砂岩构造裂缝,并且构造裂缝倾角通常低于砂岩构造裂缝倾角。脆性砂岩中钙质组分含量较高或含有一定量的泥质组分时,有利于构造裂缝的发育;对于克深2气田,当砂、泥岩厚度比值约为6.5时,构造裂缝发育程度最高。     

超深层致密砂岩构造裂缝特征及其对储层的改造作用——以塔里木盆地库车坳陷克深气田白垩系为例

库车坳陷克深气田是塔里木盆地天然气上产增储的最重要战场之一,也是国家“一带一路”能源大通道的主要气源区,但产气储层埋深超过6 000m,网状缝—垂向缝发育、密度为3~12条/m,基质孔隙度平均为3.8%,基质渗透率平均为0.128×10^-3μm²。为揭示超深层裂缝对储层性质及天然气高产稳产的影响。综合岩心、薄片及成像测井资料,对库车坳陷克深气田巴什基奇克组致密砂岩储层构造裂缝特征进行了表征,并分析了构造裂缝对储层的改造作用。克深气田的构造裂缝包括近EW向、高角度为主的张性裂缝和近NS向、直立为主的剪切裂缝2组,前者充填率相对较高,后者多数未被充填;微观构造裂缝多为穿粒缝,缝宽10~100μm;构造裂缝在FMI成像测井图像上以平行式组合为主。构造裂缝对克深气田储层的改造作用主要体现在3个方面：构造裂缝直接提高了储层渗透率;沿构造裂缝发生溶蚀作用有效改善孔喉结构;早期充填裂缝仍可作为有效渗流通道。背斜高部位是构造裂缝渗透率的高值区,控制了天然气的富集高产。网状及垂向开启缝与储层基质孔喉高效沟通,形成视均质—中等非均质体,可使天然气产量高产且长期稳产。     

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。     

超深层裂缝性致密砂岩气藏试井特征及认识——以塔里木盆地克深气田为例

塔里木盆地克深气田由多个超深层裂缝性致密砂岩气藏构成,具有埋藏深、压力高、基质致密、裂缝发育及边底水普遍存在等特点,各气藏的储量规模、气水分布及储层裂缝发育情况均存在一定差异.该类气藏的试井曲线表现出与常规认识明显不同的特征,如何通过这些试井特征来深化储层认识并指导开发技术对策的制定是提高其开发效果所面临的重要问题.从...     

致密砂岩储层微孔隙成因类型及地质意义——以库车前陆冲断带超深层储层为例

随着致密油气勘探开发的兴起,储层中微孔隙(孔隙直径小于30μm)对油气的赋存和运移起着越来越重要的作用。以库车前陆冲断带超深层(超过6 000 m)白垩系巴什基奇克组致密砂岩为例,通过选取代表性实验样品,在铸体薄片基础上进行激光共聚焦、扫描电镜、电子探针及高压压汞等序列平行表征实验,分析了储层微孔隙类型、特征、成因以及对储层物性的影响。结果表明:库车前陆冲断带超深层白垩系巴什基奇克组致密砂岩储层微孔隙总体表现为纳米级,其类型主要有粒间微孔、粒内微孔、晶间微孔,其中粒间微孔隙表现为微米—纳米级,粒内微孔和晶间微孔表现为纳米级。微孔隙以次生成因为主、原生成因为辅,溶蚀改造是次生成因的关键。研究区储层微孔隙度约为2.8%,微孔隙对储层孔隙度贡献率随孔隙度增大而减小。连接微孔隙的储层喉道为纳米级,孔喉半径为2~400nm,峰值为5~50nm,对渗透率起主要贡献的微孔喉半径为20~400nm,甲烷分子在微孔隙内主要表现为黏性流动,对天然气产能贡献大。不同微孔隙类型具有不同的尺度大小、几何形态、连通特点和气体赋存运移特征。     

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。     

超深层致密砂岩储层裂缝定量评价及预测研究——以塔里木盆地克深气田为例

塔里木盆地库车坳陷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,具有埋深大、基质物性差、构造裂缝整体发育的特征。利用钻井取心、FMI成像、钻完井漏失量、试采压力恢复资料,结合CT扫描定量分析、高压压汞、扫描电镜、裂缝充填物测年等实验分析方法,开展了低地震资料品质下的超深层致密砂岩储层裂缝的定量评价与预测。认为克深气田区总体发育3期构造裂缝,以高角度半充填剪切缝为主,有效开启度为50~300μm,主要走向以近SN向为主,见EW走向裂缝|主要受古应力的大小及方向控制,同时受地层原始岩性组构影响|第三期构造裂缝与储层演化配置关系最好,对储层渗透率的提升起到关键作用。裂缝的高渗流区主要分布在背斜高部位、断裂的转折端及次级断裂附近。构造裂缝有效沟通了单砂体,可整体提高储层渗透率1~3个数量级,构造裂缝派生的微裂缝可有效沟通其周围的基质孔喉,沿裂缝网络更易发育次生溶蚀孔隙。     

库车坳陷克深2 气田低渗透砂岩储层裂缝发育特征

综合利用岩心、薄片及成像测井资料,对库车坳陷克深2气田的单井裂缝发育特征进行分析,采用构造应力场数值模拟法对井间裂缝发育特征进行定量预测,并讨论裂缝发育主控因素及裂缝与产能的关系。结果表明：克深2气田主要发育NNW—NW走向的直立和高角度剪切构造裂缝,岩心裂缝开度主要分布在0~0.2 mm,微观裂缝开度一般为0.01~0.06 mm;裂缝充填物多为方解石,平均充填系数约为0.63。断层带裂缝性漏失量高,裂缝线密度和裂缝孔隙度均为高值,是裂缝的最有利发育区;背斜高点的裂缝线密度低,但裂缝开度、裂缝孔隙度和单井产能均为高值,裂缝整体发育程度较高;岩石中钙质组分的增加或泥质组分的减少有利于裂缝的发育;水下分流河道及河口坝微相裂缝发育程度较高,水下分流河道间微相裂缝发育程度相对较低。在裂缝性储层开发过程中,要注意对储层采取保护措施,避免产能下降过快。     

库车前陆冲断带深层大气区形成条件与地质特征

针对库车深层构造,开展"宽线+大组合"山地地震采集、高陡构造叠前深度偏移处理、深层构造建模等一系列地震勘探技术攻关,初步落实了盐下深层构造,发现并落实了一批大型构造圈闭。研究发现,库车前陆冲断带深层具有形成构造大气区的有利条件:大型叠瓦冲断构造为大油气区的形成奠定了良好的圈闭基础;优越的烃源条件与晚期强充注为大气区的形成提供了充足的烃源;深层发育大规模有效砂岩储集层,为大气区的形成提供了良好的储集空间;巨厚膏盐岩为深层大气区的形成提供了优越的盖层条件。盐下深层构造大气区油气地质特征主要表现为:油气分布受构造圈闭控制,以构造气藏为主;冲断带深层储集层物性总体较差,裂缝对油气富集高产有重要控制作用;油气分布具源-盖共控、叠置连片、整体含气的特点;储量规模较大,单井产能较高。     

库车前陆冲断带构造分层变形特征

库车前陆冲断带地震资料信噪比低,具有多解性。利用高分辨率三维地震、钻井、油气分析化验等资料,对库车前陆冲断带地层组合进行系统描述,精细解释构造模型,深入剖析油气成藏体系,认为库车前陆冲断带发育古近系和新近系膏盐岩层及三叠系和侏罗系煤层2套滑脱层,具有分层滑脱、垂向叠置、多期变形的特征,浅层构造发育盖层滑脱褶皱,深层发育基底卷入式叠瓦状逆冲构造,膏盐岩层和煤层发生滑脱塑性变形,发育加里东运动期、海西运动晚期—印支运动期和燕山运动期—喜马拉雅运动期3期断裂,海西运动晚期—印支运动期构造控制中生界沉积,由北向南具有超覆减薄的特征。库车前陆冲断带分层构造变形控制油气分层运聚,煤层以上的油气主要来自侏罗系烃源岩,煤层之下的油气主要来自三叠系,三叠系烃源岩生烃量占60%,大量油气仍保存在煤层之下。     

沉积微相对超深储层岩石力学性质的影响及其应用——以塔里木盆地库车坳陷BZ气田白垩系为例

为了优选塔里木盆地库车坳陷白垩系超深致密砂岩储层单井天然裂缝发育的甜点层段,利用露头、岩石薄片、成像测井等资料系统分析了BZ气田不同沉积微相的储层岩石力学性质差异,并结合相关露头中不同沉积微相的几何参数模型,提出了一种优化储层岩石力学参数模型的方法,提高了井筒周围(<200 m)天然裂缝预测精度。研究结果表明：(1)BZ气田白垩系巴什基奇克组三段不同沉积微相、相同微相不同位置的储层中,岩石组构和岩石组合(包括碎屑含量、杂基含量、粒度分选、砂地比和砂泥岩组合等)具有差异,从而影响了储层的泊松比和杨氏模量,不同微相储层具有不同的岩石力学参数。(2)不同沉积微相砂体的裂缝发育程度有所差异,扇三角洲前缘水下分支河道砂岩的裂缝最发育,比扇三角洲前缘支流间湾微相及扇三角洲平原分支河道微相更容易形成裂缝。(3)进一步根据露头中沉积微相几何参数,建立不同微相的三维模型,即可建立和优化井筒周围的沉积微相模型及岩石力学参数模型,并应用到井筒周围的裂缝预测中。     

库车前陆逆冲带生长地层及其在油气勘探中的意义

库车前陆逆冲带广泛发育生长地层、生长三角。从地面露头和地震剖面中识别出的典型生长地层和生长三角,利用其可确定构造开始运动时间,从而分析构造的演化历史、构造与油气排烃期的匹配关系。认为克拉苏构造带是一有利含油气区带。     

塔里木油田超深超高压气藏的成功改造

塔里木油田克深区块超深井温度高、压力高、射孔段长,利用常规压裂手段很难达到储层改造目的。通过对目标井的地质分析和储层评价,针对该井压裂改造的难点,提出了针对性的改造思路并进行现场施工。研究提出以冻胶压裂为主,滑溜水体积压裂为辅的混合压裂方式,采用分簇射孔和纤维暂堵转向工艺进行分级施工,并根据监测裂缝发育情况实时调整压裂施工方案。最终通过纤维转向压裂技术为主的现场压裂施工,成功实现了超深高温高压井的分层压裂改造,将目标井产量从1.5×104m3/d增加到21×104m3/d。该技术的成功应用,对该区块同类型井的储层改造具有很好的指导意义。     

超深层逆冲推覆构造致密砂岩储层地应力场扰动特征——以塔里木盆地博孜—大北地区白垩系储层为例

塔里木盆地库车坳陷博孜—大北地区白垩系致密砂岩储层在由北向南的逆冲推覆下,发育了一系列大规模的北倾断层和叠瓦状堆叠的褶皱构造。复杂的构造形貌致使该区地应力复杂多变,储层改造效果差异明显。因此,亟需厘清研究区内复杂构造对地应力的扰动特征。结合多种方法对单井现今地应力的精确解释,分别分析断裂、褶皱和断褶复合构造对地应力的扰动效果,明确了相关扰动机理,并绘制了研究区地应力扰动特征分区图。基于扰动特征,绘制了不同构造的地应力扰动特征模式图,并提出井位、井轨迹建议。断裂对地应力有卸载作用,断裂附近水平主应力梯度出现不同程度的降低,其中最大水平主应力梯度降低约0.3 MPa/hm;近EW走向的断裂使得近SN向的区域应力方向发生顺时针偏转,偏转角度最大达60°;不同规模断裂的扰动范围为断距的60%。当地层曲率超过0.4 km^-1时,褶皱对地应力存在扰动,褶皱地层上部张性扰动区地应力较区域应力减小,下部挤压扰动区地应力增加;张性扰动区最大水平主应力梯度最大约降低0.3 MPa/hm,地应力方向逆时针偏转,偏转角度最大达70°;褶皱变形曲率越大,张性扰动区厚度越大,扰动越明显。断褶复合构造下,断裂扰动区和褶皱张性扰动区叠加会使得地应力进一步减小,地应力方向在两者扰动效果抵消后较区域应力偏转较小或不偏转。综合考虑储层改造难易程度和致密气富集特征,应优先于断褶复合构造带断裂和褶皱张性扰动叠合区部署钻井,建议钻深不超过褶皱中性面,水平井轨迹沿EW向设计。     

库车坳陷迪那气田古近系裂缝发育的多样性与差异性

以岩心观察和薄片鉴定为基础,辅以扫描电镜、粘土矿物X-衍射、流体包裹体、油层物性分析等手段,结合区域地质研究成果,系统研究塔里木盆地库车坳陷迪那气田古近系低渗-特低渗砂岩储层裂缝的多样性和差异性。结果表明：宏、微观裂缝主要为构造裂缝,其余依次为溶蚀裂缝、成岩裂缝和超压裂缝。构造裂缝分为剪切裂缝、扩张裂缝和震裂缝3种主要类型（以剪切裂缝为主）和3个发育期次;其中对储集烃类最为有效的裂缝形成于晚喜马拉雅期（上新世末期,即2.6~1.81 Ma）的构造挤压作用;溶蚀裂缝、成岩裂缝与超压裂缝与油气注入引起的溶蚀作用、粘土矿物脱水收缩、强烈构造挤压、快速深埋及流体增压造成的地层超压有关,主要形成时间为库车末期至西域期（2 Ma至现今）。裂缝发育的差异性主要受岩石类型、沉积相带、单层厚度和与主控断层距离的控制。位于气田中部的水下分流河道以粉细砂岩为主,裂缝最发育,单井产能高。裂缝线密度与单层厚度呈“座椅”式负相关,随着与主控断层距离增大而减小;泥岩裂缝线密度小于0.4条/m,且与单层厚度无关。