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。     

塔里木盆地库车坳陷冲断构造带储油构造探讨

塔里木盆地北缘库坳陷发育有冲断构造带，逆冲方向自北向南，形成时代为中新世到上新世。根据冲断构造成因和圈闭条件，可刊分出６种储油构造：背斜、双重构造、重迭断坡背斜、冲断三角带、下盘断坡带和膏盐岩刺穿构造。     

塔里木盆地库车坳陷第三系储层特征研究

库车坳陷新生界沉积厚度巨大,沉积体系多样.其第三系储层岩石具有成分成熟度低、结构成熟度不高的特点,且在不同区域及不同沉积环境中表现出较大的差异性;而填隙物含量则普遍较高.储集空间类型为次生孔隙型,主要有粒间溶孔、粒内溶孔及超大孔隙、微孔隙和构造裂隙几种类型.下第三系孔隙度呈现南高北低及中部高、东西两端低的态势,渗透率表现为南高北低的趋势,东西变化不明显.研究区吉迪克组底砂岩的孔隙度呈东高西低、北低南高及周缘高,中部低的特点.储层厚度总的分布规律是:下第三系储层呈东厚西薄、东粗西细特点,南北略具差异;吉迪克组底部砂岩是一套较为稳定的、可在全区进行区域追踪的薄砂层,平面上具有北厚南薄的分布规律.沉积相、成岩作用及构造因素共同控制了储层的发育.     

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。     

塔里木盆地库车坳陷断层相关褶皱对裂缝发育的控制

裂缝预测一直是石油地质界研究的热点和难点,其中对裂缝发育的主控因素及机制仍未清晰认识。库车坳陷中的断层相关褶皱在多期演化过程中,派生或伴生大量的构造裂缝,空间分布十分复杂。以克深气田、大北气田、迪那气田和克拉气田为例,结合区域构造背景,从野外露头、岩心观察和成像测井分析入手,对单井裂缝进行详细的统计分析。通过构造形迹分析和岩石声发射测试,恢复古构造应力场,划分裂缝发育期次。以断层相关褶皱理论为指导,选取库车河野外剖面,以有限元数值模拟为手段,恢复各褶皱的构造演化过程,对比分析共生裂缝的发育规律及形成机制。最终,建立了库车坳陷断层相关褶皱区共生裂缝系统演化地质模式,并评价了优势裂缝发育带,如克深-大北气田为典型的顶部冲起型褶皱共生裂缝模式,迪那-克拉气田为典型的顶部地堑型共生裂缝模式,为库车坳陷山前冲断带的高效勘探部署和老油气田综合治理提供有效指导。     

库车坳陷大北-克深地区致密性砂岩储层微裂缝模型研究

库车坳陷大北-克深地区白垩系-古近系砂岩储层埋深一般大于5000m,压实作用强烈,微裂缝比较发育。大量研究表明,微裂缝的发育主要与埋深和砂岩的原始组构有关,微裂缝的发育在一定程度上提高了储层基质的渗透性。系统统计了砂岩储层微裂缝的面密度,对影响其发育的相关因素进行了分析,建立起微裂缝发育的多元线性回归模型,模型通过了显著性检验,可以用来对工区微裂缝的发育程度进行预测。     

库车坳陷超深层低孔致密砂岩储层形成机制与油气勘探意义

塔里木盆地库车坳陷白垩系超深层储层埋深大于6 000 m,地层流体压力系数大于1.6,温度高于130℃,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 mD,该套超深层储层目前是天然气增储上产的核心领域。为揭示其形成机制及勘探意义,依据声发射法古应力测试、激光共聚焦显微镜、场发射扫描电镜、电子探针、激光碳氧同位素等实验分析,综合研究表明,超深层储层经历了2类典型成岩叠加效应:强构造挤压效应-强溶蚀-中等埋藏压实-中等胶结效应(克深地区),主要发育裂缝-溶蚀孔型储层;强构造挤压-中等溶蚀-中等埋藏压实-中等胶结效应(大北地区),主要发育裂缝-粒间孔型储层。有效储层成因机制主要为早-中期长期浅埋藏保存孔隙、中晚期膏盐岩顶蓬构造抑制垂向压实、晚期构造侧向挤压形成缝网体系、多期溶蚀作用持续增孔。有效储层主要受岩相、构造挤压和表生溶蚀作用控制,埋深超过8 000 m,厚度一般为80~200 m。储层致密化与油气充注同期,横向叠置连片发育,为区带连片含油气、局部高丰度富集、万亿立方米天然气储量规模提供了有利条件。     

塔里木盆地库车坳陷油气聚集模式

塔里木盆地库车坳陷油气资源丰富，油气聚集具有三种基本模式，即山前挤压断背斜型黑油聚集，盐拱张性构造型油气聚集下双重构造型天然气聚集。盐上目的层为上第三系，盐下目的层为白垩系及下第三系底砂岩。     

库车坳陷克深三维区现今地应力场及储层裂缝数值模拟

利用ANSYS有限元分析软件,在建立力学模型的基础上,以井点现今地应力值为约束,进行了克深三维区现今地应力场的数值模拟,建立了地应力与储层构造裂缝参数的定量关系模型,并结合古今应力场对储层构造裂缝参数进行了定量预测.数值模拟结果表明:构造高部位、断层带是地应力的低值区和裂缝的发育区;随深度增加,现今地应力值逐渐增大,而储层裂缝发育程度逐渐降低;现今地应力场和储层裂缝参数的数值模拟结果与测井解释结果基本吻合,能够反映现今地应力场及储层裂缝分布规律.     

塔里木盆地库车坳陷第三系盐构造与油气

塔里木盆地北部的库车坳陷第三纪发育盐湖,沉积了巨厚的膏盐岩层,在喜山运动中晚期强烈的构造挤压下形成了大量的盐构造,造成深浅层构造不一致,库车盐构造的类型有丘形、喇叭形、劈形、拱形、脊形,广泛分布于库喀断褶带、拜城向斜带、秋立塔克断褶带及羊塔克-亚肯背斜带,其演化按构造位置可分为两种情况。盐岩不仅是极好的区域性盖层,还可改善盐下岩层的储集物性,而三叠-侏罗系烃源岩又位于盐下,因此盐下构造圈闭是库车坳陷最为有利的勘探远景目标。在世界含油气盆地中,笔者发现伊朗油田与库车坳陷具有相似的构造特征和油气聚集规律,挤压型盐构造非常发育。盐岩及盐构造对于库车坳陷形成大中型油气田起着非常重要的作用,应加强对盐下构造圈闭的勘探。     

塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带克深地区典型断背斜天然裂缝分布特征

为明确超深层储层断背斜内天然裂缝的分布特征,以库车坳陷克拉苏构造带克深地区白垩系巴什基奇克组为例,结合地质、地震、FMI成像测井、地应力以及岩石力学参数等资料,通过储层地质力学法明确了克深地区典型断背斜构造样式内天然裂缝的分布特征,为该区致密气的有利勘探提供了地质依据。结果表明：不同断背斜垂向上具有从顶部、中部到底部天然裂缝密度“高-低-高”的普遍特征;断背斜的翼间角越大,顶部和中部的裂缝分布越局限,底部裂缝分布越广泛;距断背斜轴部越远的部位,顶部和底部的裂缝分布越局限,中部的裂缝分布越广泛。断背斜顶部转折端相对中部与底部储层天然裂缝较发育,改善了储层的物性,为致密气提供储集空间和渗流通道。     

塔里木盆地库车坳陷异常天然气的成因

塔里木盆地库车坳陷大宛１井和克参１井的烷烃气出现负碳同位素系列,其根本原因是天然气的散失分馏所致,同时由于该区烃源岩的成熟度处于高熟或过熟阶段,并非无机成因。     

塔里木盆地库车坳陷克拉1 构造油气运移事件

通过对塔里木盆地库车坳陷克拉1构造白垩系、古近- 新近系储集层录井、地层测试资料及可溶有机质特征的分析,探讨了油气的多期运移事件。克拉1构造虽然没有成为气藏,但在其演化的地质历史过程中,却有过油气多期运移事件的发生。在整个库车坳陷,油气的多期、多阶段运移具有普遍性,这也是库车坳陷油气成藏的有利条件之一。但油气运移能否成藏的关键取决于是否存在完整的圈闭及沟通储集层与烃源岩的深大断裂,已有的气藏主要都是完整的圈闭与沟通储集层和气源岩的深大断裂有效匹配的结果。     

塔里木盆地塔西南与库车坳陷形变特征的对比分析

该文对比分析了库车坳陷与塔西南坳陷的受力环境、变形层、形变区、滑脱层系,认为两者在构造变形方面存在明显差异。库车坳陷的应力特征以压性为主,横向上形变特征差异较小,纵向上由北向南变形强度逐渐减弱;塔西南坳陷的应力特征,在不同的边界条件下,表现为很强的扭动特征,构造变形在平面上变化较大,不同区块主形变期及形变特点差异明显,造成深坳陷及麦盖提斜坡带构造类圈闭不发育、断裂垂向输导作用较差。     

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。     

塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带大北地区超深储层裂缝特征及其对储层控制作用

综合采用岩心描述、薄片观察及成像测井解释等方法,多尺度定量表征了库车坳陷大北气藏白垩系巴什基奇克组裂缝特征,对裂缝的线密度、规模、视倾角等参数特征及其在平面上和剖面上的变化规律进行了系统研究。在垂向上,裂缝的线密度上低、下高,规模上大、下小,视倾角同样上大、下小;在平面上,裂缝线密度翼部高、核部低,视倾角翼部低、核部高。研究区发育四大类组合方式的构造裂缝,包括雁列型、伴生型、错断型和破碎带型,各类构造裂缝在断背斜尺度上的分布存在差异。其中,前3种类型在垂向上主要分布在目的层中上部,平面上则位于断背斜核部;第4种一般纵向上位于目的层下部,平面上位于背斜翼部等。不同规模的构造裂缝对储层均有沟通孔隙、增强溶蚀和改善物性的作用,进一步改善了储层产能。在4类裂缝组合方式中,第4种组合对储层的改善较弱;而前3种组合的储层物性则相对好,是相对有利区。     

塔里木盆地库车坳陷异常天然气的成因

塔里木盆地库车坳陷大宛1井和克参1井的烷烃气出现负碳同位素系列,其根本原因是天然气的散失分馏所致,同时由于该区烃源岩的成熟度处于高熟或过熟阶段(R_o=1.18％～1.77％),并非无机成因。     

塔里木盆地塔西南与库车坳陷形态特征的对比分析

该文对比分析了库车坳陷与塔西南坳陷的受力环境、变形层、形变区、滑脱层系，认为两者在构造变形方面存在明显差异。库车坳陷的应力特征以压性为主，横向上形变特征差异较小，纵向上由北向南变形强度逐渐减弱；塔西南坳陷的应力特征，在不同的边界条件下，表现为很强的扭动特征，构造变形在平面上变化较大，不同区块主形变期及形变特点差异明显，造成深坳陷及麦盖提斜坡带构造类圈闭不发育、断裂垂向输导作用较差。     

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。     

塔里木盆地库车坳陷侏罗系层序地层与沉积相

通过层序地层学的划分与对比，将侏罗系划分出8个沉积层序，层序界面以I型层序界面为主，沉积相类型主要为曲流河，辫状河、辫状三角洲，湖泊，沼泽化湖泊等5种，自晚三叠世塔里奇克期至白晋纪末，早三叠世形成的南天山褶皱隆起带开始遭受剥蚀，盆地基底反弹，盆地格局表现为宽缓，伸展的特点，沉积模式表现为潮湿气候下的冲积补偿和干旱气候下的冲积补偿2种方式。