塔里木盆地顺北地区超深断控缝洞型油气藏地质-工程一体化实践与成效

塔里木盆地顺北地区超深断控缝洞型油气藏目的层埋深大,储层非均质性强,上覆地层岩性复杂,多期断裂破碎带发育,钻完井工程难度大,无现成经验可借鉴,勘探开发面临巨大挑战。通过搭建地质-工程、勘探-开发一体化协同管理平台,将地质研究、工程设计和组织实施纳入一体化协作体系。针对超深断控缝洞型油气藏的地质特点与工程难点,形成“钻井设计（储层建模与井型设计、储量估算与井网构建、井轨迹优化）、钻完井工程（风险预测与优快钻井、分段酸压与衬管完井、储层描述与分类改造）”一体化技术体系,钻井成井周期明显缩短,单井产能明显提升,新发现顺北4号、8号断裂带两个亿吨级规模增储区带,为顺北油气田勘探开发提供重要技术支撑,对国内外超深层油气勘探开发具有借鉴意义。     

塔里木盆地超深层走滑断裂断控大油气田的勘探发现与技术创新

塔里木盆地下古生界碳酸盐岩经历了潜山构造—礁滩相控—层间岩溶—断控缝洞体的勘探历程,近10年来在断控油气藏领域取得了勘探理论认识和技术创新.(1)创新形成超深层海相碳酸盐岩断裂控储成藏地质理论,建立坳陷区走滑断裂破碎带连片规模成储、分段差异富油的油藏模式,丰富和发展了碳酸盐岩油气成藏类型和富集规律认识,实现了坳陷区超深...     

塔里木盆地深层走滑断裂差异变形与控储控藏特征——以顺北油气田为例

在走滑断裂精细解析的基础上,综合利用成像测井、试井和生产动态资料,探讨了顺北油气田顺北1号、顺北5号、顺北4号走滑断裂带的分段差异变形对规模储集体发育和油藏分布的控制作用。顺北地区主干走滑断裂带在几何学、运动学及活动特征方面差异显著,具有“一带一世界”的特点。其中,顺北1号断裂带在三维工区内发育9个左阶斜列展布的几何分段,分段间均发育叠接拉分段;顺北5号断裂带北段以发育压隆段—平移段为主,中段以发育平移段和分支断裂为主,南段发育“两侧地堑断面+中部主走滑断面”复合构造样式;顺北4号断裂带在三维工区内呈“S”形展布,根据走向变化可划分北段、中段和南段,具有“南北挤压、中部拉张”的分段结构特征。顺北地区走滑断裂的内部结构受断裂活动强度控制,随着活动强度增大,碳酸盐岩断裂带内部结构由发育程度较低的裂缝带逐步演化为发育程度较高的破碎角砾带-裂缝带,储集体规模也逐渐增大。顺北1号断裂带的断控规模储集体分段发育,不同分段的储集体内部结构差异明显且多不连通,同一分段的储集体相互连通,具有“一段一油藏”的特征。走滑断裂的差异变形控制了油气差异成藏,其中,受控于晚期活动“北强南弱”的差异,顺北1号断裂带...     

塔里木盆地顺北地区超深碳酸盐岩断溶体发育特征与形成机制

走滑断裂带作为一个空间地质体,具备物理-化学机制下的增容作用,可以在断裂带内部形成独特的缝洞系统及伴生孔洞、孔隙空间,塔里木盆地顺北地区发育超深碳酸盐岩断溶体相关的缝洞系统,其储集体与断裂带活动关系密切。以顺北地区走滑断裂带为研究对象,综合近年来对走滑断裂带解析及勘探实践认识,分析走滑断裂带内部结构,探讨断溶体（储集体）发育特征及成因。其断溶体空间展布明显受到走滑断裂带边界的约束,储集体的外在轮廓主要受断裂带控制,宽度相对窄,纵向发育深度大。其储集空间主要由多期走滑构造破裂作用与断裂带内物质体积调整形成的“空腔”型洞穴和缝网系统组成,并经历了多类型流体的溶蚀-胶结作用叠加改造,形成了在断裂带内沿着断层发育的裂缝-洞穴系统,并伴生发育溶蚀孔洞与各类孔隙空间,导致断溶体内部储集体结构复杂化。根据断裂带内部流体参与程度和流体类型不同,可以细分出3种成因机制的端元模型：断容型、岩溶型和热溶型。断溶体的形成机制可以是其中的一种,也可以是2种或3种类型的组合。断溶体与岩溶缝洞储层最本质的差异在于,前者缝洞系统的构成和储集规模的形成与断裂活动关系密切,后者则主要取决于水-岩作用的方式和所能带走的物质体积总和。     

顺北油气田地质储量评估与油气勘探方向

顺北油气田是典型的断控型油气田,储集层的形成和演化与断裂活动关系密切,储集系统的基本构成和规模不受水-岩作用影响,与溶蚀缝洞型油气藏存在本质区别.因此,针对溶蚀缝洞型油气藏形成的地质储量估算方法,难以满足断控型油气藏的地质储量评估和油气勘探决策.针对顺北油气田断控型油气藏的独特性,通过对水平层状各项异性介质的绕射、低频...     

塔里木盆地顺北特深碳酸盐岩断溶体油气藏发现意义与前景

塔里木盆地顺北地区埋深7 000 m以下特深碳酸盐岩领域获得重大油气突破。通过对顺北特深油气田的构造演化、储层、油气藏特征与油气富集规律等的综合分析,认为该类油气藏为断溶体油气藏,具有沿断裂带整体含油、不均匀富集的特点。走滑断裂多期活动与流体溶蚀改造作用在中-下奥陶统碳酸盐岩层系形成良好的洞穴、裂缝及沿缝溶蚀孔洞型储集体;断裂带外围致密碳酸盐岩作为侧向封挡构成了物性圈闭。上覆巨厚却尔却克组泥岩作为区域封盖层,源自下寒武统的油气沿走滑断裂垂向运移聚集,以晚期成藏为主,断裂既是油气运移通道又是油气富集场所。该类型油气藏的发现展现了一种新的特深层油气富集成藏模式。目前,顺北油气田已发现落实了18条走滑断裂带,资源规模达17×10⁸ t油当量,展示了顺北地区良好的勘探开发前景。     

塔里木盆地顺北油气田奥陶系断控缝洞型储层特征及成藏模式

顺北油气田为塔里木盆地重要的产油气区。根据钻井动态、岩心分析、测井、地震等资料,结合酸化压裂曲线及试井资料等对塔里木盆地顺北油气田奥陶系断控缝洞型储层的特征及成藏模式进行了研究。研究结果表明：(1)顺北油气田奥陶系断控缝洞型储层是伴随走滑断裂发育的一类特殊储层,垂直于断裂带发育,由基岩-裂缝带-洞穴带有序排列组成的多组缝洞集合体,洞穴带和裂缝带是其主要的储集空间,地震上的识别特征为断裂-串珠-杂乱强反射。(2)研究区规模较大的断控缝洞型储层的改造曲线具有初始泵压低、最大压降大,停泵压力低等特征,北东断裂体系的(1)号、(4)号、(8)号断裂带的钻井压力恢复曲线均呈“W”-箱形形态。(3)按照地震响应特征和试井压力恢复曲线形态可将研究区的断控缝洞型储层划分为洞穴型和裂缝型两大类,按试井压力恢复曲线形态可细分为裂缝-多洞穴型、裂缝-洞穴型、洞穴-裂缝型和裂缝型4类。(4)研究区断控缝洞型油气藏油源来自于玉尔吐斯组,沿走滑断裂运移,以孔洞和裂缝为储集空间,盖层为致密碳酸盐岩和巨厚泥岩。     

顺北地区超深层断溶体储层空间雕刻及量化描述技术

塔里木盆地顺北地区碳酸盐岩发育断溶体储层。断溶体纵向深度大、内部非均质性极强,其展布主要受深大走滑断裂带控制。断溶体的储集空间主要为洞穴、孔洞和裂缝。断溶体储层在不同级别断裂带、同一断裂带不同分段内的发育程度有明显差异。如何准确刻画断溶体的空间位置、体积和连通性已成为断溶体油藏勘探开发的主要难点。基于正演模拟和井震结合的储层地震反射特征所分析的断溶体储层地震识别模式,结合结构梯度张量分析、增强相干处理的自动断层提取技术、相控波阻抗反演技术可对断溶体储层的边界及内部特征进行描述,并对断溶体储层进行空间雕刻及储量计算。利用单井产量、动态储量可对结果进行验证。     

塔里木盆地顺北油气田地温场对奥陶系超深层油气的影响——以顺北5号走滑断裂带为例

塔里木盆地顺北油气田走滑断裂带奥陶系超深层油气资源类型、油气性质呈现规律性变化,油气分布规律主控因素不清制约了资源类型与勘探序列评价。为研究温度场对深层油气的影响,开展了顺北5号断裂带现今实测温度资料统计分析、关键成藏期热史恢复、烃源岩热演化与奥陶系油气性质和油气成熟度对应关系研究。结果表明,顺北地区现今地温场纵向上呈现由浅层向深层地温梯度逐渐降低的特征,寒武系玉尔吐斯组烃源岩的现今地温和关键成藏期古地温均呈现由北往南逐渐升高的特征。在超深层低地温梯度背景下,顺北奥陶系超深层油藏温度未达到原油大量裂解温度窗,为液态石油的保存提供了有利条件;在关键成藏期——海西晚期,本地寒武系玉尔吐斯组烃源岩由北往南热演化程度逐渐增加,在高压抑制生烃演化作用下,顺北5号断裂带北段和中段以生油阶段为主,南段开始以生凝析油气阶段为主,演化产物与现今奥陶系超深层油气藏类型、原油密度、天然气干燥系数、生产气油比、油气热演化程度平面分布特征具有较好一致性,指示地温场控制下的烃源岩热演化差异是资源类型和油气性质差异分布的主要影响因素。     

塔里木盆地顺北5号走滑断层空间结构及其油气关系

塔里木盆地小尺度走滑断层在空间上具有"位移小、延伸长、平面分段、纵向分层"的复杂地质结构,其纵向空间结构的变化对流体成矿富集具有重要的控制作用。近年来,顺北油田的断控缝洞型油气藏勘探表明,走滑断层带在油气成藏过程中具有"控储、控藏、控富"的特点,但走滑断层在油气成藏过程中控制作用尚不清楚。选取顺北5号断层中、北段为研究对象,基于实钻井、钻录井等实物资料和井动态产能资料,利用高精度三维地震断层解析和立体评价技术,首次从油气成藏体系中的通源性、输导性、成储性、封闭性、储改性以及成藏性等方面对走滑断层进行垂向立体评价。研究成果表明,走滑断层在不同的构造层具有"垂向分层变形、平面分段演化"的特征,不同的构造层中构造响应特征差异明显,由下向上表现为直立走滑、膏盐岩滑脱构造、花状构造、右行雁列正断层、左行雁列正断层、继承性左行雁列正断层的垂向结构序列;走滑断层在不同构造层中的结构样式决定了走滑断层对油气成藏不同要素的控制作用,断层的垂向立体评价有利于查明油气成藏富集过程,优选油气富集目标,为今后的油气勘探开发提供理论指导。     

塔里木盆地顺北特深碳酸盐岩储层天然裂缝实验评价及油气意义

塔里木盆地顺北特深碳酸盐岩走滑断控油气藏储量丰富,大型走滑断裂和天然裂缝是油气主要储存空间和流动通道,研究此类储层的天然裂缝发育特征具有重要的意义。以顺北地区5口钻井储层段39块灰岩样品和7块白云岩样品为研究对象,通过对实钻取心样品开展岩相薄片分析、天然裂缝精细描述和脆性实验评价,研究顺北储层天然裂缝发育主控因素和影响规律。顺北地区中、下奥陶统鹰山组和一间房组储层岩性为白云岩和灰岩,岩相包括颗粒灰岩、粒泥灰岩、泥粒灰岩、粘结岩、泥灰岩、硅化灰岩和粉细晶白云岩、中粗晶白云岩;在灰岩样品中,泥灰岩脆性指数和天然裂缝发育密度最高,粘结岩脆性指数和天然裂缝发育密度最低;在白云岩样品中,中粗晶白云岩的脆性指数高于粉细晶白云岩,且样品晶粒越粗,天然裂缝越发育。天然裂缝发育密度与岩石样品脆性指数之间存在明显正相关关系;白云岩的孔渗物性和脆性指数高于灰岩,在相同脆性指数条件下,灰岩的裂缝发育能力更强。因此,灰岩地层中的高脆性段更有可能成为顺北地区的地质甜点区。     

塔里木盆地顺北地区中-下奥陶统“断控”缝洞系统划分与形成机制

碳酸盐岩地层普遍发育各类成因机制的非均质性缝洞储层,其孔隙系统的形成演化受岩石的地质演化控制。一般情况下,这类非均质性缝洞储层的形成与地层流体系统中各种不饱和性流体的热化学作用方式和所能带走的物质体积总和有关。但是,塔里木盆地顺北地区发现的“断控”缝洞储层未经历不饱和性流体的溶蚀改造作用,其空间展布明显受到断裂带边界约束,勘探证实可以形成商业价值储层。因此,断裂活动能否发生大规模的物质体积调整,形成完整的缝洞储集系统,需要引起重视。通过应用三维地震、钻井异常工况、测井、元素录井、压恢试井、干扰试井和生产动态资料等,综合表征“断控”储层特征,反演“断控”缝洞单元和储集系统。针对走滑断裂活动过程中的岩石物理特性、构造增容机理和流体改造机制,开展了脆性岩层应变方式、断层封闭性控制因素、水-岩作用方式等研究,提出断裂带内部受岩体错动、破碎及力学-热化学作用而发生的物质体积调整是顺北地区“断控”缝洞储层形成的主导因素,其孔隙系统的形成、演化与断裂活动关系密切。当“断控”缝洞系统形成、演化过程中无法忽视流体影响时,可依据流体性质和作用方式等,细分出“岩溶型”和“热溶型”亚类,作为“断控”储层概念的理论衍生。     

塔里木盆地北部地区超深断控油藏关键成藏期

塔里木盆地北部地区奥陶系碳酸盐岩发现了埋深大于6 000 m的断控型特大油田,关键成藏期厘定对油气成藏研究与勘探开发具有重要意义。在岩相学精细分析基础上,开展12口井断裂充填方解石的流体包裹体组合（FIA）测试分析,并结合烃源岩及其生油期、断裂与圈闭形成期研究断控油藏成藏期。结果表明,(1)FIA类型多样,主要存在坳陷区黄色荧光与隆起区黄绿色荧光2类不同成熟度油包裹体,指示2期石油充注;(2)FIA中盐水包裹体均一温度多遭受升温作用的影响,与油包裹体共生的盐水包裹体最小温度值更接近成藏期温度;(3)黄色荧光的FIA都检测到低于50℃的均一温度,黄绿色荧光的FIA均检测到70～90℃的温度数据,揭示中晚加里东期与晚海西期的2期石油成藏期;(4)中晚奥陶世为走滑断裂、奥陶系碳酸盐岩缝洞体储集层与圈闭的关键形成期;(5)下寒武统主力烃源岩的生油高峰期为晚奥陶世,坳陷区以晚奥陶世成藏为主,隆起区以早二叠世成藏为主。研究认为,塔里木盆地北部地区超深断控油藏关键成藏期为加里东晚期,坳陷区保存了加里东期的原生古油藏,隆起区发育晚海西期从坳陷区调整过来的次生油藏;保存条件是该区走滑断裂带石油富集的关键...     

塔里木盆地顺北油气田不同层系原油地球化学特征对比及成因分析

塔里木盆地顺北油气田在奥陶系、志留系和白垩系多个层系都可见挥发油-轻质油或油砂。通过地球化学特征对比发现,不同层系的原油（油砂）存在较大差异。根据其成因总体上可以划分为2类：（1）奥陶系和志留系：姥植比较低（Pr/Ph<1）,原油族组分及正构烷烃单体烃类的碳同位素偏轻,三环萜烷C₂₁TT/C₂₃TT比值小于1.0,三芴含量中硫芴占绝对优势,均表现为海相腐泥型原油,但两者成熟度略有差异,志留系为成熟油,奥陶系为高熟油;（2）白垩系：姥植比较高（Pr/Ph>1.6）,原油碳同位素相对较重,C₂₁TT/C₂₃TT比值大于1.0,C₂₄四环萜烷及C₃₀重排藿烷相对丰度高,表现为陆相原油特征。综合分析,志留系及奥陶系原油来自寒武系烃源岩,为同源不同期的油藏,而白垩系原油可能来自北部库车坳陷陆相烃源岩。     

塔里木盆地顺北超深断溶体油藏特征与启示

近年来,塔里木盆地顺托果勒低隆起发现了10亿吨级的新类型油藏——顺北超深断溶体油藏。通过深化顺北地区油气成藏地质条件认识,突破了构造低部位岩溶储层欠发育的限制,提出走滑断裂带构造破裂作用为主的叠加后期埋藏流体改造也可形成规模储层。走滑断裂带多期活动对储层改造、圈闭形成和油气运聚具有重要的控制作用,建立了顺北超深断溶体油气藏“寒武纪多期供烃、深埋断溶成储、原地垂向输导、晚期成藏为主、走滑断裂控富”成藏模式,初步提出了顺北断溶体油藏富集的主控因素。顺北超深断溶体油藏作为一种新类型油藏,丰富了海相碳酸盐岩油气成藏理论,展现了超深层海相碳酸盐岩巨大的勘探潜力,是盆地未来油气增储的重点领域。     

塔里木盆地顺北油气田1号和5号断裂带奥陶系油气藏特征

综合运用油气地球化学分析技术对顺北油气田1号和5号主干断裂带奥陶系油气藏进行研究,并结合油气物理性质和烃类相态特征等数据资料来开展不同断裂带上油气藏特征精细对比,从而探讨不同断裂带油气藏特征差异成因。结果表明,两条不同断裂带油气藏的油气源特征相似,均来自于还原性较强的腐泥型生烃母质,且均处于高成熟演化阶段,但顺北1号断裂带为未饱和挥发油藏,顺北5号断裂带为未饱和轻质油藏,1号断裂带油气成熟度明显高于5号断裂带。两条断裂带油气藏特征出现差异主要与顺北地区不同的油气充注过程和后期改造作用有关:顺北地区可能存在3期油气充注,5号断裂带油气藏为前两期油气的混合充注,最早一期油气遭到破坏,以第二期油气充注为主,而1号断裂带油气藏以最晚的第三期油气充注为主;两条断裂带油气藏均未经历明显的热裂解作用,但是1号断裂带原油经历轻微的硫酸盐热化学还原改造作用(TSR),而5号断裂带早期充注原油经历过生物降解作用(BSR)。不同的油气充注过程是导致顺北地区不同断裂带油气藏特征差异的主要因素。     

塔里木盆地顺北油田油气来源研究

基于塔里木盆地顺北地区原油和天然气样品的地球化学特征分析,研究了顺北地区奥陶系中下统油气来源。通过饱和烃色谱及饱和烃、芳烃色谱-质谱、全油及族组分碳同位素检测,发现原油样品中C₂₃三环萜烷占优势,伽马蜡烷含量低,C₂₇-C₂₈-C₂₉ααα20R规则甾烷表现为不规则的“V”字形分布,规则甾烷相对重排甾烷含量高,原油碳同位素偏轻,与柯坪露头及孔探1井等下寒武统烃源岩有很好的亲缘性;天然气δ¹³C₁值为-50.7‰~-44.7‰,天然气δ¹³C₂值为-36.1‰~-33.1‰,干燥系数为0.520~0.883,为原油伴生气,油气同源,判断顺北油田油气主要来源于下寒武统烃源岩。通过已钻井岩相、沉积相和全盆地地震相资料,预测下寒武统烃源岩在塔里木盆地广泛分布,厚度在30 m左右,有机碳含量高,生烃潜力大,具有长期生烃、多期供烃的特点,能提供充足的油气资源,是塔里木盆地台盆区最主要的烃源岩。