Control of hydrocarbon accumulation by Lower Paleozoic cap rocks in the Tazhong Low Rise, Central Uplift, Tarim Basin, West China

Despite the absence of regional cap rocks in the Lower Paleozoic for the entire Tazhong Low Rise,several sets of effective local cap rocks are well preserved on the Northern Slope.Of these the best is the Ordovician mudstone of the Sangtamu Formation; the second is the Silurian Red Mudstone Member of the Tatairtag Formation and the marl of the Ordovician Lianglitag Formation; and the third is the gray mudstone of the Silurian Kepingtag Formation.The dense limestone of the Ordovician Yingshan Formation and the gypsum of the Middle Cambrian have shown initial sealing capacity.These effective cap rocks are closely related to the distribution of Lower Palaeozoic hydrocarbons in the Tazhong Low Rise.With well-preserved Sangtamu Formation mudstone and its location close to migration pathways,rich Lower Paleozoic hydrocarbon accumulation can be found on the Northem Slope.Vertically,most of the reserves are distributed below the Sangtamu Formation mudstone; areally,hydrocarbons are mainly found in the areas with well-developed Sangtamu Formation mudstone and Lianglitag Formation marl.Burial history and hydrocarbon charging history show that the evolution of Lower Palaeozoic cap rocks controlled the accumulation of hydrocarbon in the Tazhong Low Rise.Take the Red Mudstone Member of the Tatairtag Formation and Sangtamu Formation mudstone for examples：1） In the hydrocarbon charging time of the Late Caledonian-Early Hercynian,with top surfaces at burial depths of over 1,100 m,the cap rocks were able to seal oil and gas; 2） During the intense uplifting of the Devonian,the cap rocks with top surfaces at burial depths of 200-800 m and 500-1,100 m respectively were denuded in local areas,thus hydrocarbons trapped in earlier time were degraded to widespread bitumen; 3） In the hydrocarbon charging time of the Late Hercynian and Himalayan,the top surfaces of the cap rocks were at burial depths of over 2,000 m without intense uplifting and denudation thereafter,so trapped hydrocarbons were preserved.Based on cap rocks,the Ordovician Penglaiba Formation and Lower Cambrian dolomite could be potential targets for exploration on the Tazhong Northern Slope,and combined with hydrocarbon migration,less risk would be involved.     

基于地质导向的钻井地质环境三维描述技术

介绍了三维可视化系统在地质导向钻井中的应用情况,着重阐述了地下地质环境中最为复杂的虚拟地层及油层的三维实现,使用三维地学模型,可实时显示、分析和解释LWD数据和钻井作业数据,为地质导向钻井提供可视化的辅助手段.     

四川盆地中部高石梯地区深层岩溶储层水平井地质导向技术

四川盆地中部高石梯地区上震旦统灯影组是目前该盆地天然气勘探开发的重点层系,水平井为该层系开发的主要井型,但因高温、高压、含硫化氢和含硅质以及储层缝洞发育、非均质性极强等特点,钻井过程中卡、漏频繁,井喷风险较大,水平井钻井追踪储层和定向困难,地质导向难度大。为此,在分析该区灯影组储层的地质与工程特征并总结实钻资料的基础上,提出了综合测井、地质和地震资料进行多井岩相解释、储层对比和缝洞检测的地质建模技术,并结合随钻测井资料、储层地震模式和岩屑元素分析的储层识别与评价的实时地质导向技术,突出优化了灯四段顶部井斜角、优选造斜段轨迹方案、优化钻具组合和定向方案及避开硅质层和致密层的井轨迹优化技术,形成了适合于该套深层岩溶储层的一体化地质导向技术。5口井的现场应用结果表明,该方法较好地实现了地质导向钻井,提高了储层钻遇率和作业效率,降低了作业风险,满足了该区复杂地质与工程条件下地质导向的需要,具有推广价值。     

水平井地质导向技术在复杂河流相油田中的应用——以曹妃甸11-1油田为例

水平井地质导向技术首先建立钻前地质导向模型，并根据评价井的测井资料，对随钻测井（LWD）曲线及可能钻遇的地层岩性进行预测。钻井过程中，在钻前地质导向模型基础上，根据钻井时LWD不同的测井响应和综合录井资料，实时验证构造和储集层信息，不断修正地质导向模型，对靶点深度进行实时预测，及时调整靶点，实现水平井的钻井目的。水平井导向包括2个关键步骤：水平井着陆的导向和水平段钻进过程中的导向。曹妃甸11-1油田开发大量采用了水平井，在水平井钻井过程中，根据目的层油藏类型和不同构造、储集层特征，确定了相应的水平井着陆和水平段钻进的导向原则，保证了水平井精确中靶并使水平段最大限度地穿越储集层，与传统导向技术相比，大幅度提高了水平井钻井成功率。图3参13     

测井地质工程一体化软件设计与实现

介绍测井、地质、工程多专业信息共享,系统架构设计、功能模块划分、软件编程实现,基于WITS0钻井现场数据标准定义现场采集的随钻测井、录井和钻井数据融合与存储;基于SOAP简单对象访问协议实现数据远程传输;采用分布式概念设计存储多专业数据的实时数据库;采取Visual C++编程工具完成数据分析处理、地质评价与导向、决策监控功能。通过某油田现场试验,验证了系统设计思想和软件功能,取得较好应用效果,为开展随钻测井录井地质导向服务奠定基础。     

基于拟牛顿法的随钻方位电磁波电阻率仪器响应实时反演与现场试验

为了利用随钻方位电磁波电阻率仪器的测量数据确定地层界面方位和距离,给地质导向提供决策依据,须采用准确可靠的反演方法。针对随钻方位电磁波电阻率仪器,建立了地质导向应用模型并模拟了其响应特征,研究了拟牛顿反演算法和流程,反演过程中只需要较小的计算量就可以得到Jacobian矩阵,大大提高了反演速度;并利用单界面和双界面地层的反演理论模型,验证了该算法的正确性和准确度。在胜利油田草XX井的现场试验结果表明,实时反演结果与方位电磁波电阻率成像显示及后期完井录井结果一致。该反演方法能满足利用方位电磁波电阻率进行地质导向的要求,为方位电磁波电阻率实时地质导向提供了一种高效、准确的计算方法。      

地质模型动态更新方法在关家堡油田的应用

地质模型动态更新依据随钻测井资料及时更新先期建立的地质模型,得到钻井不同时刻的三维地质模型,实时有效地了解储集层空间展布,及时发现其构造、产状等的变化,从而对原有设计井眼轨迹加以修正,有效地调整钻井前进轨迹,发挥地质导向作用,直至以最佳方式穿过油层,最终达到提高水平段有效率和钻井总体效益的目的。把地质模型动态更新方法应用于关家堡油田水平井钻井过程中,结合测井、地质和地震等资料,并把随钻资料加入到地质模型中,采用多步建模的方法进行地质条件约束,更新并完善GR、孔隙度、渗透率等模型,提高了储集层随机建模精度,特别是砂体分布模型的精度,保证了模型的准确性和可靠性。Zh8-H井钻井实践表明,由于及时地提供了较为准确的地质模型,明显地提高了水平井钻遇油层的能力。图5参13     

让纳若尔低渗薄油层水平井LWD钻井实践与认识

哈萨克斯坦让纳若尔油田Дю区块油藏渗透率低,仅为10 mD,属于特低渗透率油藏,同时该地区油层薄,仅为2~3 m,已钻直井单井产能低,多年来一直未能得到有效开发。为挖掘剩余油潜力,开发低渗难动用储量,同时为提高低渗油藏开发效率,尝试应用水平井钻井技术,并结合导眼钻井、LWD地质导向、地质录井等关键技术,顺利钻成H5147井和H4061井2口水平井,有效保证了水平井段中靶率和油层钻遇率,最终获得较高的单井产能,单井初期日产分别达到89 t和91 t,达到直井初期产能的3倍。其中,导眼钻井有效确定油层深度与厚度,LWD地质导向和地质录井则保证了井眼轨迹在油层中穿行。2口井的产能效果证明了水平井及配套钻井技术在Дю区块的适用性和必要性。     

石油电磁测井技术发展中的一些关键问题

感应测井在电缆测井中较常用,其探测深度较大且能适用于油基泥浆,因而在石油测井中具有不可替代的地位。电磁波测井在随钻测井中更有效,利用随钻方位电磁波测井技术能够识别岩性界面、分辨仪器旋转方位,已经成为随钻地质导向的关键技术和主要研发方向之一。文中回顾了感应测井和电磁波测井仪器的发展过程,指出了各发展阶段的仪器特点、设计差异和硬件设计制造难点;概括了石油电磁测井响应影响因素,分析了不同环境因素对感应测井和电磁波测井影响的异同,认为相对倾角、井眼环境校正是影响共面或交叉分量应用的主要因素;分析了常用正、反演技术的优势和不足,认为现阶段缺乏适用于复杂地层的快速、可靠的正、反演技术,限制了电磁测井在实时解释和地质导向中的应用;总结了电磁测井数据解释存在的困难和技术升级难点;最后,展望了石油电磁测井技术的发展远景。     

测井地震联合建模方法在地质导向前导模型中的应用

在地质导向钻前建模过程时,通常利用水平井附近的多口邻井确定钻遇地层的深度及方位,该层的井间横向构造起伏可以利用解释层位来控制趋势;当井眼处测井解释的深度与解释的地震层位深度有差异时,建立的前导模型将有很大的误差。此文采用测井地震联合建模的方法来控制误差范围。该方法首先利用测井解释结果对大套的地震解释层位进行校正,根据每口井解释的小层厚度,利用滑动平均算法构造小层等厚体数据,然后利用校正后的地震解释层位横向约束控制地层起伏,建立每一地质小层的构造图,以此提高地质导向水平井着陆精度。实际资料验证,该方法会大大减小误差,能把模型误差控制在2m的范围内。     

随钻测井技术在我国石油勘探开发中的应用

随钻测井技术是完成大角度井、水平井钻井设计、实时井场数据采集，解释和现场决策以及指导并完成地质导向钻井的关键技术，随钻测井技术是录测井技术、钻井技术、油藏描述等多学科的综合性技术，实现了在钻井的同时对钻井作业的综合评价和测井作业，简化了钻井作业程序，节省了钻时间，降低了成本，提高了钻井作业精度，能料时检测到地层变化以便及时对钻井设计做必要的调整，使钻头最大化地在油气藏中最有价值的地带钻井，提高了油田的采收率，对于高效开发复杂油气藏具有重要意义，现已成为油田开发获得最大效益的至关重要手段，对于提高我国专业公司的竞争能力，争夺国际市场和随钻测井作业在我国的兴起与发展具有重要意义，结合多年生产科研实践总结了中油测井公司对引进随钻测井技术在应用方面的进展情况，突出随钻测井技术与电缆测井对比数据获得和解释的实时性以及对于实现地质导向所具有的重要意义。     

多尺度随钻方位电磁波测井系统响应特征研究

为了及时发现地层构造变化,规避钻井风险的同时准确评价地层,要求随钻测井仪器具备尽可能大的探测深度和较高的分辨率,而单一尺度的测量结果难以同时满足上述要求。为此,模拟研究了超深随钻方位电磁波和随钻方位电磁波测井系统的探测特性,分析了该测井系统的探边能力和分辨率,并探索了其对钻前地层界面的探测效果;然后,采用拟牛顿法,进行了多尺度随钻方位电磁波测井资料的精确快速反演。研究结果表明,通过增大源距、降低频率的方式,超深随钻方位电磁波测井的探边能力达到数十米;与小尺度随钻方位电磁波测井联合使用,通过反演可以实时获取油藏电阻率剖面信息,从而实现近远井不同范围内的地质预测、地质导向和油藏描述。      

基于随钻测井资料的地层压力监测系统

提出了一种基于随钻测井资料的地层压力监测方法,能在钻井过程中利用随钻测井资料实时监测地层孔隙压力。首先,以WITS数据格式和TCP传输方式为基础开发了随钻测井数据实时采集程序,实现了随钻测井数据的实时采集;其次,根据邻近地区的已钻井资料建立初始压力监测模型,然后利用实时采集的随钻测井数据对目标井进行压力监测;最后,利用钻井过程中获取的地层压力信息(实测压力、钻井液密度等)对初始模型和压力计算结果进行校正,进而获取较为准确的地层压力监测结果。在理论研究的基础上开发了一套随钻地层压力监测系统软件,介绍了其主要功能模块。该监测系统在南海莺琼盆地进行现场应用,结果表明,系统能够准确监测地层压力,运行稳定、操作方便、监测精度较高,可以满足工程需要。     

深层-超深层碳酸盐岩储层精细地质建模技术进展与攻关方向

深层-超深层碳酸盐岩油气是业界普遍关注的热点和重点领域。如何精准刻画深层-超深层碳酸盐岩储集体空间展布及储集参数分布特征,是高效勘探开发面临的重大技术问题。在对储层地质分析、测井评价、地震预测、地质建模等相关技术发展现状分析的基础上,针对深层-超深层碳酸盐岩储层研究面临资料少、品质差、精度低,加之储层非均质性强等难题,深入开展了深层碳酸盐岩优质储层发育机理与分布规律研究,研发集成了深层碳酸盐岩储层描述与建模的关键技术系列,包括：(1)多尺度、多属性深层碳酸盐岩储层知识库构建技术;(2)地质分析新技术——从宏观到微观的储层地质观测分析技术,储层微区原位沉积、成岩环境定性-定量分析技术,储层发育机理与过程实验和数值模拟分析技术;(3)深层碳酸盐岩储层测井解释新技术——基于全域测井仿真的储层类型识别与参数定量评价技术,基于机器学习的沉积微相识别技术;(4)深层碳酸盐岩储层地震预测新技术——深层碳酸盐岩地震岩石物理建模技术,岩石物理引导的机器学习储层参数预测与不确定性评价技术;(5)深层碳酸盐岩地质建模新技术——多点地质统计学新算法,地质过程模拟技术,人工智能地质建模技术。分别建立了面控、断控...     

鄂尔多斯盆地黄土塬三维地震技术突破及勘探开发效果

鄂尔多斯盆地黄土塬地区为举世闻名的地震勘探难区,为解决页岩岩性甜点预测、低幅度构造刻画、小断层和裂缝分布、水平井实时导向等高效油藏的勘探开发问题,通过多年地震持续攻关,创新了黄土塬井炮和低频可控震源“井震联合激发”的宽方位高覆盖三维地震勘探、超深微测井约束的三维网格层析静校正和黄土塬近地表吸收补偿、多属性降维和地质概率融合评价的甜点预测等多项技术,在陇东黄土塬合水县和宁县盘克“井震联合激发”三维区,地震地质导向页岩油水平井开发,油层平均钻遇率达87.4%,比不用地震导向提高10%以上,创建了长庆油田地震技术应用与油田开发结合的典型示范区。在宁夏盐池地区推广应用低频可控震源高覆盖三维地震技术,预测成功率为72.1%,较以往二维地震提高了一倍多,实现了黄土塬地震勘探技术的突破,有力支撑了油气勘探新发现和油气田高效开发。     

地质导向随钻测量数据实时远传系统的设计与实现

文章讨论了随钻测量数据的远程传输和实时显示的方法。用户可以通过通用网络浏览器实时地查看随钻测井曲线。利用Java Applet应用程序来实现的测井曲线在微型计算机及智能手机等便携网络终端上显示。该数据远传系统可以使钻井现场和后方专家依据同步显示的随钻测量结果实现异地互动。     

基于Akima插值的随钻测井数据实时处理方法

为解决随钻测井实时数据采样密度不均匀造成的"黑点"及"拉直线"问题,提出了一种随钻测井数据实时处理方法.首先,利用薄层阈值法结合峰峰/谷谷比值法进行实时数据奇异点检测与剔除,消除随钻测井高频振荡干扰造成的"毛刺"现象,提高实时随钻测井曲线信噪比;然后,对实时获取的随钻测井数据进行网格化分析,利用Akima方法建立随钻测井实时数据重采样模型,实现随钻测井实时数据网格化及采样间隔等间距化处理.将该方法应用于实际的随钻测井实时数据处理,处理后的随钻实时数据与内存数据对比表明,最大相对误差10.92%,比常规方法减小6.06百分点;平均相对误差8.73%,比常规方法减小3.46百分点;相关系数0.980 8,比常规方法增大了0.040 2.研究结果表明,薄层阈值法结合峰峰/谷谷比值法及Akima方法,能解决随钻测井实时数据的"黑点"及"拉直线"问题.      

基于随钻测井资料的地层孔隙压力监测方法及应用

为了在钻井过程中实时准确地监测地层孔隙压力,保障钻井安全,研究了一种基于随钻测井资料的地层孔隙压力监测方法。以WITS数据格式和TCP传输方式为基础,研发了实时数据采集与处理程序,实现了随钻测井数据的采集与远程传输;根据随钻测井数据的传输特性,建立了一种基于单点算法的地层孔隙压力监测模型。该模型将随钻测井数据离散化,可以实时计算各数据点对应的地层孔隙压力,同时兼顾了压力监测的准确性与实时性。南海莺琼盆地数口井的应用表明,孔隙压力监测精度较高,与实测压力相比,误差均在10%以内。研究结果表明,该方法能够提供准确的孔隙压力实时监测数据,可以为钻井工程设计与施工提供指导。      

随钻电阻率测井的各向异性影响及校正方法研究

随钻测井(LWD)是在钻井过程中实时测量井眼穿过地层的各种岩石物理参数,其电阻率测井的影响因素包括井眼、仪器偏心、井轴与地层的相对倾角、地层电性各向异性、围岩、电介质和泥浆侵入等,若不对这些原始数据进行必要的校正处理,就可能失去随钻测井的地层评价意义。在诸多的影响因素中,地层电性各向异性和相对倾角对大斜度井和水平井的随钻电阻率测井影响最大。目前,对随钻测井曲线进行环境影响校正的方法主要有图版法和计算机自动校正法。校正图版是根据理论计算或实验结果做出的,不适合于逐点对所有井段的地层进行较全面的环境影响校正。自动校正法主要是根据理论研究或对解释图版曲线采用拟合校正公式,而实现自动校正。本文分析了随钻电阻率与各向异性和相对倾角的关系,对校正图版曲线采用最优拟合得到校正公式,来实现随钻电阻率测井的各向异性的自动校正,效果良好,值得推广应用。     

地质工程一体化实施过程中的页岩气藏地质建模

地质工程一体化强调地学研究与作业的互动,在中国地质条件复杂的非常规油气田,地质建模在数据基础和应用需求上体现出了独特的挑战。一方面,数据以水平井为主、数据量大且数据类型冗杂;另一方面,作业进程要求模型快速迭代甚至达到"适时"建模。因此如何充分利用多种数据快速建立高质量的地质模型至关重要,本文关注以页岩气藏为代表的非常规油气藏建模的独特性,并提出了具体流程和方法。其一,系统阐述了水平井地质建模流程,通过真厚度域旋回对比、二维导向剖面及井震数据融合从一维到三维解决水平井构造和属性建模难题。其二,以蚂蚁追踪为例介绍了天然裂缝预测与建模方法,非常规储层裂缝普遍发育,在理解裂缝发育背景的前提下通过成像测井、钻井、微地震等多学科资料的交叉验证有助于实现合理的裂缝建模。其三,不同应用需求下的地质建模流程与应用,如多学科集成的井位部署优化、适时建模支持地质导向以及压裂工程应用等。