低渗透致密砂岩储层成岩相类型及测井识别方法——以鄂尔多斯盆地苏里格气田下石盒子组8段为例

鄂尔多斯盆地苏里格气田是低渗透致密砂岩气藏的典型代表,根据碎屑成分、成岩矿物组合、填隙物成分、成岩作用类型等特征,将苏里格气田盒8段储层划分为粒间孔+火山物质强溶蚀相、晶间孔+火山物质溶蚀相、晶间孔+岩屑溶蚀相、晶间孔+石英加大胶结相、水云母胶结+岩屑微溶蚀相和压实胶结致密成岩相6种成岩相类型,分析了不同成岩作用对测井响应的影响。在此基础上,通过自然伽马、声波时差、密度及深侧向测井等参数与成岩相的对应关系,建立了连续定量识别储层成岩相的方法。利用该方法对Z65井测井资料进行了处理,通过与薄片鉴定及压汞结果对比,验证了方法的准确性。利用单井成岩相判别结果划分苏里格气田盒8段成岩相展布,其中气田中部主要以粒间孔+火山物质强溶蚀相和晶间孔+火山物质溶蚀相为主,是有利的成岩相带。     

苏里格南部地区盒8段致密砂岩储层成岩作用及成岩相划分

苏里格南部地区是苏里格气田新的资源接替区,目的层段为下二叠统石盒子组盒8段致密砂岩低渗透储层。为预测该区有利孔渗性成岩相,利用铸体薄片、扫描电镜等资料对盒8段储层的成岩作用及其演化规律进行了综合研究。结果发现：盒8段经过强烈的压实作用,原生孔隙基本消失殆尽,硅质胶结、黏土胶结、碳酸盐胶结现象在储层中都有发育,压实作用和胶结作用是造成储层致密和低孔低渗的主要因素,但是溶蚀作用又使得储层发育次生孔隙,从而为气藏形成提供了基础。通过判别自生矿物类型、镜下颗粒接触形态、孔隙类型、胶结物类型,以及对泥岩镜质体反射率的测定,认为该区盒8段已处于中成岩的B期和晚成岩期的过渡阶段。结合勘探现状及沉积相展布特征的研究成果,将该区储集层划分为4种成岩相,其中相对高渗粗粒弱压实-溶蚀相为最有利的储集相带;低孔渗中-粗粒溶蚀-胶结相次之;低孔渗中-细粒胶结相、特低孔渗细粒-泥质致密压实相为非有利储集相带,储集条件较差。     

鄂尔多斯盆地马家沟组碳酸盐岩储层成岩相测井识别评价

基于岩心分析、常规测井和成像测井等资料,对鄂尔多斯盆地马家沟组五段5亚段-10亚段储层的储集空间类型、成岩作用类型和强度、成岩矿物组合特征等进行了研究。马家沟组五段5亚段-10亚段储层的岩性以粉晶、细晶白云岩为主,储集空间以晶间孔、晶间溶孔和溶孔为主,偶尔伴生成岩裂缝。根据成岩作用、成岩矿物和储层物性,马家沟组五段5亚段-10亚段可划分出晶间孔相、溶蚀相、成岩微裂缝相、压实压溶相、钙质胶结相和膏质充填相6种成岩相。结合成岩相在常规测井曲线上的响应特征,引入成像测井孔隙度谱分析方法,实现了单井成岩相的测井识别,分析结果与试气资料吻合较好。成像测井孔隙度谱的定性分析与常规测井相结合可揭示孔隙的发育状况和分布,判别测井成岩相,为储层评价和预测提供理论指导和方法支持。     

苏里格气田致密砂岩气藏体积压裂技术与实践

为了进一步提高鄂尔多斯盆地苏里格气田水平井单井产量,对该气田致密砂岩储层开展了天然微裂缝、岩石脆性、岩石抗张强度与三向应力和储层敏感性等方面的研究,进行了体积压裂试验。结合该气田致密砂岩储层特点,首先确定了苏里格气田水平井体积压裂的选井原则,在压裂技术措施上形成了以下工艺技术：研发大通径压裂管柱,满足大排量注入;采用低黏、低伤害液体体系造复杂缝网;组合粒径陶粒支撑主裂缝;段内多缝压裂进一步增加改造体积。同时建议排量在10 m³/min以上时,压裂液体系采用滑溜水和交联胶组合方式,支撑剂以40~70目和20~40目的组合粒径陶粒为主。2012年进行了10口井的现场试验,平均天然气无阻流量达68.07×10⁴ m³/d,取得了较好的增产效果。实践证明：上述工艺技术是提高该气田天然气单井产量的一种新的技术手段。     

鄂尔多斯盆地镇泾地区延长组8段致密砂岩储层特征及主控因素

鄂尔多斯盆地西南部镇泾地区延长组长8油层组是典型的致密砂岩储层,具有低孔低渗的特点。通过对其20余口井的岩心观测、测井和录井分析,结合显微镜、铸体薄片及电子显微镜观察等手段,配合储层岩石学、沉积学的分析,认为镇泾地区D工区砂岩以岩屑长石砂岩为主,并且含有少量的长石岩屑砂岩。沉积相以辫状河三角洲亚相为主,其中以水下分流河道微相储层物性最好,可提供最有利的油气聚集空间,河口坝微相物性次之,亦可作为储层的有利区域。通过分析储集物性与砂岩粒度之间的关系,认为中砂岩具有最好的储集物性。通过对研究区成岩机理的研究,认为影响砂岩储层的主要成岩作用为压实作用、胶结作用以及溶蚀作用。压实作用为破坏性的成岩作用,使该区砂岩储层的孔隙度和渗透率减少,埋深2 400 m以上孔隙度小于10%;胶结作用具有正反两个方面的成岩作用,既可通过胶结物的生成减少岩石的孔隙,又可通过抑制压实作用的进一步进行从而保持颗粒间的距离;溶蚀作用为建设性的成岩作用,尤其是深部储层中两期溶蚀作用的发生,使孔隙度得以改善,从而使油气的储集和运移变得更加有利。     

苏里格气田Z30区块下石盒子组8段储层成岩演化与成岩相

通过镜下、成岩流体包裹体以及酸、碱性流体介质中各种成岩反应热力学特征的分析,结合有机质演化史、埋藏史,对苏里格气田Z30区块二叠系下石盒子组8段(简称盒8段)储层的成岩演化和成岩相进行了划分。结果表明,盒8段储层经历了同生成岩-早成岩A早期的弱酸性溶蚀阶段、早成岩A晚期-早成岩B期的酸性溶蚀阶段、中成岩A期-中成岩B早期的酸性溶解阶段以及中成岩B晚期-地层抬升过程中成岩后生的碱性交代和胶结4个成岩演化阶段,最终形成5种成岩相类型,即净砂岩不稳定组分溶蚀-绿泥石薄膜相、净砂岩不稳定组分溶蚀-高岭石及硅质胶结相、净砂岩高岭石及硅质胶结-不稳定组分溶蚀相、净砂岩不稳定组分溶蚀-碳酸盐致密胶结相以及杂砂岩杂基充填致密压实相。其中,酸性溶解阶段是形成储层主要储集空间的关键性阶段,并使净砂岩不稳定组分溶蚀-绿泥石薄膜相、净砂岩不稳定组分溶蚀-高岭石及硅质胶结相和净砂岩高岭石及硅质胶结-不稳定组分溶蚀相成为建设性成岩相。     

辫状河致密砂岩气藏阻流带构型研究——以苏里格气田中二叠统盒8段致密砂岩气藏为例

传统的阻流带构型研究通过分析剩余油与隔夹层的空间组合关系来指导剩余油的挖潜,而对于流动性明显好于油藏的气藏中阻流带构型的研究则较少。为此,以鄂尔多斯盆地苏里格气田辫状河流相储层为例,在储层构型层次分析理论的指导下,以野外露头剖面和大量实钻水平井解剖为基础,结合生产动态分析和气藏工程验证,研究致密气阻流带存在的依据、构型级次、成因类型及规模参数,建立阻流带构型模型,并进行验证。结果表明:(1)苏里格气田辫状河复合有效砂体内存在泥岩或细粒沉积阻流带,并且阻流带是导致直井与水平井动态特征差异、直井泄气半径与实测有效砂体长度不吻合的主要原因;(2)大型辫状河阻流带可划分为河道复合体间(一级)、心滩单砂体间(二级)、心滩单砂体内(三级)共3个构型级次,其中二级阻流带包含河道间泥、泛滥平原泥、致密砂3种成因类型,三级阻流带包含落淤层及坝上沟道2种成因类型;(3)阻流带的几何形态、规模尺度、视厚度等参数差异较大,该气田中二叠统下石盒子组8段气藏水平井平均1 000 m水平段可钻遇各类型阻流带5~7个,单个视厚度介于10~200m;(4)阻流带叠置样式可划分为孤立型、侧向叠置型、堆积垂叠型和切割垂叠型等4种构型模型;(5)较之于直井,运用该研究成果,在苏里格气田通过水平井钻穿阻流带可提高天然气储量动用程度13.02%,并建议1 000 m水平段合理压裂段数介于6~8段。     

致密油储层成岩相类型及其对产能的影响——以鄂尔多斯盆地姜家川地区长8储层为例

鄂尔多斯盆地姜家川地区长8油藏属于近源富集成藏,是特低孔、超低渗的典型致密油藏,分析储层成岩相类型并寻找受成岩相控制的优质储集体,可为有利储层预测和致密油藏高效开发提供依据。利用铸体薄片、扫描电镜、X射线衍射、阴极发光等手段,对目的层岩石学特征、成岩作用类型和成岩期次进行了研究,结合油田生产动态资料,分析了不同成岩相的特征、差异及其对产能的影响,预测了有利成岩相带分布。结果表明：长8储层主要为岩屑长石砂岩,压实作用和胶结作用使砂岩的原生孔隙结构遭到严重破坏,铁方解石、铁白云石等含铁碳酸盐的胶结作用是导致储层致密的决定性因素,成岩阶段中的溶蚀作用有利于改善储层的孔渗性能;主要成岩阶段处于中成岩阶段A期的晚期,同时部分区域进入中成岩阶段B期的早期,主要发育绿泥石膜胶结形成的残余粒间孔+长石溶孔相、绿泥石膜和伊利石胶结形成的残余粒间孔+长石溶孔相、伊利石胶结形成的长石溶孔相、碳酸盐胶结相等4类成岩相,其中绿泥石膜胶结形成的残余粒间孔+长石溶孔相物性最好、产油量最高,该成岩相分布区储集层具有良好的储渗能力。研究结果可为该区有利勘探区预测提供参考。     

苏里格气田东南部盒8段致密砂岩储层特征及评价

召41井区是鄂尔多斯盆地苏里格气田东南部（苏东南）二叠系石盒子组盒8段致密砂岩气上产的主力区块,但单井产量低,产能差异大。运用铸体薄片、扫描电镜、阴极发光、高压压汞、物性分析、核磁共振、气水相渗等实验以及试气资料,对储层的岩石学特征、成岩作用、物性、孔隙结构和渗流特征进行了详细研究和分类评价,并探讨了储层类型与天然气产能之间的关系。结果表明,苏东南盒8段储层的岩石类型主要为岩屑石英砂岩,其次为岩屑砂岩和少量石英砂岩,填隙物基本上是胶结物,主要为伊利石、绿泥石、高岭石、硅质和铁方解石;成岩作用为压实压溶、胶结和溶解作用,已普遍进入中成岩B期阶段;孔隙类型主要为岩屑溶孔和晶间孔,其次是残余粒间孔;孔隙结构以粗孔-中喉型和细孔-小喉型为主;可动流体饱和度变化较大,且与物性密切相关,随物性变好而增大;综合储层物性、孔隙结构特征以及储层的沉积相带、砂体展布特征等,将苏东南盒8段储层划分为4种类型,天然气产能明显受储层类别的控制,且随储层类别的降低,天然气产能也逐渐降低。     

苏里格气田致密砂岩气藏水平井开发技术及展望

鄂尔多斯盆地苏里格气田具有“低渗透率、低压力、低丰度、薄储层、强非均质性”的特征,单井产量低、压力下降快、稳产难度大、开发难度大。为了实现该气田的有效开发,中国石油长庆油田公司从2001年开始持续攻关,逐渐掌握了该气田致密砂岩气藏储层地质特征精细描述的方法,形成了针对该气田薄层强非均质性致密砂岩储层的水平井开发地质、快速钻井、多段改造等技术系列。水平井有效储层钻遇率已由初期的23％提高到目前的60％以上,单井日产气量超过5×104 m3,是邻近直井的3～5倍,已规模建成水平井整体开发区,实现了气田开发方式的转变,开发水平和开发效益显著提升。苏里格气田低渗透强非均质性致密砂岩气藏水平井开发技术的成功应用,说明了水平井是致密砂岩气有效开发的重要技术,也展示了该气田致密砂岩气藏良好的开发前景。     

苏里格气田西区致密砂岩储层地层水分布特征

鄂尔多斯盆地苏里格气田西区正常地层水的判别标准为:矿化度≥50 g/L,钠氯系数(r_Na⁺/r_Cl^-)<0.5,钠钙系数(r_Na⁺/r_Ca²⁺)<1,压裂液返排率≥100%。通过地层水化学特征、氢氧同位素和微量元素溴的综合分析认为,苏里格气田西区地层水来源于经过了强烈水-岩作用和蒸发浓缩作用的陆相沉积成因水。确认苏里格气田上古生界地层水封闭条件好,有利于天然气聚集和保存。进一步结合该区烃源岩、储层和盖层等成藏要素分析认为,该区地层水主要是弱动力成藏过程中的残余地层水,复杂的气-水分布源于低生烃强度和低构造位置背景下储层强非均质性和微构造的共同作用;而盆地东部的高矿化度地层水与奥陶纪盐岩的水-岩作用密切相关。     

致密砂岩储层流体差异性赋存特征——以鄂尔多斯盆地三叠系延长组为例

为探讨致密砂岩油藏储层流体差异性赋存特征,以鄂尔多斯盆地HQ地区三叠系延长组长6、长8油层组及HS地区长6、长8油层组为研究对象,利用核磁共振技术、高速离心实验,按渗透率区间、地区、目的层层位定量分析储层岩石可动流体含量、不同级别喉道控制的可流动孔隙空间等储层流体差异性赋存特征。不同渗透性级别的储层中,不仅总可动流体饱和度差异较大,而且可动流体赋存的喉道区间也存在较大差异。渗透性好,可动流体由较大喉道控制;渗透性差,可动流体主要由较小喉道控制。在较小喉道半径区间（小于临界喉道半径）,随喉道半径增大,可动流体饱和度增加;在较大喉道半径区间（大于临界喉道半径）,随喉道半径增加,可动流体饱和度降低。渗透性越好的样品,其临界喉道半径越大。不同地区、不同层位,总可动流体饱和度值由高到低的顺序依次为HQ长8、HS长8、HQ长6、HS长6。     

低渗透岩性气藏含水特征分析与测井识别技术——以苏里格气田为例

鄂尔多斯盆地苏里格地区上古生界发育低渗透砂岩岩性气藏。随着苏里格气田勘探向北部、西部的拓展,在大面积含气背景下,部分井、层出现不同程度的产水,出水井产水量大小、含水特征各异,平面分布规律复杂,影响了单井产量的提高和储量评价工作。为此,以苏里格气田为例,从低渗透岩性气藏成藏机理出发,分析了气藏充注不充分的条件下低渗透岩性气藏的含水特征,结合储层微观、宏观非均质特征,明确了束缚水、层间水和滞留水３种地层水赋存状态,分析了其测井响应特征及识别方法,结合试气工艺方案的优化,提出了有针对性的气层改造措施,以期达到控水增气的目的。     

苏里格气田致密砂岩气藏压裂技术新进展

鄂尔多斯盆地苏里格气田具有"低渗、低压、低产、多层比例高、非均质性强"的特点,为提高开发效益,"十二五"期间开展了压裂改造关键技术的攻关,取得了一系列新进展:1水平井多段压裂形成了水力喷砂、裸眼封隔器两大主体技术,研发了速钻复合桥塞、重复开关滑套核心工具,打破了国外技术垄断;2直井多层压裂形成了机械封隔器、套管滑套、连续油管三大技术系列;3研发了3套低伤害压裂液体系;4水平井加体积压裂、小井眼开发试验取得重要进展,致密气藏压裂关键技术系列的建立,实现了工艺技术能力的显著提升(直井分压由3层提高到11层、水平井分压由5段提高到23段),单井产量大幅提高,为致密砂岩储层有效开发提供了重要技术支持。按照中国石油长庆油田公司5 000×104 t稳产要求,以提高单井产量、降低开发成本为目标,下一步气田压裂技术主要开展水平井加体积压裂、工厂化压裂作业、老井重复改造三大技术系列的攻关。     

基于多参数评价的致密砂岩气藏成岩相定量划分——以鄂尔多斯盆地神木气田山1段储层为例

为探讨致密砂岩气藏成岩相的定量划分方法,以鄂尔多斯盆地神木气田山₁段储层为例,综合利用多种测试结果和测井资料对成岩作用类型、成岩作用强度和成岩相进行了分析评价。根据成岩和测井参数建立了成岩相划分标准,阐述了不同成岩相的基本特征。研究区山₁段储层发育溶蚀孔、晶间孔和少量粒间孔,压实程度中等为主,局部发育弱和强压实,胶结程度中等为主,含少量弱和强胶结,溶解程度中等-强。依据成岩作用强度、胶结类型和孔隙类型,可划分出5种成岩相,基于自然伽马、深侧向电阻率、声波时差和密度资料建立的测井参数划分标准可对成岩相进行有效识别。成岩相与沉积微相之间存在良好的对应关系,优势沉积微相控制有利成岩相分布。不同成岩相的特征存在明显差异,分布于三角洲平原分流河道微相的中等压实伊利石、绿泥石胶结-溶蚀孔+粒间孔相和中等压实伊利石、高岭石胶结-溶蚀孔+晶间孔相是研究区的有利成岩相带。     

致密砂岩气藏孔喉结构与可动流体赋存规律——以鄂尔多斯盆地苏里格气田西区盒8段、山1段储层为例

致密砂岩储层的研究中,可动流体赋存特征因能表征储层孔隙中流体的流动规律而备受重视。以鄂尔多斯盆地苏里格气田西区下石盒子组盒8段、山西组山1段核磁共振测试样品为研究对象,结合铸体薄片,扫描电镜,阴极发光,恒速压汞,黏土矿物X-射线衍射,高压压汞及气水相渗实验分析了研究区储层可动流体赋存特征,开展了可动流体赋存特征的影响因素研究.结果表明:研究区储层依据孔隙组合类型可分为粒间孔_溶孔型储层,溶孔_晶间孔型储层及孔隙+裂缝型储层,可动流体赋存能力及大孔喉发育情况依次变差;喉道越大且孔喉均质程度越好可动流体饱和度越高;储层亲水性能力提高造成水膜厚度增大导致喉道缩小甚至阻塞,可动流体饱和度降低。测井解释含气性与孔隙组合类型对应良好,为致密砂岩储层含气性评价提供了直接依据。     

延安气田低渗透致密砂岩气藏效益开发配套技术

延安气田位于鄂尔多斯盆地东南部,与该盆地北部的气田相比,储层更薄、物性更差,气藏叠置关系复杂,加之地表为黄土塬地貌,储层地震预测难度大,现有的气田开发配套工程技术适应性差,亟须优化气田开发方式与开发技术。为此,延长石油集团经过近十年的理论研究和技术攻关,在储层预测、井网优化、钻完井、储层保护、压裂改造、地面集输等方面,形成了一套适合延安气田复杂致密砂岩气藏高效开发的关键技术体系:(1)融合多尺度静、动态研究成果,建立了基于动态知识库的有效储层预测技术,大幅度提升有效砂体钻遇率,实现了对厚度3～5 m稳定单砂体的准确追踪;(2)形成了以不规则菱形井网为基础,丛式井多层合采、水平井单层动用的混合井网立体动用模式,较规则井网井数减少6.9%,井网控制程度提高8%;(3)形成了易伤害塌漏同井储层高效钻井技术,有效提高了井壁稳定性、缩短了钻井周期,保护了储层;(4)实现了直/定向井一趟作业多层大跨度压裂、水平井CO_2+水力压裂技术,单井天然气产量显著提高;(5)形成了以井下节流、枝上枝井间串联和集中注醇为核心的黄土塬地貌中压集输技术,减少了工作量,缩短了施工周期,提高了经济效益。以上关键技术的应用,实现了延安气田低渗透致密砂岩气藏的效益开发,建成了年产气50×10~8 m~3的生产能力。     

苏里格气田致密砂岩气藏储层表征技术及其发展展望

储层表征与建模是油气田开发领域的一项关键技术,致密砂岩气藏因其特殊性,储层表征技术仍处于探索阶段。鄂尔多斯盆地苏里格气田主力产气层下二叠统石盒子组8段由多期河道砂体叠置而成,具有低孔隙度、低渗透率、强非均质性的地质特征,随着水平井的规模开发,更加精细的储层表征就显得尤为重要。为此,在借鉴油藏表征技术的基础上,结合苏里格气田致密砂岩气藏的地质特点及多年的开发实践,提出了该气田储层表征的技术思路:①精细地层划分对比,建立等时地层格架;②以刻画砂体、有效砂体为重点,建立储层地质知识库;③优化三维地质建模方法,建立精细地质模型。根据苏6区块历年地质建模效果和当前国内外河流相储层的地质建模方法,总结归纳出了不同开发阶段、含不同生产资料的相控建模技术。最后结合气田开发实际,展望了致密砂岩气藏储层表征技术的主要发展方向。     

苏里格地区致密砂岩地层水赋存状态和产出机理探讨

鄂尔多斯盆地苏里格气区是中国最大的非常规准连续型致密砂岩大气区,该地区西部和北部上古生界产水普遍,气藏内无统一气水界面,气水分布十分复杂。该文以致密砂岩成藏动力学为出发点,综合成藏要素、现今储层微观孔隙结构和流体的渗流机理,探索了苏里格地区的地层水赋存状态和产出机理。研究认为,苏里格地区气、水分布规律复杂性的主要原因即生烃膨胀力和储层毛细管阻力的差异。研究区致密砂岩储层地层水存在束缚水、毛细管水和自由水3种赋存状态,束缚水区基本位于生气强度大的东部地区,试气井主要为产气井;毛细管水基本分布在生气强度小的西部和北部地区,试气井主要为气水同产井;自由水呈零星分布。     

川北地区须四段致密砂岩储层特征及成岩演化

通过薄片、扫描电镜、压汞及测录井资料分析,结合野外剖面调查和岩心观测等手段,对四川盆地北部须家河组四段致密砂岩储层特征及成岩演化规律进行了研究。结果表明：研究区西部主要发育钙屑砂岩储层,北部主要发育岩屑砂岩储层,东部主要发育长石岩屑砂岩储层,岩石类型的分区性与盆地北部周缘三物源体系分布息息相关;储层物性表现为特低孔、特低渗的特征,孔隙类型以次生溶孔和微裂缝为主,以小孔、细吼为主要特征;储层成岩作用类型复杂,主要有压实压溶作用、胶结作用、溶蚀作用、交代蚀变作用和破裂作用。多种类型的成岩作用在特低渗透致密砂岩储层形成过程中扮演着重要角色。其中,压实作用是造成原生孔隙损失的最主要因素,使储层孔隙度损失77.52%左右;胶结作用破坏储层物性,使孔隙度损失30%左右;溶蚀作用形成次生孔隙,增加孔隙度3.28%;后期构造作用对储层有建设性影响,进而形成现今以次生溶孔-裂缝为主要储集空间的致密砂岩储层。