致密砂岩气聚集模型与定量模拟探讨

将致密砂岩气聚集带划分为连续带和过渡带,并建立相应的地质模型。连续带位于构造低部位或斜坡处,砂岩直接覆盖在烃源岩之上,具有天然气大面积连续分布,上部不受盖层控制,下部无明显底水等特点;过渡带紧邻连续带,位于斜坡的上倾方向或构造较高部位,砂岩与烃源岩没有直接接触,天然气主要分布在储层物性相对较好的“甜点”中,天然气藏具有常规气和连续气2种特点。连续带以纳米级孔喉结构为特征,天然气运聚主要驱动力为生气产生的超压;过渡带以微米级孔喉结构为特征,天然气运聚主要驱动力为浮力。基于上述认识,建立“排挤式”和“置换式”致密砂岩气聚集数值模型。该模型在四川盆地合川地区的应用效果符合率达到90%,指出还有一半的天然气资源未被发现,主要分布在合川地区东北部、潼南地区北部和潼南地区东南部。     

四川合川—潼南地区须家河组致密砂岩气成藏模拟

烃源岩生气产生的超压是致密砂岩气藏成藏的主要驱动力,提出烃源层生气增压定量计算模型,建立致密砂岩气藏动力平衡方程,制定致密砂岩气成藏模拟流程,并模拟了四川盆地合川—潼南地区须一段生气量及其引起的烃源岩超压史。模拟结果证实:①烃源层生气强度决定生气增压的大小,储集层物性决定气藏的分布,常规气藏与致密砂岩气藏在平面和纵向上的分布均具有互补的特点,前者主要分布于孔隙度大于7%的局部构造高点;后者主要分布于孔隙度较低的构造相对低部位且靠近生气量大的烃源层;②从最大埋深(距今65 Ma)到现今的抬升过程中,由于地层水压力降低,气水压差增大,致密砂岩气运移更远,聚集量增大,但常规气基本不发生运移,聚集量也未增大;③须二段致密砂岩气量是常规气量的5.9倍,未发现资源主要为致密砂岩气,分布在合川的东北部、潼南北部和潼南的东南部等地区。图12表2参37     

四川盆地致密砂岩储层测井评价方法

四川盆地陆相碎屑岩地层埋藏深、岩性致密,为典型的低孔、低渗储层。针对其储层岩性复杂、测井环境影响因素较多、储层评价较困难等问题,利用岩心实验、物性分析、薄片鉴定、FMI成像及核磁共振等资料,结合测试资料,与测井信息建立转换关系,研究致密砂岩储层的孔隙度等参数计算方法;利用核磁测井对储层质量进行综合评价,在致密砂岩储层的有效性评价和孔径分析的过程中起到了较好的作用,并建立了陆相致密砂岩储层测井评价方法。该方法的解释结果与现场测试结果相符合。     

巴喀气藏特征与吐哈盆地致密砂岩气勘探前景

通过分析吐哈盆地已发现的典型致密砂岩气藏——巴喀气藏的成藏特征认为,主要控藏要素有：水西沟群煤系地层源、储互层,储层致密,基质孔隙储气,气层厚度大、连片广,以及＂甜点＂与构造裂缝和沉积微相密切相关等。类比、总结盆地致密砂岩气区域成藏地质条件,普遍具有烃源岩条件优越,发育与煤系源岩间互的大型沉积砂体,凹陷主体区持续沉降、烃源岩持续演化排烃等有利于源内大型致密砂岩气藏形成的有利条件。吐哈盆地北部山前带和胜北-丘东-小草湖洼陷的斜坡区具备千亿方规模的天然气勘探潜力。     

吐哈盆地致密砂岩气成藏条件与分布预测

在分析大量实验及统计资料的基础上,根据源岩、储层及构造条件,利用地质信息叠合法,预测吐哈盆地致密砂岩气的有利分布区.研究表明,吐哈盆地中、下侏罗统煤系烃源岩的母质类型主要为Ⅲ型,有利于大量生气,其中煤岩分布更为广泛,热演化程度中等—较高,供气能力更强.由于快速堆积和微弱的溶蚀作用,吐哈盆地水西沟群储层自体罗纪末以来普遍致密化,裂缝和孔隙是影响储层含气的主要因素,三角洲相和冲积扇相为有利的“低熟”储层发育区.根据致密砂岩气的成藏特征,采用配置系数P,将有利区的定性预测进行定量化.结合源储配制地质评价,认为在吐哈盆地山前带地区水西沟群西山窑组地层中,煤系地层和炭质泥岩与储层叠置发育,有利于致密砂岩气的成藏.     

小草湖地区西三窑组致密砂岩气藏类型判识

吐哈盆地小草湖地区具有丰富的致密砂岩气藏，但其成藏机理及分类尚不甚清楚。在总结前人研究成果的基础上，动态地研究致密砂岩气藏烃源岩生排烃高峰期与储层致密演化史二者之间的关系，将该地区致密砂岩气藏划分为2种类型：储层先期致密深盆气藏型（“先成型”深盆气藏）与储层后期致密气藏型（“后成型”致密气藏）。对小草湖地区西三窑组储层致密演化史进行了恢复，并应用生烃潜力法对西山窑组源岩进行了排烃模拟，二者对比研究后发现，在源岩大量排烃时期（深度为2500~3200 m），储层已经变得致密（2200 m），西三窑组致密砂岩气藏的类型应该属于“先成型”深盆气藏。深盆气藏主要分布在埋藏深度相对较大的洼陷中心（斜坡带）区，建议加强这一地区深盆气藏的勘探与开发。     

致密砂岩气藏储层物性上限界定与分布特征

致密砂岩气成藏形成过程受到砂岩储层低孔、低渗特点的控制,人们已经认识到只有在某一上限值以下的储层中才会形成大面积低丰度的致密砂岩气聚集,但这一界限值一直缺少公认的标准。通过收集国内外典型致密砂岩气藏实测储层物性数据,经过统计分析,研究致密储层渗透率、孔隙度分布规律,总结致密物性的形成原因和致密砂岩气成藏特征。数据分析结果表明国内外典型致密砂岩气藏常规测试渗透率有超过80%的数据点小于0.1×10^-3 μm²。经过校正的原地渗透率值比常规渗透率低一个数量级。据此可以用常规渗透率0.1×10^-3 μm²作为致密砂岩储层物性上限,具有合理性和可操作性。通过统计全球致密砂岩气藏数据,认识到致密砂岩储层形成环境多样,深度跨度大,地质年代差异大。构造活动、沉积环境和成岩作用是形成储层致密的主要原因,但在各个盆地具体表现各有不同。通过气源、构造活动强度和储层致密程度可以圈定致密砂岩气的分布范围。     

英吉苏地区致密砂岩盖层形成机理及分布预测

英南2气藏之上非常规致密砂岩作为盖层,形成机理是致密砂岩中网状粘土发育,充填于粒间,形成大量微孔隙,水锁效应增大毛细管压力,极大地降低气体渗透率使其成为气藏有效盖层。这套致密砂岩平面展布有一定局限性,向西至华英参1井及龙口1井方向封闭性变差,因此华英参1井及龙口1井未能形成像英南2井这样的致密砂岩封堵气藏的盖层。     

四川安岳地区须二段致密砂岩气藏流体分布规律探讨

致密砂岩中形成的低孔低渗储集砂体往往具有复杂的气水关系,常常出现气水同产、气水关系倒置等现象,安岳地区须二气藏即属于此类。根据测试、显示、测井解释及电阻率曲线等,确定单井的气水界面或气水过渡带中间面,依据致密砂岩成藏机制模拟实验结果,推论须二气藏的成藏机理,最终得到须二气藏的气水分布规律,即安岳地区须二气藏气水界面受构造等高线的影响,造成构造低部位产气,构造高部位产水的现象,形成倾斜的气水界面。图7表1参6     

吐哈盆地下侏罗统致密砂岩气藏特征与勘探方向

为进一步明确吐哈盆地下侏罗统致密砂岩气藏特征与勘探方向,开展了吐哈盆地下侏罗统致密砂岩气藏类型、成藏特征、有利勘探方向评价研究。认为吐哈盆地下侏罗统致密砂岩气藏分为背斜构造型、构造—岩性复合型和动力圈闭型3类,构造—岩性复合型致密砂岩气藏主要分布于胜北生气中心及周缘,储集砂体主要为湖底扇砂砾岩和三角洲前缘砂体,综合评价为II类储层,是勘探最有利的气藏类型。研究结果表明：①湖底扇砂砾岩、三角洲前缘细砂岩与构造匹配形成构造—岩性复合型致密砂岩气藏,砂砾岩、粗砂岩的抗压实能力优于细砂岩,粗粒度砂体的储集物性优于细粒砂体;②吐哈盆地下侏罗统致密砂岩气资源量为2 400×10⁸ m³,胜北洼陷是最有利生气中心,勘探潜力大;③三工河组储层可分为4类,位于胜北生气中心的胜北洼陷南部斜坡带、胜北洼陷洼中隆起区、鄯善弧形带三工河组储层主要为Ⅱ类、Ⅲ类储层,是致密砂岩气的主要勘探有利区。     

川西洛带气田致密砂岩污水回注实验室研究

回注层的敏感性及与产出污水之间的配伍性直接决定回注能力,是回注处理产出污水是否成功的关键。文中以川西洛带气田产出污水回注为例,通过分析回注层侏罗系上统蓬莱镇组J3P21、J3P31两个分气藏储层基本地质特征,指出其岩性致密,对回注水质要求高;从宏观和微观评价了封隔层的封隔性;重点对回注层的敏感性和配伍性进行研究。敏感性实验表明两回注层盐敏性弱、速敏性中等偏弱,临界流速低、应力敏感性中偏强、水敏性J3P21强于J3P31;配伍性实验表明,同层产出污水之间配伍性较好,异层产出污水之间配伍性差;回注层与J3P各分气藏产出污水配伍性较好,与J3SN产出污水配伍性差。     

致密砂岩储集层孔喉群落发育特征

以鄂尔多斯盆地中东部某油田长6致密砂岩储集层为例,采用场发射万倍扫描电镜、岩石及铸体薄片观察、压汞、核磁共振等多种实验手段,分析致密砂岩储集层微观孔喉群落分布特征,强调孔喉群落的综合效应对致密砂岩储集层开发的重要影响,认为致密储集层静态地质模型网格单元尺寸无法与微观群落尺寸很好匹配是导致模型可靠性和准确度受限制的根本原因,采用群落平均尺寸能够更直观、准确地表征致密砂岩储集层非均质特征。     

试论致密砂岩气藏中的夹层控气作用——以川西大邑须家河组气藏为例

夹层主要是指储层内部不渗透或低渗透,能够对油气的流动、运移或聚集产生控制作用的条带。在天然气运移过程中,若夹层的毛细管突破压力小于下部储层的毛细管饱和压力,天然气会在下部储层还未达到含气饱和的时候通过夹层向上部储层运移,造成下部储层含有可动水。夹层与储层相互叠置会形成多个不饱和含气储层。此类气藏要形成纯气藏的重要因素是圈闭足够高大,进而增加气对原始地层水的排驱压力。大邑地区须家河组储层致密,非均质性强,须二段及须三段均含有不等厚致密夹层,气藏高度大于圈闭高度,夹层控气作用造成大邑气藏无边底水、气水过渡带长、高含水饱和度、普遍气水同出、含气丰度偏低、地层压力接近常压等特点,在此基础上对大邑地区须家河组气、水分布规律进行初步分析。     

普光地区致密砂岩含气性储层四性特征

文章以普光气田为例,以岩屑录井资料和钻井取芯资料为基础,结合测井资料,对普光地区致密砂岩含气储层四性关系进行分析。确定普光地区陆相储层具有较好的含气性。     

吐哈盆地致密砂岩气成藏特征及勘探方向

吐哈盆地侏罗系水西沟群具备形成大面积致密砂岩气藏的地质条件,煤系地层长期大量生排气态烃为形成致密砂岩气藏提供了充足的气源,烃源岩与储集层呈互层紧密接触有利于气源内致密砂岩成藏,致密砂岩中气体的运聚与常规气藏有明显的差异,在“活塞式”充注条件下,致密砂岩气藏的含水率明显偏高,压力也呈现出高（低）压异常。吐哈盆地南部斜坡区及北部山前冲断带地区,源岩与储集层配置条件优越,是寻找致密砂岩气藏的有利区域。     

临兴区块致密砂岩气储层参数测井精细评价

孔隙度、饱和度是油气藏评价、储量计算的关键参数.由于临兴区块勘探层系众多、沉积相类型及物源多样,岩石成分复杂,岩屑、长石含量高,岩石骨架参数变化大,现有方法评价孔隙度精度低.提出了基于物源分类的岩心标定测井的孔隙度精细评价新方法.致密砂岩储层由于成岩作用强烈,容易形成复杂的孔隙结构或孔隙类型,导致岩石导电规律复杂、岩电参数变化大,难以准确计算饱和度.以铸体薄片、X射线衍射、常规物性等岩心分析资料为基础,分析认为研究区存在6种成岩相类型.通过大量的岩电实验研究,探讨了不同成岩作用对致密砂岩电性特征的影响,并利用测井三孔隙度比值与干岩样密度交会方法,对不同孔隙类型的致密砂岩储层进行分类.提出了一种适用于不同成岩相的非线性阿尔奇含水饱和度模型,计算精度明显优于现有饱和度公式,解决了致密砂岩气藏饱和度定量准确评价的难题,为临兴千亿方天然气探明储量提交奠定了坚实基础.     

川中地区侏罗系致密砂岩储集层成因及“甜点”预测

四川盆地侏罗系凉高山组和沙溪庙组一段储集层,为典型的特低孔、特低渗致密砂岩储集层,非均质性强,“甜点”发育区预测难度大。为预测储集层“甜点”有利区,利用岩心、薄片、扫描电镜、X射线衍射、包裹体分析等方法,开展了储集层特征及其形成机制研究。结果表明,四川盆地侏罗系致密砂岩储集层为相控砂体叠加中成岩期溶蚀作用而成,中后期构造裂缝提高了其储集能力。储集层“甜点”主要受沉积砂体、成岩溶蚀和构造裂缝控制,滩坝、分流河道和河口坝微相砂体溶蚀相与烃类充注相及裂缝发育的叠合区,为储集层“甜点”发育的有利区。凉高山组储集层“甜点”有利区分布于公山庙、龙岗—营山、莲池—充西等地区;沙一段储集层“甜点”有利区分布在公山庙、龙岗9井区、税家槽和大成—广安等地区。     

临兴致密砂岩气藏地质特征及开发潜力分析

针对鄂尔多斯盆地临兴地区致密砂岩气藏非均质性强、储量动用不充分的技术难题,以临兴地区石盒子组盒四段为研究对象,利用钻井、测井与地震资料相结合的方法,进行立体空间层序地层格架精细刻画,并在此基础上开展石盒子组小层级别沉积微相精细描述和致密砂岩“甜点”优质储层定性与定量预测。研究结果表明:临兴地区致密砂岩优质储层主要为孔隙度大于6%、密度小于2.55 g/cm³、v_P/v_S小于1.8的厚层致密砂岩河道砂体,其地震反射特征为中低频连续中强反射;根据优质储层“甜点”预测结果,部署空间立体井位,临兴地区致密气藏储量动用程度提高15.3个百分点,优化井位部署50口,预计增加天然气可采储量100×10⁸m³。研究成果可为临兴地区致密气藏未动用储量立体勘探开发部署提供有利的技术支撑,对同类型致密砂岩气藏的勘探及储量有效动用具有重要的参考和借鉴意义。     

致密砂岩凝析气藏微观结构及渗流特征

为了搞清吐哈油田凝析气藏致密岩心的储层特征和两相渗流规律,基于恒速压汞原理研究了微观结构特征,并利用稳压安全阀设计出一套稳态法相渗实验流程开展真实油气相渗曲线研究。研究表明:孔隙半径分布因渗透率不同而差别较大;平均喉道半径、主流喉道半径和最大喉道半径随渗透率的增加而增加,喉道半径主要分布在0.6μm左右,渗透率受喉道控制,且主要由微细喉道贡献;孔喉连通性差,排驱压力高,开发难度大;束缚水饱和度较高,相渗曲线存在气体单相流动区和液体单相流动区;气相相对渗透率随着含液体饱和度增加下降速度较快;共渗区跨度平均为13.7%,等渗点相对渗透率平均为0.015;油相相对渗透率曲线较低,因此,合理控制生产压差对凝析油气开采具有重要意义。