深层优质碎屑岩储层全生命周期分析方法论

油气勘探领域的深层是指沉积盆地中埋深在3 500~4 500 m及以深的地层。在含油气盆地的深层碎屑岩储层中，优质储层是重要的勘探目标。优质储层具有大量孔隙，其形成与沙或砂岩的沉积条件、埋藏方式、区域温压场、膏盐岩效应等多种因素有关。通过系统研究全球不同区域不同时代不同类型深层碎屑岩储层，提出优质深层碎屑岩储层的全生命周期研究方法，即从储层形成演变的全部时间出发，将深部储层的形成过程划分为早期剥蚀搬运沉积阶段、中期埋藏阶段、中期或/和晚期改造阶段，从全生命周期的尺度分阶段综合分析深层碎屑岩储层的形成及演化过程，推演在地质历史时期中的优质储层演化时序及发育阶段、分布位置。     

致密气藏水平井测井产能预测方法研究

苏里格气田×区具有孔隙度小、渗透率低、孔隙结构复杂、各向异性和非均质性强等特点。在水平井开发过程中,由于测井系列少,水平段物性变化大,难于给出合适的解释标准,多级分段压裂难以优选射孔层段,评价水平井产能成为难点。通过构建综合反映储层物性、岩性、电性的综合指数,对水平段分段分级评估,基于简化油藏渗流模型,利用测井资料分别计算各类储层的产能指数,与试油资料相结合得到了该区的产能预测模型。应用综合指数能很好地划分储层类型并指导射孔层段的优选,该产能预测方法只需测井参数,操作简单,预测精度高。     

基于地质因素的煤层气储层压裂产能分类评价

煤层气储层压裂产能受地质因素和工程因素共同影响。分析不同压裂产能的地质影响因素,综合不同区域地质影响因素进行压裂区优选,建立适用于鄂东缘H区的压裂产能预测分类标准。鄂东缘H区煤体结构主要划分为原生结构煤、碎裂煤、碎粒煤,测井信息与不同煤体结构之间的关系随着煤体结构越破碎,井径扩径越严重,深电阻率逐渐降低;煤层厚度、煤体结构、含气量、地应力、天然裂缝是影响压裂产能的地质主控因素。对21口新井32个煤层气压裂层段进行了压裂产能预测检验,预测符合率达84.4%。     

阳离子VES转向酸体系的研制及性能评价

针对非均质储层均匀布酸难题,采用芥酸酰胺丙基二甲基叔胺和环氧氯丙烷合成一种依靠酸浓度变黏的黏弹性表面活性剂,并以其为转向剂构建了VES转向酸体系,研究了酸浓度、温度、剪切速率对其流变性能的影响。通过并联岩心驱替实验模拟了VES转向酸在地层中的转向性能。结果表明,在酸液质量分数为3%时,VES转向酸的表观黏度达到峰值,为217 mPa·s。VES残酸体系在120℃、170 s~(-1)下剪切30 min后,黏度仍可以保持100 mPa·s,具有良好的耐温耐剪切性能。与常规酸相比,VES转向酸能使低渗透岩心的渗透率提高2.35倍,具有良好的转向性能,可同时改造高渗透岩心和低渗透岩心。     

基于四参数随机生长模型的页岩储层应力敏感分析

页岩储层的应力敏感性是影响其后期开发效果的关键因素,从微观的角度深入认识其应力敏感机理及其影响因素对页岩气的开发具有重要意义。借助四参数随机生长模型构建了不同孔隙度和不同孔隙大小分布的岩心样本,利用弹性力学理论模拟了不同有效应力作用下各个岩心孔隙半径的分布变化及其对岩心固有渗透率的影响,深入分析了孔隙大小及其形状因子与上述两者之间的关系。结果表明,导致页岩应力敏感的直接原因是有效应力作用下孔隙面积的减小及孔隙位置的迁移。有效应力的增大使得各孔隙半径均有减小,孔隙半径的减小比例分别与孔隙初始面积和孔隙的形状因子呈正相关关系和负相关关系。在相同的孔隙度条件下,孔隙半径越均匀,平均孔隙半径越小,应力敏感性越强。有效应力的增加使得岩心固有渗透率呈指数型下降且孔隙度越小、固有渗透率越低的岩心,其应力敏感性越强,孔隙度对固有渗透率的影响大于孔隙半径均匀性的影响。     

四川盆地二叠系火山碎屑岩气藏勘探重大发现及其启示

近期,中国石油天然气股份有限公司风险探井——永探1井测试获得22.5×10~4 m~3/d的高产气流,首次在四川盆地发现了喷溢相火山碎屑岩气藏,实现了火山岩气藏勘探的重大突破。为了评价该盆地二叠系火山岩气藏的勘探前景,系统总结了该区火山岩气藏的勘探历程、永探1井区气藏的特征、天然气成藏的控制因素与模式。研究结果表明:①在经历了长达50余年的火山岩持续探索后,得益于勘探思路的转变和地震预测技术的进步,得出了简阳地区二叠系发育爆发相火山岩异常体、天然气成藏条件好,是该盆地又一个重要的天然气勘探新领域和新对象的认识,指导了风险探井——永探1井的部署及重大勘探发现;②永探1井二叠系发育厚逾100 m的优质火山岩孔隙性储层,其储集岩石类型以喷溢相角砾熔岩、含凝灰角砾熔岩为主,储集空间主要为溶蚀微孔、角砾间溶孔及气孔,孔隙度介于6.68%～13.22%、平均为10.26%,渗透率介于0.01～4.43 mD、平均为2.35 mD;③该气藏埋深介于4 500～6 000 m,产层中部地层压力为125.625 MPa,压力系数达2.22,为异常高压气藏,天然气组成中甲烷含量为99.03%,微含硫化氢;④简阳—三台地区发育爆发相火山岩且紧邻德阳—安岳裂陷寒武系优质烃源岩,早期张性深断裂沟通源储,上部发育上二叠统龙潭组泥岩、下三叠统厚层膏岩等多套盖层,具备形成大型构造—岩性复合圈闭气藏的有利条件,有利勘探面积达6 000 km~2。结论认为,永探1井火山岩气藏的发现,证明了该盆地二叠系火山岩具有较大的油气勘探潜力,坚定了转变勘探思路、加快进军新区新领域、寻找更多更大勘探发现的信心。     

塔里木盆地中秋1凝析气藏成藏条件及演化过程

2018年12月,塔里木盆地秋里塔格构造带天然气勘探取得重大突破,中秋1井在下白垩统巴什基奇克组测试获高产工业气流,发现了该构造带迄今为止最大的整装凝析气藏。为了给该构造带下一步油气勘探部署提供依据,在充分利用前人研究成果的基础上,基于岩心、薄片、测井及地球化学分析资料,明确了中秋1大型凝析气藏的油气藏特征和气藏类型,分析了该气藏天然气成藏条件并推演其演化过程。研究结果表明:①中秋1大型气藏属于低含凝析油凝析气藏,天然气为煤成气,主要来自区内侏罗系腐殖型煤系烃源岩;②该构造带能够形成大型油气藏的有利地质条件是三叠系和侏罗系发育的两套巨厚高演化烃源岩、白垩系发育的大型辫状河三角洲规模有效砂岩储层、喜马拉雅晚期以来的构造活动形成的大规模楔状叠瓦构造圈闭、古近系和新近系巨厚膏盐岩形成的优越保存条件,以及油气生成与圈闭形成的良好时空匹配;③该气藏具有先油后气、晚期快速气侵聚集成藏的成藏模式,总体上是一个"早期聚油、晚期气侵、改造调整、快速成藏"的成藏过程。结论认为,该构造带油气成藏条件优越,具有广阔的油气勘探前景。     

渤中凹陷深层砂砾岩气藏油气充注与储层致密化

渤海湾盆地渤中凹陷砂砾岩储层致密化成因及其与晚期油气侵位的关系一直没有得到合理地解释。为此,以渤中凹陷西南部地区古近系砂砾岩气藏为研究对象,利用物性、热史、包裹体等分析资料,确定油气首次成藏时间、划分油气充注期次、恢复成藏期储层物性,进而模拟压实作用对储层的影响,并结合包裹体、铸体、扫描电镜、X射线衍射等实验手段明确油气侵位关系,分析石英加大、黏土矿物转化、碳酸盐胶结等关键致密化作用发生的序列,探究储层致密化作用机理及其与油气充注的关系。研究结果表明:①该区深层砂砾岩油气充注至少可分为3期,早期包裹体为重质油,晚期包裹体气油比高;②首次油气充注期为距今5Ma,储层埋深介于2500～2800m,以中孔、中渗储层为主,储集物性较好,成藏后盆地快速沉降、充填,上覆地层增加厚度超过1 000 m;③首次油气充注后砂砾岩进入成岩快速演化期,埋深介于2 500～3 200 m,是砂砾岩快速压实阶段,石英加大在油气充注后经历了两期强烈发育,减孔作用明显,压实减孔作用是储层致密化的重要机制;④埋深介于2 500～3 500 m为该区黏土矿物快速转化区间,花状及丝发状伊利石极其发育,对渗透率的大小产生了决定性的影响;⑤铁方解石及铁白云石沉淀于石英加大之后,使储层进一步致密化,以残余孔隙为主。结论认为,该区古近系砂砾岩气藏具有先成藏后致密的特点,尽管油气充注对储层成岩具有抑制作用,但后者仍然会导致储层的致密化。     

多层疏松砂岩气藏水平井出水机理及防控对策——以柴达木盆地台南气田为例

柴达木盆地台南气田水平井出水已成为制约该气田稳产的主要因素。为破解上述难题,基于核磁共振测井解释技术,对储层束缚水饱和度分布特征进行研究,并结合该气田水平井投产初期的生产情况,确定投产即产出层内水的储层特征参数;通过岩心气驱水实验对束缚水产出的影响因素进行研究,通过隔夹层击穿实验开展隔夹层封隔能力的影响因素研究;采用数值模拟技术研究水平井在不同日产气量下,水平段长度对井底压力的影响;在此基础上,提出了该气田水平井出水防控对策。研究结果表明:①钻遇可动水饱和度大于7.2%、含气饱和度小于63.5%储层的水平井投产初期即会产出地层水;②泥质含量越低、生产压差越大越有利于束缚水的采出,平面非均质性较强的储层束缚水的产出是一个持续的过程;③隔夹层的封隔能力随夹层的垂向渗透率、含水饱和度减小而增强,随泥质含量、夹层厚度增大而增强;④泥质含量大于90%的Ⅰ类泥岩的突破压力约为4 MPa,泥质含量介于80%～90%的Ⅱ类泥岩的突破压力约为2MPa,泥质含量介于60%～80%的Ⅲ类泥岩的突破压力约为1.5MPa。结论认为,通过增加水平段长度和控制生产压差可以延缓边水侵入,延长气井无水采气期;水平井生产初期应均衡采气,生产过程中应加强动态监测,出水后应及时排水,以提高气井的累计产气量。     

鄂西宜昌斜坡区寒武系页岩储层发育特征——以鄂宜页1井为例

以获得重大突破的鄂宜页1井为研究对象,对寒武系水井沱组黑色页岩进行了有机地球化学、矿物X射线衍射、场发射扫描电镜及核磁共振分析等测试,研究了鄂西宜昌斜坡区页岩储层的发育特征。该区页岩主要由黏土矿物、石英和碳酸盐矿物组成,由浅至深表现出黏土矿物和碳酸盐矿物逐渐减少、石英含量逐渐增加的趋势,总体上显示出"高钙低硅"特征;页岩的孔隙度与有机碳含量表现出正相关性,尤其有机碳含量大于2.0%的层段,页岩孔隙度随有机碳升高而增大明显;页岩孔隙以微孔和小孔为主,小孔和中孔对孔隙度贡献明显;页岩中脆性矿物内的孔隙对页岩基质孔隙的贡献稳定,而有机质孔和黏土矿物层间孔隙的贡献与其各自含量变化相关,随深度的增加有机质孔贡献逐渐升高,而黏土矿物层间孔隙贡献逐渐降低。