基于成因机理及主控因素约束的多尺度裂缝“分级-分期-分组”建模方法——以四川盆地元坝地区上二叠统长兴组生物礁相碳酸盐岩储层为例

油气藏中普遍发育多类、多尺度天然裂缝,其成因具有多期次性,规模具有多级次性,发育受多种地质因素综合控制,这些特点为裂缝的精细三维地质建模带来了很大挑战。以四川盆地元坝地区上二叠统长兴组生物礁相碳酸盐岩储层为例,提出了一种基于成因机理及主控因素约束的多尺度裂缝“分级-分期-分组”三维地质建模方法,认为多尺度裂缝建模应遵循等时约束、层次约束及成因控制等原则,建模过程中应充分开展裂缝地质研究,根据研究区实际建立合理的裂缝级次、期次划分方案,分级、分期开展裂缝三维建模。(1)大尺度裂缝主要采用确定性方法进行建模,中-小尺度裂缝则采用其成因机制和发育主控因素进行约束建模;(2)在裂缝分期、分组描述和参数统计获得关键地质规律认识的基础上,通过地质力学方法分期开展中-小尺度裂缝分布预测,进而采用“分期-分组”的思路进行建模;(3)最终将大尺度裂缝模型和中-小尺度裂缝模型进行融合,得到多尺度裂缝网络模型。元坝地区长兴组储层多尺度裂缝建模实践表明,上述建模方法可有效弥补传统方法在建立中-小尺度裂缝模型精度方面的不足。     

四川盆地侏罗系页岩层系岩相类型及储集特征

陆相页岩层系岩性复杂、非均质性强,制约了储层甜点优选和探井部署。为查明四川盆地侏罗系页岩层系不同岩相类型的储集特征和含气能力,以元坝地区Y2井自流井组大安寨段为例,采用有机碳含量测定、全岩X射线衍射、岩石薄片鉴定、聚焦离子束扫描电镜、高压压汞—氮气吸附联合测定以及物性分析等手段,划分了大安寨段二亚段（后文简称大二亚段）页岩及夹层的岩相类型,并针对不同岩相类型开展储集物性、孔隙结构、含气性及可压性研究,在此基础上评选了优势岩相和岩相组合。结果表明,Y2井大二亚段页岩层系可划分为3大类6亚类页岩岩相,2大类6小类夹层岩相以及3种宏观岩相组合。页岩孔隙类型以粘土矿物层间孔、方解石溶蚀孔等无机孔为主,为页岩气的赋存提供了储集空间。计算页岩总含气量为2.59～4.38 m³/t,游离气平均占比67 %,具有较好的勘探潜力,但优势岩相的脆性矿物含量仅为50 %,可压性较差。综合评价认为,AB-Ⅰ型岩相组合中页岩页理和纹理发育,生烃条件好,含气量和游离气比例较高,存在可压性较好的夹层,是元坝地区Y2井大二亚段最有利的勘探储层类型。     

川东北元坝地区须家河组钙质交代-胶结致密层分布与成因

方解石是须家河组砂岩中常见的成岩矿物之一,可在局部层段富集形成钙质交代-胶结致密层,对砂岩的物性有明显的破坏作用。基于岩心观察和薄片鉴定,对川东北元坝地区钙质交代-胶结致密砂岩的岩石学特征开展了分析,刻画了致密砂岩的分布规律;结合全岩X射线衍射、稳定碳氧同位素和微量元素等测试资料,分析了钙质交代-胶结致密砂岩的形成期和物质来源,阐明了钙质胶结物和交代物的形成机制。钙质交代-胶结致密层主要发育在元坝地区西部与须家河组三段（须三段）源岩层相邻的须家河组二段和须家河组四段的砂岩中,在东部须三段源岩层附近的砂岩中则较少;通常出现在厚层砂体的中部,厚度为1~2 m;长石含量或白云岩岩屑含量较高,杂基含量较低;经历的主要成岩作用包括压实作用、方解石的胶结作用和交代作用。方解石的胶结物和交代物主要形成于早成岩阶段B期,此时的地层温度为60~80℃,烃源岩处于有机酸生成的高峰期。由于元坝地区西部须三段烃源岩中含有较高的碳酸盐矿物组分,其排出的富有机酸流体可携带较多的Ca²⁺和HCO₃^-离子进入砂岩层,当砂岩富含长石和白云岩岩屑等碱性矿物时,富Ca²⁺的有机酸流体能被有效缓冲,形成有利于方解石胶结物和交代物沉淀的微环境,从而导致方解石大量沉淀。     

元坝气田长兴组生物礁层序沉积及其对储层发育的控制

四川盆地元坝气田上二叠统长兴组气藏目前已全面转向开发,随着开发工作的有序推进,迫切需要精细描述储层结构,总结储层发育的控制因素。为此,基于岩心观察、薄片鉴定结果,结合物性数据、测井曲线等分析成果,重点研究了该区长兴组生物礁的层序地层、沉积相、储层特征以及储层结构。结果表明:①该区长兴组可划分为2个三级层序和6个四级层序,高频层序界面上、下电测曲线突变响应特征明显,电测曲线组合变化特征与高频层序所控制的沉积旋回具有较好的一致性;②长兴组生物礁主要发育在上部三级层序(SQ2)中的台地边缘外侧并呈条带状分布,纵向上由2个明显的成礁旋回构成,在横向上具有"东早西晚"不对称规模发育的分布特征;③生物礁(滩)型储层总体以低孔隙度、中低渗透率溶孔白云岩储层为主,主要发育于2个四级层序中部上部生物礁礁盖部位,具有"层数多、单层薄、不同类型储层呈不等厚互层、非均质性强"和"双层储层结构"的特征。结论认为.高频层序控制了该区生物礁沉积微相的分布,是影响储层发育与空间展布的关键因素。     

元坝气田超深酸性气藏石油工程技术实践与展望

位于四川盆地的元坝气田是我国目前已开发的埋藏最深的大型海相碳酸盐岩酸性气田,其上二叠统长兴组生物礁气藏具有超深、高含硫化氢、中低孔渗、储层厚度较薄等特征,气藏经济评价结果认为只有水平井才能降低总体开发投资进而有效开发该气藏。目前,全球开发该类超深高酸性气藏的石油工程技术实践较少,面临着超深水平井安全优快钻完井、测录井、井下作业、安全环保等一系列石油工程技术难题。为此,中石化西南石油工程有限公司以工程地质一体化为手段,基于成功开发普光气田的经验,通过针对性技术攻关和7年潜心实践,形成了超深高酸性气藏水平井钻井提速提效关键技术、超深水平井测录井关键技术、超深高酸性气藏井下作业核心技术和超深高酸性气藏安全环保技术等18项核心技术成果,在元坝气田一、二期产能建设中应用近40口井,全部建成商业气井,实现了34×108 m3净化气产能建设目标。所形成的超深酸性气藏石油工程系列技术对于国内外类似气藏的勘探开发具有借鉴作用。     

普光气田与元坝气田礁滩储层特征的差异性及其成因

中国石化勘探南方分公司在川东北地区先后发现了普光气田和元坝气田。为弄清两个气田的成藏规律,指导该区下一步的油气勘探部署,以碳酸盐岩沉积学、层序地层学、地震地层学等理论为指导,充分利用普光气田与元坝气田的地质录井、测井和高精度三维地震资料,对两个气田二叠系长兴组、三叠系飞仙关组礁滩储层岩石学特征、储集空间类型、物性特征、分布特征等进行了对比分析。结果表明：普光气田与元坝气田台缘相带储层发育既有相似性,又有明显的差异性;储层发育情况受台地边缘相带控制,普光地区储层以飞仙关组台缘滩白云岩为主,元坝地区储层则以长兴组台缘礁滩白云岩为主。分析其原因后认为,早期古地貌和构造作用以及白云岩化作用的差异可能是造成两个气田储层发育差异的主要控制因素。该研究成果对认识川东北及相似地区的地质规律,指导油气勘探具有现实意义。     

元坝地区深层礁滩储层多尺度地震识别技术

川东北地区礁滩储层埋深大,空间展布复杂多变,因针对深层复杂礁滩储层的地震预测技术还不够完善,一直制约着该区的勘探发展。为此,以川东北元坝地区长兴组礁滩储层为研究对象,对礁滩储层预测技术进行了探索和总结,形成一套以礁滩储层数值模拟技术、小波多尺度边缘检测技术、基于波形复杂程度的储层检测技术、礁滩复合体空间分布预测技术、地震属性分析技术、地震相分析及沉积相解释技术、低频伴影技术以及“相控法”精细储层描述技术等为核心的多尺度地震识别方法,并在元坝地区获得了良好的应用效果,落实了元坝地区长兴组台缘礁滩复合体、礁后浅滩、礁间滩、台内滩4种类型7个勘探目标,已完钻的井均钻遇白云岩储层,并均获得工业气流,表明该技术方法具有推广应用的价值。     

川东北地区元坝气田与普光气田长兴组气藏特征对比分析

通过天然气地球化学特征、地层水地球化学特征对比分析表明,元坝气田和普光气田长兴组气藏天然气中烃类气体均以甲烷为主,非烃气体H2S含量普光气田高于元坝气田;元坝气田天然气甲、乙烷碳同位素明显重于普光气田;普光气田长兴组气藏水型为重碳酸钠型与氯化钙型,元坝长兴组气藏水型为氯化钙型,显示元坝气田长兴组在油气聚集和赋存方面可能...     

川东北元坝地区中浅层天然气气源及成因类型

川东北元坝地区中浅层（中三叠统雷口坡组及其以上地层）正在逐渐成为四川盆地天然气勘探的重要接替领域之一,由于该区油气系统错综复杂,查明其油气源及天然气成因类型,便显得尤为重要。为此,在分析该区烃源岩分布及地化指标的基础上,重点研究了天然气组成、碳氢同位素组成、硫化氢含量等地球化学特征,结合地层压力、断裂系统分布等地质特征,初步确定了该区中浅层天然气的来源：来自陆相地层本身,而非海相气源;自流井组为“自生自储”成藏模式,雷口坡组属于“倒灌”成藏模式。并根据目前应用较广泛的ln（C₂/C₃）-ln（C₁/C₂）等关系图版,基本明确了该区中浅层天然气的成因类型：中浅层天然气主要由干酪根直接裂解形成,但自流井组天然气中存在少量原油二次裂解所形成的天然气。     

四川盆地元坝地区茅口组台缘浅滩相储层物理模型

四川盆地元坝地区元坝7井在茅口组钻遇台缘浅滩储层并获得高产工业气流,取得了油气勘探新领域的重大突破。为进一步落实台缘浅滩储层地震响应特征及其识别方法,根据该区地质地震综合解释成果,构建了与野外实际地层参数相近的三维台缘浅滩储层物理模型。按照实际地震资料采集与处理流程对模型进行了实验室物理模型数据采集与处理,得到了与实际野外地震响应特征相符的物理模拟数据。在此基础上分析了储层地震响应特征及其识别方法。研究结果表明：针对台缘浅滩储层基于大时窗的地震属性分析技术不能准确刻画沉积微相的变化,而依据地质模型精细解释层位和聚焦储层,能够更好的刻画地震相带;储层发育程度影响地震振幅,储层沉积厚度大、物性好,波峰能量强;振幅类属性能够直观的识别浅滩储层发育程度,而频率属性对储层边界识别能力强。