元坝气田超深探井小尾管防气窜固井技术

元坝气田是我国最深的生物礁海相大气田,具有超深、高温、高压、高含硫等特点,开发的主要目的层为二叠系长兴组,随着勘探的深入,近年来如川深1井已探至更深的灯影组,井深达到了8 420 m,井身结构复杂、套管层次多。为解决最后一层小尾管固井时所面临的小井眼、窄间隙及“一超、三高”技术难题,开展了元坝气田超深探井小尾管固井技术研究。优选了抗高温胶乳和纳米硅乳液作为防气窜剂,配套防腐蚀剂,基于颗粒级配原理设计了高密度水泥浆,建立了防止水泥石高温下强度衰退技术和防酸性气体腐蚀技术,开发了抗高温增强型防气窜防腐蚀水泥浆体系,适应温度达180 ℃,密度1.88～2.25 g/cm3,SPN值＜1,水泥石180 ℃下48 h抗压强度大于14 MPa,弹性模量小于8 GPa,且长期强度不衰退,耐H₂S、CO₂腐蚀。在元坝7侧1井、川深1井?139.7 mm超深小尾管固井进行了应用,固井质量优良率100%,并应用到元坝204-1H井、河嘉202H井、川深1井等3口井的?193.7 mm生产套(尾)管固井,固井质量综合评定优良率67%。研究与应用结果表明,高温高压防气窜防腐蚀固井技术可以有效解决元坝地区超深探井及类似高酸性气田固井技术难题。     

大巴山、米仓山南缘烃源岩特征研究

通过大量的实验资料,首次系统地对勘探新区大巴山、米仓山南缘不同时代的烃源岩特征进行了综合研究。指出:下寒武统、下志留统、下二叠统是主要的烃源岩发育层系;与四川盆地类似,新区内Ⅰ级烃源岩有机碳含量较高,有机质类型好,主要为Ⅰ型—Ⅱ_1型干酪根,且横向分布稳定,现今均处于过成熟阶段,以生气为主。烃源岩的热演化史研究表明:古生代时期源岩热演化程度较低,源岩的油气生成相态明显受株罗系地层沉积厚度的控制;下寒武统烃源岩成油高峰期在三叠纪末—株罗纪初,气态烃的大量形成时间为早侏罗世末—晚侏罗世;下志留统烃源岩成油高峰期在早侏罗世—中侏罗世,气态烃大量形成的时间为中侏罗世末—白垩世;下二叠统烃源岩成油高峰期在中侏罗世—晚侏罗世,气态烃大量形成的时间为晚侏罗世—白垩纪。     

东濮盐湖古近系硫酸盐硫同位素组成及地质意义

对东濮凹陷古近系同一层段内和不同层段间硫酸盐硫同位素的研究认为,由于不同时期气候、沉积环境、构造沉降等的变化,东濮凹陷盐湖环境中发育的古近系蒸发岩中的硫同位素具有旋回性,与层序发育的旋回性吻合很好;将东濮凹陷古近系蒸发岩的δ^31S值(30‰)与海相蒸发岩的δ^31S值相比,结合前人对东濮凹陷古近系蒸发岩锶同位素的研究成果,认为东濮凹陷的湖盆为封闭的陆相盐湖,当时的沉积环境对硫酸盐是封闭的。图2表1参12     

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。     

论我国海相中上奥陶统烃源岩的形成条件——以塔里木盆地为例

在我国的华北、华南地区,尤其是西部的塔里木盆地,发育着面积辽阔、层位巨厚的下古生界海相地层,但关于塔里木盆地的古生界主力烃源岩一直有争议.本文根据两条有代表性的地表和两条钻井剖面的海相碳酸盐岩中碳、氧稳定同位素组成在中-上奥陶统的大幅度正向波动,认为这是当时全球范围大陆冰川作用的结果,这一时期有利于沉积有机质的保存.结合有机质丰度、成熟度指标,以及沉积相等地质因素综合分析,提出了塔里木盆地中-上奥陶统烃源岩发育的稳定同位素宏观证据.同时,论述了中-上奥陶统富含有机质的海相泥质岩作为我国下扬子地区及华北地台西缘海相下古生界寻找有效烃源岩重点层系的可能性与前提条件.     

塔里木盆地寒武纪层序岩相古地理

通过钻井取心及露头沉积相观察、地震层序解释及地震相分析,结合蛇绿混杂岩带分布及板块构造演化等区域地质资料,对三级层序地层格架下的塔里木盆地寒武纪岩相古地理特征进行了研究。结果表明,塔里木板块内部存在3个孤立碳酸盐台地（塔西台地、罗西台地及库鲁克塔格台地）及其间深水沉积区的古地理格局,塔西南地区存在寒武系深水盆地相沉积分布区,并且该深水盆地相沉积分布区可能是以和田河气田为代表的塔西南地区海相油气藏的主力烃源区。发生于早震旦世和早寒武世的塔里木板块北缘大陆裂谷运动,以及震旦纪-寒武纪的张裂构造环境控制了塔里木板块内部多个孤立碳酸盐台地及其间深水沉积区的形成。从早寒武世到晚寒武世,虽然塔里木板块内的古地理格局总体没有发生大的变化,但以塔西台地为主的孤立碳酸盐台地均发生了进积-加积作用而变得更大,并且不同时空台地边缘类型及其叠置型式也发生了变化,主要表现为早寒武世以发育缓坡-（斜坡坡度较小的）弱镶边台地边缘为主,中-晚寒武世以发育弱镶边-（斜坡坡度较大的）镶边台地边缘为主。     

高含硫气藏海相碳酸盐岩高温高压水岩反应实验

为研究川东北地区元坝气田高含硫气藏中酸性气体对海相碳酸盐岩储层物性的影响,利用取样的海相碳酸盐岩岩心,通入不同配比的酸性气体(H2S或CO_2),模拟地层温度(121℃)、地层压力(50 MPa)条件,开展酸性气体下的水岩反应实验。实验表明:高温高压水岩反应后,岩心相对分子质量总体呈现减小的趋势,质量改变率最高达到7. 41%;储层岩心渗透率和孔隙度总体呈现增长趋势,渗透率增长幅度最高达644. 99%,孔隙度增长幅度最高达53. 84%;不同酸性气体质量浓度和气体组成对岩心矿物溶蚀效果不一致,单一酸性气体比混合酸性气体的溶蚀效果好,H_2S气体比CO_2气体对储层岩石的溶蚀效果好;酸性气体在地层高温高压环境下对海相碳酸盐岩具有明显的酸蚀改造作用,水岩反应后酸性气体不仅能溶蚀矿物,造成孔隙度、渗透率的增大,还存在矿物溶蚀颗粒运移沉淀堵塞部分岩石孔隙喉道的现象。     

利用生烃动力学方法确定海相有机质的主生气期及其初步应用

利用已获得的国内外典型海相有机质（原油与干酪根）的生气动力学参数，采用生烃动力学方法，计算地质历史中天然气的产率和产气速率，利用EasyR0方法计算成熟度。经过二者的耦合，确定：I型干酪根主生气期的R0值为1．4％～2．4％，Ⅱ型干酪根主生气期的R0值为1．5％～3．0％，原油裂解气主生气期的R。值为1．6％～3．2%。以塔里木盆地塔西南地区为例，初步探讨系统的开放度对主生气期的影响及天然气“死亡线”的问题，研究结果，模拟系统开放度对主生气期的动力学参数计算有一定影响，开放系统Ⅱ型干酪根主生气期的R0值为1．4％～3．1％，天然气主生气期比封闭系统要早。根据研究结果，初步确定海相有机质天然气“死亡线”为：Ⅰ型干酪根R0值约为3．5％，Ⅱ型干酪根R0，值为4．4％～4．5％，海相原油R0值约为4．6％。图4表1参29     

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。