曲率法在库车坳陷克深气田储层裂缝预测中的应用

针对克深气田储层厚度横向分布稳定、构造形态简单且断层发育较少的实际情况,利用曲率法对该气田的储层裂缝分布进行了预测,并将预测结果与数值模拟法的结果对比、结合,对克深气田的储层裂缝有利发育区及有利勘探方向进行了分析。结果表明,利用曲率法预测的裂缝分布趋势与数值模拟法结果基本一致,储层裂缝孔隙度值在构造高点及背斜长轴方向的转折端处出现高值,其中东部背斜高点处裂缝孔隙度最大,其次为西部背斜高点、中部小型背斜高点及东南缘单斜带。从气藏开发的角度指出西部背斜高点及东部背斜高点为最有利勘探方向,中部小型背斜高点为次有利勘探方向,东南缘单斜带所属的圈闭幅度低且面积较小,储量受到限制,勘探价值有限。

塔里木盆地库车坳陷克深气田构造特征及其对气藏的控制作用

塔里木盆地库车坳陷克深盐下构造是该区的重点油气勘探领域。但由于目的层埋藏深,盐下高陡构造地震资料品质差,精确成像困难,构造落实程度不高等问题严重影响了气田勘探开发进度。针对克深高陡复杂构造特点,基于新方法处理的全三维地震解释成果,重新落实了构造细节,研究构造特征及其对气藏的控制作用。研究成果表明:1在北推左旋压扭应力作用下,克深盐下构造发育冲起构造、屋脊构造、变换构造等构造样式,圈闭平面上呈雁列式展布;冲起构造气藏密封性好,利于气藏的保存,屋脊构造中间断裂对气藏起破坏作用。2研究区由西向东可划分为三排圈闭带,圈闭带间以调节断层或褶皱实现构造转换;中带构造幅度大,上覆膏岩厚度大,封堵性好,圈闭最为有利;西带上覆膏岩厚度小,断裂发育,封堵条件差;东带构造位置低,构造幅度小,有效圈闭幅度小,气水关系复杂。3受构造条件控制三排圈闭带呈现由西向东圈闭埋深加大,幅度减小、形态变缓的特点。该认识对克深气田开发方案的调整实施及下一步重点勘探开发方向的确定具有参考价值。

克深气田压裂改造后地层出砂原因探讨

塔里木克深气田地层出砂严重,影响了气井的安全平稳生产。鉴于压裂改造后出砂井的比例非常高,探索压裂改造后地层出砂的主要原因,对于防止或减缓地层出砂具有重要指导意义。为此,利用地层出砂和压裂改造的岩石破坏机理,分析了压裂施工和油气生产过程中近井地层岩石受力状态及破碎情况,探索了压裂改造后地层出砂原因。研究表明,压裂改造施工过程中对地层岩石的挤压作用,不是造成地层出砂的主要原因;生产压差过大造成井壁岩石剪切破坏,是造成压裂后地层出砂的主要原因。研究结果为解释克深气田压裂改造后出砂提供了理论依据。

解除重晶石深度污染技术

塔里木盆地库车山前克深气田地层压力系数高,钻揭目的层时钻井液采用了大量的重晶石加重,因储层裂缝发育,重晶石固相侵入裂缝系统,堵塞渗流通道,结果导致气井产量偏低或没有产出。针对重晶石堵塞,运用螯合理论,通过室内实验和现场返排液离子分析表明,重晶石解堵剂能够溶解裂缝内的重晶石固相。该技术首次在X井试验,作业后气井日产气量由0.9×10~4m^3增加到5.2×10~4m^3,增产5.7倍,恢复了深度伤害气井的产能。该技术已推广应用在Y气田,增产效果显著,日产气量由26.2×10~4m^3提高到75.2×10~4m^3,增产近3倍。

多井干扰试井技术在克深气田勘探开发中的应用

克深气田埋藏超深、地质条件复杂、地震资料品质差、气藏描述难度大,勘探开发面临世界级难题。为加深对气藏特征的认识,采用全气藏多井、多方位、长距离和正反相互干扰试井验证方法在克深气田多个气藏实施干扰试井,获取了准确的多井干扰数据。在对气藏地质研究的基础上,通过极值点法、调查半径法等多种方法,对干扰数据开展分析,并将全气藏数值模拟试井与实际干扰试井相结合进行研究。结果表明:已开发的克深2气藏内部干扰信号明显,连通性较好,天然缝网十分发育,在平面上无明显断层或优势裂缝,定量井间连通裂缝渗透率达到达西级别;处于勘探评价阶段的克深5和克深11气藏井间干扰信号明显,说明2个气藏连通性较好,证实为同一气藏,同时数值模拟试井显示2个气藏西部连通性优于东部。利用该技术实现了克深气田裂缝性气藏连通性定量化分析,对超深超高压裂缝性致密砂岩气藏的高效勘探开发具有借鉴意义。

克深气田“三超”气井采气树配件的研发及应用

为了充分认识高压气井采气树阀门损坏机理、提高采气阀门使用寿命,以塔里木盆地克深气田(超高压、超深、超高温)“三超”气井采气树阀门存在的内漏和和外漏问题为研究对象,深入分析了在应对气田出砂、出水等极为复杂的生产工况下阀门失效模式;在此基础上,从阀板、阀座材质进行优化改进、硬质合金材料和喷涂工艺优选、非金属密封材料改进3个方面开展了研究。研究结果表明:(1)采用高速火焰喷涂方式,选择WC硬质合金A型作为喷涂材料,动摩擦系数最低,耐磨性更好、密封性更好;(2)选择Inconel718高温镍基合金作为阀板、阀座材质,能够进一步提高阀板、阀座强度及耐腐蚀性,可以满足极为复杂工况下气井开发需求;(3)选择在纯四氟材料里面添加石墨、玻纤等进行改性,改性后的四氟材料增加了强度,提高了密封等级,降低了摩擦系数,提升了耐磨性能。结论认为:通过上述3个方面的改进,生产制造的阀门使用寿命平均为424 d,使用寿命得到了显著提升。

克深气田巴什基奇克组致密砂岩储层孔隙结构特征及影响因素分析

塔里木盆地库车坳陷克深气田巴什基奇克组埋藏深度主要为6 000～8 500m,岩石致密,为典型的超深致密砂岩储层。应用普通薄片、铸体薄片观察,扫描电镜、激光共聚焦显微镜、场发射扫描电镜分析和恒速压汞、核磁共振、离心等实验资料,研究其储层岩石学和孔隙结构特征,并从构造、沉积、成岩等地质角度入手,探讨影响孔隙结构的因素。结果表明,储层岩性主要为长石岩屑砂岩及岩屑砂岩,成分成熟度及结构成熟度中等;储集空间以原生粒间孔为主,粒内溶孔、粒间溶孔次之,存在微裂隙,孔隙结构复杂,属于裂缝-孔隙型致密砂岩储层;根据离心前后核磁共振T_2谱图(T_e=0.2ms)形态对比特征及束缚水饱和度的不同,可将储层分为3类,Ⅰ类储层占样品数的35%,为大孔隙占优,离心后束缚水饱和度约为25%;Ⅱ类储层占样品数的20%,大、小孔隙相当,离心后束缚水饱和度约为45%;Ⅲ类储层占样品数的45%,以小孔隙为主,束缚水饱和度平均高达50%;成岩作用是影响储层孔隙结构的主要因素,沉积作用是影响孔隙结构的先决条件,而后期的构造应力作用产生的侧向挤压应力和微裂隙则是孔隙结构复杂化的重要因素。

超深层致密砂岩构造裂缝特征及其对储层的改造作用——以塔里木盆地库车坳陷克深气田白垩系为例

库车坳陷克深气田是塔里木盆地天然气上产增储的最重要战场之一,也是国家"一带一路"能源大通道的主要气源区,但产气储层埋深超过6 000m,网状缝—垂向缝发育、密度为3~12条/m,基质孔隙度平均为3.8%,基质渗透率平均为0.128×10^(-3)μm^2。为揭示超深层裂缝对储层性质及天然气高产稳产的影响。综合岩心、薄片及成像测井资料,对库车坳陷克深气田巴什基奇克组致密砂岩储层构造裂缝特征进行了表征,并分析了构造裂缝对储层的改造作用。克深气田的构造裂缝包括近EW向、高角度为主的张性裂缝和近NS向、直立为主的剪切裂缝2组,前者充填率相对较高,后者多数未被充填;微观构造裂缝多为穿粒缝,缝宽10~100μm;构造裂缝在FMI成像测井图像上以平行式组合为主。构造裂缝对克深气田储层的改造作用主要体现在3个方面:构造裂缝直接提高了储层渗透率;沿构造裂缝发生溶蚀作用有效改善孔喉结构;早期充填裂缝仍可作为有效渗流通道。背斜高部位是构造裂缝渗透率的高值区,控制了天然气的富集高产。网状及垂向开启缝与储层基质孔喉高效沟通,形成视均质—中等非均质体,可使天然气产量高产且长期稳产。

库车坳陷巴什基奇克组致密砂岩气储层成岩相分析

通过岩心观察并综合利用普通薄片、铸体薄片、阴极发光、扫描电镜和压汞等资料,对克深气田巴什基奇克组致密砂岩储层的岩石学、物性及孔隙结构特征、成岩作用、成岩矿物、所处成岩阶段和成岩演化序列等特征进行了研究。结果表明:储层经历压实、胶结、溶蚀和破裂等成岩作用,现今正处于中成岩A期。根据成岩作用类型和强度、成岩矿物及其对储层物性的影响将储层划分为压实致密、碳酸盐胶结、伊/蒙混层充填、不稳定组分溶蚀和成岩微裂缝5种成岩相。选取声波时差、电阻率、自然伽马、密度和中子等测井曲线,通过岩心薄片资料刻度测井归纳了不同成岩相的测井响应特征,由此建立了各成岩相的测井识别准则。并对克深区块各井的测井资料进行了处理,得到了各单井成岩相剖面展布特征,结合试气资料表明,成岩微裂缝相常与构造裂缝伴生因而含气性最好,而在无裂缝的叠加作用时,不稳定组分溶蚀相含气性最好,压实致密、碳酸盐胶结和伊/蒙混层充填相则对应干层。通过成岩相的深入分析是进行致密砂岩气储层综合评价和有利发育区带预测的重要方法。

塔里木盆地克深气田超深层致密砂岩储层裂缝分级分组合特征

塔里木盆地克深气田白垩系巴什基奇克组砂岩储层是库车山前的主力产气层,具有埋藏深度大、基质物性差的特征,构造裂缝普遍发育,特征及分布复杂,且对单井产量影响较大。目前针对该地区裂缝的研究已投入大量的工作,研究内容主要包括基于钻井岩心、成像测井等资料的裂缝精细描述;多方法多轮次裂缝分布规律预测等,但是受到取心程度、地震资料品质、常规测井资料等限制,裂缝预测的效果不佳。考虑到克深气田超深层致密砂岩储层裂缝具有多尺度特征,且不同尺度裂缝的发育特征、成因及分布规律有所不同,研究将裂缝进行分级,系统地梳理了各级裂缝及其组合的发育特征和规律,并探索了裂缝与产量的关系。研究认为:(1)综合考虑裂缝的长度、开度、发育特征等因素,将克深气田储层裂缝划分为"Ⅰ级裂缝—米级裂缝"、"Ⅱ级裂缝—颗粒贯穿缝"、"Ⅲ级裂缝—粒缘缝"三级裂缝;(2)根据各级裂缝的尺度、成因及组合特征,建立了克深气田储层三级裂缝组合,即"Ⅰ级裂缝组合—优势裂缝带"、"Ⅱ级裂缝组合—优势裂缝及伴生缝"、"Ⅲ级裂缝组合—粒缘缝网";(3)克深气田储层多尺度缝网有效沟通砂体和砂层组,连通粒间溶蚀扩大孔,产生粒内溶孔及微孔隙,提高储层的渗流能力,对单井产量影响较大,是超深层致密砂岩储层天然气高产、稳产的关键。

塔里木盆地库车坳陷克拉苏盐下深层大气田形成机制与富集规律

库车坳陷具有丰富的天然气资源，继克拉2大气田发现后，近年来在克拉苏断裂下盘克深区带发现了大北、克深等大型气田。以克深、大北大气田为例，详细论述了克拉苏盐下深层大气田的形成机制与富集规律，认为侏罗系三叠系煤系烃源岩5Ma以来生气强度和生气速率达到极大值[高达（160～320）×10^8m^3／km^2和15～20mg／（gTOC·Ma）]，为高效气源灶。克拉苏冲断带叠置在供烃中心之上，充足的气源是大北一克深气田天然气富集的物质基础。区域性巨厚膏盐岩盖层限制构造冲断突破、有效保护储层、高效保存油气，是盐下油气富集的重要保证。克深一大北分层滑脱收缩变形，盐下冲断叠瓦构造成排成带，广泛分布的低孔砂岩储层，为天然气富集提供了有利空间。克深一大北地区盐下深层构造的形成与区域构造挤压关系密切，主要是晚喜马拉雅期强烈冲断挤压形成，上新世第四纪是克拉苏构造带形成的主要时期，主体构造基本都是在库车组中晚期定型；而生烃史研究也表明烃源岩主要生气期在库车组沉积以来，主生气期与构造定型期的良好匹配决定了克拉苏冲断带盐下晚期高效成藏，是该区深层形成大气田的重要原因。