杭锦旗地区钻井废水回用技术研究

为满足杭锦旗地区严格的环保要求,降低钻井成本,提高勘探与开发效益,对该区块钻井废水进行了分析,明确了废水不能回用原因。根据离子化学沉淀和颗粒絮凝机理,制定“提高pH值-氧化-离子捕捉-絮凝”废水处理方案,据此进行了废水回用实验研究。实验表明,处理后的废水回用到钻井液后,对钻井液性能影响不大。该技术在现场进行了应用,废水处理后回用效果好,达到了降本增效的良好效果。

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区天然气地球化学特征及气源探讨

为明确鄂尔多斯盆地杭锦旗地区不同区带天然气特征及来源上的差异,通过天然气气体组分分析和碳同位素分析等手段,对杭锦旗地区3个主要勘探区带天然气地球化学组成特征进行了详细的对比剖析,并结合各区带天然气在成藏过程中的差异,对其来源进行了分析探讨。研究区天然气烃类气体含量较高(以甲烷为主),干燥系数多低于0.95,整体呈现出湿气特征,非烃类气体主要为二氧化碳和氮气,含量较低;天然气碳同位素δ^(13)C_(1)、δ^(13)C_(2)和δ^(13)C_(3)组成表现为正碳序列分布,但不同区带天然气碳同位素组成之间存在着差异,其中什股壕区带天然气δ^(13)C_(1)值最重,而新召区带天然气δ^(13)C_(2)和δ^(13)C_(3)值要明显重于其他2个区带。成因分析结果表明,研究区3个区带天然气均为有机成因气,呈现出煤型气(腐殖型气)的特征,主体为干酪根初次裂解气,且其气源岩处于高成熟—过成熟热演化阶段。结合气源对比结果与地质背景,推测新召区带天然气主要由下伏山西组烃源岩供烃,独贵加汗和什股壕区带天然气则来源于断裂南部太原组和山西组烃源岩的共同贡献,但前者太原组烃源岩贡献比例相对更高。

杭锦旗地区二叠系储层油气成藏期次及流体势特征

杭锦旗地区是鄂尔多斯盆地北部重要的含油气区,油气成藏期次及流体势研究有利于探究油气充注的世代以及流体势的分布特征,并进一步判定成藏期油气的运移方向。本文以什股壕区块和十里加汗区块5口井的二叠系下石盒子组盒一段储层砂岩为研究对象,基于流体包裹体分析厘定油气成藏期次,并结合流体势理论计算研究区关键成藏期的流体势并揭示油气的运移方向。研究结果显示:什股壕区块盒一段储层油气的成藏时间为132~102 Ma;十里加汗区块盒一段储层油气的成藏时间为132~101 Ma。杭锦旗北部的什股壕盒一段储层油气的流体势为18 128~22 872 J/kg;杭锦旗南部的十里加汗区块盒一段储层油气的流体势为22 975~27 153 J/kg。本文认为研究区二叠系盒一段储层油气成藏时间在早白垩世,十里加汗区块整体的流体势要高于什股壕区块,油气具备由南部向北部运移的趋势。

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区断控气藏差异

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区泊尔江海子断裂南北地区工业气流井分布与烃源岩演化程度不匹配,且该断裂南北地区天然气成藏期次存在差异。本文在烃源岩演化史和断裂发育史的基础上,结合天然气组分碳同位素、天然气干燥系数、流体包裹体特征以及断层在不同方向上的封闭性,对断裂南北地区天然气的来源、成藏期次、成藏时间以及运移通道进行对比。结果表明:天然气组分碳同位素符合“正碳同位素序列”特征,即δ^(13)C_(1)<δ^(13)C_(2)<δ^(13)C_(3),表明研究区的天然气是单一来源;断裂南部天然气干燥系数分布在0.85~0.96,平均值为0.91,断裂北部天然气干燥系数分布在0.95~0.97;断裂南部地区下石盒子组储层中与天然气共生的盐水包裹体主频温度主要分布区间为95~115℃与125~135℃,断裂北部地区下石盒子组储层中与天然气共生的盐水包裹体均一温度主要分布在75~155℃之间;结合研究区埋藏史得出断裂南部地区天然气为两期成藏,成藏时间分别是晚侏罗世—早白垩世(155~142 Ma)和早白垩世末(116~110 Ma),北部地区天然气为一期成藏,成藏时间为早白垩世末(128~117 Ma)。泊尔江海子断裂自古生代以来发生了多期活动,其在燕山期的活动是造成断裂南北地区天然气分布、热演化程度、成藏期次差异的主要原因。

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区井漏地质机理分析

鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区钻井过程中频繁出现井漏现象,为了研究搞清楚井漏产生的地质机理,采用杭锦旗地区的钻井、录井、测井等资料,开展了研究区井漏高发层位、区域、漏失特征等因素的分析。分析研究结果表明:研究区井漏区域主要位于刘家沟组泥岩、下石盒子组储层以及元古界顶部风化壳,漏失机理主要为刘家沟组泥岩本身易破碎,承压能力差,漏失层位主要受断层、褶皱以及风化壳产生的裂缝控制;下石盒子组储层受断层影响,发育高角度裂缝;元古界顶部风化壳附近裂缝发育。基于井漏发生的地质机理提出了以下几种预警方法:井漏大数据分析法、复杂构造识别法、储层改造分析法,对于预防井漏有积极作用。

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区山西组-太原组烃源岩地球化学特征对比研究及意义

以鄂尔多斯盆地杭锦旗地区山西组太原组煤系烃源岩为研究对象,通过总有机碳测定、岩石热解分析、碳同位素测定及GC-MS分析等多种技术手段对两套烃源岩的地球化学特征进行了系统研究。结果表明,研究区山西组太原组烃源岩有机质含量均较高,有机质类型以Ⅲ型为主,生烃潜力好。其中山西组烃源岩整体生烃潜力较太原组强,而太原组烃源岩成熟度则较山西组高。通过将两套烃源岩生物标志化合物特征进行对比分析发现,山西组烃源岩具有高姥植比,高(C_(19)三环萜烷+C_(20)三环萜烷)/C_(21)三环萜烷值,高C_(24)四环萜烷、C_(29)规则甾烷、氧芴相对含量和低伽马蜡烷相对丰度的特征,反映其可能形成于氧化偏氧化的淡水环境,有机质来源以高等陆生植物为主;太原组烃源岩则具有低姥植比,低(C_(19)三环萜烷+C_(20)三环萜烷)/C_(21)三环萜烷值,低C_(24)四环萜烷、C_(29)规则甾烷相对含量,低伽马蜡烷相对丰度和高硫芴相对含量的特征,说明其形成环境可能为相对偏还原的淡水环境,有机质来源中低等水生生物的贡献较多。基于两套烃源岩生物标志化合物组成特征上的差异,选取合适的生标参数建立了相应的有机地化判识指标将两套烃源岩区分开,这对研究区后续的油源对比及油气勘探工作有着较为重要的意义。

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区下石盒子组致密砂岩储层孔隙结构及可动流体特征

核磁共振(NMR)及CT扫描技术对致密砂岩储层评价正发挥越来越重要的作用。以杭锦旗地区下石盒子组盒1段致密砂岩储层为例,基于NMR及CT扫描系统探讨了致密砂岩中不同类型孔隙的响应特征及流体识别能力。结果表明,测试样品的孔隙度主要分布在1.7%~10%,气测渗透率主要分布在0.1×10^(-3)~1.4×10^(-3)μm^(2),T_(2)弛豫时间截止值主要分布在1~14 ms,平均值为6.11 ms,属于典型的低孔、低渗型致密砂岩储层。根据离心前饱和分量T_(2)弛豫时间曲线,盒1段储层孔隙类型为双峰型(左峰为主,右峰不明显),包括3个亚类:微孔-小孔型、小孔-中孔型、微孔-小孔-中孔型,所对应的T_(2)弛豫时间区间分别为0.1~10,1~100,0.1~100 ms。三维CT扫描结果显示,小孔-中孔型储层的物性特征最好,其次为微孔-小孔-中孔型储层,而微孔-小孔型储层的物性相对较差。T_(2)截止值与样品可动流体含量负相关。盒1段可动流体孔隙度与渗透率具有良好的正相关性,反映可动流体含量受储层渗透率与喉道显著影响。盒1段致密砂岩储层中可动水饱和度主要分布在4%~9%,平均值为5.8%。开发实践显示,盒1段原始可动水饱和度较低,具有较大开发潜力,从侧面证实了NMP和CT扫描技术结果的准确性。

杭锦旗地区致密气藏石英砂替代陶粒可行性实验研究

为了满足鄂尔多斯盆地杭锦旗地区低成本压裂改造的需要,根据杭锦旗地区不同区块闭合压力特点,开展了不同岩板对长期导流能力的影响、不同粒径对长期导流能力的影响、石英砂铺砂浓度的界定以及石英砂替代陶粒导流能力分析等实验研究工作。结果表明:1)在相同的闭合压力加载条件下,长期导流能力大小与石英砂所占支撑剂比例呈负相关;2)随着闭合压力加载时间的延长,支撑剂破碎和嵌入程度逐渐严重,30 h以后,人工裂缝导流能力损失明显;3)石英砂与陶粒的混合比例为2∶8,3∶7和4∶6时,其导流能力均满足闭合压力为35~50 MPa的要求,能够实现用石英砂替代陶粒而达到降低压裂成本的目的。以上成果认识,对杭锦旗地区石英砂替代陶粒压裂改造及实现低成本战略具有一定指导意义。

杭锦旗地区J72井区致密砂岩储层岩电特征研究

杭锦旗地区含气丰度低,岩性复杂,储层非均质性强。当前,J72井区储层岩电特征需更近一步认识。通过收集J72井区九口单井的测井解释成果以及测井数据,根据测井曲线划分层段(泥岩、砂岩、煤层),建立岩电关系。确定目的层段(致密砂岩),观测目的层段的GR(自然伽马),DEN(补偿密度)、AC(声波时差)、POR(孔隙度)、SH(泥质含量)、Sw(含水饱和度)等测井曲线参数以及测井响应特征。对J72井区多井曲线交会分析,确定目的层段的声速、密度、自然伽马等参数,最终构建目的层段储层电性特征。

杭锦旗地区上古生界层序及沉积体系发育特征

目的建立杭锦旗地区太原组—下石盒子组层序地层格架,明确沉积体系的发育特征。方法以岩心和测井资料为基础,通过层序界面的识别进行层序划分。结果杭锦旗地区晚古生代可划分为早、中及晚3个沉积演化阶段,分别对应LSC1-LSC3,LSC4-LSC5,LSC6长期旋回,主要发育障壁海岸沉积体系、扇三角洲沉积体系、冲积扇沉积体系和河流沉积体系。结论层序控制着沉积体系类型及特征,气藏主要分布在LSC4-LSC5的低位体系域的上部和水进体系域的下部。

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区关键构造期与二叠系致密气成藏响应

关键构造期是大型叠合盆地中表征构造作用与油气成藏之间成因联系和因果关系(成藏响应)的关键时间点,是分析油气成藏演化和油气聚集规律的重要“窗口”。基于鄂尔多斯盆地构造演化史,通过磷灰石裂变径迹等热年代学指标的约束,分析了鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区中生代以来构造演化及变形序列,厘定了该区J_(3)-K_(1)、K_(2)-E_(1)两个关键构造期,并结合石炭系—二叠系成烃—成藏史,认为J_(3)-K_(1)是杭锦旗地区现今“北东高、南西低”NE向构造格局的定型期,对应于烃源岩大量生排烃和砂岩致密化期,主要形成三眼井—乌兰吉林庙—泊尔江海子断层南部(简称南部)的石炭系太原组、二叠系山西组及石盒子组盒一段岩性气藏;K_(2)-E_(1)是主干断裂活化、北部NE向构造圈闭和NW向断裂形成期,导致南部先期岩性气藏调整和北部构造或构造—岩性气藏的形成;主干断裂两侧成藏差异明显,南部成藏早于北部,南部以岩性气藏为主,北部以构造—岩性气藏为主,南部含气层系以深层为主,北部深浅层均有,古近纪北部的隆升导致天然气散失。关键成藏期和关键改造期在空间和时间上转化,通过对成藏要素的差异化改造最终控制天然气的富集和贫化。

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区十里加汗区带下石盒子组1段岩性圈闭成藏动力及气水分布特征

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区十里加汗区带发育低渗透砂岩气藏,主力含气层二叠系下石盒子组1段(盒1段)储层非均质性强,局部含水。因此,明确气水赋存状态、分布特征及其主控因素是该区天然气勘探开发的关键。为了分析在浮力作用下致密储层中气水垂向分异条件,对研究区盒1段3类储层开展了压汞和气水相渗实验,并计算了3类储层在气藏条件下的毛细管阻力。结果表明,由于储层非均质性强、连续厚度小,储层中连续气柱浮力小于毛管中值压力,因此盒1段储层不具备气水完全分异的条件。在平缓构造背景下,浮力很难成为大面积低渗储层的充注动力,超压是低渗岩性圈闭的主要成藏动力。通过分析研究区3个岩性圈闭的气层、气水同层及水层的含气饱和度及毛细管压力曲线的差异性,反推了3个岩性圈闭成藏动力。西部的独贵加汗圈闭成藏动力最大,定义为"强动力圈闭",东部的苏布尔嘎圈闭成藏动力最小,定义为"弱动力圈闭"。在圈闭成藏动力的研究基础上,根据气层与水层在致密非均质性储层中的赋存状态与叠置类型,将3个圈闭中的气、水层分为6种模式。通过分析不同圈闭成藏条件、圈闭动力与气水分布的差异,认为生烃强度和圈闭封闭性是圈闭成藏动力主控因素,圈闭动力和储层非均质性展布共同控制气水分布。

鄂北杭锦旗地区下石盒子组储层物性特征及评价

杭锦旗地区位于鄂尔多斯盆地北部伊盟隆起杭锦旗断阶带上,下石盒子组为辫状河和河流相沉积。通过薄片观察、岩心物性分析和压汞曲线实验,对岩石学特征、物性特征、孔隙结构特征进行了分析。结果表明:下石盒子组砂岩储层孔隙类型,主要有剩余原生粒间孔、次生孔隙和高岭石晶间隙;裂缝不发育;孔隙结构可分为细喉微孔型、粗喉大孔型和细喉中孔型三类,其中以细喉中孔型为主。储层为中低孔、低渗储层,盒3段物性最好。利用径向基神经网络解释的孔隙度参数在岩心实验校正后进行储层平面分布评价,结果表明:锦2、锦6～锦7井区是下石盒子组有利发育带。

鄂北杭锦旗地区下石盒子组沉积相演化及控制因素

通过对鄂尔多斯盆地杭锦旗地区钻井岩芯的岩石类型、沉积特征、剖面结构等特征的综合认识,结合测井资料的详细研究,对杭锦旗地区二叠系下石盒子组进行了沉积环境分析。结果表明:杭锦旗地区下石盒子组主要发育河流相和三角洲相,东部发育冲积扇;在山西组沉积基础上,受自身沉积特征控制,伴随古地貌继承性发育、构造运动变化、物源供给减少及古气候变化等原因,盒1-盒3沉积时期辫状河水道的规模不断减小,下石盒子组晚期,逐渐向曲流河过渡,主要发育河道和三角洲平原亚相;受近物源影响,砂体呈南北向展布,侧向上不连续。

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区二叠系下石盒子组岩屑发育特征及其对储层物性的影响

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区具有良好的致密气勘探潜力,下石盒子组是杭锦旗地区的主力产气层段。储层岩石类型以岩屑砂岩和岩屑质石英砂岩为主。根据偏光显微镜下铸体薄片观察以及扫描电镜、高压压汞、粘土矿物X-衍射、阴极发光等分析测试手段的应用,结合相关孔渗数据对鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区下石盒子组储层的岩石学特征及储层物性特征进行了研究,明确了岩屑颗粒的发育特征及其对储层物性的影响。结果表明:下石盒子组储层粒度较粗,主要为粗粒及中-粗粒砂岩;岩屑平均含量高达40%。研究区储层埋藏较深,成岩作用改造强烈,压实作用强,原生孔隙绝大部分被改造充填,次生孔隙为主要的储集空间。储层岩屑类型发育多样,根据岩屑对储层物性的影响,将其整体划分为减孔型岩屑、增孔型岩屑、保孔型岩屑3类。减孔型岩屑较发育会使粒间次生溶孔大量减少且自身难以溶蚀,因而破坏储层的物性,其中以高含量的千枚岩岩屑对储层物性影响最为显著;增孔型岩屑的发育则对储层物性有着明显的改善效应,其可以保存部分粒间孔,还易发生内部溶蚀,改善储层物性,其中以高含量的变质石英岩屑对储层物性影响最为显著;保孔型岩屑本身抗压实能力较强且多数较难溶蚀,可以保护原有孔隙却不能通过自身溶蚀改善储层物性,通常与增孔类岩屑同时发育,该类岩屑与物性呈间接性正相关关系。

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区二叠系地层水地球化学特征和来源

杭锦旗地区二叠系是近年来鄂尔多斯盆地重要的天然气增储上产领域之一,其气水关系复杂,目前对该区地层水成因和来源的研究较为薄弱。通过对杭锦旗地区二叠系地层水样品开展常量组分、微量元素和氢、氧同位素分析,揭示地球化学特征对地层水来源的指示意义。杭锦旗地区二叠系地层水主体为CaCl_(2)型,泊尔江海子断裂以北和以南地区地层水矿化度平均分别为52.1 g/L和41.9 g/L;不同类型水化学特征参数均指示了地层封闭性较好,地层水在埋藏过程中经历了较强的浓缩变质作用,天然气保存条件较好;地层水主体为蒸发浓缩后的陆相地层水,地层中发生了斜长石的钠长石化作用和胶结物的白云岩化作用;地层水氢、氧同位素值主体分别介于-81‰~-75‰和-12.1‰~-8.8‰,水岩相互作用整体明显弱于苏里格气田。受晚白垩世以来区域性抬升过程中凝析水混入、地表水沿断裂渗入等因素影响,少数地层水样品具有偏低的氢同位素值。

杭锦旗地区辫状河定量地质知识库建立及应用

为了明确杭锦旗地区辫状河道不同参数的分布范围,指导储层的三维地质建模和储层预测,为井位部署提供地质理论依据,参考辫状河的现代沉积、露头等资料,以杭锦旗地区下石盒子组的钻井资料和沉积微相横向展布、平面展布为基础,通过统计和分析辫状河道和心滩不同参数的分布概率及参数间的相关关系,建立了杭锦旗地区辫状河道宽度、心滩宽度、长度及厚度的定量地质知识库。研究表明,杭锦旗地区心滩长度6 500～8 500 m,心滩宽度3 000～4 500 m,心滩厚度主要在5～14 m,心滩长宽比1.85～2.30,辫状河宽度8 000～18 000 m。利用建立的辫状河道不同微相的定量参数,建立了杭锦旗地区锦58井区下石盒子组的三维地质沉积微相模型,利用该模型进行有利区的优选,并通过实钻井钻遇情况验证了模型的高精度。

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区上古生界原油成因及勘探前景

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区上古生界海陆过渡相有一套良好的生储盖组合,目前已发现了东胜大气田。该区二叠系下石盒子组产出少量中质原油,但原油的成因及其勘探前景尚不明确。基于对该区原油的物性、饱和烃色谱、生物标志物及碳同位素等地化特征的研究,试图揭示原油的成因和勘探前景。杭锦旗地区上古生界原油具有低硫、高蜡、中等成熟度特征,其甾烷分布显示以陆生植物为主,少量水生生物;Pr/Ph值为2.16~2.26,重排甾烷和重排藿烷含量高,伽马蜡烷含量低,原油碳同位素值为-27.7‰~-26.8‰,正构烷烃单体烃碳同位素前重后轻,这些特征均指示该原油是由沉积环境为弱氧化的陆相煤系地层中的暗色泥岩生成。二叠系山西组烃源岩有机岩石学、生烃热模拟实验及岩石热解等综合分析表明,该区山西组暗色泥岩具有一定生油潜力。结合原油产出井的位置和烃源岩的空间展布,山西组暗色泥岩可能是潜在的烃源岩。杭锦旗地区上古生界良好的生储盖组合条件暗示着该区的原油勘探值得重视,泊尔江海子断裂两侧邻区是原油聚集的潜在有利区。

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区不整合结构类型及运移特征

杭锦旗地区地处鄂尔多斯盆地北部边缘,存在上古生界-下古生界、上古生界-元古生界、上古生界-太古界3个不整合面。根据已钻井测井响应特征以及岩心观察和岩屑录井资料,对研究区不整合空间结构特征进行了详细研究,同时结合不整合面上下岩性结构的输导作用以及气藏分布等因素,分析了不整合结构类型的运移特征,指出了优势运移通道的分布区域。研究表明,杭锦旗地区存在9种不整合结构类型:砂-泥-砂、砂-泥-灰、砂-泥-变、砂-变、砂-灰、泥-泥-砂、泥-泥-灰、泥-泥-变和砂-泥-泥结构类型。同时存在3种运移通道类型:双运移通道Ⅰ型、单运移通道Ⅱ1型和单运移通道Ⅱ2型。双运移通道Ⅰ型是优势运移通道,主要分布在3个区域:最大区域位于中东部,其目标圈闭是断裂南侧的十里加汗东圈闭以及断裂北侧的什股壕圈闭,其次是位于西部的新召东圈闭,东部阿镇圈闭面积最小;十里加汗西圈闭双运移通道相对不发育,有利于天然气就近富集成藏。

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区二叠系P_1x-s储层特征

鄂尔多斯盆地北部伊盟隆起杭锦旗地区二叠系 P1 x - s直接覆盖在太古界变质结晶基底之上 ,为一套辫状河沉积和曲流河沉积砂岩。砂岩以岩屑砂岩为主。长石大部分蚀变为高岭石 ,但保持长石颗粒外形。由于压实作用和胶结作用的影响 ,砂岩中原生孔隙较少。孔隙以次生溶孔为主 ,由于长石含量低 ,粒内溶孔和铸模孔亦不发育 ,以粒间溶孔和溶蚀扩大孔为主。砂岩中不同产状的高岭石对储层孔渗的贡献不同。砂岩裂缝不发育 ,孔隙度和渗透率都较低 ,属中孔低渗的孔隙性储层。按储层分类的标准将本区储层划分为属 类和 类储层。