超深断控碳酸盐岩油藏空间结构表征技术与工程实践

在积极推进深地工程的背景下,超深断控缝洞型碳酸盐岩成为油气勘探开发的重点领域,而超深走滑断裂精准解译、缝洞体内部构型建模、断控油气藏储量雕刻评估、高效井位部署及提高采收率等是制约超深领域“增储上产”的重要科学问题与技术挑战。本文基于区域应力场研究、露头剖析、三维地震解译、物模数模,全面构建了涵盖动力学、运动学、几何学,分期、分级、分性质、分带、分层的“三学五分”断裂构造解析技术,据此阐明了走滑断裂纵向分层、横向差异分段特征,揭示了走滑断裂控储、控藏、控油气富集等地质规律,发现了超深断控缝洞型10亿吨级大油田。依据动/静态资料,精细刻画了断控缝洞体内部构型,通过“井震”结合实现了断控缝洞型油气藏量化表征,形成了相应的高效井位部署、油气储量雕刻评估等技术系列,支撑了富满油田10亿吨级油气储量的发现与落实。依据断控油气藏的定量刻画结果,针对性提出了提高采收率技术对策,推动了富满5×106t大油田的高效建设,形成了超深断控碳酸盐岩“增储上产”范例,可为我国类似油气藏的开发“上产”提供借鉴。

库车坳陷深层盐下白垩系储集层氯盐分布模式及意义

库车坳陷克拉苏构造带盐下白垩系巴什基奇克组储集层分布了一批高产、稳产的天然气藏群,其储集层为超深、高温、超压致密砂岩储集层,孔隙度越高,氯盐含量越高,储集层视电阻率越低,储集层中氯盐的分布严重影响流体识别,其对盐下致密砂岩物性的影响较明显。利用岩心观察、铸体薄片、扫描电镜、氯盐含量、常规测井曲线分析等,系统分析了库车坳陷盐下白垩系巴什基奇克组储集层氯盐的分布特征。根据氯盐含量、电阻率、氯盐来源等的差异,提出盐下储集层氯盐分布具有顶渗、侧渗和局部封存3种模式。顶渗模式与侧渗模式的电阻率仅受氯盐含量的影响,顶渗模式储集层氯盐含量呈垂向分带特征,随氯盐含量的降低,电阻率升高;侧渗模式储集层氯盐含量呈横向分带特征,电阻率自构造带边缘向中心表现出由高到低再升高的趋势;局部封存模式电阻率受应力和氯盐含量的共同影响,氯盐含量分布具有偶发性,电阻率变化幅度大。根据测井响应特征划分了各模式的分布段序列,顶渗模式自上而下发育盐层段、泥岩封隔段、饱和氯盐强影响段、未饱和氯盐强影响段、未饱和氯盐影响过渡段和氯盐未影响段;侧渗模式在顶渗模式基础上多发育过饱和氯盐影响段;局部封存模式从上到下划分为盐层段、泥岩封隔段、强挤压应力氯盐未影响段、氯盐应力混合影响段和氯盐应力未影响段。

轮南古隆起控油理论及其潜山准层状油气藏勘探

针对塔里木盆地轮南古隆起奥陶系潜山油气勘探的难点,应用新的学科理论和技术方法,系统研究轮南古隆起对奥陶系潜山油气聚集成藏的控制作用,建立轮南古隆起控油、潜山整体含油局部富集的理论体系。古隆起是油气长期运移的指向区,古隆起控制岩溶缝洞型储集体发育、输导体系的形成和潜山油气的多期成藏。提出轮南古隆起奥陶系风化壳岩溶型准层状油气藏新模式,认为受风化壳岩溶储集体的控制,油气富集在潜山表层150m深度范围内。同时,形成了该类油气藏勘探开发配套技术,如高精度三维地震储集体预测及酸压储集体改造技术、非均质碳酸盐岩油气藏井点优选及不规则井网开发技术等。

塔中隆起海相碳酸盐岩大型凝析气田成藏特征与勘探

多次资评与勘探实践表明塔中隆起成藏条件优越,海相碳酸盐岩油气资源丰富,奥陶系油气藏集中赋存于上奥陶统礁滩体与下奥陶统风化壳储层中,缝洞系统控制了大型凝析气藏纵向多套叠置-横向准层状分布规律。多学科、动静态一体化研究表明,形成塔中海相碳酸盐岩大型凝析气田主力烃源岩为寒武-奥陶系两套碳酸盐岩,原油具有明显的混源特征,天然气主要来源于中-下寒武统高成熟度原油裂解气。奥陶系海相碳酸盐岩凝析气藏是古油藏在喜山期被寒武系来源的原油裂解气气侵的结果,经历了三期成藏过程,即中晚加里东期、晚海西期原油充注,喜山期注气。两套烃源岩长期供烃是形成塔中奥陶系海相碳酸盐岩大型凝析气田的物质基础,构造作用、岩溶作用是形成了塔中奥陶系多套优质碳酸盐岩储集体的主控因素,断裂、不整合面、缝洞发育带构建的网状油气输导体系是塔中海相碳酸盐岩复式聚集混源成藏的重要保障。塔中奥陶系海相碳酸盐岩具备10亿吨当量的油气资源潜力。

塔中地区北部斜坡带下奥陶统碳酸盐岩风化壳油气富集特征

塔里木盆地塔中地区北部斜坡带下奥陶统发育大型碳酸盐岩风化壳。对风化壳储层及其成藏条件的研究表明,风化壳储层类型以次生溶蚀孔洞形成的低孔、低渗储层为主,储层主要发育于下奥陶统顶部,分布范围与古构造活动形成的不整合面形态具有较好的对应关系。断裂及裂缝的发育对改善风化壳储层具有重要作用,形成了纵向上叠置、横向连片、沿岩溶斜坡部位广泛分布的风化壳储层。断裂和不整合面构成的输导体系控制了风化壳的油气运聚成藏,储层发育程度控制了风化壳的油气富集程度,多期油气充注与风化壳储层非均质性造成了风化壳油气赋存的差异性。

塔里木盆地塔中地区奥陶系碳酸盐岩礁滩复合体油气来源与运聚成藏研究

近年来对塔里木盆地海相层系油气的勘探进展很快,在塔中地区围绕塔中I号坡折带有重要发现,特别是发现了上奥陶统碳酸盐岩礁滩复合体大面积富含油气。认为该区上奥陶统碳酸盐岩礁滩复合体储层存在多期油气运移聚集,包括晚加里东期油气的聚集、晚海西期古油藏油气的调整转移和直接从烃源岩生成油气的补充以及喜山期古油藏裂解天然气对早期油藏的气侵;塔中地区原油和凝析油主要来源于寒武系-下奥陶统烃源岩,上奥陶统中聚集的油气是沿断裂垂向运移与沿多套储层横向运移面来;塔中奥陶系油气藏之所以表现出外带为凝析气藏、内带为油藏的分布特征,主要与来源于外带下伏的的寒武系-下奥陶统古油藏的裂解气有关,也与I号坡折带北侧的良里塔格组斜坡相古油藏的裂解气有关,这些天然气沿I号坡折带向上运移,补充到位于I号坡折带附近的礁滩复合体油气藏中,并对原来的油藏产生气侵,气侵程度的不同,或者形成凝析气藏,或者仍然保持油藏。

塔里木盆地塔中奥陶系天然气的非烃成因及其成藏意义

塔里木盆地塔中北部斜坡带奥陶系海相碳酸盐岩油气勘探取得了重大突破,发现了台缘坡折带礁滩复合体大型凝析气藏和台内岩溶风化壳大型油气藏。利用有机地化指标与构造沉积演化紧密结合对有效烃源岩及成藏过程的研究取得了较好成果,但随着勘探的纵深发展,流体分布复杂的问题日趋突出,通过天然气组分以及相关同位素等分析化验数据,进行塔中北部斜坡带奥陶系油气成藏研究,建立了"三期成藏、两期调整,早期成油、晚期注气,复式聚集、普遍含油"成藏模式,明确了塔中天然气以原油裂解气为主,强调晚期气侵是形成塔中大型天然气田的关键。

塔中Ⅰ号坡折带奥陶系礁滩复合体发育动力学及其控储机制

塔中Ⅰ号坡折带上奥陶统良里塔格组发现了我国珊瑚-层孔虫造礁群落最早的礁体,在生态演替上具承先启后重要特征,并伴随着发育了多套礁滩相储集体。充分利用古地理、古地磁,同位素、微量元素,包裹体,岩心物性分析等数据,分析了塔里木板块奥陶纪成礁环境,特别是从构造地质学、碳酸盐岩地质学、层序地层学、古生态学、古生物学出发,剖析了塔中隆起碳酸盐岩台地演化的阶段性、海平面变化的周期性,以及奥陶纪造礁生物生态群落的演替及生物生长性,分别建立了良里塔格组各个时期礁滩复合体发育的模式,深入解析了礁滩复合体多期生长发育的动力学特征。塔中良里塔格组3期叠加发育的礁体生长与台地演化的构造阶段性密切相关,同时控制了礁滩复合体微相类型上的多样性和分异性。礁滩复合体地貌隆起和高频海平面变化所导致的暴露,以及准同生期大气淡水淋滤、溶蚀作用是控制台缘礁滩体优质储层发育的动力学基础,经后期埋藏过程中所经历的表生岩溶作用、埋藏期热水岩溶作用以及断层相关岩溶等是该礁滩复合体储层物性改良主控因素。集中揭示了塔中奥陶纪礁滩复合体发育演替几何学、动力学机制及礁滩储集体控储机制,有效指导了塔中古隆起奥陶系生物礁油气规模效益开发,对于类似油气田勘探与学科发展具有积极意义。

塔中Ⅰ号坡折带礁滩复合体大型凝析气田成藏机制

利用油气碳同位素、生物标志化合物等地球化学分析手段,明确了满加尔凹陷及塔中深层寒武系-下奥陶统烃源岩、古油藏裂解气是形成塔中Ⅰ号坡折带大型凝析气田的主要烃源;利用包裹体、储集层地球化学分析技术,结合烃源岩演化史、构造发展史以及储集层演化史对成藏期次及油气运移聚集进行研究,指出塔中Ⅰ号断裂及晚期深大走滑断裂、塔中古隆起形成过程中的多期不整合是礁滩复合体油气成藏的主要油气输导体系;晚加里东运动期是油气聚集期,晚海西运动期是古油藏油气调整期,喜马拉雅运动期是古油藏裂解气对早期油藏气侵的多期充注期;礁滩复合体强非均质性和输导体系的差异是导致流体分布复杂的主要因素;指出了塔中Ⅰ号坡折带外带富气、内带富油分布的油气分布规律,丰富了塔里木盆地海相碳酸盐岩油气成藏理论。

复杂碳酸盐岩油气藏建模及储量计算方法:以潜山油气储量计算为例

油气藏地质建模是储量计算的基础和前提.针对复杂碳酸盐岩储量计算中油气藏建模、参数求取等具体难点,通过石油地质、地球物理等多学科新技术、新理论的综合运用,创新性地建立了潜山准层状油气藏模式,为计算单元的正确划分、计算方法的适当选择、储量参数的合理取值提供了可靠依据.首次提出并实现了该类油气藏孔洞型和裂缝型储集体油气储量的分别计算,且对含油体积、有效厚度下限、孔隙度、饱和度等参数的求取进行了计算方法创新和软件开发,促成了轮南古隆起复杂碳酸盐岩油气储量的大幅度上升,并为类似油气储量计算提供了依据.

塔里木盆地寒武系烃源岩分布的重新认识及其意义

塔里木盆地台盆区海相烃源岩的分布是制约油气勘探的主控因素,在构造—古地理背景分析基础上,通过典型井地球化学分析结合测井标定与地震追踪,重新厘定寒武系主力烃源岩分布。结果表明,东部烃源岩主要分布在中-下寒武统泥页岩中,西部烃源岩主要分布在下寒武统泥页岩中,中-上寒武统—下奥陶统碳酸盐岩缺乏有效烃源岩,单井纵向厚度标定东部低于100 m、西部低于40 m,远低于早期预测厚度。寒武系烃源岩并非满盆分布,主要分布在满东凹陷、满西台内洼,并发现塔西南南缘可能发育大面积陆缘斜坡烃源岩,而巴楚—麦盖提、塘古—塔中、塔北等基底古隆起区缺乏烃源岩。受控前寒武纪古隆起与寒武纪弱伸展背景影响,寒武系发育4种构造背景下的烃源岩:主要为台间盆、台内洼烃源岩,以及可能存在被动陆缘斜坡、板块边缘裂谷烃源岩。

塔里木盆地塔中隆起凝析气藏类型与成因

塔里木盆地塔中隆起奥陶系碳酸盐岩特大型凝析气田的地质特征、流体性质及分布复杂,明晰其成因对于评价与开发该气田具有重要的意义。为了给塔里木盆地碳酸盐岩凝析气藏的勘探开发提供理论依据,基于塔中隆起凝析气田的动、静态生产资料,结合油气藏有机地球化学指标等实验数据,研究了该气田凝析气藏的特征与油气成藏演化历史,探讨了该气田凝析气藏的类型与成因。研究结果表明:①塔中凝析气田主要为古油藏遭受后期气侵与气洗形成的次生凝析气藏组成;②超深层下寒武统的干酪根裂解气与原油裂解气可能以凝析气相态供烃形成原生凝析气藏,主要分布在超深层寒武系—下奥陶统与缺少古油藏的东部潜山区;③塔中凝析气田形成于喜马拉雅期,并且与快速增长的地层压力密切相关,形成相态类型与成因多样的油气藏模式。结论认为,塔中凝析气田同时存在着原生与次生凝析气藏的成因类型,受控于地层压力系统、气侵强度与古油藏规模等3个要素,并由此导致了复杂的流体分布与油气产出,不同于常规凝析气藏,在油气藏评价与开发过程中需要加以区别对待。

中国海相油气田勘探实例之十五 塔里木盆地塔中北斜坡鹰山组凝析气田的发现与勘探

塔里木盆地塔中北斜坡中一下奥陶统鹰山组凝析气田发现于2006年．至2010年底探明石油地质储量3.81×10^8t（油当量）。气藏的储层为受层间岩溶缝洞型储集体控制的鹰山组大型准层状优质碳酸盐岩．主力烃源岩为中一下寒武统白云岩和上奥陶统碳酸盐岩及泥灰岩，油气主要分布于奥陶系不整合面之下0～200m范围内。论述了气田的勘探历程、主要地质特征、勘探的技术创新，以及对海相碳酸盐岩凝析气田勘探的启示。

塔中隆起北斜坡鹰山组沉积微相及有利储集层展布

通过岩心、岩石薄片、成像测井、野外露头等资料分析,在塔中隆起北斜坡中部下奥陶统鹰山组内部识别出9种沉积微相,组合成4种沉积微相序列。鹰山组内部发育4种储集空间类型,以裂缝-溶孔型储集空间为主,其次为小型溶孔型,裂缝型和溶洞型所占比例相对较少。高能沉积微相序列是有利储集层发育的基础,易发育小型溶孔型和裂缝-溶孔型储集层,几种类型的储集层相互叠加,形成鹰山组优质储集层。低能沉积微相序列多作为原状地层或隔层出现,但在局部也可以发育少量的裂缝和溶孔,形成小规模的裂缝型及裂缝-溶孔型有利储集层。

塔中北斜坡鹰山组碳酸盐岩缝洞储集层预测及成藏规律

运用多种储集层预测技术对塔中地区鹰山组风化壳缝洞储集层纵横向分布进行预测和成图,并利用AVO油气检测技术对缝洞内流体性质进行判断。坚持处理-解释-地质一体化的工作模式,建立各种井控储集层地质模型,明确高产井有利储集体地震响应特征。利用大量的地震信息,预测无井区的储集层及油气分布,结合古地貌、露头岩性、缝洞储集层的连续性及后期断裂的切割关系划分缝洞系统及单元,根据实钻井试油成果确定缝洞单元内的油水界面,总结探讨区域油气分布规律。

塔中54—塔中16井区良里塔格组裂缝定量化预测及发育规律

运用断面脱空理论与断层相关裂缝定量描述技术(VSD),以三维地震资料的地质构造精细解释为基础,对塔中54—塔中16井区上奥陶统良里塔格组断层相关的裂缝发育、分布特征进行了定量计算与预测,并以塔中823井为例较为详细地介绍了VSD计算的步骤及成果展示。研究结果表明:塔中54—塔中16井区总体上位于宽缓构造带,有效裂缝主要为断层相关裂缝,集中于断层附近,因牵引作用而造成该地区强烈褶曲形变。VSD计算结果得到了测井反演及岩心等资料的验证,表明VSD技术较为准确地预测了该区构造裂缝的发育分布情况,从而为后续勘探、开发、部署提供了依据。

塔中碳酸盐岩水平井酸压效果评价研究

塔中奥陶系缝洞型碳酸盐岩油气藏近年来投产井中,多数井均采用水平井结合分段酸压完井投产模式,对于水平井分段酸压实质性效果以及酸压后储层渗流特征,仍缺乏相应评价研究.本文通过模拟酸压过程井底压力变化,利用裂缝净压力拟合分析,判断人工裂缝沟通天然缝洞体特征.利用分段酸压各段酸压完时井底压力与累计注入量关系,识别水平段有效沟通几个天然缝洞体.结合压力恢复不稳定试井双对数曲线特征诊断,评价酸压后储层渗流特征.最终评价出酸压未沟通、沟通大型、沟通小型和沟通亏空天然缝洞体4类模式,并建立分段酸压各段井底压力与累计注入量典型模型,归纳出酸压后2类水平井试井双对数曲线特征:曲棍球棒状(沟通天然缝洞)和典型水平井曲线(未沟通天然缝洞).为评价该区块水平井是否发挥能控制多套缝洞体井型优势以及后续措施提供理论指导.

塔里木盆地中央隆起带奥陶系碳酸盐岩台缘带油气富集特征

在塔里木盆地塔中地区发现了中国最大的奥陶系生物礁型碳酸盐岩油气藏,油气沿塔中隆起北部上奥陶统碳酸盐岩台缘相带展布,为无明显边底水、油气水分布复杂的非常规油气藏。对油气成藏条件与油气富集规律研究表明,塔中上奥陶统良里塔格组发育大型镶边台地边缘礁滩相沉积系统;礁滩体储层纵向叠置、横向连片,沿塔中Ⅰ号构造带台地边缘广泛分布,并以次生溶蚀孔洞形成的低孔隙、低渗透储层为主;三期油气充注与成藏形成了巨大的资源潜力,沿台缘带形成大面积、低丰度准层状礁滩型岩性油气藏。大型台缘相带控制了塔中Ⅰ号构造带的油气运聚成藏,储层是油气富集的主控因素,多期油气成藏与储层非均质性造成了油气赋存的差异性。

塔里木盆地中央地区的断裂系统：几何学、运动学和动力学背景

塔中低凸起位于塔里木盆地中央隆起的中段,发育4组不同方向的断裂,以北西向的塔中Ⅰ号断裂带为主干断裂,其南的近北西向断裂和近东西向断裂与之组成"入"字形构造,向西撒开;剖面上则因塔中Ⅰ号断裂带活动强度自东向西减弱而出现不同的断裂组合样式。基于地层记录和区域演化分析了该区断裂系统的活动时期和活动方式,两次重大的挤压—剪切事件分别发生在奥陶纪末和晚志留-中泥盆世,因而塔里木盆地中央隆起可能是晋宁期山体在后期重新活动形成的加里东期陆内造山带。北西向断裂是二叠纪岩浆侵入或玄武岩喷溢的通道,之后全区断裂基本处于平静状态。结合塔里木周边造山带的演化,认为古生代—三叠纪时塔中地区的盆地发育主要受西昆仑造山带演化制约,同时叠加有古阿尔金剪切造山带的影响,这是为塔中地区特殊的构造位置决定的。侏罗纪—新近纪,该地的盆地主要与阿尔金断裂的剪切造山作用耦合发育,仅早白垩世时与塔北—库车地区同属南天山的"盆""山"系统。断裂的运动学特征取决于其动力学背景,实际上受制于邻侧的造山带发育。断裂系统的发育是塔中地区能形成复式油气田的关键条件之一,本文的研究对推进复式油气成藏的机理研究、明确近期的重点勘探靶区等有积极意义。

塔中北斜坡奥陶系鹰山组岩溶型储层发育模式与油气勘探

塔中北斜坡奥陶系鹰山组顶部的不整合面发育大规模岩溶缝洞型优质储层,目前已探明油气储量约2×108t。岩溶型储层以大型缝洞储集空间为主,贯穿于不整合面以下200m范围内,具有非均质变化的缝洞叠置连片且呈带状展布。这套储层既与岩溶古地貌相关,又受多成因、多期次成岩溶蚀、断裂裂缝、埋藏溶蚀叠加的综合控制,其中断裂和裂缝网络是岩溶水的主要渗滤通道,不整合岩溶控制了储层的横向展布规模,埋藏溶蚀是优化储集性能的关键。通过储层主控因素的深入分析,建立了储层叠合发育演化模式,综合预测了储层发育的有利区带,指出在勘探中要注重不同井区之间的储层类型和主控因素之差异性,优选主控因素以对勘探进行指导。