致密砂岩储层注水诱导裂缝动态识别及演化特征——以鄂尔多斯盆地姬塬油田L井区长8油藏为例

致密砂岩储层长期注水开发导致储层诱导裂缝发育,研究注水诱导裂缝动态响应及演化特征对致密砂岩油藏井网加密部署及剩余油挖潜具有重要地质意义。综合利用岩心、测井、生产数据、压力试井和吸水剖面等资料,以鄂尔多斯盆地姬塬油田L井区三叠系延长组8段(长8段)致密砂岩储层为例,研究了L井区长8段致密砂岩储层不同开发时间段注水诱导裂缝的动态响应特征及展布特征。研究结果表明:(1)L井区长8段致密砂岩储层注水诱导裂缝为天然裂缝扩展延伸导致,天然裂缝优先开启方位为NEE-SWW向和NE-SW向,其次为NW-SE向。(2)注水诱导裂缝的形成会导致注水井吸水剖面呈现出吸水厚度小、吸水量大的特征。采油井生产动态曲线含水率陡增或阶梯状上升,压力试井双对数导数曲线开口并呈现“1/2”斜率上升。采油井与注水井间存在注水诱导裂缝,因而采油井试井解释地层压力高于未发育注水诱导裂缝井甚至超过原始地层压力。(3)L井区长8段致密砂岩储层开发初期注水诱导裂缝主要分布在井区中部偏东、东北部以及东南部的天然裂缝发育带。注水导致储层地应力变化,天然裂缝开启压力降低,开发中期在井区南部以及中北部进一步形成NW-SW向注水诱导裂缝,先存注水诱导裂缝存在小范围扩展延伸。开发后期受注水开发的不断深入,导致注水井周围不同方向开启天然裂缝,形成小规模注水诱导裂缝,进一步加剧了采油井裂缝性水淹。

鄂尔多斯盆地西南缘浅埋藏储层致密化成因

鄂尔多斯盆地西南缘镇原地区三叠系延长组8段细粒砂岩在较浅的埋藏条件下便发生了致密化。综合利用岩心分析、铸体薄片、扫描电镜与图像分析等技术,对其孔喉及成岩特征进行分析。结果表明:储层的成分及结构成熟度较低,孔隙结构以细孔—微细喉型为主,压实作用强烈,并且具有多期胶结与多期溶解的特征。以储层的“埋藏史-油气充注史-成岩演化序列-孔隙结构”为约束条件对储层的致密化定量表征发现,长8段在稳定的构造背景与辫状河三角洲环境的控制下,形成了细粒、富含塑性颗粒且高杂基含量的沉积,配合其后的快速埋深造成了强烈压实,其对储层致密化的贡献值为85%。成岩环境的多期变化造成了富集不同盐类的孔隙流体对储层的强烈胶结作用,对储层致密化贡献值为40.8%。早期绿泥石膜对颗粒的保护、稳定的构造背景及顶底板围岩处的硅质与钙质胶结层对孔隙流体活动的限制、过早的低渗和远离盆地生烃中心造成的缺乏酸性流体持续性注入等导致了溶蚀作用较弱,对储层致密化的抑制值仅为26.1%,且形成的次生孔喉易被后期胶结物充填。构造、沉积、成岩作用及其与油气充注在时空的耦合关系造成了长8段储层在浅埋藏条件下的致密化。

天环坳陷南北部盒8段地层水地化特征差异性分析

通过对鄂尔多斯盆地天环坳陷中二叠统下石盒子组盒8段地层水样品测试结果的统计分析,分别对区内南北部的地球化学特征进行研究,对比其差异性,分析天然气运聚和保存条件,为勘探部署提供支持。研究显示,天环坳陷中二叠统下石盒子组盒8段为偏酸性、氯化钙型地层水,区内矿化度、Cl^(-)含量和浓度都显示为北高南低,反映了北部铁克苏庙地区地层水封闭条件优于南部青石峁–李庄子区域,更有利于气藏的聚集和保存。南北部地层水地化特征参数与气藏形成条件有较好的对应性。北部地区为Ⅳ型、Ⅴ型原始地层水,地层水的钠氯系数低、脱硫系数低、钠钙系数低、变质系数高,具有油气伴生水的特征,地层封闭性较好,利于气藏的聚集和保存;而南部地区为Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型地层水,显示较差的封闭条件,地层水与外界有沟通,不利于气藏的运聚和保存。

多尺度河流相致密砂岩储集层表征及控制因素分析:以苏里格气田下石盒子组8段为例

以鄂尔多斯盆地苏里格气田苏6区块下石盒子组8段(盒8段)作为重点研究对象,通过野外地质剖面观察、岩石样品显微组分鉴定及定量、孔隙结构分类及定量表征,从砂体结构特征、砂岩类型、孔隙类型、微观孔隙结构特征等方面,多手段、多尺度全面剖析河流相砂岩,探讨河流相致密砂岩有效储集层的控制因素。结果表明:心滩(或边滩)粗砂岩与河道充填沉积细砂岩之间在岩性、物性、孔隙结构等方面存在明显差异。中粗砂岩孔隙类型以溶蚀孔隙为主,呈粗大的、连通成片的管状孔喉,有效孔喉主要为半径大的孔喉;细砂岩孔隙主要为黏土矿物晶间孔隙,在空间分布上主要为小球状或短管状,呈孤立状零散分布,有效孔喉大都集中在小孔喉部分。中粗粒岩屑石英砂岩为强硅质胶结、较强机械压实致密化模式,中粗粒岩屑砂岩为强机械压实致密化模式,细粒(长石)岩屑砂岩为强压实、较强硅质胶结致密化模式,砂岩致密化模式的差异,导致现今储集层中中粗砂岩的粗大孔喉和有效孔喉的比例、流体可动用能力、物性大小及相关程度明显高于细砂岩。

苏里格气田苏6井区下石盒子组盒8段沉积相特征

苏6井区是鄂尔多斯盆地苏里格气田主要产气区,主产层为中二叠统下石盒子组第8段,其沉积相类型及特征长期倍受众多研究机构和学者的争议。根据钻井、测井及岩芯分析化验资料,结合前人研究成果,认为苏6井区盒8段属河流沉积体系,其中盒8下段为辫状河,盒8上段为曲流河。在深入细致的微相分析基础上,分别建立了缓坡型辫状河与多河道低弯度曲流河两种沉积模式,认为最有利的储集砂体主要为高能水道心滩和边滩叠置砂体,其次为河床滞留砂体。上述沉积相类型划分和沉积模式的建立为包括苏6井区在内的整个苏里格气田储集相带预测、储层评价以及大规模开发奠定基础。

鄂尔多斯盆地南部上古生界低孔低渗砂岩储层成岩作用特征研究

对鄂尔多斯盆地南部山西组二段—下石盒子组八段储层砂岩的岩石学特征、孔隙类型与物性特征、胶结物种类及成岩作用特点的详细研究表明:山西组二段—下石盒子组八段砂岩的主要孔隙类型大部分是与胶结物和泥质杂基有关的微孔隙,也是造成研究区砂岩储层低孔低渗的内在原因之一。砂岩主要的成岩作用包括机械压实作用、胶结作用、溶蚀溶解作用。压实作用是成岩早期导致砂岩储层质量变差的主要原因之一;胶结作用包括硅质胶结、钙质胶结和粘土矿物胶结,硅质胶结对储层物性的贡献大于其他胶结类型,方解石是造成储层物性降低的主要胶结物;煤系地层埋藏后提供的酸性孔隙流体造成早期长石和方解石的溶蚀溶解,形成次生孔隙,对早期储层物性起到了一定的改善作用,但由于后期强烈的方解石胶结作用而消失殆尽。

鄂尔多斯盆地苏里格气田西部盒8段地层水地球化学特征及成因

通过对苏里格气田西部盒8段地层水性质及地球化学特征研究,推断地层水的成因,寻找天然气富集区,揭示气田油、气、水分布规律。苏里格气田西部39口井的地层水具有如下地球化学特征:①地层水阴、阳离子含量(r)高低差异悬殊,阴离子以Cl-占绝对优势,HCO-3和SO2-4含量很低,阳离子以Ca2+占优势,K++Na+含量也较高,Mg2+含量低;②地层水呈弱酸性,具中-高矿化度;③水型以氯化钙Ⅴ型水为主,局部有氯化钙Ⅳ型和Ⅲ型水;④地层水化学特征参数具有钠氯系数(r Na+/r Cl-)低、脱硫系数(2×100×r SO2-4/r Cl-)高、变质系数[1/2(r Cl--r Na+)/r Mg2+]高和镁钙系数(r Mg2+/r Ca2+)低的特征。研究结果表明:苏里格气田西部盒8段地层水具有油气伴生水特点,属于天然气充注时留下的残余地层水,形成于封闭、还原的水文地球化学环境。地层水分布受砂体和成藏条件控制,可能有3种成因类型:孤立砂体封闭地层水、弱动力生烃气水驱替不完全的残留水及大砂体低部位滞水。

鄂尔多斯盆地苏里格气田苏6区块二叠系下石盒子组8段砂岩储层致密成因模式

利用岩石薄片、扫描电镜、电子探针、能谱分析、包裹体测温及拉曼光谱分析等分析方法,对鄂尔多斯盆地苏里格气田苏6区块二叠系下石盒子组8段储层的致密化模式进行研究。结果表明,(1)储层的致密化过程主要为前期压实和Ⅰ期硅质胶结→Ⅱ期硅质胶结和绿泥石包膜→Ⅰ期溶蚀(天然气充注)→后期压实和Ⅲ期硅质胶结(储层致密化)→Ⅱ期溶蚀和Ⅳ期硅质胶结→绿泥石胶结和交代→碳酸盐胶结和交代。(2)储层的致密化模式有三种类型,中粗粒岩屑砂岩为强机械压实致密化模式,中粗粒岩屑石英砂岩为强硅质胶结、较强机械压实致密化模式,细粒(长石)岩屑砂岩为强压实、较强硅质胶结致密化模式。(3)机械压实作用和硅质胶结作用是储层致密化的主要原因;致密化后封闭条件下成岩流体的Ⅱ期溶蚀作用较弱,也是储层现今保持致密化的重要原因。(4)两类中粗粒砂岩在天然气主要充注时期之后达到致密,有机酸的注入导致溶蚀孔隙相对较发育,细粒(长石)岩屑砂岩在有机酸充注之前已经致密,溶蚀作用较弱。(5)储层致密化过程的差异,导致了中粗粒砂岩孔隙度、渗透率的大小以及渗透率—孔隙度的相关程度明显高于细粒砂岩。

鄂尔多斯盆地北部下石盒子组盒8物源分析及沉积特征

通过常规矿物成份分析、石英阴极发光、重矿物特征、古流向和砂体展布特征研究等方法,对鄂尔多斯盆地北部盒8气层组进行了物源分析。结果显示,盆地北部碎屑物质受到阴山古陆控制,太古界和元古界变质岩系为主要母岩类型,西北、北部和东北三个物源方向为研究区主要的物源方向。古物源与沉积体系具有良好的空间配置关系,典型相标志分析表明,盒8段研究区主要为近源陆相河流沉积体系,包括西部陡坡型砂砾质辫状河沉积、中部缓坡型砂质辫状河沉积以及东部的多河道低弯度曲流河沉积。高能水道心滩为研究区最有利的储集砂体,其次为边滩沉积。物源和沉积相特征的研究为储集相带预测,储层评价以及勘探部署奠定了基础。

鄂尔多斯盆地盒8段致密砂岩气储层微观特征及形成机理

鄂尔多斯盆地盒8段致密砂岩气是国内典型的致密气勘探领域,为了明确盒8段致密砂岩气储层微观特征及其形成机理,开展了相关研究。在钻井岩心观察的基础上,进行了铸体薄片、场发射扫描电镜、CT扫描及恒速压汞等多种实验,研究认为盒8段致密砂岩类型以石英砂岩、岩屑石英砂岩为主,总体特征表现为中—粗粒、分选中等,颗粒以棱角状、次棱角状为主,颗粒间以点、线接触为主,填隙物种类多样。储层储集空间类型主要包括残余粒间孔隙、溶蚀孔隙、微纳米孔隙及裂缝等,微纳米孔隙占储层孔隙90%以上;喉道类型包括缩颈型、弯曲片状及管束状等,孔喉特征总体表现为喉道细、连通性好—中等,平均喉道半径与渗透率的相关性最好。沉积作用和沉积组构控制了储层原始物性差异,辫状河心滩砂体和三角洲分流河道砂体物性比冲积扇扇中水道砂体物性好,后期经历的强压实作用是储层致密的主控因素,胶结作用加剧了对储层孔隙结构的破坏,而普遍、强烈的溶蚀作用在一定程度上改善了致密储层的储集性能。

鄂尔多斯盆地麻黄山西区块延8段成岩相特征及油气地质意义

通过岩心观察、薄片鉴定,采用扫描电镜等技术,结合测井录井资料,分析鄂尔多斯盆地麻黄山西区块中生界延安组延8段储层砂体成岩相特征及油气地质意义.结果表明:延8段砂体储层为致密低渗透砂岩储层,优质储层主要发育在三角洲平原分流河道微相中,识别4种成岩相,即强烈压实致密相、胶结致密相、弱压实弱胶结相及强烈溶蚀相,其中弱压实弱胶结相和强烈溶蚀相中发育优质储层;研究区南部刚性颗粒含量高、黏土环边发育的层段主要呈弱压实弱胶结特征,能够保留较高的孔隙度;受埋藏期成岩酸性水及表生期大气淡水溶蚀强烈层段发育大量的次生孔隙,同时早成岩期压实作用较弱的砂体能够保存更多的剩余原生孔,为后期酸性水及大气淡水溶蚀提供良好的地层水输导通道.

苏里格气田西南部致密砂岩气藏资源评价方法及评价参数的影响因素

对储层特征及其对资源评价影响的认识,是致密砂岩气藏资源评价、生产和高效开发的基础之一。通过测井分析、薄片观察、生烃条件和生产数据分析,研究苏里格气田西南部石盒子组8段和山西组1段储层特征、砂体展布、砂体厚度、砂体叠置模式,明确储层特征和适用的评价方法,探讨储层特征对资源评价参数的影响。研究表明:苏里格气田储层具有典型的低孔低渗、强非均质性特征,适用容积法进行资源评价;储层厚度和面积受控于砂体展布和叠置模式,一般砂体厚度大,展布面积广的分流河道和复合砂体的资源量较大,产气量较高;储层孔渗受控于碎屑组分和微观孔隙类型,并受后期成岩作用强烈改造,压实作用和胶结作用破坏孔隙,溶蚀作用有力地改善了孔隙;生烃强度在根本上控制了产水区和产气区的分布,而致密气富集的甜点区主要分布于有利储层的相对高孔渗部位。在致密砂岩气资源评价中,沉积作用控制了砂体展布和叠置模式,塑造了不同类型的复合砂体,决定了储层面积、厚度,进而控制了油气赋存规模和产能。成岩作用改变储层储集和渗滤性能,主要以微观形式来对整个油气开采区的油气储量带来影响。

苏里格气田苏6区块盒8段古河道砂体演化规律

苏6区块盒8段是鄂尔多斯盆地苏里格气田主力产气层,但其沉积特征和砂体演化规律有待明确。分析岩性、沉积构造和旋回特征等沉积相标志,认为研究区目的层为河流相沉积,盒8下亚段为辫状河沉积,发育心滩、辫状河道、河漫滩和溢岸微相;盒8上亚段为曲流河沉积,发育边滩、废弃河道、河漫滩和溢岸微相。根据自然伽马测井曲线的多期正旋回特征和切割程度差异,将研究区目的层的正旋回叠置类型细分为加积叠加-强切割式、加积叠加-中切割式、退积叠加-中切割式和退积叠加-弱切割式4类,据此正旋回特征的差异,利用旋回和分级控制的对比方法,自下而上将盒8下亚段细分为2套小层6个单层,将盒8上亚段细分为2套小层4个单层。在此基础上,通过对单期河道的识别和河道构型要素的提取,将研究区河道砂体演化过程分为10期4个阶段,其中1—3期为砾石质辫状河演化阶段,4—6期为砂质辫状河演化阶段,7—8期为砾石质曲流河演化阶段,9—10期为砂质曲流河演化阶段。

基于砂地比的复合河道沉积期次空间解析方法——以鄂尔多斯盆地苏里格气田ST密井网试验区盒8下（2）为例

在对鄂尔多斯盆地苏里格气田储层精细描述研究过程中,经常遇到井间砂体尖灭位置无法判定的情况,这对砂体规模定量表征带来很大困难。为此,在精细综合地质研究基础上,形成了一套快速、定量确定单期河道边界尖灭位置的方法,利用砂地比确定不同期数河道叠置范围,并在此平面约束下,分析剖面位置多期河道组合情况,进而刻画复合河道在三维空间的展布特征。以苏里格气田ST区块密井网试验区二叠系中统下石盒子组盒8^下(2)小层为应用实例,结果表明:①小层细分为n个基本等厚的单层,i期叠置区域砂地比范围为(i-1)/n^i/n;②河道下切侵蚀、河道边缘砂体厚度变薄,可能造成局部解释叠置区域偏差,应对该区域进行适当调整,但不影响方法的整体适用性。该方法能够快速确定各单层河道空间展布范围,为储层定量表征和有利区预测提供技术支撑。

鄂尔多斯盆地二叠系盒8段物源特征分析

鄂尔多斯盆地二叠系下石盒子组新天然气区带的相继发现,使得全盆地基础上的母岩特征及物源进行分析显得尤为重要。应用数理统计的方法,对古水流方向、轻重矿物组成、分布特征等数据进行统计分析,并与周缘基岩矿物组成对比,探讨盆地盒8段的物源问题。研究认为,鄂尔多斯盆地盒8段沉积物主要由北、南部2大物源区供给,以吴旗-子长一带为中心区域属于汇水区;北部物源根据其矿物组成及古流水方向可细分为北北东、北北西及北3个方向,物源范围较大,延伸至定边-子长一带;南部物源矿物主要重矿物成分基本相同,根据其微量矿物含量可将其分为南南东、南南西及南3个方向,其影响范围仅局限于吴旗-延安以南;盆地中部定边-延安一带受多个物源影响,形成汇水盆地。

鄂尔多斯盆地姬塬地区长8油层组物源分析

位于鄂尔多斯盆地的姬塬地区上三叠统延长组长8油层组,具有四周均发育三角洲沉积和多物源供给的岩相古地理特征。应用储集砂岩薄片鉴定和骨架碎屑组分、重矿物类型及其组合类型的分析结果,结合沉积构造、古生物及砂岩分布三次趋势面分析等技术方法,对姬塬地区长8油层组物源特征进行了综合分析,并认为:①长8油层组沉积期该区物源来自东北、西北及西南3个方向,以西北和东北为主物源方向,不同物源方向的砂体于研究区中部的半深湖区发生汇集;②不同方向物源区的母岩性质有差别,西北方向的物源区母岩为火山岩、浅—中级变质岩组合,东北方向主要为火山岩-低级变质岩组合,西南方向主要为变质岩-沉积岩组合;③长8油层组砂体和岩性油藏的展布都具有同物源方向延伸的特点。上述研究成果为姬塬地区长8油层组砂体和岩性油藏预测提供了地质依据。

鄂尔多斯盆地麻黄山地区宁东3井区延8段储层特征研究

本文针对鄂尔多斯盆地麻黄山地区宁东3井区的勘探开发前景,为寻找有利储层,从130个岩石薄片的分析鉴定入手,对侏罗系延安组延8段的沉积特征、岩石学特征、储层物性特征及储集空间类型进行研究,认为井区为一套三角洲平原水下分流河道沉积,岩性以岩屑长石砂岩夹长石石英砂岩为主,并偶夹有长石岩屑砂岩及长石砂岩。孔隙类型以粒间孔隙为主,但常被高岭石集合体充填。孔隙度平均值约14.12%,渗透率平均值约80×1-0 3μm2。通过对沉积微相、成岩相与储层之间关系的分析,认为它们对储层发育还是有利的。

平凉北延长组长8段油层地质工程一体化评价

平凉北处于天环坳陷与西缘冲断带两大构造单元结合部,其地层、构造、烃源岩、成藏控制因素等较盆地内部更加复杂。主力目的层延长组长8段储集层总体具有厚度大、物性较好的特点。由于勘探早期对油层的认识不够充分,改造工艺的选择和规模难以准确把握,导致油层经改造后,或单井产液量较低,或单井油产量较低而水产量较高,制约了勘探成效。按照地质工程一体化思路,通过开展长8段油藏的构造解剖、饱和烃色谱分析、试油及投产数据分析,综合油层结构、含油水饱和度、油层物性、地面原油物性等分析,并考虑试油方案和工艺的合理性,对油层进行综合评价分类。结果表明生储圈配置和油气在系列古构造圈闭内的差异聚集控制了油、水的原生空间分布,自晚侏罗世末成藏开始经历了多次构造反转,导致油气调整、再聚集和油气显示普遍,引起局部生物降解并使流体性质进一步复杂化。油藏受古今构造共同控制,古构造控制油藏大致范围,今构造严格限定了油藏的发育部位。延长组长8段油层可分为2大类5小类。地质工程一体化有助于实现复杂油水层的准确判识和油层的精细评价,弥补常规测录井手段难以精细评价油层的不足,从而为差异化油层改造方案的制定提供了依据,提高了油层改造方案的针对性。

环池油田侏罗系延8油层组储层特征

环池油田构造上处于鄂尔多斯盆地西缘冲断带中段,储层为侏罗系延安组河道砂岩,岩石类型以岩屑石英砂岩为主,孔隙类型主要为原生孔隙和次生孔隙,孔隙度12％～16％,平均为12．6％,渗透率(0．5～50．0)×10-3μm2,平均11．19×10-3μm2。孔隙半径5．00-34．91μm,平均32．30μm;平均喉道半径为1．19μm。按性质将储层划分为四种类型,Ⅰ、Ⅱ类为较好储层,是油田主要产层,Ⅲ类为差储层,Ⅳ类为非渗透层;综合评价为低孔低渗中孔隙细喉型储层。

苏西盒8段低阻气层识别方法

苏里格气田是发育于上古生界碎屑岩系中的大型砂岩岩性圈闭气田,气层由多个单砂体横向复合叠置而成,基本属于低孔、低渗、低产、低丰度的大型气藏,开发难度较大。该气田盒8段存在大量低阻气层,本次研究应用定性识别法(测井参数交会图法、正态分布法和声波差值法)和定量识别法(多元统计法)进行了气水层识别。由于定性识别法的解释结果的准确与否很大程度上取决于分析人员的专业知识、工作经验和地质情况的复杂程度,所以准确性较差。将多元统计法引入测井综合解释中,判别正确率达到91.3%,识别精度得到显著提高。