复杂构造区全层系地质力学建模及其地质与工程应用

受区域挤压、岩性和构造形态等多种因素的综合影响,复杂构造区具有地应力非均质性和各向异性强、现今地应力场在空间变化大的特征,严重制约了该类地区油气勘探开发进展。为解决复杂构造区地质力学建模难度大、精度低,且现有三维地应力建模方法在复杂构造连片建模中的不准确问题,以库车坳陷博孜大北地区为例,提出了复杂构造区地质体全层系逆向有限元地质力学建模方法,通过对部分起伏较大、跨度大的长条连体背斜迭代扫描,准确建立断层与岩体复杂交切关系,实现了复杂构造区地应力网格建模和误差追溯。明确了博孜大北地区现今地应力分布特征,揭示了博孜大北地区深层储层地应力强非均质性和强各向异性的主控因素,进而通过逆向有限元建模方法明确了钻井过程中产生应力扰动范围。研究结果表明:(1)逆向有限元地质力学建模法是复杂构造区全层系地质力学建模的有效方法,建模结果与实际的勘探开发生产需要吻合度高;(2)明确了盐上岩石力学层结构和浅部高陡地层产状是影响博孜大北地区储层地应力强非均质性和各向异性的关键;(3)逆向有限元地质力学建模法是明确钻井过程中应力扰动范围的有效方法,是保障油气高效勘探开发的重要手段。

基于随机森林算法的深层低对比度气藏流体识别

为了解决塔里木盆地博孜井区巴什基奇克组深层气藏低对比度成因机理不明确、流体识别效果差等问题,基于铸体薄片、高压压汞以及核磁共振等分析化验资料,深入剖析低对比度成因机理;结合测井资料及生产动态资料,选取孔隙度、电阻率、体积模量、流体压缩系数、流体指数、等效流体体积模量与流体体积模量,应用随机森林算法进行流体识别。研究结果表明,塔里木盆地博孜井区巴什基奇克组深层气藏低对比度成因机理具有区域性差异,南井区低对比度是地层水矿化度、孔隙度及孔隙结构共同作用的结果,碳酸盐胶结物发育程度是北井区气藏低对比度成因的主控因素;基于随机森林算法的低对比度气藏流体识别模型的预测集精确率平均值为89.25%,该预测模型削弱了单一流体识别因子所引起的多解性,为气田的高效开发提供可靠依据。

库车坳陷博孜井区巴什基奇克组暗色纹层及测井响应

塔里木盆地库车坳陷博孜井区巴什基奇克组岩心中发育大量的暗色纹层。综合应用岩心、薄片、重矿物、成像测井等资料,对Bz102井暗色纹层的发育特征及对储集层的影响进行研究,建立了暗色纹层的高分辨率FMI测井识别模板。研究表明,暗色纹层主要由博孜井区近物源而形成的磁铁矿富集层组成,暗色纹层的存在降低了储集层的孔隙度和渗透率;在Bz102井中共识别出169个暗色纹层发育段,测试射孔井段的75%均位于纹层密集发育段,是Bz102井低产的重要因素。

超深层致密砂岩构造裂缝发育特征及控制因素——以塔里木盆地库车坳陷博孜—大北地区下白垩统储集层为例

塔里木盆地库车坳陷博孜—大北地区下白垩统巴什基奇克组和巴西改组砂岩优质储层发育,已于埋深8200 m内获高产工业气流,目的层经历多期构造运动,多成因裂缝发育为储集层提供有效的储集和渗流空间。综合利用钻井岩心、野外剖面调查、成像测井及实验测试分析,对博孜—大北地区下白垩统致密砂岩储层裂缝进行表征刻画,明确了多成因、多期次裂缝发育特征和控制因素,提出了应力控制下的有效裂缝发育模式。结果表明:博孜—大北地区处于强挤压应力环境,变形相对平缓,以区域构造裂缝和断层共派生裂缝为主,局部构造变形相关裂缝发育程度较弱;基于薄片、岩心、裂缝切割关系、流体期次判定技术、阴极发光测试及热埋藏史等多属性资料综合判定技术,确定储集层裂缝经历了3期主要的构造运动。区域构造裂缝发育主要受到地层岩性、地层厚度控制;断层共派生裂缝则主要受距断裂距离以及断裂上下盘位置的影响。博孜—大北地区后期水平最大主应力方向转变会使早期裂缝在不同条件下开启或闭合,进而影响裂缝的开启程度和有效性:当水平最大主应力发生偏转并与早期裂缝以更小角度相交甚至叠合时,偏转方向相关组系裂缝有效性更好,整体协调性发育,其高产储集层的裂缝系统分布特征是多期活动的优势配置结果。

库车坳陷博孜-大北地区下白垩统深层-超深层储层特征及成因机制

博孜-大北地区是库车坳陷重要的天然气勘探领域之一,含气层系下白垩统为深层-超深层致密砂岩,在7000 m以深仍发育有效储层且获得高产工业气流,明确这类储层的特征及成因机制,对优质储层分布预测、开发井位部署以及天然气的高效开发具有重要意义.利用岩心、测井资料和铸体薄片、阴极发光、扫描电镜等实验分析结果,对博孜-大北地区下白垩统储层进行了表征,分析了储层物性的控制因素,认为储层物性平面差异成因在于胶结作用和侧向“压实”作用强度差异.研究结果表明:博孜-大北地区下白垩统为扇三角洲-辫状河三角洲沉积体系下形成的裂缝型致密砂岩储层,成像测井解释的裂缝密度平均为0.56条/m,微观裂缝开度为20~50μm.沉积相主控储层物性,经验公式恢复的砂岩原始孔隙度平均为38.5%;压实作用(包括垂向压实和侧向“压实”)和胶结作用是主要的减孔效应,总压实减孔量为20.9%~30.3%,平均为25.8%,其中侧向“压实”作用同时也是产生构造裂缝的主要动力来源;溶蚀作用是主要的增孔效应,增孔量平均为4.0%;低密度(2.13 g/cm^(3))、强塑性和高热导率(平均为4.7 W/(m·K))使上覆膏盐层对储层起到有效的保护作用;异常流体压力(压力系数1.6~1.8)使储层经受的有效应力降低,有效保持储层物性.下白垩统储层经历了早期浅埋、缓慢深埋、快速深埋和急剧深埋4个阶段,在急剧深埋阶段早期(11~10 Ma)达到致密化,早于天然气的大规模充注期(3 Ma~),为“先致密后成藏”.