涠西南凹陷涠洲油田涠三段储层特征及影响因素

南海北部湾盆地涠西南凹陷涠洲油田古近系涠洲组是石油勘探的重要领域。为了落实涠洲组涠三段优质储层特征及影响因素,以涠洲油田基础资料较全的钻井为研究对象,通过岩心观察、薄片鉴定、压汞、扫描电镜等研究,对涠洲组涠三段储层进行综合分析。结果表明:涠洲油田涠三段储集层岩性以长石岩屑砂岩为主;物性以中-高孔、中渗为主;储集空间类型以粒间孔、粒间溶孔、粒内溶孔为主;涠三段以辫状河三角洲沉积为主,沉积相控制了储层分布及砂体发育,水进域背景下的辫状河三角洲特征决定了涠三段具有不稳定富砂特征;涠三段处于压实作用较弱的酸性溶蚀成岩环境,次生孔隙较为发育,石英次生加大则增强了颗粒抗压实能力。该研究成果对确定储层影响因素具有指导意义。

涠西南凹陷流沙港组页岩油赋存特征及可动性评价

北部湾盆地涠西南凹陷页岩油资源丰富,主要发育基质型、纹层型、夹层型和互层型4种类型。但不同类型页岩油赋存特征和可动性尚不明确,制约了勘探开发进程。基于荧光薄片、激光共聚焦和多温阶热解等实验技术,深入剖析了涠西南凹陷流沙港组二段下层序—流沙港组三段上层序不同类型页岩油微观赋存状态,定量表征了其可动油质量分数和可动油占比,并在此基础上明确了页岩油可动性的主控因素。结果表明:1)页岩油主要有吸附态和游离态2种赋存形式,其中吸附油可动性差,主要富集于有机质残体内;游离油可动性好,主要富集于粒间孔和微裂缝。2)互层型页岩油可动性最好,纹层型次之,基质型和夹层型中等。3)页岩油可动性与有机质成熟度、有机质丰度、储层物性及矿物组成等因素密切相关。在生油窗内,油页岩成熟度越高,可动性越好;当TOC小于4%时,随着TOC增大,可动油质量分数增大,当TOC大于4%时,最大可动油质量分数趋于稳定;泥页岩中薄夹层砂岩甜点越发育,可动油越富集。

涠西南流沙港组页岩储层地质特征及可压性评价

涠西南凹陷流沙港组页岩油资源丰富,但该储层地质条件复杂,储层可压性评价难度较大,亟需开展相关研究。综合岩心物性分析、核磁共振、扫描电镜、岩石热解、X射线衍射和力学实验等资料,分析了流沙港组页岩油储层地质特征,采用耦合脆性指数、水平应力差异系数和裂隙密度的可压性评价模型对不同类型油页岩进行可压性评价。研究表明,流沙港组页岩孔隙度主要集中在1%~5%,渗透率多小于0.1×10^(-3)μm^(2),储层表现为低孔低渗特征。孔径以微孔、介孔为主,主要集中在0.001~0.05μm,页岩储集空间类型包括晶间孔、有机质孔、粒间孔和微裂隙4种孔隙类型。流二段泥页岩、油页岩的有机质类型分别为Ⅱ_(1)-Ⅱ_(2)型、Ⅰ-Ⅱ_(1)型,普遍处于成熟阶段。储层岩石主要由长英质矿物组成,平均黏土矿物含量为33.24%。夹层型和互层型油页岩脆性较基质型和纹层型油页岩好,岩石储层各向异性较强。可压性评价结果显示:基质型和纹层型油页岩可压性指数较低,页岩油动用难度大;夹层型油页岩可压性指数为51.16%,具有一定的压裂改造潜力;互层型油页岩可压性指数最高,达到了57.03%,建议优先进行储层压裂改造。本研究对深入理解流沙港组页岩油储层地质特征和后期压裂施工具有重要意义。

高精度层序格架与源-汇系统约束下的沉积体系分析方法:以涠西南凹陷始新统流一段为例

北部湾盆地涠西南凹陷的勘探方向已经从构造圈闭转移到岩性圈闭上,寻找岩性油气藏的核心问题就是明确砂体的展布。以涠西南凹陷流沙港组一段为研究对象,综合利用碎屑锆石U-Pb年龄、测井、录井、岩心及地震等资料,对研究区目的层进行了高精度层序划分和沉积体系时空展布研究,明确了涠西南凹陷流沙港组一段沉积相类型及分布规律。研究表明,目的层流沙港组一段可以划分为1个三级层序、3个体系域以及8个准层序组。通过对研究区源-汇体系与沉积相分析,表明涠西南凹陷的沉积物主要来自西北部万山物源、东部企西物源、东南部涠西南物源以及西南部物源。涠西南凹陷流沙港组一段主要发育三角洲、湖泊和湖底扇等3种沉积相类型。低位期主要发育中深湖和湖底扇沉积,发育浊积水道、天然堤和席状朵体等沉积微相;湖扩期主要以深湖泥沉积微相为主;高位期则主要发育三角洲前缘沉积,其中水下分流河道、水下分流河道间较为发育,河口坝、席状砂等沉积微相发育较少。B洼主要发育西部三角洲进积滑塌型、南部近源断坡带型和东部远源缓坡型等3种类型湖底扇,其中,南部物源体系规模大、成藏条件好,是下一步勘探最具潜力的目标。

涠西南凹陷流2段油页岩储层测井分类评价标准

为进一步明确涠西南凹陷流2段油页岩的勘探开发潜力,在大量调研的基础上,结合岩心实验分析、测井解释等数据开展储层测井分类评价标准研究。研究认为,涠西南凹陷流2段油页岩在生油能力、储集性能、可压性等方面与松辽盆地古龙青1段油页岩具有极大的相似性。据此结论,构建了流2段油页岩储层分类评价标准,并按照此标准对WY-1井I类储层作出综合解释。

涠西南凹陷流二段油页岩与泥岩形成环境及生烃特征差异性

始新统流沙港组二段(流二段)油页岩和泥岩是涠西南凹陷古近系的主力烃源岩,二者形成环境和生烃特征差异研究对北部湾盆地新区优质烃源岩预测和凹陷评价意义重大。本文根据有机地球化学、元素地球化学及有机岩石学的原理和方法,基于烃源岩地球化学特征综合分析和实验室模拟研究,对比了两类烃源岩形成环境和生烃特征的差异。结果表明,涠西南凹陷流二段油页岩有机质丰度高、类型好,为很好烃源岩;泥岩有机质丰度较低、类型较差,为好烃源岩。油页岩与泥岩地球化学特征及有机质富集程度的差异是由母岩性质、生源构成、古生产力和有机质保存条件等因素共同作用的结果。油页岩沉积时期湖盆古生产力高、藻类勃发,主要形成于还原环境,有利于有机质的保存;泥岩沉积时期弱还原的水体环境、较快的沉积速率和陆源物质的大量输入不利于有机质的保存。有机质类型和生源构成的差别造成两类烃源岩生烃动力学特征和生烃演化模式存在较大差异,其中油页岩活化能分布相对集中,而泥岩活化能分布相对分散;油页岩的生油高峰早于泥岩,且生油高峰期油页岩的生油率明显高于泥岩。

北部湾盆地涠西南凹陷涠洲组断裂—岩性复合圈闭发育模式与勘探实践

为了解决北部湾盆地涠西南凹陷勘探目标搜索和油田可持续开发难度大的问题,对该区二号断裂带渐新统涠洲组三段构造圈闭发育层段开展了断裂—岩性复合圈闭研究。通过对控洼断裂演化与涠三段沉积特征关系的研究,发现涠三段沉积期二号断裂带活动性较弱,凹陷长轴方向辫状河三角洲水下分流河道向洼中持续推进;涠二段、涠一段沉积期区域构造活动强烈,产生一系列雁列式断裂,辫状河三角洲前缘形成的相对孤立的水下分流河道与呈雁列式断裂形成角度交错相互切割,从而形成了NE—SW向靠断层封堵、NW—SE向靠砂体尖灭的特色河道型构造—岩性圈闭群。研究表明:(1)涠三段发育“二号断裂带洼中断隆背景、低频摆动水道、雁列张扭断裂”三因素耦合的断裂—岩性型圈闭模式,辫状河三角洲水下分流河道主流线与二号断裂带的交会区是构造—岩性圈闭有利发育区带;(2)近物源交会区主要发育复合型构造—岩性圈闭,远物源交会区主要发育孤立型构造—岩性圈闭,建立了凹陷轴向河道控砂,断裂、砂体复合控藏的成藏模式。断裂—岩性型圈闭模式和成藏模式应用效果好,搜索了一批NE—SW向靠断层封堵、NW—SE向靠砂体尖灭的有利断裂—岩性复合圈闭群,并在涠B-E构造得到很好的应用,WB-E 1井钻遇油层近100 m,后续多口井钻探成功,新增油气探明地质储量超千万立方米,证实二号断裂带涠三段断裂—岩性复合圈闭是重要的勘探领域。

北部湾盆地涠西南凹陷咸水层CO_(2)地质封存储盖优选及潜力评估

CO_(2)地质封存被认为是实现碳中和目标的兜底技术,近海沉积盆地远离人类活动区,在实施CO_(2)地质封存方面相比于陆上沉积盆地更具优势。为查明广东省近海北部湾盆地涠西南凹陷咸水层CO_(2)封存潜力,基于盖层埋深、单层泥岩最大厚度、泥地比、断层密度和储层孔隙度、地层厚度、砂地比、渗透率等8个指标,构建了盆地二级构造单元的储盖评价体系,结合各地层岩心物性资料和三维地质模型,对涠西南凹陷储盖进行优选,并以US-DOE法对有效封存潜力进行了评估。研究结果表明,涠西南凹陷在海底以下800~3000 m内,有2套适宜CO_(2)封存的储盖组合。储盖组合1:新近系角尾组一段浅海相泥岩盖层−角尾组二段、下洋组滨浅海相砂岩储层,有效封存容量为7.49亿t;储盖组合2:古近系涠洲组二段中深湖泥岩盖层−涠洲组三段砂岩储层,有效封存容量为3.74亿t。在涠西南凹陷中优选出2套适宜咸水层封存CO_(2)的储盖组合,有效封存容量为11.23亿t,按照广东省粤西地区CO_(2)年排放量为7000万t进行评估,能够满足该地区超16 a的CO_(2)减排需求。

涠西南凹陷南部斜坡带油气运移地球化学与成藏特征

涠西南凹陷南部斜坡带是重要的油气聚集区,在角尾组、涠洲组、流沙港组和石炭系地层中均发现了油气显示。通过原油地球化学特征分析,本区原油主要为凹陷中央流沙港组二段下部烃源岩生成的成熟原油,原油以轻质油为主,为咸水湖相环境形成原油。油源精细对比揭示,涠西南凹陷流沙港组二段、三段、角尾组和石炭系地层均属于同一类原油,通过全烃谱图中正构烷烃分布特征建立适合本区的运移分馏指数FI=(nC8~nC12)/(nC25~nC32),并结合饱和烃、芳烃比值和油气运移分馏指数关系分析,WB到WC流沙港组二段和流沙港组三段原油样品均呈现出运移分馏指数增加,饱芳比增加的趋势,指示WB构造流沙港组二段和流沙港组三段原油为侧向运移至WC构造。同时通过WA构造含氮化合物含量与深度关系分析,揭示浅部含氮化合物屏蔽型异构体相对富集,暴露型异构体相对减少,指示垂向上具有明显的沿断裂带从深部向浅部运移的特征。综合考虑本地区输导体系的空间叠置关系,认为南部斜坡带是洼陷中央烃源生成油气经由断层、砂体等输导体系运聚到浅部和斜坡带成藏,此次研究对本区带下步油气勘探具有重要意义。

基于双相介质理论流体识别技术研究与实践——以涠西南凹陷涠洲组油藏为例

涠西南凹陷主力含油层系为涠洲组。长期以来,针对涠洲组流体识别准确度仅约25%,流体识别低准确度的问题制约了油田滚动勘探成效。为解决涠洲组流体识别难题,本研究基于双相介质理论(BIOT理论),并结合涠洲组油藏含油饱和度变化规律及已钻井油藏流体饱和度参数,开展了不同饱和度下油层、水层地震振幅随频率变化的响应特征研究。研究结果表明,随着含油饱和度增加,分频地震振幅大小及振幅随频率变化的梯度呈现明显增大趋势,并基于此建立了双相介质理论油水识别技术。利用该技术对涠洲组多个目标进行流体识别,并根据流体识别结果对钻井靶点选取、井位侧钻提供有效指导。勘探实践证明,采用双相介质理论油水识别技术可将流体识别准确度提高至65%,极大地提高了勘探成效。本次研究成果不仅丰富了流体识别技术手段,还在勘探部署方面具有重要的指导意义。

北部湾盆地涠西南凹陷WH油田沉积相研究及甜点预测

WH油田主要含油层段为流沙港组流一段,储层厚度和岩性变化快,砂体分布及连通性复杂。为厘清流一段储层分布和甜点区域,提高油田开发效益。通过测井、岩心分析和地震资料分析认为,流一段储层为缓坡陡倾型扇三角洲前缘亚相沉积,识别出水下分流河道、河口坝、席状砂、前缘滑塌、水下碎屑流、分流间湾6种沉积微相。通过物源分析、单井与连井微相、砂体追踪和储层反演预测,厘清了井间砂体连通性,精细刻画了储层展布特征,并建立了油田沉积模式和沉积演化规律。纵向上,流一段早期为扇三角洲平原和三角洲前缘亚相,逐渐演化为滨浅湖亚相;晚期演化为席状砂为主的扇三角洲前缘—前扇三角洲亚相。平面上,在5井区发育扇三角洲平原亚相沉积;3井区与6井区发育前缘水下分流河道沉积;2井区为前缘远砂坝—席状砂和前三角洲泥沉积;提出无井控的中部砂体为甜点区域。

四温阶密闭热解录井技术在涠西南凹陷页岩油可动性评价中的应用

传统地化热解技术在分析过程中存在烃类轻组分易散失的问题,这导致地化热解参数S0参数失真。轻质烃类散失过程受多种因素影响,目前的热解校正恢复方法仍无法准确恢复样品实际的烃类含量,制约了传统地化热解技术对页岩油可动性的准确评价与应用。针对上述问题,提出应用四温阶密闭热解录井技术评价涠西南凹陷页岩油可动性的方法,将该方法获得的Sg与S01值之和定义为四温阶密闭热解的S0,是现场岩石热解S0的35.7倍,由此实现了全组分烃类的梯度分析。基于四温阶密闭热解和现场热解TOC得到的涠洲X构造WYX 1井取心段含油饱和度指数OSI平均为258 mg/g,气态烃指数平均为0.085,轻重比平均为0.35,指示研究区页岩油可动性好,具备开采潜力。四温阶密闭热解录井技术可有效避免轻质烃类散失,实现了气态烃和游离烃含量的精确测定,还原了页岩的真实含烃情况,为海上页岩油可动性评价提供了可靠的方法。

涠西南凹陷A区块流一段下层序湖底扇沉积微相及优势储层

涠西南凹陷流一段湖底扇沉积砂体已成为目前重要的勘探开发目标之一,但是湖底扇砂体岩性和微相类型在平面上变化快,纵向上也存在多期砂体叠置特征,刻画优势储层展布是目前开发的难点之一。以重力流沉积理论为指导,结合区域构造特征及古地貌分析,通过岩心观察、粒度分析、测井和三维地震等资料,对涠西南凹陷流一段下层序湖底扇沉积微相特征进行了分析,在研究区识别出6种沉积微相,不同沉积微相在岩性、岩心、测井和地震相上均表现出不同特征,由此建立了本区沉积微相识别图版。通过岩石物理分析,泊松阻抗属性在区分储层和非储层方面优于横波阻抗和纵波阻抗属性,同时对多种地震属性进行优选,认为均方根振幅属性能很好地反映优势储层,由此精细刻画出目标区优势储层展布范围,研究成果指导了开发井位部署,并在后续开发井实施中得到了验证。

基于相关系数法的涠西南凹陷潜山地层提速技术

北部湾盆地涠西南凹陷深部潜山地层高强度灰岩对钻井参数敏感性高、机械钻速慢,制约了深部潜山油气田的经济勘探开发。由于钻井参数数据量大、种类多,需要综合分析潜山地层难钻原因,设计提速方案。为此基于现场大数据,采用相关系数法,分析影响潜山地层难钻的主控因素,推荐合理钻井参数,并结合钻头优化设计和提速工具选用形成针对性的提速方案。该提速技术在潜山层位应用后相比于邻井机械钻速提高41%,取得了良好效果。

涠西南凹陷陡坡带流三段扇体展布特征及有利勘探方向

涠西南凹陷陡坡带流三段近年获重大油气发现,但其沉积演化规律及砂体展布特征尚未系统研究,制约了下步勘探进程。在新钻井基础上,利用新处理的三维地震资料,综合录测井、岩心及化验分析等资料,对陡坡带边界断裂一号断裂进行精细刻画,着重对陡坡带流三段扇三角洲沉积体系开展细致分析。结果表明:①流三段沉积时期陡坡带发育大型粗粒扇三角洲沉积体系,具有“近源快速堆积、沉积响应速度快、沉积厚度大”的特点;②一号断裂于流三段初期处于分段生长阶段,扇三角洲主要呈多个朵叶体沿坡折带“斜列入湖”;③斜向扇三角洲近物源端发育相对限制性主水道,形成的近源扇三角洲侧向尖灭+上倾物性侧封型岩性油藏是下步重点勘探方向。研究成果从根本上拓展了陡坡带的勘探思路,对涠西南凹陷的下步勘探具有重要指导意义。

涠西南斜阳构造脊源-势-相-导-盖耦合控藏作用研究及应用

针对涠西南凹陷斜阳构造脊涠洲组油气成藏主控因素不明、成藏特征缺乏系统研究等问题,综合考虑油气机制和输导层控油机制,明确其油藏分布主要受沉积相、沟源断层分布、流体势与盖层等影响,探讨建立“源-势-相-导-盖”五元耦合控藏模式,明确该区“近源-低势-优相-高导-厚盖”的优势油藏富集特征,结合地质-地震综合解释技术,落实了斜阳构造脊油气藏发育的有利区域及目标,为该区下步勘探指明了方向。

涠西南地区岩石特性及钻井液技术研究

北部湾盆地涠西南油田群是南海西部重要的原油产区,同时油田群紧邻众多国家级自然保护区,属于环境敏感区域。针对北部湾盆地涠西南地区环保要求,以及涠洲组和流沙港组钻井过程经常出现井壁失稳导致的憋卡、起下钻阻卡等问题,开展了涠西南地区地层泥页岩特性及环保钻井液技术研究。通过地层岩石黏土矿物分析、孔喉结构分析以及理化性能评价,明确了涠西南地区泥页岩井壁失稳的机理;提出以类油基的水溶性复合基基液为核心,构建了一套具有油基钻井液工程特性和水基钻井液环保特性的新型环保防塌钻井液技术,并进行了相关的现场应用。现场应用显示:应用井与邻井相比,12-1/4″井段阻卡划眼时间减少,井径扩大率大幅度降低,并且在128 h的长时间浸泡过程中没有复杂情况产生,有效地解决了涠洲组、流沙港组易失稳地层的井壁稳定问题;同时,钻井液环保性能达到一级海域环保要求,可以替代目前应用的油基钻井液体系,解决了海上使用油基钻井液存在配制成本高、含油钻屑需全回收及环境危害隐患大等技术难题。该研究对于涠西南油田环保、井壁失稳和钻井液技术发展具有较高的理论价值和借鉴意义。

北部湾盆地涠西南凹陷始新统流一段湖底扇发育特征及成藏模式

根据三维地震、录井、测井、岩心观察等资料,对北部湾盆地涠西南凹陷始新统流沙港组一段湖底扇沉积特征和主控因素进行了研究,并对该区岩性圈闭发育模式及油气成藏模式进行了刻画。研究结果表明:(1)涠西南凹陷A洼在流一段低位域和湖侵域发育湖底扇沉积体,其中,低位域湖底扇发育于一号断层附近,地震上表现为连续强反射特征;湖侵域湖底扇分布于洼中,地震上具有明显的丘状反射特征。(2)受物源供给和古地貌两大因素的控制,A洼流一段发育2期湖底扇沉积。低位域短轴方向物源供给少,一号断层下降盘为洼陷的堆积中心,发育小规模直接入湖的近岸水下扇体,并形成向物源区方向上倾尖灭的岩性圈闭;湖侵域物源供给逐渐增大,一号断层活动性减弱,A洼堆积中心逐渐迁移至洼中,扇三角洲前缘松散沉积物发生二次搬运,在洼中形成湖底扇,并形成向南斜坡翘倾尖灭的岩性圈闭和被二号断层遮挡形成的构造-岩性复合圈闭。(3)垂向运移条件是研究区岩性油藏成藏的关键要素,A洼烃源层上部发育受早期断层和晚期构造差异沉降两方面因素控制的微裂缝,为油气突破泥岩盖层垂向运移至“源上”岩性圈闭内并聚集成藏提供了良好的运移通道。该区具有“超压驱动、微裂缝运移、低势区汇聚”的成藏模式。

北部湾盆地涠西南凹陷流沙港组二段下亚段页岩油储层非均质性特征

北部湾盆地涠西南凹陷是中国南海海域重要的常规和非常规油气勘探开发区域,2022年7月WY-1井页岩油压裂测试成功并获得商业油气流,标志着中国海上页岩油勘探取得重大突破。基于岩心、薄片、矿物组成、有机地化、扫描电镜、基质孔渗和精细测井分析,开展了涠西南凹陷WY-1井的页岩油储层非均质性特征研究。结果表明:WY-1井流沙港组二段下亚段(流二下亚段)可识别出富硅黏土质泥岩相、混合质泥岩相、富黏土硅质粉砂岩相和(混合)硅质砂岩相4类岩相。对该4类岩相的物性、孔喉特征、可动性和脆性进行分析发现,储集空间以粒间孔为主,(混合)硅质砂岩相孔渗值最高、可压性最好、可动性最高,为有利岩相,富黏土硅质粉砂岩相次之,混合质泥岩相与富硅黏土质泥岩相较差,但混合质泥岩相可压性与可动性好于富硅黏土质泥岩相。有利于储层发育的顺序为(混合)硅质砂岩相>富黏土硅质粉砂岩相>混合质泥岩相>富硅黏土质泥岩相。从储集性的纵向展布特征来看,流二下亚段底部储集性、可动性和可压性最好,其岩相主要为(混合)硅质砂岩相和富黏土硅质粉砂岩相互层;流二下亚段中部混合质泥岩相与富硅黏土质泥岩相互层分布,其脆性和可压性较流二下亚段上部好。综合评价认为,WY-1井甜点段主要为(混合)硅质砂岩相和富黏土硅质粉砂岩相以互层形式分布的流二下亚段下部,其次为混合质泥岩相较为发育的流二下亚段中部。

北部湾盆地涠西南凹陷涠洲组黏土矿物异常转化对储层质量的影响

为寻找北部湾盆地涠西南凹陷优质储层发育区带,指明后期油气勘探开发方向,本文基于实验分析和热力学计算相结合的方法,深入研究了涠西南凹陷渐新统涠洲组储层中黏土矿物异常转化层段及类型,明确了异常高孔高渗带成因。结果表明:受热流体活动影响,研究区在埋深2300~2900 m存在明显的黏土矿物异常转化现象,且可分为绿泥石化和高岭石化两种类型,热力学计算结果也证实高岭石绿泥石化和伊利石高岭石化在涠西南凹陷具有热力学优先性,是涠西南凹陷涠洲组优质储层的重要成因。异常高孔高渗带集中分布于绿泥石含量(质量分数)大于35%(高岭石含量在30%~35%之间)和高岭石含量大于45%(绿泥石含量在10%~20%之间)两个层段。其中,在2300~2400 m和2500~2700 m深度范围内储层主要发育异常高岭石化;在2400~2500 m和2700~2900 m深度范围内储层主要发育异常绿泥石化。