渤中19-6潜山裂缝储层高承压可解堵防漏堵漏体系优化与应用

渤中19-6等区块潜山储层裂缝发育,导致钻井过程中漏失频发。潜山层段顶部存在风化壳,裂缝极其发育,且多为微小—小裂缝,严重影响了钻井时效。通过分析渤中19-6等区块钻井液漏失密度、裂缝宽度和漏失工况,揭示了潜山裂缝漏失特征和机理;通过形貌分析及酸溶率、抗温性和承压能力测试,优选出GYD合金作为架桥材料、水镁石纤维作为铺网捕获的纤维材料、MDF粉末和PF-EZCARB粉末作为填充粉末,构建了潜山裂缝性高承压可解堵堵漏体系。室内测试评价结果表明,所优选的堵漏材料复配协同,对开度1.0 mm×0.5 mm楔形长裂缝封堵承压达10 MPa,强化了防漏堵漏体系的网络结构,提高了承压堵漏性能,酸溶解堵率为72.5%,实现了“堵而不死,易于解堵”,最大限度地满足了潜山储层的堵漏要求。本文构建的潜山裂缝性高承压可解堵堵漏体系已在渤中19-6区块深层探井中取得成功应用,可为渤海潜山储层安全高效钻井提供技术支持。

渤中19-6孔店组砂砾岩孔隙结构和渗透率估算模型

渤中19-6砂砾岩孔隙结构复杂,为提高渗透率的估算精度,需要从孔隙结构入手,找到与渗透率相关性最好的孔隙结构因素。以43块孔店组砂砾岩的孔隙结构和渗透率为研究对象,利用岩石铸体薄片确定发育的孔隙类型,通过高压压汞获取孔喉分布特征和孔隙结构参数。结合孔隙类型和孔隙结构参数分析孔隙结构和渗透率的关系,建立了基于孔隙结构参数的渗透率评价模型。研究表明,不同类型溶蚀孔隙的孔隙结构存在差异,粒内溶孔的孔隙结构最好,胶结物溶孔的孔隙结构最差。溶蚀孔隙类型发育不同,物性差异较大,以粒内溶孔为主且不发育胶结物溶孔的岩样物性最好。不同孔隙结构因素对渗透率控制程度不一致,其中基于孔喉大小、连通、配比和几何形状这4种因素建立的渗透率模型精度最高。渤中19-6气田孔店组砂砾岩粒内溶孔具有较大的孔喉半径和较好的连通性是促使该类岩石储集和渗流能力均较好的主要原因。平均孔喉半径、退汞效率、平均孔喉体积比和分形维数适用于估算孔隙结构复杂且(特)低孔渗的砂砾岩储层渗透率,以期为渤海湾盆地渤中凹陷砂砾岩储层的渗透率评价提供技术支持。

CO_(2)充注对油气藏相态的影响及凝析气藏成因分析——以渤中19-6凝析气藏为例

油气藏中的CO_(2)对油气相态具有重要的影响控制作用。为了探究CO_(2)对渤海湾盆地渤中19-6凝析气藏成因的影响意义,基于渤中19-6凝析气藏5口井8组凝析气样品的组分及物性数据,利用PVTsim相态分析技术模拟CO_(2)充注,对CO_(2)充注前后渤中19-6凝析气藏流体相态变化进行了定量分析。研究表明:①渤中19-6气藏CO_(2)为无机幔源成因,含量在9.15%~15.76%,δ13 CCO_(2)在-7‰~14.4‰。②CO_(2)能明显降低流体的临界温度(T_(c))、临界压力(P_(c))、临界凝析温度(T_(m))和临界凝析压力(P_(m)),使流体相态从挥发油逐渐过渡到近临界态,最终转变成凝析气。结合研究区油气充注史发现,虽然研究区经历了“早油晚气”的两期成藏过程,但天然气充注后流体相态仍为挥发油,CO_(2)的充注才使古油藏最终转变成现今的凝析气藏。

渤海湾盆地深层砂砾岩储层孔-缝成因机制及演化特征——以渤中19-6构造古近系孔店组为例

优质储层的识别和预测是深层-超深层碎屑岩储层油气勘探研究的重点。以渤海湾盆地渤中19-6构造古近系孔店组砂砾岩为研究对象,借助物理模拟实验等手段,研究了孔店组优质储集空间的成因及演化,建立了渤海湾盆地深层砂砾岩储层的孔-缝演化模式。取得的主要认识如下:①长石等颗粒的溶蚀孔为优质储集空间,钾长石的溶蚀随温度升高渐强甚至超过斜长石,钾长石在深层有更大的增孔潜力。②砾石级的颗粒、长英质的成分及低杂基含量更有利于压裂缝的产生,长石中压裂缝的发育程度要高于石英;垂向上,第一期压裂缝在2500 m左右的深度开始形成,第二期压裂缝在3000 m以深形成,而且其数量在4000 m左右的深度达到峰值,第三期压裂缝在4500 m以深开始形成,而且其数量随深度增大而逐渐增加。③孔隙度的垂向变化受到早期压实、晚期胶结以及中期溶蚀作用的控制。早期压实减孔17.38%;晚期铁白云石胶结减孔7.76%;有机酸溶蚀增孔5.45%。④油气充注与第二期溶蚀增孔及第一期和第二期压裂缝的发育相对应,油气在3000 m左右的深度处富集;4000 m以深压裂缝大量发育,叠加钾长石等溶蚀,预测深层砂砾岩中发育优质储层。

渤中19-6气田封隔器金属材料的腐蚀适应性评价

在模拟渤中19-6气田井下工况环境中对35CrMo碳钢、42CrMo碳钢、HS110抗硫钢、13Cr不锈钢、13Cr超级不锈钢(13CrS)、2205双相不锈钢等6种金属材料进行了腐蚀试验,研究其腐蚀行为。通过失重法计算金属的腐蚀速率,采用扫描电镜(SEM)观察金属腐蚀形貌,采用X射线光电子能谱仪(XPS)分析腐蚀产物成分。结果表明:HS110抗硫钢、35CrMo碳钢、42CrMo碳钢、13Cr不锈钢、13Cr超级不锈钢、2205双相不锈钢的腐蚀速率依次降低,且所有钢在液相中的腐蚀速率高于其在气相中的腐蚀速率。渤中19-6气田封隔器的中心管推荐选用13Cr超级不锈钢和2205双相不锈钢,卡瓦等功能性部件推荐选用42CrMo碳钢。

基于井震结合的裂缝建模技术在渤中19-6区域的应用

渤中19-6古潜山构造带是一种典型的多层次储层,自顶至底依次为孔隙带(砂砾岩)+裂缝带(风化壳溶蚀+内幕破裂)。裂缝在油气运移和富集中起重要作用,也是制约研究区油气勘探的关键。以古构造、古地貌背景为基础,基于地震资料分析与建模,探讨了裂缝的平面分布规律:裂缝发育受古构造控制,发育位置与构造位置重合,构造变化大的区域裂缝发育程度高。通过渗透率模型与岩心实验渗透率、裂缝模型与属性裂缝预测对比验证了模型的可靠性,精细刻画了地下实际裂缝发育情况,为进一步的勘探开发提供借鉴。

渤中19-6凝析气田孔店组砂砾岩储层压实成岩裂缝垂向演化特征

为了研究砂砾岩储层压实成岩裂缝对储层的影响,以渤中19-6凝析气田孔店组砂砾岩为解剖对象,借助岩心观察、薄片鉴定、测井识别及压实成岩物理模拟实验等手段,对砂砾岩储层压实成岩裂缝的垂向演化特征进行了深入研究。结果表明:1)渤中19-6孔店组砂砾岩储层压实成岩裂缝普遍发育,包括继承性裂缝与非继承性裂缝,继承性裂缝发育较早,沿碎屑颗粒的原有裂纹产生,非继承裂缝主要以共轭剪裂缝的形式沿长石解理破裂发育;2)砾级颗粒较砂级颗粒、长石颗粒较石英颗粒压实成岩裂缝更为发育,压实成岩裂缝裂缝发育程度与脆性指数成正比,与填隙物含量成反比;3)模拟的垂向上发育3期砂砾岩压实成岩裂缝发育带,其中第2压实成岩裂缝发育带与研究区的裂缝分布一致,控制着优质储层的发育。

渤海湾盆地渤中19-6凝析气田凝析油成熟度判定及成因意义

关于渤海湾盆地渤中19-6凝析气田凝析油成熟度存在成熟与高成熟两种截然不同观点,尚未达到统一定论。本文综合利用轻烃、饱和烃和芳烃成熟度参数对凝析油成熟度进行了综合判定,并深入分析了凝析油和天然气的成因关系及凝析气藏形成机制。结果表明:异庚烷值与庚烷值、T_(s)/(T_(s)+T_(m))与C_(29)Ts/(C_(29)Ts+C_(29)H)、甲基单金刚烷指数与甲基双金刚烷指数、甲基菲指数、二苯并噻吩类成熟度参数和TNR_(2)显示渤中19-6凝析气田凝析油处于成熟阶段。结合天然气成熟度和储层流体包裹体特征,可知渤中19-6凝析气田的原油成藏期早于天然气,随着晚期大量天然气的充注,油气会发生相控混溶作用形成含液态烃的气流体,当温度和压力达到混溶后烃类体系的露点以上,则形成凝析气藏。

渤海海域渤中19-6构造带深层潜山储层特征及其控制因素

渤海湾盆地渤中凹陷西南部的渤中19-6深层潜山构造带是新近勘探发现的特大型含油气区,该区的储层研究尚处于起步阶段,对储层发育特征及其控制因素的认识还不够深入。为此,基于对钻井岩心、井壁岩心、岩石薄片的观察和描述,结合区域构造背景、录井及测井等资料,对该区潜山储层的岩石学特征、储集空间类型、物性特征等进行分析,探讨控制储层发育的内在因素,研究储层展布规律。结果表明:(1)渤中19-6构造带深层潜山储层是由太古界潜山变质花岗岩主体及上覆的古近系古新统—始新统孔店组砂砾岩组成的泛潜山储集系统,形成砂砾岩孔隙带+风化壳溶蚀裂缝带+内幕裂缝带的多层次储层结构,储层成因复杂、类型多样;(2)太古界变质花岗岩潜山储集体内部在垂向上可划分为风化壳、内幕裂缝带和致密带,具有孔隙型和裂缝型的双重特性;(3)潜山风化壳主要受到强烈的溶蚀淋滤作用叠加断裂作用的影响,形成裂缝—孔隙型储集空间,内幕裂缝带储层的发育规模与分布受控于3期裂缝的叠加作用,燕山期以来是潜山裂缝的主要发育时期;(4)孔店组砂砾岩为典型的筛积沉积,后期溶蚀作用为其主要的控制因素;(5)混合岩化作用及超临界流体隐爆作用对储层发育起到了建设性作用。结论认为,渤中19-6构造带发育砂砾岩+变质岩潜山储集系统的认识,有助于确定该区下一步油气勘探的目标与方向。

渤海海域渤中19-6基岩潜山储层孔隙微观特征及其发育控制因素

利用微米CT扫描、背散射扫描电镜二维成像(Maps)、全岩矿物定量分析(Qemscan)和三维孔隙数字岩心建模技术,结合岩心、薄片、物性等常规实验手段对渤中19-6潜山变质岩储层的孔隙微观特征及其发育控制因素进行了研究。结果表明,潜山变质岩储层储集空间主要为溶蚀孔、微裂缝和构造裂缝,以微米级孔隙为主,孔隙半径区间主要为0.3~5μm,裂缝开度存在0.3~10μm、30~100μm、300~1000μm多个峰值区间。分析认为,潜山变质岩储层孔隙结构受岩性、溶蚀和多期次裂缝改造作用控制,脆性矿物含量高、燕山期和喜山期裂缝发育,溶蚀作用强,有利于孔隙发育。

渤中19-6 太古界潜山复杂岩性储层矿物组分反演

渤中19-6潜山构造带岩性十分复杂,导致孔隙度参数难以直接利用测井曲线准确计算。综合运用测井和实验岩心资料,从蚀变作用、测井响应特征、孔隙度、矿物含量及裂缝分布方面分析了太古界潜山储层的岩性;建立重矿物识别模型,利用双指示曲线对重矿物进行识别;建立了一套适用于渤中19-6太古界潜山复杂岩性储层矿物组分反演模型。结果表明:研究区变质岩、火成岩及其他岩石岩性复杂,使岩石骨架用测井曲线难以准确计算;重矿物在潜山地层中的质量分数约为8%,常见黄铁矿、菱铁矿和铁白云石,双指示曲线应用在反演模型中,提高了反演精度,该反演模型计算的有效孔隙度与岩心吻合较好。利用改进的多矿物组分反演的方法较好地降低了渤中19-6潜山地层由于矿物成分复杂对物性造成的影响,其反演的矿物组分、孔隙度与实验分析基本一致,为该地区勘探开发提供了技术支撑。

渤中19-6气田孔店组砂砾岩储层分类研究

渤中19-6大型凝析气田的发现是渤海湾盆地孔店组砂砾岩勘探的战略性突破。气田南块巨厚砂砾岩储层单井间产气差异大,因此开展储层分类研究对制定油田开发方案具有重要意义。影响本区产气能力的重要原因是孔隙结构差异,为此,结合常规岩心分析、铸体薄片和压汞资料,分析了孔店组砂砾岩储层的微观孔隙结构特征;利用核磁共振测井、常规电阻率测井建立了储层综合评价指标,结合测压资料将孔店组砂砾岩储层分为3类,并明确了不同类型储层间的综合指标界限,实现了各井的全井段分类。研究表明:储层综合评价指标与单井测试产能有较好的相关关系,单井产能主要由Ⅰ类储层提供,且渤中19-6气田孔店组砂砾岩储层上部品质较好、下部品质略差。

渤中19-6构造下部钻具组合动力学特性

渤中19-6构造深井钻探时,Φ406.4mm井眼利用PDC和PowerV钻具组合钻进到2841m处,出现了扭矩增加、悬重降低的复杂情况,起钻后发现马达上活塞套筒与直壳体连接处发生断裂,严重耗损钻井工期与费用。为揭示下部钻具组合局部应力分布,基于Abaqus有限元分析软件建立了下部钻具组合-钻头-地层三维有限元模型,利用真实井下工况参数、采用显式时间积分法进行模拟求解,分析了下部钻具组合受力情况。结果表明,马达上存在应力集中点,应力随时间呈现周期循环往复状态,符合疲劳破坏的特征,且集中点基本与断裂位置重合,验证了本模型的准确性。该模型对于渤中构造深井的下部钻具组合动力学分析具有一定的指导意义。

渤海海域渤中19-6大型凝析气田形成条件与成藏特征

深入分析渤中凹陷天然气资源基础、低潜山圈闭形成机制、优质储集层控制因素和天然气保存条件,总结渤中19-6大型凝析气田的形成条件与成藏特征。研究表明,渤中凹陷多套巨厚的腐殖-腐泥型烃源岩在高演化阶段大量生气是大型气田形成的物质基础,印支期以来多期次构造演化形成了大规模的深埋低潜山圈闭,郯庐断裂活动形成了多类型储集层,潜山太古界变质岩和古近系孔店组砂砾岩是本区优质储集层。巨厚的超压湖相泥岩与较弱的新构造运动配置形成了良好的保存条件。渤中19-6气田属于大型特高含凝析油凝析气藏,天然气成因类型为腐殖-腐泥气和干酪根降解气,具有气层厚度大、气柱高度大、成藏过程先油后气的特征,潜山为块状气藏,孔店组砂砾岩为层状气藏,气藏具有超压源岩多途径强充注、多套常压—弱超压储集层汇聚、厚层超压泥岩盖层保存、天然气超晚期快速成藏的成藏模式。

渤中凹陷深层渤中19-6构造大型凝析气田的发现及勘探意义

渤海海域渤中凹陷深层具有大型天然气田形成的良好地质条件,渤中19-6大型凝析气田是渤海湾盆地迄今发现的最大的天然气田,储量超千亿立方米。利用大量岩心、薄片、测井及地球化学资料,对渤中19-6构造深层天然气成藏条件进行了系统分析。研究表明,渤中凹陷深层具有巨大的生气潜力,是大型凝析气田形成的物质基础;区域性稳定分布的东营组和沙河街组巨厚超压泥岩为大型凝析气田的保存提供了良好的封盖条件;首次在渤海湾盆地古近系孔店组发现巨厚裂缝—孔隙型砂砾岩储层,突破了在凹陷区深部寻找厚层砂砾岩储层的禁区,大大拓展了古近系油气勘探领域;通过对太古宇深埋变质岩潜山优质储层形成机制进行分析,提出多期次动力破碎作用使潜山内幕发育大规模裂缝体系和动力破碎带,是变质岩优质储层形成的关键。这些认识指导了渤中19-6构造大型凝析气田的发现,实现了渤海海域天然气勘探的突破,对渤海湾盆地深层天然气勘探具有重要指导意义。

渤中19-6构造复杂储层流体评价及产能预测

渤中19-6构造的孔店组砂砾岩系及太古界变质岩系,由于储层岩性复杂、储层物性差异大,储层流体识别及油气藏类型判别困难,早期产能预测难度大。本文充分挖掘录井、测井参数在复杂储层流体评价及产能预测方面的优势:①应用皮克斯勒图版、异常倍数、Bar图分析法、Flair流体指数法、含烃丰度指数法及岩石力学参数泊松比及体积压缩系数交会图版、测压流体回归分析等技术结合进行地层流体性质识别;②利用井流物组分相态分析法、四组合参数法等方法进行油气藏流体类型判别;③针对低孔渗砂砾岩储层,依据静态的测井、录井、岩心分析等资料构建地层模型,根据动态的电缆地层测试及核磁共振资料获取油藏参数,据此建立了渤中19-6构造复杂储层数值模拟产能预测方法。实践表明,该组合方法能有效识别复杂储层内流体相变化特征,识别储层流体性质;能有效判别油气藏流体类型;在低孔渗砂砾岩储层,能较准确地进行产能预测,最终测试结论证实本方法的可靠性。

渤海海域渤中凹陷渤中19-6深层潜山凝析气藏的充注成藏过程

综合凝析油的地球化学特征、周缘洼槽烃源岩生烃史、流体包裹体岩相学观察、均一化温度及含油包裹体的石英颗粒的频数(GOI),分析了渤中19-6地区深层凝析气的来源及充注成藏过程。研究表明:潜山凝析油气的热成熟度高,对应的烃源岩Ro约1.3%。轻烃、碳同位素组成与生物标志物参数分析表明凝析油气来源于油型母质,即沙河街组烃源岩。烃类包裹体主要分布于石英微裂隙,少量分布于加大边。液态烃类包裹体呈黄绿色及蓝白色荧光,GOI值高达80%,揭示高的原油充满度。渤中19-6深层潜山凝析气藏表现为近源、早油晚气连续充注,其中原油充注在明化镇组下段时期(12~5.1 Ma),天然气大量充注时间为明化镇组下段沉积末期甚至更晚的时期(5.1~0 Ma)。尽管新构造运动期油气垂向调整显著,但烃源岩快速熟化与近源强充注是构造活化区深层潜山动态富集的重要物质基础。

渤海湾盆地渤中19-6凝析气田天然气成因及油气成因关系判识

综合运用油气地球化学分析方法,分析了渤海湾盆地渤中19-6凝析气田天然气成因,并对凝析油与天然气的成因关系进行了判识。研究结果表明,渤中19-6凝析气田天然气为以烃类气为主的湿气,C1/(C2+C3)值偏低,介于6.4~7.3,甲烷碳同位素值集中分布于-38.0‰^-39.0‰,乙烷碳同位素偏重,介于-25.4‰^-27.0‰,为偏腐殖型干酪根裂解气,与沙河街组三段烃源岩具有可比性,源自沙河街组三段烃源岩。多项凝析油和天然气成熟度判别参数表明,渤中19-6凝析气田凝析油和天然气主要处于成熟阶段,但天然气成熟度略高于凝析油。多项地质证据表明,渤中19-6凝析气田经历了"早油晚气"的油气成藏过程,凝析油主成藏期(12 Ma以来)早于天然气(5 Ma以来)。

渤海海域渤中19-6潜山气藏成藏要素匹配及成藏模式

为了明确渤海海域渤中19-6潜山千亿立方米气藏的形成过程,基于大量岩心、薄片、测井及地球化学数据,在地质分析的基础上,利用地球化学分析方法和盆地模拟的手段,对其成藏要素及成藏规律进行了系统分析。研究表明:(1)渤中凹陷沙三段烃源岩生气强度普遍超过50×108 m^(3)/km^(2),晚期持续供烃为渤中19-6潜山气藏的形成提供了充足的物质基础;(2)印支期和燕山期构造运动是渤中19-6潜山构造裂缝型储层和潜山圈闭形成的关键时期,并形成了近源断裂输导体系和远源不整合面输导体系;(3)东营组厚层超压泥岩盖层和潜山较弱的晚期构造活动有利于渤中19-6潜山气藏的保存;(4)“生、储、盖、圈、运、保”六大成藏要素的时空匹配,最终导致了渤中19-6潜山千亿立方米大气田的形成。建立了渤中19-6潜山多洼供烃、多向充注、断裂和不整合联合输导的晚期成藏模式。

渤海湾盆地渤中19-6区中-新生代构造转换特征及其对太古宇潜山大规模储层形成的控制作用

华北地区中-新生代以来的构造转换作用与渤海潜山圈闭和储层成因的关系研究较少。基于岩心、镜下薄片和地震等资料,并结合区域构造背景,厘清了渤海湾盆地渤中19-6区中-新生代构造转换特征及其对潜山地层、圈闭和太古宇储层的影响。研究表明,渤中19-6区潜山构造受华北、华南和古太平洋3大板块相互作用,主要经历了前印支期—印支期、印支期—燕山期和燕山期—喜马拉雅期3次构造转换作用,形成了北西向、北东向、近南北向和东西向4组断裂体系。印支期北西向断层控制了太古宇和古生界整体的圈闭和地层展布规律;燕山期北东向和近南北向断层使潜山圈闭更加复杂化,喜马拉雅期断陷下沉,潜山整体构造面貌最终定型。多幕次构造运动对太古宇潜山大规模裂缝的形成具有重要意义,其中印支期的逆冲推覆是太古宇规模性裂缝形成的关键时期,燕山期构造转换作用进一步扩大了太古宇裂缝储层发育规模,喜马拉雅期构造转换对早期裂缝“再活化”具有显著影响,多期时-空构造转换作用是太古宇发育大规模储层的关键。提出的中国东部中-新生代构造作用与潜山圈闭和储层成因的关联机制,为中国东部潜山储层预测提供了更有效的方法途径,对指导类似盆地内的潜山油气勘探具有重要意义。