格库铁路台特玛湖区段风沙流特征及工程设置

研究目的:格尔木至库尔勒铁路穿越塔里木盆地,伴随着G218国道和塔里木河道在塔克拉玛干沙漠与库姆塔格沙漠之间穿行,其中通过的台特玛湖区处于库姆塔格沙漠向塔克拉玛干沙漠补沙的一条低洼及狭窄的输沙通道上,风沙流现象很严重,对铁路的建设和以后的运营养护都产生很大影响,设置的工程还有可能对G218国道的通行产生影响,因此,选择合适的工程方式通过严重的风沙流区段是本文研究的重点。研究结论:通过对线路行经的台特玛湖区域风沙流的特征和环境地质条件进行分析,在充分收集和分析了大量风沙资料的基础上,认为工程的设置应满足:(1)以疏沙为主,不宜设置阻沙工程;(2)减少对环境的改变,不能加重风沙对G218国道的影响;(3)运营期的养护维修相对容易,经路基、桥梁和明洞隧道三类工程方案对比,只有选择桥梁方案通过并控制桥下净空能满足上述条件;(4)该案例为以后在严重不良地质区域建设铁路时应在充分收集和分析资料的基础上进行多方案研究及论证方面提供了借鉴。

纹理属性分析方法在准噶尔盆地玛湖一区风城组沉积相划分中的应用

利用多种地震属性综合分析地震相已成为油气勘探中常用的方法,不同属性在不同区块的应用效果也存在一定的差异,因此需要针对不同研究区的具体情况进行属性优选。本次研究针对准噶尔盆地玛湖一区风城组,综合测井资料和地震资料,采用单属性和纹理属性分析方法,建立玛湖一区沉积相与地震相的对应关系,并探讨玛湖一区风城组地震相划分的最优属性。结果表明,纹理差异性属性和纹理熵属性对于玛湖一区沉积相划分具有较好的指导意义。

玛湖凹陷玛湖1井区泡点压力变化规律

玛湖1区块是位于玛湖凹陷南斜坡带的岩性砂砾岩未饱和油藏,泡点压力随深度变化无规律,无法用现有理论解释,影响了油藏的正常设计及开发。通过分析玛湖凹陷构造运动及油藏成因,分析玛湖1井区泡点压力随深度变化无规律的根本原因;测试常规油藏(储层中各处油气性质相同)泡点压力随深度的变化,提出玛湖1井区泡点压力随深度变化无规律是由于轻质油气二次成藏及油藏的非均质性造成的;提出确定泡点压力的运移阻力法。结果表明:玛湖凹陷有两次时间间隔较大的成藏时期,且第二次成藏时油品的性质优于第一次;玛湖1井区饱和压力、气油比随平均油气运移阻力的增加呈幂函数关系减小。

玛湖1井区上二叠统乌尔禾组一段成岩特征

近年来,玛湖凹陷油气勘探不断取得突破,但对砂砾岩储层非均质性成岩控制研究相对较少。玛湖1井区上二叠统乌尔禾组一段为典型的强非均质性砂砾岩储层,储层成分成熟度和结构成熟度较低。以铸体薄片、储层物性和扫描电镜等资料为基础,通过分析成岩作用对储层物性破坏和建设作用,明确了研究区储层凝灰岩碎屑和长石溶蚀是次生溶孔含量高的主要原因;沸石在成岩早期对储层具有很强的胶结破坏作用,但进入中成岩A期后,沸石溶孔大量形成,成为次生溶孔的重要组成部分;同时乌尔禾组一段储层存在大量铁方解石和丝状伊利石,表明玛湖1井区乌尔禾组一段现今处于中成岩B期。

玛湖凹陷斜坡区中浅层断裂特征及其控藏作用

以地震和钻井资料为基础,开展玛湖凹陷斜坡区中浅层断裂发育特征、演化过程和形成机制以及断裂对中生界油气运聚成藏的控制作用等研究。研究认为,玛湖凹陷斜坡区中浅层发育两种类型的断层,即正断层和走滑断层,主要活动期为燕山期,平面上分为4级断裂,分别是北西西向—近东西向的Ⅰ级走滑断裂,其形成和三叠纪末以来盆地西北缘断裂带的左行压扭有关;北东向—北北东向的Ⅱ级断裂,为分布在西北缘断裂带—斜坡区交界部的正断层,其形成和断裂带继承性鼻隆顶部拉张作用有关;北西西向Ⅲ级断裂为斜坡区低幅度凸起顶部拉张形成的正断层及差异压实有关;北东向的Ⅳ级断裂可能是低幅度凸起倾末端的拉张环境形成的横张正断层。断裂不但是油气垂向运移的通道,还具有控藏作用,玛湖凹陷斜坡区中浅层发育2种油气藏类型:断块油气藏和断层-岩性油气藏,圈闭面积大,勘探程度相对较低,勘探潜力巨大。

玛湖凹陷西部斜坡区二叠系乌尔禾组厚层砂砾岩沉积相及储层特征

玛湖西部斜坡区二叠系乌尔禾组发育厚层砂砾岩储层,且油气储量巨大,但目前对于该套砂砾岩储层成因的认识尚不统一。在岩心、测井和地震资料分析的基础上,认为该区乌尔禾组发育冲积扇相和辫状河三角洲相。冲积扇分布在乌尔禾组下部,由于扇体不断前积,形成进积型冲积扇,纵向上沉积物粒度呈反韵律。辫状河三角洲相主要分布在乌尔禾组上部,划分为平原和前缘亚相,其中平原亚相以数层煤层和碳质泥岩为特征。乌尔禾组沉积过程为湖平面不断上升的过程,表现为由下部冲积扇相向上变为辫状河三角洲相。沉积相类型对储层物性具明显的控制作用,辫状河三角洲前缘储层物性较好,冲积扇储层物性较差。

重力流研究评述及玛湖斜坡区百口泉组重力流类型

对国内外重力流研究的历程及现状,重力流形成的触发机制、沉积过程、发育序列等进行了综述,并重点分析了重力流划分模式、鉴定特征,以及在砂砾岩组合中可能发育的重力流类型。在此基础上,对准噶尔盆地玛湖斜坡区百口泉组砂砾岩发育特征及沉积组构进行了系统分析,认为主要发育泥石流、颗粒流、浊流、洪泛泥流和砂质碎屑流等5种重力流类型,结合典型钻孔岩性,总结出各类重力流鉴别标志,并建立了对应的沉积序列模式。

煤系砂岩储层粒度定量评价图版建立及油气富集区预测——以准噶尔盆地玛湖凹陷西斜坡Aih12井区八道湾组为例

为明确煤系薄层砂岩储层油气富集区展布,利用"地质主因分析—测井图版界定—地震定量预测"研究思路,以准噶尔盆地玛湖凹陷西斜坡Aih12井区八道湾组为例,分析研究区16口井183个岩心样品的粒度刻度(岩心—铸体薄片交互验证)—测井归位,比较不同粒度储层塑性岩屑体积分数及压实减孔效应,建立基于自然伽玛曲线的煤系砂岩储层定量评价图版并预测油气富集区。结果表明:粒度为煤系砂岩储层质量的关键控制因素,物性、含油性较优的高效储层主要为粒度较粗的(含砾)粗砂岩和(粗)中砂岩;根据砂岩界定标准(38<GR≤80API)、高效储层界定标准(38<GR≤51API),通过自然伽玛曲线反演实现砂地比、高效储层平面展布预测,综合适中砂地比、高效储层和良好烃源岩—储层沟通条件等油气富集要素,优选A-F共6块油气富集区,累计面积为44.8km2,为准噶尔盆地及其他盆地煤系砂岩高效储层定量评价及预测提供借鉴。

玛湖1井区乌尔禾组致密砂砾岩储层物性特征研究

新疆油田玛湖凹陷现为世界储量最大的砾岩油藏,玛湖1井区乌尔禾组是其开发的主力层位之一。致密砾岩油藏孔喉结构复杂,基础物性特征不同于常规储层,需要深入研究。通过岩石薄片、激光衍射、高压压汞、压差-流量法驱替等方法研究了该储层孔隙、粒度、启动压力梯度等物性特征。结果表明:致密砂砾岩储层粒度以2~10 mm为主,黏土矿物以伊蒙混层为主,具有潜在的强水敏性;孔隙类型主要为剩余粒间孔、粒内溶孔,含有微裂缝,按照压汞曲线可分为三类储层:Ⅰ类排驱压力较低,存在集中分布的微米级孔喉,Ⅱ类排驱压力中等,微米级与纳米级孔喉均有分布,Ⅲ类排驱压力较高,主要发育纳米级孔喉;拟启动压力梯度和渗透率呈现良好幂函数关系,相同渗透率下致密砾岩储层较砂岩储层启动压力更高,且随渗透率增加其差异有减小趋势。研究结果对该储层物性与启动压力有了清晰的认识,为玛湖致密储集层合理、高效开发提供了理论依据。

玛湖1井区J_(1)s_(2)段储层四性关系及有效厚度下限标准研究

根据玛湖1井区J_(1)s_(2)段的录井、测井等资料,对其储层四性关系及有效厚度下限标准进行研究。研究认为:J_(1)s_(2)段储层的岩性主要为细砂岩,呈中孔、中渗特性;除砂砾岩以外,储层的岩性越粗,其物性就越好,含油级别也越高;砂砾岩的钙质胶结作用和硅质胶结作用导致储层的物性变差,进而影响了储层的含油性。基于此认识,建立了储层岩性、物性、电性及含油性测井解释模型,并运用该模型确定了玛湖1井区J_(1)s_(2)段的储层有效厚度下限标准。

玛湖井区上乌尔禾组砂砾岩水敏伤害机理实验研究

玛湖井区石油储量潜力巨大,但是敏感性强,其水敏伤害机理也不清楚。为了定量分析玛湖井区上乌尔禾组砂砾岩水敏伤害机理,从水敏伤害评价和水敏伤害微观机理入手,对砂砾岩储集层开展X射线衍射(X ray diffraction, XRD)全岩分析、扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)矿物扫描、计算机断层扫描(computed tomography, CT)、原子力显微镜测试分析及相关水敏伤害实验。结果显示:乌尔禾组砂砾岩储层水敏伤害很高,并且产生水敏的主要原因是不同储层颗粒粒径大小不一、岩性差异大、分选性差,且发育微裂缝,成蜂窝结构,力学性质不稳定,使得储层复杂,易受损害。黏土矿物会对孔隙造成损伤,进而损伤渗透率。表面粗糙度越大,与水接触时的表面积相对较大,水敏性强,更容易发生水化膨胀、分散。通过对固液界面接触角和分析表面电荷分布,呈现较强的亲水性,进一步加剧了水敏伤害程度。研究对成果玛湖井区上乌尔禾组致密油的高效开采具有重要意义。

玛湖1井区控压钻井技术探讨

控压钻井技术是指在钻井过程中对整个井筒压力进行有效控制并管理的钻井技术,可有效解决窄密度窗口、压力敏感地层难以克服的漏涌同层和井壁坍塌等复杂钻井问题。从控压钻井技术的基本概念出发,介绍了西钻工程院精细控压系统组成和工作原理,重点阐述了控压钻井技术在新疆克拉玛依油田玛湖1井区的应用及取得的良好效果,为该区块解决类似钻井难题提供了有效的钻井方式和经验分享,有显著的推广应用价值。

XZ高性能油基钻井液在玛湖1井区的应用

针对玛湖1井区水平井钻探过程中存在的井壁失稳、阻卡和井漏等复杂技术难题,结合玛湖1砂砾岩油储层特征以及中长水平段施工要求,研制了一套XZ高性能油基钻井液。室内实验表明,该油基钻井液体系具有良好的流变性、乳化稳定性和封堵能力,抗温达180 ℃以上,能抗15%劣质土侵、20%水侵和10%抗水泥侵。XZ高性能油基钻井液在玛湖1区块上乌尔禾组完成4平台16口水平井试验,期间无井壁失稳、阻卡等复杂情况发生,大幅缩减了钻井周期,取得了良好的提速效果。XZ高性能油基钻井液解决了玛湖1井区砂砾岩储层开发中百口泉组井壁失稳、上乌尔禾组长水平段摩阻高和携岩困难等技术难题,满足了玛湖1长水平段安全快速钻井的需求,为该区块的高效开发提供了强有力的技术保障。

玛南地区侏罗系断裂特征分析

通过对玛湖一井区三维地震资料的精细解释,结合区域构造背景,利用时间切片、分频相干、曲率等技术相结合在平面上对断裂进行了刻画及平面组合,并根据断裂形成时间、断裂走向以及控制圈闭的发育等要素把断裂划分为2个级别。

准噶尔盆地玛南地区上乌尔禾组储集层伤害机理

准噶尔盆地玛湖凹陷玛南地区二叠系上乌尔禾组砾岩储集层岩心极易泡散,不易评价破胶压裂液对储集层的伤害,无法确定造成储集层伤害的主控因素。应用X射线显微CT技术对岩心样品进行连续扫描,重建岩心三维孔隙变化;应用球棍模型和阈值分割法,表征岩心不同截面上的孔隙变化。结果表明,储集层被破胶压裂液伤害后,平均孔隙半径减小了42.1%,平均喉道半径减小了32.7%,平均喉道长度减小了19.1%,平均孔喉比减小了45.3%,孔隙度和渗透率分别降低了7.7%和33.8%,岩心在破胶压裂液驱替伤害后孔隙度和渗透率均降低,渗透率变化较大。破胶压裂液与储集层的相互作用,是造成储集层伤害的主要原因,而黏土矿物中的蒙脱石水化膨胀、微粒运移等是造成储集层伤害的具体因素。

准噶尔盆地西北缘乌尔禾组时代归属及层位关系

多年来,克拉玛依中拐地区与玛湖西斜坡区的二叠系乌尔禾组时代归属及层位关系一直存有争议,直至20世纪80年代中期至90年代初期,中拐地区的克79井和玛湖地区的玛2井相继在二叠系乌尔禾组获得中、高产工业油气流后,又引起了广大地质工作者对此问题的关注。近年来,随着斜坡区勘探工作的不断深入,满覆盖三维地震资料已连成片。利用钻井、古生物资料结合地震资料,进行了深入细致的综合研究。确定了准噶尔盆地西北缘中拐地区和玛湖地区二叠系乌尔禾组的时代归属及层位关系,确认中拐地区乌尔禾组为上二叠统上乌禾组,玛湖斜坡区为中二叠统下乌尔禾组。

准噶尔盆地玛湖凹陷斜坡区三叠系百口泉组次生孔隙储层的控制因素及分布特征

玛湖凹陷斜坡区三叠系百口泉组是准噶尔盆地主要含油层位,其储集空间以次生孔隙为主。为明确百口泉组次生孔隙储层的控制因素,结合岩心观察、薄片鉴定、定量统计、扫描电镜观察和古构造恢复等手段,对研究区百口泉组储层次生孔隙特征及主控因素进行了系统研究。结果表明,百口泉组次生孔隙储层的形成受沉积相带、长石溶解、优势运移通道的共同影响,由此建立次生孔隙储层成因模式。同时阐述了其他影响因素对次生孔隙储层的控制作用,明确评价标准并预测其分布范围,展示了百口泉组次生孔隙储层的平面分布特征。

准噶尔盆地玛湖凹陷斜坡区百口泉组储层流体包裹体特征及油气充注史

采用储层岩相学观察和包裹体显微测温方法,对准噶尔盆地玛湖凹陷斜坡区百口泉组储层流体包裹体进行了详细研究,再结合油气地球化学分析和单井埋藏史恢复了研究区油气充注史。结果表明研究区百口泉组储层经历3期油气充注、2期成藏:以黑色无荧光固体沥青为代表的第Ⅰ期油气充注发生于晚三叠世前,受保存条件限制,早期充注的油气蚀变为固体沥青,并被后期成岩作用改造;第Ⅱ期油气充注发生于早侏罗世,以发黄色荧光的烃类为代表,该期原油充注强度大、范围广,玛东、玛北、玛西和玛南等斜坡区均可见;第Ⅲ期油气充注则发生于早白垩世,以发蓝色荧光的高熟油为代表,同样形成大面积油藏。

准噶尔盆地玛湖凹陷斜坡区三叠系百口泉组地震层序格架控制下的扇三角洲亚相边界刻画

准噶尔盆地玛湖凹陷斜坡区三叠系百口泉组由于各区带钻井地层划分方案不统一且缺少等时概念,制约了对斜坡区有利相带展布的整体认识。通过井—震结合搭建全区层序地层格架,整体识别了百口泉组内部3个四级层序界面。在此基础上按照"点—线—面"的识别思路,利用岩心和测井资料实现点、线层序地层划分和沉积体系组成特征的认识,利用地震沉积技术实现由线至面分析层序演化规律及沉积亚相边界刻画。研究明确了玛湖凹陷斜坡区有利前缘相带面积约为13 000km2,且在凹陷中心区也大面积发育前缘相带,拓宽了斜坡区勘探面积和场面。

准噶尔盆地玛湖凹陷斜坡区断裂演化特征及对三叠系百口泉组成藏意义

准噶尔盆地玛湖凹陷斜坡区三叠系百口泉组获得工业油气流,而断裂作为油气运移的通道,起着重要的作用。通过对斜坡区三维、二维地震资料的精细解释,结合区域构造背景,建立了玛湖凹陷斜坡区构造、断裂样式,利用构造导向滤波、分频相干等技术相结合在平面上对断裂进行了预测及平面组合,并根据断裂形成时间、断裂样式和控制地层结构等要素把断裂划分为3个级别,其中Ⅰ级断裂近平行于西北缘山前逆掩断裂带,具有控"鼻隆"作用,形成时间为海西中期至印支期;Ⅱ级断裂为近垂直于边界断裂的走滑断裂,将Ⅰ级断裂错断相交叉形成断块,同时起着山前推覆体运动过程中调节横向应力的作用,形成时间为海西中期至喜马拉雅期;Ⅲ级断裂为Ⅰ级断裂和Ⅱ级断裂呈剪切关系形成的断裂,多为层间断裂,也发育走滑断裂伴生的羽状剪切断裂,在剖面呈"Y"字型,多形成于中印支期—燕山期。断裂在垂向上不但作为油气运移通道,同时将与二叠系油气运移相伴随的有机酸流体从Ⅰ级、Ⅱ级断裂进入百口泉组后,在优势运移通道内的长石被溶解,形成次生孔隙储层发育带,从而形成成岩圈闭。次生孔隙发育带的提出,突破了以前埋深大于3 500m的勘探禁区,极大拓展了勘探深度范围。