致密砂岩裂缝型油气藏岩心人工裂缝制备方法

岩心的人工造缝技术是模拟致密砂岩裂缝型油气藏储层特征有效方法。依据岩石裂缝形成发展趋势与岩石破坏机理相似特性,对岩心进行不同方式的破坏产生不同形式的裂缝,运用刀刃径向拉伸和径向共轭剪切破坏可制备出具有一条贯穿裂缝的岩心。运用轴向集中应力径向拉伸破坏,通过监测差应力的大小和方位,控制裂缝的扩展和裂缝网络的形态,达到制备出具有多条非贯通裂缝的岩心。人工裂缝制备方法,对于推动致密砂岩裂缝型油气藏岩心室内分析技术的发展具有重要的意义。

多级构型界面下致密砂岩储层构造裂缝发育特征——以川西坳陷须家河组二段为例

裂缝对四川盆地川西坳陷须家河组二段致密砂岩储层天然气的高产稳产至关重要,不同沉积环境下形成的砂体构型界面控制了储层裂缝的发育。通过野外露头勘测、岩心观测、测井识别和岩相精细刻画等方法,提出了川西坳陷须二段砂体构型界面划分方案,识别划分了研究区的2~4级砂体构型界面,厘清了不同级次构型界面约束下裂缝发育的特征及其油气地质意义。不同级次构型界面控制着储层裂缝的产状、开启程度、发育程度和储渗能力;2级、3级界面的有效控制范围分别为0~0.35 m和0~3 m,4级界面控制范围较大(0~11 m)。不同构型界面控制下裂缝发育特征存在差异,其中2级界面下裂缝欠发育,4级界面下裂缝一般发育,3级界面下裂缝最发育,主要为低角度斜缝;裂缝走向主要为NNE—SSW、SEE—NWW和SSE—NNW,开度较大(>0.04 mm)和倾角较大的裂缝较多。多级界面控制下裂缝发育段的岩心孔渗呈明显的正相关,3级界面下裂缝对储层物性的改善作用最强,对油气贡献度最高;4级界面次之,2级界面最弱。明确不同级次构型界面对裂缝发育的控制作用,有利于研究区致密砂岩储层气藏的有效开发。

基于数字图像技术的致密砂岩纯剪裂缝断裂过程实验

纯剪应力状态下致密砂岩断裂过程是理解致密砂岩破坏失效机理的关键,然而在纯剪应力状态下,初始裂缝是发育扩展为I型裂缝或II型裂缝却一直有所争议。本文基于新型光学测量技术数字图像相关法和双切边压缩实验理论方法,开展了双切边压缩实验并通过数字图像相关法得到了位移和应变场。实验结果表明:双边开槽压缩实验能在槽尖(预制裂缝尖端)产生纯剪应力状态;致密砂岩试件起裂过程包含2个阶段的I型裂缝,第一阶段裂缝从槽尖起裂,第二阶段裂缝从试件中心两槽尖相连区域起裂。本文研究成果为数字图像技术应用在岩石断裂力学领域提供了新思路,对分析水力压裂中致密砂岩纯剪裂缝的演化规律有一定参考价值。

裂缝型致密砂岩油藏缝网压裂技术试验

缝网压裂技术是非常规油气藏改造的关键技术之一。泾河油田属于裂缝型致密砂岩油藏,为了实现水平井的高效开发,提高油藏的最终采收率,分析了缝网压裂工艺在该油田裂缝型致密砂岩油藏中的适用条件,认为储层天然裂缝发育,脆性特征指数在38.4%-42.4%,水平应力差异系数小,净压力大于水平最大、最小主应力之差,满足实现缝网压裂的必要条件。在此基础上,优化了压裂液、支撑剂及施工参数,并在JH69P25井进行了试验,净压力分析表明压后形成了复杂的缝网系统,日产油2.55 t,取得了较好的改造效果。

超深层裂缝—孔隙型致密砂岩储层特征与属性建模——以库车坳陷克深8气藏为例

库车坳陷克深8气藏巴什基奇克组为超深层裂缝—孔隙型双重介质致密砂岩储层,系统开展储层特征分析及属性建模研究,可为克深8气藏高产稳产开发井的部署及开发措施的制定提供地质依据。薄片观察、扫描电镜、激光共聚焦和电子探针综合分析表明,巴什基奇克组储层以岩屑长石砂岩为主,孔隙类型主要为粒间孔,其次为粒内溶孔;在构造建模和岩相建模的基础上,采用序贯高斯模拟方法建立了基质孔隙度模型,并利用孔渗关系曲线方程建立了基质渗透率模型,划分出3个基质孔渗发育区。克深8气藏的构造裂缝主要形成于喜马拉雅运动中晚期近南北向的构造挤压作用,以直立剪切缝和高角度张性缝为主,在成像测井图像上表现为平行式组合和斜交式组合,部分高角度张性缝被硬石膏和白云石等矿物充填;基于构造应力场有限元数值模拟对构造裂缝参数进行了数值模拟计算,并以此为基础,采用序贯高斯模拟方法建立了构造裂缝属性模型,识别出4个孔隙度高值区和5个渗透率高值区。最后将储层基质属性模型与构造裂缝属性模型进行加和运算建立了双重介质属性模型,平面上划分出KS807井区、KS8-5井区和KS8-8—KS806井区3个高产稳产区,纵向上第3砂层组为高产稳产层段,在开发中应优先考虑。

库车坳陷致密裂缝孔隙型砂岩储层评价的物性界限探讨

塔里木盆地库车前陆盆地冲断带经历强烈构造应力作用,勘探目的层古近系–白垩系埋藏超深,储层致密,基质物性非常差,但构造裂缝相对比较发育,为具有双孔双渗特征的致密裂缝孔隙型砂岩储层。储层产能大小主要与地层渗透率有关,而与孔隙度关系不明显。大量未充填–半充填构造裂缝是这类致密储层总渗透率的主要贡献因素。基于单井测试资料讨论了不同产能对应地层渗透率的界限。对构造裂缝的贡献按照四个层次进行评价。建立了适合库车坳陷致密裂缝性砂岩天然气勘探的储层物性综合评价方案。

致密砂岩储层裂缝型“甜点”的随钻识别方法

致密砂岩储层裂缝型"甜点"的开发存在很大潜力,为了使裂缝型"甜点"的识别和发育程度描述更具及时性而不失准确性,基于分析基质岩石与裂缝型"甜点"区域岩石的物理性质差异,可以通过度量岩石强度不同所导致的可钻性差异来识别裂缝型"甜点",从而提出应用dc指数法对裂缝型"甜点"进行随钻识别,并定义了裂缝发育系数的概念,结合不同裂缝识别方法利用裂缝发育系数对裂缝型"甜点"的发育程度进行描述。将该方法成功运用于库车坳陷白垩系目的层的三口探井,为致密砂岩储层裂缝型"甜点"的及时准确发现与发育程度描述提供了借鉴作用和依据。

三维多分量地震技术在川西新场地区深层致密砂岩裂缝检测中的应用

针对以往利用三维纵波地震资料无法准确预测川西地区深层致密砂岩裂缝,特别是网状发育的规模裂缝系统的难题,在川西地区实施了三维多分量地震勘探。充分利用三维多分量地震纵横波地震属性、方位各向异性以及横波分裂现象估算裂缝发育的方位和密度,较好地解决了川西新场气田须家河组超致密砂岩裂缝网络系统的预测问题,为勘探和开发井位设计提供了可靠依据;同时,形成了针对不同尺度裂缝的预测方法和技术流程。钻探证实,三维多分量地震技术在川西新场地区深层致密砂岩裂缝预测中效果显著,钻井成功率由过去的50%提高到了89%。

裂缝对阳霞凹陷迪北阿合组致密砂岩气藏形成的作用

塔里木盆地阳霞凹陷侏罗系阿合组为大型辫状河三角洲沉积,辫状河道形成的厚层砂体在纵向上交错叠置,横向上交错连片,以低孔、低渗为特征的储集层在空间上大面积分布。野外及岩心观察、镜下鉴定以及成像测井均表明,阿合组砂岩裂缝十分发育,迪北气藏具有典型的裂缝性致密砂岩气藏特征。裂缝的发育对致密砂岩天然气的成藏具有十分重要的控制作用,主要表现为:降低起始充注压力,形成优势充注;形成网络充注通道,提高天然气充注效率;提高致密砂岩渗透率,增加含气饱和度;增加了孔隙空间,扩大了储量规模。

四川盆地新场气田致密砂岩裂缝预测技术研究

四川盆地新场气田三叠系须家河组砂岩气藏是一个致密砂岩裂缝型气藏。储集层的基质孔隙度很低,平均只有3.8%,基质渗透率低于0.3 mD,以裂缝贡献渗透率为主。通过采用新一代三维空间全局寻优离散扫描技术,精确扫描地震轴的产状,分析井上裂缝密度与精细扫描后各种地震几何属性关系,指出利用像素成像属性预测大尺度裂缝、利用曲率属性预测小尺度裂缝是有效的。在裂缝分析基础上找到研究区裂缝发育特点,利用岩性和曲率属性做约束,由井出发预测地震级别的大尺度裂缝和小尺度网状缝的密度。结合构造部位和生产井生产状况,指出在有利储集层圈定前提下,构造高部位的裂缝发育区是有利的勘探开发区。

裂缝型致密气藏和页岩气藏的流一固耦合机制分析

本文通过数值模拟分析了页岩和致密砂岩这两种类型的裂缝型致密气藏的流一固耦合机制和过程。数学模型包括基于达西定律的多相流方程和有关储层流体热物理性质的准确描述。

塔里木盆地超深层油气藏试油与储层改造技术进展及发展方向

近年来,中国石油塔里木油田公司(以下简称塔里木油田)在塔里木盆地超深层油气勘探陆续取得重大突破。这与其超深层试油与储层改造技术的进步是密不可分的,随着超深井的逐渐增多,试油与储层改造技术仍需要持续升级、完善。为此,通过总结塔里木油田试油与储层改造技术的发展历程,系统梳理了其在超深层油气藏试油与储层改造方面取得的主要技术进展,并结合新的勘探开发形势与要求,指出了塔里木盆地超深层油气藏试油与储层改造技术今后一个时期的发展方向。研究结果表明:①塔里木油田已形成了一系列专项技术——超深高温高压气井安全快速测试技术,超深层、高含硫、缝洞型碳酸盐岩气藏完井试油一体化技术,超深层缝洞型碳酸盐岩储层深度改造技术,以及超深层、高温高压裂缝性致密砂岩气藏储层缝网改造技术,支撑了该盆地超深层油气藏的陆续勘探突破和持续高效开发;②随着油气勘探开发深度领域迈向9000 m,储层地质条件更加复杂,完井试油与储层改造技术面临着新的技术难题;③今后将围绕“可靠、安全、高效”的目标进行试油完井工具和工艺的持续升级和改进,需要不断完善储层改造地质工程一体化设计、改造工作液和材料以及耐高温高压工具和装备,以支撑精细化缝网体积改造;④新形势下,为了满足井完整性的要求,需要完善相关配套技术,同时建立套管磨损评价与地面管汇剩余寿命检测方法,以保障试油和储层改造工艺的顺利实施。结论认为,该研究成果可以为国内外超深层油气藏的安全高效建井与提产提供借鉴。

深层裂缝性致密碎屑岩气藏高效储渗区识别——以川西新场气田上三叠统须家河组气藏为例

四川盆地西部深层上三叠统须家河组须二段致密碎屑岩气藏非均质性极强,准确预测规模裂缝网络与相对优质储层叠加形成的高效储渗区分布规律是勘探开发钻井获得高产稳产井的技术关键。以三维三分量地震勘探资料为基础,通过高效储渗区储层测井及波阻抗特征、地震响应特征对比分析、模型正演验证等方法,建立"杂乱弱反射"地震暗点高效储渗区识别模式,划分出PP波/PS波"单弱"及"双弱"2种暗点类型,解剖了其地质及地球物理成因机理,提出"双弱"模式为最优类型。利用对杂乱弱反射的吸收增强处理及像素成像暗点可视化刻画等技术手段,预测出了高效储渗区。

断层对致密砂岩气藏甜点区的控制作用——以四川盆地中部蓬莱地区须二段气藏为例

四川盆地中部上三叠统须家河组为大面积、低丰度致密砂岩气藏,天然气储量规模大、开采难度大、开发效益低,如何预测和精细刻画甜点区已成为提高气藏开发效益急需解决的技术难题。为此,以川中蓬莱地区须二段气藏为例,在总结储层特征和气井产能地质控制因素的基础上,明确了3种类型断层的地质特征和地震响应特征,研究了3种类型断层对储层甜点区的控制作用,并结合地震处理成果精细刻画了蓬莱地区须二段储层甜点区,同时分析了该成果的应用效果和前景。研究结果表明:①蓬莱地区须二段储层为低孔隙度、特低渗透率的致密砂岩储层,基质砂岩储渗品质差,断层伴生的裂缝是获得天然气高产的关键因素;②须家河组发育北西向逆断层,主要形成于燕山期,叠加定型于喜马拉雅期;③须二段断层向下均消失于雷口坡组,根据向上消失层位划分出3种类型,3类断层控藏效果差异显著;④Ⅰ类断层向上消失于主力产层段须二3亚段,对致密砂岩改造效果明显优于其他两类,伴生的裂缝发育异常带宽度介于几百米至几千米,其控制的须二3亚段成藏系统中源、储、盖等成藏要素搭配最佳,控制油气的富集高产;⑤断层控制裂缝发育带在常规地震剖面上呈现为大范围波形杂乱、错断等变异特征;⑥Ⅰ类断层控制储渗体甜点区17个,面积32.96 km^2,估算天然气地质储量为82.4×10^8 m^3。结论认为,该研究成果为蓬莱地区须二段气藏下一步的井位部署提供了支撑,具有较好的应用前景。

地质工程一体化在应力敏感型致密储层产能预测中的应用——以库车西部某区块为例

应用岩石力学相关的理论及先进的技术方法,针对库车西部致密储层开发生产过程中观察到的应力敏感性现象进行分析和模拟,指出其实质是渗流场、地应力场、裂缝状态在生产时的复杂变化以及相互影响。为分析三者之间的相互作用及其对产能的影响,基于地质工程一体化的理念,对气藏系统、力学系统、裂缝系统进行多学科数据耦合的数值模拟。以1号区块某气井为例,首先从多个学科对现有资料进行分析,分别建立了可靠的三维气藏模型、三维岩石力学模型以及三维离散裂缝网络;再通过物理和数值实验确定模型间的耦合参数,即应力—渗透率关系和应力—裂缝开度关系;最后通过耦合数值模拟,研究了设计开发方案下的地应力、地层压力、渗流随空间和时间的变化,并与未考虑应力敏感性的模拟结果进行了对比。结果表明,应力敏感储层的渗透率和裂缝导流能力随着开发过程有着非常明显的降低;应力敏感性对产能的影响近似满足初期较大、中期有所减小、长期又变大的规律;当应力敏感性存在时,稳产时间和总产出率均大幅下降。研究还表明,过高的生产压差可能导致渗透率下降过快,造成永久性的损伤,反而成为提产的不利因素,因此合理选取生产压差非常重要。

“膨胀力”作用下致密砂岩储层石油运聚特征

在致密油成藏动力已有认识的基础上,从力的性质和作用效果的角度,对比分析了推动石油在致密储层中运移的"膨胀力"与常规储层情况下浮力之间的区别。论述了在"膨胀力"作用下,石油在理想致密砂岩模型中的运移模式、运移距离及致密油藏扩张规律。基于以上认识并结合实例,建立模型从动力学的角度分析了致密砂岩中隔、夹层及裂缝对石油运移富集的影响。分析认为:由于致密油与常规储层油藏在运移动力及运移模式上的差别,致密砂岩中隔、夹层将会在一定程度上阻碍石油的运移,造成成藏上物性较好的"空白带";在致密砂岩裂缝型油藏中,与裂缝直接接触物性较好的砂体是最具可能性的石油聚集区带。

中坝气田须二气藏致密砂岩储层特征及开发潜力再认识

中坝气田致密砂岩气藏受构造、裂缝因素控制,属于裂缝—孔隙型气藏。在分析储层基本特征的基础上,重点探讨了裂缝的控制因素,旨在弄清裂缝分布对储层的影响,预测剩余气分布区域。储层岩性致密时,以浅灰—灰色细—中粒岩屑长石石英砂岩为主。岩心分析孔隙度、渗透率平均分别约为6.29%、0.19×10^-3μm^2,属于低孔—低—特低渗储层,裂缝和次生溶孔是储层发育的关键。基于此,采用构造曲率法以及岩石力学实验两种方法对裂缝展开了研究,结果表明:面上裂缝主要沿构造轴线发育,并靠近东南翼弧突及北鞍部的枢纽带,岩性与裂缝关系密切。结合气藏数值模拟结果,对气藏开发潜力进行了分析,为下一步开发调整方案提供了一定的依据。

吐哈盆地J7H井侏罗系致密砂岩地质工程一体化压裂改造实践

吐哈盆地台北凹陷烃源岩成熟度高,下侏罗三工河组储层砂体发育,在埋深大于5 000 m的凹陷负向构造区仍然发育有效储层,具备形成源内大面积致密砂岩油气藏的地质基础。前期勘探实践证明,三工河组深层致密砂岩油气藏直井常规改造能发现油气层,但试采递减快,累计产量低,影响对该领域的勘探潜力评价认识。2021年按照“进源、进凹、水平井大型压裂”的技术思路,通过地质工程一体化结合,采用“测井精细识别油气层、钻探超深层水平井、差异化分段、细分切割压裂改造”等技术手段,在凹陷区部署的J7H水平井压裂获得最高日产天然气53 076 m^(3),日产油40.7 m^(3)的高产工业油气流,自喷生产200 d以上,产量保持稳定。该井的成功实现了吐哈盆地由正向二级构造带向下洼勘探的历史性成功转变,拉开了凹陷区大型岩性油气藏勘探的序幕。

宽方位AVA裂缝检测技术应用研究

P波在各向异性介质中平行或垂直裂缝传播时具有振幅随方位角变化的特性,因此可以利用这一特性,对地震反射资料的振幅变化进行处理研究,从而预测储层裂缝。采集宽方位资料并采用AVA技术可达到这一目的,但需要做好预处理,如去噪、振幅补偿、地表一致性、高阶动校、叠前深度偏移等,以获得保持相对振幅的动校正数据。然后按AVA处理流程获得裂缝预测资料,关键步骤是宏面元组合。文章对川西坳陷FG地区上三叠统须家河组致密砂岩裂缝—孔隙型储层作了实际处理研究,获得估算的裂缝方位和密度,并与构造特征和钻井结果进行比较,二者基本一致,证明方法是有实际应用价值的。

中坝气田须二段气藏裂缝分级评价方法

中坝气田须二段气藏为裂缝—孔隙型致密砂岩老气藏,经历了50多年的勘探开发,截止到目前累计产油气量已接近当初的探明储量,但生产动态资料证实气藏仍有潜力可挖。裂缝作为其主要的流通通道,一方面对储层的储集性能和油气藏的产能贡献巨大,但同时裂缝也是水淹或水驱的重要通道。因此对该气藏裂缝发育级别的重新评价对于开发方案的调整及剩余储量挖潜具有十分重要的意义。充分利用表征裂缝发育的测井信息、岩石力学参数及构造曲率等多维数据集,运用AdaBoost算法模型对裂缝进行分级评价实验。结果表明:该算法与KNN算法、LR算法、支持向量机和RF等传统算法相比精度更高;基于该分类结果的气藏裂缝发育级别平面分布与气藏生产动态资料吻合。研究成果为老气藏裂缝发育级别的分级评价提供了一种新思路。