致密砾岩储层与CO_(2)作用机理及控制因素实验研究

新疆油田530井区克下组致密砾岩储层具有复杂的复模态孔隙结构,富含火山凝灰岩,铁质含量高,目前CO_(2)驱矿场试验效果难预测。以该储层为研究对象,利用铸体薄片、矿物组分、元素分析、离子浓度分析、核磁共振等手段,通过室内实验,对比了岩石碎块、岩石粉末、岩心段塞与CO_(2)反应前后矿物组分、孔隙结构、流体离子浓度等参数的变化,并从岩石矿物组分、粒径、物性及孔隙结构和反应时间等方面对反应控制因素进行探讨。研究结果表明:CO_(2)的注入对储层的影响整体较小。矿物组分的变化表现为石英、黏土矿物相对含量增加,长石、碳酸盐矿物相对含量减少,以及铁质矿物溶解后再次沉淀;元素和孔隙结构变化较小,孔隙度平均变化小于0.5%;液相中Ca^(2+)和Mg^(2+)质量浓度变化相对较大,新增的Al^(3+),Fe^(3+),Si^(4+)等质量浓度变化较小。CO_(2)与储层岩石间相互作用机理为长石、方解石的溶蚀以及铁质矿物的先溶蚀后沉淀。储层岩石方解石含量越高,反应后孔隙结构变化越大;反应后Ⅱ类储层孔隙结构变化大于Ⅲ类储层;岩石粉末反应速率强于岩石碎块;随时间的推移,反应在0~7 d内达到平衡,期间以溶蚀作用为主,反应在7~30 d内各组分变化较小,存在Al(OH)_(3)和Fe(OH)_(3)的沉淀作用。

四川盆地剑阁地区须家河组致密砾岩储层裂缝特征及对天然气产能的影响

天然裂缝是致密砾岩储层重要的储集空间和主要的渗流通道,影响致密天然气的成藏、富集及单井产能。利用地表相似露头、岩心、薄片、测井和生产资料,在研究四川盆地剑阁地区须家河组致密砾岩储层天然裂缝类型和发育特征的基础上,分析并阐明了天然裂缝对天然气产能的影响。四川盆地剑阁地区须家河组致密砾岩储层发育穿砾缝、砾内缝和砾缘缝,从地质成因上,穿砾缝为构造裂缝,砾内缝包括构造、构造-成岩和母岩裂缝,砾缘缝为构造-成岩裂缝。其中穿砾缝的面密度、孔隙度和渗透率最大,其次为砾内缝,砾缘缝相对较小,穿砾缝对致密砾岩储层贡献更大,更有利于天然气富集高产。裂缝发育程度与产气量呈正相关,裂缝密度越大,产气量越高。在近东西(EW)向至NWW-SEE向现今地应力作用下,不同方向裂缝对天然气产能的贡献存在差异,其中近EW向裂缝地下开度相对较大,连通性好,对天然气产能贡献最大;其次为近NS和NW-SE向裂缝,NE-SW向裂缝对天然气产能的贡献较小。

致密砾岩储层微观裂缝特征及对储层的贡献

根据微观薄片分析,结合岩芯资料、地表露头以及实验分析,对川西前陆盆地北部九龙山地区致密砾岩储层微观裂缝的成因类型与特征、形成序列、有效裂缝的控制因素以及微观裂缝对储层的贡献进行了探讨。研究结果表明,珍珠冲组致密砾岩储层微观裂缝可以分为穿砾缝、砾缘缝和砾内缝3种类型。微观裂缝以构造成因为主,还有成岩成因微裂缝和原生微裂缝。微观裂缝的充填程度较弱,绝大多数微观裂缝都属于有效裂缝。微观裂缝的有效性主要受裂缝的形成时间、后期溶蚀作用以及异常高压流体等因素的影响。微观裂缝的平均开度为11.0μm,平均面密度为0.85 cm/cm2,反映研究区微观裂缝十分发育。微观裂缝的平均孔隙度为0.78%,占储层总孔隙度的22.9%,平均渗透率为3.18 m D,说明微观裂缝是该区致密砾岩储层重要的储集空间。

九龙山气田珍珠冲组致密砾岩储层裂缝特征及意义

九龙山气田下侏罗统珍珠冲组致密砾岩储层裂缝极为发育。根据野外露头及岩心测试分析结果,将裂缝分为低角度缝、斜交缝和高角度缝3种类型,其中低角度缝最为发育;砾岩中石英岩砾石含量越高、砾石砾径越大、含裂缝砾石所占比例越高,裂缝越发育。全直径样品孔隙度主要分布在2%~4.5%之间、裂缝扩溶孔隙度在2%以上,渗透率主要分布在(1~100)×10^(-3)μm^(2)之间、比小柱塞样品渗透率高出3~5个数量级;裂缝发育程度与储层渗透率及单井日产气量呈正相关关系,表明裂缝的发育程度对于改善储层储集性和渗透能力、控制气井产量具有重要意义。

准噶尔盆地致密砾岩储层特征及“甜点”预测——以中佳地区佳木河组二段一砂组储层为例

准噶尔盆地西北缘中佳地区佳木河组二段一砂组致密砾岩储层厚度大,分布范围广,试油气结果不理想,储层“甜点”区分布规律不清。基于录测井、分析化验以及叠前三维地震等多种资料,建立地质“甜点”与工程“甜点”判别参数,揭示“甜点”特征与采气能力相关关系,优选“甜点”表征参数,进行储层“甜点”预测及评价。研究结果表明:中佳地区佳木河组二段一砂组储层为低孔隙度、特低渗透率的致密砾岩储层,渗流条件整体偏差。致密砾岩储层脆性指数普遍大于60%,储层可压性好,更容易获得高产。“甜点”区储层具有低伽马值、高电阻率、低密度、低中子孔隙度、高声波时差值、较高孔渗,高含气饱和度,低纵横波速度比、低波阻抗以及脆性指数值较高的特征。依据储层综合评价分类特征结合纵横波速度比、孔隙度及脆性指数参数反演结果识别刻画2类“甜点”区分布范围,其中Ⅰ类“甜点”区分布在扇三角洲内前缘相带中的中佳7—新光1井区,总面积达50 km^(2);Ⅱ类“甜点”区主要分布于中佳7—新光1井区外围区,面积达48 km^(2)。部署在Ⅰ类“甜点”区的ZJHW201井获得日产70×10^(4) m^(3)高产气流,推动了准噶尔盆地二叠系厚层致密砾岩气藏的勘探开发,对进一步助推新疆油田天然气业务加快发展具有重要意义。

准噶尔盆地玛湖地区深层致密砾岩储层发育特征及成因

为明确准噶尔盆地玛湖地区深层致密砾岩储层发育规律及主要成因,利用已钻深井各项资料和数据对其进行系统研究,确定了储层的基本特征和有效储层成因。结果表明:储层以细砾岩和中细砾岩为主,属扇三角洲分流河道砾岩;储层为典型低—特低孔、渗深层致密砾岩储层;砾石成分主要为凝灰岩和中酸性火山熔岩构成的火山岩,胶结物主要为浊沸石和方解石;经历了压实、胶结和溶蚀3类成岩作用,前两者兼具破坏和建设双重作用,而溶蚀作用的结果是普遍发育由沸石类、碳酸盐类胶结物和泥质杂基溶蚀形成的粒间溶孔及长石和暗色矿物溶蚀形成的粒内溶孔构成的次生孔隙富集带;与中浅层不同,储集空间由次生孔隙和裂缝双重介质构成;有效储层成因主要为岩石成分、溶蚀作用、裂缝系统和异常高压:岩石成分是内因,提供充足物质基础;而溶蚀作用、裂缝系统和异常高压是外因,溶蚀作用形成次生孔隙富集带,裂缝系统提升储层渗流能力,异常高压实现孔隙的有效保持和增加。4个因素共同控制深层致密砾岩相对优质储层的形成与分布。

玛湖凹陷致密砾岩低电阻率油层成因机理与识别方法

为解决常规测井方法难以有效识别致密砾岩低电阻率油层的难题,利用玛湖凹陷油藏地质、岩石物理实验分析、测井、试油等资料,开展从宏观到微观的低电阻率油藏成因、主控因素及储盖融合的油层识别方法研究。研究结果表明,玛湖凹陷目的层沉积环境以扇三角洲前缘砂质碎屑流为主,储层分选差,黏土含量高,黏土类型主要为伊蒙混层,伊蒙混层具有很强的阳离子交换量。由于泥岩的欠压实性形成超压油藏,地层超压改善储层孔隙结构,发育微细裂缝,地层超压形成的微细裂缝会增强地层的导电能力。因此,黏土类型为伊蒙混层、黏土含量高、地层超压是形成研究区低电阻率油层的主要因素。基于储盖测井响应特征机理,提出储盖融合的超压物性指数、电阻率消减率识别致密砾岩低电阻率油层的新方法。研究成果为玛湖凹陷致密砾岩低电阻率油层的测井识别及勘探评价提供理论基础,该方法可应用于试油选层,助力油田高效勘探。

致密砂砾岩储层孔隙结构影响因素及定量评价——以玛湖凹陷玛131井区三叠系百口泉组为例

为了探索致密砂砾岩储层孔隙结构定量评价方法,并为油田的高效开发提供有效手段,以玛湖凹陷玛131井区三叠系百口泉组致密砂砾岩储层为研究对象,根据铸体薄片、扫描电镜、压汞和核磁共振等资料,分析了砂砾岩的孔隙结构及其影响因素。基于孔隙结构评价特征参数(孔喉半径均值、饱和中值压力、变异系数、排驱压力、核磁大孔比率、T_2几何均值)与储层品质因子(孔隙结构定量表征参数)的统计关系,探讨砂砾岩储层孔隙结构定量评价方法,建立了常规测井曲线连续表征储层品质因子计算模型,其计算结果与实验和油井测试结果相一致,从而实现了对玛131井区百口泉组地层条件下储层品质因子的连续、定量表征。该方法和研究结果可为玛湖凹陷及其类似地区储层孔隙结构定量评价提供参考。

试油数据在估算致密砂砾岩储层渗透率中的应用

利用试油数据估算渗透率是致密砂砾岩储层渗透性评价的新途径。试油、试井数据均能综合反映储层流体流动能力,其中由试井测得的试井流体系数本身就是渗透率的函数,但试井作业周期长、费用高,而试油资料较易获取。文中基于压裂试油获取的累计产液量、入井压裂液总量、压力等参数,构建了试油物性指数,进而开展试油物性指数与试井流动系数对比分析。结果显示:研究区试油物性指数和试井流动系数有较好的相关性,可以通过试油资料计算试井流动系数;根据试井流动系数理论计算公式,建立了以试油资料为基础的渗透率计算式,以达到渗透率估算的目的。经验证,利用该公式估算的致密砂砾岩储层渗透率与生产数据吻合较好。

断陷盆地致密砂砾岩储层成岩相分析:以松辽盆地北部徐家围子断陷沙河子组为例

在岩芯观察的基础上,利用普通薄片、铸体薄片和黏土矿物含量等实验分析结果及镜下扫描照片,对松辽盆地北部徐家围子断陷沙河子组致密砂砾岩储层的岩石特征、物性特征、矿物成分、成岩作用以及所处成岩阶段和成岩演化序列进行了研究。结果表明:沙河子组致密砂砾岩储层经历压实、胶结、溶蚀及交代等成岩作用,现今正处于中成岩B期及晚成岩阶段。根据成岩作用类型和强度,成岩矿物及其对储层物性的影响,结合测井分析,将储层划分为强压实钙质胶结相、强压实黏土胶结相、中压实弱溶蚀相及中压实强溶蚀相4种组合成岩相。选取声波时差、电阻率和自然伽马等常规测井曲线,通过岩芯刻度测井归纳了4类成岩相测井响应特征,并采用主成分分析法明确22口井纵向成岩相展布特征,总结归纳出沙河子组致密储层以强压实钙质胶结相为主,有利相为中压实强溶蚀相和中压实弱溶蚀相,且主要分布在断陷两侧。

东营凹陷胜坨地区沙四上亚段浊积扇致密砂砾岩储层孔隙演化

利用钻井岩心、铸体薄片、扫描电镜、物性分析、包裹体测温等资料,结合盆地埋藏演化史,研究东营凹陷胜坨地区沙四上亚段浊积扇致密砂砾岩储层成岩作用及孔隙度演化过程。结果表明:研究区沙四上亚段浊积扇致密砂砾岩储层现今孔隙度为8.75%,发育压实作用、胶结作用、溶蚀作用及两期油气充注;典型成岩-油气充注序列表现为早期绿泥石胶结-早期油气充注-早期溶蚀作用-石英次生加大/自生石英-压实作用-黏土胶结-方解石胶结-白云石胶结-晚期油气充注-石英溶蚀-晚期溶蚀作用-晚期黄铁矿胶结,储层成岩阶段达到中成岩B期;恢复储层原始孔隙度为34.53%,压实作用减孔率达到72%,各期胶结作用持续降低孔隙度,溶蚀作用调整和保存孔隙,浊积扇砂砾岩储层经历早期成藏-致密-边成藏边致密的过程。该研究结果可为东营凹陷致密储层的研究提供参考。

断陷湖盆致密砂砾岩储层成岩作用与物性演化——以松辽盆地徐家围子断陷为例

为了明确成岩作用对砂砾岩储层演化的影响,通过铸体薄片、扫描电镜、X衍射分析、阴极发光、流体包裹体分析等,在明确成岩作用的性质和成岩演化序列的基础上,定量恢复了不同成岩作用对储层孔隙的影响。结果表明:沙河子组砂砾岩中两期石英次生加大分别与火山物质伊利石化和长石溶蚀相关,两期碳酸盐胶结物的形成过程表现为矿物溶解与沉淀基本平衡,指示下白垩统沙河子组致密砂岩的成岩作用主要为封闭系统。砂砾岩储层演化主要受早期压实作用、中期溶蚀作用和晚期胶结作用控制,压实作用减孔24.7%,溶蚀作用增加孔隙4.7%,胶结作用减孔4.8%。晚期碳酸岩胶结物充填溶蚀孔隙和残余粒间孔是导致储层致密的直接因素。

频谱分解技术在深层致密砾岩气藏检测中的应用

徐家围子营四段气藏是陆相断陷湖盆形成的深层致密砾岩气藏,具有低孔渗、厚度变化大、强非均质性等特点。该区共有96口井钻通营四段,有21口井在营四段试气,发现含气层段频谱中频率均有降低现象。据此,本文采用频谱分解技术对营四段砾岩进行了含气性检测;进而对频谱道集衰减特征进行分类,拟合出的衰减角度与产气量之间呈正相关关系。利用该方法对徐家围子营四段无井区进行了含气性检测,预测的有利储层分布范围符合断陷盆地断裂控制气藏分布规律,且与溶蚀孔隙发育带分布范围相吻合。

致密砂砾岩储层裂缝预测方法及应用

裂缝是致密、低渗透油气藏的重要储集空间与运移通道。准噶尔盆地腹部D井区二叠系属于致密砂岩油藏,针对致密砂岩储层裂缝分布非均质性强、难以预测的问题,开展了致密砂砾岩裂缝分布预测研究,并提出了井震结合的地震属性裂缝预测方法。该方法首先利用成像测井解释成果得到的储层段裂缝孔隙度,然后用平均孔隙度与方差、倾角等叠后地震属性预测的裂缝分布结果进行交会,分别确定出这些属性的有效范围,再将有效范围内的属性值进行融合得到叠后大尺度裂缝分布特征;采用叠前分方位CRP道集计算频率衰减属性进行小尺度裂缝预测,并将预测结果与成像测井裂缝孔隙度进行交会得到小尺度裂缝分布;最后融合两种预测结果,得到储层裂缝综合预测结果。

差异性沉积—成岩演化过程对砂砾岩储层致密化的影响——以准噶尔盆地东部二叠系上乌尔禾组为例

为研究差异性沉积—成岩演化对准噶尔盆地东部砂砾岩储层致密化的影响,明确沉积—成岩作用影响下砂砾岩储层的差异性致密化过程,通过铸体薄片、扫描电镜、阴极发光、全岩及自生黏土矿物X射线衍射、图像孔喉、实测物性、岩屑录井、测井成像等资料,对准噶尔盆地东部东道海子凹陷与白家海凸起二叠系上乌尔禾组进行分析,认为受差异性沉积—成岩演化影响,凹陷带上乌尔禾组有利储层主要位于裂缝发育地带的相对高渗区,凸起带上乌尔禾组有利储层主要位于高孔隙发育地带的相对高渗区.研究结果表明:沉积作用导致的结构成熟度是决定储层致密化程度的基础条件,压实与胶结作用分别是增强储层致密化的主要与次要因素,溶蚀作用与构造裂缝在一定程度上降低了储层的致密化程度.由于沉积—构造运动—成岩—孔隙演化过程的不同,凹陷带与凸起带上乌尔禾组储层致密化过程具有一定差异.凹陷带离物源较近,以连续沉降为主,现今埋藏较深,储层经历了低初始孔隙度→强-中等压实减孔→中等-强胶结减孔→强-中等溶蚀增孔的致密化过程,成岩阶段达中成岩A亚期,致密化程度较高,孔隙度从最初的36.6%减少到现今的7.5%.凸起带离物源较远,具有多期抬升的特点,现今埋藏较浅,经历了高初始孔隙度→中等压实减孔→中等-强胶结减孔→中等-弱溶蚀增孔的致密化过程,成岩阶段达中成岩A亚期,致密化程度较低,孔隙度从最初的40.3%减少到现今的10.7%.相比较凸起带,凹陷带储层初始孔隙度较低、压实与溶蚀作用较强、成岩阶段较晚,储层较为致密,但构造运动产生的构造裂缝降低了其致密化程度.

基于无效导电孔隙概念的致密砂砾岩有效介质导电模型

致密砂砾岩储集层饱和度评价一直是测井领域面临的难题之一,这是由于致密砂砾岩储层分选差、孔隙结构复杂、孔渗非常低造成的,因此,有必要建立一种能描述致密砂砾岩储层导电规律的电阻率模型.本文针对复杂孔隙结构的致密砂砾岩储层存在一定的对岩石导电性几乎无贡献的孔隙,以及虽然这种无效导电孔隙度很小,但其对致密砂砾岩导电性的影响是不能忽略的,引入无效导电孔隙度概念,将研究区砂砾岩储层孔隙划分为无效导电孔隙和有效导电孔隙两部分,利用有效介质对称导电理论建立了致密砂砾岩储层电阻率模型,并从理论上分析了无效导电孔隙度变化对建立的导电模型的影响.利用全直径致密砂砾岩岩样的岩电实验数据,采用最优化方法确定了导电模型参数和该区致密砂砾岩储层无效导电孔隙度值.通过对导电模型进行实验数据拟合,表明本文给出的模型能描述致密砂砾岩储层的岩石导电规律;通过对比导电模型的处理结果与试油结论,表明本文建立的模型适用于致密砂砾岩储层的饱和度解释.

径向钻孔技术在大民屯低渗透油藏的应用

随着油气田开发进入中后期,低渗透甚至特低渗油藏在油气田开发中的地位日趋重要。辽河油田大民屯沙四段致密砂砾岩储层物性较差,平均孔隙度为9.8%、平均渗透率仅0.5m D。储层微观孔隙以粒间孔、溶蚀孔为主,且孔隙结构以细—微细喉道不均匀为主,易受钻井泥浆污染堵塞孔喉,同时存在储层改造破裂压力梯度高、有效率低等问题,严重制约了单井产能。结合区域储层特性,引进了径向钻孔技术。通过建立该地区油藏数值模拟地质模型,研究分析不同钻孔角度以及钻孔长度下对储层渗流场、压裂人工裂缝、油水驱替等的影响。研究发现,在180°钻孔角度和一定钻孔长度下,储层改造可形成多条裂缝,改善地层渗流能力,从而大大提高人工裂缝的控制范围和泄油面积。该技术在本区块共实施3井次,对比常规射孔压裂,单井产能提高幅度较大。