岩石塑性对超深储层裂缝闭合的影响研究

为了分析岩石塑性对生产过程中裂缝闭合的影响,在Herz接触模型基础上,采用Drucker-Prager屈服准则,建立了弹塑性裂缝闭合模型,分析了不同地应力和岩石塑性参数对裂缝闭合行为的影响。结果表明:弹性模量、硬化参数和粘聚力是影响塑性裂缝闭合的关键因素。粘聚力越大,初始屈服应力就越大。硬化参数与弹性模量的比值越大,后继屈服应力越大,裂缝闭合塑性效应越弱。另外,地应力对裂缝闭合也有较大的影响,在裂缝面法向上的正应力越大,裂缝闭合塑性效应系数越高。

基于大型低频可控震源的超深储层广角反射采集技术

随着超深储层的油气勘探力度不断加大,针对复杂的表层结构和地下地质构造地区,常规地震勘探方法难以获取信噪比较高的有效反射信息,地震资料成像效果差,地震剖面难以清楚刻画工区的地质构造。因此,基于大型低频可控震源激发技术,根据野外采集要求,结合地质任务,选择采用高密度二维广角反射地震观测系统进行地震资料采集,通过广角地震波数值模拟和野外试验工作,优选出适合本工区的野外采集参数。研究结果表明,基于大型低频可控震源的超深储层广角反射采集技术,能够获得较强能量的远偏移距处的弱反射地震信号,特别是深层的低频信息,有效地提高了地震资料信噪比。相对于常规地震叠加剖面,广角反射地震叠加剖面品质得到明显改善,同相轴连续,构造部位清晰可见,地震成像效果良好。野外生产实践证明,广角反射地震勘探技术对超深层油气勘探具有重要的应用价值。

塔里木盆地顺1走滑断裂带超深储层油气充注历史

顺北地区是近期塔里木盆地超深层油气勘探获得重大突破的领域。通过顺北地区奥陶系一间房组储层原油和天然气地化特征对比,并结合荧光颜色和显微荧光光谱参数分析,认为顺北地区奥陶系经历了多期油气充注,且早期充注原油遭受一定程度的生物降解,而天然气为原油伴生气。利用类异戊二烯烃、生物标志化合物和原油轻烃对顺北地区和顺南地区原油进行对比,发现顺北地区油气来源与顺南地区一样来自于寒武系玉尔吐斯组烃源岩,通过断穿寒武系的断层向上运移至奥陶系储集层。对顺北地区采集样品进行流体包裹体测试、冷阴极发光、荧光观察等系统分析,结果表明顺北地区发生了“五幕三期”油充注和一期天然气充注,第一期为加里东晚期,第二期为海西晚期,第三期为喜马拉雅晚期,而天然气充注发生在喜马拉雅晚期。

超深碳酸盐岩储层岩石三轴压缩实验与数值模拟研究

为了研究超深碳酸盐岩储层的岩石力学特性,文中以取自埋深约8350 m的顺北油气田奥陶系储层碳酸盐岩真实岩样为研究对象,按热处理与无热处理,在110 MPa围压范围内进行三轴压缩实验,从而得到高围压下的岩石力学特性。实验结果表明:高围压下,岩石表现强烈的塑性流动,加热处理会使得岩石强度降低,但随着围压等级的升高,不同温度下的岩石峰值应力又趋于一致。基于Drucker-Prager屈服准则,发展了塑性硬化参数与等效塑性应变之间的关系,对2种温度下的岩石三轴压缩实验进行数值模拟,结果很好地再现了三轴压缩应力-应变曲线。作为拓展应用,采用所建立的弹塑性本构对单条裂缝压裂过程进行模拟,发现在本岩样所在的储层条件下,压裂过程中的裂缝扩展不受岩石塑性的影响,这一点与裂缝闭合过程完全不同,这为目标储层压裂改造提供了有意义的借鉴。

超深碳酸盐岩油气储层岩石弹性性质高温高压超声实验研究

面向超深碳酸盐岩油气勘探开发中储层精细地震刻画问题,研发了高温(200℃)、高压(200 MPa)岩石弹性性质超声测量系统.收集塔里木盆地9块奥陶系超深碳酸岩储层岩石样品,通过高温高压条件下超声纵、横波速度测量发现,在围压保持69.0 MPa不变的情况下,当温度从25℃上升到200℃时,干岩石样品的纵、横波速度以及体积模量与剪切模量随着温度的升高而下降,纵波速度与体积模量最大降幅分别达到3.54%和7.54%,横波速度与剪切模量最大降幅分别达到4.57%和8.93%;在温度保持200℃不变情况下,当围压从69.0 MPa上升到137.9 MPa时,干岩石样品的纵、横波速度以及体积模量与剪切模量随着围压的升高而升高,纵波速度与体积模量最大升幅分别达到1.78%和3.39%,横波速度与剪切模量最大升幅分别达到1.95%和5.26%.在超深碳酸盐岩油气储层环境下,温度对碳酸盐岩岩石骨架弹性性质的影响可能超过围压对岩石骨架弹性性质的影响.岩石样品温度与围压循环实验表明,干岩石弹性性质与温度以及围压的变化关系不具可逆性,碳酸盐岩岩石样品弹性模量与温度之间总体上存在线性关系,其截距与斜率由碳酸盐岩岩石中方解石的含量控制.

库车坳陷博孜X区块超深储层有效裂缝分布规律及对天然气产能的影响

为明确库车坳陷超深致密砂岩储层有效裂缝分布特征,基于古应力产生裂缝、现今应力影响裂缝有效性的原理,根据岩心资料和成像测井数据查明裂缝力学性质并拾取裂缝参数,通过构造恢复反演等效古应力、有限元方法预测现今应力场,并结合DFN离散裂缝网格建模,对库车坳陷克拉苏构造带博孜X区块超深致密砂岩储层裂缝进行预测.结果表明,博孜X气藏构造裂缝以未充填‒半充填的高角度剪切缝为主,局部发育小规模的张性裂缝,大多数裂缝形成于喜马拉雅晚期的快速强烈挤压作用;博孜地区地应力场从白垩纪到新近纪,随着北部力源传导的持续往南推进,应力高值呈现由北向南迁移的特点;博孜X气藏构造裂缝发育分布的非均质性极强,在北东部位的X104井区发育程度高,在南西部位的X103井区周围密度低,现今地应力对裂缝有效性影响显著,进而影响气井产能.博孜X区块裂缝形成受断层和褶皱共同控制,单从构造特征难以准确预测裂缝分布,而通过地质力学原理和方法预测裂缝具有较好的吻合度.在超深层储层,不能只通过孔隙度、储层厚度等因素来评价并预测气井产能的高低.

塔里木盆地超深致密砂岩气藏储层流体敏感性评价

明确储层流体敏感性及其评价方法对优选入井工作液体系和性能至关重要。超深致密砂岩气藏储层流体敏感性受矿物组成、孔喉特征及高温流体环境等因素的影响,目前行业常用的评价方法已不再适用。以塔里木盆地超深致密砂岩气藏为研究对象,提出了改进的稳态流体敏感性实验评价方法,包括实验全过程模拟地层温度、出口端预加高回压等,并选取12块具有代表性的超深致密砂岩基块样品开展了水敏、盐敏和碱敏实验评价。结果表明:储层基块水敏指数0.41~0.52,盐敏指数0.72~0.73,碱敏指数0.83~0.92。数据对比显示本方法获得的流体敏感性损害程度强于以往室温条件下获得的评价结果,与矿场数据契合度更高。分析认为改进的评价方法能更好地反映储层实际情况,降低实验误差;细微孔喉及发育的粘土矿物是产生流体敏感性的内因;高温条件增大矿物表面水膜厚度、降低有效渗流通道半径,加剧粘土矿物水化膨胀、促进地层微粒分散/运移,加速矿物溶解/沉淀是加剧超深致密砂岩储层流体敏感程度的主要机制。

塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带大北地区超深储层裂缝特征及其对储层控制作用

综合采用岩心描述、薄片观察及成像测井解释等方法,多尺度定量表征了库车坳陷大北气藏白垩系巴什基奇克组裂缝特征,对裂缝的线密度、规模、视倾角等参数特征及其在平面上和剖面上的变化规律进行了系统研究。在垂向上,裂缝的线密度上低、下高,规模上大、下小,视倾角同样上大、下小;在平面上,裂缝线密度翼部高、核部低,视倾角翼部低、核部高。研究区发育四大类组合方式的构造裂缝,包括雁列型、伴生型、错断型和破碎带型,各类构造裂缝在断背斜尺度上的分布存在差异。其中,前3种类型在垂向上主要分布在目的层中上部,平面上则位于断背斜核部;第4种一般纵向上位于目的层下部,平面上位于背斜翼部等。不同规模的构造裂缝对储层均有沟通孔隙、增强溶蚀和改善物性的作用,进一步改善了储层产能。在4类裂缝组合方式中,第4种组合对储层的改善较弱;而前3种组合的储层物性则相对好,是相对有利区。

陇东超深致密气储层改造技术研究

针对常规压裂工艺无法满足陇东深层致密气开发需求,以"提高单井产量"为目标,评价产能主控因素、建立物性参数分类标准、形成高排量混合水压裂工艺研究(包括小粒径支撑剂优选、多级段塞加砂工艺优化、降低破压措施研究)、研发深井耐高温、低摩阻压裂液体系,形成一套超深层致密气体积压裂技术,使得陇东超深致密气储层单井产量大幅度提升。

库车山前超深巨厚储层缝网改造有效性评估

库车山前克深气田以白垩系巴什基奇克组为主力产层,最深探井已超8000m,储层压力达150MPa,最高温度为190℃,厚度为100~300m,极端工况条件及井控风险限制了改造后的测试手段。因此,对于该类储层能否实现体积改造及如何评估是否实现了体积改造,需要在现有技术手段下给出明确认识。通过总结库车山前超深层常用的缝网改造技术,基于影响储层改造纵向及横向缝网形成的地质条件及力学条件研究,分析了人工裂缝与天然裂缝耦合延伸形成复杂缝网的地质及工程因素;研究了暂堵转向成功时施工曲线理论变化,用暂堵转向剂进入人工裂缝后实际施工曲线与理论曲线对比分析,结合缝网改造井微地震监测解释,相互印证分析结论。综合研究认为,对于超深巨厚天然裂缝较发育储层,理论上通过压裂可实现横向缝网与纵向多层改造,但目前的缝内暂堵转向及缝口暂堵分层技术有效性不足。强化超深层暂堵分层及暂堵转向改造工艺技术研究,可为实现8000m以深储层勘探突破及高效勘探提供强大的技术支持。

超深低渗透碎屑岩储层微观孔隙结构特征研究——以塔中顺托果勒地区柯坪塔格组下段为例

在扫描电镜和薄片观察的基础上,引入常规压汞、核磁共振和恒速压汞测试,对塔中顺托果勒地区柯坪塔格组下段(S1kL)超深低渗透碎屑岩储层微观孔隙结构特征进行了综合研究。结果表明,S1kL孔隙类型多样,以残余粒间孔为主;主要发育细喉型(低排驱压力)、微细喉型(中排驱压力)以及微喉型(高排驱压力)3种孔隙结构类型;储层微观孔隙结构对孔隙流体的微观赋存状态及其可流动性具有明显的控制作用;在S1kL超低渗透储层的开发中,较大孔喉半径及微裂缝发育程度高的储层应作为重点对象,与此同时,喉道的开发和保护也不容忽视。

广角地震勘探在鄂尔多斯盆地超深层中的应用

随着油气资源勘探力度的不断加大,地震勘探也逐渐由浅、中层向深层、超深层转变。面对地质条件复杂的探区,常规的地震勘探无法获取超深储层的有效反射信息,难以获取信噪比高、成像效果好的地震资料,地震剖面无法清晰刻画出工区的地质构造。论文根据野外采集要求,结合地质任务,选择采用广角地震反射观测系统,进行超深储层地震资料的采集工作。结果表明:采用广角地震勘探方法可以获得较强能量的远偏移距处弱反射地震信号,有效的解决超深层弱反射的问题,提高地震资料的信噪比。对野外采集资料效果分析发现,相对于常规地震叠加剖面,广角反射地震叠加剖面品质得到明显改善,同相轴连续,构造部位清晰可见,地震成像效果良好。理论和实践都证明,广角地震勘探对超深层油气勘探具有重要的应用效果。

超深超高温储层剩余油饱和度监测评价技术

针对塔里木盆地东河塘油田的超深高温地层 ,优选RMT测井 ,结合其它资料 ,建立定量计算该区三饱和度 (原始含油饱和度、残余油饱和度、剩余油饱和度 )响应方程和解释模型。并利用可信因子判断计算剩余油饱和度的可靠性 ,在此基础上 ,结合采油数据 ,生产动态数据 ,用三饱和度计算的驱油效率 ,建立该区水淹层的评价方法与解释标准。该成果推广应用于塔北牙哈凝析气藏、塔中 4油田取得了良好的地质效果。

中国石化“深地工程”油气测试关键技术及展望

针对“深地工程”构造和储层介质复杂、埋藏深、地层压力高和温度高等复杂工况,中国石化围绕深层超深层油气测试、超高温高压井下工具、地面测试、窄安全窗口油气井测试工程设计和完井测试液等技术进行攻关研究,完成100余口8000 m以深油气井的测试施工,初步形成了“深地工程”油气测试关键技术及配套装备,有力支撑了塔里木盆地、四川盆地和准噶尔盆地等深层超深层油气资源的勘探开发。梳理总结了中国石化“深地工程”油气测试关键技术,分析了中国石化“深地工程”向9000 m乃至10000 m以深迈进情况下油气测试技术面临的主要挑战,展望了特深层高温高压油气测试工程设计、特深层高温高压油气测试完井工艺、地面自动化测试和高性能油气测试工具等技术在未来的发展。该技术总结与展望对构建更加成熟、专业、安全、高效的油气测试技术体系,助力深层超深储层油气勘探开发取得更大突破有一定借鉴意义。

四川盆地超深储层井型与测试产量关系分析

四川盆地深层一超深层天然气资源丰富,超深、低渗、高温、高压、含硫、储层厚度薄的井受目前测试管柱、封隔器、套管强度等制约,储层改造排量受限、施工摩阻高、闭合应力高、储层非均质性强、大规模充分改造难度大。直井即使压开后,由于上覆岩层压力作用,地层裂缝闭合,残酸无法排除,易导致酸堵。采取大斜度井、水平井开发模式能够有效增加储层钻遇长度,磨溪一高石梯等地区应用效果表明,增大储层暴露面积和动用储量有利于获得高产,因此对于Ⅱ-Ⅲ类储层发育的区域建议部署大斜度井或水平井进行勘探开发。

超深碳酸盐岩储层通道加砂酸压导流能力实验

随着碳酸盐岩储层逐步向超深层开发,储层闭合应力增加,需要提高酸蚀裂缝在高压下的导流能力。将高通道加砂的方式与酸压相结合,通过实验测试优选支撑剂的强度及铺置方式,并测试了酸岩反应后连续加砂与通道加砂下的导流能力。实验结果表明,采用高强度的陶粒支撑剂可以有效地提高酸蚀裂缝在高压下的导流能力。在相同的加砂强度条件下,增加支撑剂团块的数量可以降低单个支撑剂柱的有效应力,提高支撑剂柱在高应力下的稳定性。在50 MPa应力条件下,采用86 MPa陶粒、高通道铺砂的方式,裂缝复合导流能力较常规酸蚀可以提高51%以上;90 MPa应力条件下,导流能力增加幅度达到700%以上。通过改变铺砂方式,既可以节约支撑剂数量,降低施工风险,也可以形成稳定牢固的通道支撑,大幅度提高超深碳酸盐岩储层酸蚀裂缝的导流能力。

超深致密砂岩储层特征及影响因素--以库车坳陷阳霞凹陷侏罗系为例

库车坳陷北部致密砂岩储层是塔里木盆地油气勘探重要接替领域。扫描电镜、激光共聚焦、岩心CT扫描等资料显示,阳霞凹陷侏罗系储层以粒内溶孔、微裂缝等次生孔隙为主,属孔隙-裂缝双孔介质储层,主要受沉积相带、成岩作用、构造运动及上覆巨厚膏盐岩等因素控制。其中:沉积作用决定了储层原始物性,影响后期成岩作用类型及强度,是形成超深有效储层的基本条件;压实、胶结、溶蚀等成岩作用控制了超深致密储层当前孔渗大小和有效性,大幅减少原生孔35.48%,并形成大量次生孔隙,增孔率6.11%;同时,新近系巨厚膏盐岩大幅降低盐下地层温度,形成异常高压,有利于储层物性保存。后期构造挤压减孔率6.67%,但伴生的裂缝与各种微裂缝组合形成缝网系统,有效沟通了孤立状次生溶孔,极大地改善了储层渗透性。

塔深1井寒武系超深层优质储集空间特征

塔深1井是世界上第一口以寻找石油和天然气为目的的超深科学探井。根据岩性、岩性组合、电性特征对该井储层特征进行的研究,不仅对塔里木盆地北部深层油气勘探具有重大的实际意义,而且在理论上对石油地质学和沉积学都有极高的研究价值。其研究结果不仅可能在油气勘探领域实现新的突破,也可能给石油地质理论带来创新。

库车坳陷超深层白垩系巴什基奇克组致密砂岩成岩流体演化研究（英文）

为了恢复超深层白垩系巴什基奇克组成岩流体类型与演化序列,利用成岩矿物岩相学、电子探针成分、包裹体均一温度-盐度与气相成分、激光碳氧同位素等技术手段,结合区域地质背景,确定了巴什基奇克组成岩流体演化序列。第Ⅱ期连晶状白云石胶结物表现出低SrO、高MnO含量和较重C同位素值,证实了其形成受大气淡水的影响,和晚白垩世构造抬升作用影响。相似的δ^(13)C值,向负值迁移的δ^(18)O值与Fe、Mn元素分异特征,说明脉状白云石胶结物与连晶状白云石胶结物沉淀的成岩流体具有继承性,均具有大气水的地球化学标记,成岩环境具有封闭性,温度和埋深是这两阶段成岩环境变化的主导因素。硬石膏的岩相学证据及其具有较高Na、极低Fe与Mn元素含量等特征,表明硬石膏的沉淀流体与上覆膏盐层脱出碱性流体有关。重晶石脉具有高异常Sr含量、超高均一温度特征和高密度气烃包裹体,推测是晚期天然气充注的前锋流体;与甲烷包裹体共生CO_2气体证实了晚期天然气成藏过程中存在酸性流体。处于表生期大气水和晚期碳酸流体之间的碱性环境成岩作用控制了巴什基奇克组成岩-成储过程,天然气成藏阶段形成的次生孔缝发育带是超深层储集层勘探的有利区带。

超深层白云岩储层油气产能试油前预测方法

塔里木盆地寒武系超深层白云岩储层非均质性强、储集空间复杂,流体性质识别难度大,试油获油气率低,试油周期长,影响了勘探开发的进程。通过整理9口井14试油层的录井、测井及试油结果数据,统计、分析寒武系白云岩试油井段的录井、测井响应特征,确定了和储层含油气性相关性好的参数及评价数值,形成了储层含油气性评价标准;另外明确了和储层产能相关的测井参数,并充分考虑地层压力、储层特征、构造发育及压裂酸化的影响,形成了寒武系盐下白云岩储层酸化前后产能预测方法。在塔里木盆地寒武系超深层白云岩储层10个试油层进行含油气性评价,符合率为90%,试油获油气率提高了1倍;对12个试油层进行了产能预测,9个试油层产量预测误差在15%以内,其中酸化前后产能预测结果变化不大的试油层,试油周期减少50%,其他试油层试油周期估算减少至目前的90%左右。该方法可在塔里木盆地超深层寒武系白云岩储层推广应用。