钻井液对致密砂岩储层伤害表征及机理分析——以库车坳陷迪北段阿合组储层为例

致密砂岩储层是我国重要的油气接替领域,有着丰富的资源量。但致密砂岩储层孔喉结构复杂,在钻完井及开采过程中极易受到伤害,导致储层渗透率下降,并最终影响油气的流动和产量。以库车坳陷迪北段阿合组致密砂岩储层为研究对象,利用铸体薄片、XRD等测试,在明确砂岩矿物组分、孔渗特征和储集空间类型的基础上,开展钻井液伤害评价实验,并结合微米CT原位扫描技术,分析钻井液伤害前、后的砂岩孔喉变化特征。结果表明,研究区砂岩平均渗透率为0.92 mD,平均孔隙度为5.84%,孔隙类型以微孔隙为主;钻井液对该储层伤害程度整体偏低,平均伤害率为20.2%。通过机理分析表明,钻井液对储层造成的伤害类型主要为水敏伤害,黏土矿物和砂岩孔喉形态是钻井液对储层造成伤害的主要因素,黏土矿物中的伊/蒙混层含量和储层喉道类型决定了钻井液污染伤害程度。研究结果对于阿合组致密砂岩储层的高效开发具有指导意义。

库车坳陷东部下侏罗统阿合组重矿物特征及物源分析

为探明库车坳陷东部下侏罗统阿合组物源性质及具体物质来源,为研究区油气勘探开发提供理论依据,利用相关性分析、Q型聚类分析等多元统计方法,对阿合组重矿物的稳定性及组合特征进行了分析。研究表明,阿合组重矿物类型以稳定矿物为主,呈现远离物源区的特征,研究区母岩性质主要为中、酸性岩浆岩及变质岩,对应了北部南天山造山带虎拉山与哈尔克山2个潜在物源区的安山岩、流纹岩、花岗岩及变质岩基底。利用重矿物组合平面分布差异将研究区分为5个分区,其中虎拉山主要控制研究区东部的吐东区,物源方向为自东北向西南;哈尔克山主要控制明南区、吐孜区、迪北区及克孜区,物源方向为自北向南。

库车坳陷依南-吐孜地区下侏罗统阿合组砂岩构造裂缝分布预测

塔里木盆地库车坳陷依南一吐孜地区下侏罗统阿合组低孔低渗砂岩是该区主要的储集层，其中构造裂缝是油气渗透的重要通道和储集空间。在声发射地应力测量和岩石力学参数测试的基础上，考虑断层对构造裂缝形成的影响，采用三维有限元法对库车坳陷依南一吐孜地区主要裂缝形成期的古构造应力场进行数值模拟，通过岩心构造裂缝发育程度的约束，预测出库车坳陷依南一吐孜地区阿合组构造裂缝的分布规律。结果表明，在依奇克里克背斜带和依南2井附近构造裂缝最为发育，构造裂缝的密度在1．4m-1以上，向东吐孜地区以及依南2井南部地区，构造裂缝密度逐渐减小，在0～0．4m-1范围内。通过本次研究可以为该区的构造裂缝评价和油气勘探提供新的地质依据和指导。

库车坳陷吐格尔明下侏罗统阿合组储层沉积非均质性

吐格尔明下侏罗统阿合组为典型的辫状三角洲沉积 ,可分成三角洲平原和三角洲前缘亚相 ,沉积微相主要有辫状河道、水下分流河道、心滩和河口坝 ,沉积方式主要为侧积、填积、垂积和前积。储层层间非均质性受控于沉积微相 ,不同沉积微相砂体具有明显不同的孔渗值。三角洲平原亚相的辫状河道砂体物性最好 ,水下分流河道砂体、心滩砂体次之 ,三角洲前缘亚相的河口坝砂体最差。储层层内非均质性与沉积方式密切相关 ,侧积和填积而成的辫状河道砂体和水下分流河道砂体 ,,其渗透率成正韵律分布 ,最高渗透率段在底部 ,但辫状河道砂体渗透率最高值明显大于水下分流河道砂体 ;由垂积而成的心滩砂体 ,其渗透率在纵向上形成无规则的分布 ;由前积而成的河口坝砂体 ,其渗透率成反韵律分布 ,最高渗透率段在顶部。

迪北气田三维探区下侏罗统阿合组裂缝定量预测

塔里木盆地库车坳陷的下侏罗统阿合组低孔低渗砂岩是迪北气田的主要油气储集层,构造裂缝作为油气运移通道和储集空间,其发育特征和分布规律是制约油气勘探开发的关键。本次研究采用迪北气田最新的三维构造图,考虑区域地质背景、地层起伏、断层分布等诸多因素,将目的层下侏罗统阿合组分为3段,基于实测岩石力学参数,利用三维弹性有限元数值模拟方法,计算获得的库车坳陷新近纪构造应力场的大小、方向与实测应力感数据比较吻合。以此构造应力场为基础,在迪北地区11口井的约束下,用岩石破裂值和应变能密度构建起的"二元法"对阿合组每一层段的裂缝密度分布规律进行预测。结果表明:平面上,迪北斜坡带的依南2—迪西1—迪北104区域、迪北101—依南5以南区域和吐孜1井以西—吐孜3井以北的区域为裂缝相对发育区;垂向上,阿合组中下段要比上段裂缝更为发育。该构造裂缝预测结果对迪北气田致密砂岩储层的勘探开发提供了新的参考依据。

塔里木盆地库车坳陷侏罗系阿合组致密气藏特征与勘探潜力

塔里木盆地库车坳陷天然气勘探以克拉苏地区的白垩系常规天然气为主,而针对非常规油气研究相对较少,虽然发现多个油气藏,受油气富集规律认识不清等因素影响,尚未开展规模开发。文章以库车坳陷北部构造带迪北气藏为解剖对象,分析了构造断裂特征、气藏流体特征、储层条件等,阐述迪北侏罗系阿合组致密气藏基本特征与油气富集控制因素。迪北气藏发育“三明治”式生储盖组合,顶底板为有效烃源岩夹持厚砂岩储层结构,有效储层与断裂—裂缝合理配置形成地质甜点,控制油气富集与单井产量。在迪北气藏解剖基础上,结合区域烃源岩、规模储层、构造特征等,提出库车坳陷侏罗系阿合组致密气具备形成万亿立方米储量规模的地质条件,是未来致密气勘探现实领域。

库车坳陷依奇克里克地区下侏罗统阿合组致密砂岩储层的成岩差异性特征研究

塔里木盆地库车坳陷依奇克里克地区深层致密砂岩储层的非均质性强,成岩-成藏过程复杂。根据岩心观察、薄片鉴定、流体包裹体、荧光特征及碳氧同位素等分析,对下侏罗统阿合组致密砂岩的岩石类型、成岩演化及其差异性特征进行了研究。研究表明,阿合组致密砂岩分为强钙质胶结砂岩(C类)、富刚性颗粒岩屑砂岩(A类)、含塑性颗粒岩屑砂岩(D类)、富塑性颗粒岩屑砂岩(B类)4类,经历了两期油气充注,不同类型砂岩的成岩、致密化及成藏过程差异明显。A类砂岩的构造缝及溶蚀孔隙均较发育,渗透率较高、孔隙度分布范围广,代表第二期油气充注的蓝色荧光强。D类砂岩的长石及软岩屑含量稍高,晚期溶蚀作用发育,孔隙度较高、渗透率低,黄色和蓝色荧光共存。A、D两类为有效的致密气藏储层,成岩、成藏过程有差异,D类砂岩早期与晚期油气充注共存,早期油气充注减缓后期压实和碳酸盐胶结作用的发生,有利于晚期酸性溶蚀及油气充注。A类砂岩裂缝发育,对储集性能的影响大,渗透性好,晚期油气充注受早期油气充注的影响小。

致密砂岩储层速敏效应形成机理及其分布规律研究——以库车坳陷东部阿合组为例

库车坳陷东部下侏罗统阿合组是典型的致密储层,由于储层自身(特)低孔(特)低渗的物性特征,极易引发较强的敏感性。本文通过岩石薄片和扫描电镜的显微观察,结合X衍射测试分析和致密储层敏感性流动实验评价,从运移微粒的成因、含量和孔喉特征等角度,分析了研究区产生速敏效应的内在因素;结合速敏效应的实验评价,梳理引发研究层段速敏效应平面差异的主控因素,认为研究层段内广泛发育由刚性颗粒崩解而形成微小颗粒的含量以及孔喉大小和连通性好坏,是造成上述速敏效应平面差异的主控因素。通过对研究区速敏效应形成机理的具体分析和评价,为下一步的钻探和开采提供了切实可行的储层保护和改造建议。

库车坳陷下侏罗统阿合组高分辨率层序地层特征

通过钻井岩芯、测井资料分析,库车坳陷下侏罗统阿合组可识别出6个长期基准面旋回以及20～23个中期基准面旋回。阿合组区域性隔层一般发育在长期基准面旋回上升到下降的转换位置或非对称型长期基准面旋回(只有上升半旋回)的上部。长期基准面旋回是该区建立高分辨率层序地层对比格架的基础和关键。根据层序界面特征和相序的不同,可将中期基准面旋回大致划分为三种结构明显不同的类型(向上"变深"的非对称型旋回层序,向上"变浅"的非对称型旋回层序,对称型旋回层序);中期基准面旋回是进行储层非均质性研究、储层预测与生储盖组合分析的基本单元;中期基准面旋回明显地控制了储集体的岩性和物性的变化以及沉积微相的变化。中期基准面上升的早期易形成辫状河道砂体,岩性由粗变细,孔渗由高变低;中期基准面上升的中期一般为心滩坝沉积,岩性粗细和孔渗无规则变化;中期基准面下降的中晚期易形成河口坝、远砂坝砂体,其岩性由细变粗,孔渗由低变高;基准面下降的晚期易形成水下分流河道砂体。

库车坳陷依南地区阿合组致密砂岩气储层特征与有利区带预测

库车坳陷依南地区下侏罗统阿合组具有形成致密砂岩气的有利地质条件,并已获勘探证实。通过对岩心、录井、测井资料、普通薄片及铸体薄片的观察鉴定以及扫描电镜、黏土矿物X射线衍射分析,认为研究区致密砂岩储层的成因类型主要为辫状分流河道和水下分流河道;岩石类型以岩屑砂岩为主,岩石成分成熟度低,结构成熟度中等,裂缝发育,孔隙度集中分布在4%-12%,平均为7.53%,渗透率集中在（0.1-100）×10-3μm2,平均为12.33×10-3μm2,其中小于1×10-3μm2的样品占到75%,属于典型的致密砂岩储层。储层形成与沉积背景、成岩作用和构造作用等因素相关。综合有利相带、特征曲线重构反演砂岩厚度、裂缝发育程度,结合构造背景对有利区进行了综合预测,指出有利区主要发育在依南2、依南5和吐孜2井一线南侧,其中依南2井南侧和西南侧潜力最大,是下一步勘探的重点。

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。

迪北气藏侏罗系阿合组烃包裹体特征及成藏分析

迪北气藏侏罗系阿合组储集层共见到2期烃包裹体:Ⅰ期发黄色荧光的烃包裹体和Ⅱ期发蓝白色荧光的烃包裹体。根据包裹体光性特征和组分分析:Ⅰ期烃包裹体为成熟的中质油,Ⅱ期烃包裹体为成熟—过成熟的轻质凝析油。油源对比认为,形成这2期烃包裹体的主力烃源岩是阳霞凹陷三叠系湖相烃源岩。通过包裹体测温、捕获深度计算及埋藏史恢复,Ⅰ期烃包裹体形成于中新统康村组沉积早—中期(17—10 Ma),Ⅱ期烃包裹体形成于中新统康村组沉积晚期—库车组沉积中期(10—5 Ma)。迪北气藏所在的依奇克里克构造带自中新世以来快速沉积,快速沉降,导致其具有多期连续成藏的特点,先后形成Ⅰ期和Ⅱ期油气的聚集。

库车坳陷依南吐孜地区阿合组砂岩构造裂缝评价

以测井资料为基础,计算构造裂缝孔隙度;然后根据构造裂缝发育会导致岩石强度降低的基本理论,定量描述岩石杨氏模量的变化对构造裂缝发育情况的影响,提出基于构造裂缝孔隙度和岩石杨氏模量两个参数所构建的"裂缝评价指标(f)",并划分构造裂缝发育的级别,对库车坳陷依南?吐孜地区下侏罗统阿合组低孔低渗砂岩构造裂缝的发育程度进行评价。结果表明:在平面上,依南?吐孜地区下侏罗统阿合组砂岩构造裂缝在依南2井地区构造裂缝级别相对较高,构造裂缝较为发育;在垂向上,阿合组上部砂砾岩夹泥岩段构造裂缝的发育级别相对较高,构造裂缝较为发育。

库车坳陷迪北地区侏罗系阿合组古油水界面识别

古油水界面的识别可以很好地研究油气成藏后油水界面的变迁和调整过程,为油气成藏过程以及油气勘探研究提供很好的证据。应用含油包裹体丰度法和定量颗粒荧光技术对库车坳陷迪北地区侏罗系阿合组储集层的古油水界面进行了识别,结果表明,依南4井和依深4井阿合组存在古油藏,古油柱高度在100 m以上,依南5井阿合组未发现古油藏,显示为油气运移的通道。结合库车坳陷构造演化史和烃源岩热演化史,认为中新世吉迪克组沉积中后期（17×10^6~12×10^6a）,三叠系烃源岩处于生油高峰期,生成的原油运移至侏罗系阿合组,并在古构造高部位的依南4地区和依深4地区富集,形成古油藏。古油藏的识别为迪北地区油气成藏过程研究以及勘探方向的选定提供了有利证据。

新疆拜城阿合组、阳霞组及克孜勒努尔组的孢粉组合

拜城地区中生代陆相地层非常发育.作者在阿合组、阳霞组和克孜勒努尔组中获得了不少的孢粉化石,共鉴定有58属,93种,其中2新种和2新联合种.

库车坳陷下侏罗统阿合组致密砂岩储层孔隙微观结构特征及其对致密气富集的控制作用

库车坳陷是近年来塔里木盆地深层致密砂岩气勘探的重要领域。通过开展物性测试、铸体薄片镜下鉴定、常规压汞实验、微米CT扫描实验及包裹体测试,分析库车坳陷迪北致密砂岩气藏下侏罗统阿合组致密砂岩储层孔隙微观结构特征,结合测井解释结果和包裹体实验,探讨孔隙微观结构对致密砂岩气富集的控制作用。结果表明:库车坳陷下侏罗统阿合组致密储层主要发育溶蚀孔隙(包括长石和岩屑等粒内溶孔、胶结物溶孔)和微裂缝,残余粒间孔隙较少。阿合组致密储层孔隙微观结构可分为3类:第一类主要发育在粗砂岩中,孔喉分选差、孔喉半径大但孔喉比小,孔喉系统为毛细管束状,具有较好的渗流能力;第二类主要发育在粗-细砂岩中,孔喉分选较差,孔喉半径小于第一类储层但孔喉比大,孔喉系统为墨水瓶状;第三类主要发育在细-粉砂岩中,孔喉分选相对较好,孔喉半径小于第二类储层,孔喉系统也表现为墨水瓶状,但渗流能力差。第一类孔喉系统可形成天然气在致密储层中的运移通道;第二类孔喉系统是致密砂岩气主要的储集空间,有利于致密砂岩气的聚集;第三类储层为无效储层,无天然气充注。

库车坳陷北部阿合组致密砂岩储层特征及主控因素

为揭示库车坳陷下侏罗统致密砂岩储层微孔隙的成因和分布规律,通过薄片分析、扫描电镜、X射线衍射、微米CT扫描、激光共聚焦显微观察等观测手段研究北部构造带内阿合组储层特征。结果表明:微孔隙赋存于塑性矿物,其在平面和垂向上的发育明显受层段压实效应制约,构造应力、埋藏深度均是影响平面压实效应的主要因素,泥质含量是影响垂向压实效应的主要因素。阿合组致密砂岩的微孔隙由黏土矿物晶间微孔隙和杂基微弱溶蚀形成的微孔隙组成。受泥质含量、埋藏深度和构造应力的控制,微孔隙主要发育在泥质含量较低的阿合组二段,分布在埋深浅、构造应力较小的依南4井区。这对形成深部致密气藏具有重要意义。

储层成岩流体系统特征及其影响——以塔里木盆地库车坳陷依奇克里克构造带阿合组为例

根据铸体薄片、扫描电镜、黏土矿物X线衍射、地层水及物性参数等资料,分析塔里木盆地库车坳陷依奇克里克构造带下侏罗统阿合组砂岩的岩石学、成岩作用及地层水等特征,结合依奇克里克构造带阿合组热史—埋藏史、裂缝和断层分布规律,探讨依奇克里克背斜轴部和翼部阿合组砂岩储层成岩流体封闭性特征及其油气保存条件。结果表明:依奇克里克背斜轴部阿合组砂岩自生高岭石体积分数较高,背斜翼部的较低;背斜轴部与翼部阿合组砂岩成岩演化序列出现差异的时间距今约为5 Ma;相较于背斜翼部,背斜轴部阿合组地层水中钠氯系数及脱硫系数较高,变质系数较低;背斜轴部阿合组砂岩的成岩流体系统封闭性比背斜翼部的弱,影响天然气聚集。该结果对预测依奇克里克构造带油气藏分布具有指导意义。

大型辫状河三角洲砂体构型与储层特征——以库车坳陷北部阿合组为例

库车坳陷北部下侏罗统阿合组是油气勘探的重要目的层,但是岩相变化快、砂体构型复杂、储层相对致密、非均质性强,制约了油气勘探。通过建立露头基干剖面、横向砂体追踪、砂体构型精细描述、针对性取样和储层实验分析,分析砂体的垂向建造、横向展布规律及不同岩相的储集性能,结果表明:阿合组纵向上有大型砂砾质辫状水道-侧积坝-纵向砂坝、中型砂砾质辫状水道-横向砂坝-滨湖复合砂体、小型砂质辫状水道-斜列砂坝等3种沉积建造。其中中型辫状水道-横向砂坝储集性能相对较优,有利储层主要是槽状交错层理砂质细砾岩、板状交错层理中砂岩和低角度平行层理细砂岩。研究区下辫状河三角洲平原和前缘均是有利勘探方向。

库车山前气体钻井技术应用效果评价

塔里木油田从2006年来在库车山前大北、博孜、迪北3个区块开展了气体钻井技术的探索与应用,取得了显著效果。其中,针对塔里木库车山前高陡巨厚砾岩层研磨性强、可钻相差、井壁稳定性差等,开展了空气钻井技术的探索、升级配套以及优化完善,有效解决了库车山前砾石核心区地层难钻的问题,大幅提高了钻井效率,新实施井平均机械钻速达到6.93 m/h,是同区钻井液钻进的两倍以上,钻井周期较设计缩短54.2%;针对迪北构造阿合组致密敏感性储层采用氮气钻完井技术,“零污染”钻进,扩大了勘探发现,提高了开发产能,DB104井日产气量高达72.6×104m3,日产油量51.36 m3,与同区块常规钻完井方式相比,大幅度提高了日产气量。但气体钻完井中仍然存在油钻杆完井管柱不能满足长效安全生产等问题,建议持续开展技术攻关,以保障氮气钻安全钻进和开发。通过文章的梳理,有助于塔里木油田气体钻井技术进一步发展,同时为国内其他区块的气体钻井技术升级提供借鉴。