台内滩型薄层状白云岩储集层特征及主控因素——以四川盆地高石梯—磨溪地区中二叠统栖霞组为例

通过对四川盆地高石梯—磨溪地区中二叠统栖霞组台内滩分布及白云岩储集层特征的研究,分析储集层发育控制因素,建立“台内滩型薄层状白云岩储集层”成储模式。研究表明:栖霞组自下而上为海退旋回,栖一段发育低能开阔海亚相,栖二段海平面下降演化为台内滩及滩间海,台内滩主要分布于栖二段两个次级变浅旋回近顶部。栖霞组主要的储集层岩性为薄层状裂缝-孔洞型白云岩,其次为孔洞型白云岩,缝洞中常见鞍状白云石半充填,晶间孔、残余溶蚀孔洞叠加裂缝形成了有效的孔渗网络。基于沉积及成岩特征耦合分析,系统建立了“沉积前微古地貌控滩、沉积期滩体控制白云岩展布、准同生白云石化有利于孔渗网格保存,晚期热液作用有效改善储集物性”的成储模式。栖霞组沉积前的“一级高带”微古地貌控制栖二段沉积期高石梯地区台内滩的大面积发育;滩相是早期云化的基础条件,台内滩与白云岩储集层分布范围的吻合程度较高;滩相颗粒灰岩受两期白云石化叠加改造,准同生期白云石化有助于原生孔隙和次生溶孔保存,埋藏期热液沿峨眉山玄武岩事件伴生的裂缝进入早期白云岩体,使其重结晶为中—粗晶白云岩,晶间孔叠加顺缝热液溶蚀的残余孔洞,形成了台内滩型薄层状优质白云岩储集层。该成储模式的建立可为四川盆地二叠系气藏的可持续开发提供地质理论支撑。

川中高石梯—磨溪地区中二叠统茅口组岩溶发育特征与岩溶古地貌恢复

四川盆地中二叠统茅口组作为四川盆地天然气重要的产层之一,其风化壳岩溶储层的贡献至关重要。通过对岩心、测井、钻录井、地震等资料分析,明确了川中高石梯—磨溪地区茅口组风化壳岩溶发育特征。在此基础上选定茅二段底面为恢复基准面,采用残厚法恢复高石梯—磨溪地区茅口组岩溶古地貌,并依据现代岩溶理论、区内微地貌形态及组合特征,对高石梯—磨溪地区茅口组岩溶古地貌单元进行划分,分析各类岩溶古地貌特征与岩溶储层关系,研究结果表明:①高石梯—磨溪地区茅口组顶部普遍存在缺失情况,并与上覆地层呈不整合接触关系,发育各种溶蚀现象,在钻录井、测井与地震上响应特征明显;②高石梯—磨溪地区岩溶古地貌可划分为岩溶缓坡和岩溶洼地两种二级岩溶地貌单元,以及峰丛洼地、峰丘洼地、丘丛垄脊沟谷等9种三级岩溶地貌单元;③高石梯—磨溪地区不同地貌类型岩溶发育条件差异大,其中岩溶缓坡具有发育规模岩溶储层的条件,尤其在岩溶负地形周围,溶蚀及保存条件优越,优质岩溶储层更为发育,是下一步的重点勘探区域。

四川盆地高石梯—磨溪地区震旦系灯影组储层特征及主控因素

经过数十年的勘探,勘探家们在四川盆地高石梯—磨溪地区获得了万亿方级的探明储量。为研究高石梯—磨溪地区震旦系(≈埃迪卡拉系)灯影组白云岩储层特征及成藏主控因素,开展了岩芯观察、薄片鉴定、阴极发光分析、物性测试、扫描电镜观察、主微量元素和碳氧同位素分析、包裹体均一温度测试、沉积相带划分、宏观构造对成藏控制作用解析等。结果表明:(1)高石梯—磨溪地区灯影组四段发育优质白云岩储层,包括泥晶藻云岩、砂屑白云岩和晶粒白云岩。(2)灯影组四段优质储集层遭受了桐湾Ⅱ幕的大气淡水岩溶作用和埋藏期热液改造作用,溶蚀孔隙广泛发育,平均孔隙度为4.8%,平均渗透率为0.5×10-3μm2,为"低孔—特低渗"型储层。(3)有利相带、白云石化作用控制了优质储层的发育和分布,多分布于裂陷槽边缘的台缘带内,尤其是藻丘滩相白云岩为研究区的主力产气层;埋藏期的热液白云石化作用改善了其储集物性和孔隙结构,主要证据包括:裂缝和溶蚀孔洞中可见各种热液矿物、溶蚀孔洞和裂缝中充填的鞍状白云石具有典型的雾心亮边结构、氧同位素组成"偏负"、流体包裹体均一温度平均值高达175.7℃、高含Mn和阴极发光下发明亮红光等。该研究成果对拓展古老碳酸盐岩油气勘探具有重要理论意义。

川中高石梯—磨溪地区震旦系灯影组四段气藏产能差异

川中高石梯—磨溪地区震旦系灯影组岩性复杂、储集层非均质性强,东部台内地区产能明显差于西部台缘地区,整体效益勘探面临较大挑战。利用岩心、测井、录井、地震等资料,从沉积环境、储集层成岩作用、油气充注距离等方面入手,探讨了研究区灯影组四段气藏产能差异的主要控制因素,并提出了地质工程上的技术对策。结果表明,西部台缘地区和东部台内地区测试产量差异显著,西部台缘地区气层段厚度大,测试产能高,东部台内地区气层段厚度小,测试产量低;造成产能差异大的主要影响因素包括有利丘滩相发育程度、桐湾运动末期表生岩溶作用强度、储集层纵向发育程度和发育位置、距生烃中心横向距离等。根据4类储集层特征和储集层地震响应特征,优选直井、大斜度井和水平井进行钻探,提高优质储集层钻遇率和单井产气量,有效指导研究区天然气勘探开发部署并取得良好应用效果。

四川盆地高石梯—磨溪地区下寒武统筇竹寺组生烃增压定量评价

生烃增压是油气运移的主要动力,目前对其机制的研究逐渐向定量化方向发展。四川盆地中部高石梯—磨溪地区下寒武统筇竹寺组烃源岩经历了晚二叠世末到中侏罗世末的生油阶段、中侏罗世末到早白垩世初的原油裂解生气阶段和后期干酪根生气阶段。考虑到岩石的整体压缩系数和原油组分特征,建立了适用于腐泥型干酪根连续生烃的增压模型。由生油增压模型计算,筇竹寺组晚二叠世末到三叠纪末,生油初期阶段,超压缓慢增大;早侏罗世初到中侏罗世初期,进入生油窗阶段,超压快速累积,压力系数最大约为2.4;中侏罗世初期到中侏罗世末期,生油作用结束,超压程度略有降低。由原油裂解生气增压模型计算,中侏罗世末期到早白垩世初期,在原油裂解生气过程中,筇竹寺组烃源岩发生幕式排烃,超压程度先增大后减小,最终保持平衡,压力系数约为2.2。除有机质类型、有机质丰度和热史背景外,烃源岩的封闭条件和原油组分是影响生烃增压的主要因素。封闭性越好,烃源岩生油阶段产生的超压越大,烃源岩内的含油饱和度越高。生成的原油含硫量越低,油气转化率越高,压力增大程度越大。

川中高石梯—磨溪地区震旦系灯影组储层构型研究

川中高石梯—磨溪地区是我国迄今为止发现的单体规模最大碳酸盐岩整装气藏,震旦系灯影组受多期构造运动改造的影响,具有成岩和成藏演化复杂的特点。结合野外、岩芯、测井以及生产动态将储层构型划分4种,层状溶洞构型FMI成像测井为高亮背景下暗色斑点顺层分布;葡萄花边状溶洞构型为亮色背景下暗色斑块零星分布;角砾间溶洞构型为高亮背景下暗色斑点、暗色短线状影像杂乱分布;缝洞组合构型为高亮背景下暗色正弦线状影像和暗色斑点分布。层状溶洞构型推测为埋藏期外来酸性流体的溶蚀作用形成,角砾间溶洞构型、缝洞组合构型推测为表生喀斯特岩溶作用形成,葡萄花边状溶洞构型推测为次生成因,海平面下降时形成缝洞体系,海平面上升时海水充填缝洞,形成葡萄花边胶结物。不同储层构型在常规测井特征上也存在差异。通过多测井系列联立建立相应的判别模型,能在一定程度上将4类储层构型进行区分。利用测井构型解释成果,在地震反演约束的条件下开展了灯影组储层构型建模,分别在高石梯地区和磨溪地区,探讨灯四段储层构型平面展布规律。钻井试气结果表明层状溶洞构型厚度对油气产能有一定的控制作用,层状溶洞构型较发育区为勘探潜力较大的区域。

四川盆地高石梯—磨溪地区走滑断层识别

四川盆地高石梯—磨溪地区二叠系栖霞组不断发现天然气,油气勘探潜力巨大。张扭性走滑断层控制着油气分布,但目前对于走滑断层特征的研究较少,并且仅根据地震剖面识别走滑断层具有局限性。为此,从走滑断层形成的力学机制入手,分析构造样式及构造特征,并以海豚效应和丝带效应指导走滑断层识别;分析、对比多种地震属性优、缺点,优选最适合走滑断层识别的地震属性。研究认为:高石梯—磨溪地区走滑断层主要受里德尔剪切的单剪模式控制;剖面上表现为正花状构造、线状构造、“Y”字型构造及多期花状构造叠加等构造样式,具有断距小、层位错动不明显、以同相轴弯曲扰动为主的特征;平面上具有辫状构造、雁列状构造、马尾构造等多种构造样式,沿断层走向具海豚效应,沿断层倾向具丝带效应;基于波形相似性相干算法的地震属性分析识别走滑断层效果较差,曲率属性和蚂蚁体属性可较清晰地识别走滑断层平面展布特征。该方法可为其他同类地区走滑断层识别提供参考。

四川盆地高石梯——磨溪地区震旦系灯影组碳酸盐岩储层特征

四川盆地高石梯—磨溪地区震旦系灯影组碳酸盐岩气藏储量丰富,属于超深层气藏,孔隙结构复杂且溶洞发育,当前尚未完全厘清该地区灯影组碳酸盐岩储层特征,为油气勘探开发带来极大挑战。本文结合岩石物理性质实验和测井解释研究高石梯—磨溪地区灯影组碳酸盐岩的岩性、测井响应和孔隙性等储层特征。研究结果表明:(1)高石梯—磨溪地区灯影组碳酸盐岩岩性主要为细晶白云岩、藻云岩和泥晶白云岩,其中灯四段细晶白云岩占比61.2%,灯二段藻云岩占比74.3%;(2)灯影组储层空间类型以裂缝和溶蚀孔洞为主,岩石吼道半径较小,中值吼道半径为0.010~0.051μm,平均0.028μm;(3)储层物性灯二段较灯四段好,孔隙度渗透率相关性极差,呈特低孔低渗特征,渗透性受裂缝影响较大;(4)渗透率参差系数计算结果均大于0.9,表明灯影组储层为显著的非均质储层。本研究成果可为该工区优质储层预测、开发设计及钻采工程施工等提供基础依据。

四川盆地高石梯—磨溪地区震旦系—寒武系气藏盖层特征及封闭能力评价

四川盆地磨溪地区寒武系龙王庙组发现了迄今为止中国最大的碳酸盐岩整装特大型气田,新增天然气探明地质储量4 403.8×10^8 m^3,而且在高石梯—磨溪地区已初步证实了震旦系、寒武系气藏规模超过万亿立方米。经历长期演化和多次构造运动的古老碳酸盐岩地层,为何气藏能够很好地保存下来,以及震旦系灯影组和寒武系龙王庙组气藏压力系数为何分别为常压和超压（压力系数为1.06～1.13和1.53～1.67）。通过宏观与微观、地质解剖与模拟实验相结合的方法,详细研究了气藏盖层特征及封闭能力。结果表明：研究区主要发育区域分布的寒武系泥页岩盖层、二叠系泥岩超压盖层和中下三叠统膏盐岩盖层;盖层岩石孔隙度以小于3%为主,渗透率主要为（0.001～0.02）×10^-3μm^2,平均喉道半径为0.6～1.2μm,孔径多集中在400～500nm之间,饱和水突破压力多大于15MPa,扩散系数为1.03×10^-10～2.36×10^-7cm^2/s。这些特征反映了盖层岩石具有一定的物性封闭能力,但诸如寒武系龙王庙组特大型整装超压气藏能够长期保存,是物性和超压共同封盖的结果。上述认识可以合理解释研究区常压、超压气藏的成因,同时对有效预测大气田的有利分布区域也有重要的指导意义。

四川盆地高石梯--磨溪地区下寒武统沧浪铺组沉积特征

近年来,川中高石梯—磨溪地区特大型海相碳酸盐岩整装气田的发现揭示了下寒武统具有较大的勘探开发潜力,不同于主要目的层龙王庙组的是沧浪铺组的石油地质基础研究,尤其是沉积相研究十分薄弱,因此,有必要对该区沧浪铺组沉积特征展开研究。以层序地层学、沉积学、测井地质学等理论为指导,综合岩心、钻井、测井及薄片等多种资料,对高石梯—磨溪地区沧浪铺组沉积特征进行了研究。结果表明:沧浪铺组岩性自下而上呈碎屑岩-碳酸盐岩-碎屑岩-碳酸盐岩组合的变化规律;该组发育碎屑滨岸—陆棚、碳酸盐缓坡和风暴沉积等3种沉积模式,陆棚、内缓坡等2种沉积相以及混积浅水陆棚、浅水陆棚、混积潮坪、潟湖和浅滩等5种沉积亚相;沧浪铺组沉积期研究区以陆棚相沉积为主,自下而上呈浅水陆棚—混积浅水陆棚—浅滩—混积潮坪—浅水陆棚—混积浅水陆棚—混积潮坪的沉积亚相演替规律。该研究成果为高石梯—磨溪地区下一步下古生界油气地质基础研究及优质储层的分布和预测提供了参考。

强非均质性碳酸盐岩气藏水平井精准分段酸压技术——以四川盆地中部高石梯—磨溪震旦系灯四段气藏为例

四川盆地中部高石梯—磨溪地区(以下简称高磨地区)上震旦统灯影组四段(以下简称灯四段)碳酸盐岩气藏的储层具有埋藏深、地层温度高、孔隙度低、渗透率低且非均质性强等特征。为了实现该气藏储量的有效动用、提升气藏的开发效益,综合考虑钻录井参数、测井解释参数及井型特征参数,定义储层改造系数,开展储层量化评价;综合考虑储层改造系数、地应力和井眼条件,形成精细分段方法,并且针对不同类型的储层,形成差异化酸压改造工艺;在此基础上,形成了强非均质性碳酸盐岩储层水平井精准分段酸压技术,并在现场进行了应用。研究结果表明:①储层改造系数(y)能够较准确地评价储层特征,y≥1.0为优质储层,0.5≤y<1.0为中等储层,y<0.5为低品质储层;②形成了综合考虑储层改造系数、地应力和井眼条件影响的酸压精细分段方法,对不同类型储层段实施有针对性的改造措施,充分发挥长水平井段各改造段的资源潜力,提高强非均质性储层中天然气储量的动用率;③不同类型的储层所适用的酸压工艺也不相同——对于优质储层宜采用胶凝酸或转向酸酸压工艺,对于中等储层宜采用自生酸前置液酸压工艺,对于低品质储层宜采用自生酸前置液+胶凝酸2~3级交替注入酸压工艺;④对高磨地区灯四段气藏台缘带建产区69口井实施了精准分段酸压,井均天然气无阻流量为127.6×10^(4) m^(3)/d,比气藏开发初期提高了46.5%。结论认为,该研究成果的增产改造效果显著、单井产气量得以大幅度提升,有效地支撑了该区灯四段气藏的高效开发。

叠合盆地古老地层热史恢复及应用——以四川盆地川中古隆起震旦系-寒武系为例

由于古温标样品稀缺、热史复杂、方法单一且难以进行有效表征等原因,叠合盆地古老地层热史恢复一直是沉积盆地热史研究的难点问题之一。为此,以四川盆地川中古隆起震旦系灯影组与寒武系沧浪铺组为例,探索了可指示叠合盆地古老地层热史的有效古温标组合与方法体系,将传统古温标与具有不同封闭温度的低温热年代学古温标相结合,恢复了川中古隆起震旦系—寒武系重点层系热史,分析了在不同构造阶段的地层热演化特征、主要构造—热事件的热效应以及古地温对油气成藏关键过程的控制作用,并探讨了不同古温标在叠合盆地古老地层热史恢复中的适用性与应用意义。研究结果表明:①川中古隆起高石梯—磨溪地区灯影组与沧浪铺组主要经历了2期升温和2期冷却过程,在2期升温过程中,川中古隆起高磨地区灯影组达到的最高古地温接近240℃,沧浪铺组约200℃,在该区域峨眉山地幔柱事件未产生决定性影响;②古地温控制下,德阳—安岳裂陷区下寒武统烃源岩的热演化进程、高磨地区灯影组储集层的埋藏溶蚀高峰及油气充注成藏过程三者可相关联,而裂陷东翼下寒武统烃源岩热演化与之相比呈现出“滞后性”;③前陆盆地演化期的深埋藏升温是有机质向高—过成熟转化、原油裂解成气的主要阶段,燕山晚期—喜马拉雅期的构造抬升可能为后2期的天然气充注提供了驱动力。结论认为,不同类型古温标可对叠合盆地古老地层所经历的不同阶段的热演化过程与构造—热事件起到指示作用,对叠合盆地古老地层热史进行恢复,可采用多古温标—多地层联合的方法,并基于古温标数据分析,结合地层埋藏史与盆地古热流数值模拟等结果,可对关键时期的热史路径进行多手段约束。

四川盆地高磨地区龙王庙组气藏地震勘探关键技术

四川盆地高石梯—磨溪地区（简称高磨地区）下寒武统龙王庙组气藏的白云岩储层埋藏深（一般介于4 400~4 900m）且存在着较强的非均质性,储层预测难度大。为此,开展了地震勘探关键技术攻关研究并形成了配套技术,主要包括：①通过对区内已有的地质、钻井资料以及早期的地震资料和成果进行深入地分析,从整体上掌握该区地面、地下的基本构造形态及地质情况;②在此基础上,确定采用＂两宽一小＂（宽方位、宽频、小面元）的数字地震采集技术,通过优化设计三维观测系统使目的层面元覆盖次数分布更加均匀,浅中深层覆盖次数均能满足设计需求,从而获得了高精度的三维地震资料;③利用井控地震处理技术提高了深层地震数据的信噪比;④建立了龙王庙组储层地震响应模式,采用叠前地质统计学反演来进行储层的定量预测,绘制了储层厚度地震预测平面图;5通过岩心试验和测井分析确定含气敏感弹性参数,进而利用该参数进行叠前烃类检测,降低了地震资料的多解性。结论认为,通过应用上述关键技术,助推了龙王庙组特大型海相碳酸盐岩整装气藏的发现。

四川盆地高磨地区龙王庙组气藏高效开发有利区地震预测

四川盆地高石梯—磨溪地区下寒武统龙王庙组气藏是国内单体规模最大的特大型海相碳酸盐岩整装气藏,找准溶蚀孔洞或者溶孔与裂缝叠加形成的高渗区是该气藏开发获得高产稳产气井的关键,而优质白云岩储层埋藏深且存在着较强的非均质性,因此储层预测难度大。为此,开展了相关的地震攻关研究并形成了配套技术,主要包括:①通过已有资料深入分析,建立地质模型,开展正演建立储层地震响应模式;②采用井驱振幅处理技术,并通过VSP测井资料求取球面扩散补偿因子,实现地震资料真振幅恢复;③利用井驱高分辨拓频技术提高深层地震数据的分辨率,获得了高品质的叠前时间偏移成果数据;④通过基于地层模型的全局自动地震解释技术实现多套滩相储层追踪,解决了多套储层横向连片、纵向叠置的预测难题,高质高效地刻画出优质储层的平面展布。利用所形成的配套技术最终实现了准确定位钻井轨迹,指导部署的开发井口口获得高产,助推了百亿立方米级特大型现代化气田的建成。

四川盆地中部高陡断裂构造变形特征与断裂性质

四川盆地中部高陡断裂发育,作为沟通多层系源、储、盖层的核心断层网络,对其构造变形特征的准确理解是认识其油气地质意义的关键,也是准确厘定其断裂性质的基础。本研究利用高精度三维连片资料,通过精细的层面、剖面综合构造解析,对川中地区高陡断裂的构造变形特征进行了准确厘定,对其断裂性质展开了深入探讨,得出如下结论:1)川中地区的高陡断裂,不论NWW-SEE向(或近E-W向)还是NE-SW向,不论Ⅰ级、Ⅱ级还是Ⅲ级,均具有显著的伸展变形分量。在剖面上,这些断裂产状陡直,呈板状斜列分布,具有正断层的一系列变形特征。2)证实川中地区的FI5、FI6、FI7、FI8、FI9及FNE01等主要断裂带存在走滑变形,且剪切变形机制均为右旋剪切。3)明确川中地区的大部分高陡断裂是加里东—海西早期发育并定型,部分在海西晚期—印支期复活的“右行张扭走滑断裂”。

四川盆地中部潼南负向构造的构造属性、演化过程与油气地质意义

为揭示四川盆地中部潼南次级负向构造对高石梯—磨溪地区构造格局和油气地质条件的控制作用和影响方式,通过高精度三维地震资料综合构造解析,运用平衡剖面恢复、面积-深度应变(ADS)分析和构造几何学正演数值模拟等系列定性-定量方法,对潼南负向构造的变形特征、构造属性和形成演化过程进行研究。研究表明:①潼南负向构造以二叠系/前二叠系不整合面为界,上、下层系构造分层差异变形。其经历了震旦系灯影组沉积前后至二叠系沉积前伸展凹陷活动阶段和侏罗系沉积后挤压向斜变形阶段的构造叠加改造。伸展凹陷活动受控于深部先存正断层的多期三角剪切变形,主凹陷幕发生在晚元古代末—灯影组1-2段沉积期、下寒武统龙王庙组沉积期—中晚寒武世—奥陶系沉积后。②潼南负向构造的多阶段形成演化过程控制着该地区与高石梯、磨溪—龙女寺构造高带之间油气的运移、调整以及现今气、水的差异分布。③残存于潼南负向构造区,顶部被二叠系/前二叠系不整合面强烈削截的奥陶系具备碳酸盐岩风化壳岩溶储集层形成的基本条件,是值得关注的油气新领域。

碳酸盐岩岩溶储层多井评价方法及地质应用

多井评价是建立在单井精细解释对比分析基础上的预测储层及含油气性平面分布规律的技术方法,而常规测井资料无法区分碳酸盐岩岩溶储层,因而利用多井评价结果确定岩溶发育程度在平面上的分布规律就显得十分重要。为此,在岩心标定成像测井的基础上,对四川盆地高石梯—磨溪地区15口井的成像测井岩溶发育特征进行分析,建立了中二叠统茅口组岩溶发育各分带的标准成像图版,利用交会图及直方图分析各分带的常规测井响应特征,在此基础上形成了电成像测井刻度常规测井识别岩溶发育带的新方法。研究结果表明:①高石梯—磨溪地区茅口组岩溶带自上而下可划分为风化壳残积带、垂直渗流岩溶带、水平潜流岩溶带以及受岩溶作用较弱的基岩;②风化壳残积带在成像测井图像显示为“暗—亮—暗”条带状模式,垂直渗流岩溶带为垂直线状与暗色斑状组合模式,水平潜流岩溶带为水平线状—层状与斑状组合模式,基岩整体显示为亮色块状模式偶见线状或斑状特征;③有效储层主要发育在垂直渗流带和水平潜流带的顶部;④该区茅口组岩溶发育主要受裂缝发育控制,而裂缝发育又与断层关系密切。结论认为,该新方法对碳酸盐岩岩溶储层的多井评价具有普遍适用性,为四川盆地中二叠统风险探井的部署提供了技术支撑。