新疆准噶尔盆地白家海凸起深部煤层气勘探开发进展及启示

白家海凸起侏罗系煤是国内深部煤层气直井产量很早取得突破的地方,为准噶尔盆地的重要靶区。煤储层为特低灰、低水分、中高挥发性煤,孔渗系统较好。具有“古生新储”和“自生自储”两种成藏模式,煤层含气量高、游离气占比高、含气饱和度高,为优质煤层气储层。历经多年的勘探开发证明:多数直井试采无需排水降压即可快速见气(2~5 d),排采初期日产气量较高(2100~9890 m^(3)),日产水量少甚至不产水(<5 m^(3)),可自喷生产,返排率低,长期试采压力均衡下降,且具有一定的稳产期(25~60 d);煤层射孔层厚度、压裂液体系、压裂加砂比均可影响煤层气试气效果,其中冻胶、胍胶体系优于活性水-清洁压裂液体系。最新施工的彩探1H水平井试采表现出压裂开井后即高产,试采最高日产气量5.7万m^(3),日产水量少(0.5~3.0 m^(3)),表现出常规天然气特征,随后衰减稳定,表现为吸附气与游离气共同产出;与直井对比,水平井产量高、稳产时间长、压降速率小。基于研究区储层特征和含气性特征,及勘探开发历程,得到3方面启示。一是深部多类型气藏富集规律再认识:需重视油气运聚圈闭的成藏演化研究,重视深部位气水空间分配和富集规律的研究。二是深部中低阶煤储层可压性评价:针对凸起高部位孔渗系统好的中低煤阶储层,需形成适合的压裂工艺体系。三是深部多类型气藏开发方式优化:针对游离气占比高的气藏,实现游离气-吸附气的接续产出,保持降压面积稳定扩展,排采控制尤为关键。

新疆准噶尔盆地白家海凸起深部煤层气孔渗系统特征

【目的】新疆深部煤层气资源丰富,其中准噶尔盆地白家海凸起侏罗系煤层是深部煤层气勘探开发的有利目标区。深部煤层气孔渗系统直接决定了深部煤层气的可采性。【方法】以新疆油田2023年最新施工的彩煤2-004H评价井为基础,基于扫描电镜观察,压汞–低温液氮–二氧化碳吸附、低场核磁共振、CT扫描,变温压孔渗实验,结合数学建模,深入研究了本区侏罗系西山窑组煤的孔渗系统。【结果和结论】结果表明:(1)研究区深部煤储层孔隙类型以植物组织孔和气孔为主,孔裂隙发育,形态多为板状和狭缝状,孔裂隙连通性好,多为开放型孔。(2)全孔径表征结果显示,超微孔最为发育,其次为中孔和过渡孔,各类型孔隙发育较为均匀,总孔比表面积和总孔容较大,接近于贫煤和无烟煤,暗示了其吸附性和储集能力较强,其主要地质原因在于其煤层为特低灰分(平均灰分在5%左右)煤、煤岩显微组分中主要为丝质体和结构腐殖体,且处于构造高部位的煤储层断裂发育。(3)考虑温度和有效应力对孔隙率和渗透率的影响,建立了研究区孔隙率和渗透率与埋深的关系式。与鄂尔多斯盆地大宁-吉县区块深部煤相比,不论是常规孔渗结果,还是模拟原位储层条件下的孔渗系统,白家海凸起深部煤储层孔隙率和渗透率均较大,原位储层条件下孔隙率介于8.60%~10.21%,渗透率介于(0.04~0.21)×10^(-3)μm^(2)。即本区深部煤储层孔渗系统,不仅储气能力较强,同时其导流能力也较好。

白家海凸起—阜北斜坡八道湾组储层特征研究

利用岩石薄片、铸体薄片鉴定、X–衍射、扫描电镜和压汞等资料,对白家海凸起—阜北斜坡侏罗系八道湾组的储层特征进行了研究,分析了储层的成岩作用类型、成岩演化序列、成岩作用对孔隙结构的影响及孔隙演化史。研究结果表明:八道湾组储层以岩屑砂岩为主储集空间以粒内溶孔和粒间溶孔为主,孔隙度经历了多期的演化过程,由原始的高孔隙度演化为现今低孔隙度。

准噶尔盆地白家海凸起下侏罗统三工河组沉积演化及油气勘探意义

准噶尔盆地白家海凸起西南部地区三工河组沉积相展布及其演化规律缺少系统的研究。为了指导该区油气勘探开发,揭示其沉积演化规律,在区域沉积背景分析基础上,结合高分辨层序地层所划分的3个中期基准面旋回,利用野外露头、岩心、测井及地震资料,重点对三工河组沉积演化规律进行研究,认为三江河组主要发育辫状河三角洲和湖泊两种沉积相类型,MSC1、MSC2以辫状河三角洲前缘亚相为主,MSC3主要发育滨浅湖沉积,且受湖平面的变化影响,储集砂体厚度及分布存在差异。研究结果表明:Ⅰ类储层有利区、Ⅱ类储层有利区分布于MSC1和MSC2辫状河三角洲前缘;MSC3浅湖沙坝为Ⅲ类储层有利区。三工河组沉积演化规律的研究不仅丰富了白家海凸起侏罗系勘探开发成果,同时基于有利区的划分,指明了下步油气勘探的主要方向,拓展了找油新领域。

储层临界物性对岩性圈闭油气成藏的意义——以准噶尔盆地东部白家海凸起侏罗系储层为例

准噶尔盆地东部白家海凸起侏罗系岩性油气藏发育,同一个区带上不同岩性圈闭的成藏机理存在差异性.针对岩性圈闭多元控油、主元成藏的特征,从岩性圈闭成藏主控因素中的储层临界物性出发,采用孔渗交会法和含油产状法,结合试验分析,对白家海凸起彩43井区侏罗系西山窑组的地层条件含油临界孔隙度进行研究.同时尝试从地层条件下的含油临界孔隙度、含油临界渗透率及含油孔喉特征等方面,对西山窑组现今及白垩纪末期的储集层含油性进行分析,发现常规实验室条件下侏罗系储集层的含油临界渗透率为0.1×10-3μm2,临界孔隙度值约为11.5%.垂向上储集层的含油临界孔、渗物性随埋深变化.采用有效含油孔隙度、有效含油渗透率和优势流动系数3个储集层临界物性参数进行分析,发现储层临界物性对白家海凸起侏罗系油气藏形成具有明显的控制作用.

白家海凸起油气成藏主控因素分析

白家海凸起是一个受南、北两排雁行式断裂带所夹持的继承性古隆起,紧邻生烃凹陷,是整个盆地油气富集程度较高的地区之一。这两排断裂断开的层位较深,直至下伏二叠系烃源层,且断裂的活动时期与源岩大规模生排烃时期相匹配,起油气运移通道的作用。由于雁行式断裂带位于白家海凸起侧翼,对凸起主体构造圈闭形态没有大的破坏作用,已聚集的油气藏得以保存。综合分析认为断裂是白家海地区油气成藏的主控因素。

准噶尔盆地白家海凸起的石炭系地质结构与成因模型

利用最新探井、高分辨率地震、年代学资料、古生物资料,并结合盆地周边露头资料等,通过地震剖面精细解释,削蚀、超覆尖灭点追踪识别及平衡剖面技术等,对白家海凸起的地质结构、演化和成因模型进行了综合分析,并取得以下4点认识:(1)白家海凸起纵向上发育深、浅两套断裂系统,深层断裂由一系列倾向相同的正断层组成,控制了石炭纪断陷的发育,断陷主要呈北东和北北东两个方向展布,白家海凸起地质结构整体呈现出"纵向分层、横向分带"的特点;(2)白家海凸起的构造演化可分为6个阶段,分别是(1)早石炭世"坳-断-坳"旋回、(2)晚石炭世"坳-断-坳"旋回、(3)早—中二叠世的挤压反转阶段、(4)晚二叠世—中侏罗世西山窑组沉积期的稳定埋藏阶段、(5)中侏罗世头屯河组沉积期—晚侏罗世的改造阶段、(6)白垩纪—现今的调整、定型阶段;(3)早石炭世末期和晚石炭世末期各发生一次构造挤压活动,形成了两个区域性不整合;(4)北天山洋俯冲过程中的板片后撤作用(roll-back),可能是白家海凸起石炭纪断陷发育的深部动力学机制。

白家海凸起侏罗系西山窑组一段沉积特征研究

综合准噶尔盆地东部白家海凸起侏罗系西山窑组一段资料,识别出河流、三角洲和湖泊3种沉积相类型,详细分析每种沉积相的岩性特征、沉积构造和沉积相的垂向序列。在此基础上描述了西山窑组一段沉积相的平面展布,并指明有利的沉积相带。

白家海凸起深层煤层气压裂试气实践与认识

埋深超过1000m的深层煤层气因其赋存状态研究较少,产出条件又不同于浅层煤层气压裂试气工艺要求,勘探开发技术难度大。基于准噶尔盆地东部白家海地区彩A井和彩B井的压裂实践,认为白家海地区煤层埋深大于1500m,煤层气符合中煤阶肥煤特征,储层富集以游离气为主,其压裂试气宜采用“低粘液、大排量、大液量、高砂比”压裂改造措施和“螺杆泵+直读压力计+套管控压”的排液工艺。

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.