塔里木盆地海相原油热裂解的阶段性特征及其意义

塔里木盆地台盆区深层油气勘探不断取得突破,原油热稳定性及其裂解特征已成为制约塔里木盆地深层下一步油气勘探与评价的瓶颈之一。本研究选择塔河地区未遭受明显次生改造原油,采用黄金管封闭体系热压模拟实验,在恒压、程序升温条件下,系统分析不同热演化阶段原油热裂解产物与残余物的分子组成。结果表明,随着热演化程度的增加,伴随着原油热裂解程度增加引起的化合物裂解、环化、芳构化作用,气体和液态烃产率呈现显著的阶段性变化,并显示不同的分子地球化学特征,据此分为3个阶段:①初始裂解期(Easy Ro<1.2%),与原始油样比较,残留产物全烃色谱特征未发生显著变化;②主裂解期(1.2%<Easy Ro<3.8%),又以Easy Ro=2.0%为界分为快速裂解阶段和缓慢裂解阶段,残留产物中正构烷烃含量逐渐降低,同时伴随低环数芳烃化合物含量的逐渐增加,而稠环芳烃含量的逐渐增加则与低环数芳烃含量逐渐减少相对应;③裂解末期(3.8%<Easy Ro<4.5%),以高含量稠环芳烃的富集为标志,其中残留物全烃色谱上以四环芳烃占绝对优势。研究结果对有效描述原油的热演化过程、明确原油不同热裂解阶段油气产物的组成和产率特征以及深层原油热稳定性评价具有重要指导意义。

川西中江地区须二气藏富集规律研究

川西须家河组二段资源量丰富,具有较大的勘探开发潜力。文章以川西中江地区须二气藏特征为基础,结合前人的研究成果,总结出须二气藏的富集规律。古构造高部位是气井高产的前提,裂缝是气井获得中、高产的关键,相对优质储层是气井稳产的基础,断裂是气井高产的重要因素,建立了富集模式,早期近源低效充注,中期远、近源多向充注,致密、构造交互调整,晚期断裂调整富集。

致密油储层压裂裂缝扩展规律分析及影响研究

以鄂尔多斯延长组长7裂缝性致密油储层为例,开展致密油储层裂缝扩展实验研究,分析裂缝扩展的影响因素,并对裂缝扩展规律进行模拟分析,实验结果表明:长7致密油储层岩石杨氏模量、泊松比和抗压强度波动范围广,造成数值差异较大;矿物组成分布差异为3%~46%,平均值为16.85%左右;该区块储层岩石发育部分的天然裂缝,储层最大水平主应力和最小水平主应力差异较大,储层水平和垂直方向上的孔、渗、饱等物性差异较大。天然裂缝的形成和发展受自然裂缝存在与地应力场差异这两个关键因素的显著影响,长7储层原始状态下裂缝的形态呈现低角度。

吉木萨尔页岩油井区CO_(2)前置压裂工艺参数优化及现场实践

吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油具有原始渗透率极低,原油黏度高等特点,自然条件下无经济产能。通过现场实践,证明密切割+高强度体积压裂,是实现页岩油规模开发的最有效手段之一,但现阶段如何延缓油井递减率,提高单井采收率仍是亟待解决的问题。2019—2022年,在吉木萨尔页岩油区块,开展了CO_(2)前置压裂辅助提产技术研究和现场试验,系统地研究分析CO_(2)前置蓄能压裂和CO_(2)吞吐在吉木萨尔页岩油区块的应用效果。结果表明,超临界态CO_(2)具有混相增能、溶蚀改善储层条件、提高渗吸置换效率、提高缝网复杂程度等作用,并明确最优注入量、注入速度、注入方式等关键工艺参数,初步形成了一套页岩油藏CO_(2)前置压裂的工艺技术体系。根据生产数据预测,CO_(2)前置压裂工艺可将最终采收率提升20%左右,对实现页岩油效益开发,为其他类型页岩油藏提高开发效果提供参考。

龙山水库大坝坝顶裂缝调查及成因分析

龙山水库经除险加固工程后存在沉降问题,导致坝顶出现裂缝,对大坝运行安全影响未知。综合采用坑探、钻探和物探手段对大坝运行安全进行评价,分析坝体填筑现状,对裂缝和沉降问题成因进行调查分析,同时考虑加固工程引起浸润线降低的影响,对沉降量进行初步评价。结果表明,龙山水库沉降主要由于坝体部分区域填筑质量较差,以及浸润线降低引起填料固结沉降。虽然沉降现状仍满足要求,但不排除继续沉降的风险,需挖除不密实土体后重新进行培厚加固。本研究相关勘测手段及分析可为类似坝体沉降问题提供参考。

塔河油田碳酸盐岩小尺度缝洞体的预测识别技术研究及应用

针对塔河油田小尺度缝洞体分布零散、种类复杂、识别动用难度大的特点,常规缝洞体检测技术如反演阻抗、分频振幅、杂乱度等方法不能很好刻画小尺度缝洞体。基于绕射波识别的方法原理,从小尺度缝洞正演模拟分析入手,运用绕射波分离技术,在地震数据中去除反射波,对绕射波进行单独成像。实际资料应用表明,绕射波分离成像技术提高小尺度缝洞体的横向分辨能力,对小尺度缝洞有明显聚焦成像效果,提升小尺度缝洞体的预测精度,提高缝洞型储层的油气藏识别能力,实现对有利储层发育区的有效预测。

川中古隆起北斜坡寒武系龙王庙组油气成藏特征及演化模式

利用测井、录井、岩心分析化验等资料,对川中古隆起北斜坡下寒武统龙王庙组油气成藏条件、油气充注特征及成藏演化模式展开了深入研究。研究结果表明:(1)川中古隆起北斜坡下寒武统龙王庙组天然气具备良好的成藏条件,下伏筇竹寺组烃源岩在北斜坡腹部及西侧裂陷槽存在2个生烃中心,其TOC平均值分别为1.90%和3.46%,有机质以Ⅰ型干酪根为主,可提供充足且优质的烃源;龙王庙组内部发育的颗粒滩体岩溶储层与上覆高台组厚层致密泥质云岩,构成了优势储-盖组合;区内广泛发育的油源断裂可作为纵向优势运移通道高效输导油气。(2)研究区龙王庙组具3期成藏特征:晚三叠世末期(约214~206 Ma)发生第1期充注,大量成熟油聚集形成古油藏;早侏罗世末期(约193~186 Ma)发生第2期充注,表现为“多油少气”混合充注;中侏罗世末期(约170~164 Ma)发生第3期充注,大量油裂解气充注储层并聚集形成现今气藏。(3)研究区龙王庙组油气成藏演化可划分为4个阶段:加里东早期—二叠纪前少量低熟油充注阶段、二叠纪—三叠纪大量成熟油充注形成古油藏阶段、中侏罗世—白垩纪古油藏被破坏形成裂解气藏阶段以及晚白垩世至今气藏调整阶段。

四川盆地蓬莱—中江地区震旦系灯影组二段成藏特征

通过钻井、岩心、测录井及地震资料的综合分析,系统研究了四川盆地蓬莱—中江地区震旦系灯影组二段气藏的成藏特征。研究结果表明:(1)四川盆地灯影组沉积期,随着海水侵入,古陆多被淹没或侵蚀夷平,盆地逐渐演变为碳酸盐岩台地。灯二上亚段沉积期,川中北斜坡蓬莱—中江地区以发育台地边缘滩相和台地边缘丘相为特色,并可细分为滩核、滩缘、滩间海、丘核、丘缘、丘间海6种亚相,是储层发育的有利相带。(2)研究区灯二上亚段储层以藻云岩、藻砂屑云岩为主要储集岩,发育残余粒间孔+粒间溶孔型、粒内溶孔+藻格架孔型、裂缝型与孔洞型4种类型的储层,储层厚度分布特征与沉积相分布特征较吻合,位于台地边缘丘滩核的储层累积厚度大。(3)研究区灯二上亚段气藏的天然气主要来源于筇竹寺组烃源岩,烃源岩厚度大、有机碳含量及热演化程度高,气藏具备较好的烃源条件和封盖条件,具有“上生下储上盖”和“旁生侧储上盖”2种较好的生-储-盖配置关系。(4)研究区油气充注主要发生于三叠纪—白垩纪,为多期“准连续”型,灯二上亚段气藏主要经历了奥陶纪—志留纪古油气藏聚集阶段、志留纪—石炭纪古油藏破坏阶段、二叠纪—三叠纪再次生烃成油藏阶段和三叠纪—侏罗纪原油裂解生气阶段。

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。

西克尔水库“1.19”震后坝体裂缝成因综合分析及处理方法

西克尔水库在“1.19”震后坝体产生纵向裂缝,通过地质灾害特征、有限元等多种方法对坝体裂缝成因进行综合分析,裂缝成因是由坝基浅表砂层液化产生的轻微液化沉降和地震横波振动产生的拉应力而产生剪切破坏共同形成的。设计采用下游坝坡脚设置排水和盖重的方式防地震液化,并采用坝顶1.8m范围内(1/5坝高)上下游侧现浇钢筋砼板+土工格栅加筋分层填筑的方式,使坝体振动幅度最大区域形成整体以抵抗剪切破坏。结果表明,通过以上工程措施可以大幅提高坝体的抗震能力,可为类似工程设计提供参考。

甲烷燃爆压裂冲击下页岩动态破裂响应规律实验研究

甲烷原位燃爆压裂是通过地面投放的助燃剂与地层产出的甲烷气,在页岩气井筒内目标层段原位燃爆,实现强化压裂储层的新技术。其中明确甲烷爆燃压裂中储层岩石动态破坏规律,是确保压裂效果和井身安全工艺设计的基础。基于此,为明确甲烷原位燃爆压裂过程中,聚能流体泄入性冲击破岩规律及其主控因素敏感性,借助岩石动态冲击损伤模拟实验装置,针对龙马溪组海相页岩露头,开展拟三轴、真三轴条件下的冲击压裂破岩实验共24组,通过对冲击破岩过程中模拟井眼压力的高频跟踪、压后岩样破裂形态及裂缝面特征观测,分别考察了120~285 MPa理论峰值压力、20.9~131.7 MPa/ms理论加载速率、储层应力与层理方位等对冲击破岩的影响,用铜箔对模拟井眼孔壁密封考察了应力冲击与泄入冲击对岩样破坏形态的影响。结果显示:聚能流体泄入性冲击可形成楔裂效应,降低页岩动态破裂强度,页岩动态强度与升压速率的正相关性弱于纯应力冲击;平行层理页岩、较低的地应力水平,均可减小页岩动态破裂强度;纯应力冲击更易形成复杂缝网,裂缝表面凹凸性强;聚能流体泄入冲击致裂后的裂缝走向平直,且随着升压速率增大,其裂缝条数及复杂程度增加、裂缝面剥离碎裂现象增强;模拟井眼轴线与页岩层理面平行时,压后裂缝面平整、粗糙度小、起伏小;模拟井眼轴线与页岩层理面垂直时,压后裂缝走向曲折、表面起伏大、裂缝网更复杂;页岩水平挤压应力较小,压后裂缝面粗糙,伴随有大量脱落物;随着岩样挤压应力增大,流体楔入基质实现二次冲击的阈值升高,压后页岩脱落物粒径逐渐减小。基于不同参数组合下页岩冲击破坏模式的对比分析表明:甲烷原位燃爆冲击过程是应力冲击与流体泄入性冲击的复合作用,随着冲击升压速率的提升,聚能流体泄入性冲击作用程度逐步加大,压后页岩逐步呈现出应力致裂-流体协同扩缝(27 MPa/ms)、应力致裂-流体冲刷破坏(52 MPa/ms)以及纯应力致裂-流体二次冲击破缝(116 MPa/ms)3种破坏模式;基于实验结果建立的3种破坏模式与加载速率、储层应力的关系图版,用于不同应力条件下甲烷原位燃爆冲击参数的优化设计。

基于缝内流体温度场模拟的低伤害压裂液体系研究

压裂施工时在压裂液流经井筒进入地层的过程中,受储层岩石环境影响,其温度逐渐升高,液体的流变性能也随之发生变化,进而影响人工裂缝形态及支撑剂的铺置。研究压裂液在上述过程中温度变化规律有助于优化液体配方,改善支撑剂的铺置效果。因此,本文借鉴经典的K-DR模型,并考虑裂缝形态在压裂过程中的动态变化,建立了施工过程中液体温度计算模型。以上述数学模型为基础编制了温度场计算软件,利用该软件开展了大量的数模计算,结合压裂液体系室内评价成果,建立了不同温度条件下压裂液浓度设计图版,并耦合温度分布与压裂液性能及压裂注入量关系,形成压裂施工过程中裂缝不同位置的液体性能变化剖面,指导压裂液配方设计。该图版获得广泛应用,通过优化压裂液稠化剂浓度,降低了压裂液成本及液体残渣含量,近两年应用82井次,节约稠化剂共计496 t,获得显著的经济效益。

塔里木盆地古城墟隆起顺南1井古油藏热裂解过程的分子碳同位素地球化学记录

塔里木盆地古城墟隆起顺南1井高成熟度轻质原油被认为是典型的热裂解残余油。研究揭示顺南1井原油中高丰度的苯系物和丰富的稠环芳烃,是其在地质历史上经历强烈热裂解的次生产物之一;苯系物应为热裂解、环化、芳构化过程的中间产物,而稠环芳烃可能指示了缩聚过程。烃类分子裂解—缩聚过程诱发的碳同位素分馏,不仅使顺南1井原油正构烷烃分子碳同位素较下古生界含油气系统中正常原油的重8‰~10‰,而且烷基萘系物分子碳同位素也比下古生界含油气系统中的正常原油重6‰~8‰。研究结果进一步实证了与裂解成因相关的芳烃分子及其稳定碳同位素组成是判识深层—超深层油藏是否经历热蚀变的有效手段,其对于准确评估深层—超深层油气相态与资源格局具有重要意义。

水压力作用下三峡库区侏罗系软岩裂纹扩展规律及力学机制

三峡库区侏罗系地层滑坡发育广泛,研究该地层软岩夹层在不同水压力作用下的强度及变形破坏特性对库区岸坡的长期稳定性评价具有重要理论指导意义。以三峡库区侏罗系典型软岩——沙溪庙组泥质粉砂岩为例,对其进行了不同水压力下的力学试验系统(MTS)三轴压缩试验,并基于断裂力学与有效应力原理对水-力耦合效应下岩石的起裂及裂纹扩展机制进行了分析。研究结果表明:水压力的存在可降低岩石的峰值抗压强度,水压力越大岩石破坏后控制性裂纹的长度及倾角也总体随之增大,次生裂纹的数目也呈现出随之增多的趋势;原生裂纹的起裂及次生裂纹的扩展分别受控于K_(Ⅱ)、K_(Ⅰ)型应力强度因子,原生裂纹的起裂角最大为70.5°;次生裂纹的临界扩展长度随原生裂纹长度的增加而增大,当原生裂纹倾角约为45°时,在相同条件下次生裂纹的扩展长度最大;说明水压力的存在加剧了岩石裂纹的扩展,且使岩石的张拉破坏趋势更为明显,而原生裂纹形态特征对裂纹的扩展规律亦具有较大的影响。

低渗透油藏五点法井网见水时间计算方法研究

针对低渗透油藏储层发育特征、流体渗流规律及五点法井网特点划分流动单元,建立了考虑压敏效应、变启动压力梯度、排距井距、裂缝与井排角度、裂缝长度及非均质性等因素的见水时间计算模型,分析了不同因素对见水时间的影响规律。与已有成果相比,所建立见水时间计算模型考虑因素更加全面,更趋于矿场实际情况。分析结果表明,井距与排距之比越大、非均质性越强、裂缝长度越大、启动压力梯度越小、原始地层压力越小,见水时间越早;随着裂缝与井排夹角的增大,见水时间呈波动性变化;原始含水饱和度在0.4~0.5,见水时间早。研究成果可为低渗透裂缝性油藏开发调整方案编制提供理论保障。

基于神经网络的钻井液漏失裂缝宽度预测研究

针对钻井过程中储层裂隙发育情况不明,防漏堵漏方法和材料选择困难的问题,结合实际井史资料,提出了一种基于神经网络的储层裂缝宽度预测方法。首先通过相关性分析,对储层裂缝宽度的主要相关因素进行分析并对其进行排序,选取了泵压、钻井液排量以及钻速等7种主要相关因素作为输入参数并利用附加动量算法和变学习率算法对模型收敛速度进行提升,同时对模型结构进行优选。其次利用遗传算法(GA)和Adaboost算法对BP神经网络(BPNN)进行优化,克服了其易陷入局部极小值的问题,提升了模型的预测精度。最后建立了Adaboost-GA-BP神经网络预测模型对储层裂缝宽度进行预测研究,同时对比分析了模型的预测精度。结果表明,相关参数与储层裂缝宽度的相关性由高到低依次为漏失速度与漏失量、泵压、钻井液排量、钻速、井深、塑性黏度和钻井液静切力。另外,附加动量算法和变学习率算法使得训练结束时训练数据的绝对误差和降低了27%,显著提升了模型性能,同时通过GA算法优化模型的权值和阈值以及利用Adaboost算法进行集成优化进一步提升了预测精度,建立的Adaboost-GA-BP神经网络储层裂缝宽度预测模型误差和相关系数分别为18%和0.98,与随机森林等其他模型相比,模型的预测精度高,可为勘探开发过程中的裂缝宽度计算以及堵漏方案的制定提供一定的指导。

蚂蚁曲率融合属性在华北潜山裂缝型储层中的应用

裂缝及断裂的分布影响着潜山的储层和成藏条件,以华北潜山1区地震数据体为研究对象,对构造平滑后的数据体分别进行常规曲率计算,曲率坐标旋转和蚂蚁体属性的计算来预测裂缝和断裂的大概分布情况,多种属性对比后发现这些单一属性虽然都能不同程度反映裂缝发育,但都有各自的弊端。为了提高裂缝预测效果,弥补单一属性的缺陷,在优化后的曲率属性的基础上进行追踪步长缩小后的蚂蚁体计算,形成新的融合属性体,新方法提取的蚂蚁体属性反映出裂缝连续性更好,分布规律更加清晰,东南部大断裂较为突出,与地质资料对比后结果可靠,为后期工作提供借鉴。

高低温循环冲击作用下砂岩孔裂隙结构的演化特征

我国煤系气储量丰富,但煤系气藏复杂的地质条件使得对单一含气系统的开采成本高、效率低,对多种含气系统难以合层共采。如何提高煤系储层的渗透性与兼容性是开发煤系气的关键问题。为探讨改善煤系储层结构的有效方法,研究了在高温200℃、低温-196℃循环冲击作用下煤层顶板砂岩孔裂隙的演化特征,使用工业显微CT对高低温冲击作用前后砂岩试样孔裂隙的发育过程进行了表征。利用数字图像和三维重构技术,对冲击前后试样的CT数据进行了滤波和均值化等处理,定性和定量分析了0、1、5、10、15次高低温度冲击后砂岩孔裂隙体积、表面积、孔隙率和孔裂隙分布复杂度分形维数的变化。研究结果表明:(1)高低温循环冲击促使砂岩试样孔裂隙发育、扩展、连通和次生裂隙的萌生,冲击作用有助于微小孔裂隙扩展形成较大的宏观裂隙。(2)砂岩孔裂隙体积、表面积、孔隙率和孔裂隙分布复杂度分形维数随温度冲击次数的增加呈对数规律变化,其增长幅度呈先增大后减小的趋势,在第5次冲击作用后其面积和孔隙率增幅达到最大,分别为15.48%,20.98%。(3)高低温循环冲击作用减弱了砂岩基体间的束缚力,打破了其原有的静态平衡,试样孔隙率随扫描层数的变化曲线演变为类“C”状,表明砂岩两端的束缚力衰减幅度更大。

考虑裂缝规模的红河油田延长组油层产能模糊识别方法

在红河油田开发过程中,延长组油层产能差异较大,利用测井资料准确预估油层的产能问题变得尤为紧迫。本文分析了常规测井曲线在不同裂缝规模下的特征,建立了Ⅰ类(井径扩径率>18%,深感应电阻率<20.0Ω·m,声波时差>260.0μs/m,密度<2.40 g/cm^(3))、Ⅱ类(井径略有扩径,深感应电阻率<30.0Ω·m,声波时差>235.0μs/m,密度<2.55 g/cm^(3))和Ⅲ类(井径扩径率、深感应电阻率、声波时差和密度均无明显变化)裂缝规模的测井曲线分类法,并在考虑裂缝规模的基础上分类进行了模糊识别样本空间的构建,确定了红河油田延长组油层产能是低产还是高产的隶属度公式。低产隶属度大于等于高产隶属度为低产油层,反之则为高产油层。经过20层油层的识别验证,此模型正确率为85%,取得了良好的识别效果。

M油田储层裂缝识别及建模研究

在油田开发中常常对储层进行整体压裂来提高产能,但是压裂之后也会产生单井产量递减快,水窜等问题,对油田稳产产生不利影响,因此必须全面准确认识裂缝的发育和分布特征,为下一步区块开发提供技术支持。本文根据多种裂缝识别方法,对天然裂缝和动态裂缝进行识别,并建立模型,为油藏后期的综合治理提供基础认识。