巨厚膏盐岩形变机制解析及其对油气成藏的影响——以阿姆河右岸东部阿盖雷地区侏罗系为例

阿姆河右岸侏罗系钦莫利阶发育巨厚膏盐岩,其对油气富集成藏具有重要影响。综合利用钻井岩心测试资料和地震资料,通过剖面地质形态分析与地震分频属性刻画,对阿姆河右岸东部阿盖雷地区侏罗系与膏岩层相关的典型构造样式进行了识别,并解析了其形变机制,恢复了关键成藏期的古构造,探讨了不同时期构造运动对油气运聚成藏的控制作用。研究结果表明:①阿盖雷地区侏罗系上盐层上部及上覆地层发育滑脱褶皱,下部发育少量大型盐枕构造,中石膏—下盐层—下石膏层整体变形程度较低,下盐层内发育3种形态小型盐枕构造及盐缩颈,盐枕构造间可识别典型礁/丘滩体。②研究区构造挤压应力和重力滑脱作用是形成膏盐岩形变的主要动力,考虑“2期主要构造运动、先存地貌/构造、多层差异化变形塑性地层、纵横向复合叠加变形”4项关键因素建立了多层叠覆型复杂构造变形模式。③采用基于盐层流动增厚量回填的厚度图法恢复了研究区上盐层沉积前、早白垩世末生烃高峰期的古构造,综合生排烃史、构造发育史、气井产量,明确了基于膏盐岩形变恢复的古构造是天然气富集高产的重要因素,具有“天然气持续充注、多期动态成藏”的演化特征,古、今构造继承性发育区为天然气富集的最有利区。

射线域弹性阻抗反演在阿姆河右岸碳酸盐岩气藏储层预测中的应用

阿姆河右岸阿盖雷气田中上侏罗统卡洛夫—牛津阶碳酸盐岩储层勘探难度大、地震反射能量弱、地震资料信噪比低。以储层特征及岩石物理分析为基础,通过叠前道集优化处理、井-震联合低频阻抗建模以及叠前射线域弹性阻抗反演方法,对该地区含气储层进行了预测。研究结果表明:①阿盖雷气田中上侏罗统卡洛夫—牛津阶储层主要为台地前缘缓坡相碳酸盐岩,岩性主要为砂屑灰岩和生屑灰岩,储集空间以孔隙-裂缝型为主,具有低孔、低渗和非均质性强的特征;有效含气储层主要表现为低纵波阻抗、低剪切模量、低体积模量特征,剪切模量对含气储层的敏感程度最高。②通过预测剔除去噪,奇异值分解去噪和谱平衡能量补偿手段对叠前道集进行处理可以有效去除异常振幅等高频及随机噪音,提升有效信号强度并增强远偏移距AVO特征;井-震联合建模方法通过引入低频层速度解决因地震数据低频信息缺失而造成的反演多解性问题,提高了反演精度的同时有效表征了储层横向变化;叠前射线域弹性阻抗反演方法在研究区应用效果好,纵、横波阻抗反演体在纵、横向上均表现出较高的分辨能力,预测的含气储层厚度与测井解释的成果吻合度达85%以上,反演体显示气层的横向连续性较差,符合缓坡滩沉积特征。③研究区碳酸盐岩储层具有良好的勘探开发潜力,东部和西南部的未钻区域有多处明显的含气显示;上部Gap—XVhp段含气显示更好。

阿姆河右岸区域构造大剖面解析及成因探讨

阿姆河盆地右岸区块地理位置位于土库曼斯坦的阿姆河流域北侧至土库曼斯坦—乌兹别克斯坦国境线南侧之间,西南紧邻吉萨尔山脉,是中石油重要的海外油气勘探开发基地。开展其构造特征解析和成因机制探讨,对研究含盐盆地分层构造变形特征和促进能源勘探开发均具有重要意义。以构造建模和构造复原理论为指导,精细解释过阿姆河右岸区块的东西向地震大剖面,分析其地质结构特征和形成演化过程。结果表明:阿姆河右岸区块纵向上发育前二叠系基底和二叠系—第四系沉积盖层。以上侏罗统基末利—提塘阶膏盐岩为界,盐上和盐下构造形态具分层变形特征;盐上多发育陡窄的滑脱褶皱,断裂以倾向NW的小断距正断层和走滑断层为主;盐下多发育宽缓的冲断褶皱,断裂以倾向SE的大断距逆断层为主。受基底构造楔楔入影响,研究区自西向东构造抬升和挤压幅度逐渐增大。根据平衡剖面复原并结合区域地质背景,将研究区构造演化划分为前二叠纪基底形成期、二叠—三叠纪弧后裂谷期、侏罗—古近纪稳定沉积期和新近纪以来挤压抬升期共4期构造演化阶段。新生代多方向构造叠加影响、基底构造楔活动和膏盐岩对分层构造变形的调节作用是阿姆河盆地右岸地区纵向分层、横向分带构造特征的主要控制因素。

中亚阿姆河右岸东部地区侏罗系盐下碳酸盐岩储层特征及预测新方法

以岩心、薄片及测井资料为基础,分析了中亚阿姆河右岸东部地区侏罗系牛津阶储层的岩性、储集空间及物性特征,利用三维地震数据,通过正演地震模拟、波形聚类技术、分频RGB融合技术以及集成学习等方法,对储层分布及厚度进行了半定量预测。研究结果表明:①阿姆河右岸东部地区侏罗系牛津阶储层岩性主要为生屑灰岩、颗粒灰岩及泥晶灰岩,为裂缝-孔洞型储层,储集空间以生物格架孔、粒内孔和裂缝为主,裂缝为后期溶蚀流体提供了通道;储层平均厚度为41.6 m,平均孔隙度为4.65%。②研究区储层多发育于XVhp层,根据其在XVhp层的分布位置可分为顶部型、底部型和两期型,顶部型储层主要分布于研究区中部及东部,底部型储层主要集中于西部,而两期型储层大量发育于西北部;研究区西部和东北部储层发育较好,厚度为45~75 m,多沿断裂发育带分布,东南部储层发育较差,厚度小于30 m,距离断层更远。③利用集成学习方法计算研究区储层厚度时,采用异质集成方法中的Stacking方法进行模型运算,以基于箱线图的离群值剔除方法剔除极端数据,以交叉验证法评估模型的预测性能,得到的储层厚度与11口实钻井储层厚度的变化趋势相符,相关系数为0.74。

基于地震的碳酸盐岩双重介质建模技术及应用

碳酸盐岩气藏裂缝孔隙型储层非均质性强,裂缝复杂,仅依靠井资料和随机模拟的三维地质建模无法准确描述储层以及裂缝特征,数值模拟历史拟合误差大,无法进行有效的流体动态分布预测。以土库曼斯坦阿姆河右岸S气田群为例,提出基于地震的复杂碳酸盐岩双重介质建模技术,利用多级相控反演礁滩体内幕储层技术对基质模型进行约束,利用地震多属性融合裂缝预测技术对裂缝模型进行约束,精细表征了碳酸盐岩储层非均质性特征及裂缝分布特征,提高了复杂碳酸盐岩建模精度,提升了数值模拟预测的准确性。同时,利用双重介质模型和数值模拟对储层连通性开展了有效评价,准确判断了水源方向,为后期开发方案的制定提供了有效信息。

阿姆河右岸基尔桑地区牛津阶生物礁储层特征及控制因素

土库曼斯坦阿姆河右岸基尔桑地区的天然气藏发育在上侏罗统牛津阶生物礁灰岩中,为弄清其礁储层发育的控制因素,进行了岩石学特征、储层物性特征、储集空间特征、储层纵横向分布特征等储层特征分析。结果表明:礁灰岩储集空间主要是溶孔、溶洞和裂缝;储层物性为中孔低渗,非均质性强;气藏储集层类型以裂缝—孔隙型为主,局部发育裂缝—孔洞型;纵向上储层主要发育在XVhp、XVa1层;平面上储层主要分布在东北部Gir22—Gir2井一带。在此基础上,确定了礁储层发育的控制因素:①沉积相控制礁体分布,确定了储层整体格局;②溶蚀作用改善了储层品质,进而控制了优质储层的分布;③构造裂缝是储集体高产富集的重要因素。最后提出:基尔桑地区丰富的油气资源证实深水斜坡上也可能发育有利的礁滩储层,该认识对于国内"优质碳酸盐岩礁滩储层基本发育于台地边缘"的观点有较大突破。

阿姆河右岸区块生物礁特征与识别方法

土库曼斯坦阿姆河右岸区块储集层以礁灰岩为主,在该储层之上发育着巨厚的膏盐岩地层,使其地震勘探的难度增大。为此,依据该区块礁灰岩的分布特点,综合测井、地质资料建立了沉积模型、储层模型和地震正演模型,分析了礁体的地球物理响应特征。利用常规测井资料和测试资料,从单井上识别礁体;引入"地震相"的研究思路,利用地震属性,对礁体平面分布进行预测;根据上覆膏盐层厚度变化、目的层碳酸盐岩厚度的变化,采用"时差厚度"法进行礁体识别,初步探索出一套适合于该区的基于叠后地震资料的礁体识别方法。利用该方法提高了生物礁的识别精度,在该区块相继发现了一批可供钻探的生物礁,钻遇生物礁的探井成功率从中方接手前的33%提高到现今的100%。

阿姆河右岸区块碳酸盐岩岩性气藏勘探实践——以麦捷让构造区为例

土库曼斯坦阿姆河右岸区块过去的勘探工作以寻找构造圈闭为主,钻井成功率较低,其主要原因是未重视岩性圈闭在油气成藏过程中的重要作用。为此,以麦捷让构造区为例,通过对老井勘探情况的深入分析,提出了在该区广泛存在的构造斜坡带上寻找岩性油气藏的勘探理念;结合该区新采集的三维地震资料,利用三维地震属性分析技术、随机地震反演技术及叠前弹性反演流体检测技术,在构造斜坡带成功预测了一批碳酸盐岩岩性圈闭,并圈定出了气藏的分布范围,探井均获得成功,打开了该区的勘探局面。麦捷让构造区岩性气藏的勘探实践,可为阿姆河右岸区块其他类似构造带的勘探提供新的思路和方法。

阿姆河右岸区块碳酸盐岩气藏H_2S成因与分布规律

土库曼斯坦阿姆河右岸区块内的气藏天然气中普遍含有H2S,尤其是西北部气藏H2S含量相对较高,深入研究其成因和分布规律,才能最大限度地减少和控制由此产生的危害。根据该区地质条件和天然气组分特征,结合H2S形成机理,分析认为:①天然气中的H2S主要来源于硫酸盐热化学还原反应。由于西北部卡洛夫—牛津阶碳酸盐岩储层顶部为石灰岩和膏盐岩互层,并直接被膏盐层覆盖,具有发生硫酸盐热化学还原反应的物质条件,故其H2S含量高;东南部无石灰岩和膏盐岩互层,且有泥岩段将石灰岩储层与上覆膏盐岩层分隔,故其H2S含量低。②H2S含量的高低整体上受沉积相带的控制。在深水高伽马泥岩分布区及开阔台地深水沉积区,H2S含量普遍较低;而在无高伽马泥岩分布区H2S含量普遍较高。③东南部较大的逆断裂破坏了高伽马泥岩层的封隔性,使H2S分布规律更复杂化。

阿姆河盆地右岸地区膏盐岩分布及其对盐下礁滩成藏的影响分析

近年来,含盐盆地油气勘探成为研究热点,并取得了重要进展。以阿姆河盆地右岸地区为例,自中石油2007年进入以来,在中上侏罗统卡洛夫-牛津阶内部相继探明和发现了一系列的礁滩气藏,其上直接为上侏罗统基末利阶巨厚的膏盐岩覆盖,天然气地质储量丰富,展示了盐下碳酸盐岩良好的油气勘探前景。以阿姆河盆地右岸地区上侏罗统膏盐岩为主要研究目标,重点分析了膏盐岩空间展布特征及其对盐下礁滩成藏的影响。研究表明,基末利阶膏盐岩纵向上为"3膏+2盐"的地层组合,自西向东厚度呈先增大再减小的特征。膏盐岩对礁滩成藏具有重要影响,中东部地区下盐段发育的盐丘与礁滩体具有较好的空间配置关系,盐丘之间下伏卡洛夫-牛津阶往往有礁滩体发育,为右岸地区最重要的钻探目标;膏盐岩引起的硫酸盐热还原反应(TSR)所形成的次生溶蚀孔洞是礁滩体重要的储集空间;膏盐岩对油气的运移及富集具有明显控制作用,西部地区受牛津阶上部多层石膏限制,形成层状台内滩气藏,纵向上发育多套气水系统。中东部地区受盐丘侧向封堵,形成各自独立的构造-岩性复合礁滩气藏,气水特征复杂,具有"一礁(滩)一藏"的特征。

成像测井在台缘斜坡礁滩微相研究中的应用——以土库曼斯坦阿姆河右岸中部卡洛夫阶—牛津阶为例

以成像测井资料为基础,开展了土库曼斯坦阿姆河右岸中部的中上侏罗统卡洛夫阶—牛津阶台缘斜坡礁滩沉积微相研究。首先利用岩心、薄片等资料对成像测井进行标定,在成像测井上识别出障积礁、粘结丘、高能生物碎屑滩、低能生物碎屑滩、低能砂屑滩、礁(滩)间和斜坡泥等7种沉积微相。然后通过对不同类型沉积微相的成像测井响应特征进行研究,建立了研究区碳酸盐岩成像测井相模式,主要包括亮斑相、暗斑相、低阻交错层状相、低阻变形层状相、互层相、块状相等6类,并以此为依据进行了连续的单井成像测井相划分与沉积微相解释。最后对沉积微相与储层物性关系进行了研究,认为研究区卡洛夫阶—牛津阶储层主要为裂缝-孔隙型礁滩储层,有利于储层发育的沉积微相主要为高能生物碎屑滩、低能砂屑滩、障积礁、低能生物碎屑滩和粘结丘,礁(滩)间和斜坡泥微相的岩性相对较致密,储层一般不发育。

力学地层单元对裂缝发育的控制作用

阿姆河右岸中区中上侏罗统卡洛夫-牛津阶储层为缓坡礁滩沉积,储层基质物性差,但受多期构造运动的影响构造裂缝较为发育。根据露头剖面、单井岩性组合特征等,对单井进行了力学地层单元划分,探讨了力学地层单元对裂缝发育的控制作用。研究认为:力学地层单元对裂缝的控制作用主要体现在岩性与厚度两个方面;不同岩相裂缝密度具有明显差异,生物丘中裂缝密度最高,其次为生屑滩,丘滩间最低;力学地层厚度越大,裂缝密度越低,反之,裂缝密度越高;建立了不同岩相裂缝密度与力学地层单元厚度的定量关系,并实现了不同力学地层单元裂缝密度的预测。

酸气回注--以土库曼斯坦阿姆河右岸封存场地适应性评价为例

酸气回注技术既是碳减排技术之一,又可在一定程度上缓解硫磺供需矛盾,降低酸雨发生频次,并有利于环境保护的绿色执行技术之一,因此,正日渐受到全球关注。土库曼斯坦阿姆河右岸区块是中国海外天然气的重要来源地之一,在中石油国际合作开发过程中,考虑到硫磺市场价格波动性及后续运输距离的不确定性等不利因素,与传统硫回收工艺相比,酸气回注技术值得研究与分析。限于中亚特殊地缘与环境特征,其酸气封存场地的选择尤为重要。本文参考二氧化碳封存选址原则,提出运用酸气回注的地质工程学方法,对阿姆河右岸酸气回注封存场地进行适应性评价。首先,选择适应酸气封存选址的指标,包括研究区地质构造稳定性、地震和断裂发育情况、地层压力、地温、储层孔隙度和渗透率、盖层封闭性等;然后根据区域实际地质情况,对每个指标进行权重赋值,运用层次分析法来进行盆地级评价;最后,参照利用沉积微相和更细的储层物性资料,进行了更细级别的封存场地优势带分析,为下一步工作指明方向。

土库曼斯坦阿姆河右岸区块礁滩体地震地质综合识别方法

土库曼斯坦阿姆河盆地含气储层以碳酸盐岩礁滩体为主,由于其上部发育的巨厚膏盐地层对地震信号的屏蔽作用,导致阿姆河右岸区块礁滩体存在不易识别和难以预测的难题。通过开展地震地质综合识别技术研究,形成一套包含正演模型辅助解释、古地貌恢复和地层厚度识别、非连续性地震属性提取、波阻抗反演以及等时地层切片等技术的地震地质评价方法。综合多种方法的研究成果进行互相印证和补充,明确研究区膏盐层下部礁滩体圈闭的形成条件和空间展布特征。在此基础上,对阿姆河右岸区块礁滩体的发育特征与展布范围进行预测与评价。该研究成果有助于阿姆河右岸区块钻探目标的识别与优选,使得研究区探井、评价井成功率保持在90%以上。

阿姆河右岸酸性气田井口冲蚀及对策

中亚土库曼斯坦阿姆河右岸气田群为高含H_2S和CO_2的碳酸盐岩气藏,单井产量高,井口设备均出现了不同程度的腐蚀。初步分析认为其原因是生产过程中仅考虑酸性介质对气井井口的化学腐蚀,而没有考虑气体流速对井口的冲蚀作用,极大地影响了气田的安全生产。为此,通过对节流阀上下游阀道、法兰面均出现明显坑状腐蚀的进一步分析,明确了化学腐蚀和气体冲蚀的交互作用是井口磨损的主要影响因素,气流冲刷腐蚀坑的化学腐蚀产物会加速冲蚀损害;进而借鉴冲蚀与腐蚀运行环境下的多相管流管道的磨损计算理论,计算了该运行环境下的冲蚀极限速度,得到了不同生产工况下节流阀的抗冲蚀流量;最后,根据气田生产情况,针对性地提出了按气井配产要求来选择采气树类型、节流阀通径及类型冲蚀的技术控制策略。此举为气田安全生产提供了工程技术保障。

阿姆河右岸盐下断裂复杂化礁滩相气藏特征及勘探意义——以BP气藏为例

盐下礁滩体是阿姆河盆地东北部斜坡带阿姆河右岸地区油气勘探的主要对象。由于该区盐膏岩具有复杂的变形特征,加之构造运动形成的复杂断裂给气藏类型的识别带来了很大困扰。为正确认识这种断层与礁滩体叠置形成的复杂气藏,以BP气藏为例,通过对地震、试气、测井及天然气组分等资料和地层压力系统的综合分析,研究了该区气藏的类型及其形成模式。结果表明:①BP气藏的礁滩体被断裂切割,具有统一的气水界面和地层压力系统,是盐下礁滩相碳酸盐岩块状气藏;②盐下基底正断层在晚期构造运动中重新活动,由于断距小于背斜构造圈闭幅度,盐膏岩未能形成侧向遮挡,再加上断层多期活动形成的裂缝增强了储层的连通性,使得断层两侧对接的礁滩相碳酸盐岩储层互相连通,由此形成了被断裂所复杂化的整装背斜构造气藏;③在盐下断裂发育区,礁滩体很难单独成藏,油气藏的发育一般受构造控制,构造与礁滩体叠置区油气最为富集。所取得的成果和认识突破了过去"一礁一藏"的观点,明确了应以寻找构造气藏为主的天然气勘探思路。

土库曼斯坦阿姆河右岸地区断裂特征及其控藏作用

钻井和地震剖面解释资料表明,土库曼斯坦阿姆河右岸地区发育了早期基底正断层、晚期盐下逆冲断层与盐上走滑断层及长期活动断层。早期基底正断层是由海西-印支伸展构造运动形成的,发育在古隆起构造带边缘;晚期盐下逆冲断层与盐上走滑断层是喜马拉雅挤压构造运动形成的,发育在盐膏岩厚度大、挤压应力强的地区;长期活动断层是早期基底正断层在喜马拉雅期挤压构造运动中继续活动形成的,发育在盐膏岩厚度薄、挤压应力弱的地区。早期基底断裂控制了烃源岩的分布,晚期盐上断裂未破坏盐膏岩盖层保存条件,晚期盐下断裂提供了圈闭条件,长期活动断裂破坏了盐膏岩盖层保存条件,对油气聚集不利。

阿姆河右岸AS区块卡洛夫-牛津组生物礁层正演模拟

依据阿姆河右岸AS区块上侏罗统卡洛夫-牛津组不同岩性段的地质特征和电性特征,建立了生物礁的地质模型,通过波动方程正演模拟生物礁模型的地震响应。研究区生物礁模型正演的地震响应特征为丘形和透镜状反射,礁的边缘反射波常出现上超及绕射地震反射现象,反射波有向上穹隆冲顶现象,生物礁顶部反射波为波谷弱反射,振幅变弱,波形不连续;生物礁反射波内部为杂乱或者弱反射,反射波的振幅、频率和相位的连续性与围岩有较大的差异,生物礁内部与两翼地层相比,反射波反映的厚度明显增大。这与本区含生物礁井的过井地震剖面特征一致,从而可根据生物礁正演模拟结果识别生物礁的地震特征并建立生物礁识别模式。

阿姆河右岸气藏主控因素

阿姆河盆地是中亚地区含油气丰富的沉积盆地，阿姆河右岸是中亚地区主要气源地。近十年来，研究区科研攻关成果显著，但对天然气成藏研究仍然不足，其主控因素尚不明确。为寻找阿姆河右岸项目下一步有利勘探目标，对研究区气藏进行剖析，重点分析构造及岩性气藏主控因素。综合利用地球物理解释、天然气成藏及沉积分析、圈闭及储层评价和单井产能分析等方法，认为阿姆河右岸气藏主控因素主要分为构造和沉积2方面。其中构造因素包括基底古隆起控制圈闭分布、断层为重要的油气运移通道和新近纪以来的构造事件使油气再分配，沉积因素包括膏盐岩有效遮挡是必要的封盖条件、生物礁滩体控制高产气井分布和储层类型影响气水界面及气藏类型。不同类型气藏由一种或几种主要因素控制，使气藏具有呈团块状聚集、带状分布的特点。

阿姆河右岸区块盐下地震资料叠前保幅高分辨率处理

土库曼斯坦阿姆河右岸地区地表大部分被沙漠、戈壁覆盖,目的层卡洛夫—牛津阶碳酸盐岩上覆的巨厚膏盐层对地震波高频成分能量吸收比较严重,采用常规方法处理的地震资料分辨率一般较低。为此,在分析CRP道集有效高频成分的基础上,采用共反射面元叠加进行保幅去噪,在去噪的道集数据上分析有效低频和高频信息的可靠性,拓宽地震信号的有效频带,使地震资料的振幅谱在有效频带范围内接近反射系数的振幅谱,从而提高了地震资料的分辨率。对比发现,高分辨率资料比常规资料频带展宽20Hz以上,主频提高15Hz以上,信噪比得到了明显提高,能有效分辨目的层内厚10m左右的薄储层,为构造精细描述和储层横向预测提供了较好的地震资料。