鄂尔多斯盆地北部泊尔江海子断裂对上古生界天然气成藏的控制

为了揭示泊尔江海子断裂对鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区上古生界天然气成藏的控制作用,应用地震和钻井资料,在断裂活动性分析的基础上,根据断层泥比率和断层连通概率法对泊尔江海子断裂的侧向和垂向封闭性进行半定量评价,探讨断裂和天然气富集区的关系。结果表明：泊尔江海子断裂呈现3次明显的活动高峰期,分别为加里东期—早海西期的断裂形成期、印支期—早燕山期的挤压逆断裂活动期、中晚燕山期的走滑撕裂活动期,而中晚燕山期的走滑撕裂控制了上古生界天然气主要成藏期。断裂的封闭性具有＂横向分段、纵向分层＂的特点;横向上,以断层泥比率（SGR）等于0.3为界将泊尔江海子断裂分为侧向优势输导区和侧向封闭区;纵向上,在石千峰组和上石盒子组断裂启闭系数基本都小于1.0,断裂垂向封闭,在下石盒子组和山西组断裂启闭系数主要集中在4.0~10.0,断裂垂向开启。在断裂侧向优势输导区,断裂南部主力烃源区生成的天然气,经断裂发生垂向和侧向运移,易在断裂北部地区富集成藏;在侧向封闭区,则易在断裂南部地区富集成藏。

鄂北杭锦旗探区上古生界天然气成藏类型

通过对杭锦旗探区泊尔江海子断裂南北两侧气水分布与典型气藏(井)解剖,发现杭锦旗探区上古生界断裂两侧气水分布明显不同,断裂以北,天然气主要聚集于构造高点,地层水分布于构造下倾部位;断裂以南,气水层分布复杂,具有致密砂岩底部含气特点,局部低幅度构造具有正常的上气下水分布特征.断裂两侧上古生界烃源岩、储集层、源储关系、气水分布及产能等成藏条件与特征具有明显的区别,其中断裂南侧成藏特征与国外发育根缘气的盆地(地区)具有很好地相似性.根据致密砂岩底部含气特征指出,杭锦旗探区上古生界太原组、山西组及盒1段等层系发育根缘气,其主要分布于伊8-锦8-伊22-锦10-锦6-伊19井一线以南地区,具体层系略有区别,该线以北为气水过渡带,气藏类型过渡为常规气藏.研究结果表明,杭锦旗探区上古生界断裂北侧应以寻找常规气藏为主,断裂以南则以寻找根缘气藏为主.

杭锦旗区块漂珠-氮气超低密度泡沫水泥固井技术

为解决杭锦旗区块固井井漏难题,实现水泥浆一次安全上返形成完整水泥环,提高固井质量和保证井筒的完整性,开展了漂珠-氮气超低密度泡沫水泥固井技术研究。在漂珠低密度水泥浆体系中充入氮气,并加入发泡剂和稳泡剂,形成了高压充氮气发泡工艺,设计了密度为1.15~1.20kg/L的漂珠-氮气超低密度泡沫水泥浆;自主设计研发了机械注氮设备,配套了现场节流加回压装置,形成了超低密度泡沫水泥浆控压防漏固井技术。该固井技术在杭锦旗区块5口井技术套管固井中进行了应用,水泥浆均一次性安全上返。其中,JPH351井井下泡沫水泥浆平均密度为1.15kg/L,封固段长2 800.00m,固井质量优良。研究与应用结果表明,漂珠-氮气超低密度泡沫水泥固井技术可以解决杭锦旗及类似区块低压井固井漏失难题。

鄂尔多斯盆地北部上古生界天然气成藏期次——以杭锦旗探区为例

杭锦旗探区是中国石油化工股份有限公司在鄂尔多斯盆地北部的一个重点区块,油气生、储、盖条件良好,目前对于该区上古生界天然气成藏期次的认识存在分歧。通过生烃时间法、圈闭形成期法、流体包裹体法以及储层致密化时间和煤热解模拟结果等方法对该区上古生界油气成藏期次展开研究。结论认为杭锦旗探区上古生界存在2期大规模油气运聚;结合生烃高峰和流体包裹体均一化温度结果,明确了该区上古生界油气成藏时间,分别对应于中—晚侏罗世和早白垩世末—至今,前者为油气兼生期,后者为大规模天然气生成期。研究过程中结合多种方法和手段来判识油气成藏期次,避免了单一方法的局限性,结论及认识的可信度更高。

杭锦旗区块锦58井区钻井液技术实践与认识

杭锦旗区块锦58井区钻井过程中普遍存在严重漏失及井壁失稳问题,为此,开展了该井区钻井液技术研究。在深入分析井漏和井壁垮塌原因及主要技术难点的基础上,从"预防为主"出发,优选钻井液处理剂、优化钻井液配方和性能,确定了随钻承压防漏堵漏和井壁稳定技术,以达到兼顾防漏防塌、确保安全钻进的目的。该技术在锦58井区的JPH351井、JPH393井和JPH404井等3口水平井进行了现场应用,大大减少甚至避免了漏失和井壁失稳问题,取得了显著效果。其中,JPH351井钻井过程中顺利钻穿刘家沟组易漏地层,堵漏时间缩短40%以上,减少了漏失次数,缩短了处理时间;石千峰组和石盒子组地层井壁稳定,平均井径扩大率仅为4.73%;水平段累计钻遇长泥岩段11段513.00m,泥岩占比达35.92%;3 200.00~3 292.00m泥岩井段揭开52d后仍未出现井壁垮塌失稳问题。应用结果表明,随钻承压防漏堵漏和井壁稳定技术能够解决该井区的井漏与井壁失稳问题,保障高效安全钻井,具有推广应用价值。

鄂尔多斯盆地杭锦旗探区上古生界天然气成藏机理

多类型天然气共生现象在越来越多的盆地中被发现,并已引起广大学者的注意。但是我国对于多类型天然气共生研究重视不够,更多地集中于单一类型天然气研究。以鄂北杭锦旗探区为例,展开多类型天然气研究。研究表明杭锦旗探区上古生界具备发育多类型天然气藏的地质条件,煤层气、根缘气(深盆气)、常规气共同发育。3种不同类型天然气在成藏机理上具有递变关系,从吸附机理过渡至活塞式、置换式运聚机理,在空间上依次形成了煤层气藏、根缘气藏(深盆气藏)及常规气藏,构成了杭锦旗探区上古生界天然气成藏机理序列。从实际勘探角度而言,仅根缘气藏(深盆气藏)和常规气藏具有工业勘探价值。

致密砂岩储层成因及其孔隙演化过程--以杭锦旗十里加汗地区下石盒子组为例

对杭锦旗十里加汗地区下石盒子组储层复杂的成岩及孔隙演化过程认识不清,严重制约了致密气的高效勘探开发。文中运用铸体薄片分析、扫描电镜、X衍射及物性分析等方法,对研究区下石盒子组低渗透致密储层成因及孔隙演化过程进行了研究。结果表明:研究区下石盒子组优质储层发育受控于断裂带、煤系地层、沉积相、埋藏深度及溶蚀作用强度;辫状河比冲积扇更有利于储层发育,断裂带有利于储层溶蚀孔隙发育;储层储集空间类型包括残余原生孔隙、粒间溶孔、粒内溶孔及微裂缝,次生孔隙数量明显高于残余原生孔隙;压实作用和胶结作用破坏了储层原生孔隙,早期方解石胶结对储层具有双重作用,溶蚀孔隙是储层的主要孔隙类型;研究区下石盒子组主要处于中成岩阶段A期,少量达到中成岩阶段B期,溶蚀作用主要发生在中成岩阶段A期,有利于优质储层发育。

聚醚胺基烷基糖苷在杭锦旗区块的应用

分析了杭锦旗区块造斜段、水平段的泥岩掉块坍塌和钻头泥包的原因,提出了针对性的技术对策。在保证钾铵基钻井液体系中KCl含量的基础上,通过引入强抑制剂聚醚胺基烷基糖苷,较好地解决了石千峰、石盒子组地层的坍塌掉块和钻头泥包难题。产品在现场应用中表现出了配伍性好、抑制防塌效果突出、固相清洁能力强等优点,应用井段平均井径扩大率为5.14%,产品有效降低了井下复杂时间,缩短了钻井周期,提高了开采效率。

JPH-411井三维井眼轨道设计及轨迹控制技术

杭锦旗区块天然气规模化开发过程中,利用老井场钻三维水平井可有效缓解井场征地费用高、征地协调时间长、环保压力大等问题。基于JPH-411井井口及地质中靶要求,利用理论计算、数值模拟等方法设计了三维井眼轨道,即直井段采用微增斜段增大最近距离,目的层段采用大井斜稳斜探储层顶界、增斜中靶,形成“直井段(微增斜)-二维增斜段-三维增斜扭方位井段-稳斜段-二维增斜段-水平段”六段制轨道剖面,靶前距450 m,偏移距218 m,造斜率5.45°/30 m。各井段通过优选适应性钻具组合及待钻井眼轨道实时计算对实钻轨迹的有效控制。JPH-411井现场实施结果表明,六段制轨道设计现场实施顺畅,未发生井眼碰撞事故,且技术套管及完井管柱下入顺畅。

杭锦旗什股壕区带盒2+3段气水识别及分布规律

为了解决鄂尔多斯盆地杭锦旗地区什股壕区带二叠系下石盒子组盒2+3段气藏气水分布规律及其控制因素不明确的问题,以盒2+3段储层为研究对象,利用钻井和测井电性特征资料,结合试气成果,采用测井曲线交会图版法建立了盒2+3段储层流体类型的测井识别标准,分析了沉积微相、局部微幅构造对盒2+3段气藏气水分布的影响,指出了气水分布的控制因素。研究结果表明:①声波时差-深侧向电阻率和补偿中子-深感应电阻率交会图版法可以有效地识别出气层、含气层、气水同层、含气水层、水层和干层,气层声波时差下限值为220μs/m,深侧向电阻率不小于18Ω·m且与声波时差相关,补偿中子孔隙度小于16%;②研究区盒2+3段储层气水分布主要受沉积微相和局部构造的共同影响。砂体展布情况是控制气水分布规律的基础,河道中心位置的心滩微相物性好、含气性好;③在局部构造低部位含气性差,局部构造高部位含气性较好。结论认为,该研究成果明确了盒2+3段沉积有利区与局部构造高点叠合区砂体含气性较好,为有利目标区,为研究区盒2+3段致密砂岩勘探选区提供了依据和方法,实钻证实勘探效果好。

斜率反转法在杭锦旗区块压裂施工中的应用

鄂尔多斯盆地北部杭锦旗区块的部分连续油管带底封压裂井在施工过程中存在砂堵问题,影响压裂施工周期和成功率。常规的砂堵分析方法在该区块实际施工过程中存在时效性差、指导不及时的问题。根据杭锦旗区块部分砂堵井的压裂施工曲线、压裂施工设计及实际施工参数分析,研究施工过程中泵注压力在支撑剂进入井筒和裂缝期间的变化规律,可预测地层或井筒砂堵,及时指导现场压裂施工作业。结果表明:(1)泵注压力曲线可分为三个阶段,若前期压力下降,中期压力稳定,后期出现压力突升,偏离正常的变化斜率,表明可能产生砂堵,施工压力显示异常,应立即停止加砂采取措施预防;(2)斜率反转法的砂堵特征在杭锦旗区块压裂施工中指示明显,据此现场采取措施,预防了2井次压裂中可能出现砂堵,效果较好;(3)应用表明斜率反转法方法简单,对现场施工快速预判砂堵,指导施工有一定参考价值,在加砂阶段的裂缝净压力变化较小的工况中,方法准确性高。

杭锦旗区块致密气藏混合水体积压裂技术

鄂尔多斯盆地杭锦旗区块存在致密气藏储层物性较差、单一裂缝无法有效扩大储层改造体积和压裂后初期产量低等问题,为解决这些问题,结合杭锦旗区块下石盒子组储层地质特征,按照'体积压裂'理念,分析了影响混合水体积压裂工艺效果的关键因素,优选了压裂液体系,并进行了施工排量及施工规模优化,形成了适用于杭锦旗区块致密气藏的混合水体积压裂技术.该技术采用滑溜水、线性胶和交联液等不同类型的液体进行交替压裂施工,在开启储层天然裂缝的同时形成了高导流主缝及复杂支缝,实现对储层的立体改造.该技术在杭锦旗区块现场应用了5口井,压裂后平均无阻流量为13.2×104 m3/d,增产效果明显.研究结果表明,致密气藏混合水体积压裂技术解决了杭锦旗区块单一裂缝无法扩大储层改造体积和压裂后产量低的问题,具有较好的推广应用价值.

杭锦旗区块上直段快速完钻关键技术

杭锦旗区块水平井二开上直段井深一般为400~2 550m,先后钻穿白垩系、侏罗系、三叠系和二叠系等多个地层组段,钻遇岩性为砂泥岩互层含砾砂岩。地层较硬,研磨性强,可钻性差,其中刘家沟组、石千峰组构造受到区域断层存在漏失层。经过现场多口钻井经验积累与总结,确立了上直段钻井施工技术方案,选择合适的钻井参数、水利参数、钻井液性能维护以及钻具组合等,先后在5口钻井施工中实现一只PDC一趟,实现2 000~2 500m井深进尺打完上直段。

致密砂岩气井压裂井段甜点定量评价及优选方法

鄂尔多斯盆地杭锦旗区块致密砂岩气藏的高效开发和储量的有效动用主要依靠体积压裂水平井,但压后高、低产井的产能差异大,部分水平井产量贡献极低的无效压裂段占比37%。因此,亟需明确影响压裂选段改造效果的主控因素及其敏感性,构建水平井精准选段定量评价方法。故借助灰色关联度分析法明确了各评价因素对压裂效果的敏感性,并采用综合权重法和BP神经网络方法,建立了综合压裂甜点计算模型,进而利用该模型开展了21口水平井压裂“甜点”评价分析。应用结果表明:(1)区内影响水平井压裂效果的关键因素为地质参数,敏感性由强到弱分别为渗透率、平均全烃、含气饱和度和脆性指数;(2)相比于BP神经网络甜点计算模型和等权重甜点计算模型,综合压裂甜点计算模型得到的综合甜度与压后产能相关性最好,其相关度高达88.71%,而其他两种方法的相关度分别为73.35%和23.74%。结论认为:该综合甜点评价方法既具有理论方法的稳定性,又兼备了纯数学方法的针对性,可有效地指导致密气藏水平井的压裂选段。

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区盒一段致密砂岩储层特征及其主控因素

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区盒一段富含天然气,但储层致密、非均质性强,从而制约了该地区天然气的增储上产.利用岩心、铸体薄片和场发射扫描电镜观察、孔渗测试、X射线衍射分析、高压压汞及恒速压汞分析等,分析致密砂岩储层的特征及其主控因素.以此将储层划分为优势储层和差储层两类,优势储层主要以心滩和河道内的粗粒岩屑石英砂岩,岩屑砂岩为主,泥质含量低,溶蚀孔隙发育,差储层主要以河道间的细粒岩屑砂岩为主,泥质含量高,孔隙不发育.物源的差异导致了西部石英含量高于东部.水动力条件的强弱是决定储层优劣的初始条件,早期泥质充填导致差储层的原始孔隙度较低.优势储层中泥质含量较少,更能抵抗上覆压力,孔隙流体更活跃,能形成更多的溶蚀孔.