容城地热田雾迷山组碳酸盐岩热储层裂缝主控因素及成因机制

容城地热田雾迷山组是华北地区典型的低孔隙度碳酸盐岩热储层,也是地热流体勘探的主要目标。裂缝对研究区地热流体的富集和产能有重要影响。本文通过对研究区岩心、薄片和成像测井等资料的分析,确定了裂缝的发育特征、控制因素和形成期次。结果表明容城地热田雾迷山组碳酸盐岩热储层裂缝多为未充填的高角度斜交缝,11.8%的裂缝被方解石和石英脉充填。裂缝开度主要集中在0~2 mm,靠近断裂的D19井开度最大(均值为3.65 mm),孔隙度也最大(均值为0.7523%),裂缝孔隙度随开度的增大线性增加。裂缝在断裂附近或者构造应力场较大的区域更为发育,受构造作用影响最明显。在同一构造环境和应力场下,岩性是控制研究区裂缝发育的主导因素。容城地热田雾迷山组碳酸盐岩热储层裂缝大致分为3组,印支期形成的NNE-SSW与NW-SE向“X”型共轭剪裂缝,燕山晚期形成的NEE-SWW向剪裂缝,以及喜马拉雅期形成的近E-W向张裂缝。

天津地区深部蓟县系雾迷山组热储岩溶非均一性特征研究

天津地区蓟县系雾迷山组热储层岩性以碳酸盐岩为主,是天津地区目前开采层最深、开采强度最大、流体温度最高的主力开采层。钻遇该层的所有地热井均能开采出地热流体,反映了该热储层在区域上具有相对均一的发育特征。但通过钻探、井下物探及流体特征分析发现,因岩性不同、结构差异以及外部条件的变化,如溶蚀、构造、风化等多种因素对岩石裂隙改造的程度不同,导致不同构造部位、不同埋深的岩溶发育特征有较大差异,从而将岩溶分为裂隙型和裂隙孔隙型两大类。了解和掌握雾迷山组热储层深部岩溶发育特征,对天津地区地热资源勘查、开发和评价都具有十分重要的意义。

基于TOUGH2.0东丽湖地区雾迷山组热储资源潜力评价

东丽湖地区处在山岭子地热田内,地热资源比较丰富,雾迷山组是该区主要热储层,出水温度最高达102℃。本文在分析东丽湖地区地热地质条件的基础上,考虑了沧东断裂导水导热的作用及大地热流对区域的影响,首次将TOUGH2.0软件平台应用于雾迷山组地热资源可开采潜力评价,计算得出东丽湖地区雾迷山组可新增开采量为515.88×104m3/a,结合区内能源需求,制定科学的开采目标,实现了区域地热资源的可持续利用。

冀北坳陷雾迷山组的成岩作用及成岩相特征——以辽宁省凌源县魏杖子剖面为例

对冀北坳陷中新元古界的地质工作早在上个世纪七、八十年代就已展开,但多侧重于岩石学、地层学和油气地质方面的研究,成岩作用和成岩相的研究相对薄弱。以辽宁省凌源县魏杖子剖面为例,利用岩矿测试资料,对研究区雾迷山组地层的成岩作用、成岩相进行研究,划分出7种基本成岩作用类型,并根据成岩组构、强度、序列及岩性特征,划分出5种成岩相类型。依据对各成岩相储集性能的分析,认为埋藏古岩溶-埋藏胶结和构造破裂-埋藏胶结成岩相具有相对重要的储集意义,并据此对雾迷山组有利储集层进行评价。

燕山地区冀北坳陷雾迷山组白云岩类型及储集特征

燕山地区冀北坳陷雾迷山组(Jxw)白云岩分布广泛,厚度大,是区内油气勘探的重要目标层位之一。利用碳氧同位素、电子探针、阴极发光、扫描电镜等分析、测试资料,对燕山地区白云岩的类型及其储集性能进行了分析。根据白云岩晶体结构与原始沉积特征,将其划分为泥晶-粉晶白云岩、叠层石白云岩、颗粒白云岩、粗粉晶-细晶白云岩、中晶-粗晶白云岩等5种类型。白云岩储集空间组合类型以裂缝-孔隙型为主,孔隙主要为次生孔隙。以粗粉晶-细晶白云岩的孔隙结构最好,其次为泥-粉晶白云岩。从野外油苗调查结果来看,孔隙演化与油气成藏具有良好的匹配关系,可形成的裂缝-孔隙型油藏。

华北北部地区蓟县系高于庄组-雾迷山组白云岩储层特征与形成主控因素

华北北部地区蓟县系高于庄组-雾迷山组白云岩储层以岩石与储集空间类型多样、孔隙结构与受控因素复杂以及非均质性强为特征,并由此制约了该区油气和地热等资源的勘探与开发。以野外露头和岩心为研究对象,开展了大量的野外地质考察、岩心观察、薄片鉴定与物性分析等研究工作,进一步总结分析了高于庄组-雾迷山组白云岩储层特征及其优质储层形成主控因素。研究结果表明,高于庄组-雾迷山组发育一套以微生物白云岩为主的储层类型,岩石结构构造复杂,其中,锥状叠层石和凝块石为其最有利的储集岩石类型。按照储集空间组合,可将储层划分为孔洞缝复合型、裂缝-孔隙型和孔隙型3种类型。其中,蓟县系雾迷山组白云岩储层以孔洞缝复合型为主,物性最好;高于庄组则以裂缝-孔隙型和孔隙型主,物性相对较差。综合分析认为,研究区高于庄组-雾迷山组规模优质白云岩储层是多种因素耦合作用的结果,其中微生物礁滩、印支期以来的构造隆升、破裂及溶蚀作用为其形成主控因素。

天津市蓟县系雾迷山组热储层水位动态变化及趋势预测研究

通过对天津市蓟县系雾迷山组热储层地下水位动态规律的分析,利用LUMPFIT软件预测了在不同开采量下未来水位的变化规律。结果表明,水位呈逐年下降的趋势,但由于回灌量的增加,水位下降速率明显减小。

岩溶作用对任丘古潜山碳酸盐岩油藏赋存的控制作用

根据大量钻井及开发动态资料，研究了任丘古潜山雾迷山组白云岩岩溶发育特征对油藏赋存的控制作用。溶蚀孔洞是最重要的储集空间，岩溶不发育的泥质白云岩段的的分隔作用，导致在全油田统一油水界面以下有残余油区赋存，古潜山面上的溶蚀残丘等局部高点是残余油赋存的有利地段。

北京地区碳酸盐岩热储渗透性研究

为了从整体上了解北京地区雾迷山组热储的渗透性,首先对采自野外露头和井下热储的34件岩心的孔隙度和渗透率进行了研究和对比,结果显示井下岩心与野外露头岩心渗透率的变化范围分别为(0.0001158~0.33333)×10^(-3)μm^2和(0.0088~0.334)×10^(-3)μm^2,平均值分别为0.0622321×10^(-3)μm^2和0.385316×10^(-3)μm^2。所有岩心的孔隙度在0.25%~3.00%之间。110眼地热井的抽水试验结果显示,热储渗透率介于(13.74~104474.00)×10^(-3)μm^2之间,平均值为4797.58×10^(-3)μm^2。渗透率在(100~1000)×10^(-3)μm^2之间的累积百分数超过了75%,渗透率小于100×10^(-3)μm^2的样本数仅占13.64%,还有0.91%的样本渗透率超过了100000×10^(-3)μm^2。为表现顶板不同埋深条件与热储渗透率的关系,将顶板埋深分为小于500m、500~1000m、1000~1500m、1500~2000m、2000~2500m、2500~3000m、3000~3500m 7个层段。结果显示热储平均渗透率随热储顶板平均埋深的增大以指数形式减小。

沧县隆起雾迷山组沉积相与储层初探

沧县隆起雾迷山组分为Ｉ，Ⅱ，Ⅲ３个岩性段，各段厚度相差较大。各段地层均由白云岩和硅质白云岩组成，叠层石发育，类型繁多，指相意义大。根据岩石类型、沉积构造、叠层石形态以及电性特征的重复出现，３个岩性段代表３个大的沉积旋回，每一旋回均呈现潮上、潮间、潮下的海进层序。形成于典型的浅水陆表海潮坪沉积环境。由于受岩相、岩性控制，受成岩环境变化的影响，根据电性指标、物性数据和试油成果，初步确定雾Ⅲ段、雾Ⅱ段为好的储层段，属Ⅱ级储集岩；雾Ｉ段地层当遭受强烈后期改造时，亦可成为较好储层。

雁翎油田雾迷山组潜山油藏剩余油分布与预测

提高高含水期裂碳酸盐岩潜山油藏开发效果的关键是预测剩余油的分布。在分析雁翎油田雾迷山组潜山油藏剩余油形成机理及其分布规律的基础上，对该油藏的剩余油分布潜力区作了预测。剩余油的形成与储集层的储集空间结构密切相关，剩余油的分布形式可分成微观和宏观两种，预测该油藏的剩余油主要分布在岩块油水界面以上、远离主断层关区、并问油水界面低凹区、流动屏障层完整分布部位以下以及水淹带皿类储集层区。从而为成功地进行注氮气三次采油试验提供了科学的地质依据。

试论海相碳酸盐岩储层发育的影响因素——以任丘油田雾迷山组为例

依据任丘潜山碳酸盐岩储层研究成果及潜山油藏有关储层资料,分析了海相碳酸盐岩储层发育的影响因素。储层中泥质白云岩与粗结构藻白云岩韵律性的岩性剖面,纵向上储层与非储层交替出现,孔洞的发育顺层分布,形成同层渗透带;多次沉积间断,构成多岩溶期,并有沿风化壳的溶蚀缝洞带及古水平岩溶带;构造应力产生断层和构造缝发育带,可形成断裂高渗带;成岩后生作用及储层演化,经历了各种次生改造,形成现今的储层面貌。认为层位古老的碳酸盐岩储层,原生孔隙难以保存,储渗空间以次生为主。

任丘油田雾迷山油藏抽油机井系统效率初步探讨

总公司1996年对任丘雾迷山油藏抽油机井进行测试，系统效率高达51％～68％，其结果出乎意料。从影响抽油机系统效率的几大因素入手，分析出任丘雾迷山油藏抽油机井系统效率高的主要原因。任丘雾迷山油藏属裂缝性破酸盐岩油藏（即灰岩油战），由于其裂缝发育、渗透性好、油层厚度大、地层温度高、油气比小、饱和压力低等，使得抽油机井生产呈现如下特点：（）大泵径，长冲程，低冲次大排量采油；（2）中浅京挂，小沉没度；（3）抽汲流体为液体单相，泵充满程度高；（4）部分井为连抽“带喷”状态，抽油系活塞底部受力大；（5）井液粘度低，油井不结蜡，摩阻损失小。由于这些特点以及近年来使用的新型节能抽油机，使得抽油机井系统效率大大高于其它油田抽油机井系统效率。

雄安新区雾迷山组岩溶热储成储机制及发育模式

雄安新区雾迷山组地热资源丰富,研究其岩溶热储特征及其形成机理对于雄安新区清洁地热资源的开发利用具有重要的理论意义和实用价值。前人已经对该区雾迷山组油气储集层的分布、古岩溶、成岩作用、储集空间等特征做过一定的研究,但对于该区雾迷山组地热资源的成储机制、特别是3期岩溶等成岩特征尚缺乏系统性的研究。充分利用野外露头、岩心、薄片和测录井等地质及地球物理资料,并结合区域地质背景的分析,对雄安新区雾迷山组的岩石学特征、成岩作用、岩溶热储的成储机制进行了深入研究,并建立了雄安新区雾迷山组岩溶热储的发育模式。结果表明:(1)雄安新区雾迷山组主要岩性为白云岩,主要的储集空间为次生孔隙和构造缝—构造溶蚀缝,热储孔渗变化较大;(2)雄安新区最主要的建设性成岩作用是3种溶蚀作用,包括同生—准同生溶蚀、表生溶蚀和埋藏溶蚀,主要破坏性成岩作用是压实作用和胶结作用;(3)根据构造演化、岩心及测井资料,将表生溶蚀作用划分为3期,分别是芹峪期、印支期和燕山—喜山期。芹峪期雾迷山组局部出露遭受淋滤,形成的溶孔经后期改造后不易识别;印支期大部分区域抬升并遭受淋滤,形成高孔渗储集层,后期遭受了进一步改造;燕山—喜山期是雄安新区规模最大、影响最广泛的表生岩溶作用形成期,对前期的储集层进一步淋滤、改造,形成大范围的优质储集层。最后提出了雄安新区雾迷山组优质岩溶热储的成储机制与模式,指出了岩溶热储的有利发育区。

雄安新区雾迷山组岩溶热储特征与有利区

为了深化对雄安新区中深层地热资源的规模化开发利用,以露头、岩心、薄片、钻井资料与地震测线解释成果为基础,分析雄安新区中元古界蓟县系雾迷山组热储岩石学和储集空间特征,研究了雾迷山组热储沉积相模式、岩相古地理和孔隙度、渗透率分布特征;结合构造演化和热储成岩作用类型,分析雾迷山组热储岩溶发育期次、岩溶作用、岩溶古地貌分布特征,针对岩溶主要发育层,厘清控制因素,明确雄安新区雾迷山组岩溶热储特征;综合上述特征,结合雄安新区地温梯度、断裂分布及水动力等因素,优选出该区雾迷山组岩溶热储有利勘探靶区。研究结果表明:雄安新区蓟县系雾迷山组热储有利岩性主要为叠层石白云岩、藻凝块白云岩、颗粒白云岩,藻云坪微相、滩微相易发育各类溶蚀作用,云坪易发育裂缝,储集空间类型为孔隙、溶洞和裂缝3大系统。岩溶作用类型可分为同生—准同生岩溶、表生岩溶和埋藏岩溶,自雾迷山组沉积后主要发育于芹峪期、印支期和燕山期的表生岩溶和晚喜山期的埋藏溶蚀,对雾迷山组储层有着建设性作用,燕山—早喜马拉雅期对岩溶热储的形成演化起决定作用;同期主要伴随3期高角度裂缝发育,这些高角度缝增加了储集空间与输导体系,促进期后的相关溶蚀作用;裂缝在白云岩中最发育,灰质云岩次之,泥质云岩最不发育。孔隙度和渗透率区域上分布有3个高值区。岩溶古地貌在印支期前北低南高,在印支期及以后,地貌北高南低,北部岩溶作用强烈,南部次高地也发育岩溶带。溶蚀相为最有利的成岩相区,溶蚀—泥质充填相为较有利的成岩相区。研究区雾迷山组岩溶储集层分布主要受岩性(包括组分、结构、厚度)、成岩相带、构造(包括断裂、裂缝、不整合面)和古地貌等方面因素的控制,地热勘探最有利靶区位于大王镇西部及南部、容城—八于、雄县—赵北口镇西部、大营镇、高深1井—高阳等区带。

雄安新区地层及主要热储空间结构特征与地热水资源潜力

雄安新区中深层白云岩热储地热资源丰富,为了提高对该区主要热储白云岩热储特征及地热水资源潜力的认识程度,指导新区中深层白云岩热储地热水资源的规模化开发,基于钻井、地震、地质等资料,研究了该区白云岩热储的地层空间分布、构造特征、储集空间特征和主建设区白云岩热储地热水资源潜力。研究表明:雄安新区主要热储雾迷山组、高于庄组除在断裂面部分地区外基本全区分布;雾迷山组埋深在容城凸起、牛驼镇凸起相对较浅,在高阳低凸起相对较深;高于庄组有类似的分布特征,总体埋深更深,温度更高;其它地层除第四系、新近系明化镇组外分布都比较局限;区内发育众多以NNE向为主的正断层,与少数其它方向断裂交会,将深部地热通过流体传输到浅部,并造就断裂两侧大量的裂缝和控制岩溶发育方向及规模,形成众多溶蚀孔洞;同时构造演化中雾迷山组古地貌中高地貌部分,在喜山期大多剥蚀与新生界形成不整合面,共同构成本区重要的输导通道和储集空间,岩溶孔洞和裂缝结合型复合空间是本区雾迷山组主要热储空间,单独的裂缝、孔洞是次要热储空间,大型溶洞一旦发育往往是主力产水层;新区主建设区顶面在5000 m(底部埋深可达6000 m)及以浅的白云岩岩溶裂缝热储地热水资源,按100年采用总热水储量的50%及500 m井距“三采两灌”原则单井产量110 m^(3)/h计,最适宜生产井布井数目233口,主建设区现阶段可满足每年4787×10^(4)m^(2)的供暖面积,占实际需求的30.1%。结论认为:雾迷山组埋深较浅,在当前经济技术条件下是主力热储,高于庄组埋深较深是最重要的备用热储,今后20年内会被大规模开发利用,但即便现在同时开发它们也不能满足雄安新区主建设区的清洁能源需求,需要发展“多能互补”系统,域外的过剩地热资源能否向域内目标区集输受经济成本和环境成本风险制约。在当下和未来发展与应用节能保温技术既重要也必要。

雄安新区蓟县系雾迷山组岩溶热储特征、主控因素及有利区预测

雄安新区蓟县系雾迷山组中赋存丰富的地热资源,研究雾迷山组岩溶热储特征及优质储集层发育的主控因素是地热资源勘探的基础。综合运用野外剖面、岩心、薄片、钻井、测井、录井等地质与地球物理资料,对雾迷山组岩溶热储特征和演化过程进行了深入研究,明确了优质储集层形成的控制因素,预测了有利靶区。结果表明,雾迷山组岩溶热储主要岩性为晶粒白云岩、颗粒白云岩、微生物白云岩、硅质白云岩和角砾白云岩等,溶蚀孔洞、裂缝及其组合为主要的储集空间类型。雾迷山组热储平均孔隙度为3. 18%,平均渗透率为91. 48×10-3μm^2;其中角砾白云岩物性最好。雾迷山组岩溶热储经历了沉积-准同生期成孔(雾迷山沉积期)、Ⅰ期表生增孔(雾迷山沉积期后至青白口纪前)、Ⅰ期埋藏减孔(青白口纪前至三叠纪)、Ⅱ期表生增孔(三叠纪-古近纪)、Ⅱ期埋藏减孔(新近纪-第四纪) 5个阶段,岩性及岩相、成岩作用和构造应力是雾迷山组有利热储形成的主控因素。藻云坪-云坪相、表生岩溶、埋藏溶蚀、准同生岩溶、岩溶高地-斜坡和地层裂缝段比率大于0. 4的6项叠合区是研究区最有利的岩溶热储发育区。

天津东丽湖深部岩溶热储时频电磁法探测及有利区预测

天津市地热资源储量丰富,蓟县系雾迷山组作为主力热储,是典型的碳酸盐岩型热储层。为查明天津东丽湖5 km以浅的地层结构和隐伏断裂、重点查明深部主力热储层空间分布及结构特征、预测地热有利区,笔者首次将主要用于深部油气勘探的时频电磁法应用于东丽湖深部地热资源探测。通过高标准的数据采集、精细化数据处理和电阻率约束反演,结合地震和钻孔资料进行层位标定,精细刻画了地层结构:推断了7条隐伏断裂,均为NNE与NWW向的拉张性正断层,其中沧东断裂F1作为区内主要热流体的必要通道,导热、储热并控制着地热异常区的分布和形态;雾迷山组热储层主要分布在沧东断裂西侧,顶界面埋深海拔约-2200~-2400 m,在电阻率剖面上显示为连续递增的A型电性特征,三、四段岩溶裂隙较发育时,热水在裂隙或断裂处的聚集引起局部低电阻率异常,出现H型电性特征,指示了目标深度内地热有利区的发育部位。据此,本文圈定地热有利区4处,为后续地热资源的开发利用提供了重要的基础资料和支撑。

北京城区地热田西北部地热地质特征

自2001年在北京大学成功打成地下热水井后,北京西部隆起区的地热勘探开发受到重视。通过对区域地质背景条件的介绍,根据地热井钻探揭露的地热地质成果,对研究区的热储构造条件、地热地质特征及地下热水地球化学特征进行了分析研究。结果表明,八宝山断裂的性质具有先逆断层后正断层的多期活动性特征;研究区蓟县系雾迷山组白云岩为鼻状背斜凸起型热储构造;深部热流主要沿着黄庄—高丽营断裂的上盘向上传导聚集;浅部古生界碳酸盐岩地层富集强径流冷地下水的作用使青白口系的地温梯度高于北京平原区,纵向地温场坡度较北京平原区大;临近深大断裂构造带导致地下热水具有放射性镭含量高的特征;地下热水的14C年龄特征反映城区地热田接受西部隆起区地下水的补给很少;地热井水头分布趋势反映雾迷山组白云岩热储地下热水受黄庄—高丽营断裂阻隔后由南向北方向径流。

雄安新区深部雾迷山组热储层时频电磁法探测研究

雄安新区是我国中东部地区地热资源开发利用条件最好的地区之一,蓟县系雾迷山组作为主力热储,顶界面埋深范围变化大,是典型的碳酸盐岩型热储层。本文旨在查明雄安新区起步区6 km以浅的地层结构和隐伏断裂,重点查明深部主力热储层空间分布及结构特征,预测地热有利区。笔者将时频电磁法应用于雄安新区地热资源勘查,通过高标准的数据采集、精细化数据处理和电阻率约束反演,利用拟地震成像技术和钻孔资料进行电阻率层位标定,精细刻画了地层形态结构。本次工作主要查明隐伏断裂8条,主体为NNE走向的正断层,控制了研究区的隆凹格局和地层分布;研究区由西向东划分为容城凸起、中间次凹、牛驼镇凸起及霸州县凹陷;雾迷山组热储层主要分布于牛驼镇凸起、容城凸起及次凹区,顶界面埋深约600~2 600 m;利用本次时频电磁法反演结果,构建了研究区三维地质模型,并从热源、通道、储层、盖层、流体等方面分析认为牛驼镇凸起区为最优的地热有利区,特别是靠近F4下盘附近区域。