Prediction of Fracture-Cavity System in Carbonate Reservoir： A Case Study in the Tahe Oilfield

The carbonate rocks in Tahe oilfield, which suffered from multi-period polycycle karstification and structure deformation, are heterogeneous reservoirs that are rich in pores, cavities,and fractures. The reservoirs are diversified in scale, space configuration, and complex in filling. For this kind of reservoir, a suite of seismic prestack or poststack prediction techniques has been developed based on the separation of seismic wave fields. Through cross-verification of the estimated results,a detailed description of palaeogeomorphology and structural features such as pores, cavities, and fractures in unaka has been achieved, the understanding of the spatial distribution of reservoir improved.

基于地震数值模拟的溶洞型储层地震特征分析

为了解不同溶洞的“串珠”响应特征,以实际地震资料解释为基础,建立了塔里木盆地塔河南地区全层系的碳酸盐岩缝洞体与走滑断裂三维模型,包括流体类型、溶洞大小、强反射轴干涉距离、纵向分辨距离、横向分辨距离、充填类型和孔隙度7种单因素变量控制模式。对所建模型进行地震数值模拟实验并对模拟结果进行逆时偏移成像。分别从分辨率、振幅能量与控制因素方面对7种单因素控制模式在偏移剖面中的“串珠”响应特征进行了详细比较分析,发现溶洞内的流体类型变化无法在叠后剖面的“串珠”响应形态上进行区分,其影响主要表现为振幅能量随等效弹性参数变化;溶洞大小的影响与“串珠”响应振幅能量呈正相关,溶洞越大“串珠”响应越强;剖面中的强轴与溶洞间的干涉距离会影响“串珠”响应振幅能量;溶洞间纵向距离不会影响单个溶洞的“串珠”响应形式,其主要影响表现为相连部分的振幅能量;而溶洞间横向距离过小,会使两个溶洞的“串珠”响应合并,形成大溶洞的“串珠”假象。溶洞内的泥质充填程度与孔隙度均会影响“串珠”响应振幅能量。通过总结不同因素变量控制模式下地震响应特征的变化规律,为缝洞型储层的有效预测提供参考依据。

塔里木盆地顺北地区海相超深碳酸盐岩油气勘探物探技术需求与创新应用

塔里木盆地顺北地区海相超深层碳酸盐岩是塔里木盆地油气勘探的重点领域之一。经过地震采集、处理成像、量化识别和地质工程一体化解释的系统攻关,逐渐形成了高密度、高精度、面向缝洞体的三维地震采集技术;宽频带、高保真全波场地震处理技术;叠前宽方位分析、各向异性检测、可视化等多维度解释技术。但作为典型的非层状油气藏,塔里木盆地顺北地区海相超深碳酸盐岩油气地震勘探理论与地震勘探实践仍面临全方位的挑战,未来应进一步加强物探技术攻关,包括进一步完善地震散射波传播与成像理论;试验以“共中心点离散化、近偏高覆盖、多观测系统”为主的地震采集技术;重新认识噪声,实现多态式地震波处理和全波场地震成像;积极探索智能化解释技术,综合岩石物理分析与正演模拟、多态式的叠前反演与地震属性分析,精细描述缝洞体及其内幕。这些技术对支撑顺北地区持续重大突破和持续发展,以及对国内外超深层碳酸盐岩勘探和非层状油气藏勘探具有借鉴意义。

塔里木盆地顺北地区走滑断裂带压扭段和张扭段油气成藏实验模拟及成藏特征研究

近年来,塔里木盆地顺北地区在超深碳酸盐岩取得重要勘探突破,发现了断控缝洞型油气藏。该油气藏具有良好的生储盖组合,走滑断裂不同组合样式对油气运聚具有重要的影响和控制作用。本文选取顺北地区典型走滑断裂压扭段和张扭段开展解析,明确压扭段具有树枝状和树杈状两种断裂组合样式,张扭段具有非对称式和对称式两种组合样式,结合实钻油气藏的开发特征,建立实验模型,进行物理模拟实验,发现断裂带物性、断裂连接关系、供烃强度及缝网系统的发育是影响油气水分布的主要因素,压扭段直接相连主次断裂处于成藏优势区,可作为后期勘探开发的重点。建立了顺北地区压扭段和张扭段不同的油气成藏模式,对深化深部走滑断裂油气运移和成藏理论、指导顺北地区断控缝洞型油气藏的勘探具有重要意义。

地下储氢库发展现状及气藏型储氢库高效建库十大技术挑战

地下储氢技术利用地下构造空间实现氢气大规模高压气态储存,具有安全性高、成本低、规模大、周期长的优势,但中国地下储氢库研究起步较晚,尚无地下构造空间储氢实践,亟待形成完整的地下储氢库高效建库方案。为此,在总结国内外用于地下储氢构造空间的类型,回顾地下储氢技术发展历史与现状的基础上,系统梳理了气藏型储氢库高效建库亟待解决的十大技术挑战,研究结果表明:①气藏型地下储氢库的潜在库址与新能源发电资源具有高度的空间重合,便于绿电就地消纳,最适宜我国大规模发展;②气藏型地下储氢库高效建库需重点解决十大技术挑战,即完整性与选址地质评价、氢气与储层介质的反应机理、氢损耗及氢纯度对储氢效率的影响、垫层气类型与占比优选、注采渗流理论与库容设计、氢用特种管材及管道工程关键技术、建库及注采工程关键技术装备、运行期监测与动态分析、风险评估与应急处置方案、生命周期评估等。结论认为:①中国发展地下储氢库具有潜在枯竭/衰竭气藏库址众多的资源优势,复杂地质条件储气库创新实践的技术优势,氢能产业链上下游协同发展的产业优势和未来市场应用前景广阔的规模优势,具备实现工业化发展的条件和基础;②针对气藏型储氢库建库难题,需开展系统性技术攻关,构建地质综合选址评价体系,优化储库注采运行方案,研发氢用配套管材与设备,形成运营监测与风险管理系统,建立适应中国地质条件的综合建库理论技术体系。

塔里木盆地A地区奥陶系断控体内幕精细表征

断控体储集空间类型多样、结构复杂,储层非均质性强,影响油气藏的勘探开发,准确刻画断控储集体内幕已成为断控体油气藏勘探开发的主要难点。综合地震、测井、录井等多种资料,建立断控体类洞穴的栅状结构模式,并通过地震多属性描述类洞穴的轮廓,自编程序将图像分析与数理统计充分结合,利用角砾带、簇间裂缝带的位置与宽度等参数界定类洞穴的核部与翼部区域,明确类洞穴不同部位的角砾带与簇间裂缝带的发育规模,实现类洞穴内幕角砾带、簇间裂缝带的精细刻画。研究结果表明,类洞穴内簇充填栅状结构由角砾带、簇间裂缝带和栅间基岩组成,且储集性能表现为:角砾带>簇间裂缝带>栅间基岩,角砾带与簇间裂缝带控制类洞穴的储集性。多簇的栅状结构决定储层分隔性及强非均质性;与平移段相比,挤压段栅状体走向发生逆时针偏移10°,拉分段栅状体走向发生逆时针偏移16°。综合走滑断裂类洞穴轮廓与类洞穴内幕等刻画,建立研究区断控体的空间分布模式,为下步断控体油气藏高效勘探开发提供地质依据。

水封洞库石油类污染物地下水时空分布模拟

采用地下水动力学数值模拟计算方法和FEFLOW软件对地下水封石洞油库建设造成的地下水位的变化和地下水漏斗进行预测,目的是分析地下水封洞库施工期涌水对区域地下水位的影响。项目对地下水的影响主要通过水封洞库中油品向周边地下水的扩散实现的,因此项目选择石油类物质作为污染物代表因子进行模拟。营运期非正常情况下,项目营运30年内,油品扩散造成的地下水中石油类含量最大值不超过0.03 mg/L,营运期,岩壁里地下水的压力大于洞库内任何点的储油静压力,此时对流作用主要由围岩朝向洞库内部方向,项目对地下水环境可能产生影响的污染源主要为水封洞库储油向周边地下水的对流扩散作用。营运30年后,油品扩散造成的地下水中石油类浓度0.015 mg/L等值线的迁移距离最大为228米。

VSP资料在盐穴储气库构造特征描述中的应用

随着世界各国对天然气需求量不断增加,为确保能源安全,调节天然气季节性供需矛盾,建设地下储气库是一种较为先进的办法。随着中国盐穴储气库的大规模兴建,对目标盐岩矿的准确分析与评价,是储气库建设成功的关键。在河北宁晋地区盐穴储气库建设过程中,由于地面地震资料少,遇到了地下盐体地质构造难以描述的问题。为此,提出了利用VSP资料对宁晋盐穴储气库的构造特征进行描述。首先,在该区部署了零井源距、Walkaway、Walkaround VSP资料采集;通过对VSP资料的处理,获得了VSP走廊叠加记录、Walkaway VSP成像剖面、Walkaround VSP数据及其插值成的三维数据体;综合利用零井源距VSP资料、Walkaway VSP成像数据、Walkaround VSP三维插值数据体,分别从点、线、面、体的角度对探区内石盐体进行研究,描述了探区内石盐体的几何形态和断层分布,预测了裂缝发育方向。该成果对宁晋地区盐穴储气库建设具有一定的指导意义。

缝洞型油藏注水驱油可视化物理模拟研究

采用可视化物理模拟方法直观研究了缝洞油藏的注水驱油机理,考察了不同注入流体、注入方向、注入角度等多方面因素对注水效果的影响,直观了解了缝洞油藏注水驱油前后的油水分布,并进行了注气提高采收率实验。结果表明:缝洞位置对水驱效果产生明显的影响;重力分异在缝洞模型中具有重要的作用;对于缝洞型油藏,剩余油的形成和分布主要受缝洞通道不规则性和重力捕集的影响,水驱后剩余油主要分布在上部溶洞和下部溶洞顶部难以驱替的"阁楼空间"内,这部分剩余油也是注气驱替的主要驱替空间;实验发现,水驱油过程中一旦形成水流通道,孔洞中的剩余油就难以被驱替,改变注水方式或注入介质(如注气)等,有可能进一步驱替孔洞中的剩余油,提高采出程度。后续注气实验证明通过改变注气方式可以明显驱出"阁楼空间"中的剩余油。

碳酸盐岩溶洞物理模型地震响应特征研究

在碳酸盐岩地区的油气勘探中,溶洞地震响应特征的识别面临着很大挑战,关键问题在于对溶洞的形态、大小及充填物变化引起的地震波变化规律及地震响应特征的认识。为此,针对碳酸盐岩储层的地质特点,抽象出3类(不同形态、不同尺度及不同充填物)溶洞物理模型,利用地震物理模拟技术开展了模拟实验。结果显示,小尺度的溶洞(d(?)λ),地震波到达溶洞后,散射现象占主导,缝洞绕射波振幅与偏移距有近似解析关系。大尺度溶洞的形态对绕射波的振幅具有强烈影响,在菲涅耳带半径内,线体能量最强,片、柱、椭球、球型体绕射信号逐渐减弱。均匀充填溶洞的绕射波能量最强,波形简单,剖面信噪比高,反射成像收敛的"串珠"能量强,对称拖尾较短;非均匀充填溶洞的绕射波能量较弱,剖面信噪比低,非均质性越强其成像"串珠"形态畸变越大、拖尾越长。

碳酸盐岩孔洞储层地震物理模型研究

根据塔里木H工区碳酸盐岩孔洞储层的地质地震综合解释成果,通过改进地震物理模型制作工艺,构建了一个与该区实际地层参数相近的三维碳酸盐岩孔洞储层精细物理模型。严格按照实际地震资料的采集参数和处理流程对物理模型进行了地震数据采集和处理,获得了与实际地震数据相匹配的物理模型地震数据体。最后,对孔洞储层的纵向分辨率、横向分辨率以及孔洞储层体积校正等问题进行了讨论:认为阻抗反演可有效提高孔洞储集体纵向识别能力;从物理模型研究的角度得到横向识别多洞的最小距离;利用物理模型数据建立了孔洞储集体校正量板,有助于实际孔洞储集体体积的估算。

缝洞型油藏开发室内模拟研究

基于塔河缝洞型碳酸盐岩油藏地质特征和开采规律,建立了一套能够模拟以补充能量和重力置换为主要作用机理的单井注水替油室内试验装置。在接近实际油藏条件下,采用注水、注气进行了对注入孔隙体积倍数与采出程度、压力等关系试验,结果表明:天然能量开采程度低;多轮注水在两次注水后基本失效;多轮注水稳定开采后,后期的多轮注气开采有很好的采出效果,尤其是前三轮尤佳,注气阶段后采出程度增加了27.4%。

大尺度缝洞型碳酸盐岩油藏含水率变化规律

大尺度缝洞型碳酸盐岩油藏储集空间组合形式多样、油水关系复杂,储层认识较为困难,且不同的缝洞组合模式具有不同的含水率变化特征;针对洞边裂缝组合模式和多洞多缝组合模式,以弹性理论为基础,通过计算分析油水界面变化与裂缝的关系,研究了对应油井的含水率变化规律。结果表明,2种缝洞组合模式的单井含水率曲线都呈台阶状变化,对于洞边裂缝组合模式,洞边与井沟通的裂缝条数直接影响油井含水率曲线台阶的个数;对于多洞多缝的组合模式,油水界面淹过溶洞个数直接影响油井含水率曲线台阶的个数。含水率曲线台阶的高度、长度及无水采油期的长短均与缝洞模式有关,针对矿场实际生产中的曲线进行了简单分析。结合地震及试井资料可综合判别地下缝洞组合模式及属性参数,对油田矿场认识储层具有一定的指导意义。

碳酸盐岩缝洞系统地震响应特征分析和塔中卡1区缝洞储层预测

碳酸盐岩岩溶风化壳由多期喀斯特化与后期构造运动叠加改造的孔、洞、缝等组成,形成了大小不等、空间形态复杂的储集体,此类储层非均质性强,难以预测和表征。设计了不同尺度溶洞和裂缝的碳酸盐岩岩溶风化壳物理模型,采用超声定比观测方法对地震波的传播能量和反射结构变化进行了分析。结果表明,理想条件下溶洞与裂缝可形成强短反射和杂乱反射,极不规则溶洞和洞缝的复杂联合体均表现为反射背景上的杂乱反射。利用强振幅聚类分析和不连续性检测等手段对塔中卡1区的叠后地震资料进行了储层预测和识别,卡1区的碳酸盐岩岩溶缝洞型储层表现出强短反射和反射背景上的局部杂乱反射这2种地震微相。利用古构造起伏趋势和波形检测等辅助方法,进一步证实了这些反射异常与卡1区岩溶缝洞地质成因的关联性。综合分析认为,卡1区碳酸盐岩岩溶缝洞型储层发育程度较弱,在构造高点部署的2口异常区外的探井实钻数据也证实了这一预测结果。

频谱分解在碳酸盐岩储层中的应用研究

本文详细描述了频谱分解技术的原理和方法,利用模型正演模拟分析缝洞储层,对缝洞尺度和裂隙密度变化频谱特征进行分析和总结,得出溶洞尺度、裂缝密度与最大振幅谱呈同向变化趋势,与最大振幅谱对应频率呈反向变化趋势。实际地质资料的应用结果表明该结论对碳酸盐岩缝洞的认识较为有效,而为进一步的碳酸盐岩缝洞型储层研究提供了有效的方法途径。

缝洞型碳酸盐岩油藏的等效连续介质模型

等效连续介质模型是缝洞型碳酸盐岩渗流模型理论的主要研究方向之一,前人针对裂缝性储层建立了等效连续介质模型,但并不适用于孔洞发育的储层。采用毛管束模型、等值渗流阻力原理建立了孔洞型碳酸盐岩油藏渗流的等效连续介质模型。在此基础上,结合已有的裂缝发育区的等效渗透率模型,形成了较完善的缝洞型储层等效渗透率模型,并结合油藏实际情况进行了应用分析。应用结果表明,天然孔洞、裂缝提高了储层渗透率,但同时也加剧了储层的各向异性,所建立的等效连续介质模型是合理的。

正演模拟碳酸盐岩缝洞型储层反射特征

建立缝洞型储层空间几何形态及岩石物理参数与地震响应之间的关系是碳酸盐岩缝洞型储层定量描述及油气预测的关键,而地震响应特征分析是以精确成像为前提。本文基于非均匀介质条件下波动方程正演模拟技术,研究了不同采集参数及成像方法对缝洞型储层产生的"串珠"状反射特征影响。正演模拟结果表明,减小道间距和近道叠加有利于缝洞体在地震剖面上反射能量的提高,叠前偏移成像是研究缝洞型储层必要处理手段。文中定量分析了缝洞型储层纵横向发育尺度、充填物类型及背景围岩因素对反射特征的影响,得到的结论对认识实际缝洞型储层反射特征提供了依据。

塔河油田4区缝洞型碳酸盐岩储层建模

针对塔河油田4区缝洞型碳酸盐岩储层非均质性极强的特点，充分结合地质、钻井、测井和地震等资料，借鉴传统的“相控建模”思想，用多点统计学储层建模方法，将储层赋予相的含义。根据地震属性与缝洞体之间的关系，由地震属性建立“储层相”的“训练图像”，采用SENSIM算法进行模拟，建立了储层相三维地质模型。结果表明，采用基于多点统计学的储集相控建模，既降低了缝洞型碳酸盐岩储层随机建模的不确定性，又显著提高了模型的精度，能够真实反映缝洞型储层的非均质性。

塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏溶洞发育规律

塔河油田奥陶系碳酸盐岩缝洞型储层为该区最重要的油气生产层段。依据地质岩心(屑)、录井、钻井、测井、地震等多种资料,运用由点到线再到面的方法,探讨了塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏的溶洞发育规律。由区内溶洞充填砂泥岩的伊利石K-Ar同位素定年,得出其形成时间在369.33～451.90Ma,古溶洞的形成时间应该早于该时段或与该时段同时,即加里东中晚期—海西早期。溶洞的发育受控于古地貌,存在三个纵向溶洞带。岩溶水输入方式的不同,使得塔河地区溶洞的平面分布分区性较强。北部区奥陶系鹰山组和一间房组中的岩溶水为面状输入方式,南部有上奥陶统隔水层覆盖的区,鹰山组和一间房组中岩溶水为侧向输入方式,岩溶水的出口位置位于断裂带附近,尤其是断裂带与断裂带相交的部位。塔河油田北部和南部的岩溶水系统基本为一个统一的系统。建立了该区大气淡水岩溶模式。

缝洞型碳酸盐岩油藏古溶洞系统与油气开发——以塔河碳酸盐岩溶洞型油藏为例

以塔河奥陶系碳酸盐岩缝洞型油藏为原型,厘定了古溶洞系统的概念与特征,探讨了其形成、演化、改造以及对油藏的分隔作用,提出了古溶洞系统的垮塌充填-断裂体系是造成油藏分隔化作用的主要因素。针对该类油藏由于喀斯特作用与构造作用所造成的缝洞储集体非均质性特征,认为其油藏描述应按照系统性、层次性思路,分岩溶体系(古溶洞系统)与油藏体系(缝洞单元)两个级次来进行。与此同时,按照对喀斯特油藏描述调整后的思路与技术方法对研究区古溶洞系统与开发井位部署之间关系进行了描述,取得了良好效果。