塔里木盆地顺北1号断裂带奥陶系碳酸盐岩储层结构表征及三维地质建模

综合利用地震、测井、岩心以及动态生产资料,对塔里木盆地顺北1号断裂带断控型碳酸盐岩储集体的内部结构进行了层级划分;基于层级划分,通过地震资料属性提取与转换、深度学习、基于目标示性点过程模拟以及离散裂缝网络模拟(DFN)等方法建立了三维地质模型,并以模型进行油气储量和油藏数值模拟,将拟合结果与实际生产数据进行对比。研究结果表明:(1)顺北1号断裂带奥陶系断控型储层按层级由大到小分为走滑断裂影响带、断控体、类洞穴、类洞穴内簇充填和裂缝带共5个层级。(2)走滑断裂影响带受应力差异影响具有分段性,可细分为挤压段、拉分段和平移段;断控体在拉分段发育断裂交会型、单支走滑型,在平移段发育双断裂交错型和两断裂交会型,在挤压段发育双断裂扭曲型和双断裂交会型,共有6种平面组合样式;类洞穴在地震剖面上呈串珠状反射特征;类洞穴内部分为栅体与栅间(基岩),其中栅体又可进一步分为簇(角砾带)、簇间(裂缝带),整体表现为栅状结构,簇的物性更好;裂缝带为类洞穴的主要储集空间,在簇内部比簇间更发育,在一间房组比鹰山组更发育,一间房组和鹰山组均以发育高角度裂缝为主,在两者连接处则以发育水平缝为主。(3)地质模型预测的油气储量与地质分析储量误差为1.75%,模型模拟的生产井地层压力及累产液结果与生产动态吻合度较高,拟合误差小于10%。

顺北油田分支断裂及断控储层的识别与描述研究

顺北油气田是断裂控制的断控油气田,其中不少断层发育有分支断裂。分支断裂在常规地震资料上难以发现,属于断距小或者说是比较隐蔽的断裂。因这些断裂带形态与分布不清,断控储集体特征也不清楚,从而使得储层预测与目标优选困难。如何对这类断裂开展识别和描述,进而开展储层预测和目标评价,本次研究尝试从多种方法的组合使用入手,通过反复试验发现,把时频谱蓝化提高地震分辨率处理与方向性边界保持断层增强处理组合使用,能有效提高地震资料分支断裂的识别能力;把梯度结构张量断裂检测处理与最大似然属性断裂检测处理组合使用能很好地对分支断裂进行描述与刻画;把结构张量属性分析与缝洞增强处理组合使用能很好地对洞穴型储层进行有效刻画;GST(Gradient Structural Tensor)相干属性与不连续性属性联合使用实现了对孔洞型储层的预测;体曲率+最大似然属性组合使用实现了对裂缝型储层预测与描述;在不同类型储层预测基础上,通过不同类型储层的叠合得到的总储层预测。

超深断控储集体储层连通性的地震描述方法

新疆塔里木盆地顺北地区发育埋藏深度超7000 m的碳酸盐岩断控缝洞储集体,储集体内部非均质性强,地震资料成像精度无法分辨和识别储集体内部储层结构。在无井或井之外储集体连通性无法描述的条件下部署井位,导致同一连通单元钻井数量过多,或钻井直接命中主体规模性储集体概率低,增加大型酸压作业导致勘探开发成本增加,制约了超深碳酸盐岩断控缝洞储集体油气藏高效勘探开发。针对现有碳酸盐岩断控储集体储层连通性识别描述方法应用范围存在的不足,提出了一种适用于超深领域无井区域的碳酸盐岩断控储集体储层连通性地震描述方法。首先应用地震最大似然属性及门槛值,结合属性井震标定或地质规律认识,通过三维雕刻获得断控储集体的空间轮廓。其次在断控储集体空间范围内通过地震均方根速度获取同一海拔深度任意两点的地层压力,比较这两点的压力差从而判断该两点之间储层是否具有连通性。这种利用同一个连通缝洞单元内同一深度地层压力相等原理描述储集体连通性的方法经生产验证是有效适用的,能够为其他地区相似地质目标的储层内部连通性判别提供可实施的技术流程和方法借鉴。

顺北地区碳酸盐岩断控缝洞体油气产能定量化估算技术

走滑断裂带及其控制的缝洞体是顺北地区奥陶系新的勘探领域,探索断控缝洞体储层单井产量多属性量化预测技术,为顺北地区断裂带井位部署与井轨迹优选提供科学依据和技术支撑。断控缝洞体储层中,断裂是油气运移通道,其纵向延伸和宽度是断裂的通源性,主干断裂与次级断裂平面交汇结构表征断裂的汇聚性,通源性和汇聚性表征成藏断裂特征。断控缝洞体中缝洞是储集空间的主体,断控缝洞体储层规模和断裂裂缝分布密度表征缝洞特征。断控缝洞体储层的单井产量既与断裂特征有关,更与缝洞特征有关。因此,量化的断裂特征和缝洞特征是单井产量量化预测的基础。地震数据及其多种属性的断层精细解释,量化后得到断裂特征值。结构张量属性圈定断控缝洞体储层范围,异常体振幅属性表征缝洞的分布及其体量,最大似然概率属性表征断裂裂缝分布密度,3种属性融合得到缝洞特征值。最后将量化的断裂特征值和缝洞特征值融合为断控缝洞体特征值,与实测钻井的年产液量进行统计分析,得到年产液量与断控缝洞体特征值的统计关系式,实现断控缝洞体储层单井产量的量化预测。

四川盆地新场构造带深层须二段致密砂岩断褶裂缝体特征和地质模式

针对四川盆地川西坳陷新场构造带上三叠统须家河组二段(简称须二段)储量动用率低、气藏甜点地质模式认识不清的问题,基于大量岩心、野外露头、分析化验和井震资料,精细解剖新场构造带须二段气藏,提出断褶裂缝体概念并划分其类型,分析裂缝发育主控因素,建立断褶裂缝体地质模式。研究表明:(1)断褶裂缝体是指断裂、褶皱及其伴生的裂缝储集体;(2)根据裂缝体特征及成因,可进一步划分为断缝体、褶缝体和断褶体3种类型;(3)断裂上盘、越靠近断裂有效裂缝越发育,褶皱褶曲幅度越大、越靠近褶皱枢纽面有效裂缝越发育;(4)建立2类5型断褶裂缝体地质模式,分别为断褶裂缝类和基质储渗类,前者可分为网状缝型和单构造缝型,后者可分为层理缝型、低渗孔隙型和极低渗孔隙型。此外,建立断褶裂缝体有利区优选流程,提出有利开发目标,支撑井位部署获得高产,并可以为中国深层致密砂岩油气藏勘探开发提供借鉴。

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。

顺北油气田奥陶系断控体结构模式研究

顺北油气田奥陶系目的层埋深普遍在8000 m左右,三维地震资料采集面元25 m×25 m,地震资料分辨率较低,导致顺北油气田奥陶系鹰山组断控体油气藏难以精细刻画与表征。结合常规测井、电成像、远探测、取芯等资料,开展不同应力作用下断控体结构分析、断控体油气藏破碎裂缝带、破碎角砾带、断裂空腔分布研究。结果表明:断控体油气藏主要储集空间来自多期构造活动叠加改造形成的断裂空腔、角砾间孔隙、构造裂缝,不同应力机制决定断控体的发育程度,拉张背景易形成断裂空腔及裂缝带,挤压背景易形成破碎角砾带及裂缝带;断控体常发育典型的核带结构,裂缝带的宽度范围较大(0.35~1.64 km),且分布范围广,角砾带的宽度范围次之(0.44~0.93 km),且分布范围中等,断裂空腔的宽度范围最小(0.25~0.35 km),且分布范围小,主要集中在局部拉张应力区。

临湖铁矿开采采场围岩裂隙演化规律及防治水技术研究

压占资源的安全开采是当前矿区生产的难点之一。以往对于水体、建筑物、铁路下的矿产安全开采研究以煤矿居多,而铁矿山的研究甚少,特别是水文地质条件复杂地区。为解放被地表水体压占的铁矿资源,在深入分析水文地质条件的基础上,以某临湖铁矿为例,利用“下三带”理论、塑性力学公式和岩石力学模拟等,对铁矿矿段开采进行应力、位移分析及导水裂隙带预测,探究了含断层矿层开采造成的采场围岩裂隙演化规律以及断层的导水能力变化情况。结果表明,上盘岩层底端因为断层而出现应力集中现象,最大应力达到11.53 MPa。围岩应力在采掘扰动作用下发生较大范围改变,造成底板破坏带最大达到1.91 m。而断层带及其附近隔水性能变化极小,未造成工作面与湖水沟通。提出采用矿井充填、隔水层再造以及底板注浆改造等方式来防治临湖铁矿水害。研究成果可以为该铁矿水害防治及后续开采方式优化提供依据,同时也为类似矿区提供借鉴。

结构张量导向储层预测技术在LS地区的研究与应用

LS地区碳酸盐岩奥陶系目的层主要发育洞穴型、孔洞型和裂缝型3种类型储层,储层非均质性强,且储集规模受多期活动走滑断裂体系控制,断控储集体储层地震响应特征复杂多样,预测与描述难度大。在前期研究的基础上,从梯度结构张量、张量薄化、构造应力理论入手,对不同类型储层进行实际应用效果测试分析,逐步形成了梯度结构张量定断控储集体轮廓,张量薄化、结构张量约束波阻抗反演、构造应力等属性结合有效地进行区分预测孔洞缝不同类型储层,多属性融合雕刻技术描述断控储集体空间展布特征,在LS地区实际应用中证实了技术的有效性及适用性,有效指导了后期目标优选和钻井设计,对SB油田超深层断控缝洞体勘探开发具有重要意义。

南秦岭北部裂陷带铅锌矿床控矿机理

以典型铅锌矿床为例,从岩浆侵入和铅锌矿形成的时空耦合性,控矿构造及其演化特征,矿石Rb-Sr,S,Pb同位素测试等方面分析研究南秦岭北部裂陷带铅锌矿床控矿机理。铅锌矿床受纵向褶断带与横向隆起带交汇部位形成的“成矿结”下部预测中-晚三叠世隐伏岩体斜向上涌形成的“被动”隆断带控制,岩体沿深大断裂上涌刺穿并连通上部纵向线状背斜倒转翼古道岭组灰岩与星红铺组千枚岩之间“硅钙面”附近形成的层间滑脱、负压、扩容构造带,铅锌成矿热液虹吸入负压构造空间内聚集成矿;成矿后期岩浆及构造的进一步活动,导致控矿褶断裂进一步发展和演化变形,铅锌之赋矿构造也得到再次疏通和拓展,铅锌矿体随之发生重熔、迁移、再聚集成矿。分析论证隐伏岩体涌入与铅锌矿床控矿构造的形成、发展、演化和矿体重熔、迁移、再聚集成矿的控矿机理,提出南秦岭北部裂陷带铅锌矿床成因类型和成矿模式。

一种板内小尺度走滑断层平面分段研究方法——以塔里木盆地顺北5号断层中北段为例

近年来在顺北地区1号和5号走滑断层带上获得了重大的油气突破,证明了在塔里木盆地内发育的小尺度走滑断层对断控油气藏具有控藏、控储的特征。该类走滑断层在剖面上贯穿多套古生代地层,纵向结构复杂,在空间上为深层线性走滑叠加浅层雁列正断层的构造样式,钻井揭示在断层带上不同分段的井产能差异明显,表明走滑断层在奥陶系碳酸盐岩顶界面的分段性对油气成藏具有重要的控制作用。本文选取顺北5号断层中北段作为研究对象,针对深层不同层系线性走滑断层分段特征差异明显这一特征,基于不同尺度下断层的断距与分段长度之间的相关性及多断层演化理论,提出了利用沿着走向等间距统计断层的垂向断距变化的方法对深层线性走滑断层开展分段性研究工作,该方法综合了断层的活动强度、演化程度和剖面构造形态来分析断层的分段特征,适用于不同性质的断层分段性特征研究。研究表明5号断层中北段在奥陶系碳酸盐岩顶界面可划分为14段,在寒武系膏盐岩层顶界面可划分为10段,两个层系的断层分段性在空间上具有继承性与差异演化的特点,其中寒武系膏盐岩滑脱构造中的膏盐逃逸对油气的疏导具有破坏作用,奥陶系碳酸盐岩顶断层活动强度、分段叠接样式、断层分段不同位置对断控缝洞型储层发育规模具有重要的控制作用,揭示了断层在平面上的分段特征及纵向结构对断控缝洞型油气成藏具有重要的控制作用。

井下断层地质破碎带巷道堆积体垮落形态

针对断层地质破碎带在发生瓦斯爆炸灾害时导致巷道垮塌的问题,分析了断层破碎带的地质特征和垮落堆积体特征,依据自然平衡拱理论和弹塑性理论,推导了垮落体冒空区高度、宽度与堆积体范围计算公式。堆积体横向最大失稳宽度和纵向最大冒落高度,均与巷高、巷宽、侧向应力系数、碎块充填体的似内摩擦角有关。堆积体范围为断层破碎带长度、堆积前区和堆积后区三者之和。该研究为实施救援前预判巷道垮塌形式、救援时效、制定相应救援方案提供理论和技术支持。

垮冒堆积体中救援通道位置及断面形状的模拟

针对救援通道位置和断面形状选择两个在决策中必然触及的问题,首次在阐明断层破碎带的垮冒空间特征、堆积体堆积特征、堆积体边界力学特征的基础上,通过数值模拟对比分析,给出了救援通道的优选位置及其断面的宜选形状。研究表明:因自然冒落平衡拱的存在,断层破碎带的垮冒具有有限性,仅限于椭圆形轨迹线以内。垮冒堆积体边界受力为被动抗力,源于堆积体堆积过程中的边坡滑移效应。基于减少对堆积体扰动且保持其内部块体间维系原有自然平衡的稳定、巷道原支护体失稳堆积以及通道开挖过程中的破拆问题,救援通道的位置宜选择避开支护体堆积区的堆积体中中部,而救援通道的断面形状则应优先考虑采用直墙拱形和直墙尖顶形断面。

鄂尔多斯盆地中国石化“十三五”油气勘探进展与新领域

“十三五”初期,鄂尔多斯盆地中国石化华北油气分公司矿权区油气勘探面临的难题是盆地天然气储量动用难度大、石油成藏认识不清、资源接替阵地不明朗。5年期间,通过加强盆地整体性构造、沉积演化研究,分析成藏要素差异配置,创新盆地北部过渡带上古生界天然气差异聚集认识,攻关形成盆缘复杂含水气藏勘探开发技术,发现东胜气田;在重新处理解释三维地震资料基础上建立盆地南部过渡带中生界致密砂岩断缝体成藏认识,通过断缝体油藏“六定”描述,评价出中生界致密油新的甜点类型;利用大面积三维地震资料重新处理,发现盆地北部海相碳酸盐岩断缝控制岩溶储层,提出下古生界大型不整合碳酸盐岩岩溶成储成藏模式,开展复杂碳酸盐岩岩溶储层识别预测与选区评价,进而加强盆地南部下古生界碳酸盐岩勘探,形成两个千亿立方米接替目标。在总结油气勘探成果基础上,形成盆地大范围发育走滑断裂体系、岩溶储层受断裂控制等地质认识。综合分析认为:“十四五”期间,盆地深部海相碳酸盐岩风化壳岩溶之下多期活动走滑断裂控制的岩溶带、盆地周缘复杂致密碎屑岩成藏区是重要的勘探方向和领域。

四川盆地北部须家河组“断缝体”气藏特征及勘探意义

综合利用钻井、录井、测井及地球物理等资料,研究四川盆地北部马路背地区上三叠统须家河组储集体及气藏特征。研究区须家河组发育一种新的储集体类型,由断层、褶皱伴生破裂缝叠合基质孔形成的不沿层状分布的规模网状缝孔储渗体(简称“断缝体”),天然气在断缝体内富集即为“断缝体”气藏,主要表现“双源供烃、立体输导、复式聚集、断缝富集”特点。结合典型高产稳产井解剖,确定“断缝体”气藏高产富集主要受3个因素控制:①海相、陆相优质烃源岩双源供烃,烃源充足;②切源断裂输导体系提供有效的运移通道;③网状缝孔储渗体提供大规模的油气赋存场所,是“断缝体”气藏富集与高产的关键。

断层破碎区煤岩体失稳机制与协同控制技术研究

以清水营煤矿复杂煤层工作面穿越断层区域为工程背景,对断层区煤岩结构失稳机制进行研究,给出了断层挤压冒顶的判断条件,确定了"内部耦合+外部约束"的协同控制方法。内部控制采取了锚杆与注浆控制结构,提高支护结构与煤岩体相互作用和适应能力;外部控制方法采取架棚铰顶、开采工艺装备优化调整等。应用实践表明,断层区煤岩体内外部控制方案在提高煤岩体自身强度的基础上加强了煤岩体抵抗变形的外部约束,减少了煤岩体灾变概率,实现了断层区冒落煤层的压缩与支撑协同、煤岩体下沉变形、破坏、失稳致灾过程受限与过程可控,从源头上实现了减灾与安全开采。

超深井长裸眼井底放空井漏失返桥接堵漏工艺技术

Wh-1X井φ215.9 mm井眼井底6828 m(裸眼长1178 m)处溢流压井压开的压裂缝、侧钻井眼井底7114.65 m(裸眼长1464.65 m)放空处的洞穴裂缝均导致钻井液失返井漏,需井底堵漏。研究认为,砂泥岩互层的长裸眼井底桥接堵漏,要消减钻具在裸眼段对井底实施桥堵压开上部薄弱地层造成的卡钻风险,就要建立全裸眼井筒承压理念。首先钻具在技术套管内对井底以上的薄弱地层进行桥堵提高承压,然后钻具再进裸眼对井底进行堵漏,并配合使用旋转控制头技术措施消减卡钻风险。研究认为,桥堵材料的级配及使用浓度存在严重的缺陷是导致原井眼多次桥堵失败的根本原因,裂缝及洞穴裂缝桥接堵漏要取得成功,桥堵浆堵漏材料的级配和浓度必须满足头等尺寸材料的大尺寸和高浓度、种类多样的次等尺寸材料梯度匹配及合理浓度、高的桥堵浆总浓度这3个条件,缺一不可。畅通的井眼通道对桥堵浆稠塞顺利到达漏层位置很重要。采用以上技术和原理,侧钻井眼通过2次钻具在套管内桥堵堵住了5650~5668 m、5830~5842 m、6279~6288 m三个漏层,一次钻具在裸眼内桥堵堵住了6644~6649 m及7114.54~7114.65 m井底放空段2个漏层,共计堵住了5个漏层,恢复了钻井作业并成功建井。

塔里木盆地超深层碳酸盐岩规模储层分类对比及特征分析

塔里木盆地面积56万km^2,是典型的古生代海相克拉通与中新生代陆内坳陷、前陆的叠合盆地,石油地质条件复杂,盆地油气远景资源量258.89亿t油当量。其中,石油118.54亿t、天然气17.61万亿m^3,主要分布于奥陶系碳酸盐岩领域。经过长期勘探研究,塔里木盆地相继在碳酸盐岩领域发现了多个大型油气田,其中以塔河、顺北为代表的两大典型的深层海相碳酸盐岩油气藏较为富集的油气田。

屯宝煤矿逆断层破碎带巷道变形控制研究

针对屯宝煤矿逆断层破碎带煤柱侧巷道受采动影响造成的巷道变形量大、巷道底鼓、煤柱侧帮鼓、巷道顶板局部下沉等问题,采用锚杆测力计对锚杆应力进行监测,采用PASAT-M应力探测方法对逆断层煤柱侧巷道应力分布和巷道变形规律进行了研究。研究结果表明:胶带巷煤柱侧锚杆应力峰值出现在超前工作面10~15 m,轨道巷上帮锚杆应力峰值出现在超前工作面5~10 m;巷道不同位置的锚杆应力、围岩应力及巷道变形量均受T 2逆断层影响,应力和变形量集中分布在逆断层附近;距离逆断层25 m内围岩应力中等危险区分布相对集中。根据研究结果,提出了巷道补强支护和大孔径卸压综合治理措施,工程实践结果表明,该措施为围岩提供了稳定的支护力,适用于屯宝煤矿逆断层影响区域围岩变形的防治。

顺北地区断控缝洞型储层反射特征与预测技术探讨

顺北地区以走滑断裂带控制的缝洞型储层为勘探对象,经过多期岩溶改造且埋藏深、结构复杂,地震反射特征认识不清,勘探难度大。首先针对勘探难题设计多组断控缝洞型储层模型进行正演模拟,分别得到了断控缝洞型储层在表层和内幕的不同反射特征认识。然后在断控缝洞型储层地震反射特征认识的基础上,开展了储集体多种预测技术的探讨,通过多种方法技术的组合运用,刻画了断控储集体的空间形态和内部结构,取得了良好效果。