Origin of gas condensate reservoir in Fuman Oilfield, Tarim Basin, NW China

To understand the reservoir property and hydrocarbon accumulation conditions of the Middle and Upper Ordovician intraplatform shoal between ultra-deep main strike-slip faults in Fuman Oilfield of the Tarim Basin, China, the main strike-slip faults in and around well FD1 in the basin were analyzed in terms of sedimentary facies, sequence stratigraphy, intraplatform shoal reservoir property, and oil and gas origins, based on drilling data. The Yingshan Formation intraplatform shoal between the main strike-slip faults is superimposed with low-order faults to form a new type of hydrocarbon play. Firstly, hydrocarbons generated from the Lower Cambrian Yuertusi Formation source rocks vertically migrated into the second member of Yingshan Formation through the main strike-slip faults, and then migrated laterally until they were accumulated. A small amount of oil from Well FD1 came from the Yuertusi Formation source rocks in the mature stage, and a large amount of gas originated from oil cracking in the ultra-deep reservoirs. Therefore, the secondary gas condensate reservoir in Well FD1 is characterized by high gas to oil ratio, dry gas (dryness coefficient being 0.970) and hybrid origin. This new type of hydrocarbon play characterized by intraplatform shoal and low-order fault suggests a prospect of continuous hydrocarbon-bearing area in Fuman Oilfield, which will expand the ultrap-deep oil and gas exploration in the oilfield.

塔里木盆地富满断控破碎体油藏储集类型特征与注水替油效果

塔里木盆地走滑断裂控制的超深油气藏是近年来中国油气勘探开发最重要领域之一,但目前该类型油藏的储集空间类型并不清楚,不同储集空间类型与注水效果关系不明确,严重制约了富满油田的高效开发。在充分分析野外露头、岩心、成像测井以及动态监测资料的基础上,系统剖析了断控破碎体的3种主要储集空间类型及其与注水效果的关系。提出了断控破碎体的概念,指出富满油田主要为断控破碎体油藏,研究结果表明:①断裂空腔型储集体主要分布在断裂带的核部,由断层滑动面产状变化引发内部体积调整形成了“空腔”型洞穴。埋藏条件下的储集空间相对较为封闭,内部孔隙空间较大,注水后原油置换率较高,部分油井动用储量的注水采收率可高达93%。②角砾间孔隙型储集体主要分布在断裂带的核部,由相邻的角砾相互支撑而形成角砾间不规则储集空间类型。该类储集体分布较为均匀,孔隙度中等,单位压降下的产液量较高,但是由于储集空间内部连接并不通畅,注水后置换率较低,需要研究探索构建立体结构井网来提高开发效果。③构造裂缝型储集体主要分布在断裂带的损伤带和过程带,在断层带的两侧和端部发育形成一定宽度的裂缝带。裂缝带周边也会发育少量孔隙,部分区域会形成一定的渗流优势通道,因此注入水的流失量较大,注水效果相对于断裂空腔型储集体较差。研究成果支撑了富满油田上产原油350×10^(4) t,可助推注水开发方案和提高采收率方案的优化,对同类型油藏高效开发具有重要的借鉴意义。

基于结构张量的走滑断裂破碎带地震识别——以富满油田超深层碳酸盐岩为例

塔里木盆地超深层奥陶系碳酸盐岩走滑断裂破碎带发现了丰富的油气资源,但由于超深层地震资料分辨率低,难以精准刻画走滑断裂破碎带,制约了走滑断控油气藏的高效评价与目标优选。根据富满油田走滑断裂破碎带的地震响应特征,在构造导向滤波基础上,利用结构张量方法计算特征值和特征向量,通过时窗选取与纵向厚度叠加加强反映沿断裂方向的投影能量,突出走滑断裂破碎带,刻画其边界与强度。结果表明:该方法更清晰地刻画了走滑断裂的分布,可以识别更小规模的走滑断裂;实现了超深层碳酸盐岩走滑断裂破碎带宽度与强度的刻画,可以用来评价走滑断裂破碎带的发育程度;将该方法应用于圈闭评价、井位部署、井轨迹设计、钻井监测等,大幅提高了钻探成功率与单井油气产量。

断控缝洞型碳酸盐岩立式板状油藏注采井网构建

断控缝洞型碳酸盐岩油藏缝洞结构和连通关系复杂,传统井网部署易产生低产能井,需构建立体注采井网以提高产能。通过油藏数值模拟研究了不同因素对塔里木富满油田满深3和满深4井区立体注采井网波及系数的影响,并设计了先导试验方案预测产能。结果表明,满深3井区注气井与采油井单个交错排状分布时波及系数最大;采油井纵向深度越大,波及系数越大;平面注采井距在500~1000m波及系数相对稳定,井距增至1500m时,波及系数大幅度减小。满深4井区注气井、注水井与采油井单个交错排状分布时波及系数最大。先导试验中,满深3和满深4井区分别采取“浅部注N_(2),深部采油”和“顶部注N_(2),底部注水,中部采油”的井网构建方案,阶段末采出程度分别达到21.3%与22.4%,相比于基础衰竭式开发和注水开发方案有了显著提升。

塔里木盆地富满油田走滑断裂带通源性评价

塔里木盆地走滑断裂带对油气藏形成具有控制作用,走滑断裂带与油源连通性对油气运移、聚集非常重要。基于3D地震资料,运用Riedel剪切离散元模型和完全塑性介质-应力上升函数模型,对塔里木盆地富满油田Ⅱ区块FI 17走滑断裂带油源连通性进行了评价。研究结果显示:①FI 17走滑断裂带海西晚期雁列断裂拖曳点深度(h)理论计算值远小于实测值,表明其走滑断裂T张破裂成因,而非R剪切断裂。②FI 17走滑断裂带通源深度平均达9~18 km,表明该断裂能够将其下伏埋深10 km以下的玉尔吐斯组烃源岩生成的油气直接输导至上覆奥陶系断(缝)溶体圈闭中聚集成藏。③FI 17走滑断裂带通源深度(H)自北而南增加,其断控形成油气藏中的原油密度、天然气干燥系数、油气充注期次及各期次贡献度与油源连通性密切相关,表明油源连通性对油气聚集具有控制作用。走滑断裂级别、走向分段性、活动强度和断穿地层不同,控制作用也不同。油源连通性会沿着走向发生显著变化,影响油气垂向输导效能。

超深层“断裂破碎体”概念和地质模式及其地震表征方法

“断裂破碎体”是塔里木盆地富满油田超深层碳酸盐岩储层的一种重要赋存类型。对于该类储集体,目前尚存在着概念不清晰和地质模式不明确、缺乏适用的地震表征方法等问题。为此,利用野外露头、钻井、地震和生产动态等资料阐述“断裂破碎体”概念的内涵,建立了超深层碳酸盐岩油气藏“断裂破碎体”四种地质发育模式,并形成了超深层碳酸盐岩“断裂破碎体”智能地震内部结构刻画技术。研究结果表明:①“断裂破碎体”具有三个方面的内涵,即发育背景主要为超深碳酸盐岩台内致密灰岩地层;在断裂破碎作用下,内部孔—渗储集性能较好,储集空间类型多样(主要包括断裂破碎角砾间孔、张扭作用形成的空腔以及中、高角度裂缝);油藏的通源、油气运移的输导有利,油藏高度可达千米,是超深层致密灰岩储层油气聚集的极为有利部位。②“断裂破碎体”发育六种断裂构型要素,组成了单一滑动面、压隆核带、张扭空腔、栅状缝网等四类内部结构模式。③采用“有条件的对抗深度学习网络”能够较好地刻画断裂破碎体内部结构,预测结果的地质意义较为明确,并与实际情况吻合。该成果在实际生产中得到了较好的应用,对“断裂破碎体”油藏的高效勘探与开发具有实用和推广价值。

深层—超深层走滑断裂带储层流体来源与油气成藏过程研究——以塔里木盆地富满油田为例

以富满油田北部走滑断裂带深部储层孔洞缝充填脉体为研究对象,基于脉体的岩相学特征、微区稀土元素和Sr(锶)同位素、油包裹体荧光光谱、显微热力学和碳酸盐岩U-Pb同位素定年进行分析。结果表明:富满油田北部走滑断裂带发育2期方解石脉体,脉体来源于中下奥陶统海源地层水,未见氧化性流体侵入,表明深层—超深层油气晚期具有良好的封闭性。通过包裹体测温投点埋藏史结合碳酸盐岩低U-Pb同位素定年技术,厘定塔里木盆地富满油田北部走滑断裂带深层奥陶系存在3期油气充注过程,分别对应于距今(459±7.2)Ma(加里东中期)、(348±18)Ma(海西早期)和268Ma(海西晚期),富满油田北部深层—超深层碳酸盐岩油气成藏关键期为海西早期,且油气充注与断裂活动有较好的对应关系。

富满油田原始地层条件原油体积系数预测公式

地层原油体积系数是油气藏储量计算的重要参数。由于直接确定体积系数的压力—体积—温度(Pressure-Volume-Temperature, PVT)实验法易受样品代表性影响、成本高,现场常采用经验公式法预测。富满油田奥陶系碳酸盐岩油藏具有超深、高温、超高压、不同区块间流体类型多样化的特征,现有体积系数计算经验公式误差大。针对这一问题,在对现有体积系数经验公式适用条件分析评价的基础上,建立了富满油田奥陶系碳酸盐岩油藏黑油和挥发原油饱和压力及地层条件下体积系数预测经验公式,经与PVT实验值比较,经验公式计算的饱和压力及地层条件体积系数相对平均误差均小于5%,满足油田开发、生产管理要求。研究结果对塔里木盆地类似高温、超高压地层原油的体积系数有借鉴意义。

弱走滑断控储集体分类预测与描述

富满油田富源III区位于塔里木盆地台盆区NE向走滑断裂末端,其断裂活动弱,断控储层地震响应不明显,断裂及储层描述难度大。针对弱走滑断裂,开展倾角导向滤波及地震分频处理,提高了断裂地震识别精度。通过各向异性滤波、子波分解与重构、倾角滤波处理,增强洞穴型、裂缝型储层地震响应特征。并以此为基础,应用结构张量属性、甜点属性、振幅曲率以及增强相干,对弱走滑断控储集体边界及内幕进行标注,最终形成了富满弱走滑断控储集体分类预测与描述技术。

富满油田古海底麻坑地质模式建立

针对富满油田主干断裂间和台缘滩深层的麻坑,在对三维地震资料进行精细解释的基础上,结合富满油田钻井和地震综合解释等资料,建立了麻坑的地震地质模型,通过改变麻坑发育规模及裂缝发育密集程度等因素,模拟分析富满地区古海底麻坑的地震响应特征变化,总结并建立了富满地区麻坑的地震识别模式以及麻坑分布、成因及其油气潜力,为富满地区奥陶系古海底麻坑储集层的有效预测提供依据。

不同序级走滑断裂对碳酸盐岩储集层发育的控制差异

断控岩溶体系储集空间结构差异制约该类油藏高效开发。目前,对高序级走滑断裂储集层储集空间结构研究较深入,但对低序级走滑断裂储集层储集空间结构研究较少。以塔里木盆地北部坳陷富满油田为例,从断裂活动强度、沉积环境、岩性等方面展开分析,对比不同序级走滑断裂储集层储集空间结构成因及差异,并分析了低序级走滑断裂的成因及勘探潜力。高序级走滑断裂活动强烈,储集层在剖面上呈倒三角式破碎,储集层规模由上至下逐渐减小;低序级走滑断裂活动强度相对较弱,储集层在剖面上呈正三角式破碎,储集层规模由上至下逐渐增大。低序级走滑断裂对地层的破碎规模影响有限,密集发育的裂缝网络可以导致储集层大规模破碎,影响储集层发育的主要因素是沉积环境和岩性。富满油田深层低序级走滑断裂由西向东可分为3个区域,勘探潜力大。

富满油田超深井尾管送入技术应用

富满油田井深超过7300 m以深的井,下尾管施工时经常面临尾管送入组合中井口钻杆抗拉情况不足的情况,现有尾管送入组合受力计算方法误差较大,难以满足方案设计及施工需求。针对尾管下入过程中的受力情况进行分析,建立尾管送入组合悬重力学计算方法,对比Landmark分析数据,验证了该计算方法在钻井工程前期设计阶段校核钻柱的可行性。结果表明:悬重计算方法与Landmark模拟计算误差率小于5%,证明了使用所提出的计算模型开展校核的可行性,对超深井钻井工程前期设计、中期现场施工尾管送入组合中钻柱组合的悬重计算具有重要的指导作用。同时,针对特深层提出采用更大尺寸钢制钻杆及多种材料、多种规格复合钻柱下入尾管的方案,可为特深层油气钻探提供方法支撑。

塔里木盆地富满油田富东1井奥陶系重大发现及意义

位于塔里木盆地阿瓦提凹陷—满加尔凹陷过渡带的富东1井在奥陶系鹰山组2段台缘高能滩获得重大突破,对碳酸盐岩内幕区成藏具有重要意义。通过对富东1井成藏条件、储层特征、油气来源的深入研究,明确了富满油田东部深层寒武系玉尔吐斯组供烃、台缘高能滩成储、上覆致密碳酸盐岩成盖的生储盖组合,并建立了“寒武系供烃、次级网状断裂沟通油源、纵向输导、断控台缘高能滩复合油气成藏”新模式。富东1井的成功钻探,证实了台缘高能滩叠合次级网状断裂改造具备成储成藏能力,突破了早期认为的8000m以下超深层碳酸盐岩高能滩的勘探禁区,拓展了断控碳酸盐岩油气藏模式。同时,也是以台缘高能滩体+次级网状断裂油气藏为勘探思路的成功实践,打开了轮南—富满台缘带勘探新局面,有望引领塔里木盆地超深层复杂海相碳酸盐岩的勘探。

塔里木盆地富满油田F_(Ⅰ)19断裂发育特征及演化模式

富满油田目前是塔里木盆地断控缝洞型储层油气开发热点区块,F_(Ⅰ)19断裂带属于目前重点增储上产区,但断裂发育特征及形成机制尚不明确。利用相干、最大似然及储层振幅变化率等多种地震属性,对新采集处理的三维地震进行精密解释,厘定断裂平剖发育特征,表征断裂空间展布结构;基于地层垂向升降幅度及断裂破碎带宽度,反映断裂活动强度;结合断裂变形特征与周缘造山带活动规律,分析了断裂演化期次并建立了断裂发育模型;叠加储层发育特征与断裂展布规律,初步分析了断裂对储层的控制作用。研究结果表明,断裂具有显著平面分段特征,依据走向变化由北往南可大致划分为3段,北段、中段和南段;垂向上依据断裂变形特征,由下往上,可划分为下构造层(T∈3以下)、中构造层(T∈3—TO3t)以及上构造层(TO3t以上)。断裂的形成与演化具有多期性,F_(Ⅰ)19断裂的演化过程可大致划分为三个阶段:加里东早期(中晚寒武世末)、加里东中期(奥陶纪)及加里东晚期(志留纪),且在该区域的主要活动阶段为加里东中期,具有多幕性。储层平面上集中分布于走滑断裂破碎带内,沿F_(Ⅰ)19断裂走向储层发育强度存在显著差异,整体上由南往北逐渐减弱,与断裂活动强度相关。受加里东中期断裂发生多幕活动影响,奥陶系碳酸盐储层分布具有垂向多层分布的特征。受塔北断裂体系与塔中断裂体系的共同影响,加里东早期研究区最大主应力由南往北发生逆时针偏转,逐渐由NNE向过渡至近南北向,发育了两组X型小角度相交断裂,并奠定了研究区内F_(Ⅰ)19断裂展布形态。

塔里木盆地走滑断裂发育演化特征精细解析及其地质意义:以富满油田F_(Ⅰ)17断裂为例

塔里木盆地台盆区走滑断裂具有“控储、控藏、控富”的特点,但因其发育于超深层且活动强度较弱,断裂的精细解析及演化特征分析是目前研究的重点和难点。为深化走滑断裂构造精细解析流程及探讨断裂活动的地质意义,以富满油田F_(Ⅰ)17断裂为例,基于新采集的高精度三维地震资料,结合相干、最大似然及储层振幅变化率等多种地震属性,分析断裂的空间展布规律、活动特征、演化过程,并结合储层发育特征初步分析断裂控储特征。通过恢复研究区前寒武纪基底结构特征,对断裂平面走向偏移的发育机制进行初步分析。研究结果表明,研究区内F_(Ⅰ)17断裂平面发生多次转向,走向由南往北发生逆时针偏转;基于断裂的走向变化特征,可将断裂划分为北(NE8°)、中(NE33°)、南(NE50°)三段。断裂具有垂向分层变形的特征,依据断裂变形特征,可划分为以直立走滑为特征的深部构造变形层(TO_(3)t之下)和发育雁列式正断层的浅部构造变形层(TO_(3)t之上)。断裂在深部构造变形层中具有“分层开花”的特征,垂向上发育多个花状构造,主要分布于上寒武统底面(T∈_(3))及一间房组顶面(TO_(3)t)附近。浅部构造层垂向发育三组雁列式正断层,由下往上分布于TO_(3)t—TS、TS—TC以及TC—TT。断裂的演化具有多期性,演化过程可划分为5个阶段:加里东早期、加里东中期Ⅰ幕、加里东中期Ⅲ幕、加里东晚期—海西早期、海西中—晚期。前寒武纪基底裂谷结构影响了上覆走滑断裂的发育与连接,造成断裂平面走向发生偏移。

塔里木盆地富满油田凝析气藏成因

基于塔里木盆地FD1井及周围主干走滑断裂钻探成果,从沉积-层序、台内滩储集层和油气成因等方面分析,以揭示超深主干走滑断裂带间中—上奥陶统台内滩储集性能及成藏条件。取得以下地质研究成果和认识:主干走滑断裂带间鹰山组台内滩叠加低序次断裂带构成一种新的成藏组合类型,下寒武统玉尔吐斯组烃源岩生成的油气首先由主干走滑断裂带垂向输导运移至鹰山组2段,然后发生侧向运聚成藏;FD1井少量原油是玉尔吐斯组成熟阶段生成的,而大量的天然气主要为超深油藏原油裂解气,从而形成高气油比的干气(干燥系数为0.970)和混合型次生凝析气藏。这种“台内滩+低序次断裂带”成藏组合新类型预示富满地区有望形成含油气连片局面并将进一步横向拓展富满油田超深领域的油气勘探空间。

逆冲断裂对富满油田哈得区块油气成藏的控制作用

塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩是我国深层油气勘探开发的重点领域。近年来,富满油田断控油气藏成为油气勘探开发的重点目标,走滑断裂具有控储层、控圈闭、控富集的作用。但在富满油田哈得区块发育的逆冲断裂对油气成藏的控制作用认识不清,制约了该区油气藏的高效开发。为此,文章在分析塔里木盆地富满油田地质背景的基础上,系统总结了哈得区块逆冲断裂及走滑断裂的展布特征,明确了两者平面展布、纵向切割关系和活动时期。结合区域油气成藏期次研究,明确了逆冲断裂对油气成藏的控制作用。研究结果表明:(1)富满油田走滑断裂形成于中奥陶世末期,即中加里东期,逆冲断裂主要活动期在海西期,晚于走滑断裂形成期;(2)富满油田主要为3期成藏(晚加里东期、晚海西期和喜山期),逆冲断裂可对晚海西期、喜山期充注成藏造成影响;(3)逆冲断裂与走滑断裂具有3种组合模式,在此基础上建立了哈得区块受逆冲断裂影响的3种油气成藏输导模式。结论认为,逆冲断裂与油源走滑断裂交汇点在上寒武统一间房组时,对油气成藏最为有利,具有多源供烃、多期成藏特点,对同类型油气藏勘探开发具有一定的指导意义。

塔里木盆地富满油田东部走滑断裂发育特征与油气成藏

富满油田东部走滑断裂是塔里木盆地奥陶系超深层碳酸盐岩油气藏勘探的重点目标。该走滑断裂活动较弱,识别解译难度较大,需要深入研究其发育、演化及控藏特征。基于富满油田最新采集的三维地震数据,选取并精细解译了3条典型主干断裂(F_(Ⅰ)10,F_(Ⅰ)12和F_(Ⅰ)17),明确了富满油田东部走滑断裂活动特征及主要活动期次。在此基础上,结合油气性质及成藏期次,分析了断裂活动特征与油气成藏的关系,加深了对该区域断裂发育特征与油气分布规律的认识,进一步明确了断裂演化与油气成藏的耦合关系对油气性质的影响。研究表明,富满油田内走滑断裂具有垂向分层差异变形特征,可划分出4个构造变形层,由下往上分别为盐下基底构造层(T∈_(2)之下)、盐构造层(T∈_(2)—T∈_(3))、碳酸盐岩构造层(T∈_(3)—TO∈_(3)t)和碎屑岩构造层(TO∈_(3)t之上)。研究区断裂活动期次整体可划分为加里东早期、加里东中期Ⅲ幕和加里东晚期—海西期3个阶段,其中加里东中期Ⅲ幕是区域内断裂主要活动阶段。结合油气性质差异、油井生产动态、断裂活动特征与油气成藏期的耦合关系认为,断裂活动影响了垂向运移通道的开启,控制了油气垂向运移;断裂持续活动时间长,使油气运移通道保持开启,有利于晚期高成熟油气的持续充注,造成断控油气藏具有油气充注强度大、成熟度高及气/油比高的特征。

塔里木盆地富满油田F_(Ⅰ)16断裂发育特征及其对油气分布的影响

利用三维地震、多层相干分析、振幅变化率、储层岩心分析及油气分布特征等资料,对塔里木盆地富满油田F_(Ⅰ)16断裂的空间展布特征、活动强度及期次进行了分析,并探讨了断裂的控储控藏作用。研究结果表明:①富满油田F_(Ⅰ)16断裂具有平面分段、垂向分层的特征。平面上由北往南可划分为3段,北段沿NE 10°展布,发育似马尾状构造;中段沿NE 20°展布,处于断裂走向转换部位,主要发育左阶斜列;南段沿NE 30°展布,具有强线性延伸特征,以右阶斜列为主;垂向上可划分为上寒武统底面以下的深部构造变形层和上寒武统底—奥陶系一间房组顶面浅部构造变形层,深层断裂活动较弱,分支发育较少,仅局部发育花状构造,浅层断裂活动强,花状构造普遍发育,且垂向上存在“多花叠置”及破碎带内地层同沉积的现象。②F_(Ⅰ)16断裂在富满油田的活动主要发生于加里东早期和加里东中期,加里东中期为主要活动期,强度较大且具有多幕次特征;活动强度在平面上表现为“北强南弱”,在垂向上表现出“浅层上拱、深层下降”的特征,浅层断裂活动更强烈。③研究区储层以断控缝洞型为主,受断裂破碎作用控制,平面上沿F_(Ⅰ)16断裂带呈条带状分布,垂向上具有深浅分层叠置的特征;受中寒武统膏盐岩的分布影响,F_(Ⅰ)16断裂带的油气分布具有“南油北气”的特征。

含油气盆地超高油气柱形成的有利地质条件

油气柱的高度是决定油气富集程度的重要指标之一。通过梳理全球各大含油气盆地油气成藏方面的相关资料,对发育有超高油气柱的含油气盆地进行了系统分析,结合其油气供给能力、储盖组合特征以及油气运移方式等,综合分析了含油气盆地内超高油气柱形成的有利地质条件。研究结果表明:(1)全球发育的具有超高油气柱的油气田以碳酸盐岩层系居多,约占78%,这是由于碳酸盐岩层系相对更易于发育巨厚叠置型的有利储集体,有利于形成超高油气柱。国外典型地区包括波斯湾、滨里海及西西伯利亚盆地等,我国主要分布在四川、渤海湾及塔里木等盆地。(2)超高油气柱形成的有利条件包括充足的油气供给、纵向叠置发育的巨厚储层、广覆式发育的盖层、纵向网式输导体系、有利的运移条件以及良好的源储匹配关系等6个方面。(3)塔里木盆地深层也发现了许多超高油气柱,以富满油田为例,下寒武统烃源岩充足的油气供给、中上奥陶统巨厚的礁灰岩储层和致密的泥岩盖层,以及深大断裂等有利的运移条件,是该地区能够形成超高油气柱的主要原因。