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。

塔里木盆地寒武系盐下白云岩成藏条件分析与勘探部署方向

塔里木盆地寒武系盐下具有优质的生储盖组合,是盆地级重大战略接替领域,但由于埋深大、层系古老,寒武系盐下勘探面临烃源岩、沉积储层与油气保存等基础地质方面诸多认识问题。本文在前人研究基础上,通过野外露头、钻井分析与区域地震大剖面解释,重新认识寒武系盐下烃源岩、沉积储层、盖层与油气保存条件,结合已钻井分析,指出寒武系盐下有利勘探方向,优选有利勘探区带。结果表明:1)下寒武统玉尔吐斯组烃源岩分布受控于前寒武纪裂坳体系,主要分布在北部坳陷及周缘、塔西南地区,总面积约26.8×10^(4) km^(2)。2)寒武系盐下发育肖尔布拉克组内—中缓坡丘滩体、吾松格尔组礁后滩两套储层。肖尔布拉克组内—中缓坡丘滩体沿塔南古陆周缘分布,面积4.5×10^(4) km^(2);吾松格尔组礁后滩发育在轮南—古城台缘带内侧,面积5.3×10^(3) km^(2)。3)中寒武统膏盐岩盖层发育膏盐湖、膏云坪、泥云坪3个相带,由巴楚隆起—阿瓦提凹陷膏盐湖中心向四周呈环带状展布,总面积大约25×10^(4) km^(2)。4)基于已钻井分析,提出近源、规模优质储盖组合与古隆起背景是寒武系盐下勘探突破的方向。优选塔中北斜坡、古城—肖塘南、温宿周缘、轮南地区4个Ⅰ类有利区与麦盖提斜坡1个Ⅱ类有利区,总面积5.4×10^(4) km^(2)。研究成果对于塔里木盆地寒武系盐下勘探部署具有一定的指导意义。

塔里木盆地超深层走滑断控油气藏研究进展与趋势

在塔里木盆地开辟了超深层走滑断控油气藏勘探开发领域,但断控油气藏极为复杂,难以效益开发,亟需加强油气藏基础地质研究。走滑断控油气藏具有非均质性强、储集层与流体分布复杂、油气产量变化大及采收率低的共性,不同地区走滑断控油气藏的断裂、储集层、成藏与流体存在较大的差异,面临一系列勘探开发难题。建立了差异成因的走滑断裂破碎带及其控储模型,揭示了沿走滑断裂带“相-断-溶”三元复合控储、连片差异规模发育的成储机制;构建了“源-断-储-盖”四元耦合成藏、“小藏大田”的走滑断控油藏模型,揭示了超深层走滑断控油藏的形成与保存机理。突破了克拉通盆地弱走滑断裂难以形成走滑断控大规模储集层与大油气田的理论认识局限,明确了克拉通盆地走滑断裂系统大规模发育的成因机制、走滑断裂破碎带差异成储成藏机理与油气富集规律。

塔里木盆地台盆区走滑断裂带多层叠加样式及石油地质意义

随着塔里木盆地油气勘探的不断深入,在台盆区古生界发现大规模走滑断裂系统,提出了一种新型断溶体油气藏。受塔里木盆地多期构造运动的影响,走滑断裂表现出多层结构,具有多期叠加活动特征。基于高品质三维地震资料、钻井资料及油气地质资料,对塔里木盆地大型走滑断裂的多层叠加特征及对油气的控制作用展开研究。研究结果表明:塔里木盆地台盆区走滑断裂带在古生界主要发育5个结构层,分别为下寒武统盐下构造层、中寒武统盐构造层、上寒武统—中奥陶统碳酸盐岩构造层、上奥陶统—石炭系碎屑岩构造层和二叠系岩浆岩构造层;受多期构造运动及走滑断裂带活动的影响,5层结构在空间上具有带状分布、垂向叠置、差异叠加的特征;断裂叠加类型多样,总体上可以分为连接型、叠接型、反转叠加型及反转改造型4种;走滑断裂带叠加方式影响了石油地质条件,可形成多层差异聚集油气藏,主要包括Ⅰ型油气藏(奥陶系碳酸盐岩油气藏)、Ⅱ型油气藏(奥陶系碳酸盐岩油气藏、志留系碎屑岩油气藏及二叠系岩浆岩油气藏)及Ⅲ型油气藏(寒武系盐下层白云岩油气藏)3种类型。

用于集输管线的0.5Cr钢在模拟塔里木油田环境中的H_2S/CO_2腐蚀行为研究

运用腐蚀失重和四点弯曲实验,参照NACE0177-2005标准研究了用于集输管线的0.5Cr钢在模拟塔里木油田腐蚀环境中的H2S/CO2腐蚀行为。结果表明,0.5Cr钢在CO2腐蚀环境中具有极高的均匀腐蚀速率,H2S腐蚀性气体的存在显著降低了材料的均匀腐蚀速率。在CO2分压为2MPa、H2S分压为0.5MPa时,腐蚀速率仅为0.152 3mm/a,表现出良好的抗均匀腐蚀和局部腐蚀能力。在H2S和CO2共存的环境条件下,0.5Cr钢表面的腐蚀产物为FeS,未出现CO2腐蚀产物成分FeCO3。在该模拟条件下,H2S的腐蚀占主导作用。同时模拟油田工况条件的抗H2S应力腐蚀开裂实验表明,0.5Cr钢具有良好的抗H2S应力腐蚀开裂能力。

塔里木油田高温高矿化度油藏三次采油初步研究

概述了塔里木高含水油藏主力油田塔中4油田和轮南油田的开发现状及目前面临的问题。提出了塔里木油田高温高矿化度油藏三次采油前期研究思路,重点突破口在于剩余油分布和新材料的研究。从高分子水凝胶、高分子树脂、有机无机复合材料及无机材料方面对剖面调整所需材料进行了初步研究。从表面活性剂如非离子-阴离子表面活性剂、多极表面活性剂和特殊表面活性复配方面对驱油剂进行了初步研究。

塔里木油田凝析气井产出剖面解释方法研究

近年来,塔里木盆地相继探明牙哈、吉拉克、英买力、迪那等13个高压凝析气田,在实际生产中,随着温度和压力的下降,在井筒中凝析气会反凝析出凝析油,形成油气两相,这种相态的转变使得凝析气井的产出剖面解释与普通的油气井的解释很大不同。针对牙哈、英买力凝析气藏的具体特点,采用八参数生产测井资料,在充分分析测井响应特征的基础上,利用PVT相态图和油气两相流模型两种方法分别计算凝析气井单层油气产量。实际应用表明,PVT相态图法在塔里木凝析气井的应用效果更好。

利用水平井提高凝析气藏原油采收率(为庆祝塔里木油田石油会战20周年而作)

采用水平井可以有效提高凝析气藏原油的采收率;利用水平井开发井网,先期开采底油、适时上返采气,可在不影响天然气采收率的前提下有效提高原油采收率;对英买7凝析气藏而言,将水平井部署在油气界面之上1～2m处、水平段长度300m、采油速度控制在2.5%以下进行开发,既不影响天然气采收率,又可以提高原油采收率。

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。

塔里木油田开发规划产量预测的理论和实践

原油产量是制定油田开发规划的重要开发指标,产量预测的准确与否直接关系到开发规划的质量,进而影响油田的开发效果。本文从油气田产量预测基本理论出发,结合油田开发规划中产量分析及预测实际工作中总结的经验,采用以自然递减产量逐年预测法为主,多种方法联合使用,相互印证,来提高产量预测分析的可靠性、实用性。

超深层裂缝性致密砂岩气藏储层连通性及开发启示——以塔里木盆地库车坳陷克深2气藏为例

以塔里木盆地库车坳陷克深2为代表的超深层裂缝性致密砂岩气藏,是“十三五”期间塔里木油田天然气上产的重点区域。基质物性差、局部裂缝发育程度不同的特征导致储层非均质性强,井间产能差异大,储层连通性复杂,气藏开发难度大。针对该类气藏的特点,以克深2气藏为例,将动态分析法与静态分析法相结合深入分析储层连通性,并指出了气井布井方式和生产制度的优化对策。研究结果表明:储层基质致密,构造裂缝总体发育,形成高渗通道,整体上看气藏平面连通性较好,但鞍部有效裂缝发育程度、气井产能相对较低,反映该区为低渗区,对气体渗流起到一定阻挡作用。按照局部构造裂缝控制高产的开发思路,沿构造轴线高部位集中布井;为了减缓裂缝性水侵,更加均衡开发气藏,认为气井配产不宜过高。研究结果对指导超深层裂缝性致密砂岩气藏科学、合理、高效地开发具有积极意义。

塔里木盆地富满地区一间房组颗粒滩类型及分布

为明确富满地区中奥陶统一间房组颗粒滩类型及其分布,应用岩心、岩石薄片、碳同位素、测井、地震等资料,对其沉积相及其展布开展了研究。研究区一间房组沉积相类型可分为斜坡—盆地、台地边缘和开阔台地,后两者是颗粒滩的主要发育区;颗粒滩包括砂屑滩、鲕粒滩、生屑滩、过渡类型等,厚度占比普遍大于80%,部分井区大于90%,具浅颗粒滩化,其分布受快速海侵及缓慢海退背景下侧向迁移为主的沉积方式控制。开阔台地大面积分布的砂屑滩及生屑砂屑滩具备良好的储集性能,可作为下一步油气勘探的重要领域。

沉积微相对超深储层岩石力学性质的影响及其应用——以塔里木盆地库车坳陷BZ气田白垩系为例

为了优选塔里木盆地库车坳陷白垩系超深致密砂岩储层单井天然裂缝发育的甜点层段,利用露头、岩石薄片、成像测井等资料系统分析了BZ气田不同沉积微相的储层岩石力学性质差异,并结合相关露头中不同沉积微相的几何参数模型,提出了一种优化储层岩石力学参数模型的方法,提高了井筒周围(<200 m)天然裂缝预测精度。研究结果表明:(1)BZ气田白垩系巴什基奇克组三段不同沉积微相、相同微相不同位置的储层中,岩石组构和岩石组合(包括碎屑含量、杂基含量、粒度分选、砂地比和砂泥岩组合等)具有差异,从而影响了储层的泊松比和杨氏模量,不同微相储层具有不同的岩石力学参数。(2)不同沉积微相砂体的裂缝发育程度有所差异,扇三角洲前缘水下分支河道砂岩的裂缝最发育,比扇三角洲前缘支流间湾微相及扇三角洲平原分支河道微相更容易形成裂缝。(3)进一步根据露头中沉积微相几何参数,建立不同微相的三维模型,即可建立和优化井筒周围的沉积微相模型及岩石力学参数模型,并应用到井筒周围的裂缝预测中。

塔里木盆地库车坳陷英买力地区白垩系巴什基奇克组中深层砂岩储层孔隙保存机制

塔里木盆地库车坳陷南部斜坡带英买力地区白垩系巴什基奇克组砂岩储层物性好,油气勘探潜力大,但其非均质性强、油气分布规律不明。综合利用岩心观察、系列薄片(普通、铸体、阴极发光及包裹体)、扫描电镜、物性测试和X射线衍射等分析测试资料和成岩过程重建与物性恢复技术,分析英买力地区中深层巴什基奇克组砂岩储层的岩性与物性,探寻其孔隙特征与保存机制,划分储层类型和明确有利储层分布规律及控制因素。该砂岩主要为长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩,杂基含量较低,其成分和结构成熟度均中等;储层孔隙类型主要为残余原生孔隙,其次为次生孔隙,主要为粒间溶孔和粒内溶孔,为中高孔—中高渗储层。巴什基奇克组中深层砂岩原生孔隙得以保存主要在于其形成的沉积环境与经历的成岩和成储演化:首先砂岩形成于高水动力的辫状河三角洲前缘水下分流河道微相,不断叠置的河道形成了厚度较大且分布稳定的水道复合砂体,强水动力使得砂岩碎屑颗粒含量高、分选较好,为原生孔隙形成提供了物质基础;其次早期长期浅埋和后期快速深埋的埋藏演化方式使砂岩经历了较弱的压实作用改造,同时晚期深层超压作用大大增强了砂体抗压实能力,残余原生孔隙得以保存;最后坳陷不断降低的古地温梯度使得残余原生孔隙得以有效保存。

塔里木盆地F_(Ⅰ)17走滑断裂北段奥陶纪差异变形机制

为明确走滑断裂对碳酸盐岩油气成藏的作用,基于三维地震资料,分析F_(Ⅰ)17走滑断裂北段的发育特征与构造变形过程,结合地质建模,开展走滑断裂形成及演化的砂箱物理模拟。研究区内的F_(Ⅰ)17走滑断裂可分为南、北2段,南段为近北东—南西走向,主要发育雁列式断裂,奥陶纪一间房组整体以隆升为主,垂向上的变形幅度较大;北段为近北北东—南南西走向,主要发育线性走滑断裂,在奥陶纪一间房组变形微弱,局部地区可见地层微幅度下掉。砂箱物理模拟实验结果表明:线性走滑断裂的主位移带上会形成一系列隆起带,而走向偏转的走滑断裂在南段形成一系列隆起带,在北段则表现为地层下掉;在同一应力条件下,走滑断裂初始走向的差异会导致断裂受力发生变化,进而影响其演化过程。F_(Ⅰ)17走滑断裂南段的压隆段应力更加集中,局部裂缝和溶洞更发育,油气更为富集,油气勘探效果优于北段。

塔里木盆地塔北隆起英买力地区陆相原油分子地球化学特征及来源

尽管塔北隆起英买力地区陆相油气获得了重要突破,但油气成因类型及油源尚存在争议,根据分子地球化学及同位素参数,通过油源对比研究,明确了原油成因类型及来源。研究结果表明:研究区原油主要分为两种类型,其中第Ⅰ类原油广泛分布在除YM21井和YM46井外的其他地区,三环萜烷多以C_(21)为主峰,C_(24)四环萜烷含量相对较高,C_(24)Tet/C_(26)TT介于1.0~2.0,重排藿烷含量相对较低,该类原油与库车坳陷黄山街组烃源岩生物标志物特征类似;第Ⅱ类原油分布在YM21井和YM46井,原油中三环萜烷通常以C_(19)为主峰,C_(24)四环萜烷含量较高,明显高于第Ⅰ类原油,C_(24)Tet/C_(26)TT约为3,C_(30)重排藿烷/C_(30)藿烷约为0.5,该类原油与恰克马克组烃源岩生物标志物特征较为接近。此外,第Ⅰ类原油具有相对较轻碳同位素值,主要分布在-29.6‰~-28.2‰,第Ⅱ类原油具有相对偏重的碳同位素值,其同位素值约为-27‰,同位素特征也揭示第Ⅰ类原油和第Ⅱ类原油分别来源于黄山街组和恰克马克组烃源岩。

塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带轻质油/凝析油地球化学特征与成藏过程

塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带浅层–深层储层中广泛产出轻质油/凝析油气藏,其油气相态变化大,母质来源多样,油气充注与成藏过程复杂。本研究对克拉苏构造带上58个轻质油开展有机地球化学分析,探讨其母质来源、热成熟度及油气成藏过程。结果显示,克拉苏构造带轻质油中正构烷烃以中、低碳数为主,烷基苯相对含量较高,全油稳定C同位素值主要分布在-29‰~-26‰之间。姥植比(Pr/Ph)、甲基环己烷指数(I_(MCH))、甲基菲比值等地球化学参数显示,克拉苏构造带轻质油主要来自湖相腐殖型、沉积于偏氧化环境烃源岩的贡献,经历了多期次油气充注成藏。其中,克深1-2段轻质油热成熟度普遍高于大北段,主要来自三叠系黄山街组烃源岩的贡献,经历了“早油晚气”2期烃类充注;大北段轻质油热成熟度偏低,主要来自侏罗系恰克马克组和三叠系黄山街组烃源岩的贡献,主要经历了3期油气充注与成藏。

塔里木盆地柯克亚地区侏罗系湖相烃源岩地球化学特征——对古环境和有机质富集的指示意义

为进一步揭示塔里木盆地塔西南坳陷侏罗系烃源岩发育特征及其记录的古环境,更好地指导下一步页岩油气勘探开发,综合岩石热解、显微组分、无机地球化学、生物标志化合物和碳同位素等分析,明确了塔西南坳陷柯克亚地区下侏罗统康苏组煤系泥岩与中侏罗统杨叶组泥岩、粉砂质泥岩发育特征及有机质富集规律。康苏组与杨叶组烃源岩总有机碳(TOC)含量较高,分别为1.7%~63.5%(平均值为24.4%)和0.6%~6.9%(平均值为2.1%),为好至优质烃源岩。两套烃源岩成熟度均较低,处于低成熟—成熟阶段。干酪根碳同位素、岩石薄片与生物标志化合物等均指示康苏组煤系泥岩和杨叶组下段泥岩有机质母质主要以高等陆源植物为主,而杨叶组上段粉砂质泥岩含较多的浮游藻类。康苏组沉积时期古气候相对温暖湿润,水体环境为淡水、贫氧偏氧化环境;杨叶组沉积早期气候相对炎热潮湿,沉积环境与康苏组沉积时期类似,同样为淡水、贫氧偏氧化环境,随着杨叶组沉积晚期湖平面的逐步上升,古环境逐渐转变为半咸水、贫氧环境。炎热潮湿的气候与咸化的水体有利于浮游藻类等水生生物的繁衍,从而影响了杨叶组上段粉砂质泥岩中有机质的供给。此外,该时期水体还原性的增强同样有利于有机质的保存。综上,古气候、古盐度与沉积环境是影响柯克亚地区侏罗系湖相烃源岩中有机质富集的重要因素。

塔里木盆地塔北地区多期断裂差异匹配控制下超深岩溶缝洞储层成藏特征

超深断控岩溶缝洞型油藏是塔北地区重要油藏类型,探讨多期构造活动与深层油气成藏匹配关系对区域油气勘探具有重要意义。基于哈拉哈塘油田、金跃油田和富满油田连片地震资料,以野外地质露头断裂特征为指导,采用多种地震精细解释手段,分期、分级、分段刻画研究区断裂。基于研究区中寒武统玉尔吐斯烃源岩认识,结合加里东期、海西期和喜马拉雅期3期成藏的特点,将研究区走滑为主的控藏断裂划分为加里东早期、加里东中晚期、海西晚期和喜马拉雅期。进一步分析多期断裂继承性关系、通源特点和调整作用等,结合多种类型岩溶缝洞型储层的开发现状,探讨了研究区走滑断裂控制下的岩溶缝洞型储层成藏差异性。结果表明:(1)研究区油气藏关键因素是油源断裂通源性与后期断裂的调整作用,将加里东早期正断裂系统定义为源内断裂,加里东晚期形成的走滑断裂系统定义为源外断裂,源内断裂利于寒武系烃源岩排烃,源外断裂进一步沟通烃源岩实现油气运移成藏,基于这种认识建立4种通源模式;(2)结合研究区存在加里东晚期、海西期和喜马拉雅期3个主力生烃期的认识,海西晚期部分北西向走滑断裂继承性发育至二叠系,对加里东期油藏有一定的破坏和调整作用,喜马拉雅期部分北东向走滑断裂系统继承性发育至新近系,对早期油气藏起破坏和调整作用,建立了3种调整样式;(3)根据断裂匹配关系,建立6种走滑断裂控藏等级,并将研究区加里东中晚期走滑断裂带逐一划分,叠合开采现状图显示差异控藏断裂与油气生产情况匹配度较高;(4)选择发育断裂与岩溶共同控储的研究区,建立多期断裂系统与多种类型岩溶缝洞油气藏的匹配关系,并将认识成功应用于研究区井位勘探中,取得较好效果,为受控于走滑断层的岩溶缝洞油气藏勘探开发提供一定指导意义。

超深层逆冲推覆构造致密砂岩储层地应力场扰动特征——以塔里木盆地博孜-大北地区白垩系储层为例

塔里木盆地库车坳陷博孜—大北地区白垩系致密砂岩储层在由北向南的逆冲推覆下,发育了一系列大规模的北倾断层和叠瓦状堆叠的褶皱构造。复杂的构造形貌致使该区地应力复杂多变,储层改造效果差异明显。因此,亟需厘清研究区内复杂构造对地应力的扰动特征。结合多种方法对单井现今地应力的精确解释,分别分析断裂、褶皱和断褶复合构造对地应力的扰动效果,明确了相关扰动机理,并绘制了研究区地应力扰动特征分区图。基于扰动特征,绘制了不同构造的地应力扰动特征模式图,并提出井位、井轨迹建议。断裂对地应力有卸载作用,断裂附近水平主应力梯度出现不同程度的降低,其中最大水平主应力梯度降低约0.3 MPa/hm;近EW走向的断裂使得近SN向的区域应力方向发生顺时针偏转,偏转角度最大达60°;不同规模断裂的扰动范围为断距的60%。当地层曲率超过0.4 km^(-1)时,褶皱对地应力存在扰动,褶皱地层上部张性扰动区地应力较区域应力减小,下部挤压扰动区地应力增加;张性扰动区最大水平主应力梯度最大约降低0.3 MPa/hm,地应力方向逆时针偏转,偏转角度最大达70°;褶皱变形曲率越大,张性扰动区厚度越大,扰动越明显。断褶复合构造下,断裂扰动区和褶皱张性扰动区叠加会使得地应力进一步减小,地应力方向在两者扰动效果抵消后较区域应力偏转较小或不偏转。综合考虑储层改造难易程度和致密气富集特征,应优先于断褶复合构造带断裂和褶皱张性扰动叠合区部署钻井,建议钻深不超过褶皱中性面,水平井轨迹沿EW向设计。