准噶尔盆地白家海地区西山窑组深部煤岩储层孔隙结构表征及发育主控因素

深部煤岩储层孔隙结构特征对深层煤层气勘探开发十分重要,为了明确深部煤岩储层孔隙结构特征及发育主控因素,以准噶尔盆地白家海凸起及周缘侏罗系西山窑组煤层为研究对象,运用覆压孔渗、扫描电镜、高压压汞、低温液氮吸附、二氧化碳等温吸附等多种试验方法,对西山窑组煤岩储层特征进行研究。结果表明:西山窑组煤岩演化程度低,显微组分以镜质组和惰质组为主,具有低水分、特低灰和低挥发分的特点;西山窑组煤岩储层发育孔缝双重介质储集空间,储层物性好;西山窑组煤岩储层可以划分为3种类型,Ⅰ类储层储集性能好,但渗透性能差,Ⅱ类储层是研究区主要储层类型,进一步分为Ⅱ_(1)类和Ⅱ_(2)类,Ⅱ_(1)类储层具有中等储集性能和良好渗透性能,Ⅱ_(2)类储层与Ⅲ类储层均以微孔为主,物性较差;西山窑组煤层孔隙结构主要受灰分质量分数、镜质组体积分数、惰质组体积分数和埋深控制。

光纤井中地震技术在中国西部地区的应用

随着分布式光纤传感仪器的不断革新和光纤数据处理方法的持续进步,人们已经在国内外多个探区开展了光纤井中地震技术的应用试验,解决诸如复杂地质构造分析、井控处理参数提取、储层岩性预测等地球物理问题。在中国西部地区,受储层埋深较大、井下温度压力较高等因素影响,常规井中检波器数据采集受到很大制约,光纤井中地震技术在该地区具有一定的优势。介绍了光纤井中地震技术在中国西部地区的系列试验,并分析讨论了在不同地区的应用效果,第一,在复杂构造地区,设计了光纤与常规检波器联合观测系统,采集得到了理想的井中地震数据,通过光缆噪声压制、一致性校正等处理工作,得到了用于刻画复杂构造特征的井中地震成像剖面;第二,在薄层油气勘探区,设计了光纤井地联合采集观测系统,提取井控处理参数辅助地面地震处理,得到了用于岩性描述和薄层识别的高精度井控地震成果;第三,在复杂表层结构区,提出了光纤深井微测井观测方法,并探索了轻型震源与光纤组合的改进技术,为砾岩、黄土塬等复杂表层结构分析提供支持;第四,在碳酸盐岩储层勘探地区,进行了光纤井中地震地质导向试验,证明了光纤井中地震技术具有时效性好、安全系数高、适用性强等特点。结合光纤井中地震技术在中国西部地区的实际应用情况,建议在未来几年内光纤井中地震技术应该致力于数据信噪比提升处理方法攻关,以及光纤在祼眼井中的井壁耦合工艺等方面的研究。

克拉玛依克百断槽火山岩岩石组合、层位归属及地质意义:来自古66井的约束

克百断槽始于克拉玛依市北的克北断裂,NE向延伸并被大侏罗沟断裂、盆缘断裂、克-百断裂围限。火山岩储层是该断槽内的主要储层,其层位时代无据、层序不清、归属不明。笔者通过对克百断槽古66井242.14~800.18 m井段详细的岩心编录、测井曲线岩电识别及关键层位火山岩锆石U-Pb年代学研究,结果表明:古66井242.14~800.18 m井段是被两层陆源粗碎屑岩(标志层)分隔的3套火山岩建造,于玄武安山岩中获得(304±3)Ma和(303±2)Ma的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄,其岩石组合、时代、层序、地层厚度均与井北缘哈山一带哈拉阿拉特组建组剖面C_(2)h^(1)~C_(2)h^(3)岩段总体可对比。古66井所处的克百断槽是一个四周被断层围限的相对独立火山岩型储层断槽油气藏,这一油气藏新类型丰富了西准噶尔盆内油气藏类型。同时,该断槽具有向南西延伸的构造条件、储层类型和圈闭样式,因而是后续扩大油气勘探的新靶区。

准噶尔盆地二叠系全油气系统与源内天然气勘探新领域

为进一步拓展准噶尔盆地油气勘探领域,丰富和发展石油地质基础理论及认识,以近年来勘探实践为基础,总结现阶段油气勘探特点与发展趋势,分析了二叠系全油气系统及源内深层非常规天然气大规模成藏条件。结果表明,中—下油气成藏组合已成为勘探主体,深层具备油气聚集条件,烃源岩控制油气分布,形成了常规和非常规油气藏有序共存的分布模式。二叠系优质烃源岩持续供烃,是全油气系统形成的前提,并发育源内和源外2套油气成藏子系统,二叠系发育不同类型的源内储集层,具有大规模天然气,特别是非常规天然气的勘探潜力。这不仅拓宽了准噶尔盆地油气勘探领域,支撑从大油田建成大油气田,也对进一步完善全油气系统理论具有重要意义,深层源内非常规油气是未来富烃凹陷勘探的重要领域。

深层煤岩气水平井压裂关键技术——以准噶尔盆地白家海地区侏罗系为例

目前准噶尔盆地白家海地区侏罗系煤层具有弹性模量低、泊松比高以及硬度低的特性,直井水力压裂过程中存在加砂困难和产气量低等问题。为此,确定了“验证+探索”的技术路线,现场验证簇间是否干扰,探索不同压裂液的增产效果。研究结果表明:①通过直井现场试验表明,优先选择煤层作为水平井钻进的目标层,可以获得更好的开发效果;②簇间距、排量、黏度、支撑剂粒径与加砂规模是解决加砂困难和改造体积的重要参数,建议采用大排量、高黏度和组合加砂的压裂工艺;③经现场应用,冻胶压裂液造长缝和水平井细分切割体积改造是实现准噶尔盆地白家海地区侏罗系深层煤岩气效益增产的有效工艺措施,并取得了显著效果。研究的成功为深层煤岩气的勘探和开发提供了技术上的突破和支持,对准噶尔盆地煤岩气资源开发具有重要意义。

深层超深层致密碎屑岩高产油气层高饱和度成因

准噶尔盆地南缘深层超深层致密碎屑岩油气层具有产能高、稳产时间长的特点,因其产能与油气层的高油气饱和度密切相关,其成因机理不清,给此类油气藏的认识与评价带来困难。通过测井、地质、试油、岩石物理实验等资料及前人研究成果进行分析研究,开展模拟地层动态孔隙压力下的岩石薄片、储层物性、岩电参数的岩石物理实验验证。研究结果表明:深层超深层广泛发育极强超压、高温地层,地层超压强度控制油气层微细裂缝的发育程度、改善储层孔隙结构,油气层具有双重孔隙结构特征,是深层超深层致密碎屑岩高产的主要成因。同时,地层超压使阿尔奇公式中的岩性胶结指数随孔隙压力增大而减小;饱和度指数随孔隙压力增大而减小、随地层温度升高而降低。因此,极强超压、高温地层有利于高产油气层高油气饱和度的形成。研究结果揭示了深层超深层地层极强超压、高温对孔隙结构及含油饱和度的变化规律,为深层超深层致密碎屑岩高产油气层高油气饱和度的认识提供借鉴。

微生物地球化学勘探在准噶尔盆地车排子凸起石炭系中的应用

准噶尔盆地车排子凸起石炭系内幕地层结构及构造特征复杂,且储层岩性变化多样。主要以中基性火山岩为主,夹火山碎屑岩及酸性岩类,油气预测较为困难。利用微生物地球化学勘探技术,检测地表土壤中烃氧化菌的丰度差异,研究土壤吸附气的组成特征,来圈定油气分布范围,判别油气藏流体性质。通过此项技术对已完钻的CP13井等进行了验证,吻合较好。另外,还预测了车排子凸起石炭系新部署论证的CP17井含油气情况。研究表明,微生物地球化学勘探技术在车排子凸起石炭系油气勘探方面具较好适用性,符合率达到了90%,降低了勘探风险。

准噶尔盆地地震勘探评价优化体系的建立和应用

近年来,在“提质增效,高效勘探”的总体战略背景下,地震勘探的评价优化引起了人们广泛关注。准噶尔盆地地震勘探资料的处理和解释工作中,通过实施面向目标的一体化工作流程,提出了“三单一策”的研究方法及评价体系,并在实际应用中取得了显著效果。但该评价体系没有包含地震资料的采集工作,并且主要采用的是一些定性描述方法。为此,通过构建以地震资料有效频宽为核心评价指标,提出了地震采集的相应指标体系,从而将地震采集方案评估及优化纳入到地震勘探的评价优化中,提出了“三单一策2.0”,构建了一种地震勘探评价优化体系,并在多个勘探项目中实施,取得了显著的效果。所提出的方法思路,可为类似地区地震勘探的评价优化提供一定借鉴。

玛湖凹陷乌尔禾组致密砂砾岩沸石特征及储集层识别

准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系乌尔禾组致密砂砾岩储集层中发育沸石,岩石物理性质异常,为致密砂砾岩储集层的含油性评价以及产能预测带来了极大的困难。为此,开展铸体薄片、扫描电镜等实验,分析沸石的产状、与其他矿物的共生关系、沸石胶结物的成岩序列等地质特征。通过岩心与测井资料的综合分析,明确了含沸石致密砂砾岩储集层具有低密度、高中子孔隙度和高声波时差的测井响应特征,并利用中子与密度孔隙度差,中子与声波时差孔隙度差进行交会,建立了含沸石致密砂砾岩储集层的识别图版;基于归一化后的三孔隙度参数,建立了沸石含量的定量预测模型,并通过未参与建模的岩心沸石含量与模型预测沸石含量进行对比,证实了模型预测精度较高;基于132口井的含沸石致密砂砾岩储集层识别结果,确定了研究区乌尔禾组含沸石致密砂砾岩储集层发育带。

陆相页岩储集层岩石力学特性及能量演化特征

以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组陆相页岩储集层为研究对象,岩性分别为白云岩、泥质白云岩、白云质泥岩、白云质粉砂岩和粉砂岩,通过室内力学实验,研究了陆相页岩储集层岩石力学特性及能量演化规律。结果表明,陆相页岩储集层不同岩性岩石力学特性存在较明显差异,白云岩、白云质粉砂岩、粉砂岩、泥质白云岩和白云质泥岩的抗压强度分别为112.09 MPa、98.20 MPa、85.98 MPa、81.28 MPa和58.30 MPa;随着围压增大,陆相页岩储集层岩石脆性减弱,延性增强;陆相页岩储集层不同岩性岩样在峰值强度处的能量大小不同,反映不同岩性岩样间存在较强的非均质性,此外,三轴压缩条件下,相同岩性岩石弹性能、耗散能和总能量都大于单轴压缩条件。

准噶尔盆地呼探1井高温高压超深井试油测试技术

呼探1井属于高温高压超深井,针对试油过程中所面临复杂的地质条件、恶劣的井况条件、极端的工况条件等问题,开展了施工风险评估,结果显示,试油施工主要面临入井管柱埋卡风险、井筒安全风险和井控安全风险。通过优选光油管射孔测试一体化管柱进行施工,避免了入井管柱埋卡的风险;通过井筒安全校核、出砂预测和套压控制计算,设置套管最高限压,现场控制生产压差,消除了井筒安全风险;通过地面测试流程优化、实时跟踪分析、制定应急措施方法,有效控制了井控安全风险。呼探1井试油作业安全平稳运行,并试获高产工业油气流,日产气61×104 m^(3)、日产油106 m^(3),录取地层压力高达146.07 MPa。研究成果为高温高压超深井试油测试提供了技术借鉴。

高温高压储层“光油管”试油压裂一体化工艺

准噶尔盆地南缘西段清水河组储层埋藏深、高温、高压,基质物性差,试油与压裂改造时受到超高地层压力、超高地层破裂压力、井身结构、管柱及工具结构等因素限制,储层改造不充分。为此,基于南缘西段深层高压油井储层特点,采用环空替入加重液降套压、前置液顶替加重液防超压、油套双流程控压等技术措施,形成了“光油管”试油压裂一体化工艺,其具有降低工具失效风险、可有效监测套压和提高施工安全系数等优点。“光油管”试油压裂一体化工艺在南缘西段超深、超高压井应用了5井次,工艺实施成功率100%,测试成功率100%,其中高泉6井压后日产油量126.81 m^(3),日产气量8300 m^(3)。该工艺有力支撑了准噶尔盆地南缘区块深井、超深井的安全高效试油、压裂,可为同类型井的应用提供借鉴与指导。

砾岩中浊沸石的形成和溶蚀对储层物性的影响——以准噶尔盆地西北缘中拐凸起下二叠统佳木河组砾岩气藏为例

以中拐凸起下二叠统佳木河组砾岩气藏的储层为研究案例,在岩芯观察、光学显微镜和全能谱扫描电子显微镜观察的基础上,分析砾岩储层中浊沸石的发育特征,探讨其成因机制,并分析浊沸石充填、溶蚀及含量变化对储层物性的影响,得到如下认识。1)浊沸石不但充填在砾岩、安山质砾石以及颗粒内原生气孔中,而且大量分布在砾石骨架颗粒之间,占胶结物含量的80%以上,与研究区基性和碱性火山质母岩成分密切相关。2)研究区沸石成因有内生和外生两种类型,内生作用形成的沸石充填于安山质砾石内部的原生气孔中,与喷出岩的低温热液作用或接触交代作用有关;外生作用类型的沸石是含玻璃质较高的各种火山熔岩和凝灰岩受碱性水溶液的蚀变作用,发生脱玻璃化后形成,充填在砾石骨架的孔隙中,使储层发生致密化,其中典型的是风化淋滤作用形成的沸石。3)沸石对研究区储层有重要影响,早期碱性环境下,大量沸石的充填和胶结使储层发生致密化的消极作用,后期酸性环境下,部分沸石溶蚀产生次生孔隙的积极作用,以大量充填于砾间孔中而产生致密化的消极作用为主。总之,沸石类矿物的胶结程度、含量及后期的溶蚀程度控制着储层的储集性能。

油基钻井液侵入对核磁共振测井响应影响的实验研究

油基钻井液可有效降低施工成本,缩短钻井周期,在大斜度定向井、水平井及各种复杂地层钻探施工中应用广泛。然而,油基钻井液侵入会改变井周地层的岩石物理性质,给储层流体识别、测井精细评价带来极大挑战。为明确油基钻井液侵入对核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)测井响应的影响,选取新疆准噶尔盆地南缘超深井致密砂砾岩储层岩心,围绕岩石物性、钻井液成分、油水比、流体性质、钻井液侵入时间、温度6个方面分别开展油基钻井液成分、油基钻井液驱替和油基钻井液渗吸3组岩石物理实验,并分析实验过程中核磁共振T 2谱变化特征。结果表明:油基钻井液中的基液组分既能在正向压差作用下侵入井周地层,也可通过浮力和毛管力的作用渗吸进入地层。当地层含水/油时,油基钻井液基液侵入会引起微小孔隙T 2谱(<10 ms)横向弛豫时间和谱峰值减小,谱峰逐渐左移;而中孔隙T 2谱峰(>100 ms)右移且面积增大;上述T 2谱变化速率受到地层渗透率、侵入时间和温度影响明显,钻井液类型、油水比等因素影响有限。

基于LR-GST变换的稳定层间Q值提取方法

为了解决常规谱比法不稳定及等效Q值储层识别精度低的问题,在基于Lucy-Richardson算法的广义S变换(LR-GST)的基础上,改进了谱比法计算Q值的公式,同时构建反演目标函数将等效Q值转换为层间Q值。结果表明:Q值求取精度与噪声比率、求取方法等因素有关,含噪比率不同每种方法的准确性也差异较大。通过合成数据及实际应用表明,本文方法的分辨率及聚集性更高,方法的稳定性更好,得到的Q值在含油气区域异常明显。

高温高产井井口抬升及下沉风险分析研究

由高温热膨胀效应引发的井口抬升现象在各大油田普遍存在,严重威胁生产作业安全。基于多级传热理论,通过有限元方法模拟多级套管水泥环地层非线性传热过程及热膨胀现象,提出了一种新的井口抬升计算方法。以新疆油田某区块X1井为例,开展了不同工况下各级管柱井口风险评价分析。研究发现,在极限生产工况下,由于表层套管环空水泥环产生的封固作用,使得各级套管在井口位置处虽产生较大上顶力,但并不会发生井口抬升现象;而当表层套管水泥环存在一定程度缺失后,井口出现整体抬升现象,且在井口装置压重作用下,井口整体抬升量从0.03 m缩减至0.02 m。结果表明,该方法可以定量评价实际生产过程中井口安全性,对实际现场井口抬升计算及风险评价具有一定指导意义。

多种深度学习算法联合提高地震相分析及油气储层预测效果

联合使用多种深度学习算法,更好地挖掘地震数据中的隐蔽和有用信息,实现相互补充和优化,对于减少地震相分析结果的不确定性,具有重要意义。为此,提出了一种从标签训练到数据挖掘再到优化的全过程深度学习地震相分析的方法和流程。首先,通过自组织映射网络图(SOM)进行波形分类,为监督学习提供具有代表性的训练数据;然后,利用卷积神经网路(CNN)和循环神经网路(RNN)进行地震相分析,将预测得到的地震相分析结果输入到生成对抗神经网络(GAN)进行算法优化及运算结果的不确定性分析;最后,结合实际资料分析给出最优结果。本文提出和实现了SOM+CNN/RNN+GAN的监督和非监督联合的深度学习地震相分析的方法及实用流程,通过在研究区河道砂体储层油气预测的实际应用,证明该方法提高了地震相分析及油气储层预测结果的可靠性及效果。

油基钻井液对气测录井解释方法影响的实验分析及研究——以准噶尔盆地南缘地区为例

准噶尔盆地南缘地区山前构造复杂,新近系、古近系地层伊/蒙混层发育,水敏性强,为保障钻井安全普遍使用油基钻井液,钻井液中的白油或柴油会吸附气测组分,影响录井过程中油气显示识别,并造成气测解释困难。通过油基钻井液吸附气测组分实钻井分析和油基钻井液吸附气测组分实验分析,揭示了油基钻井液吸附气测组分的机理,提高了对油基钻井液条件下气测显示的地质认识;通过挖掘提取南缘地区高压储层气测显示表征参数,结合油基钻井液条件下气测组分特征参数,建立了南缘地区油基钻井液条件下气测解释方法。该方法在南缘地区新井初步应用4井5层,解释符合率达80%以上,具有一定的推广应用价值。

鄂尔多斯盆地东南缘晚石炭系-早二叠系海陆过渡层序及聚煤模式

综合岩心、钻测井及地化资料,研究鄂尔多斯盆地东南缘晚石炭系—早二叠系海陆过渡层序地层演化及其内部聚煤规律,建立海陆过渡层序下的聚煤模式。结果表明:研究区识别区域不整合面、河道下切侵蚀面、暴露面和洪泛面4类层序界面类型,划分SQ1、SQ2、SQ3和SQ44个四级层序,内部发育障壁—潮坪—潟湖、碳酸盐台地、曲流河三角洲和辫状河三角洲4类沉积序列类型。由晚石炭世到早二叠世,沉积环境经历由近海海相到陆相三角洲的完整海陆过渡演化过程。SQ1和SQ3层序是主要的聚煤阶段,潮坪—潟湖和三角洲水下分流间湾为成煤提供有利环境,分别形成区域分布的厚层连续煤和厚薄交互连续煤。SQ2和SQ4层序聚煤作用较弱,局部发育薄煤和炭质泥岩。层序可容纳空间差异和相对海平面变化控制海陆过渡层序地层格架内的聚煤规律,高可容空间下HST晚期聚煤、低可容纳空间下HST早期聚煤。该结果揭示海陆过渡含煤地层层序演化及其聚煤作用,有助于指导煤层气资源的勘探和开发。

辫状河沉积砂构形及有利砂体类型分析——以准噶尔盆地南安集海河西山窑组剖面为例

基于沉积学,通过对野外露头观察及实测,对准噶尔盆地南缘南安集海河剖面中侏罗统西山窑组辫状河砂体进行构形分析。该剖面主要发育9种岩石相类型,通过砂体构形分析,识别出6种层级界面,划分出大型底形河道沉积、侧向加积沉积、废弃河道充填、溢岸沉积4种构形要素,以此建立该露头储层构形分布样式及发育模式。分析发现,该剖面西山窑组砂体为两期辫状河道沉积叠置。根据可容纳空间增大量(A)与沉积物供给增加量(S)的比值,划分出四种砂体类型:孤立型A/S>1、侧叠型、叠合型A/S近似于1及迁移型A/S<1。在此基础上,结合沉积相特征分析及砂体展布,认为侧叠型砂体、叠合型砂体为有利砂体类型。