致密储层缝内暂堵转向压裂裂缝扩展规律数值模拟

基于损伤力学理论,建立了储层渗流-应力-损伤耦合裂缝扩展数值模型,将模型结果与室内真三轴水力压裂物理模拟实验结果进行了对比,验证了模型的准确性,并基于该模型探讨了压裂液黏度、排量、水平地应力差以及储层岩石非均质性对缝内暂堵转向压裂效果的影响。研究结果表明:(1)储层渗流-应力-损伤耦合裂缝扩展数值模型是联合流体流动控制方程与岩石变形方程形成整体控制方程,通过在初始裂缝扩展路径上某一区域人为设置高强度的岩石物理力学参数和较小的储层渗透率值,实现缝内暂堵的模拟。(2)缝内暂堵转向压裂裂缝扩展模型数值模拟的分支缝数量、主裂缝面积、主裂缝延伸方向等与室内真三轴水力压裂物理模拟实验的结果基本一致,该模型可实现缝内暂堵后基质的破裂与新裂缝扩展模拟,对缝内暂堵转向压裂裂缝扩展情况也具有较好的模拟效果。(3)压裂液的黏度和排量越大,缝内暂堵转向压裂裂缝长度、改造面积及偏转角度均明显增大,且逐渐由单一裂缝向复杂裂缝转变。当水平地应力差小于7.5 MPa时,缝内暂堵转向压裂的效果较好;当水平地应力差为10~15 MPa时,压裂效果变差;当水平地应力差大于15 MPa时,裂缝几乎不偏转;储层非均质性会影响裂缝局部的扩展路径,但对裂缝总体扩展趋势影响甚微。

鄂尔多斯盆地庆城地区三叠系长7段烃源岩特征及控藏作用

鄂尔多斯盆地三叠系长7段是页岩油的重点研究领域。通过总有机碳测定、氯仿抽提、岩石热解、XRD全岩矿物分析、扫描电镜观察等,对鄂尔多斯盆地庆城地区三叠系长7段烃源岩特征进行了分析,并利用多元回归线性法建立了有机碳与测井曲线的三维电测模型,明确了烃源岩的空间展布特征及其的控藏作用。研究结果表明:(1)鄂尔多斯盆地庆城地区三叠系长7_(1)、长7_(2)和长7_3小层泥页岩样品TOC平均值分别为5.01%,6.04%和6.76%,氯仿沥青“A”的平均值分别为0.63%,0.67%和0.73%,整体有机质类型以Ⅱ_(1)型和Ⅱ_(2)型为主,处于成熟—高成熟阶段,含油性与可动性均较好,达到较好—极好烃源岩级别。(2)研究区泥页岩样品主要由石英长石与黏土矿物组成,孔隙类型主要为原生粒间孔、晶间孔及有机质收缩缝,但各样品的孔径分布不同。(3)研究区烃源岩TOC下限为1.50%,庆城地区附近长7_(2)小层、庆城与环县地区附近长7_3小层为主要有效烃源岩发育区。(4)有效烃源岩的TOC含量及其空间展布特征影响了页岩油藏的含油性,其中TOC含量直接决定了产油量的高低。距离生烃中心越近越有利于油气聚集。

渤海湾盆地歧口凹陷古近系沙三段页岩油储层非线性渗流特征

通过高压压汞与低温气体吸附实验,结合核磁共振在线检测系统和驱替实验,对渤海湾盆地歧口凹陷古近系沙三段页岩油储层的渗流特征进行了研究。研究结果表明:①歧口凹陷古近系沙三段3种岩相页岩的微孔数量占比最大。与块状泥岩相比,纹层状及层状页岩储层的孔径大于100 nm的中大孔喉更为发育,储集性及渗流能力更优。②赋存在页岩储层大孔喉中的可流动油能有效产出,但由于渗流阻力较大,微小孔喉(小于100 nm)中的油即使在很大压差下也难以产出。③页岩储层中的石油渗流具有启动压力梯度和非线性渗流的特征,但不同岩相的渗透特征差异较大,其中纹层状页岩拟启动压力梯度最小,渗流能力最强,层状页岩储层具有一定的渗流能力,块状页岩储层渗流能力最差。在相同压力梯度下,块状页岩中的流量仅为纹层状页岩中流量的10%左右,基本无自然产能。

准噶尔盆地东部西泉地区石炭系火山岩岩性识别

有效、精确的岩性识别是火山岩油气藏勘探的基础之一。针对准噶尔盆地东部西泉地区石炭系火山岩,基于大量岩心和镜下薄片资料,优选出对岩性响应敏感的6条测井曲线,利用主成分分析法对各测井响应值进行了标准化处理,并建立了一个随机样本,构建出累计方差贡献率为86.798%的2个综合主成分变量Y1和Y2,提高了不同岩性之间测井响应特征差异敏感性;再利用典型判别分析法建立了研究区石炭系火山岩9种不同岩性的判别模型,并对其进行了识别。通过对原始样本进行回判性检验及交叉验证表明:该方法提高了岩性识别的准确性,识别火山岩岩性的综合准确率高于91%,不仅有效地消除了测井曲线之间携带岩性信息的相关性和重叠性,而且在火山岩薄互层识别上比常规岩性识别方法的精度更高。这一方法为研究区火山岩岩性的精确识别提供了参考依据。

基于OVT域偏移数据的云质岩储层预测技术及应用--以玛湖凹陷乌夏地区风三段为例

由于乌夏地区二叠系风城组风三段湖相云质岩“甜点”储层单层厚度小、横向变化快、与围岩的波阻抗差异较小等特点,使用常规三维资料预测“甜点”分布难度大。对高产井的云质岩“甜点”储层油气富集主控藏因素分析认为,“甜点”发育区主要受控于储层厚度大、脆性(裂缝)发育区及高压区的叠合部位。以油气主控因素为切入点,采用在地质目标驱动下基于炮检距-方位角叠加模板的道集动态分析与叠加的方法,形成不同方位角的叠前偏移地震数据用于预测云质岩储层厚度;基于弹性参数交会分析模板,利用杨氏模量(E)与泊松比(σ)的比值增大来预测斜坡区云质岩储层脆性发育区;从波动方程、胡克定律和弹性参数的定义出发推导出有效应力与纵、横波速度之间的关系,研发出了一种新的弹性参数杨氏模量(E)和体积模量(K)加权法,用于预测异常压力区,从而提高了“甜点”储层在平面上的预测精度。利用此项研究成果,部署钻探了3口探井均在风三段获得高产油流,预测石油地质储量亿吨级,并指出下一步斜坡区的勘探方向为FC1井西南方向云质岩“甜点”储层发育区。

深水气井测试温压场耦合模型求解及实现

为求解深水气井测试温压场耦合模型,需优选气液两相流动模型,结合两相嘴流模型、两相持液率公式、两相产能方程,建立关于时间和空间的非稳态压降与传热模型差分方程组,并采用Newton-Raphson方法计算,实现对开井放喷瞬态过程的模拟。结果表明:①该方法真实再现了放喷过程中液位上升和地层产气等2个阶段;②预测井口参数与现场工况吻合,井口压力、温度平均误差小于5%,满足工程精度要求;③模拟结果再现了井筒内诱喷液及测试完井液动态过程,为合理制定测试设计提供依据;④高产能深水气井测试期间,应采用较大尺寸管柱及油嘴放喷,提高清井速度,防止冰堵。算例分析结果表明数学模型真实反映了深水气井测试放喷过程。该研究成果对深水气井测试方案设计及后续跟踪评价具有指导意义。

渝东南地区海相页岩有机质孔隙发育特征及演化

页岩气在储层内的有效赋存及渗流由有机质孔隙决定。由此,以渝东南地区下志留统龙马溪组和下寒武统牛蹄塘组高—过成熟度典型富有机质黑色海相页岩为研究对象,使用电子显微镜观察2套页岩层位的有机质孔隙结构。结果表明:龙马溪组页岩有机质孔隙主要发育在焦沥青内部,而固体干酪根内仅发育少量直径较小的有机质孔隙;牛蹄塘组页岩的焦沥青和固体干酪根均不发育有机质孔隙;2套页岩的总有机碳含量、全岩矿物组成及干酪根类型均具有相似特征,但牛蹄塘组页岩的热成熟度要远高于龙马溪组页岩,且已达到变质期,其固体干酪根和焦沥青的物理化学性质均趋近于石墨,导致其有机质内部不发育孔隙。过高的热成熟度不利于页岩中有机质孔隙的保存,所以渝东南地区下寒武统牛蹄塘组高—过成熟度海相页岩气的勘探开发应重点寻找热成熟度低于3.5%的地区。

鄂尔多斯盆地东缘康宁地区二叠系致密储层成岩作用与孔隙度演化

鄂尔多斯盆地东缘康宁地区具有广阔的天然气勘探前景,是我国致密气勘探开发的重点区域之一。为研究其储层成岩作用及致密化机理,开展了铸体薄片鉴定、扫描电镜分析、X射线衍射测试、粒度分析等研究,对二叠系致密储层的岩石成分、孔隙类型和成岩演化等进行了深入探讨。结果表明:①岩石类型以细—中粒长石岩屑砂岩和岩屑砂岩为主,石英体积分数平均49%,岩屑体积分数平均36%,长石体积分数平均15%;②储层物性以低孔-特低渗型为主,平均孔隙度为7%,平均渗透率为0.46 mD,为典型致密储层;孔径小,喉道细,分选差,以次生溶蚀孔隙为主;③二叠系砂岩经历了压实作用、胶结作用、溶蚀-交代作用,成岩阶段为中成岩A—B期。④压实作用是导致储层致密的主要因素,使得初始孔隙度减少了16.39%,碳酸盐胶结作用和黏土矿物的充填作用次之,使孔隙度减少了约12.30%,后期溶蚀作用使孔隙度增加了6.01%,这一结论与现今实测平均孔隙度平均值7.46%较为吻合。上述研究成果对研究区致密气藏勘探中寻找次生溶蚀"甜点"具有一定的参考价值。

基于常规测井和成像测井的致密储层裂缝识别方法——以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组为例

测井技术在常规储层裂缝识别和分析中应用广泛,但在致密储层裂缝识别方面应用较少。以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组致密储层为研究对象,应用常规测井和成像测井方法对致密储层裂缝进行了识别和定量表征,系统总结了常规测井和成像测井裂缝的识别特征,并将上下"甜点"体裂缝发育情况进行了对比。结果显示,孔隙度测井对裂缝响应较好,电阻率测井对裂缝响应一般,岩性测井对裂缝响应最不明显;在裂缝发育较多的层段,自然伽马值多高于70 API,浅探测电阻率一般小于80Ω·m,岩层体积密度小于2.43 g/cm^3,中子孔隙度大于28%,声波时差大于246μs/m。成像测井对不同的填充物响应特征不同,根据不同地质结构的成像测井特征,划分出块状、条带状、线状等多种成像测井模式。芦草沟组致密储层上下"甜点"体裂缝倾向分布一致、力学成因相似、相对线密度相差不大,但下"甜点"体裂缝宽度较大,部分层段裂缝集中程度相对较高,该认识对于致密储层裂缝的测井识别和定量评价具有重要意义。

酒西盆地老君庙构造白杨河组间泉子段储层孔隙结构特征

酒西盆地老君庙构造渐新统白杨河组间泉子段储层具有含水率高、驱油效率低的特点,明确储层孔隙结构特征成为提高油气采收率的关键。综合应用铸体薄片观察、扫描电镜分析、毛管压力测试等方法,对老君庙构造白杨河组间泉子段碎屑岩储层的孔隙结构特征及影响因素进行了研究。结果表明:储层岩性主要为岩屑砂岩和长石岩屑砂岩,具有岩屑含量高、成分成熟度和结构成熟度均低的特征;储集空间以残余粒间孔、粒间溶孔为主;按孔隙结构特征将储层分为4类,其中Ⅰ和Ⅱ类储层物性相对较好,渗透率均大于10 mD,毛管压力曲线有明显平台,偏粗歪度;孔隙结构特征参数中反映孔喉集中程度和粗喉道所占比例的参数与物性有较好的正相关关系;间泉子段L层为碱性成岩环境,粒间有较多的黏土矿物和方解石胶结物,局部胶结作用较弱的井段物性较好,M层酸性成岩环境抑制了胶结作用,使部分原生孔隙得以保存,同时酸性流体的溶蚀作用促进了M层优质储层的形成。研究结果可为油田后期有效开发提供地质依据。

四川盆地长宁龙马溪组页岩赋存空间及含气规律

四川盆地长宁地区下志留统龙马溪组页岩广泛发育,该地区页岩储层的微观孔隙结构及全尺度孔径分布特征尚不明确,运用聚焦离子束扫描电镜、高压压汞、低温氮吸附及低温CO_2吸附等实验技术,以宁203井为例,研究了龙马溪组下部页岩储层的孔隙结构特征,并建立了一套页岩纳—微米全尺度孔径分布测试分析方法。该方法利用气体吸附法和高压压汞法获得第1孔径分布数据和第2孔径分布数据,通过对2种方法获得的重复部分孔径分布数据进行差异性分析,并根据分析判断结果获取处理后的孔径为3.7~200.0 nm的分布数据,再结合2种方法获得的不重复部分的孔径分布数据,从而可以计算微孔、介孔和宏孔在整个岩石样品中的占比,获得岩石样品全尺度孔径分布数据。结果表明:该区龙马溪组下部页岩孔隙结构复杂,"墨水瓶"状细颈孔隙大量存在,微孔与中孔、大孔相互连通,但孔喉细小,连通性较差;介孔和微孔占比超过80%。直径>15 nm的孔喉中主要为游离气,直径<2 nm的孔喉中主要为吸附气。

渤海海域中生界火山岩岩相特征及其识别方法

火山岩储层受岩相控制作用明显,因此,进行岩相识别可以有效降低火山岩油气藏的勘探风险。以渤海海域为例,首先利用地质及钻井(岩心)资料落实区内发育的主要火山岩岩相类型,再通过测井相识别、地震相识别及地震属性分析等手段,对渤海海域中生界火山岩的岩相特征进行系统总结,探索不同岩相的识别方法。结果表明:渤海海域以中基性火山喷发为主,主要发育爆发相、溢流相、火山通道相及火山沉积相等火山岩岩相,其中溢流相在区内发育最广。溢流相具有高电阻率、低声波时差的测井特征,基性溢流相的自然伽马低于中性溢流相;爆发相具有高声波时差、低电阻率的测井特征,火山角砾岩密度大于凝灰岩。三维地震资料上,爆发相与火山通道相均以杂乱反射为主,具有低频中等振幅的反射特征;溢流相具有连续的低频强振幅反射特征;火山沉积相为连续的中频弱振幅反射特征。爆发相与中性溢流相均为渤海海域优质储集岩相。

水驱油藏相对渗透率曲线经验公式研究

油田开发过程中,通常采用曲线拟合和经验公式相结合的方法来确定水驱油藏相对渗透率曲线的变化形态,以便准确模拟油田的产油量和含水率。利用Willhite经验公式对相对渗透率与出口端含水饱和度之间的关系曲线进行拟合时,拟合出的曲线与原始曲线的误差较大;尤其是用Willhite经验公式拟合共渗区间小、形态变化剧烈的相渗曲线时,拟合误差更大。为了准确表征油水相对渗透率的变化规律,在深入分析国内外已有经验公式优缺点的基础上,选用Willhite经验公式作为基础拟合公式,研究油、水相指数与出口端含水饱和度的关系,并逐步修正油、水相指数。结果表明:采用二项式表征油、水相指数与含水饱和度之间关系时,可以明显提高Willhite经验公式的拟合精度,平均拟合误差小于8%。整体而言,改进的Willhite经验公式能够更准确的描述油水变化规律,具有一定的实用性和推广价值。

井筒变流量气井携液临界流量的确定方法——以东海西湖凹陷多层合采气井为例

井筒常流量气井携液临界流量的确定主要取决于井筒的截面面积。对东海西湖凹陷多层合采气井的调查发现,积液面位于井筒生产滑套处的井数占调查井数的39%。为了揭示井筒变流量气井积液的多样性,以东海西湖凹陷多层合采气井为研究对象,从建立区域携液临界流量模型入手,形成了一套由井筒变流量气井携液临界流量的确定方法,包括模型系数值拟合数据的选择、最易产生积液的井筒节点的筛选条件、井筒节点携液临界流量到气井携液临界流量的转化方法等。研究认为:多层合采气井的分段式流量分布,是导致多层合采气井积液现象普遍高于单层开采井,以及积液面通常处于生产滑套处的主要原因,这对多层合采气井的合理配产研究具有一定的借鉴意义。

鄂尔多斯盆地长6致密砂岩油藏压裂技术研究

为了提高单井产量、简化流程、降低成本,对S地区致密砂岩油藏的地质情况进行分析,并借鉴国外致密油成功开发的经验,认为该地区具有储层物性差、裂缝发育及脆性指数高等特征,适合于大排量、大液量及低砂比的体积压裂改造工艺技术。采用的稠化水压裂液体系具有携砂性能高、井筒摩阻低、配液环节简化及综合成本低等特点,经过对22口井进行现场试验,取得了较好的效果,形成了一种适合鄂尔多斯盆地致密砂岩油藏压裂的配套工艺技术。该技术有效地提高了产量,具有很好的推广应用价值。

常规及非常规储层岩石分形特征对渗透率的影响

为了刻画不同类型储层孔隙结构及其对渗透率的影响,以压汞、核磁共振及N2吸附实验为基础,基于分形理论对砂岩、煤岩及页岩的分形特征进行了分析,建立了砂岩、煤岩、页岩的等效毛管迂曲度模型,探讨了常规及非常规储层岩石分形特征参数对渗透率的影响。结果表明:砂岩、煤岩、页岩的分形维数主要为2.6~3.0,毛管平均迂曲度分形维数主要为1.1~2.3,分形维数大小与岩石渗透率具有负相关性;影响岩石渗透率的微观孔隙结构因素包括岩石的非均质性、孔喉分布、孔隙表面粗糙程度及毛管迂曲度等,其中毛管迂曲度对岩石渗透率的影响最大;煤岩的等效毛管迂曲度较小,砂岩中等,页岩较大。最后,利用分形理论模型对39组岩石样品渗透率进行预测,认为砂岩和煤岩的渗透率预测效果均较好,但对于具有强非均质性的页岩来说,其渗透率已经达到n D级,虽然预测结果具有一定的吻合度,但预测精度仍有待进一步提高。此次研究对深入探讨不同类型储层岩石微观渗流机理具有一定的参考价值。

天文地层学与旋回地层学的关系、研究进展及其意义

旋回地层学很大程度上解释了许多地质学领域的问题,尤其是为百万年级别及以下级别的地层划分提供了新的途径;但由于旋回地层学的概念没有突出地球轨道参数对地层旋回性的影响,不能与其他驱动力导致的地层旋回相区别而产生了一些混淆,故有学者提出了"天文地层学"。通过调研大量文献,总结了天文地层学的内涵、发展过程及与旋回地层学的关系,指出利用测井时频分析、谱分析、数字滤波等方法研究天文地层学具有明显的优势,能够提取与地球轨道参数相关的地层响应信息,进而能够对百万年级别及以下级别的地层年代加以确定。随着非常规油气勘探与开发的深入,天文地层学研究将进一步向具有更高精度的亚米兰科维奇旋回尺度发展,以适应当前厚层泥页岩油气勘探与开发在地质分层上的需要。

东营凹陷永1块沙四段砂砾岩体有效储层控制因素分析

东营凹陷永1块古近纪沙四段沉积时期砂砾岩体厚度大,内部多期叠置,非均质性极强,其有效储层发育规律认识不清导致开发生产效果差。基于岩心观察,结合大量岩石薄片、铸体薄片、压汞及物性等分析化验资料,从宏观和微观2个方面系统分析了影响储层物性的主要地质因素。永1块沙四段砂砾岩体为陆上和水下兼具的扇三角洲沉积,储层物性明显受沉积条件和成岩作用双重控制,且二者间存在联系。沉积条件决定了不同沉积微相中的岩石相组合,而岩石相组合的成分又影响着储层物性的优劣。扇三角洲前缘辫状水道中粒序层理含砾砂岩相和块状中粗砂岩相较发育,且物性较好,是有效储层发育的优势相带;前扇三角洲中的细粉砂岩相较发育,但物性较差,不能作为有效储层的优势发育区。优质储层主要分布在永1块东北部的扇体中部辫状水道微相中,以含砾砂岩为主,孔隙度和渗透率均较高。

一种利用断层岩泥质含量判断断层侧向封闭性的方法及其应用

为了更简便地判断断层侧向封闭性,在断层侧向封闭机理及其影响因素研究的基础上,通过断层岩排替压力与所封闭储层排替压力对比,预测了断层侧向封闭所需断层岩泥质含量的下限值,以此建立了一套利用断层岩泥质含量判断断层侧向封闭性的方法,并将其应用于南堡凹陷5号构造f-np5-2断层对东三段下部1~7号储层侧向封闭性的判断中。结果表明：f-np5-2断层在东三段下部1~3与6号储层处断层岩泥质含量均大于其侧向封闭所需断层岩泥质含量的下限值,断层侧向上封闭,有利于油气聚集,钻探结果为油层;f-np5-2断层在东三段下部4~5与7号储层处断层岩泥质含量均小于其侧向封闭所需断层岩泥质含量的下限值,断层侧向上不封闭,不利于油气聚集,钻探结果为干层。利用断层岩泥质含量判断断层侧向封闭性的结果与目前NP503井东三段下部油气分布相吻合,表明该方法用于判断断层侧向封闭性是可行的。

南沙万安盆地新生界层序特征和主控因素

南沙海域是重要的含油气盆地发育区,其西部的万安盆地新生代沉积了陆相—海陆过渡相碎屑岩和海相灰岩。目前,万安盆地的油气勘探进展甚微,建立完善的层序地层格架并分析层序发育主控因素对研究盆地构造-沉积演化史、预测砂体分布以及落实油气勘探目标均具有重要意义。综合利用钻井、测井和二维地震资料,运用层序地层学原理与方法,结合南海海域新生代构造-沉积演化背景,将万安盆地新生界划分为3个亚一级层序、6个二级层序和10个三级层序。SQ1—SQ2(古新统—始新统)发育范围有限;SQ3—SQ10(渐新统—第四系)地层发育完整,主要为海陆过渡相砂泥岩和海相灰岩。分析认为,构造运动、海平面升降和物源供给共同影响盆地层序地层发育,其中构造运动是最主要的影响因素。