塔河油田奥陶系古岩溶地表河和地下河沉积和地球化学特征

塔河油田奥陶系发育了典型的岩溶储层,大于70%的缝洞空间在岩溶发育期及岩溶埋藏期被沉积充填物、垮塌充填物和化学充填物所充填,造成岩溶储层极度非均质性。通过岩心观察、测井资料解释、岩矿和地球化学分析,建立缝洞充填物识别方法。结果表明:沉积砂泥岩占总缝洞充填物的60%以上,地表河和地下河沉积特征明显,其中沉积砂岩是重要的油气储层;两种河流均发育心滩和河漫滩,前者砂岩颗粒较粗,常为含砾的粗—中砂岩,地化分析表明为氧化环境产物;后者以细砂岩为主,石英含量比前者高40%,为弱氧化—弱还原水体沉积;地表河沉积砂泥岩常与坡积物互层,地下河沉积砂岩与垮塌角砾岩或潜流带细粒沉积物呈互层;前者受压实作用明显,储集物性差;后者压实作用很弱,物性好、含油性好;地下河沉积砂岩是径流岩溶带重要的储层,对于深入认识塔河油田岩溶储层地质特征具有重要意义。     

塔河油田岩溶型碳酸盐岩缝洞结构研究

塔北隆起奥陶系碳酸盐岩经过上亿年的岩溶作用形成了纵横交错的溶洞和裂缝,成为复杂的储集体,位于该隆起中心部位的塔河油田就是在这样的储集体内发现了上十亿吨的石油储量。针对缝洞成因及其空间展布问题,通过对现代岩溶和古岩溶的地质考察,精细分析研究区地质、测井和地震等资料,提出表层岩溶带、渗流岩溶带和径流岩溶带划分方案,并且定义出每个岩溶带缝洞成因类型及其发育特征,建立缝洞结构模式;同时分析不同岩溶带缝洞充填物性质,为岩溶型碳酸盐岩储集空间描述和预测提供了理论依据。     

岩溶型碳酸盐岩储层中缝洞复合体及其油气地质意义

大中型溶洞和溶蚀裂缝是塔河油田岩溶型碳酸盐岩储层的主要储集空间,但是沿碳酸盐岩裂缝还发育一系列溶蚀孔洞,形成了良好的油气渗流通道和储集空间,本文中称其为缝洞复合体。根据露头、岩心和测井等资料,对碳酸盐岩缝洞复合体的分布与成因进行分析。结果表明,它们在岩溶型碳酸盐岩中广泛分布,且成因类型不同:在表层岩溶带沿着节理或裂缝发育,在渗流岩溶带沿着构造裂缝发育,在径流岩溶带沿着溶洞周围环状和放射状裂缝发育,在断层周围沿着诱导裂缝发育;节理和裂缝是岩溶水流的通道,在节理或裂缝交叉处、以及穿越岩溶带的可溶性较高的岩层处形成溶蚀孔洞,以致缝洞复合体形成。缝洞复合体在岩溶储层内是连接不同储集空间的桥梁,也被认为是大中型岩溶缝洞的雏形,对它的识别和评价有助于岩溶型储层的深入认识。     

四川盆地下二叠统断层与缝洞发育关系研究

四川盆地下二叠统碳酸盐岩为典型的缝洞型储层，断层带钻探获得了较好的效果。较多的研究认为断裂带是有利的裂缝发育带并沿裂缝形成溶洞，研究发现地表剖面溶洞充填物被断层切割错动，溶洞次生方解石充填物中可见沥青质包裹体和沥青团块，沥青物质为原油裂解成天然气后残留，而石油裂解成气的时间远早于构造断层菜成期，钻井质资料统计表明，放空的井次在断点附近并没有明显优势，放空井段通常造近侵蚀面顶部，而断层带以裂缝发育为主，因此，下二叠统储层中溶并非断层裂缝形成后的产物，溶洞发育时间在构造褶皱，断层形成之前，而构造褶皱，断层发育后并发未发生较大规模的岩溶作用。     

塔河油田奥陶系碳酸盐岩储层古溶洞充填特征与垂向物性分布

塔河油田古岩溶储层的储集性能与溶洞内部充填特征密切相关。通过对露头、岩心和成像测井的直接认知,区分了溶洞内部的充填物类型和充填程度,开展了溶洞充填特征的识别研究,最后建立了溶洞充填结构模式,并探讨了基于充填特征的古溶洞物性分布特征。研究认为,溶洞充填物主要有搬运型沉积物、垮塌型堆积物及化学型胶结物三种类型,溶洞充填程度可分为部分充填型溶洞和全充填型溶洞;不同充填特征的溶洞表现出不同的测井响应特征;溶洞的充填结构具有“多期次、准层状”的特点,垮塌角砾岩充填多与砂泥混积,物性较差,砂泥岩充填段物性相对较好,整体孔隙度分布表现出多段韵律叠加的特征。     

塔河缝洞型油藏溶洞相多点统计学建模方法

塔河油田奥陶系缝洞型碳酸盐岩储集空间多样,非均质性极强,其储集体发育并非受控于沉积相,而是受控于构造岩溶作用,因此常规储层建模思路和方法很难适用。在缝洞单元研究的基础上提出了岩溶相的概念,进行了单井岩溶相划分,通过训练图像建立了溶洞相模式,采用多点统计学方法模拟了溶洞相分布,以岩相分布模型作为约束,利用序贯算法实现了溶洞相孔隙定量建模,为此类油藏的储层建模和剩余油研究提供了有效手段。     

塔河油田6区、7区岩溶型碳酸盐岩油藏动态连通性及缝洞单元划分

塔河油田6区、7区奥陶系碳酸盐岩是以表生岩溶和构造运动为主形成的非均质性极强的溶洞-裂缝型复杂油藏.溶洞、溶蚀裂缝和溶蚀孔,是主要的油藏储集孔隙系统;裂缝,是其主要的流体通道系统.随着油藏的不断开发,油藏储集体极强的非均质性和孔洞系统的复杂性,严重制约了奥陶系油藏后续的开发效果.针对储集空间分布的复杂性,利用油藏动态资料,分析井间储层的连通性,进而对研究区缝洞单元的划分就十分必要.油藏动态资料包括:井间类干扰、示踪剂注采响应以及流体物性差异等资料.通过应用塔河油田6区、7区的动态资料,对研究区内的井组进行了连通性的确定以及缝洞单元的划分.这对于研究区后续的注水开发及剩余油的挖潜提供了一定的依据.     

塔河油田4区岩溶缝洞型储层及其控制因素*

塔河油田4区下奥陶统碳酸盐岩储层以溶洞、溶孔和裂缝为主,溶洞是最有效的储集体,裂缝次之。基质孔渗性极差,难以构成有效的储集空间。受海西早期构造运动的影响,研究区发育北北东、北北西以及北东向3个方向的裂缝。综合岩芯岩溶特征描述、电子探针元素分析以及同位素分析等方面的研究,发现研究区发育4期岩溶作用,其中加里东中晚期与海西早期的岩溶作用对研究区溶洞的形成起到了重要的控制作用。岩溶地貌控制了缝洞型储集体的分布,处在不同岩溶相带的古水系对缝洞体形态产生影响,断裂及其伴生裂缝增加了地表水及地下水与碳酸盐岩的接触面积和溶蚀范围,使得研究区内放空漏失井90%集中在断裂带附近,断裂带是裂缝与岩溶发育的密集带。     

缝洞型油藏试井解释方法在塔河油田的应用

结合塔河油田的实际地质资料,建立了裂缝和溶洞-井筒连通的试井解释模型和相应的数学模型.提出了利用遗传算法进行缝洞型油藏试井自动拟合的解释新方法,并编制了一套缝洞型油藏试井解释软件.运用本文研究方法及所编制的软件准确地解释了塔河油田多口井的测试资料,并综合试井解释结果成功预测出了储层缝洞发育分布.     

缝洞型油藏离散介质网络数值试井模型

针对多重介质试井模型不符合缝洞型油藏网络状分布、非均质性极强的地质特征,建立了新的试井模型,将大尺度溶洞（流体主要的储集空间）视作零维模型,裂缝、孔洞发育的条带状地层（沟通溶洞的渗流通道）作为控制流体流动的一维模型,从而构成离散介质网络（DMN）模型。用有限差分法建立了缝洞型油藏离散介质网络油水两相数值试井模型,对渗流通道的储渗性能、大尺度溶洞的容积和距测试井的距离等因素对测试井压力响应特征的影响进行了研究。结果表明：缝洞型油藏试井压力导数曲线上类似“凹子”的特征是由大尺度溶洞向渗流网络的窜流造成的。实例分析表明,新模型解释结果与缝洞型油藏地质特征一致。     

缝洞型油藏溶洞临界垮塌深度预测模型及其应用

为钻前对缝洞型油藏是否垮塌进行预测,以塔河缝洞型油藏为背景,提出确定溶洞临界垮塌埋深的二分深度折减法,分析溶洞垮塌对多因素的敏感性,通过多元回归分析建立溶洞临界垮塌深度随顶板厚度、洞跨和侧压力系数变化的预测公式。对大量工况的数值进行计算分析,获得不同形态、不同尺寸溶洞的垮塌破坏过程、垮塌破坏模式、垮塌影响范围以及垮塌深度的变化规律,利用建立的溶洞垮塌深度预测公式对塔河油田实际分布的溶洞进行预测分析。结果表明:矩形和城门洞形溶洞为竖向剪切破坏,而圆形溶洞产生压实破坏;溶洞垮塌影响范围随顶板厚度和洞跨的增加而增大,最终趋于稳定,最大垮塌影响范围约为2.6倍洞跨;洞跨是影响溶洞垮塌的最敏感因素,其次为顶板厚度,侧压力系数对溶洞垮塌的影响最不敏感;溶洞的顶板厚度越大,溶洞越不容易出现垮塌;圆形溶洞最稳定,城门洞形溶洞次之,矩形溶洞稳定性最差。预测结果与油田生产实际相吻合。     

缝洞型油藏泡沫驱效果及缝洞结构动用机理

缝洞型碳酸盐岩油藏储集空间主要以裂缝和溶洞为主,非均质性极强,注水和注气开发过程中储集空间内残余大量剩余油。本文根据塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏的地质特点设计制作了能够表征不同缝洞结构特征的二维可视化物理模型,并基于可视化模型开展了的泡沫驱物理模拟实验,揭示了泡沫驱对不同缝洞结构的驱油效果及不同缝洞结构的动用机理,并明确了泡沫对不同驱替阶段剩余油的动用效果。研究表明泡沫具有极好的流度控制能力和高渗通道封堵能力,对于水平方向、垂直方向和高角度的裂缝都具有很好的驱替效果,能够有效的提高缝洞型碳酸盐岩油藏不同开发阶段后的原油采收率。充填介质的存在有利于扩大泡沫波及体积提高微观驱油效率;增强泡沫的强度和稳定性,能够增强泡沫调流转向的能力;减小泡沫的密度,降低界面张力,提高泡沫在缝洞油藏中的采收率。室内研究结果可为缝洞型碳酸盐岩油藏泡沫驱矿场应用提供理论基础。     

塔中断层交汇与岩溶缝洞体系控制的油气成藏效应

塔中45井区奥陶系礁滩体储层、塔中83井区鹰山组储层受岩溶作用以及断层交汇的多重影响,孔缝洞体系中油气水分布关系复杂,断层交汇部位是本区油气的注入点。油气沿断层交汇部位运移受岩石的破裂作用、断层对储层物性的改善作用、断层的多期活动和断层的内部结构4个因素共同控制。基于碳酸盐岩岩溶的相关研究成果,建立断层输导的岩溶缝洞体系基本模型。复杂孔-缝-洞体系中油气的差异运聚原理是分析油气在岩溶缝洞体系中运聚过程的关键,断层交汇平面上增加了岩溶体系作用范围,垂向上更易沟通多层岩溶缝洞体系,油气成藏表现出受断层交汇及岩溶作用形成的孔-洞-缝体系联合控制的差异运聚效应。     

串珠状缝洞型碳酸盐岩储层压力变化特征研究

目前的缝洞型碳酸盐岩储层模型建立主要以多重介质、渗流、管流或渗-管流结合等理论为基础,但是当储层内具有大尺度溶洞时,多重介质、渗流理论不能准确表征宏观缝洞储集体。当储层内具有大开度裂缝时,其内部流体流动特征与平板流特征更为接近。因此,需要建立以裂缝平板流与宏观非均质性理论为基础的储层模型。根据气体物质守恒方程与流体力学方程,推导了更接近于真实大型裂缝中气体流动特征的平板流动模型,建立了串珠状缝洞型碳酸盐岩气藏储层的宏观非均质数学模型,并通过数值方法求解出该模型定产量生产时井底压力与各溶洞压力数据。绘制出了溶洞压力导数半对数曲线和井底压力双对数曲线。压力导数双对数曲线可以分为4段：井筒储集反应段、裂缝反应阶段、溶洞反应阶段和边界反应阶段。随后,分别研究了各类缝洞参数对压力导数双对数曲线形态特征的影响。研究表明,不同的缝洞参数会影响压力导数双对数曲线上相应阶段的形态特征。     

缝洞型油藏基于重力分异假定的数值模拟

大型溶洞是缝洞型碳酸盐岩油藏主要的储集空间.现有的连续介质油藏数值计算模型难以准确描述大型溶洞油水两相的流动特征.针对缝洞型油藏,本文建立了一个能够考虑大型溶洞油水两相重力分异的数值计算方法.这一方法基于黑油模型,其控制方程采用网格中心格式的有限体积法进行离散.通过定义大型溶洞单元的流相流动分数,来考虑溶洞内油水两相重力分异对流动的影响,并计算溶洞单元同裂缝单元或者基质单元间的质量流动项.采用本文建议的方法对塔河油田实际缝洞油藏进行了数值模拟,并同传统连续介质模拟方法进行了对比.计算结果表明,本文方法很好地拟合了单井和缝洞油藏的含水率和产油量,能够适用于实际缝洞型油藏的数值模拟.     

塔里木盆地轮古西地区奥陶系古岩溶储层特征

为了进一步挖掘轮古西区古溶岩探区潜力 ,利用常规薄片、扫描电镜、图像分析、同位素等测试手段 ,对该区古岩溶储层特征进行了研究 .结果表明 :轮古西地区下奥陶统碳酸盐岩基质具有低孔低渗特点 ,多属非有效储层 ;古岩溶储层的有效储集空间主要是溶蚀孔、洞和裂缝 .洞穴规模变化大 ,主要分布于距古风化壳面深度为 0～ 2 0 0m范围内 ,中、大型洞穴多分布于古岩溶剖面中下部 .各岩溶相带中 ,表层岩溶带的洞穴最发育 ,其次为水平潜流带和季节变动带 ,垂直渗流带洞穴较不发育 .裂缝类型以构造缝为主 ,以发育立缝和低角度缝为主 ,高角度缝和水平缝发育次之 .纵向上 ,季节变动带和水平潜流带的裂缝最为发育 ,表层岩溶带和垂直渗流带的裂缝发育程度较低 .储层类型主要包括孔洞型、裂缝型、裂缝—孔洞型及洞穴型 4种 .其中 ,洞穴型、裂缝—孔洞型储层的产能好 ,是该区的重要储层类型     

塔里木盆地巴楚隆起奥陶系岩溶缝洞化学充填物成因分析

考察塔北巴楚岩溶露头,描述并列出巴楚露头区溶洞化学充填的充填物类型,通过常量、同位素和包裹体等地化分析测试手段的分析,探讨充填物的形成环境。结果表明:巴楚五道班和硫磺沟溶洞化学充填类型多且具有很好的代表性和对比性;五道班主要为钙华、方解石、萤石,硫磺沟主要为垮塌的钙华角砾岩、钙华、包壳砾岩、硫磺和石膏;硫磺沟古溶洞受热液影响明显,硫同位素测试结果显示硫磺和石膏不是蒸发沉积形成,而是热液成岩的产物,硫磺沟钙华表面多附着硫磺,说明钙华形成环境与深部热水有密切关系;五道班古溶洞为地下河沉积充填和热液化学充填的混合,方解石和萤石受热液影响,五道班钙华常与陆源碎屑物质伴生主要是富含碳酸氢钙的岩溶水过饱和析出沉淀而成;受热液影响充填的溶洞,化学充填物可形成大型矿床。     

缝洞型油藏井组注气体示踪剂解释模型研究

针对常规砂岩油藏注气体示踪剂解释方法基于储层连续介质假设,不适用于大尺度缝洞离散组合的缝洞型油藏问题,考虑了气体示踪剂在大尺度溶洞区中径向迁移扩散及裂缝中一维迁移二维扩散的传输方式,引入了井间分配系数、相间分配系数及裂缝分配系数,建立起缝洞型油藏注采井间气体示踪剂解释物理和数学模型,求解模型并绘制了气体示踪剂浓度理论采出曲线。对该模型进行了参数敏感性分析,探索了溶洞大小、裂缝条数与长度、扩散系数、注气速度及示踪剂注入量对产出曲线的影响规律。研究表明,溶洞越大,浓度曲线峰值出现时间越迟;裂缝长度增加,峰值滞后,条数增多,峰值越多。对塔河油田TK425井组注气体示踪剂实测响应曲线进行了拟合解释,计算了溶洞区体积及注采井间裂缝流道。缝洞型油藏注气体示踪剂解释模型能够有效判断井间连通性,计算地层参数,认识储集体分布情况,为井组注气提高采收率提供理论支撑。     

碳酸盐岩缝洞型油藏网络模型

碳酸盐岩缝洞型油藏储层中,溶洞是主要的储集空间,裂缝是流体流动的主要通道,二者内部流动阻力差异很大.针对缝洞型储层呈离散介质的特征,提出缝洞网络模型,并在此基础上建立油水两相流数学模型.采用随机建模和历史拟合相结合的方法对TK472CH单井缝洞单元的生产特征进行模拟.结果表明:产油量的拟合误差为5.58t·d-1,含水率的拟合误差为12.31%,均在误差许可范围内,验证了模型的合理性;与耦合型数学模型相比,该模型简化了缝洞型油藏的表征参数,计算成本低,可进行大规模的工程应用.     

供给型大尺度溶洞弹性开采实验

 大尺度溶洞是塔河油田缝洞型油藏的重要油气储集空间,是相对较简单的油藏类型之一,并普遍存在供给能量。对有供给能量的大尺度溶洞油藏弹性开采情况进行实验模拟,建立了存在两种能量供给形式的物理模型：充填溶洞模型、基岩窜流供给模型。通过改变实验中溶洞充填程度、基质渗流能力、采油速度的大小分析各影响因素对模型的压力、能量补给的影响。结果表明,对于存在充填的溶洞模型,采油速度主要影响了充填物底部与溶洞内压力差,充填物渗透率主要影响了溶洞内的能量补给速度;对于存在基质供给的溶洞模型,单对数坐标下压力变化前期呈直线递减,后期表现出不同的递减幅度,基质的渗流能力直接影响其窜流供液能力,累积产量与累积压降关系曲线前期呈直线,后期存在明显的上翘段,表明存在明显的基质窜流供给段。