砂砾岩油藏中流体的核磁共振响应特征

砂砾岩油藏储层物性差,属于低孔、低渗油藏,利用常规测井资料进行储层评价、油气水层判别以及地质特征研究存在很大困难,主要表现为：一是岩性复杂、储层基质孔隙度低,电阻率测井响应受岩石骨架和孔隙结构影响严重,反映储层孔隙流体性质的信息弱。使储层流体性质难以判断;二是非均质性强,裂缝、溶蚀孔发育使各向异性明显增强、孔隙结构复杂,储层参数计算模型建立存在困难;三是地层埋藏深,地震资料构造特征不明显或无法确定构造特征。因此需要有效的方法对砂砾岩体储层进行评价,以寻找油气富集高产带。     

厚层块状冲积扇沉积演化特征及其对油气富集的控制作用 —以百口泉油田百21井区百口泉组油藏为例

综合应用研究区丰富的密井网资料、取心分析化验资料及开发实践认识,通过取心井单井沉积相标定、平剖面沉积特征解剖,结合油层展布特征分析,明确了百口泉组厚层块状砂砾岩的沉积演化规律,并在此基础上了探讨了其油气差异富集机理。研究表明:(1)研究区百口泉组为干旱型冲积扇沉积,根据其内部沉积特征的差异可进一步划分为扇根及扇中2个亚相和7个微相单元,扇根以主槽微相发育为主,扇中以辫流水道微相发育为主。(2)百口泉组冲积扇整体呈不断退积的特征,B3砂组以扇根主槽块状砂砾岩发育为主,整体呈连片分布特征;B2砂组为扇根主槽向扇中辫流带过渡沉积,砂砾岩体由块状向近层状演化;B1砂组以扇中辫流水道发育为主,辫流水道砂体呈层状展布特征。(3)研究区油气富集平面呈现断裂处连片富集、近断裂处条带状富集和远断裂处富集较差的特征,剖面上呈现底部B3砂组富集较差,中部B2砂组最为富集,顶部B1砂组富集稍差的特征。研究区油气差异富集整体受构造及沉积特征的共同控制,断裂为油气运移路径,后期起到遮挡作用,加之断裂处扇根主槽块状砂砾岩储集层发育,导致其油气较富集;近断裂处受扇中辫流水道优势储层条带状分布的控制,油气富集亦呈条带状分布特征;远离断裂处扇中外缘有利储层发育较差,油气富集程度较低。     

元坝地区中部珍珠冲段储层裂缝特征及主控因素

为探讨元坝地区中部珍珠冲段砂砾岩储层构造裂缝的发育特征、有效性和主控因素,综合运用岩心、测井、试气以及野外露头裂缝调查等资料,对元坝地区中部珍珠冲段储层裂缝进行了研究。研究结果表明：元坝地区中部珍珠冲段储层裂缝发育的主要方位为近EW向（85氨10?）、近SN向（360氨5?）、NE向（35氨5?）、NW向（310?0?）以及NWW向（290氨5?）,其中,近EW向和NWW向裂缝为优势方位,其次是近SN向和NE向;优势方位的裂缝走向与现今最大水平主应力方向大致一致,且高角度构造缝的充填程度较低,说明工区裂缝的有效性较好;同时,断裂构造是控制裂缝发育程度的外部因素,储层岩性和岩层厚度是控制裂缝发育的内部因素。裂缝综合预测结果表明：构造裂缝发育的有利区主要位于工区中部断裂带和东南部断裂带的多组断裂带的交汇部位、转折端、夹持部位以及断裂带尾端,呈现近南北向的条带状分布。     

陆西地区清水河组一段储层特征及差异性分析

为了厘清陆梁隆起西部清水河组一段砂（砂砾）岩储层特征及控制因素,指导甜点储层的勘探,通过大量岩石薄片、铸体薄片、扫描电镜、X衍射分析,并结合岩芯观察、物性及压汞分析,对清水河组一段砂岩和砂砾岩储层进行了对比研究。研究认为,两种储层宏、微观特征差异明显。（1）砂岩储层主要为中细粒长石岩屑砂岩,主要分布于研究区的北西侧;砂砾岩储层主要为细砾岩和砂质细砾岩,主要分布于研究区的北东侧。（2）砂岩储集空间以原生孔隙为主,斜长石溶蚀孔隙为辅;砂砾岩储集空间主要是粒间方解石溶孔。（3）砂岩储层平均孔隙度14%,砂砾岩为11%,砂岩储层物性好于砂砾岩储层,但孔喉结构砂砾岩储层较好,以大孔偏粗歪度为主。（4）砂岩受压实作用影响较强,北部构造高部位的河道砂岩（如夏盐8井区）因埋深较浅,压实较弱、物性较好;砂砾岩储层早期受强烈的碳酸盐胶结作用而致密化,储层物性受控于断层发育处的溶蚀作用。     

歧南断阶带断裂体系与油气分布

认识到断裂构造的成生、发展与演化是断裂构造发育区控制油气藏的形成与分布的重要因素 .通过对歧南断阶带断裂体系宏观与微观动力学机制的研究 ,总结和归纳断裂构造与油气成藏的关系 ,降低了新区的勘探风险和确定优选目标的方向 .研究表明 :歧南断阶带整体具有油源充足、储层发育良好和圈闭发育等油气成藏的必要条件 ,制约和影响油气藏最终形成的因素是断裂构造的时空展布、发展演化及形成机制 ,歧南断阶带断裂构造的演变规律是控制歧南断阶带油气成藏的关键因素 .歧南断阶带油气成藏是以深大断裂为沟通油源岩与储集层的通道 ,纵向和横向上油气的分布受断裂活动的周期性和阶段性控制 .油气成藏取决于断裂的晚期适度活动、断裂活动期与源岩生烃、排烃期的良好配置以及深浅断裂组合形式等多种因素     

鄂尔多斯东缘煤储层渗透性主控因素分析与高渗区预测

在煤层气储层渗透性影响因素的分析基础上,通过煤层地应力、热演化程度、埋藏深度与渗透率的相关性分析,探讨渗透率的发育机理,认为煤储层渗透率是煤阶与地应力联合作用的结果,地应力控制煤储层割理开启程度和方向,改变储层的孔隙结构;煤岩热演化通过改变岩石力学性质来控制割理发育,二者共同控制煤储层割理的大小,进而影响煤储层渗透率的发育,而埋藏深度与渗透率相关性不强.选取煤层渗透率主控因素进行研究,以鄂尔多斯盆地东缘二叠系煤层气储层为例,利用多元回归分析的方法建立了“煤阶与地应力”渗透性二元预测模型,对研究区渗透率的发育情况进行了预测.研究表明,地应力控制了渗透率的分布,而煤岩热演化程度对渗透率分布起到一定的调节作用,煤层气储层高渗区主要分布在研究区斜坡带地应力松弛部位,而在应力相对集中深部煤储层为低渗区.     

矿区岩体应力状态对瓦斯突出区域分布的影响

基于地质动力区划方法,建立区域地质构造模型,以岩性分布和地应力测量为边界力学条件,确定了矿区区域岩体应力分布规律:矿区区域岩体应力状态主要受断裂构造的控制,断裂构造的叠加扰动使原岩应力场重新分布.鹤壁六矿岩体应力状态对煤与瓦斯突出区域分布的影响分析,结果表明:构造应力场对煤与瓦斯突出起控制作用,构造应力区的分布决定了煤与瓦斯突出的区域性分布.这为矿井煤与瓦斯突出区域预测、局部检测和解危提供了理论参考.     

低渗透砂岩油藏天然裂缝开启压力及影响因素

以鄂尔多斯盆地安塞油田王窑区长6低渗透油层为例,利用岩心和测井资料,在分析储层天然裂缝发育特征的基础上,求取不同产状天然裂缝的开启压力并分析其影响因素,为低渗透油藏的注水开发提供地质依据。研究后发现,王窑区长6低渗透储层主要发育构造裂缝和成岩裂缝两种类型,其中以高角度构造裂缝为主。构造裂缝主要为剪切裂缝且大多数在单岩层内发育,与层面近垂直,在平面上呈雁列式排列。计算得到王窑区天然裂缝的开启压力主要分布在19.26~27.61 MPa,平均为22.60 MPa。研究后认为,裂缝的开启压力与裂缝产状、埋藏深度、孔隙流体压力、现今地应力方向及其大小等因素有关。该区主要发育NE—NEE向、EW向、SN向和NW向4组高角度天然裂缝,受现今地应力的影响,其中与现今地应力方向近平行的NEE向裂缝的开启压力最小,且随着裂缝倾角变大,裂缝的开启压力逐渐变小。控制注水压力低于裂缝的开启压力,防止NEE向高角度构造裂缝的开启和扩展延伸,可有效地提高低渗透油藏的注水开发效果。     

储层裂缝多参数定量预测及在闵桥油田的应用

运用岩芯观察统计及地应力场有限元数值模拟方法,基于应变能、表面能理论,采用格里菲斯岩石破裂准则,建立古、今裂缝参数计算模型,预测了闵桥油田阜二段低渗透砂岩储层裂缝密度、开度、孔隙度、渗透率等参数。研究发现,闵桥油田阜二段构造裂缝在阜宁晚期古地应力场中产生,在断裂带附近最为发育,走向以北东东向与北西西向为主。现今地应力对裂缝具有改造作用,裂缝参数高值区主要位于构造高部位,工区南部闵35断块裂缝最为发育,裂缝线密度约为1.5条/m,开度约为0.84mm,孔隙度约为0.26%,东西向渗透率约为94.00mD。受裂缝自身发育方向影响,裂缝南北向渗透率最小,低于5.00mD。     

松辽盆地中央隆起带变质岩潜山储层发育模式

以松辽盆地中央隆起带变质岩潜山储层为对象,利用钻井岩心、铸体薄片、锆石测年、测井及试气资料对松辽盆地中央隆起带中—浅变质岩潜山储层特征、发育模式和成储机制进行研究。研究结果表明:变质岩潜山储层主要分布于变质砂砾岩、片岩、碎裂花岗岩、糜棱岩等岩性中。储层主要分为风化壳型储层和内幕型储层2类,风化壳型储层发育在隆起带顶部,主要发育溶蚀缝和破碎粒间孔;风化壳下部为内幕型储层,受纵向岩性影响可分为2套(内幕Ⅰ和内幕Ⅱ)。内幕Ⅰ主要发育构造裂缝+粒间孔+晶内溶蚀孔;内幕Ⅱ主要发育片理缝+局部晶内溶蚀孔。风化壳型储层的物性和含气性优于内幕型储层。该区变质岩潜山储层形成的主要机制是溶蚀作用和隆升挤压等构造作用,深部内幕Ⅰ储层不发育的主要原因是埋深、热液作用使储层孔隙减少甚至完全充填。     

新疆油田七东1区克下组地应力特征及人工裂缝延伸方向*

新疆油田七东1区克下组在压裂施工过程中,通过微地震监测存在水平裂缝的可能。利用凯瑟尔实验测定该区块水平地应力大小及构造应力系数,建立了该区块组合弹簧模型的地应力计算模型,利用测井资料分析了七东1区地应力分布规律。分析结果表明:七东1区地应力状态存在明显的分界线,分界线大致为东北-西南走向;区块西北部最小水平主应力大于垂直主应力,处于逆断层应力状态;区块东南部最小水平主应力小于垂直主应力,处于正断层应力状态,中间存在走滑断层应力状态过渡带;因此压裂裂缝形态具有明显的区域性分布,即东南部为垂直裂缝,西北部压裂形成水平裂缝。分析结果与水力裂缝形态的分布规律一致。该地区存在水平裂缝的新认识,将对压裂工艺的改进及提高小层动用程度具有重大意义。     

页岩储层地应力预测模型的建立和求解

对致密页岩储层进行水平井钻井和压裂时,必须精确确定页岩气储层地应力。在分析页岩构造特征的基础上,给出考虑页岩横观各向同性的地应力计算模型,并建立声波测井资料求取页岩横观各向同性力学参数的关系式,据此研究页岩气储层地应力的分布规律。分析孔隙压力及地层升沉作用对地应力的影响。结果表明:页岩横观各向同性性质对地应力分布有较大影响,当水平与垂直方向弹性模量之比达到4时,水平地应力平均增加144%,而垂直方向与水平方向的泊松比之比达到2.2时,水平地应力平均增加16.5%;当孔隙压力变化2.4MPa时,水平地应力平均增加13.8%,而地层升沉作用对地应力的影响不大。将预测模型用于Baxter页岩的地应力预测,预测结果与其地层瞬间闭合压力(ISIP)最大误差仅为1.2%,证实模型准确可靠,可为页岩气水平井的钻井和压裂设计提供准确的基础数据。     

基于“地质-工程”耦合平台的顺北断溶体储层地应力分布规律分析

顺北油田是一种碳酸盐岩断控裂缝-洞穴型储层,该类型油田通常采用水力压裂改造的方式进行开采,以提高储集体的连通性能。在水力压裂过程中,三维地应力场是影响裂缝扩展轨迹的重要因素之一。因此,研究三维地应力场的精细空间分布是水力压裂工艺需要解决的首要问题。针对裂缝-洞穴型碳酸盐岩储集体的水力压裂改造过程地应力场空间分布模拟不精细的问题,本文开发了“地质-工程”耦合平台。该平台可将地质模型转换为适用于AiFrac数值仿真软件的模型,实现了对储层三维地应力场的精细刻画。基于角点网格建立的三维地质模型,采用数值仿真软件进行三维地应力场的模拟,既可以保留储层的复杂地质构造特征,又可以利用数值仿真软件强大的计算能力,实现了地质模型和数值仿真一体化。为了验证本研究方法的有效性,本文基于前期已有的地应力测量数据,对顺北油田三维地应力场进行了分析计算。研究结果表明,断裂带对地应力场的大小和方向有显著的影响,主要表现在断裂带的规模、倾角、走向以及形态等因素在不同程度上均对地应力状态产生影响。本文提出的三维地应力场精细模拟方法可有效研究断溶体储层区域及内部、不同断裂带交汇区三维地应力场分布规律,从而为现场施工工艺参数的选择提供了重要依据。     

川南深层各向异性页岩井壁失稳力学机理

川南页岩埋藏深、岩性复杂、质地硬脆、层理发育、地应力复杂,水平井钻井井壁失稳事故时常发生,严重阻碍了深层页岩气高效开发进程。为此,以川南深层龙马溪页岩为对象,实验测定了页岩各向异性弹性和强度参数,通过成像测井分析了层理产状,通过室内实验和测井资料确定了地应力大小和方位,建立了各向异性页岩井壁坍塌压力模型,分析了不同地层条件的坍塌压力,并以川南深层页岩气井为例进行了验证。结果表明,页岩基质黏聚力和内摩擦角为13.00 MPa、39.50°,层理黏聚力和内摩擦角为11.10 MPa、28.50°,层理倾角5°～15°、倾向NE110°～NE120°;水平最大主应力114.69～117.23 MPa、水平最小主应力93.79～94.57 MPa、垂向地应力108.42～112.81 MPa;综合考虑弹性和强度各向异性计算的坍塌压力最高,强度各向异性的影响明显大于弹性各向异性;沿水平最大主应力钻进的水平井稳定性最好,其次为直井和小角度定向井,沿水平最小主应力方向钻进水平井时稳定性最差; L20X井实钻情况与预测结果基本一致,证实了模型的准确性。     

地应力测井解释方法及其可靠性对比

为了对比井壁崩落法、诱导裂缝法和波速各向异性法在地应力方位解释中精度差异,系统阐述了测井地应力方位分析的理论基础、解释方法和影响因素。结果表明,基于成像测井资料的钻井诱导裂缝法和井壁崩落法解释G6井在沙河街组三段最大水平主应力S_H优势方位为70°~80°,与邻井微地震监测反演结果相一致。波速各向异性法和基于地层倾角测井资料的井壁崩落法解释S_H优势方位为80°~90°。测井地应力方位解释精度不同程度地受天然裂缝、断层和地层倾角等因素影响,综合分析认为钻井诱导裂缝法解释S_H方位结果最为准确。基于地层倾角测井的井壁崩落法解释S_H方位在研究区有约10°的误差。波速各向异性法解释S_H方位时,具有一定的局限性,需要进一步校正。     

页岩气水平井井壁裂缝起裂力学行为研究

为了弄清层状页岩各向异性对井壁裂缝起裂力学行为的影响,以四川盆地下志留系龙马溪页岩为研究对象,开展了不同角度下页岩单轴压缩和巴西劈裂实验,明确了页岩弹性和抗张强度各向异性特征,建立了考虑页岩各向异性的水平井井壁裂缝起裂力学模型,并分析了不同因素影响下井壁裂缝起裂规律。结果表明：弹性模量各向异性、地应力比值、抗张强度各向异性和孔隙压力对裂缝起裂压力影响显著,而泊松比各向异性影响较小;弹性模量各向异性、地应力比值对裂缝起裂位置和起裂倾角影响显著,而泊松比各向异性、抗张强度各向异性和孔隙压力的影响较小;井壁裂缝起裂力学行为与井眼方位密切相关,当井眼方位靠近最大或最小水平主应力方向时,井壁裂缝起裂力学行为差异随井眼方位的变化较小;当井眼方位同时远离最大和最小水平主应力方向时,井壁裂缝起裂力学行为差异随井眼方位的变化较大。研究结果可为页岩气水平井钻井井漏预防和水力压裂设计提供理论依据和参考。     

老井开发对加密井水力压裂裂缝扩展的影响规律

随着页岩气的开发,对已有水平井井网加密将会是后期开发的关键。老井的持续开采会引起地层孔隙压力和地应力的重新分布,地应力的重新分布对裂缝扩展行为和路径造成显著影响。为了探究地应力的重新布对裂缝扩展行为的影响机制,本文基于块体离散元数值模拟方法,针对老井开采后地应力场变化对加密井水力裂缝扩展的影响特征开展研究。本研究综合考虑了注液速率,压裂液粘度、地应力梯度和初始地应力场等因素对水力裂缝扩展的影响。结果表明,老井引起的地应力降低会导致新井水力裂缝向老井偏移。提高注液速率,增大压裂液粘度可以有效降低地应力非均匀导致的水力裂缝偏移问题。地应力梯度越大、初始地应力越高,水力裂缝的偏移率越高。本研究对页岩气水平井加密方案制定具有一定的理论指导意义。     

基于声波信号预测Kaiser应力点的水平地应力

声发射实验测试地应力方法需从地层原位取得的全尺寸岩样上钻取4个小尺寸岩芯,分别进行加载实验下的声发射测定.该方法将造成地层岩样损失,地应力评价成本较高.为此,根据岩石声学性质与力学特性具有较好的相关性特征,基于大量岩石试件的声波时差实验数据和加载条件下的声发射实验数据,构建声波时差与岩样Kaiser应力点的关系模型,并...     

低渗透油藏注水开发中地应力方向变化的研究分析

摘要 基于油田开发过程中对地应力方向变化及其影响机制认识不足的现状, 对鄂尔多斯盆地安塞油田某区块长6 油层组4 口取芯井各向异性钻柱, 分别在干样与地层原位条件下进行现今地应力方向相对油田开发初期地应力方向偏转值的测定, 并对其影响机制进行分析。结果表明: 干样与地层原位条件下测试的地应力方向变化存在较大差异, 因此对于油田储层地应力进行地层原位条件下的测试具有重要的意义; 在油田注水开发过程中最大主应力方向相对偏转值在 4.65°~8.73°之间, 平均值约为 7°, 从储层物性特征、岩石破裂机理等方面进行分析, 认为“天然水道”对地应力方向的偏转具有重要的控制作用; 根据油田开发初期地应力方向(NE65°), 确定研究区现今地应力方向约为 NE58°。研究结果对油田开发过程中水力压裂、加密布井以及井网调整等实际问题有重要指示意义。     

断层对煤层水力压裂裂缝扩展的影响

针对煤层中的次生断层或小型滑移断层会影响水力裂缝扩展方向的问题,通过建立压裂裂缝遇断层的二维模型,采用理论分析和数值模拟方法分析逼近角度、水平主应力差、煤岩体弹性模量差异等因素对水力裂缝扩展方向的影响规律,建立裂缝穿过断层形成有效压裂的判断准则,在给定煤岩体参数条件下,拟合出水力裂缝穿过断层形成上下盘煤层贯通裂缝的逼近角度-水平主应力差的临界曲线。结果表明:逼近角度、水平主应力差、煤岩体弹性模量是影响压裂裂缝走向的主要因素,在低主应力差、较小逼近角度、较高顶板弹性模量的情况下,断层面易产生张开型破坏;当逼近角度-应力差坐标点位于曲线上方时裂缝将穿过断层面进入顶板,当角度-应力差坐标点位于曲线下侧时断层面张开裂缝将扩展至下部煤层形成上下盘煤层贯通裂缝。