吉木萨尔陆相页岩油微观赋存类型

为了更好地认识页岩油微观赋存状态及类型,避免实验过程中水钻取样对原油分布的影响,选取吉木萨尔页岩典型含油岩芯,采用全程液氮钻、切、磨制样工序,通过全能谱扫描电子显微镜、二次电子成像及背散射相结合的技术手段,获得微观储层矿物类型和结构、储集空间类型、形貌以及C, O, Si, Al, Ca, K, Na,Mg等元素在微、纳米尺度的分布。依据去除矿物因素后的C元素含量分布,判别原油在微、纳米空间尺度的富集程度。结合矿物岩石组构和储集空间形貌,对微、纳米尺度页岩油原油的赋存状态及分布类型进行直观的定量表征,并基于C元素含量推测微观含油饱和度的相对变化。针对原油与孔喉的配置关系,进行储层微观孔喉结构与原油赋存状态的表征,明确原油赋存类型。总结出研究区4种微观原油赋存类型:白云质溶蚀微米级大孔道中的可动油、砂质粒间微纳米级孔中可动油、砂质粒间孔喉壁吸附的半束缚状态的油膜以及自生黏土矿物晶间孔内束缚油。     

页岩油水平井多段压裂裂缝高度扩展试验

针对吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油储层压裂垂向改造程度低的问题,基于真三轴水力压裂模拟试验研究CO₂与胍胶复合压裂相比于常规水基和超临界CO₂压裂缝高扩展的优势。创新性建立一套针对天然页岩的水平井多段压裂模拟试验方法,并通过试样剖分、CT扫描和声发射监测等方法综合确定多段压裂裂缝形态和破裂机制。结果表明低黏度滑溜水和超临界CO₂压裂缝高受限,且超临界CO₂压裂缝高受限更严重;高黏度胍胶向层理中滤失较弱,可提高裂缝垂向扩展程度,但开启的层理较少;CO₂-胍胶复合压裂时胍胶的隔离作用可有效降低CO₂的滤失,从而促使CO₂突破层理对裂缝高度的限制,同时CO₂的高压缩性在破裂瞬间释放大量弹性能,促使层理和天然裂缝发生剪切破裂,从而形成复杂裂缝网络;提高注入排量,破裂压力升高10.1%,剪切事件比例升高4.2%,CO₂-胍胶复合压裂形成的裂缝更复杂。进而提出并论证一种适合于层理性页岩储层的CO₂-胍胶复合压裂新方法,即先采用高黏度胍胶压裂液启缝,在近井区域突破层理,然后大排量注入CO₂进一步提高储层压裂改造体积。     

吉木萨尔凹陷芦草沟组沉积环境与物源分析

为探究准噶尔盆地吉木萨尔凹陷中二叠统芦草沟组陆源碎屑岩的沉积环境、风化程度及物源,对该凹陷内的吉174井岩心样品中的泥岩进行主量元素和微量元素实验分析。研究了芦草沟组泥岩氧化还原敏感微量元素比值、化学蚀变指数(CIA)、稀土元素含量与比值特征、泥岩源区岩性分布和古构造背景。结果表明:吉木萨尔凹陷中二叠世水体为贫氧的弱还原-还原环境;碎屑颗粒从物源区到沉积盆地经历了低强度的风化与简单循环过程;研究区母岩以凹陷西南部依林黑比尔根山地区晚古生代花岗岩为主,有部分基性岩及古老沉积物混入,具有多源性;沉积构造背景属于大陆岛弧和活动大陆边缘环境。     

元素录井在页岩油水平井开发中的应用以吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组为例

水平井+压裂是非常规油气资源开发的主要途径,而制约其开发效益的关键工程因素在于提高水平段的"甜点"钻遇率和优化压裂方案。以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油储层为例,针对重点井进行高密度XRF扫描,得到的元素含量曲线可以较好地判别地层岩性变化,借助元素资料建立导向控制点,结合精细的地层对比框架,建立目的层的高精度三维地质模型。应用结果表明,元素录井技术有助于提高地质导向成功率。在完钻井的水平段脆性评价中,元素资料建立的脆性曲线与测井计算结果吻合较好,证实该项技术在压裂方案设计中有较好的应用前景。     

吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组烃源岩有机岩石学特征及其赋存状态

综合运用岩心观察、薄片鉴定、地球化学参数分析等方法,对准噶尔盆地吉木萨尔凹陷吉32井二叠系芦草沟组烃源岩开展了有机岩石学精细研究。结果表明:综合反射光、透射光特征,烃源岩有机质赋存形式划分为有形态有机质、无形态有机质和次生有机质,有机显微组分划分为5组12组分,以腐泥组无结构藻类体和沥青质体为主,次生组含量普遍较高,镜质组和惰质组含量较低,壳质组含量极少;依据有机质组分荧光性、含量、形态等特征,有机显微组分在岩石矿物中具有5种赋存状态,有机显微组分类型及含量具有显著的非均质性,与所赋存的岩石岩性组分、结构、构造具有明显的对应关系;腐泥组无结构藻类体和无定形体等富氢有机组分与有机碳含量和生烃潜力呈正相关关系,为该区主要的生烃有机组分。     

烃源岩排烃期与储层致密期匹配关系的确定及其意义——以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油为例

烃源岩排烃期与储层致密期匹配关系是致密砂岩油气成藏机理及富集规律研究中尚未得到很好解决的关键问题。在大量数据统计分析的基础上,结合排烃门限理论、孔隙度演化规律和构造演化背景,以有机质成熟度Ro为纽带,探讨了烃源岩排烃期与储层致密期之间的匹配关系。通过对准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组烃源岩有机质丰度、类型和成熟度等特征的分析,认为芦草沟组烃源岩为一套较好-好的烃源岩,以Ⅱ型干酪根为主,处于成熟演化阶段。应用生烃潜力法对芦草沟组烃源岩的排烃特征进行了研究,结果表明其Ro达到约0.73%(埋深约3 200 m)后,烃源岩进入排烃期,开始大量排烃。鉴于芦草沟组砂泥岩互层特征以及Ro与埋深的正相关性,用烃源岩Ro的演化来反映紧邻(互层的)地层的埋深变化。通过对实测岩心孔隙度随埋深演化的统计分析,结果表明在埋深超过约2 700 m(对应Ro约0.6%)后,芦草沟组孔隙度普遍小于10%,整体进入致密期。考虑到Ro的不可逆性,认为芦草沟组致密油具有"先致密,后排烃(成藏)"的特征,该特征在一定程度上为芦草沟组致密油的近源成藏(充注)过程提供了有利地质条件,烃源岩排烃条件决定了宏观上致密油富集区域。     

吉木萨尔凹陷吉174井二叠系芦草沟组烃源岩地球化学特征

通过对准噶尔盆地吉木萨尔凹陷吉174井二叠系芦草沟组烃源岩进行有机地球化学分析,研究了源岩有机质的丰度、类型和成熟度,并初步评价了其生烃潜力。研究结果表明,吉174井二叠系芦草沟组泥岩类有机质丰度达到了好-最好烃源岩标准。有机质以II型为主,有机质热演化进入成熟演化阶段。因此,吉174井二叠系芦草沟组泥岩类为一套优质的烃源岩,其生烃潜力大,是该区二叠系芦草沟组致密油的供给者。     

吉木萨尔页岩油水平井开采实践

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油矿场开发试验表明，纵向上不同地质甜点，平面上同一甜点层的不同区域水平井生产特征差异很大，水平井单井产能及EUR主控因素不清，给油藏开发方案编制、储层改造方式选择和效益评价带来了诸多困难。为此，通过地震、录井、分析化验一体化综合研究，明确了源储高频互层的地质特征，源储配置和保存条件是影响芦草沟组含油性的先天因素；利用特殊测井、微地震监测明确了水平段长度、复杂缝网是影响产能的重要因素；利用室内物模实验，结合油藏生产动态综合分析，初步确定了压裂后水平井合理的排采制度。研究认为，页岩油甜点体具有较强的非均质性，高优质甜点钻遇率和改造缝网复杂程度最大化是提高水平井产能必须追求的目标，合理的排采制度有利于充分发挥水平井的生产能力。