岩溶相控多尺度碳酸盐岩缝洞储集体二步法建模新技术

 以塔河碳酸盐岩缝洞型油藏为原型,研究并形成了岩溶相控多尺度缝洞储集体二步法建模新技术,即在古岩溶发育模式控制下,采用二步法建模:第1步建立4个单一类型储集体离散分布模型,利用地震识别的大型溶洞和大尺度裂缝,通过确定性建模方法,建立离散大型溶洞模型和离散大尺度裂缝模型;在岩溶相控约束下,基于溶洞发育概率体和井间裂缝发育概率体,采用随机模拟多属性协同模拟方法,建立溶蚀孔洞模型和小尺度离散裂缝模型;第2步采用同位条件赋值算法,将4个单一类型模型融合成多尺度离散缝洞储集体三维分布模型。该模型在三维空间定量表征了缝洞储集体的展布特征,为油田开发奠定了坚实的地质基础。     

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。     

碳酸盐岩缝洞型油藏缝洞单元形成机制及模式研究进展报告

该研究以塔河油田4、6和7区缝洞储层为研究对象,对塔河油田缝洞型储层的成因结构和充填模式进行地质分析,建立塔河油田缝洞储层的结构模式和充填模式;研究其缝洞单元内储集空间的分布规律;通过多种地质因素综合研究,分析研究区奥陶系缝洞单元内储集空间的成因和主控因素。研究者建立了塔河油田缝洞储层的三维立体结构模式,明确了表层带、渗流带和径流带缝洞结构和充填模式。表层岩溶带主要由地表河、落水洞、断层及裂缝、坡积物和奥陶系裸露岩石所组成。根据现代岩溶和古岩溶的考察,以及塔河油田的井下资料解释,地表河和落水洞为河流沉积物和垮塌角砾岩充填。渗流岩溶带的缝洞主要由渗流井和驻水洞以及缝洞复合体组成。渗流井是连通表层岩溶带与径流岩溶带的水流通道,一般沿断层或裂缝发育渗流井废弃后常常被表层碎屑物或垮塌角砾充填,而驻水洞如果不受垮塌影响,则充填程度一般比较低,是非常好的油气成藏和产出空间。径流带内水流以横向流动为主,潜水面是径流带的底界。地下河溶洞是径流带缝洞的主要类型,在塔河油田根据地下河溶洞相互连通关系和规模,可以划分出干流洞、支流洞和末梢洞。在断层附近、地表落水洞下方可以形成规模巨大的厅堂洞。径流带溶洞大都具有比较强烈充填作用:地下河沉积碎屑充填,垮塌角砾充填和碳酸钙化学充填。针对表层带地表河和径流带溶洞系统沉积物岩性和沉积水动力条件进行研究,初步阐明了表层带和径流带不同成因结构水动力条件与沉积物物源。以南方和塔北古岩溶缝洞系统发育与充填特征研究,建立了洞穴垮塌机制与控制因素。裸露期岩溶洞穴垮塌和埋藏期岩溶垮塌成因机理差异明显。研究者基于不同充填物分别进行物性评价的思路,形成了缝洞充填物类型约束下多参数配合的物性评价方法。针对不同类型的缝洞充填物采用多参数组合法分别计算物性,建立不同缝洞充填物的物性评价方程,并与取心井实测孔隙度和渗透率进行对比分析。实践证明,与岩心实测物性对比符合率高,有效评价了研究区缝洞储集性能。     

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。     

缝洞型油藏储集体分类建模方法研究

为了表征缝洞型碳酸盐岩油藏储集体类型多样、尺度差异大、空间分布规律复杂的特征,采用"分级分类、岩溶相控、多类型融合"的方法,分别对不同类型缝洞储集体的规模大小、外部几何形态及内部属性特征进行建模,建立了基于岩溶成因的融合原则,实现了不同类型缝洞储集体的融合,并通过新钻井验证了模型可靠性。结果表明,该方法适用于此类强非均质性油藏的地质建模,能够有效表征不同类型储集体及属性参数的空间分布特征。基于模型,细化了XX单元的储量构成,其中,溶洞储量占63.1%,溶蚀孔洞储量占34.5%,大尺度裂缝储量占2.4%。该模型在油藏数值模拟中取得了较好的拟合效果和模拟结果。     

基于蚂蚁体的“相”控地质建模

任丘潜山雾迷山组碳酸盐岩油藏具有构造断裂系统复杂、油藏纵横向各向异性强的特点,其储集空间复杂,由孔隙、裂缝及溶洞组成,储层的发育程度主要受裂缝控制.如果采用传统的方法建立该油藏的三维地质模型,即从测井解释的物性参数出发应用随机建模方法进行模拟,无法反映出油藏复杂缝洞系统的几何特性,所建模型不能很好地体现储层的展布特征.已有研究表明基于地震资料的蚂蚁属性体可以全面地展现油藏断裂系统的空间分布.因此,基于蚂蚁属性体与成像测井资料建立该油藏的"裂缝发育相",进而进行裂缝发育相控建模.储量及储层参数检验表明该方法建立的地质模型与实际更为吻合,突破了传统意义上的相控建模方法,对缝洞型碳酸盐岩储层的三维地质建模具有良好的推广作用.     

复杂致密储层裂缝特征研究

塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩储层是一类典型的复杂致密油藏,奥陶系地层经过多期构造运动和古岩溶共同作用形成的岩溶缝洞型碳酸盐岩油藏,其中的一间房组和鹰山组储层以灰岩和白云岩为主,属于超低孔超低渗复杂致密储层。根据岩芯资料分析,一间房组岩芯分析孔隙度低于2% 的占90%,鹰山组岩芯孔隙度低于2% 的占67.3%,平均基质孔隙度约1.69%。露头、岩芯以及镜下薄片观察发现,在此类储层中,基质基本不具有储渗意义,绝大部分油气是储存在成岩后期产生的溶洞和裂缝中。储集空间是以构造变形产生的构造裂缝与岩溶作用形成的孔、洞、缝为主,其中洞穴是本区储层最主要的储集空间。裂缝具有双重作用,既是重要的储集空间,又是洞穴和裂缝连通的关键通道。裂缝和溶洞也是这类储层储集空间形态多样、大小悬殊、分布不均、具有很强的非均质性的根本原因。本文重点对一间房和鹰山组裂缝性进行了研究,分析裂缝测井响应特征,裂缝发育和分布规律,采用序贯高斯随机建模方法建立裂缝孔隙度、张开度和渗透率的三维分布模型,模拟结果表明,裂缝对渗透率的改造作用特别大,说明裂缝在储层储渗方面起着重要作用。     

鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组古岩溶天然气储层

鄂尔多斯地区早奥陶世沉积后构造抬升成陆遭受风化剥蚀,在不整合面之下的马家沟组白云岩中形成厚30～100m的古岩溶系统。在不同的岩溶地貌中,溶蚀缝、孔、洞发育程度及岩溶岩类型分布、岩溶相序列是不同的。对储层最有利的是岩溶斜坡。岩溶水沿裂缝垂向淋滤,地下径流沿潜水面附近作水平运动。水的交替作用和溶蚀作用强,形成层状溶孔(洞)为主的裂缝-溶洞型储层。虽然储层的孔、渗性不均一,变化大,但由于靖边-志丹-宜川岩溶斜坡产状平缓,具有区域上稳定、含气面积大的特点。     

试论缝洞系岩溶及其地质意义

本文提出动压办—变容岩溶机理,以探讨碳酸盐岩缝洞系岩溶作用和特征。作者认为构造水平应力场主要拉制缝洞系岩溶强度和分布,缝洞系岩溶作用是造成天然气储层异常高压和天然气富集程度较分散子地质现象的重要因素之一。     

管流与渗流耦合流动理论研究初探

针对缝洞型储层系统的特点,提出了研究这类流动规律的基本思路:将缝洞型储层系统分解为溶洞单元和裂缝单元,它们交替连接组成了整个储层流动系统;溶洞单元中的流动看成是管道流动,裂缝单元中的流动遵循达西定律.根据这个思路,研究了平面内缝洞耦合线性流动机理,建立了平面内线性流动的物理模型、数学模型及其数值求解方法.     

哈拉哈塘奥陶系缝洞型成岩圈闭及其成因

针对塔里木盆地塔北哈拉哈塘油田碳酸盐岩缝洞型成岩圈闭，综合利用区域地质、钻录井、酸化压裂、压力测试、生产动态等动静态资料，探讨圈闭的动态识别方法、特征及成因。研究认为，由于碳酸盐岩缝洞型储层渗透率高，一定条件下可以利用井口油压数据绘制N_p-△p图，并以此判断油藏属于开放性油藏还是封闭性成岩圈闭油藏；研究区缝洞型成岩圈闭规模总体较小，储层类型以洞穴型为主，圈闭盖层岩性、储盖组合及遮挡条件多样，发育多种圈闭要素组合模式；多期充填叠加是研究区缝洞型成岩圈闭封闭的根本原因，新近纪以来大规模快速沉降引发的成岩充填可能是大多数缝洞型成岩圈闭封闭的直接原因，沉降同时导致部分油藏形成异常高压。     

考虑相态变化的缝洞型碳酸盐岩凝析气藏生产特征分析新方法

随着对缝洞型碳酸盐岩气藏的开发,分析与预测缝洞型碳酸盐岩气藏生产动态特征变得至关重要。由于缝洞型碳酸盐岩凝析气藏储层结构、流体性质复杂,其生产动态特征变化与井打缝洞储集体位置有关,同时又与凝析气藏不同温度压力下的相态变化特征有关,现有的动态分析方法已不能满足缝洞型气藏动态分析的要求。目前缝洞型碳酸盐岩的动态分析方法主要有物质平衡法、物理模拟实验、现代产量递减法、试井和数值模拟法等,但以上所有方法都忽略了井钻遇缝洞体的位置,而其位置关系在缝洞型碳酸盐岩动态分析中起决定性因素。针对塔中地区缝洞型碳酸盐岩凝析气藏,建立了考虑相态变化的凝析气藏物质平衡方程,构建了井筒位置、裂缝和缝洞体依次连通的缝洞型碳酸盐岩凝析气藏物理和数学模型,通过推导得到分析缝洞型凝析气藏动态分析简化模型,并对气油比、产气、水和凝析油量的变化特征进行了分析和讨论。基于该简化模型对塔中某典型凝析气井开展了生产动态特征分析;其预测缝洞型碳酸盐岩凝析气藏开发过程中缝洞与油、水界面的关系和气藏相态变化分析结果与生产特征完全一致,进一步验证了模型的准确性。该方法将对缝洞型凝析气藏后期挖潜增产有重要的指导意义。     

碳酸盐岩油藏剩余油分布模型

雁翎油田雾迷山组油藏为双重渗流介质的碳酸盐岩油藏,裂缝、溶洞发育,储层非均质性严重。在综合研究钻井、测井和开发动态资料的基础上,运用油藏描述一体化系统建立了油藏三维静态模型,并应用全隐式三维三相黑油裂缝模型进行了模拟运算。将模拟结果返回到静态模型中进行循环建模,从而建立了不同时期的剩余油定量分布的三维模型     

碳酸盐岩油藏缝洞单元离散数值模型及压力响应曲线特征

 缝洞型碳酸盐岩油藏储集体类型多样,如何充分利用试井测试资料认识钻遇储层特征是后期挖潜增产的关键,并且常规解析试井模型中无法考虑井与缝洞的位置关系导致解释结果误差较大。为此,根据缝洞单元内缝洞与井的分布特征,分别建立了井钻遇和未钻遇缝洞2种离散数值试井模型,并进行有限元求解,分析了缝洞体大小以及缝洞体与井之间距离对井底压力响应曲线的影响。采用该方法对塔里木哈拉哈塘油田14口井测试资料进行试井分析,结果表明,受缝洞体的影响,井底压力响应曲线特征可分为：缝洞发育-未钻遇缝洞-井在缝洞附近、缝洞发育-钻遇缝洞、钻遇多个连通的缝洞、基质为主-缝洞不发育以及缝洞不发育-钻遇个别缝洞5种类型。     

鄂尔多斯北部塔巴庙地区奥陶系风化壳储渗体特征及分布

在古岩溶作用、同生成岩作用下,鄂尔多斯北部塔巴庙地区马五5以上地层发育为典型的古岩溶储层.储层岩石特征及电性、物性特征表明研究区为低孔、低渗致密风化壳储层.根据测井地质及储层地质特征将该区储层划分为孔隙型、溶蚀孔(洞)型、裂缝型及裂缝-(溶)孔隙型.其中以孔隙型储渗体为主,溶蚀孔(洞)型及裂缝-(溶)孔隙型储渗体次之,裂缝型少量.查明并论述了风化壳储渗体在岩溶地貌与岩溶剖面中的分布与规模.储渗体的特征和分布将为确定有利的勘探目标提供可靠的依据.     

滇东南新建普腊水库环境地质特征及工程地质条件影响因素分析

滇东南位于云贵高原向桂东溶原过度地带,是滇东岩溶区的主体,新建云南省麻栗坡县普腊水库位于该区域。在收集了区域基础资料的基础上,立足于水库设计选址阶段,以滇东南为背景,以普腊水库为载体,分析了地处滇东南普腊水库的环境地质特点。从工程地质的角度出发,分析总结了水库工程地质问题的决定性因素。为滇东南新建小型水库选址、安全生产、水库维护管理提供了可借鉴的理论依据。分析认为,岩土体性质、区域构造及岩溶分布对滇东南小型水库的工程地质条件有决定性作用。     

直流电提高采收率技术研究

本文初步建立了外电场作用下缝洞介质内单相渗流的数学模型, 推导了有限元方程的数值模型。利用COMSOL Multiphysics软件研究了外电场作用下缝洞介质的渗流机理,给出了外电场作用下缝洞中速度分布,结果表明电场能有效增加缝洞中流体的速度。研究结论为采用直流电场方法提高缝洞介质的采收率提供了一定的理论基础,对于应用外加直流电场方法提高采收率也具有一定的意义。     

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。     

哈拉哈塘潜山型油藏特征与成藏主控因素研究

塔里木盆地哈拉哈塘地区地质条件复杂,油气资源丰富,是重要的油气勘探区。通过对哈拉哈塘潜山区哈8 井区的地质特征、油水分布特征以及对主控因素的分析研究,认为该区油水分布复杂,不具有分带性。从加里东到早海西期,奥陶系鹰山组-一间房组海相碳酸盐岩经历了多期岩溶的叠加改造,风化壳岩溶缝洞体储层发育,形成了良好的油气储存条件;潜山区奥陶系逐渐抬升剥蚀,鹰山组-一间房组储层之上的盖层的缺失与否对早期油藏的保存具有重要作用;断裂性质和局部构造控制了后期油气充注强度和油藏类型。多种控制因素使得哈801 井、哈8 井、哈802 井等形成了相对独立的油气运聚体系。对潜山区哈8 井区油气水特征的研究,有助于指导碳酸盐岩潜山型油气藏的勘探和开发。