生烃伴生酸性流体对碳酸盐岩储层改造效应的模拟实验

深层-超深层碳酸盐岩是目前油气勘探聚焦的重点领域,其储层的形成和保持机制是制约深层储层预测的关键科学问题。为了明确埋藏溶蚀作用下酸性流体对碳酸盐岩储层物性的影响,有必要开展烃源岩地层孔隙生烃模拟和溶蚀模拟实验（简称生烃及溶蚀模拟实验）,定性定量厘清中、深层埋藏环境下烃源岩与碳酸盐岩储层演化过程。采用自主研发设计的生烃模拟实验装置和溶蚀模拟实验装置,以塔里木盆地奥陶系鹰山组灰岩和云南禄劝低成熟烃源岩为实验对象,利用岩相学和地球化学相结合的分析手段,查明中、深埋藏环境下生烃热演化过程中伴生的复杂酸性流体改造碳酸盐岩储层的过程及其控制因素,探索烃源岩生烃过程对碳酸盐岩围岩的改造规律。实验表明：中、深层埋藏环境下烃源岩热演化过程中伴生的有机酸和CO₂等酸性流体对碳酸盐岩储层产生明显溶蚀作用,扩大原有储集空间并提高孔隙度,并且随着埋藏深度增加,溶蚀作用明显减弱;流体在运移过程中是否能够改善储层物性,由流体中的碳酸钙饱和度、流体流速、水岩比以及原始孔隙结构等因素共同决定。此研究能够为深层-超深层碳酸盐岩优质储层的预测提供一定的理论基础。     

苏里格气田致密砂岩储层条件下声波速度与孔隙度实验研究

利用苏里格气田1批岩心实验数据研究了常温常压和高温高压条件下岩样声波速度和孔隙度的变化及相互关系,岩石孔隙度随压力增大以对数形式减小,随温度升高略微减小;岩石声波速度随压力的增大以对数形式增大,随温度的升高线性减小;随埋深的增加,估算压力对声波速度的影响约是温度影响的10～30倍.对不同岩样孔隙度的压力影响系数随孔隙度的增大而减小;声波速度的压力影响系数随孔隙度的增大而增大,因此造成常温常压下孔隙度与声波速度的相关性在储层条件下变差.     

深层碳酸盐岩储层改造理念的革新——立体酸压技术

酸化压裂是碳酸盐岩油气藏高效开发不可或缺的手段,对于深层、超深层海相碳酸盐岩油气藏,由于其工程地质特征的特殊性,通过现有的酸化压裂技术要形成复杂裂缝网络难度大。为了实现深层、超深层碳酸盐岩油气藏的高效立体开发,从我国深层海相碳酸盐岩油气藏的工程地质特征出发,揭示了该类储层酸压改造的难点;然后,以实现该类油气藏高效立体开发为目标,充分借鉴体积酸压、深度酸压等技术,提出了立体酸压的技术理念,阐明了其技术内涵,并且详述了立体酸压所包含的关键技术,进而指出了下一步的发展方向。研究结果表明:(1)立体酸压技术包括3个基本内涵——根据储层类型选择相应的酸液深穿透技术,实现储层平面上的充分改造;形成在高闭合压力下具有较高导流能力的复杂酸压裂缝体;沿长井段合理部署酸压裂缝体,实现储层在井筒方向上的充分改造。(2)立体酸压包含3项关键技术——多场多尺度多流体耦合作用下酸液有效作用距离预测技术;酸压复杂裂缝体导流能力优化技术;水平井/大斜度井长井段储层精细布酸技术。(3)要推动立体酸压技术的进一步发展,还需要开展3个方面的科研攻关——超深储层破裂压力预测及降低破裂压力技术;强非均质储层酸压裂缝体形态预测技术;深度超过7 000 m长井段储层分段动用技术和新型耐高温、缓速、低摩阻系数液体技术。     

石灰岩、白云岩储层孔隙度-渗透率关系研究

白云石化作用对储层特征的影响是碳酸盐岩储层研究中的一个重要主题。最重要也是最普遍的发现可能是在深埋藏条件下,白云岩的孔隙度和渗透率要比石灰岩高,然而,目前表明这种差异的定量信息却很少。虽然大多数研究实例表明白云岩的孔隙度更高,但是也有少量的不同观点。利用来自不同沉积背景、不同年代、不同埋藏深度的5个碳酸盐岩台地岩心样品的孔隙度和渗透率的关系,分析了石灰岩和白云岩互层储层特征的相似性和差异。在浅埋藏的台地中,石灰岩和白云岩的平均孔隙度很接近,而白云岩的渗透率要比要比石灰岩的高。3个深埋藏的台地岩心的主要特征是石灰岩的平均孔隙度比相邻的白云岩要低很多,但是它们的孔隙度-渗透率关系却十分相近。     

异常高压油气藏储层物性随有效压力变化的研究

选取中原油田文13西块和渤中25-1油田共50块岩心样品进行岩心覆压孔渗实验,对异常高压油气藏储层孔隙度和渗透率随有效压力的变化进行了研究。孔隙度和渗透率随有效压力的增加呈非线性减小,在有效压力小于20MPa时减小幅度最大。建立了以不同有效压力为基准的异常高压油气藏储层孔隙度和渗透率随有效压力变化的通用数学模型,即幂函数模型,并在渤中25-1油田某油井射孔段进行了实际应用。     

鄂尔多斯盆地白豹—华池地区长8段孔隙度演化定量模拟

在对鄂尔多斯盆地白豹-华池地区长8段砂岩储层特征、主控因素分析及地层埋藏史和成岩史研究的基础上,应用数理统计的方法,以现今孔隙度为约束条件,将孔隙度演化分为孔隙度减小和孔隙度增大2个过程,分别建立了鄂尔多斯盆地白豹-华池地区长8段砂岩储层从埋藏初始至现今的孔隙度随埋藏深度和地史时间变化的演化模型.结果表明:孔隙度定量演化模型为一个4段式分段函数.机械压实阶段为孔隙度减小模型,是以埋深为自变量的连续函数;压实和胶结作用阶段为孔隙度减小模型,是对埋深和埋藏时间的连续函数;次生增孔是由于地层酸性流体的溶蚀作用而产生的,主要发生在80～100℃的温度窗口内.因此,溶蚀阶段为孔隙度增大模型,是对埋深和埋藏时间的复合函数;溶蚀阶段结束后地层孔隙度为压实和保持阶段,孔隙度减小模型是对埋深、埋藏时间及增孔量的叠加复合函数.实例验证结果表明在研究区建立的该砂岩孔隙度定量演化模型符合地质实际,可以推广应用到研究区相似岩性、埋藏年代和沉积类型的地层孔隙度计算中,为孔隙度预测提供定量计算方法,以期对该区油气勘探提供借鉴意义.     

东营凹陷北带沙四段近岸水下扇砂砾岩储层物性演化特征

以东营凹陷北带沙四段近岸水下扇为研究对象,在有效储层物性下限定量计算的基础上,探讨了近岸水下扇不同亚相物性演化特征,并分析了不同地区近岸水下扇内扇砂砾岩物性演化特征差异性及原因。东营凹陷北带沙四段近岸水下扇内扇亚相砂砾岩孔隙度随埋深降低的速率大于孔隙度下限值随埋深降低的速率,浅层发育有效储层,而深层不发育有效储层;中扇和外扇亚相砂砾岩在不同深度均发育有效储层。岩屑类型差异性控制了砂砾岩压实、胶结作用演化的差异性,进而控制了东营凹陷北带不同地区沙四段近岸水下扇内扇亚相砂砾岩孔隙度包络线低于孔隙度下限的起始深度的差异性,民丰地区和胜坨地区约为3300m左右,利津地区约为2900m。     

碎屑岩储层地质历史时期孔隙度演化恢复方法——以济阳坳陷东营凹陷沙河街组四段上亚段为例

中深层碎屑岩储层孔隙度演化史和烃源岩生排烃史的匹配关系是控制油气富集的关键,但是中深层碎屑岩储层在埋藏过程中多经历复杂的成岩作用改造,孔隙度演化复杂,导致地质历史时期储层孔隙度恢复极其困难。以济阳坳陷东营凹陷民丰洼陷北带沙河街组四段上亚段中深层近岸水下扇扇中亚相含砾砂岩、砂岩储层为研究对象,确定储层胶结-溶解序列和成岩流体性质演化序列以及各成岩作用发生的地质时间及其相应的古埋深,而后拟合储层铸体薄片面孔率-显孔隙度函数关系,利用铸体薄片求取各类次生溶孔、自生矿物对储层的增（减）孔量贡献值,进行胶结-溶解序列约束下的孔隙度反演回剥;同时,根据不同类型岩石的正常压实图版,对反演回剥的孔隙度进行机械压实与热压实校正,恢复储层实际孔隙度,从而建立地质历史时期碎屑岩储层实际孔隙度演化曲线。利用该方法恢复的储层孔隙度演化史与烃源岩生排烃史相结合,能够为中深层碎屑岩储层油气富集区的预测提供指导。     

深层页岩气储层孔隙特征研究进展——以四川盆地下古生界海相页岩层系为例

孔隙结构对于深层页岩气储层中异常高压的保持乃至页岩气的保存与富集均具有一定的指示作用,是事关深层页岩气能否保存与富集的重要研究内容。为此,通过调研和分析国外深层页岩气储层孔隙特征,对比四川盆地深层、超深层页岩孔隙的最新研究成果,系统分析了深层页岩气储层孔隙的非均质性和连通性,进一步明确了超压对深层页岩油气储层孔隙结构的影响,总结了近年来深层页岩气储层孔隙特征研究成果。研究结果表明:①典型深层、超深层页岩中的微孔段、介孔—大孔段孔隙具有多重分形的特征,多重分形谱相关参数α_(5-)-α_(5+)值与多重分形维数相关参数H指数分别对深层页岩储层孔隙的非均质性及连通性具有较好的指示作用;②四川盆地下古生界页岩储层孔隙的连通性、非均质性与埋藏深度不具有明显的相关性,但受页岩总有机碳含量、矿物含量、有机质成熟度等因素的影响则较大;③高上覆地层压力所带来的机械压实作用对超深层页岩的影响显著,但其对深层页岩的孔径、孔隙形态等参数以及介孔体积/微孔体积、介孔比表面积/微孔比表面积等特征比值的影响则较为有限;④页岩层系超压能够在一定程度上抵消上覆地层压力对孔隙(特别是微孔)的机械压实作用,可以延缓甚至改变孔隙度随埋藏深度加深而下降以及孔隙形状系数随埋藏深度加深而减小的趋势,对于页岩气的保存与富集具有积极意义;⑤深层页岩中固体沥青孔隙形状系数与其所处封闭流体系统超压特征具有中度相关性。     

层间速度差分析方法在安棚地区深层油气勘探中的应用

泌阳凹陷安棚深层系埋藏深度大 ,储层展布规律复杂 ,物性差 ,速度横向变化大 ,多次波发育 ,深层地震资料分辨率低 ,目前依靠常规的地震油气检测手段难以奏效。通过应用已知地质资料 ,采用层间速度差分析方法 ,预测含油气结果 ,并与实际钻探结果对比 ,基本上验证了预测结果的正确性 ,说明利用该方法在安棚深层系直接检测油气藏具有一定的可靠性和实用性。     

砂岩成岩过程中的孔隙演化定量模拟———以鄂尔多斯盆地安塞地区长 8 油层组储层为例

孔隙度在埋藏成岩过程中的变化是一个连续的过程,对油气成藏和区域储层评价具有重要意义。 目 前大部分实测孔隙度在深度上都是断续的,针对这一现状,以鄂尔多斯盆地安塞地区长 ₈ 油层组储层砂 岩为例,应用数理统计和数字模拟方法来定量模拟整个埋藏成岩过程中的孔隙演化。 在岩石学特征、成岩 作用特征以及地层埋藏史和成岩史研究的基础上,以现今孔隙度为约束条件,以埋藏深度和埋藏时间为 变量,将研究区长 ₈ 油层组孔隙演化进程分为孔隙度减小和孔隙度增大 2 个过程,并分别建立了相应的 从埋藏初始至今的孔隙演化定量模型。 结果表明,机械压实作用阶段的孔隙度减小过程是以埋藏深度为 自变量的连续函数;压实胶结作用阶段的孔隙度减小过程、增孔窗口阶段（65～100 ℃）及次生孔隙度保持 阶段均是埋藏深度和埋藏时间的连续函数。 因此,分段模型叠加得到的总孔隙演化模型为一个四段式函 数。 利用研究区实际地质资料对孔隙演化定量模型进行的实例验证表明,该模型在砂岩孔隙演化模拟方 面有较好的应用效果。     

叠前反演在西湖凹陷A构造低渗气层边界识别中的应用

西湖凹陷A构造花港组储层埋藏深,具有低孔渗和横向变化快的特点。通过对构造区已钻井低渗气层的岩石物理分析,研究了弹性参数与岩性、物性和含油气的关系,优选Vp/Vs作为低渗气层识别的敏感参数,并针对构造区开展叠前同步反演,结合Vp/Vs岩性反演和构造解释成果,精细合理地刻画了低渗气层的边界,建立了一套有效的低渗气层识别的技术系列。     

吐哈盆地中上三叠统砂岩储集层钻前孔隙度定量预测

对控制吐哈盆地中上三叠统砂岩储集层孔隙度的主要因素研究表明,热成熟度与砂岩孔隙度密切相关,而热成熟度又受地温场和埋藏史的控制。时间-温度指数可以综合反映热成熟度。当时间-温度指数大于115时,中上三叠统砂岩将变得致密。中上三叠统砂岩发育渐进型埋藏、早缓晚快型埋藏和早快晚抬型3种埋藏方式,早缓晚快型埋藏最有利于孔隙保存。第1、第2种埋藏方式砂岩的时间-温度指数与深度的关系较好,由此计算出吐鲁番坳陷中上三叠统有效储集层深度下限平均为4100m.因此,依据砂岩储集层时间-温度指数与孔隙度和时间-温度指数与深度的两个定量关系,可以在钻前预测砂岩孔隙度和有效储集层的保存下限深度,现场应用表明,这种方法是可行的。     

济阳坳陷第三系不同成因类型砂岩体孔隙分布特征及孔隙演化史——以孤东油田、胜坨油田、东辛油田为例

主要利用薄片、物性等资料,以孤东、胜坨、东辛油田诸砂岩体为例,分析了不同时代、埋深和成岩阶段的砂岩体孔隙分布特征。由于成因和成岩史的差异,时代新、埋藏浅、成岩弱的河流相砂岩体为原生孔隙储油;时代、埋深和成岩居中的三角洲砂岩体储集层多为原生孔隙储油,也有次生孔隙储油者;时代老、埋藏深和成岩强的浊流砂岩体储层以次生孔隙和微孔隙储油为主,砂体不同微相的孔隙分布也有明显差别。在此基础上以深层浊积砂岩为例建立了随埋深(或地温)的增大,其孔隙类型按原生孔隙→混合孔隙→次生孔隙和微孔隙→残余孔隙的演化模式。     

惠民凹陷沙河街组基山三角洲中孔低渗储层成岩作用和有利储层成因

惠民凹陷沙河街组基山三角洲砂体主要由长石砂岩和岩屑长石砂岩构成。该储层在成岩演化过 程中,经历了压实、胶结、溶解和交代等成岩作用,现埋深1 600～3 500 m,处于中成岩演化阶段,总体为 中孔、低渗储层。溶蚀作用对于改善储层物性起到了重要作用,尤其是在2 400～2 600 m 深度段有机 酸对长石颗粒的溶蚀所形成的粒间和粒内孔隙,使储层孔隙度和渗透率均得到了提高,从而改善了储层 物性,其中孔隙度可达25%,渗透率可达50 mD。因此,溶蚀作用及由其产生的次生孔隙发育段对于有 利储层的预测非常重要。     

华北东部地区上古生界生烃潜力分析

华北东部地区上古生界烃源岩“二次生烃”潜力主要取决于烃源岩的埋藏史、热史和生烃史。该区上古生界烃源岩主要有4种埋藏史类型：早期浅埋-中期抬升-晚期深埋型、早期浅埋-中期浅埋-晚期深埋型、早期中埋-中期深埋-晚期浅埋型和早期深埋-中晚期抬升型。生烃史模拟结果表明，东濮凹陷“二次生烃”集中于古近纪，晚期生烃潜力大；济阳坳陷“二次生烃”以古近纪为主，晚期生烃潜力较大；临清坳陷“二次生烃”主要在侏罗纪-白垩纪，晚期生烃潜力小。上古生界砂岩储集层物性主要受控于沉积相和埋藏深度，石英含量高、粒度粗的储集层物性条件好，有效储集层深度下限大。“二次生烃”深度上限与有效储集层深度下限共同控藏模式表明，东濮凹陷和济阳坳陷上古生界天然气成藏条件好，周口坳陷和临清坳陷较差。图5表2参20     

柴达木盆地北缘侏罗系砂岩孔隙发育特征

柴达木盆地北缘侏罗系砂岩岩性以中-粗砂岩为主,次为含砾粗砂岩和中细砂岩,胶结物含量低,储集空间以原生孔隙为主,次生溶孔为辅,孔隙度与今埋深不具相关性.由于胶结作用和溶蚀作用较弱,不足以引起压实减孔量的差异,因此成岩压实作用就成为孔隙演化和保存的主要控制因素.侏罗系砂岩今埋藏深度下压实减孔量达20%～2%,不同地区成岩压实减孔量随今埋藏深度的变化率近于一致,但相同深度下的成岩压实减孔量却不尽相同,这主要与构造演化史密切相关,尤其与砂岩在埋藏过程中所经历的最大古埋藏和后期剥蚀量有着内在联系.目前砂岩孔隙度的大小代表的是65～12Ma期间砂岩达到最大埋深时的孔隙度,因此古埋深越大,孔隙度越小.     

松辽盆地南部影响储油物性因素的初步分析

松辽盆地南部,经过多年地质勘探,积累了较丰富的资料。为了在盆地南部寻找新的油气富集区,必须对盆地南部储油岩的特征变化进行研究。为此,笔者整理了从1973年以来的薄片的物性分析成果,以白垩系泉头组四段-嫩江组为重点,对影响本区储油岩性能的因素进行了探讨。      

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洛带气田蓬莱镇组气藏含流体测井响应较复杂，首先表现在储层气性测井响应纵向变化大，随着埋深的增大，声波时差降低，密度增大，中子孔隙度减小，变化幅度非常大；其次，储层普遍低阻，测试发现较多的低阻储层产气，不出水，而高阻储层产水现象却时有出现。这些特点导致含气性识别与气水差异分辨难度较大。文章在充分利用测试成果的基础上，以测试的储层类别作为标准样本，通过与测井曲线间关系的研究，寻找出能表征不同含气级别的测井信息，以此建立起储层含气（水）识别模式。对于含气性识别，充分考虑了埋深对含气响应的影响，将不同埋深储层的孔隙度曲线值校正到同一深度，然后以测试结果为依据，确定不同含气级别的测井值域。对于气水差异识别，把对水反映较敏感的电阻率与中子孔隙度曲线进行一定校正和含水信息的放大处理，建立气水识别指标，然后用测试结果对指标进行气水差异的标定。综合含气性识别与气水差异分辨结果对储层含流体性质及丰度进行判别，识别出气层、水层、含水气层、含气层等储层类型。利用测试结果对模型的判别结果进行了检验，符合率较高，达90％以上，判别效果好。