肯基亚克盐下油田水力破裂缝成因及分布预测

目前,水力破裂缝研究仅限于岩心尺度的描述,难以产生矿场应用效果.通过对肯基亚克盐下油田研究认为:大量外排的压实流体和源岩大量生排烃为水力破裂缝发育提供了丰富的流体来源;快速沉降、强烈成岩、盐丘刺穿及良好的封闭环境、优越的生烃条件促使了异常孔隙流体高压的形成,为水力破裂缝发育提供了重要条件;而孔隙流体压力大于地层破裂压力...     

复杂碳酸盐岩储集层裂缝发育特征及形成机制——以哈萨克斯坦让纳若尔油田为例

通过岩心观察、薄片分析等方法研究让纳若尔油田储集层裂缝发育特征,发现油田发育宏观裂缝和微观裂缝两种不同尺度的裂缝,宏观裂缝包括构造裂缝和缝合线,微观裂缝主要是颗粒破裂纹和构造微缝。不同尺度的裂缝发育程度与碳酸盐岩岩性、地层结构和应力场大小有着密切的关系。宏观裂缝多发育于泥晶灰岩等胶结致密的岩石中,微裂缝多发育在孔渗性较好的颗粒灰岩中。让纳若尔油田是层状特征明显的碳酸盐岩油藏,储集层与致密隔夹层频繁间互的地层结构模式决定了宏观裂缝和微观裂缝的垂向分布模式:Д层储集层较为致密,在构造应力作用下形成宏观裂缝;Г层储集层较为疏松,在构造应力作用下多形成微观裂缝。平面上,裂缝发育与分布受主应力大小控制,在主应力场相对高值区,裂缝发育程度更高。图5表2参14     

呵叻盆地L区块裂缝发育特征及形成机理

在钻井取心及测井资料分析基础上,结合盆地构造演化特征,对呵叻盆地L区块二叠系碳酸盐岩裂缝发育特征及形成机制进行了分析。研究结果表明:目的层碳酸盐岩共发育早期充填缝及晚期张开缝2期构造裂缝。张开缝主要为低角度裂缝及水平裂缝,呈半充填-未充填特征,其形成演化与印支期造山运动有关,为印支Ⅰ、Ⅱ幕2期构造运动叠加的产物;在Ⅱ幕印支运动强烈构造挤压作用下,低角度正断层F₁发生挤压变形,2号断块被推覆到1号断块之上,导致灰岩断块内部沿较脆弱的沉积纹理面破裂,形成低角度缝及水平裂缝;岩心裂缝统计及常规测井识别表明,该套裂缝在垂向上以薄层为主,裂缝密度较小。从构造作用改造程度来看,研究区碳酸盐岩目的层地层厚度较大,受区域构造应力改造相对较小,断层断面曲率及地层曲率小,导致构造裂缝发育密度较小,不利于油气规模性成藏。该研究可为呵叻盆地L区块有利区的预测提供重要依据。     

微地震波人工裂缝实时监测技术在低渗透储集层改造中的应用

对克拉玛依油田九区南石炭系火山岩油藏低渗透储集层破裂产生的微地震波进行实时监测,根据地球物理、岩石力学、储集层改造及微震波信号等建立数据库,并用人工裂缝监测系统程序对数据库进行一系列解释处理,结合区块构造、储集层物性及压裂参数对监测结果进行综合分析,最终查明压裂层段人工裂缝的方位、长度、高度、产状和地下最大水平主应力方向等信息,从而为此类储集层水力压裂改造参数优化及制定下一步开发调整方案提供依据。     

盐间泥岩裂缝超压油气藏成藏作用——以东濮凹陷文留构造为例

盐间泥岩裂缝性超压油气藏是一种特殊类型的油气藏，与一般泥岩裂缝性油气藏相比，其成藏作用具有以下特征：白生白储；泥岩裂缝发育于超压层段内；油气主要富集在断裂带附近。东濮凹陷文留地区盐间泥岩裂缝异常高压油气藏丰要发育在以深湖-半深湖相沉积环境为主的Es3^2内，岩性为盐泥互层，砂岩不发育。盐间泥岩为优质烃源岩，成熟度较高，生烃潜力巨大；烃源岩上、下被盐岩所夹持，盖层条件较好；储集层为泥岩裂缝，裂缝的产生主要由断层活动、异常流体压力及盐丘上拱泥岩发生破裂所致，裂缝主要为剪切裂缝和张裂缝。图5表1参14     

低渗透储层构造裂缝的成因类型及其形成地质条件

低渗透储层中构造成因的裂缝包括剪切裂缝、扩张裂缝和拉张裂缝3种类型。剪切裂缝是在压应力作用下形成的,理论上以两组共轭剪切裂缝的形式出现,但岩层强烈的非均质性通常可以抑制其中一组发育,而只留下另一组。剪切裂缝以高角度缝为主,具有透入性分布特征。此外,还常见有两类低角度剪切裂缝:一类为在泥质岩中发育的滑脱裂缝;另一类为在逆冲构造带中发育的近水平剪切裂缝。扩张裂缝和拉张裂缝都是垂直于最小主应力方向分布的,规模小,延伸短。但是扩张裂缝是在压应力作用下形成的,因而常与剪切裂缝同时出现;而拉张裂缝的形成要求至少最小主应力是张应力,通常呈透镜状局部发育,并被沥青、方解石等脉体充填。除了岩层弯曲派生的拉张应力形成的纵张裂缝外,沉积盆地中拉张裂缝的形成通常有异常高压流体的参与,异常高压流体可以使逆冲构造带中的挤压应力变为拉张应力,从而在挤压应力环境中形成拉张裂缝。拉张裂缝是沉积盆地古异常高压流体存在的重要指示标志。     

川西彭州地区雷四段储集层构造裂缝特征及定量预测

川西彭州地区雷四段储集层构造裂缝发育,但其分布特征不清楚,严重影响雷四段天然气的高效开发。利用露头、岩心和岩石薄片观测,描述了储集层构造裂缝的发育特征,采用有限元方法模拟了喜马拉雅运动期的构造应力场,基于岩石破裂准则和弹性应变能预测了雷四段储集层构造裂缝的发育情况。结果表明,储集层构造裂缝以剪切裂缝为主,裂缝走向主要为北东—南西向、北西—南东向、近南北向和近东西向,裂缝延伸长度主要为10~70 m,构造裂缝密度主要为5~10条/m,喜马拉雅运动期生成的裂缝大都未被充填。喜马拉雅运动期雷四段最小水平主应力、最大水平主应力以及差应力分别为72.30~106.50 MPa、126.00~183.47 MPa和48.51~92.46 MPa。研究区断裂带预测构造裂缝密度远超过15条/m,雷四段预测构造裂缝密度主要为5~11条/m,背斜高部位的构造裂缝密度较两翼低,说明研究区裂缝的分布同时受构造位置和断层的控制。构造裂缝密度预测结果与实测结果的相对误差为4.2%~10.7%,预测结果可靠,为彭州地区雷四段碳酸盐岩气藏的勘探开发提供了地质依据。     

裂缝对塔中奥陶系碳酸盐岩储集层岩溶发育的控制

碳酸盐岩储集层主要受沉积、成岩、构造及岩溶的控制,非均质性极强,其中裂缝对碳酸盐岩储集层的改造至关重要。通过对岩心、成像测井溶蚀孔洞识别和裂缝统计,对比不同裂缝发育强度、不同产状裂缝与岩溶发育之间的关系,发现溶蚀孔洞与裂缝密切共生,不整合面下的高角度裂缝对风化壳岩溶的发育具有重要的促进作用,而低角度裂缝与埋藏期岩溶作用有很好的对应关系。这为利用不同产状的裂缝发育特征进行岩溶-裂缝型储集层的评价与预测提供了新途径。     

乐山—龙女寺古隆起洗象池群有利储集层发育机制

四川盆地乐山-龙女寺古隆起受基底隆起的控制,在其形成与演化过程中经历了多期或多旋回的同沉积隆起与剥蚀隆起.该区中上寒武统洗象池群发育一套碳酸盐岩储集层,岩性较为致密,基质孔隙度和渗透率极低,但局部存在高孔隙层和溶洞层,高孔隙层段一般多出现在针孔状白云岩和粗结构白云岩中;裂缝的发育可以极大地改善储集层的渗流条件,高渗透率值往往与裂缝的发育有关,即古岩溶层与构造裂缝共生的区域是储集层发育的有利区带.对储集层建设性的成岩作用主要是沉积期与风化期的岩溶作用.古岩溶斜坡带岩溶孔洞发育,流体渗透量大,岩溶作用强烈.因而,研究区古岩溶风化壳及岩溶斜坡带与构造裂缝发育带共存区是有利储集层的主要发育带.图5表1参11     

低渗透储集层中的泥岩裂缝储集体

在低渗透储集层中,由于泥岩夹层的成份不纯,常含灰质、云质、钙质等脆性矿物,极大地提高了泥岩的脆性程度,它们在构造应力作用下容易形成裂缝,使泥岩中构造裂缝较发育。泥岩层中不同组系与不同倾角的构造裂缝和非构造裂缝相互沟通,常组成裂缝三维网络系统,使泥岩夹层的渗透性大大增加,泥岩中裂缝一般具有较好的含油性。因此,低渗透储层中的泥岩一般不能起真正的隔层作用,应划分为准储层或泥岩裂缝储集体,其油藏类型为块状油藏。      

柴达木盆地英西地区E32裂缝成因与油气地质意义

近年来,柴达木盆地英西地区下干柴沟组上段（E₃²）低孔超低渗油气藏勘探连续取得突破,勘探证实区内裂缝系统与油气富集高产存在联系,因此明确其裂缝成因机制,具有重要的油气地质意义。以岩石学特征、物性、自源超压与裂缝的匹配关系为基础,结合不同成因机制的裂缝与油气产能的关系,同时综合构造、盐岩以及岩石物理实验,提出英西地区异常高压油气藏的预测方法。研究结果表明：①多期复杂构造运动形成了大量构造缝,但多被硬石膏充填;②下部相对优质的烃源岩在生-排烃过程中产生异常高压而破裂,并在上部稳定岩盐盖层作用下得以保存,形成大量对油气运移起输导作用的有效缝;③基于有效缝成因机制与模式,可通过地震属性、岩盐厚度以及异常高压分布,结合古地貌特征,准确预测英西地区油气高产富集区的分布。该研究成果对于区内致密碳酸盐岩油气勘探具有指导意义。     

塔北哈拉哈塘地区奥陶系一间房组碳酸盐岩岩心裂缝类型及期次

塔里木盆地北部哈拉哈塘地区奥陶系碳酸盐岩是重要的岩溶型储层,储集空间主要是溶蚀孔洞和多期构造作用形成的裂缝。以6口典型钻井为代表,在岩心尺度上研究了哈拉哈塘地区奥陶系一间房组裂缝发育特征、成因类型和发育期次,总结了裂缝对储层的影响。哈拉哈塘地区一间房组岩心裂缝主要可分为近直立缝、斜交缝、水平缝、网状缝和不定向缝5种类型,其中近直立缝和斜交缝为构造缝,水平缝和不定向缝为成岩缝,网状缝为叠合成因缝。这些裂缝主要发育于中加里东期、晚加里东期、早海西期和中晚海西期4个构造作用期。其中,中加里东期发育的不定向缝全部被亮晶方解石全充填,其他时期发育的裂缝大多为未完全充填的有效缝。裂缝的发育不但增加了碳酸盐岩有效储集空间,连通了孤立孔洞,而且裂缝作为流体运移通道,还影响了储层的后期改造作用。各类裂缝构成的网状裂缝系统有效地提高了哈拉哈塘地区一间房组储层段储渗性能。     

超高压影响深层储集层的机理及石油地质意义

超高压对深层储集层的改善具有多种成因机理,包括降低储集层的有效应力、抑制成岩作用、压力泄漏促进次生孔隙形成、超高压缝的发育、超高压控制下的热循环对流对储集层的改善等,不同机理对储集层的影响程度不同,阐明不同机理对储集层的影响程度可以更精确有效地预测深层储集层的分布。     

磨溪龙王庙组碳酸盐岩储层多尺度离散裂缝建模技术及其应用

在以大斜度井和水平井为主要开发井型的缝洞型碳酸盐岩气藏中,要想获取裂缝在井点不同空间位置的产状较困难,裂缝精细描述存在不准确性,这些均影响了对气藏渗流通道的刻画,制约了边水气藏的科学、均衡开发。以磨溪龙王庙组碳酸盐岩储层为例,利用岩心照片、FMI成像测井、叠前地震各向异性裂缝预测和不连续性检测以及动态监测等资料,在大斜度井、水平井裂缝定性识别的基础上,定量表征了裂缝产状、开度、密度、孔隙度等参数,再结合所获取裂缝参数建立多尺度非结构化网格离散裂缝模型,明确了气藏高、低渗区域分布,优势水侵通道和水侵方式。结果表明：在磨溪龙王庙组气藏离散裂缝模型中,大尺度和中小尺度裂缝均较发育,高渗区呈连片状广泛分布;发育于气藏外围4个方向的9条边水水侵的高渗通道,表现为沿裂缝水窜型和沿溶蚀孔洞均匀推进型2种水侵方式。该方法及研究结果对同类特大型超压有水深层碳酸盐岩气藏裂缝精细描述、水侵优势通道刻画和水侵模式建立等理论和技术研究均具有借鉴意义。     

缝洞型碳酸盐岩储层水力裂缝扩展机理

应用损伤力学的方法,建立了缝洞型碳酸盐岩储层水力裂缝扩展的物理模型和数学模型,探讨了在渗流场、应力场和温度场共同作用下水力裂缝受到天然裂缝和缝洞体干扰后其走向的影响因素,研究了不同条件下裂缝的形态,分析了缝内压力的变化趋势。模拟结果表明,水力裂缝遇到天然裂缝和缝洞体后,一部分水力载荷损失在非水力裂缝路径上,但迂曲一段距离后仍会沿着平行于最大水平主应力方向延伸。水力裂缝迂曲转向的临界条件随天然裂缝与最大水平主应力方向夹角以及天然裂缝和缝洞体规模的不同而发生改变。由于迂曲转向引起的摩阻增加,使得缝内压力下降明显。     

孔洞型碳酸盐岩储层压裂裂缝转向扩展特征研究

针对孔洞型碳酸盐岩储层改造产生的水力裂缝扩展规律复杂、不一定沿预设路径扩展的问题,基于碳酸盐岩储层孔洞体特征,制备了含孔洞体的碳酸盐岩试样;利用真三轴水力压裂试验结果,分析了不同水平主应力差异下孔洞体对水力裂缝扩展的干扰作用;并利用扩展有限元数值方法,分析了影响孔洞型碳酸盐岩储层水力裂缝扩展及扩展路径的因素。研究结果表明,水平主应力差异系数不大于0.15时,水力裂缝遇到孔洞体后产生非平面扩展,且水平主应力差越小,转向扩展距离越大,裂缝形态越复杂;水平主应力差异系数大于0.15、小于0.36时,水力裂缝会克服孔洞体的应力集中进行平面扩展,但遇到孔洞体后会被孔洞体捕捉,无法穿过孔洞体继续扩展;水平主应力差异系数不小于0.36时,水力裂缝会克服孔洞体的应力集中进行平面扩展,且遇到孔洞体后会直接穿过孔洞体继续扩展;随着水平主应力差增大,破裂压力逐渐降低。研究结果可为孔洞型碳酸盐岩储层压裂设计提供指导。      

东濮凹陷柳屯洼陷沙河街组三段上亚段盐间泥页岩储层特征

结合盐间泥页岩油藏强超压和稠油的特点,以岩心描述、X射线衍射、扫描电镜、泥页岩孔隙度测试以及测井资料为手段,对东濮凹陷柳屯洼陷沙河街组三段上亚段（简称沙三上亚段）盐间泥页岩储层开展岩性、储集空间、物性以及储集类型研究,进而对盐间泥页岩储层进行综合分类评价。结果表明,盐间泥页岩储层岩性复杂,碎屑岩矿物、碳酸盐矿物和蒸发盐矿物组成了复杂盐韵律段;刚性矿物和有机碳含量高,有机质类型好,成熟度中偏低,强超压,构造缝和超压缝发育;有机质孔隙和与基质有关的孔隙较发育,为泥页岩主要储集空间;而裂缝与有机质孔隙结合提高了储层的渗透性。在此基础上,将沙三上亚段盐间泥页岩储层划分为4类。这一分类方案可为本区泥页岩油藏的进一步评价提供参考。     

富有机质页岩储层热激致裂增渗的有利条件

页岩气藏的经济开发成为了当前非常规天然气开发关注的焦点。页岩气藏开发方式以"水平井+水力压裂"为核心技术,水力压裂过程中存在"大量压裂液滞留储层,难以返排,形成水相圈闭损害,阻碍气体产出"的工程难题。此外,水力压裂能形成大规模复杂缝网,沟通了微米级裂缝,而基块纳米级孔隙中气体仍然难以进入裂缝。从室内实验和矿场试验两方面概述了储层高温热处理的研究进展,提出了与水力压裂技术协调的富有机质页岩储层热激致裂的方法,从页岩储层地质特征与工程实际分析了页岩储层适合热激增渗的有利条件。研究认为,热激条件下有机质生烃增压、丰富多样的矿物组分差异热膨胀、微米-纳米级孔隙压力仓作用是页岩热致裂的有利地质条件;基于页岩气井体积改造形成的裂缝网络,滞留压裂液不仅能提高页岩导热能力,且在热激条件下水热增压、热液溶蚀作用可为页岩致裂增渗提供重要的工程条件。充分利用页岩储层独特的地质优势和有利的工程条件,包括热液作用、矿物组分非均匀膨胀致裂和热促吸附气解吸的热激法对压裂后的页岩储层进行改造,能够有效缓解甚至解除水相圈闭等储层损害,促使水力裂缝或天然裂缝两侧基质岩石热致裂,改善裂缝网络,增强页岩储层基质-天然缝-人工缝多尺度传质能力,同时实现压裂液的回收再利用,这将是一种环境友好型的有效开发页岩气藏的新方法。     

玛湖凹陷风城组页岩油藏水平井压裂裂缝扩展模拟

水力压裂是玛湖凹陷二叠系风城组页岩油藏有效的开发手段,但压裂裂缝扩展特征不明确。针对该区水平井压裂起裂难和加砂难的问题,亟需开展水力压裂模拟,明确天然裂缝、岩石力学性质和施工参数对压裂效果的影响。依据玛页1H井实际泵压、压裂液排量、加砂量等压裂施工参数,采用Abaqus软件和Petrel软件建立二维压裂裂缝扩展模型和三维水力压裂模型,开展压裂裂缝扩展数值模拟。结果表明,压裂改造效果与天然裂缝关系密切,天然裂缝发育处岩石抗拉强度越小,压裂裂缝越易被天然裂缝捕获;当压裂段内杨氏模量较大时,形成的压裂裂缝缝宽小,且多沿着天然裂缝走向扩展滑移,加砂难度大;当压裂段内杨氏模量较小时,形成的压裂裂缝缝宽较大,可直接穿过天然裂缝,加砂相对容易。     

费尔干纳盆地超深层油气成藏系统

费尔干纳盆地中央地堑带新生界中普遍发育超高压异常,其与构造挤压环境、快速沉降不均衡压实以及持续的生烃作用有关。这种超高压环境对深层油气的生成、聚集成藏产生了重要的影响。主要目的层新近系埋深超过5 000 m,仍以液态烃产出,深层高孔高渗类砂岩储层是河道砂岩在超高压环境下未经正常压实形成的,表现为取心收获率低、生产过程中易出砂的特征;而低孔高渗类储层与高压形成的水力破裂裂缝有关。古近系碳酸盐岩储层中高含硫化氢气体来源于TSR反应,TSR作用使含石膏碳酸盐岩储层物性得到了显著的改善,其油层组压力系数稍低于新近系油层组是重烃类气体损耗、储集空间增大两方面因素叠加的结果。中央地堑带主要目的层成藏系统划分为上部E-E3N系统和下部JK-E1-2系统;上部高产储层主要受河道砂岩和超高压控制,下部高产层主要受潟湖相的含石膏碳酸盐岩储层控制,2个含油气系统的压力、流体性质均有较大的差别,适宜于分层开采。