吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油甜点地震预测方法

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组致密白云岩储集层物性差,非均质性强,甜点储集层与围岩波阻抗差异较小,常规反演方法预测储集层难度较大。因此,首先从岩石物理分析出发,分析致密储集层测井响应特征,寻找反演特征参数。然后分别开展叠前和叠后地震反演预测页岩油甜点,根据与钻井岩心的吻合率,优选出最适合的地震预测方法,形成一套综合的页岩油甜点地震预测方法。结果表明,利用密度与纵波速度交会图坐标旋转结果,可以识别芦草沟组上甜点一类储集层,横波阻抗与纵波阻抗交会图坐标旋转结果可以将芦草沟组下甜点一类储集层和二类储集层与三类储集层和非储集层区分开;核磁孔隙度对甜点识别效果最佳,孔隙度4%是识别下限;对比叠后均方根振幅属性、叠后吸收衰减属性、叠前AVO属性和叠前同步反演的甜点预测结果与试油资料的吻合率,发现叠前同步反演在研究区甜点预测方面更有优势,并划分出3类储集层。     

吉木萨尔页岩油下甜点二类区水平井压裂技术

为了解决准噶尔盆地吉木萨尔页岩油因其流度低和储层层理发育缝高受限导致水平井提产困难的问题,提高下甜点二类储层的有效动用程度,开展了密切割改造提升缝控程度、薄互层穿层压裂增加纵向动用程度技术攻关.研究了密切割改造技术,将平均簇间距缩短至13.6?m,大幅提高了页岩储层缝控程度;提高了直井压裂施工的排量及冻胶用量,验证了下...     

吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油录井响应及“甜点”快速评价技术

混积型页岩油岩性复杂、矿物类型多、“甜点”横向变化快,常规测井对岩性、物性及含油性响应不敏感,而核磁测井需要岩石物理实验标定,解释周期长,尚缺乏有效的现场“甜点”快速评价技术。针对上述问题,以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油储层为例,以核磁测井解释为依据,研究气测、碳酸盐矿物、钻时等录井资料对混积型页岩油岩性、物性和含油性的响应特征,明确内在联系,优选敏感参数,实现页岩油储层参数和“甜点”的快速评价。研究表明：混积型页岩油岩性、物性及含油饱和度在录井资料上均有明显响应,其中,碳酸盐含量和白云石占比能有效反映粉砂岩、云质粉砂岩、砂屑白云岩、泥晶白云岩和云质灰岩等主要岩性,碳酸盐含量、全烃/钻时对孔隙度反映敏感,碳酸盐含量、湿度比和全烃对含油饱和度敏感。基于录井敏感参数的孔隙度和含油饱和度解释模型,精度可达71.0%,与核磁测井相比,Ⅰ类油层“甜点”识别率超90%,能够实现随钻过程中页岩油“甜点”的快速准确评价。研究成果对提高混积型页岩油水平井“甜点”钻遇率及降本增效有指导意义。     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油“甜点体”储集特征及成因机理

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油层系岩性复杂,非均质性强,“甜点体”形成规律是制约地质理论研究和勘探开发的一个关键难题。通过岩心观察、薄片鉴定和含油性分析,针对“甜点体”地质特征进行了表征,分析了影响产能的地质因素,确定了可动油孔隙的形成机理。吉木萨尔凹陷芦草沟组“甜点体”的岩性主要为岩屑长石粉细砂岩、云屑砂岩和砂屑云岩,孔隙度为5.75%~11.9%,渗透率为（0.02~1.26）×10^-3 μm²,其中岩屑长石粉细砂岩的孔喉贡献率最大,“甜点体”的储集空间为溶蚀粒间（内）孔、裂缝;页岩油产能的大小受控于可动油孔隙的分布以及岩石组分中泥质、石英质和白云质的含量,可动油孔隙是在同生—准同生淋滤作用和酸性流体埋藏溶蚀联合作用下形成的,层理缝沟通溶孔是控制渗透率大小的关键因素。储层成岩过程中储集空间耦合生排烃作用最终形成“甜点体”,其形成的沉积环境为受波浪作用较强的云坪、混合坪、滨湖滩砂和碳酸盐岩浅滩沉积。该发现可对同成因类型页岩油的勘探和开发提供指导。     

吉木萨尔凹陷芦草沟组上“甜点”段页岩油储层演化特征及差异性评价

吉木萨尔凹陷页岩油是准噶尔盆地重要的油气勘探区域,近年来取得重大突破,以往的研究集中在沉积环境、岩石特征、微观孔隙结构等方面,而对页岩油储层演化特征及储层差异性的研究较为薄弱。为探讨研究区储层演化特征及差异性,选取吉木萨尔凹陷芦草沟组上“甜点”段典型岩心样品,通过岩石薄片、铸体薄片、X-衍射等研究手段,对吉木萨尔凹陷芦草沟组上“甜点”段页岩油储层特征、控制因素进行研究,并对储层演化特征及差异性进行分析。研究结果表明:芦草沟组上“甜点”段页岩油储层主要以砂屑云岩、长石岩屑砂岩、云质砂岩、粉砂质云岩及灰色泥岩为主,岩石矿物成分复杂;溶蚀孔、粒间孔和晶间孔为主要的储集空间类型,偶见少量裂缝发育;在酸碱流体多期演化作用下,储层经历了压实压溶、方解石和白云石胶结以及复杂交代等成岩演化过程,不同岩性储集层的物性、孔喉结构参数及测井响应特征存在差异。该研究为吉木萨尔芦草沟组页岩油的勘探开发提供了有利依据。     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油储层方沸石成因与甜点意义

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组页岩油储层中普遍发育方沸石,且与甜点段对应好,展示出“示烃矿物意义”。为全面深入了解方沸石对页岩油甜点的意义,采用偏光显微镜、全岩X衍射成分分析、电子探针BSE图像分析及矿物能谱分析等手段,对方沸石的岩石学和矿物学特征进行了综合研究,再结合地质背景探讨了成因及意义。吉木萨尔凹陷芦草沟组方沸石主要赋存于沉凝灰岩、碳酸盐岩质凝灰岩中,个别出现在凝灰质白云岩中,而方沸石岩极为少见。方沸石在岩石中的赋存状态包括纹层状、球粒状、块状、脉状。方沸石形成于高盐度、碱性、低温的热液条件下,埋藏过程中碱性长石及部分蒙脱石类黏土成岩转化形成自生方沸石;火山喷发活跃期火山物质经过热反应与蚀变形成次生方沸石。成岩早期形成的大量方沸石胶结物起到了抗压实作用进而保护原生孔,也为成岩中后期次生溶孔的形成提供物质基础,大幅提升了页岩油层的储集性能,因而方沸石富集段与页岩油甜点段对应良好。     

页岩油“甜点”概念及其应用讨论

“甜点”评价是目前非常规油气勘探开发中的一项重要内容,对非常规油气规模效益开发具有重要意义。“甜点”概念内涵不断扩展,评价参数的选择和取值标准更加多样化和地区性。目前常用的“甜点”评价预测方法包括等值线图半定量平面叠合评价方法、多参数共同约束开展“甜点”定量—半定量评价方法、雷达图示法和基于地质异常理论建立“甜点”定量评价方法,在实际应用过程中,要根据盆地构造沉积背景、岩性组合、资源类型等基础资料,遵循叠加递进判别原则,研发适用性评价预测方法。中国陆相页岩非均质性强,不同类型页岩油的富集规律和主控因素差异明显。夹层型、混积型页岩油均发生过源内运聚,源岩非储集层,储集层主体岩性为砂岩(粉砂岩)、碳酸盐岩(混积岩),储层的储集物性、含油气性和脆性是关键指标。厚层—巨厚层纯页岩油层段整体含油,以源内滞留为主,源岩即储集层,建议综合沉积旋回、纹层结构类型、岩性组合、含油气性、储集性、可压性、可动性、可采性等资料,应用5～8个关键参数,采用三分法划分出Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类富集层。在优选富集层时,要根据不同盆地、不同区带的热演化成熟度具体进行分区考虑,在中—低成熟度区应优选与高TOC含量页岩层段紧邻的...     

吉木萨尔页岩油乳化原因分析

为了探究吉木萨尔页岩油乳化严重的原因,首先将吉木萨尔油田稠油分离成胶质、沥青质、剩余分3 个组分,然后使用元素分析仪测定原油及其胶质的元素组成,采用高分辨傅立叶变换离子回旋共振质谱仪（FT-ICR MS）分别对原油及其胶质中化合物的分子组成进行鉴定。研究结果表明,吉木萨尔页岩油的胶质含量为 43.19%,沥青质含量为0.31%,剩余分含量为56.5%,其中,胶质中的N含量是原油的2.3 倍左右,胶质中O和S含量是原油的1.82 和1.29 倍,说明吉木萨尔原油的主要乳化活性成分来自胶质。在负离子（-ESI）模式下,原油和胶质中非碱性极性化合物的相对分子质量分布范围均为200～600 Da,质量中心在m/z=350 处;主要检测到了咔唑类（N₁）、咔唑类氧化产物N₁O₁和N₁O₂及石油酸（O₂）和酚类（O₁）化合物,各组分含量大小顺序为：N₁>N₁O₁>N₁O₂>O₂>O₁。由于N1类化合物含量较高导致了原油的乳化和缚水能力增加;此外N₁的氧化产物N₁O₁和N₁O₂增加了原油的亲水性、极性和乳化性。O₂和O₁的存在进一步增强了原油的乳化能力。在正离子（+ESI）模式下,吉木萨尔原油及其胶质的碱性化合物相对分子质量范围在150～640 Da之间,原油的质量中心在m/z=350 处;胶质组分的质量中心在m/z=340 处;主要检测到N₁和N₂两种含氮化合物。其中N₁类化合物占绝对优势,结构可能为八氢吖啶类、八氢菲啶类、喹啉类或异喹啉类化合物。该类物质在高温下微溶于水或亲水性增加,将导致原油在 高温下乳化性增强。因此,导致吉木萨尔页岩油乳化严重的主要表面活性物质为原油胶质中的含氮极性组分及其氧化物,此类化合物具有较高的界面活性,易在界面上吸附,促进界面张力降低,并且增强界面膜强度,导致乳状液稳定性增加,乳化性增强。     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油上甜点地质工程一体化开发实践

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组(P2l)页岩油资源富集、开发潜力巨大。自首口水平井吉172_H井获得产量突破以来,围绕页岩油规模效益开发的目标,对10口水平井开展体积压裂技术攻关试验,但生产效果均未达预期。通过地质工程一体化联合,在确定P2l22-2岩屑长石粉细砂岩层为优质甜点目标、明确优质甜点钻遇率是压后高产地质保障的基础上,分析了层理面和高强度泥岩隔层对人工裂缝纵向延伸能力的限制作用,对比了已实施水平井的压裂改造参数差异,提出了水平井密切割、高强度体积改造的提产提效技术对策。2017年部署的开发试验井创造了最高日产108.3t、投产240天累计产油过万吨的新生产纪录;2018年推广试验水平井10口,投产5个月平均日产油量达到30.4t,充分证明水平井密切割、高强度体积改造可以有效提高单井产量,取得较高的开发效益,为吉木萨尔凹陷页岩油的规模开发奠定了扎实的技术基础,提供了有力的工程支撑。     

吉木萨尔凹陷页岩油物性变化规律

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组页岩储集层非均质性强,水平井体积压裂开采产量递减快,衰竭式开采预测采收率低,产出原油物性变化复杂。通过原油物性测试、原油赋存状态与产出液物性变化规律研究,结合储量动用模式与剩余油分布特征,从孔隙、储集层和井筒3个尺度表征了页岩油物性与分布规律。在大孔隙内油质较轻,吸附态原油占比较低;小孔隙中油质较重,重质组分易于吸附在小孔隙壁面。不同物性储集层的交替动用,导致井口产出原油黏度变化复杂,具无明显变化、微幅降低、明显降低和微幅上升4种类型。下甜点油质较重,原油普遍发生乳化,含水率大于30%时乳状液黏度激增,含水率可能是导致原油乳化的主要原因。因此,通过CO₂吞吐,可动用衰竭式开发不能动用的吸附态原油;在高含水期加入表面活性剂,降低乳化原油黏度和弹性,提高原油采收率。     

吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组“甜点”成因与分布预测

通过岩石类型、矿物组分、物性特征、沉积环境及成岩作用等资料,对吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组页岩油“甜点”成因与空间分布进行了研究。研究结果表明：①研究区上“甜点”主要为砂质白云岩、泥质白云岩及白云质粉砂岩,下“甜点”主要为泥质白云岩、白云质粉砂岩、粉砂岩及白云质泥岩;上“甜点”平均孔隙度为9.4%,平均渗透率为0.0637mD,下“甜点”平均孔隙度为9.3%,平均渗透率为0.0231mD,均属于中低孔、特低渗储层。②研究区“甜点”储层主要孔隙类型为粒内溶孔和粒间溶孔,上、下“甜点”的差异受沉积环境变化和成岩作用影响,近岸滩和远岸滩物性较好,其次为远岸坝和云坪,压实作用和胶结作用是降低储集能力的两大因素,溶蚀作用可一定程度上改善其物性。③研究区上“甜点”具有“高自然伽马-高电阻率”特征,测井曲线呈尖峰状;下“甜点”具有“中自然伽马-高电阻率”特征;核磁孔隙度大于5.5%可作为识别“甜点”的敏感参数,地震反演剖面上“甜点”具有中高阻抗特征。④下“甜点”段相较于上“甜点”段在凹陷内分布更广,储层物性更优。     

页岩油甜点储层成因新模式——以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组为例

甜点储层是页岩油勘探开发的关键与核心,针对其主控因素及形成机理,利用岩心观察与铸体薄片鉴定、扫描电镜分析、物性测试等方法,结合录井、测井等资料,对准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油甜点储层进行了剖析与研究。结果表明：微米孔隙是页岩油甜点储层的必备条件,依其产状和组合,甜点储层可分为孤立溶孔型、连续溶孔型和混合连续孔型3种类型,不同类型储层物性特征差异明显;微米孔隙主要为次生溶孔,其形成机理是有机酸源内溶蚀作用,与源外常规油气储层溶蚀作用具有明显不同的动力机制,为幕式超压充注溶蚀;CO₂分压和碎屑颗粒产状对源内溶蚀作用具有重要控制作用,前者控制矿物的溶蚀,后者控制甜点储层的类型。源内溶蚀作用的提出,为页岩油甜点储层成因提供了新模式。     

东营凹陷古近系泥页岩中可溶有机质特征与页岩油“甜点”预测

可溶有机质作为页岩油的重要载体,所蕴含的丰富信息对页岩油"甜点"预测具有重要意义。选取东营凹陷沙四段下亚段、沙四段上亚段、沙三段下亚段和沙三段中亚段泥页岩样品,对其可溶有机质族组分及饱和烃色谱进行分析,据可溶有机质含量、族组分及轻质烃含量等特征,确立反映页岩油丰富程度的参数(可溶有机质含量和饱和烃含量)及表征页岩油流动性的参数(流动性指数、轻质烃含量和轻质烃散失量)。结果表明,沙四段上亚段和沙三段下亚段可溶有机质含量与饱和烃含量明显高于沙四段下亚段和沙三段中亚段,以沙四段上亚段最高;沙四段上亚段和沙三段下亚段可溶有机质中流动性指数较沙四段下亚段和沙三段中亚段更高,同时沙四段上亚段具有更高的原始轻质烃含量和轻质烃散失量。综合分析认为,沙四段上亚段和沙三段下亚段是页岩油有利发育层段,其中以沙四段上亚段最好,是东营凹陷古近系页岩油"甜点"优选目标区。     

致密油与页岩油形成条件与“甜点区”评价

基于国内外页岩层系液态烃勘探研究成果,对页岩层系液态烃的形成条件、聚集机理、类型划分、海陆相差异进行系统分析,进一步开展"甜点区"研究评价。通过分析北美和中国页岩层系液态烃的地质特征,指出页岩层系液态烃具有大面积连续分布、无稳定自然产能2项基本特征,且"规模区"需具备稳定构造背景、规模优质烃源岩、规模储集空间、源储共生分布等4项形成条件。揭示了页岩层系液态烃源储耦合、致密化减孔聚集机理,划分6项24种不同类型页岩层系液态烃,指出中国陆相页岩具有地热梯度较低和地层非均质性较强两项特征,须优选规模型"甜点区"来稳步推进工业上产。页岩层系液态烃"进源找油",应着力开展地质、工程和经济"三品质""甜点区"综合评价,成熟度是控制"甜点区"分布的首要因素。中国陆相有利页岩层系液态烃Ro值为0.8%~1.3%,TOC值大于2%,岩性为纹层状页岩或致密孔隙性储集层,孔隙度较高(致密油大于8%,页岩油大于3%),脆性矿物含量高(致密储集层大于70%,页岩大于40%),含油饱和度50%~90%,原油黏度较低或地层压力较高,天然裂缝发育。页岩层系液态烃具有巨量的资源规模,增强海陆相页岩层系液态烃形成分布地质认识,对持续关注、推动这一重大领域的发展具有借鉴意义。     

关于吉木萨尔凹陷页岩油的思考

关于准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组原油类型,历来有2种观点,一种观点认为属于致密油,另一种观点认为属于页岩油。参照《致密油地质评价方法》和《页岩油地质评价方法》这2个国家标准,厘定了吉木萨尔凹陷芦草沟组原油的归属。研究表明,依据源储关系和单层厚度统计数据,认为吉木萨尔凹陷芦草沟组原油为页岩油。依据页岩油的赋存条件、源储关系和富集模式,将吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油划分为夹层富集型页岩油。从烃源岩地球化学参数、储集层岩性和物性、油藏参数、裂缝发育情况和脆性特征几个方面,对比了国内外典型页岩油特征。结果表明,吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油为低—中成熟度页岩油,烃源岩在早期就开始大量生排烃;储集层孔隙度相对较高,但渗透率明显偏低;油藏含油饱和度较高,但原油密度大,黏度高,气油比低,流动性差;储集层天然裂缝不发育,岩石力学脆性较差。     

吉木萨尔页岩油区块防漏堵漏技术

针对吉木萨尔页岩油区块钻井过程中漏失频发的问题,从地层分布、岩性差异与储层发育特性方面分析了漏失机理,发现该页岩油区块的漏失主要集中在侏罗系八道湾组和二叠系梧桐沟组,浅部漏失地层砂砾岩孔隙发育,胶结疏松,深部漏失地层诱导裂缝发育,所发生漏失分别为渗透性漏失和诱导裂缝漏失.基于吉木萨尔页岩油区块的漏失机理,结合该区块处理...     

吉木萨尔凹陷页岩油储集层渗流机理

为认识页岩油储集层岩石中流体的流动规律,以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组为例,利用室内物理实验和数字岩心技术,开展了页岩油储集层微观孔隙结构和渗流机理研究。通过页岩油岩心单相渗流物理实验,获得基于启动压力梯度的单相渗流非线性数学模型以及与孔隙结构特征参数相关的渗透率经验公式;基于数字岩心,利用格子玻尔兹曼方法,进行页岩油单相流体的模拟,实现流体流动的精细表征。结果表明,页岩油储集层的渗流速度与压力梯度关系具有典型的非达西渗流特征,呈三次函数关系,具有非常好的相关性。     

准噶尔盆地页岩油“甜点区”评价与关键技术应用——以吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组为例

非常规油气资源已成为准噶尔盆地油气勘探的新领域之一。以吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组为着手点,开展页岩油形成与富集的地质条件、“甜点”评价及预测技术方法等研究。通过总结近年来吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油的勘探成果,梳理出页岩油“甜点”形成的关键地质条件：①广泛分布的优质烃源岩;②致密的储层中发育物性较好的“甜点”段;③源岩层系内频繁的源储薄互层构成源内高效的成藏组合。明确芦草沟组页岩油“甜点”受控于烃源岩、岩性、物性、含油性、敏感性、脆性、地应力各向异性等参数,并基于现场实验参数建立了其评价标准。以“甜点”分布的地质需求为导向,形成了一套多参数“甜点”分布预测技术,涵盖地质、测井、物探以及工程等方面。形成的地质认识丰富了我国陆相页岩油地质理论认识,相关技术方法为准噶尔盆地其他地区页岩油领域以及国内陆相盆地页岩油的评价提供借鉴。     

吉木萨尔页岩油水平井钻井技术实践

吉木萨尔页岩油3000 m以浅部署的水平井水平段长度普遍在1000～2000 m左右,井斜角近90°,增斜段、水平段地层钻进存在着钻压传递、井眼清洁、井壁稳定等技术难点,从井身结构优化、PDC钻头优选、"大功率螺杆+水力振荡器"协同提速导向、复合盐钻井液体系优化等方面入手,研究形成了吉木萨尔浅层页岩油水平井钻井关键技术...     

陆相页岩油甜点地球物理表征研究进展

针对中国东部陆相页岩油甜点地球物理预测技术适应性不足等问题，从基础研究入手，构建陆相页岩油层岩石物理模型，分析地球物理响应特征；开展地质-测井-地球物理融合分析，认为富有机质纹层状岩相+裂缝为富集主控因素；在岩相、TOC、物性、含油性、脆性、压力、地应力等地震预测方法研究的基础上，攻关纹层状岩相、裂缝及地应力地球物理预测技术。基于岩石物理模型与各向异性叠前反演，形成层理缝密度预测方法，将层理缝密度地震属性作为沉积约束参数，实现纹层状岩相有效预测；基于正交各向异性介质AVAZ属性，提高裂缝表征精度；基于岩石三模量实现地应力大小预测，基于层间速度变化率预测地应力方向。通过研究，厘清了陆相页岩油甜点要素，明确了甜点要素指标体系以及岩石物理、地球物理响应特征，完善与建立了相应的甜点地球物理表征方法，在济阳坳陷预测了页岩油有利目标区。