塔里木油田坚持“稀井高产”的开发原则,不仅利用水平井技术实现了新油田整体高效开发,而且在老油田综合调整中也取得了巨大成效,还成功应用于气藏及凝析气藏的开发,以水平井技术为主实现了气田开发高水平和高效益,逐渐形成了一套比较成熟的适合塔里木气区实际的水平井优化设计技术。
克拉2气田是位于塔里木盆地北缘的一个世界级气田,具有规模大、整装、气柱高、异常高压、单井产量高、完井工艺难度大等特点;为了高效开发好该气田,从开发初期起就应针对这些特点,对产量安全性进行合理评估,对单井产量进行优化配置,对压力特征变化进行准确把握,对动态储量进行了准确预测分析,无论从经济意义还是社会意义上讲这样做都是非常必要的。目前克拉2气田正处于开发初期,根据国内外有关开发经验,存在一定的产量风险,表现在产能往往会被过于乐观的估计。指出采用动态一体化早期评价技术,及时有效地分析气藏开采特征,评价气井当前的开采效果,跟踪、预测气藏的开采动态,完全有可能对异常高压气藏开采过程中出现的各种产量不安全因素进行提前预警,并可通过产量调控措施最大程度地降低或消除这种产量不安全因素,据此认为开发初期技术政策界限研究是目前唯一可行的提高开发管理水平的途径。
通过讨论川西(四川盆地西部)、柴北缘(柴达木盆地北缘)和准南缘(准噶尔盆地南缘)前陆盆地的成藏过程,指出我国中西部前陆盆地具有多期聚集、晚期聚气的成藏特征,认为我国中西部前陆盆地具有最重要的两大成藏期,一是燕山期及其之前的油气成藏期,主要是中部周缘前陆盆地和西部再生前陆盆地二叠系烃源岩和三叠系烃源岩的油气聚集期;二是喜山晚期,主要是受新构造运动影响,西部再生前陆盆地中、新生界烃源岩的油气成藏和中部周缘前陆盆地的油气调整期,其中中生界煤系烃源岩是中西部前陆盆地主要的烃源岩,而喜山晚期冲断作用形成的断层相关褶皱圈闭与前陆发育时巨厚沉积造成的中生界煤系烃源岩排烃过程相匹配。此外还讨论了前陆盆地中的古构造(背景)在油气聚集中的重要作用和早期前陆盆地成藏体系、再生前陆盆地成藏体系在油气相态及成因类型的平面分布特征上的控制作用。
探讨了油气成藏系统的定义,认为油气成藏系统是含油气盆地内相对独立的油气运聚单元和成藏各要素的总和,是不同于含油气系统的独立概念,其研究重点在于油气藏。通过对准噶尔盆地南缘前陆盆地构造特征、成藏要素和运聚特征的分析,认为准噶尔盆地南缘前陆盆地可以划分为三大油气成藏系统和八个次级油气成藏系统,这些成藏系统平面上和纵向上的差异最终导致了油气空间展布的差异。
川西前陆盆地须家河组发育的辫状河三角洲前缘砂体是研究区主要的储集砂体,其砂岩主要为富杂基、富岩屑的石英砂岩及岩屑砂岩,砂岩结构成熟度中等到较低。野外观察以及(铸体)薄片等分析研究表明,该区须家河组储层属特低孔特低渗致密性储层,以次生溶孔为主,以Ⅱ、Ⅲ类储层为主,Ⅰ类储层较少。
根据四川盆地西北部中三叠统雷口坡组野外剖面及钻井岩心的宏观观察,借助薄片、阴极发光、电子探针和矿物包裹体等配套资料,研究了雷口坡组储层段亮晶颗粒白云岩和蓝绿藻粘连白云岩内胶结物的结构、特征和组合形式,分析了成岩环境与储集空间的关系,指出原生粒间孔和藻粘结“格架”孔内6种不同类型的亮晶胶结物是4期不同成岩环境的产物,其在产状、矿物学、地球化学等特征和组合形式上具有较大的差异,对储集空间的影响的差异也较大。
焉耆盆地位于南天山造山带东部,是在海西期褶皱基底上形成的中新生代沉积盆地,作为西北地区一个小型的侏罗纪含油气盆地,该盆地除与周缘的塔里木盆地、吐哈盆地有相似性外,还有自己独特的石油地质条件。指出中生代原型盆地具有张扭性断陷盆地的沉积演化特征,构造变形以“挤压、走滑和拆离滑脱”为主要特征,形成了3种独特的构造控油组合及成藏模式;三叠系、侏罗系含油气系统在南北凹陷形成了2个相对独立的油气运聚系统,其中北部凹陷存在着燕山中期和喜山晚期2次油气充注期,而南部凹陷仅发育燕山中期一次油气充注期。
柴达木盆地西部南区逆断层断面产状呈上陡下缓的铲式特征,生长系数变化在1.3~2.5之间,断距纵向上向浅层逐渐变小和横向上向一个方向逐渐增大,总体表现为典型的同沉积压扭断层。指出该断层演化主要经历了同生冲断期、褶皱发育期、平静期及二次活动期4个阶段,长期活动的NWW向主干断层除控制构造带的展布格局外,还控制着烃源岩、储集层、盖层及其组合的空间发育,同时还有效地沟通着源岩与圈闭并成为有效输导体系的一部分,近N S向展布的次级断层决定着局部构造的发育特点,与NWW向断层联合控制着油气的局部富集。
张扭和压扭性构造是兼有走滑和拉张挤压2种作用的构造样式。经对大量具有张扭和压扭特征断层的统计提出,这2种扭动断层在沉积盆地的发育中具有特殊的空间位置与剖面特征,认为应当进一步加深对张扭和压扭断层的研究和认识,张扭和压扭构造是厘定渤海湾盆地及其内部坳陷演化过程的必需条件。
榆林气田是鄂尔多斯盆地的重要气田之一,其主力储层为下二叠统山西组2段砂体,但该套砂体的成岩演化过程复杂,受控因素很多,给勘探带来较大困难。为揭示该段砂体孔隙发育的控制因素,在岩石薄片观察的基础上,先用多元逐步回归法对其进行了分析,进而采用变量分离法把影响孔隙的因素分为沉积变量、酸性变量和还原变量,并解释了该区沉积相相同的两段砂体孔隙度不同的根本原因:在沉积条件十分有利的情况下,即无论是否发生溶蚀作用,孔隙都比较发育,其中原生孔隙占有较大比重;在酸性变量较高的区域内,无论沉积条件是否有利,孔隙也都十分发育,但次生孔隙占相当的比重。
储层裂缝的空间分布和裂缝表征参数的定量研究是石油地质学前沿问题,人们常用三维有限元数值模拟技术进行构造裂缝的定量预测[1],确定储层裂缝的组系、方位和密度,弄清储层裂缝的三维分布。以辽河欢喜岭地区为实例进行了中生界古构造研究与恢复,反演了古区域应力场,建立了三维地质模型与相应的应力场计算模型,从构造力学和应力场的角度进行了该区中生界火山岩储层的裂缝预测。
鄂尔多斯盆地三叠系延长组属低孔特低渗砂岩储集层,其长7油层组烃源岩生成的油气如何运移到致密储集层及其动力来源和运移通道问题一直为人们所关注。根据泥岩压实研究和古水动力数值模拟结果,恢复了长1-长6油层组泥岩最大埋深时期的过剩压力,分析了长2油层组和长6油层组的油势分布和演化历史,进而,结合前人的研究成果,认为过剩压力是油气初次运移的动力,并从油气运移的角度提出了延长矿区就近聚集型、顺层运移型和穿层运移型3种成藏模式。
岩溶地貌可以划分为岩溶高地、岩溶坡地和岩溶盆地3种主要类型,岩溶盆地被认为是主要的混水区,其孔洞充填严重,储集性能较差,但随着勘探的深入,在岩溶盆地的局部地区也相继找到了储集性能较好的储层,这些储层的发育部位正好处于岩溶盆地中的微隆起带。根据鄂尔多斯盆地石炭系本溪组厚度图和基底断裂与岩浆岩体分布关系图的分析,指出这种微隆起形成的原因主要是由于基底断裂长期活动的结果;微隆起虽混水但不聚水,受渗流和潜流作用的共同影响,风化壳的发育仍具有一定的深度,由于早期孔洞发育,为后期储层的进一步改造创造了条件。认为岩溶盆地中的微隆起带仍具有较大的勘探潜力。
鄂尔多斯盆地奠基于太古代-早元古代的结晶基底之上,其演化过程以稳定发育为特征,但其稳定性和活动性是对立统一、协调发展的。以钻井资料和地震资料为基础,恢复了各时期的古构造形态。结合沉积特征,将盆地演化划分为4个主要阶段,即中晚元古代坳拉谷盆地发育阶段、古生代大型稳定克拉通盆地发育阶段、中生代前陆盆地发育阶段、新生代周缘断陷盆地发育阶段。指出盆地早期演化主要受中央古隆起控制,表现为中部隆,东、西坳的古构造格局;晚期演化主要受后期改造的影响,表现出西部持续坳陷、东部整体掀斜的古构造格局;二叠纪石千峰期为这2种构造格局转换的关键时期。
为了更准确地预测凝析气藏的天然气和凝析油可采储量,利用哈伯特预测模型中油气产量、累积产量与时间的变化关系,对原模型公式进行了简单地变形和推导,并结合凝析气藏在当前经济技术条件下的废弃产量,确定了有效的生产时间,同时对天然气、凝析油作为独立的对象进行了回归拟合求解,获得了凝析气藏油、气的经济可采储量。指出结合实际改进后的哈伯特模型的预测结果更加符合凝析气藏的实际情况,可为油气藏储量管理及开发规划提供可靠的理论依据。
精细构造解释和储层预测是针对具体评价地区地质和地球物理特征的一系列技术、方法的整合,能最有效的解决相关研究问题,发现油气成藏的关键因素。在秦皇岛27/33区块油藏评价中,从井资料入手,通过测井处理、地层对比、构造精细解释、地震反演和三维可视化解释,描述了该区的构造特征,落实了圈闭规模,揭示了目的层明下段曲流河、网状河的沉积、展布和河流变迁的特征、相关沉积砂体的空间分布特征及其含油气性。基于研究结果提出秦皇岛33-1油藏是一个低幅度构造背景上的构造-岩性油藏,并具有一定规模的地质储量。
相干体技术是近几年才发展完善的一项用于辅助解释的分析技术,主要用于解决复杂断裂带的断裂性质和预测裂缝发育带等地质问题。利用相干体技术预测出了塔里木盆地桑塔木、塔里木盆地克拉2和松辽盆地大情字井三维地震工区的碳酸盐岩裂缝发育带,识别出了岩性异常体的边界、小断层和断层间的关系,准确而有效地解决了常规地震解释中遇到的断裂组合问题。
通过储集层粘土矿物类型、骨架颗粒特征、岩石润湿性、特殊重矿物导电特性研究,对潜江凹陷潜江组低电阻油层的成因进行了分析,认为油层岩石骨架粒度分布形式、骨架颗粒平均粒径小、泥岩与粘土矿物产生的高束缚水含量和特殊重矿物的存在是形成低电阻率油层的主要影响因素。根据低电阻率油层特点,建立了图版法、测井曲线重叠法和定量解释法等识别低电阻率油层的方法,并确定了判识标准,在实际应用中取得了良好效果。
琼东南盆地BD 13区中新统三亚组一段地震异常体具有异常范围比构造范围大的特点,且具备良好的油气成藏地质条件,可能属于构造背景之下的岩性圈闭成藏。为了确定该地震异常体的含气规模,利用拟声波地震反演和频谱成像技术联合预测了该套储层,初步搞清了砂体厚度及平面展布特征,在此基础上,利用AVO、AVD、DR及衰减梯度等烃类检测技术进行了储层检测,并应用衰减梯度多信息融合技术预测了砂体含气规模,结果表明,BD 13区三亚组地震异常体含气规模较大,应具有良好的勘探前景。
Gasab区块是苏丹M elut盆地的一个短轴背斜,构造上属于北部凹陷东南部的断阶,区块断层发育,断裂系统组合复杂;该区块处于西南和正南方向砂体范围内,由于这些砂体极为发育,纵横向变化大,造成该区块为复杂断块油气田。针对上述情况,在开展G asab区块地震资料解释时,以始新统Y abus IV-V I砂组为主要目的层,进一步查明了该区块的构造及断裂特征、储层的横向分布、物性变化及油气分布规律;在构造层位精细解释中使用了人机联作、时间切片、相干剖面、多线剖面、三维可视化等技术,从而识别出了断层,落实了构造,解释成果用于探井后,发现了一系列含油圈闭,使G asab区块成为继M o leeta亿吨级油田之后苏丹油气储量增长的又一地区。
在地震勘探中,高速地层的屏蔽作用往往使地震波的能量难以继续向下传播,因此常规的地震资料采集方法很难得到高速屏蔽层以下地层的有效反射地震资料。根据Snell定理和Zoeppritz方程,通过水平层模型的正演模拟,研究了地震波在地层分界面上的能量与方位角关系,发现了地震反射波的能量在超临界角突然增强的变化规律。基于该能量传播规律,采用大炮检距地震采集系统对含高速屏蔽地层的理论模型进行了地震采集实验,在超临界角区域接收高速屏蔽层下方的反射地震信号,有效地削弱了高速地层的屏蔽影响。此外还研究了激发频率与分辨率的关系,对含高速屏蔽层地区的地震资料采集工作提出了一些建议。
含油气检测是利用油气层不同于水层或干层的地球物理响应,直接识别储集层流体类型的研究。含油气检测工作大体可以分为两步来进行,那就是识别和追踪。具体方法有:地震属性-地质分析、信息分解、多属性优选、多属性综合预测。在胜北3D地震覆盖区,有胜深3、胜北3等探井10口,其中获工业油气层两层,J3k油气层和K1l油层。J2q油气层为该区重要的油气层,邻区有多口井获得了高产油。运用多属性综合等方法对它们进行了含油气检测,确定了它们各自的油气分布范围。在油气检测的有利区新钻的Shb16井在J3k获得油气层,证实了检测结果的准确性。
库车山地高陡复杂构造圈闭研究受地震资料品质差和构造建模困难等不利因素影响,圈闭研究精度难以满足需要。为了提高圈闭研究的精度,在找出高陡复杂构造研究难点的基础上,有针对性地提出:继续进行采集攻关和处理解释一体化,尽可能多地占有地震、钻井和露头资料;加强速度分析并且使多种速度研究方法相结合和相互验证;运用断层相关褶皱理论进行精细浅深层构造建模。
从储层预测实际出发,通过研究实例对储层反演的对象、研究内容、工作流程、技术思路和质量控制等几个方面进行了阐述,强调反演前的岩石物理特征分析是做好反演工作的基础,提出储层反演必须依据地震资料和研究目的,开展可行性研究与先导性试验,选择确定适用的工作流程,在反演过程中应尽量保持各类数据的一致性。另外对反演中需要注意的问题进行了探讨,期望能够对提高地震反演工作水平,改善储层预测效果有所裨益。
地震资料反演是预测砂体的主要手段,稀疏脉冲阻抗反演是目前最流行的波阻抗反演方法之一,其可以解决井较少情况下一些砂体展布的定性预测。应用稀疏脉冲阻抗反演方法预测YX地区砂四段三砂组砂体展布特征明显,与测井资料吻合较好。
轻烃具有以自由基进行反应的特性,烯烃的双键易断裂。阐述了沉积岩表面吸附轻烃时遵循固体表面吸附的理论:首先是物理吸附,随着分子距离的减小,范德华引力增大,增大到一定程度就可以使烷烃中被物理吸附的C-H键生成C.和H.,使烯烃中被物理吸附的C=C键生成.C-C.、.C-C.或C.和H.并分别和表面的分子或离子生成新的化学键;此时,吸附变为化学吸附,化学吸附轻烃的热解吸是以自由基形式进行,在较低温度下的解吸是化学吸附的可逆过程,在较高温度下的解吸则发生组分的化学重组反应,而常温酸解吸是化学吸附的可逆过程,不发生化学重组反应。指出轻烃的吸附与解吸有较多的实验证据,研究轻烃的吸附与解吸模型对轻烃分析技术发展有重要指导意义。
汞是油气中最重要的毒性物质之一,油气燃烧后,汞会进入大气造成环境污染。随着分析技术的不断发展,对汞在油气中的存在形式有了进一步的认识。准确地确定油气中总汞和汞化合物物种需要熟练的采样方法和严格的分析技术,因为利用常规的分析技术很难检测到油气中的某些汞化合物。目前,已有关于石油中不同汞化合物的报道,但数值变化范围很大,对于二甲基汞作为人类潜在的危害有了一些认识,其在油气中准确的含量仍有待深入研究,油气中汞及其化合物的含量和相对分布主要与源岩类型和地质背景有关。
地层水化学的空间分布特征研究是追踪流体运移及油气运移、聚集的重要手段之一。通过对松辽盆地水化学测试数据的分析,阐明了该盆地水化学特征的空间分布规律及其所反映的流体-岩石相互作用过程,指出水化学的时间演化特征受流体-岩石相互作用的控制。再通过研究水化学中C l--HCO3-和N a+-K+-Ca2+的关系进一步阐明了该盆地地层水早期为富含HCO3-的低盐度流体,含钠矿物(N aC l)与碳酸盐矿物的溶解作用导致了流体中各种离子及流体盐度的增高,随后的钠长石化作用导致流体中Ca2+的富集与N a+的亏损,形成了CaC l2型流体。最后指出松辽盆地水化学特征所反映的流体-岩石相互作用过程得到了其它地质观察的证明,认为地层水化学可以示踪流体-岩石相互作用过程,有广泛的用途。
为了给珠江口含油气盆地有效烃源岩的判识和区带成藏条件评价提供实验依据和基础数据,选取了该盆地珠一坳陷有代表性的泥岩样品(I-II1型、II2型、III型)进行了真空封闭体系下热压模拟实验,研究了不同烃源岩在生油气高峰阶段和在不同演化阶段的产油气率,综合分析了不同类型烃源岩的生排烃模式、倾油倾气性和生烃潜力,还分析了不同演化阶段的TOC恢复系数。
川西北地区的飞仙关组为一受龙门山岛链控制的混积台地,主要堆积了一套灰色碳酸盐岩与紫红色泥页岩沉积,由于有机碳含量很低,其不可能成为有效的烃源岩,但野外调查和钻井发现,飞仙关组灰岩晶洞或裂缝中都存在一些残余原油。根据一些残余原油的色谱特征、族组成碳同位素和生物标志化合物分布特征,认为该组灰岩晶洞或裂缝中的油是寒武系泥质烃源岩在生油高峰期生成的原油经历了不同程度的生物降解和长距离的运移后,在多期构造幕作用下,多次充注、破坏、变迁的次生残留物。
通过研究三塘湖盆地马朗凹陷中上三叠统-中下侏罗统煤系烃源岩有机质类型(主要为Ⅲ型)及其演化程度(RO为0.5%~0.6%)和天然气特征(高含量烃类成份,高干燥系数,甲烷碳同位素较轻,乙烷和丙烷碳同位素较重),认为该凹陷天然气符合煤成生物-热催化过渡带气特征,并指出该套源岩从白垩纪开始进入煤成生物-热催化过渡带气生成阶段,其气源贡献可延续至第三纪末乃至更晚。
露头资料显示,塔里木盆地东南地区东部瓦石峡凹陷发育有良好的侏罗系烃源岩。通过对若参1井岩石和气体样品进行有机地球化学分析,研究了天然气的成因和烃源岩发育情况,发现该区天然气主要来自于侏罗系煤系烃源岩,其甲烷含量非常高,属典型干气,乙烷碳同位素较重,指示其为陆相成因。指出该区烃源岩成熟度普遍较低,而甲烷碳同位素反映出来的天然气成熟度却很高,认为造成这种现象的主要原因一方面是天然气可能来源于凹陷中心成熟度相对较高的烃源岩,另一方面可能存在局部热事件。
从碳酸盐岩有机质丰度的下限评价标准入手,探讨了碳酸盐岩作为烃源岩的评价问题,并结合中扬子地区海相地层的发育特点,从烃源岩的角度分析了该区海相地层的油气勘探前景。
通过对天然气组成、油气碳同位素、油轻烃、中分子量烃和生物标志化合物的研究,阐明了川中-川南过渡带上三叠统须家河组油气的全烃地球化学特征、油气的成因和可能来源。指出须家河组油气主要来自须家河组自身的煤系烃源岩,并以煤系泥岩贡献为主;天然气以成熟腐殖型母质成因为主,少量的凝析油和原油来自其中的混合型有机质,不具备典型煤成油特征。
含水层储气库气驱多相渗流机理物理模拟研究与常规油气田气驱物理模拟研究不同,前者主要是解决储气库多次注采循环条件下的气驱渗流机理模拟,因此从实验的设计和流程都有其特殊性、复杂性,但目前国内外文献对此报道甚少。通过对含水层储气库物理模拟实验流程的自主设计和研发,主要解决了3个方面的室内物理模拟评价技术,包括多次注采循环岩石应力敏感性评价技术、多次气水互驱多相渗流特征评价技术和多次注采后库容及渗流特征评价技术等,指出该评价技术系列可以为今后我国含水层地下储气库的建设与运行打下较好的理论基础。
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