天然气地球科学

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赵军, 曹刚, 武延亮

天然气地球科学. 2018, 29(11): 1553-1558. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.09.004

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不同于常规砂岩储层，致密砂岩储层孔隙结构更为复杂，单靠孔隙度或渗透率等单一参数难以有效划分储层。由于单参数在划分储层方面存在困难，因此引入多个能表征储层特性的参数综合评价致密砂岩气储层。以塔里木盆地克拉苏西部气田为例，压裂后，储层按照气井产能可分为4类，结合储层特点，选用斯通利波时差、斯通利波渗透率、反射系数和孔隙度参数可以较灵敏地反映储层孔隙和裂缝的发育情况，将这4个参数作为致密砂岩气藏储层评价判别集，引入一种基于模糊数学的多元隶属函数的方法来划分致密砂岩气储层，可以明显划分出这4类储层。

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断裂带内部结构及其对油气运聚的控制作用——以准噶尔盆地北缘哈山构造带为例

王圣柱, 吴倩倩, 宋梅远, 于洪洲, 张关龙

天然气地球科学. 2018, 29(11): 1559-1567. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.09.002

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断裂带内部结构对油气运聚的控制作用是哈山构造带成藏研究的薄弱环节。基于野外露头、钻井岩心和(成像)测井、薄片等资料开展断裂带结构层识别与划分，建立了火山岩区逆断层断裂带结构模型。断裂带结构观测统计与伴生裂缝充填脉体包裹体均一温度、碳氧锶同位素地球化学测试分析认为，断裂一般经历破裂、碎裂和碎裂流作用，由二维断层面逐渐演化为三维地质体，呈由内向外“扩展式”发育特点。通过对油气藏与探井油气水空间分布关系解剖，探讨了断裂带内部结构对油气运聚成藏的控制作用。断裂带“四维”属性控制了油气输导方式的转换、幕式输导时限和差异运聚成藏，在断层活动期与停止活动后至完全充填胶结之前的2.9~9.8Ma时间内破碎带和诱导裂缝带具有良好的输导性，推覆体浅部与中—高角度推覆断裂对接，且具有良好盖层的圈闭与深部中—低角度推覆断裂下盘圈闭为油气的有利聚集部位。

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强变形区走滑断裂带伸展—聚敛应力效应构造解析及控气作用

尹帅, 李爱荣, 陈梦娜, 赵金利, 丁文龙, 赵靖舟, 曹翔宇

天然气地球科学. 2018, 29(11): 1568-1574. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.04.011

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沁水盆地处于华北板块内部，是一个中、新生代构造活动活跃的残留型盆地。盆地内部地层普遍发生了强烈变形，发育大量走滑断裂。走滑断裂的排列组合能指示局部地层应力环境并影响储层物性。以沁水盆地南部地区为解剖区，详细分析了强变形区走滑断裂带的伸展—聚敛应力效应及其对致密储层产能的影响。研究结果表明，研究区自喜马拉雅期以来，主要受来自于北东向的挤压应力的影响，断裂具有右行走滑的性质。在这种应力场作用下，右行右阶断裂指示伸展区，而右行左阶断裂指示聚敛区。基于该原理对伸展区和聚敛区进行了划分，从这2类区域的平面分布特征来看，从西北方向到东南方向，两者具有一定交互分布的特征。对于研究区东部的樊庄区块，自北向南，断裂走向呈“S型”的分布变化趋势；其中部伸展区为“S型”区域的肘部或转折端，或称“应力转折带”。应力转折带的构造应力场复杂，裂缝通常较为发育，为伸展区。具有较高产能的气井主要分布在伸展区，而聚敛区气井的产能则通常较低。气井产能分布情况与伸展—聚敛应力效应分析结果一致，验证了该构造解析方法的可靠性。

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四川盆地中台山地区须家河组致密砂岩气藏富集高产主控因素

唐大海, 王小娟, 陈双玲, 吴长江, 杨广广, 温梦晗, 朱华

天然气地球科学. 2018, 29(11): 1575-1584. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.09.001

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四川盆地须家河组具有典型的致密砂岩气特征。2006年以来四川盆地大川中地区须家河组致密砂岩先后发现安岳须二段气藏、合川须二段气藏等多个大型岩性气藏，累计提交三级地质储量万亿立方米，勘探成果显著，但气藏投入开发后普遍产水，且水产量较高，累计产气量超过5 000×10⁴m³的高产井较少。2012年，在川中—川西过渡带中台山地区钻探了风险探井ZT1井，在须家河组须二段获高产工业气流。投产后该井日产气量高、产微量水，目前已累计产天然气超1×10⁸m³。在区域地质研究基础上，通过大量生产井地质条件分析，开展了中台山地区与川中其他地区须二段气藏高产因素差异性分析，明确了优质烃源岩、优质河道砂岩储层、天然裂缝是中台山地区油气富集高产的主控因素，优质烃源岩发育为致密砂岩提供充足气源；优质河道砂岩储层形成高丰度气藏；天然裂缝是油气高产的关键。

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川西地区中三叠统雷口坡组储层特征及其形成条件

田瀚, 唐松, 张建勇, 辛勇光, 王鑫, 李文正

天然气地球科学. 2018, 29(11): 1585-1594. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.08.010

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近年来，四川盆地川西地区雷口坡组的油气勘探取得了丰富的成果，但是对雷口坡组碳酸盐岩储层特征及其控制因素的综合研究还相对薄弱，严重制约了雷口坡组进一步的油气勘探步伐。基于野外露头、岩心、测井等资料，结合实验分析数据，系统总结了川西地区雷口坡组储层的发育特征及其形成条件。研究表明：① 川西地区雷口坡组储集岩主要以藻白云岩、颗粒白云岩和细粉晶云岩为主，粒间孔、晶间孔和生物格架孔是主要的孔隙空间，储层整体表现为低孔低渗特征；②沉积相和岩溶作用共同控制着川西地区雷口坡组储层的发育，其中沉积相是储层发育的物质基础，准同生期的白云石化和岩溶作用是孔隙规模保持和次生孔隙形成的主控因素，而中三叠世末期的表生岩溶作用起到加强和巩固的作用，埋藏期有机酸的溶蚀作用起到保护作用。

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渤海湾盆地黄骅坳陷二叠系砂岩储层储集特征及成岩作用

靳子濠, 周立宏, 操应长, 付立新, 李宏军, 楼达, 孙沛沛, 冯建园, 远光辉, 王铸坤

天然气地球科学. 2018, 29(11): 1595-1607. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.09.011

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黄骅坳陷二叠系砂岩储层是目前渤海湾盆地上古生界油气勘探的重点对象。综合运用岩心观察、薄片鉴定、扫描电镜观察等方法，对黄骅坳陷二叠系砂岩储层储集和成岩作用特征进行了研究。结果表明：研究区储层经历了复杂的成岩改造，目前整体处于中成岩A1—A2期，成岩作用主要有压实作用、胶结作用、溶解作用和交代作用。储层孔渗相关性较差，表现为低孔—低渗和低孔—致密的特点，储集空间粒间溶孔、粒内溶孔及高岭石晶间孔发育，极少发育原生孔隙。孔隙结构分为A-1、A-2、B、C、D和E的5大类6小类。其中，A-1类孔喉为中高孔—中喉型，连通性最好；A-2类孔喉为中高孔—细喉型，连通性次之；B类、C类为小孔—细喉型，连通性较差；D类、E类为小孔—微喉型，连通性最差。不同成岩作用对储集物性的影响差异显著：压实和胶结作用使储层物性变差；溶解作用形成大量次生溶孔，改善了储集性能，为有利储层的形成提供条件。

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合肥盆地下白垩统朱巷组沉积相与油气勘探前景

李敏, 李双应, 李振生, 程成, 谢伟

天然气地球科学. 2018, 29(11): 1608-1618. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.08.019

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合肥盆地是中国东部较大的含油气远景沉积盆地，但油气勘探一直未有突破。下白垩统朱巷组被认为是合肥盆地主要的烃源岩层之一，但对其沉积相和古地理的认识尚存在分歧，研究未受到足够的关注。根据野外剖面测量、沉积层序、沉积构造鉴别，以及岩石薄片显微观察和粒度分析，认为下白垩统朱巷组沉积物来自盆地东侧的张八岭隆起，主要为冲积沉积，冲积扇、河流、洪泛平原、滨湖—浅湖等沉积相带自东向西依次展布。大桥凹陷一带的朱巷组不发育深湖相沉积，不具备生烃条件，这不同于前人的认识；大桥凹陷古城地区钻孔揭示的原“朱巷组”暗色泥岩烃源岩层累计厚度在600m以上，是否属于下白垩统朱巷组需要进一步研究，其可能仅形成于郯庐断裂带内部的小型断陷盆地。郯庐断裂带中的小型断陷盆地可能是研究区油气勘探具有潜力的新领域。

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柴达木盆地英西地区缝洞型碳酸盐岩储层体积改造技术研究与应用

贾锁刚, 梁宏波, 万有余, 胥云, 翁定为, 刘世铎

天然气地球科学. 2018, 29(11): 1619-1626. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.07.014

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柴达木盆地英西地区缝洞型碳酸盐储层碳酸盐岩含量为40%~50%、埋深在3 600~4 700m之间、地应力梯度为0.020MPa/m，裂缝发育密度为2~8条/m、基质渗透率为(0.01~0.9)×10^-3um²，以往酸化及酸压后单井产量低、递减快、有效期短、累计产量小。借鉴体积改造理念，通过增大改造规模增加水力裂缝长度沟通油气富集区，采用大排量、高比例滑溜水、复合粒径支撑剂施工提高裂缝复杂程度，保证压后效果。2017年在英西碳酸盐储层进行体积压裂改造4口井(水平井1口)，压后效果显著:直井压后初产是2016年施工井的1.8倍，水平压后初产是直井的21倍，其中SH1井压后日产油为395m³、天然气为5 796m³。研究成果为其他裂缝型碳酸盐岩致密储层改造提供了经验。

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基于测录井曲线的致密砂岩储层产能评价方法

印森林, 程乐利, 刘子雄, 陈玲, 陈恭洋, 冯伟, 罗迎春

天然气地球科学. 2018, 29(11): 1627-1638. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.09.003

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强烈的非均质性、较差的储层连通性以及复杂的微观孔隙结构是致密砂岩气产能评价难度大和准确率不高的原因，基于此，利用多口井测录井曲线资料，归纳总结典型的曲线形态类型，并采用数学方法对形态进行了定量表征，提出了基于测录井曲线形态的产能评价方法。研究表明：①气测全烃曲线可以分为箱形、半箱形、正三角形、倒三角形、锯齿状和单尖峰状等6种形态，分别与油气层显示程度紧密相关，可以利用幅度、相对质心、相对锯齿、方差及自相关函数的参数值极性量化表征。其中，箱形气测全烃曲线峰形饱满，跨度较大；半箱形，气测全烃峰形跨度明显小于储层厚度；三角形，气测全烃曲线形态呈现正三角形或倒三角形；锯齿状，气测全烃曲线形态呈忽高忽低的趋势，呈现若干尖峰；单尖峰状，气测全烃曲线峰形跨度较小，呈单尖峰状。②6种气测全烃曲线形态与致密砂岩油气储层产能具有较好的对应关系。高、中产层主要为箱形、三角形，低产层主要为（半）箱形、三角形及锯齿状，特低产主要为锯齿状，不产层主要以单尖峰状为主。利用气测曲线形态及产能特征进行权重赋值，建立了解释关系图版。③录井全烃曲线与测井电阻率曲线综合解释可以更加准确判别致密砂岩储层产能。最后，利用定量化模型进行自动解释，通过数据验证发现，产层符合率为80.95%，产能区间符合率为78.05%。实践证明，基于测录井曲线形态可以较好地评价预测致密砂岩储层产气能力。

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煤层气压裂井裂缝参数优化及效果评价

冯青, 王涛, 杨浩, 黄子俊, 李啸南

天然气地球科学. 2018, 29(11): 1639-1646. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.08.015

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因煤层复杂渗流机理及低孔低渗特征，煤层气均需采取压裂改造措施进行开采。为了正确认识压裂参数对煤层气井产能、采出程度及井网部署的影响规律，从储层应力形变及煤层气解吸、扩散、渗流流固耦合分析出发，建立压裂井气水两相非线性渗流模型，研究裂缝参数、储层非均质性对井距及井网类型优化的影响，并且采用注入压降试井解释对压裂工艺参数进行评价。研究结果表明：煤层流体以非线性渗流为主，物性呈现先下降后上升的特征，存在启动压力梯度的影响；井距优化应考虑裂缝方向、裂缝穿透比、裂缝导流能力等因素的影响；矩形与菱形井网选择要参考储层各向异性系数的临界值；避免注入压降测试中井筒液面的变化及测试段的选择对试井解释结果的影响，提高压裂效果解释评价准确性。研究对煤层气压裂井裂缝、井网参数优化及提高压裂效果评价准确性具有较好的指导意义。

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沁水盆地赵庄井田煤层气储层水锁伤害影响因素

毛港涛, 赖枫鹏, 木卡旦斯·阿克木江, 蒋志宇

天然气地球科学. 2018, 29(11): 1647-1655. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.08.023

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在煤层气开采过程中，水锁伤害是煤层损害的一种主要因素，因此研究煤层气储层水锁损害及影响因素有利于作出具有针对性的应对措施来减轻水锁伤害的影响，达到提高煤层气采收率、提升经济效益的目的。以沁水盆地赵庄井田14块煤样为研究对象，首先通过低温液氮吸附对煤样的孔隙结构进行了研究，认为该区块孔隙结构复杂，孔径较小，孔隙体积分布在0.007 9~0.033 7cm³/g之间，平均为0.019 45cm³/g；孔容较小，且以微孔和过渡孔孔容为主，孔隙形态不利于煤层气的渗流。其次通过核磁共振和离心机实验，基于T2截止值法判断了区块的潜在水锁伤害程度，结果表明该区块平均束缚水饱和度达到0.822 1，说明潜在水锁伤害严重。最后分析了煤样孔隙结构，润湿性以及地层压力对赵庄区块水锁伤害的影响。

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低渗煤储层背景下高渗带主控地质因素及模式

张洲, 鲜保安, 连小华, 王青川, 周敏

天然气地球科学. 2018, 29(11): 1656-1663. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.08.020

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沁水盆地南部郑庄区块相邻煤层气井地质条件和开发工艺基本相同，但产气量却有巨大差异。针对这一现象，利用构造裂隙填图、煤体结构测井解释、裂隙特征压裂曲线反演、构造曲率分析等技术，分析了煤储层裂隙系统的发育特征；从古地应力场演化、原地应力测试入手，讨论了煤储层裂隙优势方向上有效应力对渗透率的控制作用。研究认为，煤储层裂隙系统的发育特征和优势裂隙方向的有效应力，是低渗背景下高渗带的主控地质因素。建立了3种渗透率发育地质模式：一是裂隙系统发育适中与有效应力匹配型，煤储层渗透率高，煤层气井产量高；二是煤储层裂隙系统过度发育型，无论有效应力适中或者过高，两者条件均不匹配，储层渗透率较低，产气量低；三是有效应力过高型，无论裂隙发育程度如何，均会导致煤储层渗透率较低，产气量低。研究成果对于相似地质条件的煤层气区块内高渗带预测具有借鉴意义。

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贵州煤层气高产主控因素及甜点区综合评价模型

杨晓盈, 李永臣, 朱文涛, 黄纪勇, 单永乐, 张强

天然气地球科学. 2018, 29(11): 1664-1671. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.08.004

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煤层气高产甜点区的综合评价方法对于勘探选区、提高产能到位率具有重要意义。贵州过去采用的评价方法更多的侧重于资源富集条件，而对储层改造与排水采气的技术应用重视不够，导致选区失败。如何从资源富集区中优选高产甜点区是制约贵州煤层气产业发展的关键。以贵州各地区排采井的生产数据资料、各类分析化验、压裂施工资料等为依据，从气藏分析与产能预测入手，围绕资源富集、储层导流能力及地层能量3方面，深入剖析各相关因素对产能的影响机理和影响程度，并在此基础上提出了影响煤层气富集高产的综合评价指标体系，建立了基于产能分析的高产甜点区综合评价模型，选取贵州各个区块具有代表性的典型井对模型的可靠性进行验证，综合评价结果的相对排序与气井产能具有较好的吻合性。

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沉积物中天然气水合物生成与分解过程的电阻率变化

陈玉凤, 周雪冰, 梁德青, 吴能友

天然气地球科学. 2018, 29(11): 1672-1678. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.08.017

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测定天然气水合物在沉积物形成和分解过程中电阻率的变化对海底天然气水合物的勘探开采具有重要的意义。利用设计的水合物实验装置，以99.9%的甲烷气体—3.5%氯化钠溶液—南海沉积物为研究体系，模拟测量了温度周期变化下海底沉积物中天然气水合物形成与分解过程的电阻率。实验结果表明：当水合物在沉积物中生成时，沉积物电阻率增大。水合物初始成核时，沉积物的电阻率从4.493Ω·m减小至3.173Ω·m，随着水合物的大量形成、聚集，沉积物的电阻率增大至3.933Ω·m，最后随着松散的水合物逐渐老化致密，沉积物的电阻率逐渐减小趋于稳定至3.494Ω·m。当水合物分解时，沉积物电阻率减小。沉积物的电阻率随水合物的分解从6.763Ω·m减小到2.675Ω·m，最后趋于稳定至2.411Ω·m。温度震荡可促进沉积物中高饱和度水合物的形成，并且沉积物的电阻率随水合物饱和度增加而增大。样品的水合物饱和度从初次水合物生成时的21.80%增大到水合物再次生成时的82.17%，其电阻率从3.494Ω·m增到6.763Ω·m。

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基于机器学习方法的天然气水合物稳定带厚度计算

杨森, 吴时国, 王吉亮, 秦永鹏

天然气地球科学. 2018, 29(11): 1679-1690. https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2018.08.003

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随着互联网大数据发展，人工智能算法逐渐能自动学习数据特征和挖掘大数据隐藏的信息，且其预测结果具有极高的准确度和可靠性。机器学习是人工智能的核心算法，目前已应用于多个领域，在地球科学领域的应用也已兴起。天然气水合物稳定带是评估水合物资源潜力的关键参数，其准确性直接影响水合物勘探进程和结果。前人在计算水合物稳定带厚度时往往采用较为简单的模型，忽略气体组分、热导率等因素的影响，计算结果存在较大偏差。基于不同海水盐度和气体组分条件下的天然气水合物实验数据构建机器学习模型，利用机器学习算法预测天然气水合物的相平衡条件；进而结合南海北部的气体组分、热流、热导率等数据，计算得到南海北部水合物稳定带厚度。结果分析表明机器学习模型预测的水合物相平衡曲线与实验数据高度吻合，决定系数高达0.997。计算的南海北部水合物稳定带厚度与水合物钻井和地震资料揭示的结果基本一致。本研究提供了一个机器学习算法在水合物稳定带厚度估算中的应用实例，表明人工智能算法在未来天然气水合物资源预测和潜力评价中具有较大的应用前景。

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《天然气地球科学》2018-11期封面及目次

《天然气地球科学》-期封面及目次

天然气地球科学. 2018, 29(11): 8111-8112.

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