石油实验地质

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2024, 46(4): .

摘要(224) PDF(30)

摘要:

特约主编简介

刘敬寿, 丁文龙

2024, 46(4): 000-000.

摘要(305) HTML (208) PDF(26)

摘要:

特约主编寄语

刘敬寿, 丁文龙

2024, 46(4): 00-00.

摘要(278) HTML (170) PDF(31)

摘要:

断裂封闭性研究现状及发展趋势

丁文龙, 刘天顺, 曹自成, 李海英, 韩俊, 黄诚, 王生晖

2024, 46(4): 647-663. doi: 10.11781/sysydz202404647

摘要(1321) HTML (486) PDF(235)

摘要:
断裂控油气作用主要表现在其对油气运移、聚集过程及分布规律的影响, 其实质是断裂封闭性问题。断裂封闭性往往是受多种因素控制的，不同地区不同层系在不同地质时期的断裂封闭机制与封闭性主控因素差异较大。目前，断裂封闭性、封闭机理与评价方法还没有形成完整的研究体系，其评价的精度也有待提高。依据全面系统地调研断裂封闭性方面近年来的研究热点，归纳总结了断裂封闭机理，分析了断裂封闭主控因素，梳理了断裂封闭性评价方法，讨论了断裂封闭性研究中面临的实际问题，并提出了未来研究发展趋势。目前，断裂的封闭机理可以分为垂向和侧向封闭机理，前者包括断裂面封闭机理和断裂带排替压力差封闭机理，后者包括砂泥对接封闭机理、泥岩涂抹形成的侧向封闭机理和断裂带高排替压力封闭机理。断裂发育特征、断裂两盘岩性、应力场环境以及压实、胶结、溶蚀等成岩作用是影响断裂封闭性的主要因素，不同因素对断裂封闭性的作用方式不同，断裂在不同位置、不同时期的封闭性有着明显的差别。断裂封闭性评价研究方法可归结为以下4类：(1)传统地质学方法，包括定性分析和半定量分析；(2)数学地质方法，涵盖逻辑信息法、非线性映射分析法、模糊综合评判法、灰色关联分析法等；(3)构造应力场数值模拟及断裂封闭性相关参数计算法；(4)地球化学方法。碳酸盐岩地层断裂启闭机制与封闭性评价、应力和流体及其耦合作用对断裂封闭性的影响机制、多因素的断裂封闭性综合定量评价、断裂封闭性的时空演化及通源能力评估等是未来断裂封闭性研究的发展方向。

沉积微相对超深储层岩石力学性质的影响及其应用——以塔里木盆地库车坳陷BZ气田白垩系为例

王志民, 孙海涛, 张辉, 王晨光, 尹国庆, 徐珂, 钟大康

2024, 46(4): 664-673. doi: 10.11781/sysydz202404664

摘要(620) HTML (239) PDF(78)

摘要:
为了优选塔里木盆地库车坳陷白垩系超深致密砂岩储层单井天然裂缝发育的甜点层段，利用露头、岩石薄片、成像测井等资料系统分析了BZ气田不同沉积微相的储层岩石力学性质差异，并结合相关露头中不同沉积微相的几何参数模型，提出了一种优化储层岩石力学参数模型的方法，提高了井筒周围(＜200 m)天然裂缝预测精度。研究结果表明：(1) BZ气田白垩系巴什基奇克组三段不同沉积微相、相同微相不同位置的储层中，岩石组构和岩石组合(包括碎屑含量、杂基含量、粒度分选、砂地比和砂泥岩组合等)具有差异，从而影响了储层的泊松比和杨氏模量，不同微相储层具有不同的岩石力学参数。(2)不同沉积微相砂体的裂缝发育程度有所差异，扇三角洲前缘水下分支河道砂岩的裂缝最发育，比扇三角洲前缘支流间湾微相及扇三角洲平原分支河道微相更容易形成裂缝。(3)进一步根据露头中沉积微相几何参数，建立不同微相的三维模型，即可建立和优化井筒周围的沉积微相模型及岩石力学参数模型，并应用到井筒周围的裂缝预测中。

塔中顺北地区志留系断裂特征与应力场扰动分析及井位优选

王来源, 黄诚, 龚伟, 丁文龙, 赵展

2024, 46(4): 674-682. doi: 10.11781/sysydz202404674

摘要(558) HTML (264) PDF(75)

摘要:
塔里木盆地中部顺北地区复杂构造应力造成了多层系断裂样式的差异性。当钻井钻至志留系断裂破碎带，地层压力小于钻井液液柱压力时，易发生漏失现象。为保障钻井的高效钻进，亟需开展志留系断裂特征与应力场扰动分析以指导井位设计。通过志留系断裂增强解释性处理及空间解释，结合断裂生长指数，开展断裂综合解析。研究区断裂整体特征为下伏陡直走滑与上覆雁列正断层分层变形，志留系断裂样式以加里东晚期至海西早期活动的雁列式负花状正断层组合排列为主，呈右阶雁列式展布，走滑伸展作用强烈。基于已钻井SHZ1等偶极阵列声波测井等资料，确定了顺北中部地区志留系主应力方向为北东向54°。结合研究区三维地震资料综合解释，建立地质模型，开展迭代边界元数值模拟，明确研究区现今地应力的平面分布规律，包括最大、最小和中间主应力，并将应力场模拟结果与实际测井资料解释结果进行对比分析。受断裂产状和断距的影响，平面上应力扰动带宽度不同，同一断裂的上、下盘应力扰动范围呈现出非对称分布。通过对志留系断裂空间立体雕刻及应力扰动分析，避开志留系断裂强度大、倾角大的雁列单元边界断裂、断裂应力集中部位及强能量异常断裂、裂缝发育区，结合目的层靶点空间特征，优选井位及其井轨迹设计。志留系断裂综合解析与应力场扰动分析为井位优选中规避志留系严重漏失、保障钻井高效钻进提供了保障。

深层页岩微观力学特征及控制机理——以涪陵地区平桥区块JYA井深层页岩为例

孔令运, 宋广朋, 蒋恕, 王子航, 李继庆, 时贤

2024, 46(4): 683-697. doi: 10.11781/sysydz202404683

摘要(622) HTML (646) PDF(84)

摘要:
四川盆地涪陵地区深层页岩气具有构造复杂、地应力高、地应力差大、地层温度高、致密化程度高、低孔低渗、孔渗变化规律复杂等地质特征，不同井之间产量差异大，原因之一是对于深层页岩气储层的地质力学特征和控制机理认识不足，适合压裂的甜点区间识别不准确。因此，对涪陵地区五峰组—龙马溪组海相页岩进行研究，围绕深层页岩气储层的微观地质力学特征与控制机理这一关键科学问题，通过微观岩石力学实验、数字光斑实验、X射线衍射、总有机碳含量、SEM扫描电镜等5个系列实验设计，结合数字图像处理技术，精细刻画了龙马溪组页岩在加载条件下的应力场和位移场变化及微观裂纹扩展过程，分析了龙马溪组页岩的变形与破裂特征。实验测得深层页岩总有机碳含量约为4.2%，石英含量为55.4%，黏土矿物含量为26.9%，明确了深层页岩的微观损伤变化的5个过程，即压密、弹性、裂纹均匀扩展、裂纹扩展破坏及脆性破坏。在石英等脆性矿物及有机质等软组分的控制作用下，深层页岩微观破裂具有多种裂缝扩展模式。同时，计算了深层页岩样品的断裂韧性指数，其中Ⅰ型断裂韧性指数为18.279 $\mathrm{MPa} \cdot \sqrt{\mathrm{m}}$, Ⅱ型断裂韧性指数为1.243 $\mathrm{MPa} \cdot \sqrt{\mathrm{m}}$。实验得到的断裂韧性指数可应用于评价深层页岩的脆性，也可为深层页岩的压裂改造提供指导。

鄂尔多斯盆地西南部三叠系延长组7段页岩层系层理缝发育特征与主控因素

卢皓, 张皎生, 李超, 曾联波, 刘艳祥, 吕文雅, 李睿琦

2024, 46(4): 698-709. doi: 10.11781/sysydz202404698

摘要(799) HTML (363) PDF(77)

摘要:
鄂尔多斯盆地西南部三叠系延长组7段(以下简称长7)页岩层系中层理缝普遍发育，对该区甜点优选、压裂施工和开发部署等具有重要意义。通过对盆地西南部庆城—华池地区的地表露头和岩心观察，结合其有机质含量、矿物组分和纹层特征等分析测试资料，明确了长7页岩层系不同岩性中层理缝的发育特征，并分析了该区层理缝发育的主控因素。研究结果表明，鄂尔多斯盆地西南部研究区长7页岩中层理缝的形态和分布主要受纹层控制，因纹层特征的不同而呈现连续平直、波状弯曲、分叉等特征。砂岩层理缝大多顺黑云母纹层分布，连续性好，开度大，普遍未被充填，而页岩层理缝在黑色页岩中发育程度最高，多沿有机质纹层构成的页理面分布，少数被方解石、有机质局部或完全充填，开度较砂岩更小但密度更大。层理缝还受有机质含量、岩性、矿物组分、纹层结构的控制。砂岩层理缝主要受黑云母含量及其形成的纹层控制，当砂岩分选好、黑云母含量多且呈层状分布时，层理缝发育程度高。随着纹层密度的增加，层理缝的发育程度随之增加，而页岩层理缝主要发育于有机质纹层和凝灰质纹层中，受有机质含量及矿物组分控制，层理缝密度随纹层密度先增加后降低，薄纹层较厚纹层中层理缝密度更高。

基于数字散斑变形模拟实验的深部复杂断块应力场传递特征研究

冯建伟, 郑晨曦, 刘水珍, 周重安, 吴文柯, 沈郅阳

2024, 46(4): 710-721. doi: 10.11781/sysydz202404710

摘要(501) HTML (319) PDF(46)

摘要:
在油田勘探开发过程中，地应力研究在掌握深层油气的运聚规律、改善储层压裂效果和钻井工程风险评价等方面发挥着重要的作用。而前人对地应力的研究主要集中在二维/三维模拟方面，对区域构造变动和生产开发过程中的应力动态变化规律研究甚少。以渤海湾盆地南堡凹陷G区块为例，通过制作相似地质模型，设置边界条件并进行数字散斑变形动态模拟实验，基于LOESS局部回归分析方法，得到应力/应变在空间上的传播规律。结合经典的应力波理论认为，在构造力的持续作用下，地层中任一点的应力/应变随时间的变化呈现明显的旋回波动性，在断层附近这种旋回特征更加明显，且旋回幅度更大；应力波穿过断层发生多重反射、透射现象，众多左行波与右行波相遇造成局部应力和应变集中，从而呈现为高值区，穿过断层时应力波产生应变或变形，导致明显的能量衰减；随着时间的变化，应力/应变的总体传播方向具有选择性，其总是垂直于断裂带压实强、结构致密的方向，即透射过后会造成能量急剧衰减的方向；随着时间的变化，地层中任一点应力/应变的传播均呈现为波动旋回式，但应力波不同于声波，整体来看，应力/应变旋回曲线的最大幅度和最小幅度在空间上沿着作用力方向也呈现为波动式。

多级构型界面下致密砂岩储层构造裂缝发育特征——以川西坳陷须家河组二段为例

李莉妃, 任启强, 杨田, 蔡来星, 李政, 崔蓉

2024, 46(4): 722-734. doi: 10.11781/sysydz202404722

摘要(582) HTML (276) PDF(73)

摘要:
裂缝对四川盆地川西坳陷须家河组二段致密砂岩储层天然气的高产稳产至关重要，不同沉积环境下形成的砂体构型界面控制了储层裂缝的发育。通过野外露头勘测、岩心观测、测井识别和岩相精细刻画等方法，提出了川西坳陷须二段砂体构型界面划分方案，识别划分了研究区的2~4级砂体构型界面，厘清了不同级次构型界面约束下裂缝发育的特征及其油气地质意义。不同级次构型界面控制着储层裂缝的产状、开启程度、发育程度和储渗能力；2级、3级界面的有效控制范围分别为0~0.35 m和0~3 m，4级界面控制范围较大(0~11 m)。不同构型界面控制下裂缝发育特征存在差异，其中2级界面下裂缝欠发育，4级界面下裂缝一般发育，3级界面下裂缝最发育，主要为低角度斜缝；裂缝走向主要为NNE—SSW、SEE—NWW和SSE—NNW，开度较大(＞0.04 mm)和倾角较大的裂缝较多。多级界面控制下裂缝发育段的岩心孔渗呈明显的正相关，3级界面下裂缝对储层物性的改善作用最强，对油气贡献度最高；4级界面次之，2级界面最弱。明确不同级次构型界面对裂缝发育的控制作用，有利于研究区致密砂岩储层气藏的有效开发。

深层页岩气水平井天然裂缝发育特征及其对精细开发的启示——以川南泸州区块五峰组—龙马溪组为例

杨学锋, 夏自强, 赵圣贤, 何沅翰, 高瑞琪, 曹埒焰

2024, 46(4): 735-747. doi: 10.11781/sysydz202404735

摘要(921) HTML (768) PDF(88)

摘要:
天然裂缝发育特征分析是深层页岩气勘探开发评价的重要环节，对储层品质综合评价、压裂差异化设计具有指导意义。以四川盆地南部(以下简称川南)泸州区块五峰组—龙马溪组深层页岩为研究对象，综合利用岩心分析化验、水平井成像测井和地震等资料，从岩心天然裂缝描述、水平井成像测井发育特征、水平井天然裂缝与地震预测裂缝带之间的匹配关系等方面进行了系统研究。结果表明：水平井成像测井可准确识别3种天然裂缝类型，即高导缝、高阻缝和微断层；水平井识别裂缝走向与现今最大水平主应力方向一致，裂缝倾角分布规律与处于相同构造部位的评价井直井段总体相似；地震预测裂缝带控制成像测井岩心尺度天然裂缝发育，中强度曲率体裂缝带、低强度曲率体裂缝带、蚂蚁体裂缝带对岩心尺度天然裂缝的影响距离分别为110、80、30~50 m。泸州区块岩心尺度天然裂缝具“双高”特征(倾角高、方解石充填程度高)，揭示的水平井岩心尺度天然裂缝发育特征与直井段、地震预测裂缝带之间的对应匹配关系，可为川南地区海相页岩天然裂缝精细表征、储层分类评价和差异化压裂工艺试验攻关方向提供借鉴。

非常规油气藏不规则复杂裂缝表征方法

何佑伟, 谢义翔, 乔宇, 陈玉林, 汤勇

2024, 46(4): 748-759. doi: 10.11781/sysydz202404748

摘要(739) HTML (366) PDF(95)

摘要:
非常规油气资源储量大，开发难度高。储层压裂改造是非常规油气资源开发的关键技术手段。天然裂缝和压裂裂缝具有不规则性和复杂性。针对现有裂缝表征方法难以准确刻画裂缝真实形状和宽度变化等不规则特性这一问题，提出了基于非结构PEBI网格的不规则复杂裂缝表征方法。首先，建立基于PEBI网格的天然裂缝表征流程，实现对任意区域或限定区域天然裂缝的准确表征；其次，建立基于Delaunay三角形网格和PEBI网格的压裂裂缝表征及优化方法，分析网格尺寸及优化次数对裂缝表征精度的影响；第三，建立基于非结构网格的非平面裂缝表征方法，实现对弯曲裂缝的刻画和表征，裂缝形态和分布与实际情况更相符；第四，提出非均匀裂缝宽度表征方法，实现对变宽度即同一条裂缝宽度和导流能力不均匀分布裂缝的精细表征；第五，在全区域和限定区域内，实现耦合不规则压裂裂缝和不规则天然裂缝的复杂缝网表征。针对大规模天然裂缝与压裂裂缝相交、裂缝宽度非均匀分布、非平面裂缝等复杂条件下的裂缝网络表征，通过调整网格优化次数，能够提高缝网表征质量。利用PEBI网格能够灵活准确逼近裂缝复杂边界条件的优势，实现快速、准确地显示处理大量不规则天然裂缝和压裂裂缝。形成的不规则复杂裂缝表征方法，有助于提高非常规油气藏裂缝网络的表征精度和数值模拟计算准确性。

超深层逆冲推覆构造致密砂岩储层地应力场扰动特征——以塔里木盆地博孜—大北地区白垩系储层为例

张家维, 李瑞雪, 邓虎成, 邢梓萌, 张辉, 何建华, 王志民, 杨宇勇, 宿航

2024, 46(4): 760-774. doi: 10.11781/sysydz202404760

摘要(734) HTML (365) PDF(67)

摘要:
塔里木盆地库车坳陷博孜—大北地区白垩系致密砂岩储层在由北向南的逆冲推覆下，发育了一系列大规模的北倾断层和叠瓦状堆叠的褶皱构造。复杂的构造形貌致使该区地应力复杂多变，储层改造效果差异明显。因此，亟需厘清研究区内复杂构造对地应力的扰动特征。结合多种方法对单井现今地应力的精确解释，分别分析断裂、褶皱和断褶复合构造对地应力的扰动效果，明确了相关扰动机理，并绘制了研究区地应力扰动特征分区图。基于扰动特征，绘制了不同构造的地应力扰动特征模式图，并提出井位、井轨迹建议。断裂对地应力有卸载作用，断裂附近水平主应力梯度出现不同程度的降低，其中最大水平主应力梯度降低约0.3 MPa/hm；近EW走向的断裂使得近SN向的区域应力方向发生顺时针偏转，偏转角度最大达60°；不同规模断裂的扰动范围为断距的60%。当地层曲率超过0.4 km^-1时，褶皱对地应力存在扰动，褶皱地层上部张性扰动区地应力较区域应力减小，下部挤压扰动区地应力增加；张性扰动区最大水平主应力梯度最大约降低0.3 MPa/hm，地应力方向逆时针偏转，偏转角度最大达70°；褶皱变形曲率越大，张性扰动区厚度越大，扰动越明显。断褶复合构造下，断裂扰动区和褶皱张性扰动区叠加会使得地应力进一步减小，地应力方向在两者扰动效果抵消后较区域应力偏转较小或不偏转。综合考虑储层改造难易程度和致密气富集特征，应优先于断褶复合构造带断裂和褶皱张性扰动叠合区部署钻井，建议钻深不超过褶皱中性面，水平井轨迹沿EW向设计。

多期构造应力控制走滑断控储层发育机理与差异性研究——以塔里木盆地顺北地区为例

张继标, 邓尚, 韩俊, 李映涛, 刘大卫, 邱华标, 张仲培, 刘雨晴

2024, 46(4): 775-785. doi: 10.11781/sysydz202404775

摘要(587) HTML (322) PDF(92)

摘要:
塔里木盆地顺北油气田发育典型走滑断控缝洞型储层。区别于受原始沉积相带控制的基质孔洞、受岩溶改造的洞穴等储集类型，走滑断控缝洞型储层的形成主要受断裂活动期构造应力导致的破裂作用控制。为研究走滑断裂多期活动背景下构造应力控制的断控储层发育机理与分布规律，综合应用野外、岩心、测录井、地震及钻井动态等资料，开展不同走滑断裂、同一走滑断裂沿走向不同部位、垂向不同层系断控储层发育特征表征，并结合应力场数值模拟手段开展多期构造应力恢复，预测断控储层发育的主要时期与分布规律。结果表明，走滑断裂活动期不同分段内部应力状态差异显著，其中拉分段内部以张应力为主，主要派生张性裂缝；压隆段内部以挤压应力为主，派生裂缝类型多样。顺北地区勘探目的层奥陶系一间房组顶面断控裂缝主要在加里东中期Ⅲ幕及加里东晚期—海西早期发育，海西中—晚期及之后裂缝基本不发育，且滑移距大的顺北18号断裂带较顺北1号断裂带派生裂缝开度、密度更高。走滑断控储层具有“簇状”结构特征，断裂活动期不同分段内部应力状态控制储层结构差异，拉分段“空腔”多，以“双簇”结构为主，核带规模大，压隆段核带结构多，以“多簇”结构为主，分割性强；走滑断裂活动期应力强度控制储集空间类型与规模，小型断裂储集空间以裂缝为主，大型断裂带发育核带结构，断控储层规模与断裂活动强度呈正相关关系；断控裂缝发育主要受断裂早期活动控制，晚期由于地层埋深增大，岩石不易破裂，新派生裂缝发育较少。

多薄层致密砂岩储层大型水力压裂三维物理模拟实验

房茂军, 杜旭林, 白玉湖, 李昊, 张浩, 朱海燕

2024, 46(4): 786-798. doi: 10.11781/sysydz202404786

摘要(856) HTML (347) PDF(80)

摘要:
鄂尔多斯盆地东北缘临兴气田以多薄互层型致密砂岩储层为主，储层岩性复杂、渗透率低，受多种因素影响且作用机理不明确，导致压裂施工难度大、效果差异大。为此，针对临兴气田致密砂岩储层不同岩石组分、黏土含量、粒径、沉积旋回、平面及纵向非均质性等特性，设计并开展了不同地质条件下的水力压裂室内大型三维物理模拟实验。根据相似准则，参照二叠系石盒子组三向地应力、岩石强度、井身结构参数、现场压裂施工参数，确定了实验基本参数。根据临兴气田典型井主力储层特征，制作了考虑不同岩石组分、黏土含量、粒径、沉积旋回组合、平面非均质性组合、纵向非均质性组合的15块立方体岩心，开展了15组压裂模拟实验，并从分析注入压力曲线和观察岩样破裂面两个方面总结了影响水力压裂缝扩展规律的储层主控因素。研究表明，岩石矿物和粒径、沉积旋回、平面及纵向非均质性对致密储层裂缝扩展形态有显著影响。砂岩粒度较大、胶结较弱、黏土含量较高、平面非均质性较强，使得裂缝面更易于屈曲，扩展压力增大，导致加砂困难；沉积旋回会使得水力压裂缝易于沿旋回层面扩展，从而形成水平缝，其中反旋回界面突破难度比正旋回大；由于砂—泥层间界面、砂—煤层间界面、天然砂岩弱面易被激活，从而产生“工”或“T”字形裂缝，对于砂泥多薄互层还会产生“工”+“T”+“十”字形的组合裂缝。实验研究揭示了不同地质条件下的水力压裂缝扩展形态，也为类似区块的研究提供了借鉴。

基底变质岩深部潜山储层构造裂缝发育特征及主控因素——以渤海湾盆地渤中B区块为例

施宁, 刘敬寿, 张冠杰, 程奇, 张雷, 刘文超

2024, 46(4): 799-811. doi: 10.11781/sysydz202404799

摘要(733) HTML (304) PDF(63)

摘要:
构造裂缝是改善基底变质岩潜山储层物性、提高油气产能的关键因素，但对于基底变质岩潜山储层构造裂缝的发育特征及主控因素的多尺度综合研究较少。以渤海湾盆地渤中B区块为例，综合利用薄片、岩心和成像测井资料，系统总结了基底变质岩潜山储层构造裂缝的特征，明确了主控因素，揭示了构造裂缝有效性影响因素和发育模式。研究区构造裂缝主要发育剪性裂缝，张性缝次之，斜交缝和直立缝较发育；裂缝整体充填程度高，主要充填物为泥质，其次为碳酸盐类；识别出近EW向、NE—SW向、NW—SE向和NNW—SSE向四组构造裂缝，其中近EW向裂缝较为发育，说明印支早期的强挤压作用环境是裂缝大规模发育的关键时期。研究区构造裂缝主要受岩石力学性质、构造作用、风化作用、储层物性和岩性控制。构造裂缝有效性主要受控于最大水平主应力方向与构造裂缝走向的夹角、构造运动、裂缝充填以及溶蚀作用等因素。纵向上基底变质岩深部潜山的构造裂缝随着深度增加所受风化作用减弱，在内幕带中沿断层局部发育溶蚀孔隙；不同岩石力学性质的岩石发育裂缝程度不同，脆性指数较大的岩石裂缝发育程度较高。横向上背斜核部的构造裂缝线密度大于翼部，当储层孔隙度和渗透率处于合适范围时有利于构造裂缝发育。

塔里木盆地库车坳陷克深气藏超深层致密砂岩储层天然裂缝发育特征及对水侵的影响

徐小童, 曾联波, 董少群, 第五鹏祥, 李海明, 刘剑忠, 韩高松, 徐辉, 冀春秋

2024, 46(4): 812-822. doi: 10.11781/sysydz202404812

摘要(750) HTML (663) PDF(76)

摘要:
天然裂缝是影响塔里木盆地库车坳陷克深超深层致密砂岩气藏气井高产和水侵的重要因素，裂缝研究对明确气藏水侵规律及防控水政策的制定意义重大。通过岩心、铸体薄片、常规测井、成像测井、生产数据、试井等资料，研究了有效裂缝发育特征、分布规律及气藏水侵特征，探讨了不同缝网系统水侵的影响。高角度和近直立的剪切裂缝为该区最主要的裂缝类型。垂向上，巴什基奇克组一段多为全充填裂缝，为无效裂缝；巴二段和巴三段多为半—无充填裂缝，为有效裂缝。平面上，NNW—SSE向有效裂缝富集在气藏西部，且平均开度大；东部相对发育近E—W向、NWW—SEE向的有效裂缝，平均开度较小。有效裂缝越发育，开度越大，气井初期封存水的产出越低，多产出凝析水。从投产到见水，地层水呈封存水、凝析水、可动水、纯地层水等赋存形式产出。有效裂缝的发育程度，开度及走向是影响非均质水侵的重要因素。与水侵方向近平行的、密集的、高有效性的缝网系统会加快水侵速度，导致气井大量产水，严重降低气井产能。综合有效裂缝的发育特征和单井水侵特征，气藏呈现出边底水沿断裂/密集裂缝快速水窜型、边水沿稀疏裂缝缓慢锥进型、边底水缓慢抬升侵入型3种水侵模式。

塔里木盆地库车坳陷白垩系巴什基奇克组致密砂岩力学性质影响因素及其变化规律

徐珂, 鞠玮, 张辉, 梁艳, 尹国庆, 王志民, 徐浩然, 张玮, 梁景瑞

2024, 46(4): 823-832. doi: 10.11781/sysydz202404823

摘要(517) HTML (273) PDF(49)

摘要:
为查明塔里木盆地库车坳陷白垩系巴什基奇克组致密砂岩力学特性，结合深层—超深层油气勘探开发的现场问题，采用三轴压缩实验定量研究了围压、流体和加载速率影响岩石力学性质变化的规律，并初步分析其原因。研究结果表明，砂岩试样最大主应力差、弹性模量均随着围压的增大而显著增大，其微观原因在于围压增大使岩石内部质点彼此之间距离缩短，增强了岩石的内聚力，颗粒之间不易离散；砂岩试样经历低围压脆性→脆—韧性转换→高围压韧性变形破裂演化的过程。与干燥砂岩试样相比，纯净水浸泡样、150 g/L溶液浸泡样、250 g/L溶液浸泡样和350 g/L溶液浸泡样弹性模量降低幅度分别为67.71%、61.45%、64.69%和57.32%，纯净水浸泡造成的降低幅度最大，流体矿化度的升高能够减弱岩石力学参数弱化的趋势；晶体表面结晶和双电层厚度变化是上述变化规律的重要控制因素。在较低的加载速率条件时，砂岩试样的最大主应力差、弹性模量和泊松比的值都较小，但随着加载速率的增大增速较快；当加载速率达到一定关键数值之后(本次实验为0.05 mm/min左右)，岩石力学参数值增速变缓。

准噶尔盆地三叠系百口泉组砂砾岩细观变形破坏数值模拟

黄刘科, 刘睿, 何睿, 马俊修, 谭鹏, 王灿

2024, 46(4): 833-844. doi: 10.11781/sysydz202404833

摘要(395) HTML (122) PDF(36)

摘要:
我国西部准噶尔盆地三叠系百口泉组砂砾岩致密油资源丰富。因砂砾岩储层中含有众多成分及强度大小不一的砾石，导致砂砾岩力学特征受砾石的形状、尺寸及物性影响较大，进而影响砂砾岩油藏的压裂裂缝复杂程度和压裂改造效果。鉴于此，针对准噶尔盆地百口泉组砂砾岩储层特征，建立了随机不规则多边形砾石的生成方法，并基于颗粒离散元法建立了砂砾岩力学数值模型，研究了典型砾石含量和分布对砂砾岩细观力学特征的影响机理。砂砾岩变形破坏数值模拟结果表明：低强度砾石对裂缝延伸的屏蔽作用较弱，裂缝大多呈“穿砾”模式，而高强度砾石对裂缝的屏蔽作用较强，裂缝更多呈“绕砾”模式；围压增加，岩石抗压强度明显增加，峰值应变能及滑移能也呈线性增加，且应变能增长显著；含不同砾石组合的砂砾岩储层中，剪切微裂缝数量随围压的增加而增加，且具有线性特征关系，高围压下含高强度砾石的砂砾岩具有更显著的塑性及延性特征，且存在明显的二次破坏现象；随低强度砾石的减少或高强度砾石的增加，砂砾岩的弹性模量增大，且抵抗变形能力增强，而不同砾石组合情况下，围压对砂砾岩弹性模量的影响较小；砂砾岩宏观破坏带的形成发育过程很大程度受控于内部细观结构，且受围压、砾石类型(力学强度)等的影响较大。

南襄盆地安棚东南区核桃园组三段深层致密油储层裂缝发育特征及控制因素

黄郑, 周永强, 贺子潇, 黎明, 杨滔, 王肃, 李强, 赵颖, 尹帅

2024, 46(4): 845-854. doi: 10.11781/sysydz202404845

摘要(426) HTML (149) PDF(38)

摘要:
为了探明深部致密油储层天然裂缝发育规律及其影响因素，以南襄盆地泌阳凹陷安棚东南区古近系核桃园组三段Ⅱ—Ⅵ油层组致密油藏为例，利用大量岩心、薄片、物性、成像及常规测井、注水压驱等资料，系统开展了致密油藏裂缝综合评价。该区目的层Ⅱ—Ⅵ油层组属扇三角洲前缘沉积，储层岩屑含量较高，为近源沉积；储层孔隙度与渗透率之间具有良好的正相关性。对于不同岩性砂岩储层，裂缝主要发育于细砂岩中，其次为粉砂岩，而含砾砂岩中裂缝通常不发育。目的层主要发育高角度缝及直立缝，其占比可达87.8%，低角度斜交缝和水平缝分别占比7.3%及4.9%。目的层致密储层裂缝发育主控因素主要包括岩性、沉积微相及局部构造，厚度较薄、粒度较细的单砂体或复合砂体部位裂缝通常较为发育。裂缝主要发育于前缘河道、河道侧翼、河口坝及其外缘远砂坝砂体部位，而席状砂及前缘三角洲微相中裂缝不发育。此外，裂缝还发育于构造转折端，且主要发育于正向构造的顶部及翼部。目的层裂缝主要沿着WE向、NE向分布，其次为NW向；裂缝主要形成于新近纪拗陷期(喜马拉雅晚期)。裂缝是导致致密油储层水窜的重要因素，因而要加强裂缝发育程度、扩展规模及方向的动、静态监测。

四川盆地川西坳陷东坡地区下侏罗统大安寨段储层裂缝分布预测

谢润成, 邓昆, 周国晓, 罗紫薇, 邓美洲, 李思远, 马婷婷

2024, 46(4): 855-867. doi: 10.11781/sysydz202404855

摘要(453) HTML (196) PDF(44)

摘要:
四川盆地川西坳陷东坡地区下侏罗统大安寨段是致密油气的主要开发目的层，裂缝是大安寨段储层能否获得高产的关键因素。由于大安寨段地层岩性复杂，传统裂缝预测评价方法适用范围窄、预测结果精度低。基于岩心裂缝调查及薄片鉴定资料，运用地质统计学及数值模拟方法，明确了不同岩性储层的岩石学特征，揭示了大安寨段裂缝发育特征；结合岩石破裂基础和破裂外力二大因素，在区分岩性及亚段的条件下，提出并构建了3项裂缝评价因子，对各亚段裂缝平面分布进行预测评价。研究表明：(1)大安寨段储层为(介壳)灰岩、砂岩及泥页岩相互叠置的复杂岩性；(2)主要发育全充填裂缝，(介壳)灰岩主要发育构造裂缝，砂岩和泥页岩主要发育层间缝，缝面存在溶蚀现象，对油气流动具有积极意义；(3)提出并构建了岩性厚度评价因子、构造变形强度因子和断裂破裂强度因子3项裂缝评价因子，并建立裂缝综合预测评价定量模型，对各亚段裂缝平面分布进行综合预测评价，预测的裂缝密度与单井识别的裂缝发育指数吻合性较好，预测结果可靠。该裂缝平面分布预测评价方法对于同类型油气藏的评价具有借鉴意义。

超深层断控碳酸盐岩油藏地质力学建模及其在开发中的应用

蔡振忠, 张辉, 徐珂, 尹国庆, 王志民, 王海应, 钱子维, 张禹

2024, 46(4): 868-879. doi: 10.11781/sysydz202404868

摘要(447) HTML (361) PDF(64)

摘要:
为提高超深断控碳酸盐岩油藏的开发效益，通过开展大尺寸岩样力学实验，揭示高角度—近直立断裂面变形与连通机理；基于高压注水提采的力学与流动耦合原理，通过地质力学建模，明确了断控碳酸盐岩油藏现今地应力场和断裂活动性分布规律；发现不同方位的断裂活动性以及不同部位的缝洞体连通性有明显差异，进而分析了不同井眼轨迹的开发效果，提出了地质工程一体化工作方法，科学指导井眼轨迹设计和注水方案优化。结果表明：①走滑断裂变形中的大尺度破碎体和高角度裂缝系统是影响储层品质的关键因素，高压注水一方面能够激活先存裂缝，一方面还能在先存裂缝基础上发生延伸扩展，甚至可以产生新的裂缝，促进了断控缝洞体在纵横向上的互相连通；②高压注水过程中断裂体内部发生力学与流动之间的耦合变化，渗流环境得到改善，通过循环举升，从而提高油气采收率；③根据断裂体形态、产状以及断裂面动态剪切变形连通性，可优选定向井最佳井点和井眼轨迹，并优化注水方案；④塔里木盆地断控油藏试验区通过高压注水，采收率提高5个百分点，该方法为超深断控型油藏高效开发提供了较好的理论依据和技术支撑。

地质力学层定量划分方法及其超深层油气勘探开发应用

鞠玮, 张辉, 徐珂, 宁卫科, 相如

2024, 46(4): 880-888. doi: 10.11781/sysydz202404880

摘要(834) HTML (293) PDF(77)

摘要:
超深层油气高效勘探开发是当前全球能源地质研究关注的焦点，“地质力学层与油气勘探开发”是国际前沿研究领域，形成地质力学层的有效划分方法，对超深油气高效勘探和效益开发具有理论和实际意义。现今地应力状态影响天然裂缝有效性，裂缝发育分布影响岩石力学性质，而岩石力学性质又控制着现今地应力的分布，但当前“岩石力学层理论”不能完整涵盖三者之间耦合联系。为此，基于水平最小主应力、水平主应力差、弹性模量、现今地应力优势方位与天然裂缝走向的夹角、天然裂缝密度和应力集中系数等6种参数，构建储层地质力学层指标，形成一种地质力学层定量划分方法。基于塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带大北区块W井的实例分析，表明该井目的层白垩系巴什基奇克组垂向呈现强地质力学非均质性，储层地质力学层与气层发育段具有较好的对应关系。因此，借助地质力学层划分结果，可指导超深层油气甜点层段的优选。

中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所实验地质技术之损失气恢复模拟仪

2024, 46(4): 封二-封二.

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