石油学报杂志

石油学报杂志2021年第6期

• 南海东部浅水区非烃源岩层系岩性油藏勘探实践与方向

  张向涛, 李小平, 玄昌姬, 杜家元, 丁琳, 李智高, 陈维涛

  摘要： 南海东部海域经过30多年的油气勘探，在浅水区非烃源层系取得了岩性油藏的勘探突破。目前已发现的岩性油藏相对集中在惠州凹陷南部珠江组，通过对其岩性油藏的分布特征、类型及主控因素开展详细解剖，划分出上倾尖灭型、背斜-上倾尖灭复合型、断层-上倾尖灭复合型和条带型4类岩性油藏。其有利成藏条件主要受4种因素控制：①河流、波浪和潮汐等多水动力交互控制着储层的平面分布特征，不同水动力控制了不同的储层和岩性圈闭类型；②海平面的多期升降控制了储-盖组合，在主要成藏期具有6套有利成藏组合；③东沙运动控制了岩性圈闭的有效性和运移通道，调整了砂体的尖灭、翘倾状态，有利于岩性圈闭形成和成藏；④"烃源-断层-构造脊"的立体耦合影响油气的高效聚集。南海东部浅水区可划分出3类共6个岩性油藏勘探潜力带。

• 基于正演与反演结合的孔隙度演化恢复方法 ——以川东北地区须家河组为例

  赵承锦, 蒋有录, 刘景东, 王良军, 曾韬

  摘要： 孔隙度定量恢复是储层定量研究的核心问题之一，传统的半定量—定量恢复方法未考虑化学成岩作用与岩石表观体积变化，且应用条件苛刻、恢复结果精度低。在岩石组构、成岩演化序列分析和准确恢复原始孔隙度的基础上，综合考虑了岩石表观体积变化对孔隙演化的影响，以川东北地区须家河组储层为例，建立了压实主导型和胶结主导型成岩-孔隙度演化模式。基于粒间体积不变原理推导了压实主导型和胶结主导型储层的孔隙度变化量计算公式，并利用埋藏史-热史模拟结果获取古埋深、古地温等参数，建立单一成岩作用定量模型。综合原始孔隙度、成岩作用时间和温度范围，将地质历史时期孔隙演化视为多个单一增孔或减孔作用的叠加，构建了基于正演与反演结合的孔隙度定量恢复新方法（FIM法）。相较于改进的Scherer模型、机械-化学压实模型和反演回剥法，FIM法恢复孔隙度结果可信且适用范围更广。受早成岩阶段强烈的机械压实作用影响，川东北地区须家河组（长石）岩屑砂岩储层于晚侏罗世早期致密化，天然气藏具有"边致密边成藏"的特征；强烈的碳酸盐胶结使含石英砂屑灰岩储层于中侏罗世致密化，天然气藏具有"先致密后成藏"的特征。

• 四川盆地卧龙河构造茅口组岩溶储层地震预测

  熊晓军, 陈容, 袁野, 张鑫, 冯亮, 吴永宏, 徐发波

  摘要： 在四川盆地川东高陡构造带，20世纪80—90年代沿用蜀南勘探模式发现了卧龙河构造区块茅口组天然气藏，累计产量达44.13×108m3，占已探明储量的72.57 % ，但近年来却未再取得较大的勘探突破。通过分析储层发育的影响因素发现，卧龙河构造区块茅口组储层主要受后期岩溶及白云石化改造，其中，白云石化对储层起建设作用，岩溶缝洞体是该地区寻找茅口组气藏的关键，但常规的岩溶储层预测方法应用效果不佳，岩溶储层厚度平面分布的预测难度大。研究中提出岩溶储层地震预测技术的分析步骤包括：①从岩溶发育的地质基础入手，开展古地貌研究，圈定岩溶发育有利区域；②基于岩溶储层的地球物理响应特征，开发岩溶地震预测新技术，在岩溶发育有利区进一步圈定岩溶发育带；③根据岩溶储层的测井响应特征，采用岩溶储层发育带作为相控条件，并通过相控随机反演获得岩溶的纵波速度数据体；④综合古地貌、岩溶发育带和岩溶纵波速度体，定量表征岩溶储层的平面展布规律。研究结果表明，预测岩溶的时域厚度和岩溶储层厚度与实钻井的符合率达88 % ，有效地实现了卧龙河构造区块茅口组岩溶储层的地震预测，形成的地震岩溶储层预测技术有助于打开四川盆地下二叠统茅口组的勘探局面。

• 陆相源内非常规石油甜点优选与水平井立体开发技术实践 ——以鄂尔多斯盆地延长组7段为例

  李国欣, 吴志宇, 李桢, 陈强, 鲜成刚, 刘合

  摘要： 鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段（长7段）是一套典型的陆相湖盆沉积，整体以深色泥页岩的生油岩系为主，中—上段发育多套砂泥互层的细粒含油薄砂，该套页岩层系储层纵、横向沉积非均质性强，且盆地本身具有低压特征，以单套油层为对象进行开发时，表现出储层动用程度低、采收率低、单井递减快、开发成本高的问题，开发难度大。通过多年研究和开发实践，形成了针对长7段页岩层系平面小规模、垂向多套发育的细粒砂岩储层的优选方法，并提出了以平台为单元，"大井丛立体开发"的布署动用理念，构建了"大井丛立体布井、三维水平井钻井、集成压裂"等系列陆相源内非常规石油开发技术。针对长7段页岩层系储层甜点的地质特征，对砂体几何形态、空间分布、脆性指数和裂缝分布进行立体刻画，实现地质—工程一体化甜点评价，同时开展平面、纵向和水平段立体优选；基于优选结果，以实现甜点的空间最大体积控制和经济动用为目的，开展立体式大井丛布井；通过三维水平井钻井技术实现井丛防碰和大偏移距施工，优质快速完井；根据钻遇砂体的地质—工程特征，结合储层渗吸和低压特点，采用集成压裂模式，由传统单一压裂向"造缝、补能、驱油"三位一体升级；同时，平台一体化管理提高工作和作业效率，降低成本。应用大井丛立体式布署动用方式建立了鄂尔多斯盆地陇东示范区，取得了良好效果，为陆相源内非常规石油的规模开发提供了有益借鉴。

• 北部湾低渗透油田储层“甜点”评价方法

  姜平, 张辉, 王磊, 汪新光, 向耀权

  摘要： 海上油田经济门槛高、工业开发下限难以确定。目前，主要通过储层"甜点"的开发带动低渗透油田的建产，因此，海上低渗透油田储层"甜点"的识别十分重要。通过分析南海西部北部湾油田大量室内实验和生产测试资料，明确储层微观孔喉结构的差异是影响低渗透储层渗流能力的主要因素。利用地质统计学方法和聚类分析方法筛选出表征低渗透储层特征的关键参数，建立储层品质指数与储层微观参数和渗流能力的关系，量化5类低渗透储层的分类界限，进而基于灰色关联理论建立低渗透储层分类评价方法，定量评价了北部湾油田低渗透区块的储层品质，并根据北部湾低渗透油田产能评价方法和产量递减规律，结合区域经济评价参数与开发模式建立合理的经济评价模型。通过引入储层价值因子绘制海上储层"甜点"工业开发评价图版，确定北部湾油田能够实现工业开发的储层"甜点"下限为Ⅲ类储层，评价结果与油田实际开发情况匹配。同时，根据北部湾油田低渗透区块的区域规律，确定储层"甜点"工业开发的有效渗透率下限为1.1~1.6 mD。

• 基于力链网络表征的裂缝封堵层结构失稳细观力学机制

  闫霄鹏, 许成元, 康毅力, 商翔宇, 经浩然, 林冲, 张敬逸

  摘要： 裂缝封堵层细观结构稳定性控制着宏观结构承压能力，进而影响工作液漏失控制效果。由于缺少裂缝封堵层动态细观力学参数获取方法与细观结构演化的精细刻画方法，裂缝封堵层结构承压失稳细观力学机制尚不明确。利用自主研发的钻井防漏堵漏裂缝封堵层细观结构表征系统，模拟了承压过程中物理类颗粒材料构成的裂缝封堵层细观结构演化过程，明确了承压过程裂缝封堵层强弱力链演化特征，基于网络科学方法提取了裂缝封堵层细观力链网络，揭示了裂缝封堵层结构失稳细观力学机制。研究结果表明，裂缝封堵层承压过程伴随着细观力链的形成—破坏—再形成。强力链网络构成裂缝封堵层承压的力学基础，强力链网络断裂是裂缝封堵层承压失稳的细观力学机制。裂缝封堵层承压时，颗粒间接触力逐渐增加，强力链占比逐步升高，弱力链占比逐渐降低，链状强力链与三角形、五边形、环状等强力链相连构成了强力链网络。裂缝封堵层承压失稳后，强力链构成的网络形态断裂，演化为交错状、链状力链，强力链占比降低，弱力链占比升高。进一步提出了强力链平均抗剪强度、强力链发育程度和力链网络几何结构3类指标，作为裂缝封堵层细观结构承压稳定性主控因素，进而形成了堵漏配方封堵效果评价新方法，并为新型高封堵强度堵漏材料研发提供依据。

• 深水气井天然气水合物生成、沉积特性与防治方法

  王志远, 张剑波, 孟文波, 孙宝江, 孙金声, 王金堂, 刘大辉, 王金波

  摘要： 井筒中天然气水合物生成和沉积形成的流动障碍是影响深水气井安全高效开发的重要因素。在深水气井不同工况下多相流动特性研究的基础上，考虑不同工况下的水合物生成和沉积特点及影响因素，建立了不同工况下的水合物流动障碍预测模型，揭示了不同工况下的水合物流动障碍形成机制，探讨了不同工况下的水合物流动障碍风险及防治方法。研究结果表明：初开井、测试、关井和冷启动工况下井筒中均存在水合物生成区域，但初开井和短时间关井工况下井筒中发生水合物流动障碍的风险较小，而测试和冷启动工况下井筒中可能会发生水合物流动障碍。上述工况下井筒中的水合物沉积层生长均是非均匀分布的，水合物沉积层厚度最大的位置是发生水合物流动障碍最危险的部位。针对深水气井不同工况的具体特点，提出了不同工况下的水合物流动障碍防治措施，并探讨了一些其他可能适用于深水气井的水合物防治方法。

• 膨胀式导管提高深水钻井水下井口承载力的机理

  张明贺, 杨进, 刘和兴, 李磊, 傅超, 杨宇翔, 徐东升, 马阔

  摘要： 表层导管是深水钻井水下井口的主要持力结构，水下井口失稳、下沉等复杂事故的发生主要是由于表层导管承载力不足造成的，因此经济高效地提高表层导管承载力是深水钻井工程研究并关注的重点。采用膨胀式导管方法来提高表层导管的承载力，能够实现不改变常规深水喷射法安装表层导管的工艺。表层导管喷射安装到海底设计深度后，膨胀材料发生膨胀实现增加表层导管与海底土接触的表面积，进而提高表层导管侧向摩擦力和水下井口承载力。基于深水钻井水下井口主要结构组成，通过建立深水钻井水下井口承载力计算模型，分析了表层导管尺寸与井口承载力相互关系，揭示了膨胀式表层导管外表面积与水下井口承载力呈线性变化规律，得出了膨胀材料厚度与水下井口承载力之间的计算模型；提出了膨胀材料采用分段式结构可以提高膨胀导管承载力，分析了膨胀材料分段数量、覆盖面积、膨胀厚度对表层导管承载力的影响规律；得出了在相同覆盖面积条件下随着分段数量增加表层导管承载力呈线性增加，随着膨胀厚度增加承载力呈线性增加。通过中国南海现场3口深水井的应用试验，建立的钻井水下井口承载力计算模型结果与现场试验结果的误差约为5 % 。

• 海洋天然气水合物成藏系统研究进展及发展方向

  雷裕红, 宋颖睿, 张立宽, 苗来成, 程明, 刘乃贵

  摘要： 天然气水合物成藏系统的研究对于认识具有强非均质性的天然气水合物的资源分布、预测其甜点、提高其勘探成效具有重要的意义。通过综合分析天然气水合物在成藏条件、成藏要素和成藏模式等方面的研究认识和勘探成果，综述了天然气水合物成藏系统在气源、稳定带特征及影响因素、储层类型与特征、运移通道类型和成藏模式等方面的研究新进展。天然气水合物的气源可分为生物气、深部热解气和混合气3种类型；水合物的储层类型包括软泥、粉砂质泥和粉砂等多种类型；在粒度较粗的储层中，水合物的含气饱和度往往相对较高；断层、裂隙、底辟构造、气烟囱和高渗透性地层等是天然气水合物的有效运移通道。前人依据气源及其与水合物稳定带的配置关系、水合物的生成速度与分解速度的消长关系、水合物形成的主控因素、运移通道的类型等建立了多种水合物成藏模式，但对于成藏过程中各成藏要素的时空演化及耦合关系、成藏效率的定量评价等研究仍不足，有必要将天然气从气源灶运移至稳定带的动力学过程与稳定带内天然气的运移、聚集、分解和散失的动力学过程有机结合起来开展研究。采用成藏动力学定量研究的思路和方法，应用大数据和人工智能等新技术来定量表征天然气水合物的成藏要素及其时空演化过程，利用数值模拟方法定量研究在气源灶、运移通道、稳定带和储层耦合条件下的天然气水合物的运移、聚集、分解、散失过程是未来天然气水合物成藏系统研究的发展方向。