地学前缘 ›› 2024, Vol. 31 ›› Issue (3): 312-323.DOI: 10.13745/j.esf.sf.2024.1.51
王俊鹏1(), 曾联波2, 徐振平3, 王珂1, 曾庆鲁1, 张知源1, 张荣虎1, 蒋俊3
收稿日期:
2023-10-31
修回日期:
2024-01-08
出版日期:
2024-05-25
发布日期:
2024-05-25
作者简介:
王俊鹏(1983—),男,博士,高级工程师,主要从事深层储层地质综合研究工作。E-mail: wangjp_hz@petrochina.com.cn
基金资助:
WANG Junpeng1(), ZENG Lianbo2, XU Zhenping3, WANG Ke1, ZENG Qinglu1, ZHANG Zhiyuan1, ZHANG Ronghu1, JIANG Jun3
Received:
2023-10-31
Revised:
2024-01-08
Online:
2024-05-25
Published:
2024-05-25
摘要:
塔里木盆地克拉苏油气区是我国“西气东输”的重要气源地,也是我国已建成的最大超深油气田。该区主要目的层组白垩系巴什基奇克组为一套中厚层细-中砂岩夹薄层泥岩建造,埋深主要介于6 000~8 000 m,储层基质孔隙度普遍低于10%,孔喉结构复杂,构造裂缝普遍发育,且有效裂缝网络对该类气藏高产稳产至关重要。同时,深埋高温压条件下,成岩流体沿裂缝快速活动,对储层裂缝有效性产生了差异影响。本文针对井下大量岩心构造裂缝开展CT扫描、主体薄片、阴极发光、激光共聚焦、扫描电镜等实验分析,系统研究了成岩流体在微裂缝尺度、岩心裂缝尺度、圈闭尺度、油气田尺度上对构造裂缝的成岩类型、配置关系、裂缝有效开度及影响分布范围。认为成岩流体对克拉苏油气田白垩系巴什基奇克组构造裂缝有效性的影响主要表现为裂缝面本身及周围储层孔喉的胶结充填及溶蚀作用,主体裂缝(超60%)胶结充填率不足5%,有效开度介于0.2~2 mm,成岩流体沿微裂缝胶结沉淀或溶蚀改造,但仅影响裂缝周围约4 mm~20 m范围,在岩石的差异矿物之间(一般为石英颗粒及长石颗粒)更易发生溶蚀;成岩流体垂向上沿背斜储层中上部50~150 m内的裂缝网络发生胶结、溶蚀作用,整体充填率约为60%~80%,在底水层中裂缝胶结充填率达60%~90%;平面上,成岩流体沿先期沉积水系迹线、顺构造裂缝活动,南北向影响距离为20~40 km,主要为方解石充填与胶结。由于高效沟通的裂缝网络位于目的层中-上部,应考虑在中部或中上部地层中钻完井,避开顶部的“基底式胶结”层,在北部区块针对裂缝中的方解石充填物大开度裂缝实施酸化压裂措施,提升储层整体渗流能力。
中图分类号:
王俊鹏, 曾联波, 徐振平, 王珂, 曾庆鲁, 张知源, 张荣虎, 蒋俊. 成岩流体对超深致密砂岩储层构造裂缝充填及溶蚀改造的影响:以塔里木盆地克拉苏油气田为例[J]. 地学前缘, 2024, 31(3): 312-323.
WANG Junpeng, ZENG Lianbo, XU Zhenping, WANG Ke, ZENG Qinglu, ZHANG Zhiyuan, ZHANG Ronghu, JIANG Jun. The impact of diagenetic fluids on the structural fracture filling and dissolution alteration of ultra-deep tight sandstone reservoirs: a case study of the Kelasu oil and gas field in the Tarim Basin[J]. Earth Science Frontiers, 2024, 31(3): 312-323.
图1 塔里木盆地克拉苏油气田构造位置及变形剖面(a)、岩性组合(b)和克深2区块构造圈闭(c)
Fig.1 Tectonic location and structural profiles (Fig.a), lithologic assemblage (Fig.b), and structural closures of Keshen 2 block (Fig.c, location of section BB’ as in Fig.9) in Kelasu Gas Field, Tarim Basin
图5 岩心构造裂缝CT扫描与定量评价(Ks503, 6 901.21 m)及裂缝充填程度定量分析
Fig.5 CT scanning and quantitative evaluation of core fractures (Ks503, 6 901.21 m) and quantitative analysis of fracture filling degree
图6 克拉苏油气田构造微裂缝与孔喉配置关系特征图及示意模式
Fig.6 Characteristics and schematic model of the configuration relationship between tectonic micro-fractures and pore throats in Kelasu Oil and Gas Field
图9 克拉苏油气田克深2区块构造裂缝纵向分布特征及充填规律 BB’剖面位置见图1。
Fig.9 Vertical distribution characteristics and filling patterns of tectonic fractures in Keshen 2 block of Kelasu Oil and Gas Field (refer to section location in Fig.1)
[1] | 国家能源局. 中国天然气发展报告(2023)[R]. 北京: 石油工业出版社, 2023. |
[2] | AJDUKIEWICZ J M, NICHOLSON P H, ESCH W L. Prediction of deep reservoir quality using early diagenetic process models in the Jurassic Eolian Norphlet Formation, Gulf of Mexico[J]. AAPG Bulletin, 2010, 94(8): 1189-1227. |
[3] | CAO B F, BAI G P, WANG, Y F. More attention recommended for global deep reservoirs[J]. Oil and Gas Journal, 2013, 111(9): 78-85. |
[4] |
贾承造, 庞雄奇. 深层油气地质理论研究进展与主要发展方向[J]. 石油学报, 2015, 36(12): 1457-1469.
DOI |
[5] | 杨学文, 田军, 王清华, 等. 塔里木盆地超深层油气地质认识与有利勘探领域[J]. 中国石油勘探, 2021, 26(4): 17-28. |
[6] | 王志民, 王翠丽, 徐珂, 等. 超深层致密砂岩构造裂缝发育特征及控制因素: 以塔里木盆地库车坳陷博孜—大北地区下白垩统储集层为例[J]. 天然气地球科学, 2023, 34(9): 1535-1551. |
[7] |
贾承造, 邹才能, 李建忠, 等. 中国致密油评价标准、 主要类型、 基本特征及资源前景[J]. 石油学报, 2012, 33(3): 343-350.
DOI |
[8] | 王俊鹏, 张荣虎, 赵继龙, 等. 超深层致密砂岩储层裂缝定量评价及预测研究: 以塔里木盆地克深气田为例[J]. 天然气地球科学, 2014, 25(11): 1735-1745. |
[9] | 孙龙德, 邹才能, 朱如凯, 等. 中国深层油气形成、 分布与潜力分析[J]. 石油勘探与开发, 2013, 40(6): 641-649. |
[10] | 王俊鹏, 张惠良, 张荣虎, 等. 裂缝发育对超深层致密砂岩储层的改造作用: 以塔里木盆地库车坳陷克深气田为例[J]. 石油与天然气地质, 2018, 39(1): 77-88. |
[11] | 李国欣, 田军, 段晓文, 等. 大幅提高超深致密砂岩气藏采收率对策与实践: 以塔里木盆地克拉苏气田为例[J]. 天然气工业, 2022, 42(1): 93-101. |
[12] | 蔡珺君, 彭先, 杨长城, 等. 气藏描述过程中静动态资料的整合及应用[J/OL]. 天然气地球科学: 1-17[2023-10-26]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/62.1177.TE.20230901.1625.013.html. |
[13] | 何军, 张玉丰, 陈烨菲, 等. 多层系边底水气藏生产动态特征及见水时间预测方法[J]. 中国科技论文, 2023, 18(5): 555-561, 566. |
[14] | 聂海峰, 谭蓓, 张永灵, 等. 超深层高压气藏动态储量计算方法评价: 以K气藏为例[J]. 复杂油气藏, 2023, 16(1): 89-94. |
[15] | 李勇, 何建华, 邓虎成, 等. 深层页岩储层天然裂缝连通性表征及其力学有效性分析: 以川东南盆缘丁山—东溪地区五峰组—龙马溪组为例[J]. 天然气地球科学, 2024, 35(2): 230-244. |
[16] | CUI X L, KOU X X, FENG SH B, et al. In-situ stress analysis in the Chang 7 reservoir of northern Shannxi region[J]. Unconventional Resources, 2024, 4: 100051. |
[17] | ZENG L B, WANG H J, GONG L, et al. Impacts of the tectonic stress field on natural gas migration and accumulation: a case study of the Kuqa Depression in the Tarim Basin, China[J]. Marine and Petroleum Geology, 2010, 27(7): 1616-1627. |
[18] | 王小华, 张重远, 张丰收, 等. 基于地应力评价的煤系储层合层压裂参数优化[J]. 地下空间与工程学报, 2023, 19(4): 1308-1319, 1328. |
[19] | OLSON J E, LAUBACH S E, LANDER R H. Natural fracture characterization in tight gas sandstones: integrating mechanics and diagenesis[J]. AAPG Bulletin, 2009, 93(11): 1535-1549. |
[20] | LANDER R H, LAUBACH S E. Insights into rates of fracture growth and sealing from a model for quartz cementation in fractured sandstones[J]. Geological Society of America Bulletin, 2015, 127(3/4): 516-538. |
[21] | AGUILERA R. Naturally fractured reservoirs[M]. 2nd ed. Tulsa: Penn Well Publishing Company, 1995: 211-268. |
[22] | 邓虎成, 周文, 周秋媚, 等. 新场气田须二气藏天然裂缝有效性定量表征方法及应用[J]. 岩石学报, 2013, 29(3): 1087-1097. |
[23] | NARR W, SUPPE J. Joint spacing in sedimentary rocks[J]. Journal of Structural Geology, 1991, 13(9): 1037-1048. |
[24] | LAUBACH S E, OLSON J E, GROSS M R. Mechanical and fracture stratigraphy[J]. AAPG Bulletin, 2009, 93(11): 1413-1426. |
[25] | 曾联波, 吕鹏, 屈雪峰, 等. 致密低渗透储层多尺度裂缝及其形成地质条件[J]. 石油与天然气地质, 2020, 41(3): 449-454. |
[26] | 冯艳伟, 陈勇, 赵振宇, 等. 鄂尔多斯盆地中部地区马家沟组断裂控制天然气运移方向的流体包裹体证据[J]. 地球科学, 2021, 46(10): 3601-3614. |
[27] | BAI X, WANG X, WANG Z, et al. Characteristics and evolution of tectonic fractures in the Jurassic Lianggaoshan Formation shale in the Northeast Sichuan Basin[J]. Minerals, 2023, 13: 946. |
[28] | SOLUKI Z, AZIZZADEH M, MAZDARANI A, et al. Effects of tectonic fracture on reservoir quality of Asmari formation in one of south-west Iranian oilfields using formation micro imager image logs[J]. Journal of Central South University, 2023, 30(4): 1279-1295. |
[29] | ZENG L B, LI X Y. Fractures in sandstone reservoirs with ultra-low permeability: a case study of the Upper Triassic Yanchang Formation in the Ordos Basin, China[J]. AAPG Bulletin, 2009, 93(4): 461-477. |
[30] | LAUBACH S E, LANDER R H, CRISCENTI, L J, et al. The role of chemistry in fracture pattern development and opportunities to advance interpretations of geological materials[J]. Reviews of Geophysics, 2019, 57(3): 1065-1111. |
[31] | WANG Z, LIN X, ZHU S, et al. Coupling relationships between sedimentary microfacies, sand bodies, and tectonic fracture characteristics in braided river deltas: a case study of the Bashijiqike Formation in the Keshen 2 area[J]. Minerals, 2023, 13: 1020. |
[32] |
高志勇, 崔京钢, 樊小容, 等. 流体异常高压对深层储集层物理性质的作用机理: 以准噶尔盆地南缘侏罗系头屯河组为例[J]. 石油勘探与开发, 2023, 50(6): 1221-1232.
DOI |
[33] | 单祥, 窦洋, 刘超威, 等. 深层致密砂砾岩储层特征及控制因素: 以准噶尔盆地阜康凹陷二叠系上乌尔禾组为例[J/OL]. 沉积学报: 1-18[2023-10-25]. http://doi.org/10.14027/j.issn.1000-0550.2023.097. |
[34] | 贾承造. 含油气盆地深层—超深层油气勘探开发的科学技术问题[J]. 中国石油大学学报(自然科学版), 2023, 47(5): 1-12. |
[35] |
贾承造, 张荣虎, 魏国齐, 等. 天山陆内冲断带构造动力控储效应与超深层规模储层[J]. 石油学报, 2023, 44(8): 1191-1205.
DOI |
[36] |
靳军, 鲜本忠, 连丽霞, 等. 晚期快速埋藏过程中微裂缝对深层不同成岩强度碎屑岩储集层的改造作用: 来自准噶尔盆地南缘白垩系清水河组成岩物理模拟的启示[J]. 石油勘探与开发, 2023, 50(2): 309-321.
DOI |
[37] | 袁静, 周涛, 赵广昊. 深部热流体活动的识别标志及其对储层的改造作用[J]. 地质学报, 2023, 97(6): 2067-2083. |
[38] | 王珂, 张惠良, 张荣虎, 等. 超深层致密砂岩储层构造裂缝定量表征与分布预测: 以塔里木盆地库车坳陷克深5气藏为例[J]. 地球科学与环境学报, 2017, 39(5): 652-668. |
[39] | 史超群, 王佐涛, 朱文慧, 等. 塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带大北地区超深储层裂缝特征及其对储层控制作用[J]. 天然气地球科学, 2020, 31(12): 1687-1699. |
[40] | 周露, 莫涛, 王振鸿, 等. 塔里木盆地克深气田超深层致密砂岩储层裂缝分级分组合特征[J]. 天然气地球科学, 2017, 28(11): 1668-1677. |
[41] | 王珂, 杨海军, 李勇, 等. 库车坳陷克深气田致密砂岩储层构造裂缝形成序列与分布规律[J]. 大地构造与成矿学, 2020, 44(1): 30-46. |
[42] | 孙雄伟, 侯贵廷, 于璇, 等. 库车前陆冲断带低渗砂岩的裂缝发育模式[J]. 大地构造与成矿学, 2015, 39(5): 808-815. |
[43] | 毛亚昆, 钟大康, 李勇, 等. 构造挤压背景下深层砂岩压实分异特征: 以塔里木盆地库车前陆冲断带白垩系储层为例[J]. 石油与天然气地质, 2017, 38(6): 1113-1122. |
[44] | 高志勇, 马建英, 崔京钢, 等. 埋藏(机械)压实-侧向挤压地质过程下深层储层孔隙演化与预测模型[J]. 沉积学报, 2018, 36(1): 176-187. |
[45] | 巩磊, 曾联波, 杜宜静, 等. 构造成岩作用对裂缝有效性的影响: 以库车前陆盆地白垩系致密砂岩储层为例[J]. 中国矿业大学学报, 2015, 44(3): 514-519. |
[46] | 袁静, 杨学君, 袁凌荣, 等. 库车坳陷DB气田白垩系砂岩胶结作用及其与构造裂缝关系[J]. 沉积学报, 2015, 33(4): 754-763. |
[47] | 汪林波, 韩登林, 王晨晨, 等. 库车坳陷克深井区白垩系巴什基奇克组孔缝充填特征及流体来源[J]. 岩性油气藏, 2022, 34(3): 49-59. |
[48] | 王珂, 张荣虎, 李宝刚. 致密砂岩储层构造裂缝特征及地质建模: 以塔里木盆地库车坳陷大北12气藏为例[J]. 海相油气地质, 2023, 28(1): 72-82. |
[49] | 王俊鹏, 曾联波, 周露, 等. 塔里木盆地克拉苏构造带超深层储层裂缝发育模式及开发意义[J]. 地球科学, 2023, 48(7): 2520-2534. |
[50] | WANG J P, WANG H Y, ZHANG R H, et al. Improvement of reservoir quality of ultra-deep tight sandstones by tectonism and fluid: a case study of Keshen gas field in Tarim Basin, western China[J]. Petroleum, 2023, 9(1): 124-134. |
[51] | 孙贺东, 王洪峰, 朱松柏. 一种不考虑压缩系数的深层高压气藏动态储量评价方法[J]. 天然气工业, 2023, 43(7): 78. |
[52] | 孙贺东, 欧阳伟平, 朱松柏, 等. 多尺度离散裂缝性致密砂岩气藏数值试井新方法: 以塔里木盆地克拉苏气田为例[J]. 天然气工业, 2022, 42(7): 55-64. |
[53] | 寿建峰, 张惠良, 斯春松, 等. 砂岩动力成岩作用[M]. 北京: 石油工业出版社, 2005: 121-122. |
[54] | LIU G P, ZENG L B, ZHU R K. Effective fractures and their contribution to the reservoirs in deep tight sandstones in the Kuqa Depression, Tarim Basin, China[J]. Marine and Petroleum Geology, 2021, 124: 104824. |
[55] | 魏国齐, 王俊鹏, 曾联波, 等. 克拉苏构造带盐下超深层储层的构造改造作用与油气勘探新发现[J]. 天然气工业, 2020, 40(1): 20-30. |
[56] | 史超群, 张慧芳, 周思宇, 等. 塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带—秋里塔格构造带白垩系巴什基奇克组深层、 高产储层特征及控制因素[J]. 天然气地球科学, 2020, 31(8): 1126-1138. |
[57] | 王钊, 吕修祥, 张镭馨, 等. 库车前陆冲断带“石英桥”的发现及地质意义[J]. 地球科学, 2023, 48(1): 342-358. |
[58] | ANDERS M H, LAUBACH S E, SCHOLZ C H. Microfractures: a review[J]. Journal of Structural Geology, 2014, 69: 377-394. |
[1] | 潘磊, 杜红权, 李雷涛, 龙涛, 殷雪峰. 川东北元坝地区上三叠统须家河组天然裂缝发育特征与主控因素[J]. 地学前缘, 2024, 31(5): 156-165. |
[2] | 董少群, 曾联波, 冀春秋, 张延兵, 郝静茹, 徐小童, 韩高松, 徐辉, 李海明, 李心琦. 超深层致密砂岩裂缝测井识别深度核方法[J]. 地学前缘, 2024, 31(5): 166-176. |
[3] | 蔡振忠, 赵海涛, 王彭, 李静, 徐国金. 考虑流固耦合作用的超深缝洞型碳酸盐岩储层连通性表征:以塔里木盆地富满油田满深区块为例[J]. 地学前缘, 2024, 31(5): 301-312. |
[4] | 谷雨, 吴俊, 樊太亮, 吕峻岭. 塔北-塔中地区中、下寒武统岩性组合与变形特征及其对油气输导影响[J]. 地学前缘, 2024, 31(5): 313-331. |
[5] | 李凤磊, 林承焰, 任丽华, 张国印, 关宝珠. 塔里木盆地塔北地区多期断裂差异匹配控制下超深岩溶缝洞储层成藏特征[J]. 地学前缘, 2024, 31(4): 219-236. |
[6] | 陈昌锦, 程晓敢, 林秀斌, 李丰, 田禾丰, 屈梦雪, 孙思瑶. 基于弹性板模型的塔里木盆地北部新生代沉降模拟:对南天山隆升的启示[J]. 地学前缘, 2024, 31(4): 340-353. |
[7] | 徐兆辉, 胡素云, 曾洪流, 马德波, 罗平, 胡再元, 石书缘, 陈秀艳, 陶小晚. 塔里木盆地肖尔布拉克组上段烃源岩分布预测及油气勘探意义[J]. 地学前缘, 2024, 31(2): 343-358. |
[8] | 马永生, 蔡勋育, 李慧莉, 朱东亚, 张军涛, 杨敏, 段金宝, 邓尚, 尤东华, 武重阳, 陈森然. 深层-超深层碳酸盐岩储层发育机理新认识与特深层油气勘探方向[J]. 地学前缘, 2023, 30(6): 1-13. |
[9] | 李丹, 常健, 邱楠生, 熊昱杰. 塔里木盆地台盆区超深层热演化及对储层的影响[J]. 地学前缘, 2023, 30(6): 135-149. |
[10] | 陈践发, 许锦, 王杰, 刘鹏, 陈斐然, 黎茂稳. 塔里木盆地西北缘玉尔吐斯组黑色岩系沉积环境演化及其对有机质富集的控制作用[J]. 地学前缘, 2023, 30(6): 150-161. |
[11] | 邱楠生, 常健, 冯乾乾, 曾帅, 刘效妤, 李慧莉, 马安来. 我国中西部盆地深层-超深层烃源岩热演化研究[J]. 地学前缘, 2023, 30(6): 199-212. |
[12] | 陈泽亚, 陈践发, 黎茂稳, 付娆, 师肖飞, 徐学敏, 伍建军. 塔里木台盆区下古生界天然气甲烷氢同位素组成特征及地质意义[J]. 地学前缘, 2023, 30(6): 232-246. |
[13] | 马安来, 漆立新. 顺北地区四号断裂带奥陶系超深层油气地球化学特征与相态差异性成因[J]. 地学前缘, 2023, 30(6): 247-262. |
[14] | 朱秀香, 曹自成, 隆辉, 曾溅辉, 黄诚, 陈绪云. 塔里木盆地顺北地区走滑断裂带压扭段和张扭段油气成藏实验模拟及成藏特征研究[J]. 地学前缘, 2023, 30(6): 289-304. |
[15] | 李慧莉, 高键, 曹自成, 朱秀香, 郭小文, 曾帅. 塔里木盆地顺托果勒低隆起走滑断裂带流体时空分布及油气成藏意义[J]. 地学前缘, 2023, 30(6): 316-328. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||