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页岩油储层现今地应力场与裂缝有效性评价——以鄂尔多斯盆地延长组长7油层组为例

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中国矿业大学学报 2020年第5期49卷 931-940页

作者：鞠玮牛小兵冯胜斌尤源徐浩然王胜宇煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221008 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 中国石油长庆油田勘探开发研究院陕西西安710018

鄂尔多斯盆地是我国重要的非常规油气产区,其内延长组长7储层页岩油富集,勘探开发潜力巨大.查明延长组长7储层现今地应力特征,并分析在其作用下的天然裂缝有效性,对鄂尔多斯盆地页岩油勘探开发极为必要.本文综合利用多种方法分析延长组... 详细信息

鄂尔多斯盆地是我国重要的非常规油气产区,其内延长组长7储层页岩油富集,勘探开发潜力巨大.查明延长组长7储层现今地应力特征,并分析在其作用下的天然裂缝有效性,对鄂尔多斯盆地页岩油勘探开发极为必要.本文综合利用多种方法分析延长组长7页岩油储层现今地应力状态及其影响下的裂缝有效性,认为延长组长7页岩油储层现今地应力场以正断机制为主,其内天然裂缝的有效性受地应力影响显著,裂缝开启压力与埋藏深度、裂缝产状以及现今地应力方向和大小等因素密切相关.研究结果表明:长7页岩油储层现今地应力方向呈现ENE-WSW-NE-SW的优势方位;现今地应力大小随埋藏深度的增加而增大,二者具有明显的线性关系.垂向主应力(Sv)、水平最大(SHmax)和最小主应力(Shmin)之间遵循Sv>SHmax>Shmin的规律.在现今地应力状态下,鄂尔多斯盆地延长组长7页岩油储层内的天然裂缝均为无效裂缝,随着流体注入,与现今水平最大主应力方向夹角较小、倾角较大的天然裂缝率先成为有效裂缝,其临界压力增值为14.1~36.5 MPa.延长组长7页岩油储层内天然裂缝的开启压力介于29.7~77.2 MPa,平均值为49.9 MPa.

关键词：现今地应力页岩油储层裂缝有效性延长组鄂尔多斯盆地

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页岩油储层多甜点压裂裂缝垂向扩展试验研究

岩土工程学报 2021年第7期43卷 1322-1330页

作者：侯冰武安安常智尤源寇晓璇张丰收中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院陕西西安710018 同济大学岩土与地下工程教育部重点实验室上海200092 同济大学土木工程学院地下建筑与工程系上海200092

鄂尔多斯盆地延长组长7段发育丰富砂岩和页岩多薄互层叠置的页岩油资源,勘探开发评估资源量达数十亿吨以上。但页岩油储层多甜点层叠置,层理、裂缝发育、各向异性和非均质性显著,压裂改造时缝高垂向延伸距离短,体积压裂改造难度大。基... 详细信息

鄂尔多斯盆地延长组长7段发育丰富砂岩和页岩多薄互层叠置的页岩油资源,勘探开发评估资源量达数十亿吨以上。但页岩油储层多甜点层叠置,层理、裂缝发育、各向异性和非均质性显著,压裂改造时缝高垂向延伸距离短,体积压裂改造难度大。基于室内真三轴室内压裂物模试验,针对长庆长7段井下连续储层段获取的全直径致密砂岩和页岩全直径岩心,利用混凝土包裹全直径井下岩心测试真三轴环境下的水力裂缝起裂和垂向延伸形态,揭示长7段页岩油储层多甜点岩性压裂裂缝垂向扩展机理。试验发现:页岩油储层层理呈"千层饼"状且胶结弱,压裂液易沿层理渗滤,在垂向应力与最小水平主应力之差小于12 MPa时,水力裂缝形态多呈现水平缝,压裂液沿层理逐层渗滤。排量增大到30m L/min时,页岩易发生剪切滑移破坏,形成高倾角水平缝或跳跃台阶缝。垂向应力与最小水平主应力之差曾加到14 MPa时,会产生明显的垂向穿层缝,纵向沟通多套甜点层。无论排量高低(30,15 mL/min),垂直缝均沟通多个层理,压裂液会在沿垂直缝上下延伸过程中,当被弱胶结层理面捕获时,沿层理缝渗滤扩展,产生"十"字型或"丰"字型的复杂缝。压裂施工时,优选垂向应力与最小水平主应力差值大的层位射孔,有利于水力裂缝穿层扩展增加复杂裂缝体积,提高页岩油储层体积改造效果。

关键词：页岩油储层井下全直径岩心压裂物理模拟裂缝扩展储层改造

页岩油储层水平井随钻电磁波电阻率测井资料校正方法

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Applied Geophysics 2023年第1期20卷 9-19,130页

作者：刘英明王磊王才志王浩乔平中国石油勘探开发研究院测井与遥感技术研究所北京100100 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院青岛266580

页岩油储层具有非均质强、各向异性显著等特征,造成水平井随钻电磁波电阻率测井响应复杂,资料定性解释和定量评价极为困难。为此,本文研发了一种适用于页岩油储层水平井随钻电磁波电阻率测井资料的校正方法。首先,考虑储层电性特征和泥... 详细信息

页岩油储层具有非均质强、各向异性显著等特征,造成水平井随钻电磁波电阻率测井响应复杂,资料定性解释和定量评价极为困难。为此,本文研发了一种适用于页岩油储层水平井随钻电磁波电阻率测井资料的校正方法。首先,考虑储层电性特征和泥浆类型,构建页岩油储层水平井电测井解释模型;研究相位差和幅度比曲线随井眼尺寸的变化,进而建立复杂仪器响应到均匀介质点源响应的映射关系,以消除钻铤及井眼等影响;在此基础上,针对页岩油储层,建立了基于解析算法的随钻电磁波电阻率测井资料逐点实时各向异性校正方法;最后,借助成像资料提供的界面和倾角信息,采用一维层状介质模型和梯度反演算法,逐层提取地层水平和垂向电阻率。结果表明:经井眼校正,随钻电磁波电阻率测井资料的处理可简化至一维,为资料快速处理奠定了基础;水平井随钻电磁波电阻率测井各向异性校正方法,可准确提取页岩油储层的水平和垂向电阻率信息,为该类油藏测井解释和定量评价提供准确的电性参数。

关键词：随钻电磁波电阻率测井页岩油储层水平井资料校正各向异性电阻率

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页岩油储层D—T2核磁共振解释方法

天然气地球科学 2020年第8期31卷 1178-1184页

作者：王志战页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京100101 中国石化石油工程技术研究院测录井研究所北京100101

D—T2二维核磁共振能够快速、直观地区分不同性质、不同赋存状态的孔隙流体,已成为储层评价的热门技术,但对于页岩油储层,常规储层的D—T2孔隙流体解释图版并不适用,考虑受限扩散、内部梯度等影响因素的修正图版也难以满足页岩油储层油... 详细信息

D—T2二维核磁共振能够快速、直观地区分不同性质、不同赋存状态的孔隙流体,已成为储层评价的热门技术,但对于页岩油储层,常规储层的D—T2孔隙流体解释图版并不适用,考虑受限扩散、内部梯度等影响因素的修正图版也难以满足页岩油储层油、水识别的要求。为此,采用理论分析与实验分析相结合的方法,对D—T2孔喉尺度分辨率、流体含量分辨率、孔隙流体解释图版3个关键要素进行了深入研究。结果表明,D—T2孔喉尺度分辨率、流体含量分辨率均低于T2一维核磁共振,难以检测到T2短于2 ms、含量低于0.2%的流体信号;D—T2信号位置与流体含量有关,且随着流体含量的递增,具有随机游走特性。2口页岩油井的应用表明,基于流体含量信号响应轨迹的D—T2流体解释图版能够实现页岩油储层的准确解释。

关键词： D—T2核磁共振页岩油储层油水识别分辨率解释图版

地震叠后和叠前混合驱动下的页岩油储层多尺度裂缝预测方法

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地球物理学报 2024年第7期67卷 2830-2849页

作者：陈刚李世昌宋斯宇李映艳何吉祥唐廷明朱福玉赵杨卢明辉非常规油气科学技术研究院中国石油大学(北京)北京102249 中国石油新疆油田公司勘探开发研究院新疆克拉玛依834000 中国石油勘探开发研究院北京100083

不同尺度、不同类型的天然裂缝的系统性表征有利于识别优质储层、改进开发效果.建立可靠的多尺度裂缝模型是提高页岩油储层钻遇率的重要依据,其关键在于精细预测小尺度裂缝的空间分布,指导钻井钻进和压裂过程.然而,基于地震属性的传统... 详细信息

不同尺度、不同类型的天然裂缝的系统性表征有利于识别优质储层、改进开发效果.建立可靠的多尺度裂缝模型是提高页岩油储层钻遇率的重要依据,其关键在于精细预测小尺度裂缝的空间分布,指导钻井钻进和压裂过程.然而,基于地震属性的传统裂缝预测方法只能各自突出单一尺度的断裂,不同裂缝属性的数学独立性给综合裂缝系统的识别带来严峻挑战.我们提出一套改进的全尺度裂缝系统评估方案,其关键在于通过优化的各向异性蚁群裂缝识别算法确定小尺度裂缝的发育概率,将小尺度裂缝的发育概率与传统蚂蚁追踪产生的大尺度断层的概率进行融合,得到的综合裂缝系统可以实现全尺度裂缝的感知.详细的属性分析过程表明,方位各向异性能够精确描述微观裂缝特征.基于此,我们将各向异性分析得到的裂缝密度和裂缝走向融入蚁群追踪裂缝的各个阶段,在提高裂缝密集区搜索强度的同时,还对小断距裂缝的发育方向实现了精准刻画.针对页岩油藏的应用案例证明,根据改进方案得到的全尺度裂缝系统能够同时表征大尺度断层、小裂缝和裂缝破碎带的分布情况.研究区的成像测井结果进一步验证了小尺度裂缝预测发育方向的准确性及可靠性,能够为页岩油水平井开发部署提供理论指导.

关键词：天然裂缝页岩油储层方位各向异性多尺度裂缝蚂蚁追踪

基于离散裂缝模型的页岩油储层压裂渗吸数值模拟

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工程科学学报 2022年第3期44卷 451-463页

作者：徐荣利郭天魁曲占庆陈铭覃建华牟善波陈唤鹏张跃龙中国石油大学(华东)石油工程学院青岛266580 新疆油田公司勘探开发研究院克拉玛依834000 新疆正通石油天然气股份有限公司克拉玛依834000

对于含黏土矿物较高的页岩油储层,地层水的矿化度可高达4.786×10^(3) mol·m^(-3),压裂过程中与注入的低矿化度压裂液形成的渗透压作用显著.为探究渗透压对渗吸的影响作用,建立了综合考虑渗透压和毛管力渗吸作用的油水两相二维离散裂... 详细信息

对于含黏土矿物较高的页岩油储层,地层水的矿化度可高达4.786×10^(3) mol·m^(-3),压裂过程中与注入的低矿化度压裂液形成的渗透压作用显著.为探究渗透压对渗吸的影响作用,建立了综合考虑渗透压和毛管力渗吸作用的油水两相二维离散裂缝网络模型,开展了页岩油储层压裂液泵注和关井阶段渗透压、毛管力、关井时间、盐浓度、膜效率、分支缝面积占比等对渗吸的影响规律研究.结果表明:①滤失主要由压力差、毛管力和渗透压3种机制驱动,其中压力差是滤失的关键控制机制;②关井时间对压裂液的渗吸作用影响较大,关井50 d时,前15 d渗吸量可达到总渗吸量的80%,且关井压力扩散会波及到两侧压裂段;③与压力扩散相比,渗透压达到平衡的时间较长,对于地层水矿化度为4.786×10^(3) mol·m^(-3)的情况,裂缝附近的矿化度达到600 mol·m^(-3)左右所需关井时间为50 d;④由于压力差是渗吸主要驱动力,页岩膜效率对渗透压力扩散影响微弱,页岩膜效率30%与5%相比渗吸量仅增加4%;⑤对于密切割压裂,关井后,含水饱和度受小间距水力裂缝控制,分支缝对渗吸含水饱和度的影响有限.

关键词：页岩油储层渗吸渗透压离散裂缝模型数值模拟关井时间

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鄂尔多斯盆地上三叠统延长组7段埋藏期热液活动对页岩油储层的影响

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石油与天然气地质 2023年第4期44卷 899-909页

作者：王梓毅付金华刘显阳李士祥张昌虎梁新平董琳北京大学地球与空间科学学院北京100871 中国石油长庆油田公司陕西西安710018 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室陕西西安710018 中国石油长庆油田公司勘探开发研究院陕西西安710018 北京大学能源研究院北京100871

目前针对鄂尔多斯盆地上三叠统延长组7段(长7段)热液作用的研究较多,主要聚焦于长7期的热水沉积作用。长7段在埋藏期也可能受到热液作用的影响,但相关的研究极为有限。为揭示长7段埋藏期热液活动的期次、时代及其对页岩油储层的影响,利... 详细信息

目前针对鄂尔多斯盆地上三叠统延长组7段(长7段)热液作用的研究较多,主要聚焦于长7期的热水沉积作用。长7段在埋藏期也可能受到热液作用的影响,但相关的研究极为有限。为揭示长7段埋藏期热液活动的期次、时代及其对页岩油储层的影响,利用光学/电子显微镜观测、电子探针分析、显微激光拉曼光谱分析及包裹体均一温度测试等手段,对长7段热液黄铁矿以及固相和流体包裹体开展研究。结果表明,长7段发育多种类型的黄铁矿,其中脉状或团块状、透镜状、他形-半自形晶散布状和半自形-自形晶斑块状黄铁矿的Co/Ni元素含量比值均大于1,指示其为热液成因。根据显微观测结果及区域构造史和埋藏史-热演化史模拟,推断长7段埋藏期至少存在两期热液活动,其中一期发生于早白垩世。与黄铁矿包裹体伴生的盐水包裹体均一温度表明,注入瑶页1井区长7段的热液温度最高可达270.5℃以上;基于Easy%R_(o)动力学模型的计算结果表明,热液注入后地层经历了较快的降温过程,这可能是页岩有机质热演化程度较低(R_(o)=0.70%)的重要原因之一。

关键词：热液活动热液黄铁矿有机质热演化埋藏期页岩油储层长7段鄂尔多斯盆地

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陆相页岩油储层微观孔喉结构表征与含油性分级评价——以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组为例

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石油与天然气地质 2022年第1期43卷 149-160页

作者：王林生叶义平覃建华高阳邓远李映艳肖佃师中国石油新疆油田分公司新疆克拉玛依834000 中国石油新疆油田分公司博士后工作站新疆克拉玛依834000 中国石油大学(华东) 深层油气重点实验室山东青岛266580

针对准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组页岩油储层类型多样和油层甜点预测难度大的问题,开展页岩油孔隙发育影响机制及含油性分级评价研究。在岩心观察的基础上,应用扫描电镜、压汞和核磁共振等手段,研究吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟... 详细信息

针对准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组页岩油储层类型多样和油层甜点预测难度大的问题,开展页岩油孔隙发育影响机制及含油性分级评价研究。在岩心观察的基础上,应用扫描电镜、压汞和核磁共振等手段,研究吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组页岩油储层的微观孔隙结构,揭示孔隙发育及含油性影响机制,建立油层分类评价标准。结果表明:①芦草沟组发育粒间孔型、粒间-溶蚀-晶间孔型、溶蚀孔型、溶蚀-晶间孔型和晶间孔型5类储层,其中粒间孔型和溶蚀孔型物性及可动性最好,晶间孔型最差。②较高的偏粗组分数量、适中的白云石含量和低胶结物含量共同决定优质储层形成,优质储层分布受近物源、高能环境及古凹的控制。③源-储互层或一体型配置模式含油性好于邻源厚层型,15 nm和70 nm为芦草沟组能否含油及含油性变好的孔喉半径界限。④以孔喉结构与含油性关系为指导,划分出Ⅰ类油层、Ⅱ类油层和Ⅲ类油层。芦草沟组一段二亚段优质储层发育,源-储配置佳,油层甜点分布规模大。研究成果为芦草沟组页岩油油层分类评价及甜点预测提供了地质依据。

关键词：微观孔隙结构孔隙发育影响机制油层分类页岩油储层芦草沟组吉木萨尔凹陷准噶尔盆地

北部湾盆地涠西南凹陷流沙港组二段下亚段页岩油储层非均质性特征

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石油与天然气地质 2023年第4期44卷 923-936页

作者：邓勇范彩伟胡德胜何卫军张建新中海石油(中国)有限公司湛江分公司广东湛江524057

北部湾盆地涠西南凹陷是中国南海海域重要的常规和非常规油气勘探开发区域,2022年7月WY-1井页岩油压裂测试成功并获得商业油气流,标志着中国海上页岩油勘探取得重大突破。基于岩心、薄片、矿物组成、有机地化、扫描电镜、基质孔渗和精... 详细信息

北部湾盆地涠西南凹陷是中国南海海域重要的常规和非常规油气勘探开发区域,2022年7月WY-1井页岩油压裂测试成功并获得商业油气流,标志着中国海上页岩油勘探取得重大突破。基于岩心、薄片、矿物组成、有机地化、扫描电镜、基质孔渗和精细测井分析,开展了涠西南凹陷WY-1井的页岩油储层非均质性特征研究。结果表明:WY-1井流沙港组二段下亚段(流二下亚段)可识别出富硅黏土质泥岩相、混合质泥岩相、富黏土硅质粉砂岩相和(混合)硅质砂岩相4类岩相。对该4类岩相的物性、孔喉特征、可动性和脆性进行分析发现,储集空间以粒间孔为主,(混合)硅质砂岩相孔渗值最高、可压性最好、可动性最高,为有利岩相,富黏土硅质粉砂岩相次之,混合质泥岩相与富硅黏土质泥岩相较差,但混合质泥岩相可压性与可动性好于富硅黏土质泥岩相。有利于储层发育的顺序为(混合)硅质砂岩相>富黏土硅质粉砂岩相>混合质泥岩相>富硅黏土质泥岩相。从储集性的纵向展布特征来看,流二下亚段底部储集性、可动性和可压性最好,其岩相主要为(混合)硅质砂岩相和富黏土硅质粉砂岩相互层;流二下亚段中部混合质泥岩相与富硅黏土质泥岩相互层分布,其脆性和可压性较流二下亚段上部好。综合评价认为,WY-1井甜点段主要为(混合)硅质砂岩相和富黏土硅质粉砂岩相以互层形式分布的流二下亚段下部,其次为混合质泥岩相较为发育的流二下亚段中部。

关键词：岩相非均质性页岩油储层流二下亚段涠西南凹陷北部湾盆地

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