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基于HTI介质地震曲率属性的地应力估算方法及其在威远地区的应用

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地球物理学报 2024年第5期67卷 1970-1986页

作者：曹欢赵杨帅达齐英涵陈刚李世昌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克拉玛依834000 中国石油勘探开发研究院北京100083

在非常规油气藏的开发和勘探阶段,为了形成有利于油气集聚和运移的裂缝,需要对储层进行水力压裂,而地应力是进行水力压裂的重要参数.目前,传统的三维地质力学建模方法是估算地应力的有效手段,其主要通过井间插值得到三维地应力结果.但是... 详细信息

在非常规油气藏的开发和勘探阶段,为了形成有利于油气集聚和运移的裂缝,需要对储层进行水力压裂,而地应力是进行水力压裂的重要参数.目前,传统的三维地质力学建模方法是估算地应力的有效手段,其主要通过井间插值得到三维地应力结果.但是,在井稀疏的区域会产生较大误差.考虑到三维地震数据具有空间连续性的特点.本文提出了一种融入地震曲率属性的HTI介质组合弹簧模型,该模型突破了传统地质力学中水平构造应变为常数的假设.首先,通过叠前AVO反演和PNN神经网络预测得到杨氏模量和泊松比这两个力学参数;其次,对地震方位波阻抗进行椭圆拟合预测裂缝密度.之后,基于薄板理论,引入三维地震曲率属性来表征水平构造应变的影响.最后,利用融入地震曲率属性的HTI介质组合弹簧模型估算三维地应力场.将该方法应用于川南威远工区,结果表明,本文提出的新方法与传统地质力学的结果吻合较好,能够获得更高精度、更高分辨率的真三维地应力场,且能较好的反映出构造细节.验证了该方法的可行性和准确性.

关键词：地应力曲率属性 AVO反演方位各向异性阻抗裂缝密度

三维各向异性TI介质中的P/S波快速解耦技术及在弹性波逆时偏移中的应用

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地球物理学报 2024年第2期67卷 670-683页

作者：张辉尹国庆徐珂王志民王海应梁景瑞来姝君左佳卉鲜成钢申颍浩赵杨中国石油塔里木油田公司新疆库尔勒841000 中国石油大学(北京)非常规科学技术研究院北京102249

随着多分量采集技术的发展,弹性波逆时偏移技术在三维各向异性介质复杂地质构造成像中得到了广泛的应用.然而耦合的P波场和S波场,会在传播过程中产生串扰噪声,降低弹性波逆时偏移的成像精度.为了解决这一问题,本研究针对具有倾斜各向异... 详细信息

随着多分量采集技术的发展,弹性波逆时偏移技术在三维各向异性介质复杂地质构造成像中得到了广泛的应用.然而耦合的P波场和S波场,会在传播过程中产生串扰噪声,降低弹性波逆时偏移的成像精度.为了解决这一问题,本研究针对具有倾斜各向异性对称轴的三维横向各向同性(Transverse Isotropy,TI)介质,提出了一种矢量弹性波场快速解耦方法,可以有效提高偏移剖面的成像质量.该方法首先通过坐标转换,将观测系统坐标系的垂直轴旋转到TI介质的对称轴方向,在新坐标系下,根据具有垂直对称轴的三维横向各向同性(Vertical Transverse Isotropy,VTI)介质中的分解算子,推导出三维TI介质解耦算子表达式.接着引入一种在空间域快速计算分解波场的方法,来实现空间域矢量P波场和S波场分离,极大地提高了计算效率.最后,通过点积成像条件,将提出的P/S波分解方法引入到三维TI介质弹性波逆时偏移中,得到高精度的PP和PS成像.与以往的波场分解方法相比,本文方法具有数值稳定和计算效率高的特点.数值算例表明,应用上述三维TI分解算子得到的偏移剖面有效压制了噪声,提高了成像质量.

关键词：三维各向异性介质弹性波逆时偏移矢量P/S波场分解多分量地震数据

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致密油多场重构驱渗结合提高采收率技术

石油勘探与开发 2024年第1期51卷 137-146页

作者：雷征东王正茂慕立俊彭缓缓李鑫白晓虎陶珍李洪畅彭颖锋中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油油气和新能源分公司北京100007 中国石油长庆油田公司西安710018 中国能源建设股份有限公司北京100022

建立渗流-地质力学耦合的嵌入式裂缝流动模型,进行致密油多场耦合模拟,揭示致密油长期注水后压力场、渗流场和应力场的变化规律,在此基础上提出了致密油多场重构驱渗结合提高采收率技术。研究表明:致密油长期注水开发后,压力扩散范围小... 详细信息

建立渗流-地质力学耦合的嵌入式裂缝流动模型,进行致密油多场耦合模拟,揭示致密油长期注水后压力场、渗流场和应力场的变化规律,在此基础上提出了致密油多场重构驱渗结合提高采收率技术。研究表明:致密油长期注水开发后,压力扩散范围小,难以建立有效驱替系统,地应力的变化幅度呈现差异性,水平最小主应力变化幅度大于水平最大主应力,注水井地应力变化幅度大于生产井,注水井周围地应力转向幅度较大。多场重构驱渗结合提高采收率技术通过注水井转采和大规模压裂技术,重构人工体积缝网系统;通过压前补能、压中增能、焖井蓄能、驱渗结合的全生命周期能量补充方法,有效解决了大规模压裂后注入介质易窜流、能量难补充的问题;通过多井联动强化渗吸效应,重构复杂缝网下驱替与渗吸结合体系,由避缝向利用裂缝转变,提高微观波及效率和驱油效率。鄂尔多斯盆地华庆油田元284区块现场应用实践表明,该技术提高采收率12个百分点,可实现致密油规模效益开发。

关键词：致密油复杂缝网压裂增能多场重构驱渗结合提高采收率

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盐穴储库水平对接井造腔物理模拟实验

油气储运 2024年第8期43卷 926-935,951页

作者：王建夫金作良李剑光贾建超朱阔远周照恒中国石油盐穴储气库技术研究中心中国石油储气库分公司华北石油管理局有限公司江苏储气库分公司

【目的】水平对接井造腔是一种高效的盐穴建造方法,采用垫层阻溶可以较好地控制对接井腔体形态。但该造腔方式尚未应用于对接井,其对腔体形态及排卤浓度的影响规律尚不明确,无法有效指导现场技术应用。【方法】基于现有盐企采卤方式特... 详细信息

【目的】水平对接井造腔是一种高效的盐穴建造方法,采用垫层阻溶可以较好地控制对接井腔体形态。但该造腔方式尚未应用于对接井,其对腔体形态及排卤浓度的影响规律尚不明确,无法有效指导现场技术应用。【方法】基于现有盐企采卤方式特点及存在的问题,提出采用垫层阻溶双井交替注水、分阶段上提造腔管柱与垫层的对接井造腔方式。基于相似理论搭建实验平台,开展新造腔方式下的对接井造腔物理模拟实验,采用江苏淮安盐矿某一对接井现场实际数据验证了实验模型的准确性,随后分析了地层倾角、注水排量、垫层及管柱控制、注水循环方式对腔体形状及排卤质量浓度的影响。【结果】水平对接井造腔腔体形态呈U形,腔体体积大,排卤质量浓度高,相对于单直井具有显著优势;地层倾角的存在会增加水平通道高度,降低直井注水时的排卤质量浓度;大排量可扩展腔体体积,增大水平通道及两侧腔体尺寸;垫层控制对腔体形状影响较大,垫层长期停留在同一位置易出现平顶状畸形,而管柱控制对腔体形状影响较小;存在地层倾角时,注水循环方式会显著影响腔体形态与排卤质量浓度。【结论】水平对接井造腔是一种高效的造腔方式,具有腔体形状可控、排卤浓度高等优点,可作为未来盐穴储库造腔技术的主要发展方向,但室内实验研究具有局限性,应加强该造腔方式的现场试验研究。

关键词：盐穴储库对接井造腔地层倾角循环方式垫层控制腔体形态排卤浓度

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氦气资源形成地质条件、成因机理与富集规律

石油勘探与开发 2024年第2期51卷 436-452页

作者：陶士振杨怡青陈悦刘祥柏杨威李剑吴义平陶小晚高建荣陈燕燕王晓波吴晓智陈秀艳李谦贾进华中国石油勘探开发研究院北京100083

借鉴含油气系统思路及方法,基于典型富氦气田解剖,并利用地球化学成藏方法技术,研究天然气中氦气资源形成的地质条件、成因机理与富集规律。结果表明:①氦气“生-运-聚”机理与天然气有显著差异性,氦气主要为基底富U、Th元素缓慢α衰变... 详细信息

借鉴含油气系统思路及方法,基于典型富氦气田解剖,并利用地球化学成藏方法技术,研究天然气中氦气资源形成的地质条件、成因机理与富集规律。结果表明:①氦气“生-运-聚”机理与天然气有显著差异性,氦气主要为基底富U、Th元素缓慢α衰变或深部壳幔氦释放,沿岩石圈复合输导体系运移至天然气成藏系统,依附适宜载体气聚集成藏。②氦运移输导主要受“岩石圈断裂、基底断裂、沉积层断裂、有效输导层”复合输导体系控制,基于地下流体中“氦-气-水”相平衡及相-势耦合综合分析,提出氦气运聚过程中具有“水溶相、气溶相、游离相”3种主要赋存状态,存在氦气“集流、渗流、扩散”3种运移方式。③富氦气藏形成和氦气富集通常受控于“优质氦源、高效输导、适宜载体”3大主控要素,具有“脱溶汇聚、浮力驱动、压差驱替”3种聚集成藏动力类型,已发现富氦气藏具有相对“近氦源、邻断裂、低势区、高部位”的分布规律和成藏模式。④氦气富集区勘探和评价需要依托天然气兼探/并探,在评价落实氦气“源-运-聚”要素与天然气“生-储-盖”条件耦合匹配性、局部相对低势高部位有利圈闭载体气区的基础上,综合评价优选“通源连圈、低势高位、气氦适配”的有利氦气富集区。

关键词：氦气富氦气田地质特征形成条件成因机理富集规律

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裂缝密度反演的页岩储层地应力地震预测方法及应用

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石油地球物理勘探 2024年第2期59卷 279-289页

作者：杜炳毅高建虎张广智董雪华郭伟张军舵中国石油勘探开发研究院西北分院甘肃兰州730020 中国石油大学(华东) 山东青岛266580 中国石油勘探开发研究院北京100083

页岩储层地应力地震预测法通常运用弹性参数计算水平应力差异比(DHSR),但是存在不足:一是预测方程中含有各向异性参数(裂缝柔度),不容易求取,造成地应力预测难度较大;二是预测方程中的杨氏模量、泊松比等参数是由间接反演求取的,精度较... 详细信息

页岩储层地应力地震预测法通常运用弹性参数计算水平应力差异比(DHSR),但是存在不足:一是预测方程中含有各向异性参数(裂缝柔度),不容易求取,造成地应力预测难度较大;二是预测方程中的杨氏模量、泊松比等参数是由间接反演求取的,精度较低,难以满足页岩气地质工程一体化的要求。为此,提出了基于裂缝密度反演的页岩储层地应力地震预测方法。建立了基于杨氏模量、泊松比和裂缝密度的纵波方位各向异性AVO方程直接反演弹性参数,推导了由泊松比和裂缝密度表示的DHSR公式。根据井数据进行页岩储层各向异性岩石物理建模,并开展叠前方位各向异性反演,利用反演的泊松比和裂缝密度估算DHSR,运用DHSR评价页岩储层的地应力特征。应用实例表明:DHSR越小,水力压裂会产生不同方向的正交复杂裂缝网,可以更好地改造储层的物性和渗流通道,储层改造体积越大,越利于储层压裂;DHSR越大,水力压裂会产生平行于水平最大主应力的非正交平面裂缝,形成孤立裂缝,不利于体积改造。同时,DHSR预测结果与现有的测井地应力计算、压裂监测及产量测试等结果的一致性很高,并且符合地质认识,说明了所提方法的有效性和可靠性。

关键词：地应力页岩气储层各向异性裂缝密度泊松比叠前反演

渤海湾盆地火成岩侵入接触变质系统及其储层特征--以南堡凹陷古近系沙河街组为例

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石油勘探与开发 2024年第2期51卷 285-298页

作者：李文科吴小洲李艳东张研张昕王海中国石油勘探开发研究院北京100083

以渤海湾盆地南堡凹陷古近系沙河街组为例,综合利用地震、录井、测井、物性分析和岩心薄片等资料,开展火成岩侵入接触变质岩储层研究。①提出火成岩侵入接触变质系统地质模式,该系统纵向上可划分为侵入体、上变质带、下变质带、顶板和... 详细信息

以渤海湾盆地南堡凹陷古近系沙河街组为例,综合利用地震、录井、测井、物性分析和岩心薄片等资料,开展火成岩侵入接触变质岩储层研究。①提出火成岩侵入接触变质系统地质模式,该系统纵向上可划分为侵入体、上变质带、下变质带、顶板和底板正常沉积层5层结构;②侵入体特征主要表现为:顶部发育有指相意义的捕虏体,微观上岩石结构与矿物结晶由中心向边缘有规律变化,宏观上侵入体多以低角度斜穿沉积地层等;变质带特征主要为:原岩为沉积岩,发育典型的变余结构,出现多种中低温热变质矿物及岩性为中低级热变质岩等;③接触变质带储层发育基质孔隙和裂缝两种储集空间类型,基质孔隙为变质砂岩烘烤变质改造后围绕变质矿物分布的次生“粒间孔隙”,裂缝主要为变质泥岩中的构造缝和侵入挤压缝,具有层状、斑状和沿裂缝浸染状3种分布方式;④变质带储层分布主要受热烘烤强度的控制,优质储层分布是有利岩相与热接触变质、侵入挤压和热液溶蚀等作用互相耦合共同控制的结果。侵入接触变质系统地质模式的提出和应用,有望推动南堡凹陷接触变质岩勘探目标的发现,为渤海湾盆地深层接触变质岩储层研究和勘探提供参考依据。

关键词：侵入体接触变质带侵入接触变质系统储层特征新生代古近系沙河街组南堡凹陷渤海湾盆地

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泸州地区深层页岩气水平井套变成因机理探讨

天然气工业 2024年第2期44卷 99-110页

作者：金亦秋赵群牟易升位云生崔永平胡云鹏汪梦诗董腾超中国石油油气和新能源分公司中国石油勘探开发研究院中国石油集团工程材料研究院有限公司山东省地震局

四川盆地南部泸州地区深层页岩气储量丰富,是继长宁、威远等中浅层页岩气之后重要的天然气资源接替领域。但在泸州地区深层页岩气开发过程中水平井套管变形(以下简称套变)频发,对水平井压裂施工产生明显影响,制约了该区深层页岩气的规... 详细信息

四川盆地南部泸州地区深层页岩气储量丰富,是继长宁、威远等中浅层页岩气之后重要的天然气资源接替领域。但在泸州地区深层页岩气开发过程中水平井套管变形(以下简称套变)频发,对水平井压裂施工产生明显影响,制约了该区深层页岩气的规模建产。业内普遍认为套管变形是地层中的断裂发生滑移并对水平井产生剪切和挤压作用引起的,但基于该理论的套变模型与诸多实测数据不相吻合。为了进一步明确套管变形机理,提高套变的防控效果,以泸203井区18口套管变形水平井为对象,基于多臂井径成像测井,逐个对比套变形态、套变层位以及平面断裂发育情况,建立了断裂滑移和层理面滑移2种地质模型,并分析了2种地质模型下的不同套管变形特征。研究结果表明:(1)断裂滑移诱发的套变具有以下规律,即平面上套变仅出现在水平井与断裂带的交会处;套管的变形长度理论上应在10 m以内;套管的变形程度应呈近似对称关系,中部变形强,向两侧逐渐减弱。(2)该区多数套变不在预测的断裂带内,且部分套变段变形长度与形态不符合断裂滑移的特征。(3)层理面滑移可诱发多个相似的套变,在该机制下套管变形长度等于井筒与滑移面相交的距离,且层理面滑移的垂向分布与地层的页理发育程度一致。(4)层理面滑移与断裂滑移具有相似的力学机理,通过三维莫尔圆可以分析钻井和压裂过程中诱发断裂/层理面滑移的关键参数变化。结论认为,除断裂滑移外,层理面滑移是诱发页岩气水平井套管变形的另一重要机理,该研究成果可为深层页岩气规模效益开发的套变防控提供理论指导。

关键词：水平井套变层理面滑移断裂滑移多臂井径测井多级断裂预测变形长度变形程度莫尔应力圆

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南非奥特尼夸盆地构造沉积演化与油气成藏

西北地质 2024年第2期57卷 174-183页

作者：肖坤叶秦雁群刘计国胡瑛张新顺中国石油勘探开发研究院非洲研究所北京100083

南非奥特尼夸盆地油气勘探程度非常低,2019年与2020年连续的天然气大发现吸引了国内外油气公司广泛关注。基于IHS数据库、新项目评价及文献等资料,综合分析表明:奥特尼夸盆地经历了二叠纪以来的前裂谷、同裂谷、过渡期和裂谷后4个演化阶... 详细信息

南非奥特尼夸盆地油气勘探程度非常低,2019年与2020年连续的天然气大发现吸引了国内外油气公司广泛关注。基于IHS数据库、新项目评价及文献等资料,综合分析表明:奥特尼夸盆地经历了二叠纪以来的前裂谷、同裂谷、过渡期和裂谷后4个演化阶段;主要沉积了裂谷期陆相碎屑岩及过渡期–裂谷后的海相碎屑岩。盆地主力烃源岩为豪特里维阶和巴雷姆–阿普特阶海相页岩;发育了同裂谷期凡兰吟阶顶部浅海相砂岩和漂移早期阿尔比阶海相深水碎屑岩两套重要的储集层,储盖组合条件优越;共形成了巴雷姆–阿尔比阶砂岩、凡兰吟−豪特里维阶砂岩、上侏罗统−下白垩统砂岩和基底4套成藏组合。油气分布呈“西多东少”格局,目前应以Bredasdorp次盆大陆边缘深水区白垩系透镜状浊积砂岩为勘探重点。

关键词：奥特尼夸盆地南非大气田深水成藏组合浊积岩