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四川盆地中部中侏罗统沙溪庙组沉积期古环境与古气候演化——以永浅1井为例

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地质学报 2024年第4期98卷 1211-1228页

作者：余文强杨田蔡来星李晓芳何青油气藏地质及开发工程全国重点实验室(成都理工大学) 沉积地质研究院四川成都610059

四川盆地中部中侏罗统沙溪庙组沉积期古环境与古气候研究对揭示该时期盆内的沉积格局、重建古地理及油气形成与演化具有重要的理论和实践意义。本文以四川盆地中部永浅1井的47件泥岩样品为研究对象,通过主微量元素的变化特征恢复研究区... 详细信息

四川盆地中部中侏罗统沙溪庙组沉积期古环境与古气候研究对揭示该时期盆内的沉积格局、重建古地理及油气形成与演化具有重要的理论和实践意义。本文以四川盆地中部永浅1井的47件泥岩样品为研究对象,通过主微量元素的变化特征恢复研究区沙溪庙组沉积期的古环境与古气候演化过程。研究结果表明,Sr/Ba比值、Rb/K_(2)O比值、Ca/Mg比值和Ca/(Ca+Fe)比值指示川中地区中侏罗统沙溪庙组沉积期整体为淡水环境,但在沙溪庙组一段沉积中、晚期出现了短暂的水体盐度升高;V/(V+Ni)比值、U/Th值、V/Cr比值与Ni/Co比值指示沙溪庙组沉积期整体为间歇暴露的浅水氧化环境,局部为弱氧化或还原环境;C值、CIA值和Rb/Sr比值等指标显示,沙溪庙组沉积期古气候总体为温暖湿润的气候环境,但期间发生波动性干旱,在温暖湿润和半干旱—半湿润之间频繁波动。多元地球化学参数为川中地区中侏罗统沙溪庙组沉积期的古气候演化和区域性古气候对比提供了新的证据。

关键词：川中地区中侏罗世中晚期沙溪庙组古环境古气候

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致密储层水平井外裂缝与地层界面远探测声波测井响应特征研究

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地球物理学报 2024年第6期67卷 2439-2454页

作者：张梦生刘鹏范华军李振赵浩姜京伟冯周王克文李雨生武宏亮中国石油大学(北京)油气资源与工程全国重点实验室北京102249 中国石油勘探开发研究院北京100083 成都理工大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室成都610059

致密砂岩和页岩等非常规储层中常发育有密集小尺度和高角度裂缝.这些裂缝一方面起到增加储层渗透性的积极作用,另一方面在油气开采、水力压裂、注二氧化碳等过程中,它们又可能引起水平井孔套变和邻井压窜等风险.因此,考察这些裂缝的水... 详细信息

致密砂岩和页岩等非常规储层中常发育有密集小尺度和高角度裂缝.这些裂缝一方面起到增加储层渗透性的积极作用,另一方面在油气开采、水力压裂、注二氧化碳等过程中,它们又可能引起水平井孔套变和邻井压窜等风险.因此,考察这些裂缝的水平井远探测声波测井响应特征,以及进一步利用远探测方法识别这些裂缝具有重要研究意义.本文构建了致密储层水平井外存在裂缝的三维数值模型,并开展了正演模拟研究.结果表明,当裂缝与井孔夹角较小时,井孔内接收器主要接收裂缝反射波.当夹角大于某临界值后,接收波形主要为来自裂缝两个端点的散射波,它们分裂为两个波包.进一步提出广义SH散射波概念,即声源的偏振方向与裂缝走向平行的横波,它总是代表了所有方位上散射能量最强的方位.水平井外同时存在裂缝和强声阻抗地层界面是更为普遍的情况.相关模拟结果表明,裂缝散射波的主要能量集中在广义SH散射波上.随着地层界面和裂缝走向差异的增大,裂缝对应的广义SH散射波更容易识别.最后,通过一口水平井远探测实例验证了正演模拟结论的准确性.本文研究对识别和评价非常规储层水平井外小尺度裂缝具有重要理论意义.

关键词：水平井远探测声波测井裂缝地层界面散射波广义SH散射波

含海泡石层系泥质灰岩中自生黏土矿物的类型、组成与成岩演化过程--以川东地区中二叠统茅口组茅一段为例

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石油勘探与开发 2024年第2期51卷 311-322页

作者：宋金民王佳蕊刘树根李智武罗平江青春金鑫杨迪黄士鹏范建平叶玥豪王俊轲邓豪爽王斌郭嘉欣成都理工大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室成都610059 西华大学成都610039 中国石油勘探开发研究院北京100083

通过野外露头剖面实测和岩心观察,结合薄片鉴定、氩离子抛光、X射线衍射、扫描电镜、能谱分析和激光剥蚀元素面扫描等方法,对四川盆地东部地区中二叠统茅口组一段(简称茅一段)含海泡石层系泥质灰岩中自生黏土矿物类型、产状及其组成进... 详细信息

通过野外露头剖面实测和岩心观察,结合薄片鉴定、氩离子抛光、X射线衍射、扫描电镜、能谱分析和激光剥蚀元素面扫描等方法,对四川盆地东部地区中二叠统茅口组一段(简称茅一段)含海泡石层系泥质灰岩中自生黏土矿物类型、产状及其组成进行了分析,明确黏土矿物的成岩演化序列,建立黏土矿物沉积-成岩演化模式。研究表明,川东地区茅一段在富Si^(4+)、Mg^(2+)的凉水文石海中沉淀自生海泡石矿物,形成含海泡石层系;在埋藏成岩过程中,自生黏土矿物会经历两条可能的演化序列:①早成岩A期到中成岩A_(1)期,在普遍缺乏Al^(3+)的浅埋藏环境中,海泡石维持稳定状态;中成岩A_(2)期,自生海泡石开始演化为斯蒂文石;中成岩B_(1)期演化为无序滑石;中成岩B_(2)期至晚成岩期,最终演化为滑石,形成了茅一段主要的自生黏土矿物成岩演化序列“海泡石—斯蒂文石—无序滑石—滑石”。②早成岩A期,风暴和上升洋流携带的Al^(3+)参与成岩过程,微量海泡石向蒙脱石演化,部分蒙脱石继续演化为绿泥石;早成岩B期至中成岩A_(1)期,部分蒙脱石演化为伊/蒙混层;中成岩A_(2)期至中成岩B_(2)期,伊/蒙混层向伊利石发生演化,至晚成岩期全部转化为伊利石,由此形成茅一段次级自生黏土矿物成岩演化序列“海泡石—蒙脱石—绿泥石/伊利石”。含海泡石层系泥质灰岩中自生黏土矿物的类型与演化具有两方面的油气地质意义:①海泡石吸附和聚集大量有机质,有效提升茅一段烃源岩的品质和生烃潜力。②海泡石向滑石演化过程中形成大量有机质孔和黏土收缩孔(缝),同时释放富Mg^(2+)成岩转化流体,使凹陷内或凹陷边缘区的灰岩发生白云石化,在中二叠统形成自生自储和(旁)下生(侧)上储型的源储配置新模式,提高了油气成藏效率。

关键词：含海泡石层系自生黏土矿物成岩演化中二叠统茅口组四川盆地

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幂律流体在椭圆井眼同心环空中螺旋层流流动压降

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石油学报 2024年第3期45卷 586-594页

作者：汤明郭欣钰谢玉森赵晨敏敬亚东何世明西南石油大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室四川成都610500

环空压降的准确预测是精准控制井底压力的基础,能够有效防止井漏、溢流,甚至井喷等井下复杂和事故。常规环空压降预测多以圆形井眼为基础,未考虑井眼形状不规则的影响;由于岩石力学特性参数和地应力的非均质性,易形成椭圆形井眼。以流... 详细信息

环空压降的准确预测是精准控制井底压力的基础,能够有效防止井漏、溢流,甚至井喷等井下复杂和事故。常规环空压降预测多以圆形井眼为基础,未考虑井眼形状不规则的影响;由于岩石力学特性参数和地应力的非均质性,易形成椭圆形井眼。以流体动力学为基础,建立椭圆井眼中幂律流体螺旋层流流动压降数值模型,利用流体力学仿真结果和实验结果对数值模型进行验证;以数值模型为基础,开展流动压降影响因素分析,明确不同参数对流动压降的影响规律;采用最小二乘法建立无量纲压力梯度拟合模型。研究结果表明,数值模型与仿真模拟和实测结果误差介于±5%。压力梯度随流体稠度系数的增加呈线性增大,随流体流性指数和环空内外径比率增大呈指数数型增大,随轴向平均速度增大呈对数型增大,随椭圆长短轴之比和内管转速增大呈指数型降低。无量纲压力梯度几乎不随流体稠度系数的变化而变化,拟合模型与数值模型误差仅为±5%。适用参数范围为0.8 m/s≤v_x≤1.4 m/s,40 r/min≤ω≤120 r/min,0.5≤K_d≤0.8,1.0≤η≤1.2和0.5≤n≤0.8。椭圆井眼同心环空螺旋层流无量纲压力梯度拟合模型能够实现流动压降的准确便捷预测。

关键词：椭圆井筒同心环空螺旋层流数值模型拟合模型

川中蓬莱地区震旦系灯影组四段储层成岩作用、孔隙演化及油气充注

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沉积学报 2024年

作者：王炳森袁海锋王涛谭谦张风顺油气藏地质及开发工程全国重点实验室(成都理工大学) 成都理工大学能源学院

【目的】川中蓬莱地区灯影组已获得重大勘探突破，但灯四段储层埋深大、时代老、成岩演化过程复杂，经历了多期次油气充注，储层孔隙演化与油气充注关系尚不清楚。【方法】基于区内钻井取心资料，通过薄片观察、阴极发光、原位微区元素... 详细信息

【目的】川中蓬莱地区灯影组已获得重大勘探突破，但灯四段储层埋深大、时代老、成岩演化过程复杂，经历了多期次油气充注，储层孔隙演化与油气充注关系尚不清楚。【方法】基于区内钻井取心资料，通过薄片观察、阴极发光、原位微区元素分析、流体包裹体等手段对灯四段储层岩石学类型、储集空间特征、成岩作用类型、成岩演化序列、孔隙演化与油气充注关系进行了研究。【结果】蓬莱地区灯影组四段储层岩石类型主要为晶粒白云岩、颗粒白云岩和微生物白云岩三类；储集空间类型可划分为溶洞、孔隙和裂缝三种类型；主要的成岩作用类型有同生—准同生期溶蚀作用、表生期溶蚀作用、埋藏溶蚀作用、胶结充填作用、构造破裂作用、硅化作用和压实压溶作用。不同阶段的成岩作用共同控制了灯四段储层孔隙演化，其中对储层起建设性成岩作用为各时期溶蚀作用、破裂作用，对储层形成起破坏性成岩作用的为压实压溶作用、胶结充填作用。【结论】灯四段储层溶蚀孔洞中胶结物充填序列可划分为：第Ⅰ世代叶片状白云石→第Ⅱ世代粉晶白云石→第Ⅰ期沥青→第Ⅲ世代细晶白云石→第Ⅳ世代中晶白云石→第Ⅴ世代粗晶白云石→第Ⅵ世代巨晶—鞍形白云石→第Ⅱ期沥青→第Ⅶ世代石英、萤石等矿物。根据各期次胶结充填物所捕获的流体包裹体的类型、相态、均一温度等信息，重建了蓬莱地区灯四段油气充注过程：志留纪中晚期古油藏充注（第Ⅰ期古油藏）→加里东晚期古油藏破坏→中三叠世古油藏充注（第Ⅱ期古油藏）→晚侏罗世古油藏裂解生气→晚白垩世至今古油气藏—气藏的调整与定型，其中晚期油裂解气→气态烃的充注是灯影组四段气藏的主要形成期。

关键词：蓬莱地区灯影组成岩作用孔隙演化油气充注

CO_(2)增强页岩气开采及地质埋存的三维数值模拟

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天然气工业 2024年第4期44卷 104-114页

作者：赵鹏朱海燕张丰收地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室·成都理工大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室·成都理工大学成都理工大学能源学院同济大学土木工程学院

将CO_(2)注入页岩储层中,既可以提高气藏天然气采收率,又可以达到CO_(2)地质埋存的目的,是实现减少碳排放的有效途径之一。页岩储层非均质性强,将CO_(2)注入页岩储层后,储层纵向非均质性对于CO_(2)增强CH_(4)开采效果的影响机理研究还... 详细信息

将CO_(2)注入页岩储层中,既可以提高气藏天然气采收率,又可以达到CO_(2)地质埋存的目的,是实现减少碳排放的有效途径之一。页岩储层非均质性强,将CO_(2)注入页岩储层后,储层纵向非均质性对于CO_(2)增强CH_(4)开采效果的影响机理研究还存在不足。为此以四川盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩储层为对象,以考虑CO_(2)和CH_(4)竞争吸附的热—流—固多场耦合数值模拟方法为基础,建立了页岩非均质储层CO_(2)增强CH_(4)开采及地质埋存一体化三维数值模型,最后通过CO_(2)驱替CH_(4)室内实验结果验证该数值模拟方法的可靠性。研究结果表明:①当注入井所在层位保持不变时,随着开采井埋深增加,各小层内CH_(4)剩余量呈增加趋势,CO_(2)埋存量表现出逐渐减小的趋势;②当开采井所在层位保持不变时,各小层内CH_(4)的剩余量随注入井埋深的增加而减小,各小层内CO_(2)的埋存量随注采井纵向间距的增加而提高;③增加注采井纵向距离能够提高CH_(4)增产量和CO_(2)埋存量。结论认为,页岩对CO_(2)和CH_(4)有较强的竞争吸附特性,相关过程是一个复杂的热—流—固耦合过程,该基础理论模拟研究对注CO_(2)置换CH_(4)提高页岩气采收率并实现碳封存具有现实意义,且研究认识对今后相关技术的现场应用提供了理论支撑。

关键词： CO_(2)增强页岩气开采 CO_(2)地质埋存储层非均质性热—流—固多场耦合三维模型

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非常规油气藏不规则复杂裂缝表征方法

石油实验地质 2024年第4期46卷 748-759页

作者：何佑伟谢义翔乔宇陈玉林汤勇西南石油大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室成都610500

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... 详细信息

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。

关键词：非常规油气藏不规则裂缝复杂缝网裂缝表征 Delaunay三角形网格 PEBI网格

四川盆地天府气田中侏罗统沙溪庙组砂岩储层致密化机理及其与油气充注的耦合关系

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天然气工业 2024年第6期44卷 33-43页

作者：王小娟张少敏庞小婷杨曦冉李晓芳葛新锐蔡来星杨田中国石油西南油气田公司勘探开发研究院油气藏地质及开发工程全国重点实验室•成都理工大学成都理工大学沉积地质研究院

近年来,四川盆地中侏罗统沙溪庙组致密砂岩气勘探开发取得持续突破,展示出了良好的天然气勘探开发前景,但是砂岩储层致密导致“甜点区”分布复杂,特别是对储层致密化机理及其与油气充注的耦合关系认识不清,严重制约了沙溪庙组致密砂岩... 详细信息

近年来,四川盆地中侏罗统沙溪庙组致密砂岩气勘探开发取得持续突破,展示出了良好的天然气勘探开发前景,但是砂岩储层致密导致“甜点区”分布复杂,特别是对储层致密化机理及其与油气充注的耦合关系认识不清,严重制约了沙溪庙组致密砂岩气藏的规模效益开发。为此,以四川盆地天府气田沙溪庙组一段(以下简称沙一段)致密砂岩储层为研究对象,综合岩心物性测试、薄片鉴定、扫描电镜、地球化学测试等多种资料,系统表征了致密砂岩储层的物质组成、储集物性、成岩作用等特征,并探讨了储层致密化机理,最后结合油气成藏期次,明确了储层致密化过程与油气充注耦合关系。研究结果表明:(1)沙一段储层以岩屑长石砂岩为主,发育少量长石岩屑砂岩,储层孔隙度为0.82%~17.48%,平均孔隙度为10.09%,渗透率为0.0001~632.4200 mD,平均渗透率为5.4200 mD,储层储集空间以原生孔隙为主,局部发育长石溶孔和浊沸石胶结物溶孔;(2)沙一段压实作用以弱—中等为主,绿泥石包壳广泛发育,浊沸石呈基底式、孔隙式和颗粒交代状等多种形式胶结,方解石呈基底式和孔隙式胶结,溶蚀作用以长石溶蚀和浊沸石溶蚀为主;(3)沙一段发育3种类型的致密储层,第一种致密储层是在压实作用基础上早期强胶结作用下形成的;第二种致密储层是在压实作用基础上晚期胶结作用下形成的;第三种储层现今并未致密,但是早期的压实胶结作用导致储层曾经致密,后期溶蚀作用改善储层物性。结论认为:(1)该区沙一段储层具有一期成藏特征,发生在距今88~68 Ma,第一种和第三种致密储层不能发生有效的油气充注,第二种致密储层可以发生有效的油气充注;(2)该区储层致密化过程与油气充注的耦合关系控制了天府气田简阳区块的天然气相对富集程度。

关键词：四川盆地中侏罗统沙溪庙组致密砂岩储层致密化形成机理成岩作用油气充注

川中地区北部下寒武统沧浪铺组一段风暴岩特征及沉积地质意义

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石油实验地质 2024年第2期46卷 299-310页

作者：田立洲宋金民叶玥豪刘树根李智武金鑫杨迪赵玲丽丁一任佳鑫王瀚李柯然邓豪爽成都理工大学能源学院成都610059 油气藏地质与开发工程全国重点实验室(成都理工大学) 成都610059 西华大学成都610039

川中地区北部下寒武统沧浪铺组风暴岩发育,但对该风暴岩沉积以及该区早寒武世沉积环境、古地理和沉积古地貌的研究较为薄弱。通过详细岩心观察及镜下薄片鉴定,研究了沧浪铺组风暴沉积序列和沉积模式,并揭示其地质意义。研究区沧浪铺组... 详细信息

川中地区北部下寒武统沧浪铺组风暴岩发育,但对该风暴岩沉积以及该区早寒武世沉积环境、古地理和沉积古地貌的研究较为薄弱。通过详细岩心观察及镜下薄片鉴定,研究了沧浪铺组风暴沉积序列和沉积模式,并揭示其地质意义。研究区沧浪铺组发育砾屑层、粒序段、平行层理和丘状交错层理等风暴沉积构造,可划分出5个风暴沉积序列,即:序列Ⅰ由砾屑段(A)、平行层理段(C)和丘状交错层理段(D)组成,在正常浪基面之上沉积;序列Ⅱ由平行层理段(C)、丘状交错层理段(D)和水平层理泥岩段(E)组成,位于风暴浪基面附近;序列Ⅲ由底冲刷面和砾屑段(A)和粒序段(B)构成,于正常浪基面和风暴浪基面之间;序列Ⅳ由粒序段(B)和平行层理段(C)组成,距离风暴中心远,沉积环境更靠近风暴浪基面附近;序列Ⅴ由底冲刷面和砾屑段(A)构成,位于平均海平面与正常浪基面之间且靠近正常浪基面。川中地区北部风暴岩的发现证实,沧浪铺组一段为陆棚—斜坡—台地边缘沉积,指示上扬子板块在沧浪铺组沉积期处于低纬度地区,这为岩相古地理恢复提供了约束;同时风暴作用形成连片分布的颗粒滩,有效提升储集相带的规模,有助于对颗粒滩相带的分布进行预测。

关键词：风暴沉积沉积模式沉积序列风暴岩沧浪铺组下寒武统川中北部