随着三大海相克拉通盆地油气勘探不断向超深层、古老层系拓展,面临着有利勘探区带不明确的问题,亟需深化重点时期沉积模式的研究。对三大盆地新元古界—古生界构造-沉积差异演化特征进行总结,分析了构造分异对沉积演化的控制作用,指出三大古老海相克拉通盆地“裂—坳—隆”构造分异控制碳酸盐台地经历“孤立台地—缓坡—镶边”演化旋回,裂陷的形成和演化控制了台地沉积分异及纵向上源储盖组合的相似性。建立了4类碳酸盐沉积新模式:①“多类台缘”和“双滩”缓坡沉积模式揭示大陆边缘和裂陷边缘、坳陷边缘、内缓坡相带中古隆起和潟湖周缘是有利丘滩体发育区;②碳酸盐岩与膏盐岩组合体系沉积模式揭示海侵期古隆起周缘是有利滩体发育区;③四川盆地灯影组断阶型台缘沉积模式揭示多组同沉积断裂控制灯二段阶梯状台缘形成,断块高部位发育厚层丘滩体;④塔里木盆地寒武系持续扩展型台缘沉积模式揭示轮南—富满地区台缘带经历了富泥质缓坡→低角度前积缓坡—弱镶边台地→垂向加积镶边台地→侧向前积镶边台地的演化。沉积模式新认识明确了三大古老海相克拉通盆地的古裂陷周缘丘滩带依然是增储上产和资源接替的重要领域,斜坡相重力流沉积、蒸发潟湖相泥灰岩等新领域是值得关注的勘探区带。沉积新模式的建立有力支撑了油气勘探部署,也为未来勘探提供了新方向、新思路。
页岩气解吸规律可间接反映其富集程度和保存条件。基于变温解吸实验及解吸气成分测试,划分南方海相页岩气解吸类型,并对其成因进行了探讨。南方海相页岩气有4种解吸类型: ①常温解吸型。在地表温度条件下即大量解吸页岩气,解吸气以甲烷为主,良好的生气物质基础和保存条件、较发育的裂缝系统是其形成的主要原因。②地温解吸型。在地层温度条件下开始大量解吸,解吸气以甲烷为主,弱盖层封闭和侧向散失所导致压力封闭条件的缺失是其形成的主要原因。③高温解吸型。在90 ℃以上高温条件下开始大量解吸,解吸气中O2和N2含量较高,浅埋藏作用和破坏的保存条件是其形成的主要原因。④高温低气型。在高温条件下解吸气含量较低,解吸气中基本不含烃类气体,长期深埋藏作用和破坏的保存条件是其形成的主要原因。常温解吸型页岩气具有较好的勘探开发条件,地温解吸型目前不具备经济开发条件,高温解吸型和高温低气型无勘探价值。
鄂尔多斯盆地寒武系具有天然气勘探的潜力。为明确有利相带与储集体的分布规律,综合分析单井、野外露头、地震等资料,在鄂尔多斯盆地寒武系识别出不整合面和岩性转换面2种层序界面,由此将寒武系划分为2个二级层序(SS1、SS2)和8个三级层序(SQ1—SQ8),每个三级层序由海侵体系域和高位体系域组成。并以三级层序为编图单元,系统编制了寒武系三级层序格架内的8张岩相古地理图,分析三级层序格架下的岩相古地理展布特征。鄂尔多斯盆地寒武系经历2个沉积阶段:SQ1—SQ4为海进阶段,发育碳酸盐缓坡沉积;SQ5—SQ8为海退阶段,发育浅水型碳酸盐台地沉积。受控于层序岩相古地理演化,鄂尔多斯盆地寒武系储层纵向上主要分布于SQ6—SQ8,储层类型主要包括白云石化鲕粒滩储层、表生岩溶储层及断溶体储层。受控于台缘相和高位体系域白云石化作用、古隆起的分布及断裂作用,平面上白云石化鲕粒滩储层主要分布于盆地西部、南部的台缘带,表生岩溶储层分布于古隆起周缘,断溶体储层孤立地分布于盆地中。
裂缝参数与脆性指数的合理预测对页岩油储层勘探开发进程中的水力压裂过程起到指示作用并为研究区甜点的综合评判奠定基础。从各向异性理论出发,基于线性滑动理论、散射理论以及波恩近似理论,推导了包含脆性指数、泊松比、密度、准裂缝法向弱度参数以及准裂缝切向弱度参数的HTI介质各向异性反射系数方程,并在贝叶斯框架下,期望最大化算法通过把引入隐含变量的条件期望值纳入到每次迭代时模型参数的随机模拟中,以解决模型参数的后验分布函数是隐式或者非线性时似然函数无法取极值的问题。相较于传统的最大后验概率解的求取方法,期望最大化算法的引入能够获得更稳定的模型参数反演结果,最终实现页岩油储层脆性指数与裂缝参数叠前地震直接反演。模型测试以及实际数据应用验证了本文提出的反演方法的准确性与适用性。
为了研究井网加密开采对碳酸盐岩气藏提高采收率的作用,以四川盆地磨溪雷一1气藏为研究对象,建立了一套18 m长的大型仿真物理模拟实验方法和装置。在渗透率为0.56×10-3 μm2,不同含水饱和度条件下,实验模拟单井开采和井网加密开采两种方式,对于井网加密开采方式,实验进一步对比分析了分批加密、同时加密两种方式在两种不同加密时机(稳产期末和废弃条件)时对气藏采收率效果的影响。实验结果表明:①单井开采时,采收率受含水饱和度影响十分显著,在含水饱和度为20%~50%的条件下,不加密时采收率为14.6%~64.7%;两口井加密后采收率可提高至85.9%~92.7%,效果明显;②加密井提高采收率主要是发挥两方面的作用:一方面是提高未动用区储量动用范围,另一方面是提高已动用区压降效率。气藏储量动用情况与含水饱和度和距离气井远近密切相关,井网加密可以根据储量动用情况进行部署,优选储量未动用区域和已动用(未充分)区域。③部署加密井提高采收率幅度随加密井数增加呈现先增加后降低的趋势,因此,建议老区需要根据气藏剩余储量特征合理优化加密井数,不宜过度加密。从提高采收率幅度和开采效率两个角度分析,在稳产期末采用集中部署加密井同时加密方式,对延长稳产期、提高采收率和缩短生产周期更为有利。研究成果对于气藏井网加密部署提高采收率具有指导意义。