简介:提出了通过储层模拟进行产量数据分析的流程和方法,来帮助认识页岩气生产机理和水平段水力压裂处理的有效性。从2008年初开始,我们已经使用该方法对海因斯维尔页岩区的30多口水平井进行分析。本文介绍了其中的几个案例研究,用来展示这种新方法在海因斯维尔页岩区带不同地区应用的结果。整合了所有可用数据后,我们建立了多段压裂处理后的井的模拟模型。建模中涉及的与井的短期和长期生产动态有关的因素和参数包括:1)孔隙压力、2)基岩特征、3)天然裂缝、4)水力裂缝和5)复杂裂缝网络。通过对所观测到的数据进行历史拟合,我们明确了井初期生产动态较好的主控因素。对海因斯维尔页岩的研究使我们更清楚的了解了页岩气的生产机理和水平井压裂处理的有效性。对模拟模型进行校正后,可以更加精确的计算井的有效泄气面积和储量。海因斯维尔页岩是一套非常致密的烃源岩。在水平井段的压裂处理方案相同的情况下,生产动态与页岩基质特征具有相关性。压裂过程中形成的复杂裂缝网络是决定海因斯维尔页岩气井早期生产动态的关键因素。明确如何在压裂过程中有效地创造更大的裂缝表面积并在压裂处理后有效地保持裂缝表面积,是海因斯维尔页岩气井能有较好生产特征的关键因素。作业者可以利用这些信息确定最佳井位和作业方案,以便在该页岩区获得生产动态较好的井。同时这些信息还有助于细化对井生产动态的预期并把开发页岩气的不确定性降到最低。该流程和方法在其他页岩区带的应用也取得了成功。
简介:海因斯韦尔(Haynesville)页岩是分布在路易斯安那州西北部、得克萨斯州东部和阿肯色州西南部的五套富有机质沉积岩,其平均厚度为60-90m,埋藏深度-般都在3kin或更深,而且渗透率超低。海因斯韦尔页岩分布区,尤其是路易斯安那州的西北部地区,天然气勘探开发异常活跃。前人的热学-力学模型研究结果表明,侏罗纪时期的温度梯度是当前区域地热梯度值(25—350C/km)的两倍以上。因此,侏罗纪沉积地层在以往100m.y.间已经接近其当前的温度。利用地下资料,建立了基于对流和传导的热传输简单模型以及基于压实的流体流动简单模型,用于估算地质历史上海因斯韦尔页岩的温度、成熟度和流体压力。早白垩世的高热流值产生高地温梯度,并导致烃类的早期成熟。早白垩世的快速沉积作用使海因斯韦尔页岩内形成了明显的超压。但这种超压在地质历史上并没有得以保持,其原因是这套页岩地层厚度太薄,而且后来又经历过隆升和剥蚀作用。中到晚白垩世和晚古近纪的生烃作用再次产生了超压。然而,在绝大多数条件下,模拟得出的超压都没有超过破裂压力。
简介:美国地质调查局(USGS)2008年发布的研究报告认为,威利斯顿盆地美国部分巴肯页岩油区未发现的石油技术可采储量大约为36亿桶。随着威利斯顿盆地非常规石油勘探开发从勘探和评价阶段进入大规模开发阶段,开发井网优化和提高采收率已经成为需要考虑的重大问题。根据我们的研究,巴肯油藏的开采机理主要是溶解气驱,而且一次采油的采收率达不到原始石油地质储量的15%。由于采收率很低,地下有大量的剩余油,这促使人们大力研究提高这个页岩油藏采收率的方法。文中假设巴肯组和斯里福克斯组(ThreeForks)存在天然裂缝且具有单一孔隙系统,并在此基础之上利用这两套地层的典型流体和岩石性质建立了数值模拟模型。根据完井工程资料并结合流动模型,确定了分段水力压裂裂缝的性质。根据整个盆地一次采油过程中石油公司普遍采用的油井作业方式,对流动模型进行了约束。为了防止油藏压力因大规模压降开发而出现快速下降,石油公司会采取一些措施来维持油藏压力,而为了提高石油采收率,石油公司还会实施注气(包括二氧化碳)和注水开发,文中将介绍这些维持油藏压力的方法以及注气和注水开发方法。
简介:利用来自五口探井和三块海底岩心的磷灰石裂变径迹(AFT)和镜质体反射率资料,研究了勘探程度比较低的美国楚科奇(Chukchi)大陆架的热史。在该大陆架的东北部,Chevron-1Diamond井中三叠系地层记录了磷灰石裂变径迹退火及其后的冷却作用(可能发生在三叠纪一中侏罗世),这可能是与加拿大盆地裂谷作用相关的一段热史。赫勒尔德(Herald)穹隆前缘逆冲断层上盘中剥露的侏罗系地层,可能记录了楚科奇褶皱冲断带晚侏罗世-早白垩世构造埋藏作用,其后是发生在104±30Ma的快速剥露作用,致使地层接近地表温度。这段收缩构造作用历史与楚科奇前陆热成熟度比较低的白垩纪一新生代地层中的继承性裂变径迹年龄非常一致,这为剥露作用年代的确定提供了辅助证据,并揭示了源一汇关系(source—to—sinkrelationship)。在楚科奇前陆中部,Shell-1Klondike和Shell-1Crackerjack井的复原AFT样品的反演模型揭示,冷却作用使地层温度从古温度的最高值下降了数十度,最高温度可能出现在从大约100Ma-1]50Ma之间的任何时间,而冷却作用一直持续到了30Ma。类似的热史与来自楚科奇地区其他井(Shell-1Popcorn、Shell-1Burger和Chevron-1Diamond)的部分复原AFT样品的研究结果一致,而且从区域地质证据来看,它们也是可能存在的。基于由区域地震反射资料确定的地质背景,我们解释认为,这些反演模型反映了晚白垩世楚科奇大陆架中部的周期性埋藏和剥蚀幕,可能还局部叠加了与地表温度下降有关的新生代冷却作用。区域上,我们解释认为,这段运动学历史反映了在Chukotkan造山带收缩构造作用的最后阶段,楚科奇大陆架发生过中等程度的扭压变形(持续到-70Ma),其后在白垩纪末和新生代楚科奇大陆架进入新一轮的沉降。在这段地质历史时期,整个楚科奇大陆架上B
简介:未来在墨西哥湾中新统下段砂岩的勘探将越来越聚焦在埋深大于4.5km的地层,而对于那些深一超深层岩层来说,储层物性是一个关键风险因素。本研究的目的是了解西墨西哥湾中新统下段砂岩储层物性的变化。为此,我们用取自深度在0.9~7.2km之间地层样品的岩相和岩石物性数据,分析了五个地区碎屑矿物组成、成岩过程、储层物性的区域性变化,这五个地区是1)路易斯安那;2)上得克萨斯海岸;3)下得克萨斯海岸;4)墨西哥布尔戈斯盆地;5)墨西哥韦拉克鲁斯盆地。在研究区内矿物组成变化非常明显。路易斯安那近海下中新统砂岩的平均矿物组成为石英:86%;长石=12%;岩石碎屑=2%(Q86F12R2)。往南,随着源区内火山岩和碳酸盐岩的出现,长石与岩屑含量增加。在从得克萨斯近海采集的样品中,上得克萨斯海岸岩样的矿物组成为Q67F24R9,及至下得克萨斯海岸,为Q58F24R19。墨西哥北部陆上布尔戈斯盆地中新统下段砂岩的平均矿物组成为Q64F22R23,而取自墨西哥南部韦拉克鲁斯盆地砂岩样品的岩屑比例最高,达Q33F12R55。路易斯安那地区富含石英的下中新统砂岩的主要成岩事件有机械压实作用和石英胶结物沉淀。往南,伴随岩石碎屑含量持续增加,压实造成的孔隙度损失增大。南部方解石胶结物丰富,储层物性明显下降。在中等埋深,路易斯安那的富石英砂岩储层物性最好,而在得克萨斯和墨西哥,因岩屑含量增加,储层物性下降。在所有深度和温度下,相较下得克萨斯和墨西哥的岩层,路易斯安那和上得克萨斯岩层的孔隙度要高些,但地层深度〉5km、温度〉175℃时,孔隙度差异变小。西墨西哥湾从路易斯安那到墨西哥中新统中、下段的变化趋势可作为一个典型例证,来阐述作为一个成岩作用和储层物性控制因素碎屑矿物
简介:我们提出了一种利用电子探针和离子探针原位置铀氧化物矿物的U-Pb同位素快速和准确的测量技术。用电子探针测定U和Pb的含量,而同一区域的Pb同位素组成则用高分辨率的离子探针测量,这种方法的优点是无需进行矿物分离和化学加热溶解,不需要难以获得的单一的铀氧化物标准,只需要小时就可在优点是无需进行矿物分离和化学加热溶解,还需面要难以获得的单一的铀氧化物标准,只需要几小时就可在约10um的点上得出精确的U-Pb年龄,我们用这种方法研究了加拿大萨斯卡彻温不整合型Cigar湖铀矿床中复杂互相交生铀氧化物中U-Pb年龄的分布情况,取自早期形成晶质铀矿石的原地U-Pb方法的结果确认了在一致性曲线上与1467±63Ma和443±96Ma(±1σ)上、下交点有关的数据组,1467Ma的年龄解释为矿化的最小年龄值,与粘土矿物的蚀变年龄(约1477Ma)是一致的,和成岩期铁矿的磁铁矿化(1650-1450Ma)也是一致的,这种赤铁矿与这些不整合型铀矿床共生并与阿萨巴斯卡盆地沉积物早期成岩作用有关,晶质铀矿和铀石原地的U-Pb同位素分析能提供一个15-30um范围内Pb*/U的不均匀分布的资料,因百就能提供与这些矿床演化有关的流体互相作用时间方面的精确资料。
简介:页岩气储层岩石物理评价方法包含一些基于矿物分析的工作流程,亦即利用传统核测井、电学与声波测量与先进地球化学测井技术相结合的一些手段。由于这种方法以综合描述矿物学、有机质含量、孔隙体积、流体分布等为目的,它似乎提供了一种最具综合性的非常规气藏岩石物性分析方法。然而,这一方法需要大量输入数据组以及一些关键的模型参数,而人们对这些参数的了解可能并不很好,比如,矿物元素重量百分比端点数据(mineralelementalweightfractionendpoints)。我们预计,由于采用的模型和参数不同,或者由于不能与岩心数据交互验证,经营者与服务公司之间的地化模拟结果会存在差异。而地化模拟的作用须从整个油田范围应用的角度考量,因为人们并不经常收集这类数据。我们讨论在海因斯韦尔气田(得克萨斯州)气井中应用三种解释技术获得的结果,它们与采用粉碎岩样(GRI)方法获取的岩心分析结果作了标定。首先,采用包括标准测井系列和地球化学测井在内的多矿物法的分析结果表明,由两个机构提供的独立岩石物理评价结果与在室内分析得到的岩石物性评价结果彼此不相符。其次,在只有这类测井资料可用的情况下,建议采用电阻率资料并结合两种孔隙度测井资料建立岩石物性模型。这种模型很容易拓展应用到许多有相同测井系列的井中,并可用于水平井。再其次,如果有足够多井的岩心数据,我们可以采用一种聚类分析方法,它能提供适合大区域研究的高质量的资料。我们把每种方法的结果与可用的岩心测量结果进行了对比,并就进一步应用提出了建议。文中还研究了实验室NMR(核磁共振)测量值对描述页岩气藏特征的支撑作用。在“接收时岩心所处状态下”对老岩心进行了实验室NMR测量。岩心的NMR孔隙�
简介:不整合面上被剥蚀的上覆地层厚度的估算,对于准确地约束埋藏史和预测油气生成时间极其重要。在古达米斯盆地,我们使用了三种相互独立的技术方法,包括建立古等厚图、声波速度分析和镜质体反射率分析。盆地模拟结果表明,只有两个最重要的不整合面,即海西期不整合面(晚石炭世)和阿尔卑斯期(Alpine)不整合面(早始新世),是古达米斯盆地油气充注的主控因素。模拟表明,古达米斯盆地西缘的下志留统烃源岩只有一个生烃期,在海西期剥露作用之前其转化率已达95%。盆地的中心和南缘在始新世时达到最大埋深。在盆地中心部位,中一上泥盆统泥岩是主力烃源岩,直到白垩纪才开始大量生烃;目前处于生油高峰期。模拟结果表明,在利比亚古达米斯盆地的东翼/东北翼,烃原岩在新生代达到最大埋深,之后在阿尔卑斯期发生了近2000米厚的地层剥露。尽管阿尔卑斯期剥露作用是盆地模拟的一个关键参数,对该地区油气充注潜力有很大影响,但此前人们并没有弄清楚此次剥露的幅度。成熟度模型表明,下志留统烃源岩经历了两个生烃阶段:(1)前海西期(石炭纪)生烃阶段和(2)后海西期(晚侏罗世一新生代)生烃阶段。晚期生烃为油气运移至后海西期圈闭提供了基础。在盆地的西、北和东翼,泥盆系烃源岩目前尚处于未成熟/早期成熟阶段。
简介:上侏罗统海因斯韦尔组页岩目前被认为是美国陆上潜力最大的新兴页岩气区带之一。其天然其估算资源量高达数百万亿立方英尺,单井控制储量估计多达754z,立方英尺。这个页岩区带分布在得克萨斯州东部和路易斯安那州西部的边界附近,跨越了16个以上的县。虽然其所在的盆地已经有了很长的油气勘探历史,而且对中生界地层的研究也已比较深入,但还没有开展过针对海因斯韦尔组页岩的综合地质研究。文中首次分析了这套页岩的构造背景、地层发育、沉积环境和沉积相、断裂发育以及页岩气开发面临的诸多挑战。基底构造和盐构造运动影响了伴随墨西哥湾开启而发生的碳酸盐和硅质碎屑沉积。海因斯韦尔组页岩是一套富有机质且富碳酸盐的泥岩,沉积环境是局部缺氧的静海深海盆地,沉积时期是启末里支期到早提通期,与导致全球性富有机质黑色页岩沉积的二级海侵事件(second-ordertransgression)有关。海因斯韦尔页岩盆地的北面和西面分别是斯马科弗(Smackover)和海因斯韦尔LimeLouark层序的碳酸盐岩陆架。多条河流分别从西北面、北面和东北面向这个盆地输送沙质和泥质沉积物。海因斯韦尔泥岩由多种岩相构成,包括生物扰动钙质泥岩、纹层状钙质泥岩和粉沙质球状粒硅质泥岩,还有未分层的富有机质硅质泥岩。可见数量不等的草莓状到胶状黄铁矿,它们以结核、薄层和单个微球丛的形式出现,并交代方解石胶结物和软体动物壳。海因斯韦尔页岩气储层的特点是超压,孔隙度平均为8-12%,含水饱和度(Sw)20-30%,渗透率在纳达西级,厚度70-100米,初产量最高可达3000万立方英尺/日。储层埋深在3000-4700米之间,页岩气井的水平井段长度一般为1000-1700米。典型的海因斯韦尔页岩气生产井的产量递减曲线要比其他页岩气区带的
简介:本尼维斯L-55探边井(BenNevisL-55)位于纽芬兰近海让娜达尔克盆地(leanned’ArcBasin)希伯伦一本尼维斯油田(Hebron-BenNevisfield),目的层是富含石油的白垩系本尼维斯组(BenNevis)。这项实例研究聚焦于生物扰动净产层段,并研究了动物一沉积物相互作用在控制砂岩储储层孔隙度和渗透率方面的重要性。我们的数据显示,生物扰动于孔隙度和渗透率的影响,既有可能使它们或降低幅度达33%,又有可能是它们增加600%,这取决于潜穴类型以及产生遗迹的生物的特性。本尼维斯L-55井取心井段的净产层vXOphiomorpha(蛇形迹)占优势的遗迹组构为特征。生物扰动作用可根据生物开展沉积物混合、沉积物净化、沉积物充填以及管道系统构建等的方式来分类。生物扰动作用的结果:1)通过潜穴的均质化破坏沉积纹层,从而增加粒度的各向同性或均质性;或者2)根据颗粒大小选择性地分选进入潜穴衬里和填充物的颗粒,或产生开口潜穴系统,随后充填与主体沉积物性质不同的后期沉积物,从而降低储层各向同性。储层储集岩相的岩石物性特征与遗迹化石形态、潜穴存在抑或缺失、潜穴填充物的性质、潜穴大小以及生物扰动强度等因素密切相关。富泥岩沉积相和含泥质填充和/或衬里的潜穴遗迹组构,如Ophiomorpha(蛇形迹)和Chondrites(线粒迹)簇等化石,是渗透率下降的直接原因。与之相反,渗透率增强的证据出现在含净砂质充填潜穴(如Thalassinoides)的泥质砂岩相和含潜穴斑杂或扩散一块状结构的净砂岩。
简介:墨西哥东南部的韦拉克鲁斯盆地中新世和上新世在板块的交互作用下,经历了削减、走滑和火山作用等一系列演化过程。根据时代和构造变形类型将盆地分成六个构造区,盆地充填可以分为两个长期沉积阶段,每一个沉积阶段都能够和主要盆地边界构造事件的强弱变化联系起来。第一个沉积阶段发生在早至晚中新世,受拉腊米造山运动减弱的影响。中新世的盆地是从构造陡峭的盆地边缘演变来的,穿过盆地的深峡谷被切割,并不同程度的被泥岩、粗粒砂岩和砾岩的薄层的侵蚀残余填充。这个侵蚀和无沉积的地带逐渐过渡成厚的富砂的盆底扇。在第一个沉积阶段晚期,由于远处的板块俯冲,水下的火山在海上生长,并形成一个深海的屏障,阻止浊流涌入原来的墨西哥湾。这些火山也作为固定的支柱,作为对区域性削减的响应,在它们周围发育了一些盆地内的逆冲断层带。第二个沉积阶段受到内部盆地的削截和北部盆地边缘——众所周知的贯穿墨西哥的火山岩带的抬升所限制。这个抬升引起沉积物分散体系强烈的结构变形,由此引发大陆架下斜坡沉积沿着盆地由北向南前积。与第一阶段的上超叠加样式相反,第二阶段沉积单元以强烈的退覆样式堆积。已证明和假定的储层圈闭组合,包括从四向到三向组合(地层),再到纯地层圈闭都是一致的。根据二维和三维的地震数据画出的四向圈闭很大(P50:5000km^2)并被巨厚的下中新统冲积扇砂岩覆盖。地层圈闭在规模上更薄更小(P50;1000km^2),但比四向的封闭多。因为一些构造经历了长期的压缩脉冲作用,所以顶部的盖层对保存大的气柱高度有较大的地质风险。
简介:在墨西哥湾,分布广泛的下第三系威尔科克斯群(Wilcox)深水扇沉积体系是一个重要的勘探目的层,但有关其与对应的陆上同时代河流相、三角洲相和浅海相储层的关系,人们还没有清楚的认识。采用一个大规模的三维地震数据集(8500km2,我们研究了未经勘探的得克萨斯州海岸带第三系下段的构造和地层,这个海岸带区域从古大陆架边缘下倾方向大约96km处延伸至深水油气发现上倾方向322km处。在马塔戈达湾(MatagordaBay)附近推断的整个古新统至上始新统层段都识别出了海底峡谷,但本次研究的重点是最年轻的海底峡谷。这些海底峡谷一般是3~4km宽、200~500m深。主下切谷的轴向大都是沿陆坡向下,但也有一些存在分叉现象。早期的盐构造运动似乎产生了不规则的古大陆坡地貌,陆坡的坡度被改变,从而影响了沉积物流动路径。从古地理的角度来看,这个海底峡谷沉积复合体处于大陆坡的中段到下段,位于威尔科克斯群陆架边缘峡谷体系的正下倾方向。虽然这些海底峡谷并不是都一定与上倾方向上的陆架边缘峡谷连在一起,但它们属于墨西哥湾西部边缘一带大规模峡谷沉积复合体的一个组成部分,而这个复合体担当了已成功地进行过钻探的深水下第三系威尔科克斯群浊积岩油气储层的沉积物输送通道。这些研究成果不仅对于得克萨斯州陆架区的勘探前景有重要意义,而且对于认识墨西哥湾古新世到早始新世的古地理也有积极作用。
简介:1998年,在先前未产气的侏罗纪Abenaki碳酸盐岩边缘相发现了大型的储集层。大多数白云岩储集层孔隙发育。这些白云岩取代了与礁和邻近的沉积环境有关的原先的粒泥状灰岩、粒灰岩以及粒状灰岩。许多白云岩随后发生了重结晶或溶解,形成了保存下来的次生孔隙的大部分。后来产生的裂缝有助于提高储集层的渗透率。先进的岩相研究技术确定这些先前的白云岩化结构的溶解,在这些白云岩中产生了大量的次生孔隙。衍射平面偏光展示了标准显微观察到的残余颗粒和结构。岩相学和地球化学观察同样确定在初期压力溶解之后在深埋条件下发生了溶解作用。溶解作用不限于白云石化颗粒的中心,就如在交代白云石化作用初期阶段,当残余方解石颗粒溶解时,通常看到的那样。换句话说,在残颗粒内白云石化是无序的,孤立的白云岩晶体同样受到不同程度的溶解。这些白云岩的地球化学特征和伴生的晚期方解石意味着盆地热流体和热水流体的沉淀作用。晚期的成岩流体(酸性或富钙),或许两者在不同的时期(基于伴随的矿化作用)看来都促进了白云岩的溶解作用。构造裂缝和缝合线构造、氨气以及在地震资料上观察到的断层的出现都意味着沿Abenaki地台边缘发生的白云岩化和其后的溶解作用受与基底相连的活化转换断层所控制。在较小的规模上,成岩流体运移通过裂缝并压力溶解裂缝。至今收集到资料支持了我们的白云石化作用和溶解作用论点,这两种作用在Abenaki储集层中产生了绝大部分的孔隙,是后缝合化作用和深埋藏成因。根据对这个区域的构造活动时间的确定以及推断与成岩作用相连系,至少部分的成岩流体是水热液性质的。