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曹翔宇: 作品数：11 被引量：138H指数：5; 供职机构：中国地质大学（北京）能源学院更多>>; 发文基金：国家自然科学基金国家科技重大专项更多>>; 相关领域：天文地球石油与天然气工程更多>>

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沁水盆地南部地区山西组煤系地层裂缝发育特征及其与含气性关系被引量：5: 2016年; 沁水盆地南部地区上古生界海陆过渡相煤系碎屑岩中气测异常现象极为普遍,具有较好含气显示的致密砂岩及泥岩段与裂缝发育程度密切相关,该类含气储层应定义为裂缝性致密碎屑岩储层。受特殊构造演化及复杂成岩作用的综合影响,该区煤系碎屑岩中裂缝发育特征具有一定特殊性和复杂性,且研究程度较浅。基于该现状,综合利用钻井、岩心、测井、压裂、薄片及力学测试等资料,对该地区山西组碎屑岩地层裂缝发育特征进行了综合研究。结果表明,所研究碎屑岩地层普遍经历了强压实及强胶结作用,孔隙度普遍低于5%。裂缝的存在能显著提高不同类型孔隙间的连通性,显著改善储层物性,提高渗流能力。砂岩中以发育构造缝为主,包括张性缝、剪切缝及少量挤压缝,非构造裂缝主要包括溶蚀缝;泥岩中构造缝和非构造缝均较为发育,构造缝包括剪切缝及少量张性缝及滑脱缝,非构造缝包括层理缝、溶蚀缝及成岩收缩缝。砂岩中裂缝要比泥岩中裂缝更为发育。目的层碎屑岩中以中—低角度缝为主,裂缝充填类型以未充填及半充填裂缝为主,均为有效裂缝。较好的裂缝有效性与该地区特殊的构造演化特征密切相关,喜马拉雅运动期强烈的隆升剥蚀对煤系进行了强烈的改造,主要体现在应力大幅度卸载、地层温度的强烈降低及张性应变量的产生3个方面。该改造作用一方面可使煤系原本紧闭的裂缝重新张开成为有效缝;另一方面可产生一些新的张性裂缝,这是研究区煤系碎屑岩中张性裂缝较为发育的重要原因。这些张性缝的形成时期较晚,多未充填,有效性好。基于以上认识,加强裂缝发育层段的精细解释及裂缝发育"甜点区"的准确预测对实现裂缝性致密碎屑岩储层天然气突破具有现实意义。; 尹帅丁文龙刘建军王鹏孙圆辉曹翔宇王兴华; 关键词：沁水盆地煤系裂缝

致密砂岩气储层裂缝评价方法与表征被引量：47: 2015年; 致密砂岩气储层裂缝特征是影响储层含气性差异的主导因素,裂缝发育"甜点区"的准确预测是天然气获得高产、稳产的关键。在中国不同时代地层、沉积相、埋深及构造演化背景条件下均有致密砂岩气储层分布,这些因素导致致密砂岩气储层中裂缝发育特征具有特殊性和复杂性。本文系统提出了致密砂岩气储层裂缝评价的思路和方法,强调评价中应采用岩心观察统计与测井解释相结合、地震储层预测与钻井约束相结合、宏观尺度与微观尺度相结合、定性评价与定量表征相结合、数据统计与计算方法相结合、实验分析与数学模拟方法相结合的方法。最后,指出致密砂岩气储层裂缝评价的7个重点方面:(1)致密砂岩气储层不同级别裂缝发育层段综合识别特征研究;(2)裂缝发育层段特征参数定量表征;(3)裂缝类型及形成机理研究;(4)裂缝发育主控因素分析;(5)裂缝分布预测研究;(6)裂缝发育程度与主控因素和含气性关系及控气模式研究;(7)压裂过程中水力缝、天然裂缝及应力间耦合关系研究。; 丁文龙尹帅王兴华张宁洁张敏曹翔宇; 关键词：致密砂岩气储层

海陆过渡相煤系含气层测井响应特征分析被引量：2: 2016年; 煤系天然气聚集规律复杂,是当前天然气勘探的热点领域。沁水盆地南部上古生界广泛发育海陆过渡相煤系地层,具有致密气勘探潜力,但目前研究程度较低。基于野外露头、地震、气测、常规及特殊测井资料,对该地区煤系含气储层地质结构单元进行了划分。同时,分析了不同类型储层的测井识别方法及含气层的各向异性特征。研究结果表明,该地区煤系地层发育煤岩型、致密砂岩型、砂泥岩互层型、泥页岩型及灰岩型5类储层单元。基于常规及特殊测井,制定了煤系致密气层识别的标准。岩性、地应力及裂缝发育程度对储层各向异性均有显著影响,裂缝发育程度对岩石各向异性的影响要强于地应力。该地区煤岩具有最强的各向异性,其次为砂岩及泥岩,砂泥岩频繁互层型地层的各向异性较小。; 尹帅丁文龙刘建军曹翔宇; 关键词：沁水盆地煤系含气层测井

致密砂岩储层裂缝研究进展被引量：73: 2015年; 裂缝是影响致密砂岩储层高产及稳产的关键。在对国内外该类储层裂缝研究现状系统调研及近期成果全面分析的基础上,深入分析了裂缝的类型及形成机理。分别从地质、测井、地震及实验等方面详细论述了致密砂岩储层裂缝的识别方法;基于野外露头、岩心及薄片观察、构造曲率、常规及特殊测井等方法可以获得储层裂缝密度、张开度、产状、组系及方向等主要特征参数;地质分析、构造曲率估算、纵波各向异性分析、地震相干体及倾角非连续性裂缝检测、构造应力场模拟等是裂缝分布预测的有效技术方法。综合分析认为,目前对国内海相和海陆过渡相煤系地层中的致密砂岩储层裂缝研究相对较少;尚未形成一套针对各类型沉积相及构造演化背景条件下的致密砂岩储层裂缝识别的有效方法及标准参数体系;对致密储层裂缝差异充填机制及微裂缝定量识别与表征缺少系统研究;地震裂缝识别的精度不高。指出各类裂缝研究方法相互结合、裂缝识别标准与参数体系建立、微裂缝研究、裂缝发育程度与主控因素间定量关系分析、提高地震预测裂缝的分辨率、水力缝与天然裂缝及地应力之间的耦合关系研究为致密砂岩储层裂缝研究的未来发展趋势。; 丁文龙王兴华胡秋嘉尹帅曹翔宇刘建军; 关键词：致密砂岩储层裂缝测井地震

基于势理论对比泥页岩中主要黏土矿物吸附特征被引量：5: 2015年; 利用吸附势理论对泥页岩中4种主要黏土矿物:蒙脱石、高岭石、绿泥石及伊利石吸附特征进行了描述,同时加入石英岩作为对比样。在吸附势分析中重点探讨了吸附量a、微分吸附功A、特征能量E及特征系数n间的关系。结果表明,随吸附量的增加,微分吸附功降低,微分吸附功可以用来大体表征吸附各阶段变化特征。对于5种无机矿物,n的最佳值在1.5附近;特征能量随温度升高发生略降。对各矿物吸附过程中吸附热及吸附熵进行了计算并讨论,结果表明,随着吸附的进行,不同矿物吸附热及吸附熵发生不同变化,表明吸附过程的复杂性。对于黏土矿物,吸附热及吸附熵绝对值满足:蒙脱石>高岭石>绿泥石>伊利石,与最大吸附量结果一致;同时不同种类黏土矿物的孔隙体积与吸附热及吸附熵绝对值之间具有较好的正相关性,因此吸附热及吸附熵可用来表征不同种类黏土矿物的吸附能力。; 曹翔宇丁文龙尹帅王兴华张宁洁焦乃林; 关键词：泥页岩高岭石绿泥石伊利石石英岩

沁水盆地煤系天然气系统富集成藏的主控因素分析被引量：9: 2015年; 沁水盆地是我国最大的构造聚煤盆地,也是国内首个实现煤系天然气商业化开采的区块。盆地内石炭-二叠系煤层厚度大、分布稳定、吸附能力强、含气量大,目前产能已超过20×108m3,具有良好的勘探开发潜力。以煤田、煤系天然气勘探阶段积累的资料为基础,系统探讨了沁水盆地煤系天然气富集成藏的主控因素,分析认为构造演化、埋藏史和热演化、沉积体系和水文地质条件是控制沁水盆地煤系天然气富集成藏的主要地质因素。沁水盆地两期生气都是在构造运动的影响下发生,煤系赋存状态为印支、燕山和喜山期构造运动叠加的结果,断裂及陷落柱发育区含气量低;区内煤层埋深呈现北部深南部浅,中部深东西部浅的特点,南部热演化程度高,煤系天然气含量大;沉积体系影响煤层的空间展布;水文地质条件关系着煤系天然气的形成和保存,弱水动力区为煤系天然气的有利区。; 赵冬丁文龙刘建军曹翔宇刘忠张宁洁张敏; 关键词：煤储层成藏主控因素沁水盆地

通过构建基于地层岩石电导率的动态渗透率图版求取致密砂岩储层渗透率方法被引量：4: 2016年; 渗透率是致密砂岩储层评价的一个重要参数,关系到甜点区预测、储层分级、单井产能评价及提高采收率方案的合理制定;但该参数受区域构造背景、复杂孔隙结构、地层各向异性、强非均质性及束缚水饱和度的综合影响,其准确预测较为困难,常规预测方法效果往往不佳。针对这一现状,从微观尺度层面着手,联合Hanai-Bruggeman方程和Kozeny-Carman方程,建立了同时考虑地层岩石电导率(Cs)、颗粒电导率(Cg)、地层水电导率(Cw)及胶结指数(m)的致密砂岩动态渗透率预测模型,绘制了岩石动态渗透率解释图版,提出了新的致密砂岩储层渗透率解释方法。利用所建立的关系图版可以对致密砂岩储层动态渗透率进行取值,通过与试井或实验测试所获得的岩石静态渗透率进行对比、校正,从而对致密砂岩储层渗透率进行预测。将该方法应用于川西上三叠统致密砂岩储层,取得了较好的应用效果,储层渗透率预测平均绝对误差为0.035 m D。通过与常规预测方法进行对比,体现出提出方法的优势。因而,该方法具有一定推广应用价值。; 焦乃林丁文龙尹帅王濡岳曹翔宇; 关键词：致密砂岩储层电导率图版孔隙度

强变形区走滑断裂带伸展—聚敛应力效应构造解析及控气作用被引量：3: 2018年; 沁水盆地处于华北板块内部,是一个中、新生代构造活动活跃的残留型盆地。盆地内部地层普遍发生了强烈变形,发育大量走滑断裂。走滑断裂的排列组合能指示局部地层应力环境并影响储层物性。以沁水盆地南部地区为解剖区,详细分析了强变形区走滑断裂带的伸展—聚敛应力效应及其对致密储层产能的影响。研究结果表明,研究区自喜马拉雅期以来,主要受来自于北东向的挤压应力的影响,断裂具有右行走滑的性质。在这种应力场作用下,右行右阶断裂指示伸展区,而右行左阶断裂指示聚敛区。基于该原理对伸展区和聚敛区进行了划分,从这2类区域的平面分布特征来看,从西北方向到东南方向,两者具有一定交互分布的特征。对于研究区东部的樊庄区块,自北向南,断裂走向呈"S型"的分布变化趋势;其中部伸展区为"S型"区域的肘部或转折端,或称"应力转折带"。应力转折带的构造应力场复杂,裂缝通常较为发育,为伸展区。具有较高产能的气井主要分布在伸展区,而聚敛区气井的产能则通常较低。气井产能分布情况与伸展—聚敛应力效应分析结果一致,验证了该构造解析方法的可靠性。; 尹帅李爱荣陈梦娜赵金利丁文龙赵靖舟曹翔宇; 关键词：走滑断裂带致密储层产能

利用孔隙纵横比定量判断孔隙型海相致密油地层岩性变化点的方法: 2016年; 泥质质量分数是指示碎屑岩岩性变化的重要指标,其对岩石物性及弹性性质均具有重要影响。对于深层致密油储层,准确预测地层岩性变化尤为重要。文中以塔中X井区孔隙型海相致密碎屑岩地层为研究对象,利用孔弹性Biot理论获取地层岩石弹性参数,重点探讨了孔隙纵横比（α）对地层岩性变化点的指示作用。目的层的基质矿物体积模量（K_o）主要分布在20-60 GPa,基质矿物剪切模量（μ_o）主要分布在10~25 GPa;随着泥质质量分数（V_（sh））的增加,孔隙型岩石的α值逐渐降低,具有分段性,砂岩的α值分布在0.25-1.00,泥岩的α值分布在0.01~0.25;岩性转折点所对应的α值为0.25,Vsh为40%,岩石体积模量（K_s）为40 GPa,孔隙度（ф）为3%,转折端孔隙度可以为储层物性下限的确定提供参考。; 曹翔宇丁文龙尹帅; 关键词：海相岩性

沁水盆地南部砂岩储层发育特征及主控因素分析被引量：4: 2015年; 沁水盆地南部蕴藏着丰富的煤系天然气资源,是目前我国煤系天然气资源勘探开发的重点区域。研究区构造简单,石炭-二叠系煤层厚度大、分布稳定,具有很高的煤系天然气含量。砂岩在石炭-二叠系各层位均有发育,厚度稳定,为该区最主要的煤系天然气储层。结合大量岩石薄片、压汞曲线资料、储层物性的分析,对沁水盆地南部石炭-二叠系砂岩储层的分布规律、岩石学特征、储集空间等进行了分析研究,探讨了影响砂岩储层发育的主要因素。研究表明,研究区砂体厚度从中南部向北部呈递减趋势;储层的岩石类型以细-中粒长石石英砂岩、石英长石砂岩为主,部分岩屑砂岩,矿物成分中石英含量占绝对优势,岩屑、长石次之;储集空间以粒间孔和粒内溶孔为主,微裂缝次之。物源、成岩作用、沉积相、砂岩粒径和埋藏方式等因素共同控制着砂岩储层的发育。; 赵冬丁文龙刘建军尹帅赵威曹翔宇孙雅雄; 关键词：砂岩储层主控因素石炭-二叠系沁水盆地南部

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