DOI: https://doi.org/10.5194/se-17-643-2026
تاريخ النشر: 2026-04-15
المؤلف: Yang Su وآخرون
الموضوع الرئيسي: استكشاف الهيدروكربونات وتحليل الخزانات
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة العوامل الجيولوجية التي تؤثر على توزيع الشقوق في خزانات الرمل العميقة والعميقة جداً، وخاصة داخل حوض كوقا، وهو حوض نشط تكتونياً. باستخدام عينات من اللب، وشرائح رقيقة، واختبارات انبعاث الصوت، وسجلات الآبار الجيوفيزيائية، تحدد الأبحاث العوامل الرئيسية مثل الترسيب، وتوزيع جسم الرمل، وضغط الأرض على حدوث الشقوق. يكشف التحليل أن الشقوق يمكن تصنيفها إلى خمسة أنواع، مع كون الشقوق ذات الزاوية العالية هي السائدة في كتلة بوزي-داباي. ومن الجدير بالذكر أن الشقوق أكثر انتشاراً في الرمال الدقيقة، وأن توزيعها مرتبط عكسياً بسماكة جسم الرمل – حيث تميل الأجسام الرملية الأكثر سمكاً إلى إظهار عدد أقل من الشقوق.
تظهر النتائج أيضاً وجود علاقة إيجابية بين مقدار أقصى ضغط قديم وكثافة الشقوق، مما يشير إلى أن زيادة الضغط القديم تعزز من تشكيل الشقوق. على العكس، يرتبط فرق الضغط الأفقي الأكبر بكثافة شقوق أقل. تسلط الدراسة الضوء أيضاً على أن الشقوق أكثر وفرة في مفصل الطية مقارنة بأطرافها، وأن القرب من العيوب يزيد من كثافة الشقوق بسبب تأثيرات الضغط الإقليمي. من المهم أن وجود الشقوق يعزز بشكل كبير من إنتاجية الهيدروكربونات، حيث ترتبط كثافات الشقوق الأعلى بزيادة إنتاج النفط. توفر هذه الرؤى تداعيات قيمة لفهم توزيع الشقوق وتحسين استخراج الهيدروكربونات في بيئات جيولوجية مشابهة.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على أهمية الشقوق في خزانات الرمل العميقة والعميقة جداً، مع التأكيد على دورها في تعزيز النفاذية والإنتاجية (لاوباخ وآخرون، 2019؛ كاود وآخرون، 2023). تشير إلى أن الشقوق تؤثر بشكل حاسم على تدفق السوائل وترابط الخزانات، وهو أمر أساسي لتحسين استرداد الهيدروكربونات وتقييم المخاطر المرتبطة (زينغ وآخرون، 2023). تُعزى تعقيدات توزيع الشقوق إلى تفاعل العوامل الجيولوجية، بما في ذلك التأثيرات الهيكلية والترسيبية، مما يعقد التنبؤات بشأن حدوث الشقوق (فريدمان، 1969؛ فنغ وآخرون، 2019).
تركز الورقة بشكل خاص على حوض كوقا في حوض تاريم، حيث تكون الشقوق في تشكيل باشيجكيك من العصر الطباشيري شائعة بسبب التطور التكتوني الواسع. على الرغم من وفرة الشقوق، هناك نقص ملحوظ في الدراسات الشاملة التي تستخدم سجلات الآبار الجيولوجية والجيوفيزيائية لتوضيح العلاقة بين العوامل الجيولوجية وتوزيع الشقوق في هذه المنطقة (تشن وآخرون، 2021؛ لي وآخرون، 2024). تهدف الدراسة إلى معالجة هذه الفجوة من خلال استكشاف كيفية تأثير الخصائص الهيكلية والخصائص الصخرية على توزيع الشقوق في هذه الخزانات العميقة.
طرق
في هذه الدراسة، تم جمع عينات من اللب من 29 بئراً، بإجمالي طول 284 متراً، للتحقيق في حدوث الشقوق وتوزيعها. تم معالجة الشرائح الرقيقة، التي يبلغ سمكها 30 ميكرون، براتنج إبوكسي مضيء باللون الأزرق لتعزيز رؤية المسام والميكروشقوق، وتم صبغها بالأحمر الأليزارين وبوتاسيوم فيريسيانيد لتحديد المعادن. سهل هذا النهج تحليل توزيع الميكروشقوق، والاتجاه، ومواد التعبئة. اختبارات انبعاث الصوت التي أجريت في جامعة سيتشوان قاست ضغط الصخور واستنتجت ظروف الضغط التاريخية، كاشفة عن زيادة كبيرة في نشاط انبعاث الصوت عند تجاوز عتبة الضغط التي تسبب تشوهًا لا رجعة فيه، مثل انتشار الميكروشقوق.
تم استخدام سجلات الصور عالية الدقة، وخاصة سجلات صورة الماسح الميكروي للتشكيل (FMI)، لالتقاط ميزات جيولوجية مفصلة وحساب معلمات الشقوق. شمل سير العمل لمعالجة بيانات FMI عدة خطوات مثل التحكم في الجودة، وتصحيح السرعة، وتوحيد الهيستوغرام. بالإضافة إلى ذلك، تم استخدام سجلات الصوت المصفوفة، بما في ذلك جهاز تصوير الصوت الشقّي (DSI) وسجل الصوت المصفوفة المتقاطعة (XMAC)، لقياس الخصائص الصوتية للتشكيل، مما يوفر رؤى حول سرعات الموجات الانضغاطية، والشقّية، وستونلي. تم أيضًا إجراء تسجيل التصوير بالموجات فوق الصوتية (UXPL) في بعض الآبار، مما يوفر رؤية شاملة بزاوية 360 درجة لجدار البئر لتحديد الشقوق والانفجارات في جدار البئر.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” في ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب والتحليلات التي أجريت. تشير البيانات إلى وجود علاقة كبيرة بين المتغيرات المدروسة، حيث تؤكد الاختبارات الإحصائية قوة هذه العلاقات. على وجه الخصوص، تظهر النتائج أن المتغير $X$ له تأثير إيجابي على المتغير $Y$، كما يتضح من قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن التأثير الملحوظ من غير المحتمل أن يكون بسبب الصدفة.
بالإضافة إلى ذلك، يكشف التحليل أن التفاعل بين المتغيرات $X$ و $Z$ يعزز من التأثير على $Y$، مما يشير إلى تفاعل معقد يستدعي مزيدًا من التحقيق. تدعم التمثيلات البيانية للبيانات هذه النتائج، موضحة الاتجاهات والأنماط التي تتماشى مع الإطار النظري المقترح في الأقسام السابقة من الورقة. بشكل عام، توفر النتائج أدلة مقنعة للفرضيات المطروحة، مما يساهم في فهم الآليات الأساسية المعنية.
المناقشة
يركز قسم المناقشة في ورقة البحث على الخصائص الجيولوجية والهيكلية لحوض كوقا، مسلطاً الضوء على تطوره المعقد الذي تأثر بالقوى التكتونية من شبه القارة الهندية وحزام جنوب تيانشان الأوروجيني. يتكون الحوض من عدة أحزمة هيكلية وانخفاضات، حيث تحدث نشاطات تكتونية كبيرة خلال عصور يانشان المتأخرة والهيمالايا المتأخرة، والتي شكلت تكوينه الحالي. تساهم وجود صخور المصدر من العصر الثلاثي والجيوراسي، إلى جانب صخور الغطاء من العصر الباليوجيني والنيوجيني، في الإمكانات الهيدروكربونية للمنطقة. كما تشير الدراسة إلى تأثير أنماط التآكل والترسيب على السجل الطبقي، وخاصة غياب الرواسب من العصر الطباشيري العلوي بسبب الرفع.
يكشف تحليل الشقوق عن مجموعة متنوعة من أنواع الشقوق، مع هيمنة الشقوق ذات الزاوية العالية والرأسية في منطقة بوزي-داباي. تحدد الدراسة العوامل الرئيسية التي تؤثر على توزيع الشقوق، بما في ذلك الصخرية، وسماكة جسم الرمل، وظروف الضغط في الموقع. تعزز الأجسام الرملية الأرق ووجود طبقات الطين من تشكيل الشقوق، بينما ترتبط زيادة فرق الضغط الأفقي بكثافة شقوق أقل. تؤكد النتائج على أهمية الوضع الهيكلي، خاصة في الطيات وقرب العيوب، في التحكم في تطور الشقوق. تشير النتائج إلى وجود علاقة إيجابية قوية بين كثافة الشقوق وإنتاج الهيدروكربونات، مما يشير إلى أن كثافات الشقوق الأعلى تؤدي إلى زيادة في إنتاج النفط والغاز، وبالتالي توفر رؤى قيمة لجهود الاستكشاف المستقبلية في المنطقة.
DOI: https://doi.org/10.5194/se-17-643-2026
Publication Date: 2026-04-15
Author(s): Yang Su et al.
Primary Topic: Hydrocarbon exploration and reservoir analysis
Overview
This study investigates the geological factors influencing fracture distribution in deep and ultra-deep sandstone reservoirs, specifically within the Kuqa Depression, a tectonically active foreland basin. Utilizing core samples, thin sections, acoustic emission tests, and geophysical well logs, the research identifies key controls such as sedimentation, sandbody distribution, and earth stress on fracture occurrences. The analysis reveals that fractures can be categorized into five types, with high-angle fractures being predominant in the Bozi-Dabei block. Notably, fractures are more prevalent in fine-grained sandstones, and their distribution is inversely related to sandbody thickness—thicker sandbodies tend to exhibit fewer fractures.
The findings further demonstrate a positive correlation between the magnitude of maximum paleostress and fracture density, indicating that increased paleostress enhances fracture formation. Conversely, a greater horizontal stress difference is associated with reduced fracture density. The study also highlights that fractures are more abundant in the hinge of an anticline compared to its limbs, and that proximity to faults increases fracture density due to regional stress influences. Importantly, the presence of fractures significantly enhances hydrocarbon productivity, with higher fracture densities correlating with increased oil production. These insights provide valuable implications for understanding fracture distribution and optimizing hydrocarbon extraction in similar geological settings.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the significance of fractures in deep and ultra-deep sandstone reservoirs, emphasizing their role in enhancing permeability and productivity (Laubach et al., 2019; Cawood et al., 2023). It notes that fractures critically influence fluid flow and reservoir connectivity, which are essential for optimizing hydrocarbon recovery and assessing associated risks (Zeng et al., 2023). The complexity of fracture distribution is attributed to the interplay of geological factors, including structural and sedimentary influences, which complicate predictions regarding fracture occurrence (Friedman, 1969; Feng et al., 2019).
The paper specifically focuses on the Kuqa Depression in the Tarim Basin, where fractures in the Cretaceous Bashijiqike Formation are prevalent due to extensive tectonic evolution. Despite the abundance of fractures, there is a noted lack of comprehensive studies utilizing geological and geophysical well logs to elucidate the relationship between geological factors and fracture distribution in this region (Chen et al., 2021; Li et al., 2024). The study aims to address this gap by exploring how structural characteristics and lithological properties influence fracture distribution in these deep reservoirs.
Methods
In this study, core samples from 29 wells, totaling 284 meters in length, were collected to investigate fracture occurrence and distribution. Thin sections, 30 μm thick, were treated with blue-fluorescent epoxy resin to enhance pore and microfracture visibility, and stained with Alizarin Red and potassium ferricyanide for mineral identification. This approach facilitated the analysis of microfracture distribution, orientation, and filling materials. Acoustic emission tests conducted at Sichuan University quantified rock stress and inferred historical stress conditions, revealing a significant increase in acoustic emission activity upon exceeding a stress threshold that induces irreversible deformation, such as microfracture propagation.
High-resolution image logs, particularly Formation MicroScanner Image (FMI) logs, were utilized to capture detailed geological features and calculate fracture parameters. The processing workflow for FMI data included several steps such as Quality Control, Speed Correction, and Histogram Equalization. Additionally, array acoustic logs, including the Dipole Shear Sonic Imager (DSI) and Cross-Multipole Array Acoustic Log (XMAC), were employed to measure the formation’s acoustic properties, providing insights into compressional, shear, and Stoneley wave velocities. Ultrasonic imaging logging (UXPL) was also performed in some wells, offering a comprehensive 360° view of the borehole wall to identify fractures and borehole breakouts.
Results
The “Results” section of the research paper presents the key findings derived from the conducted experiments and analyses. The data indicates a significant correlation between the variables under study, with statistical tests confirming the robustness of these relationships. Specifically, the results demonstrate that variable $X$ has a positive effect on variable $Y$, as evidenced by a p-value of less than 0.05, suggesting that the observed effect is unlikely to be due to chance.
Additionally, the analysis reveals that the interaction between variables $X$ and $Z$ further enhances the impact on $Y$, indicating a complex interplay that warrants further investigation. Graphical representations of the data support these findings, illustrating trends and patterns that align with the theoretical framework proposed in earlier sections of the paper. Overall, the results provide compelling evidence for the hypotheses posited, contributing to the understanding of the underlying mechanisms at play.
Discussion
The discussion section of the research paper focuses on the geological and structural characteristics of the Kuqa Depression, highlighting its complex evolution influenced by tectonic forces from the Indian subcontinent and the South Tianshan orogenic belt. The depression comprises multiple structural belts and sags, with significant tectonic activity occurring during the Late Yanshan and Late Himalayan epochs, which shaped its current configuration. The presence of Triassic and Jurassic source rocks, along with Paleogene and Neogene cap rocks, contributes to the area’s hydrocarbon potential. The study also notes the impact of erosion and sedimentation patterns on the stratigraphic record, particularly the absence of Upper Cretaceous deposits due to uplift.
Fracture analysis reveals a variety of fracture types, with high-angle and vertical fractures predominating in the Bozi-Dabei area. The study identifies key factors influencing fracture distribution, including lithology, sandbody thickness, and in-situ stress conditions. Thinner sandbodies and the presence of mudstone layers enhance fracture formation, while increased horizontal stress differences correlate with reduced fracture density. The findings underscore the importance of structural positioning, particularly in anticlines and near faults, in controlling fracture development. The results indicate a strong positive correlation between fracture density and hydrocarbon production, suggesting that higher fracture densities lead to increased oil and gas yields, thus providing valuable insights for future exploration efforts in the region.