DOI: https://doi.org/10.62762/jgee.2025.797111
تاريخ النشر: 2026-02-02
المؤلف: Yanan Li وآخرون
الموضوع الرئيسي: استكشاف الهيدروكربونات وتحليل الخزانات
نظرة عامة
تركز الأبحاث على التحديات التي تواجه خزانات الغاز الرملية الضيقة والعميقة للغاية في حوض تاريم، وخاصة خزان الغاز كيشين A، الذي شهد زيادة في غزو المياه ومشاكل في الحفاظ على الضغط بسبب الإنتاج المطول. تسلط الدراسة الضوء على أهمية الطبقات البينية كحواجز جيولوجية، على الرغم من أن توزيعها المكاني غير مفهوم بشكل كافٍ من خلال طرق التعريف التقليدية. من خلال اعتماد نهج شامل يدمج بيانات اللب، والتسجيل، والزلازل ثلاثية الأبعاد، وإنتاج البيانات ضمن إطار جيولوجيا الطبقات التسلسلية وخزانات الغاز، يطور المؤلفون نظام تعريف تعاوني “لب-تسجيل-زلازل” للطبقات البينية الطينية. تم تحديد نوعين من الطبقات البينية – الطينية والفيزيائية – في تشكيل باشيجكيك، حيث تظهر الطبقات البينية الطينية استجابات تسجيل مميزة تتميز بمعدل غاما مرتفع (GR)، ومعدل صوت مرتفع (AC)، ومقاومة منخفضة.
تقدم الدراسة طريقة تعريف جديدة من ثلاث خطوات: “معايرة اللب – تحديد الكمية بالتسجيل – قيود الزلازل”، والتي تعالج بفعالية مشكلة الحلول المتعددة في تحديد الطبقات البينية الرقيقة والعميقة للغاية وتعزز دقة التعريف. تكشف النتائج أن تشكيل باشيجكيك يحتوي على طبقات طينية وفيزيائية متطورة على نطاق واسع، حيث تظهر الطبقة الطينية خصائص تسجيل بارزة. يتيح تطبيق تقنية عكس الموجات التي تتحكم فيها الوجوه التنبؤ الدقيق بالتوزيع المكاني للطبقات البينية الطينية، وخاصة في قسم K1bs2، والتي تعتبر حاسمة في التحكم في غزو المياه. أدت الأبحاث إلى تعديلات في أنماط الآبار التي نجحت في تقليل معدل غزو المياه بنسبة 37% ومن المتوقع أن تزيد معدل الاسترداد بنسبة 8.2%. يُوصى بإجراء دراسات مستقبلية لتقييم الآليات الوراثية وقدرات السد للطبقات البينية بشكل كمي، إلى جانب تحسين نشر أنماط الآبار من خلال المحاكاة العددية للانتقال من التطوير التجريبي إلى توجيه الجيولوجيا في خزانات الغاز الرملية الضيقة والعميقة للغاية.
مقدمة
يُعرف حوض تاريم، وخاصة منخفض كوقا الشمالي، بأنه أكبر حوض نفط وغاز مركب في الصين، ويتميز بصخور المصدر السميكة وعالية الجودة وتوليد الهيدروكربونات الكبير. يحتوي خزان الغاز كيشين، المدفون على عمق يزيد عن 6500 متر، على احتياطيات مثبتة تتجاوز 5000 × 10^8 م³ ويعمل كمصدر غاز حيوي لمشروع خط أنابيب الغاز غرب-شرق، مما يبرز أهميته الاستراتيجية لأمن الطاقة الوطني. ومع ذلك، أدت الظروف الجيولوجية المعقدة، بما في ذلك النشاط التكتوني القوي وتباين الخزانات العالي، إلى تحديات في الاستكشاف والتطوير، خاصة فيما يتعلق بغزو المياه في آبار الإنتاج، والذي أصبح قضية حاسمة تؤثر على كفاءة استرداد الغاز.
على الرغم من الأبحاث السابقة حول العوامل الجيولوجية التي تؤثر على خزان الغاز كيشين، تظل الدراسات حول الطبقات البينية داخل خزانات الرمل الضيق محدودة. تكافح الطرق الجيوفيزيائية التقليدية لتحديد الطبقات البينية الرقيقة بدقة (أقل من 5 أمتار)، مما يعقد فهم توزيعها المكاني وتأثيرها على هجرة السوائل. تقدم هذه الورقة طريقة تعريف تعاونية مبتكرة متعددة المقاييس – تدمج تحليل اللب، ومعايرة التسجيل، وتحسين الزلازل – لتوصيف الطبقات البينية الطينية في خزان الغاز كيشين A بشكل منهجي. تهدف الدراسة إلى تعزيز فهم تباين الخزانات وتقييم استراتيجيات التخفيف من غزو المياه، مما يوفر في النهاية أساسًا علميًا لتحسين أنماط الآبار وزيادة عوامل الاسترداد في خزانات الغاز الرملية الضيقة والعميقة للغاية.
النتائج
تشير النتائج إلى أن الطبقة البينية الطينية بين K1bs1 و K1bs2 تظهر توزيعًا مستمرًا في الاتجاه NW-SE، بسمك يتراوح بين 1.0 إلى 2.7 متر واستمرارية جانبية ملحوظة. يكشف التحقق من بيانات الحفر من أربعة آبار عن معدل تطابق اعتراف بنسبة 82%، مع الحفاظ على أخطاء سمك العكس أقل من 15%.
يكشف التحليل الإضافي لموجات الزلازل في قسم تطوير الطبقة البينية عن خصائص مميزة: تلاشي كبير في السعة، وتقليل في التردد، وزيادة في نصف عرض الموجة، مما يتناقض بشكل حاد مع الأقسام غير المتطورة. تُظهر ملاحظات تشابه الموجات طفرة بارزة عند حدود الطبقات البينية، والتي تتماشى بشكل وثيق مع الطبقات البينية المحددة من خلال بيانات التسجيل، مما يؤكد الاستجابة الزلزالية الفريدة المرتبطة بهذه الطبقات البينية.
المناقشة
تقدم الأبحاث إطارًا شاملًا للطبقات التسلسلية لفترة الطباشيري في منخفض كوقا، باستخدام بيانات اللب، والتسجيل، والزلازل لتحديد تسلسل من الدرجة الأولى، وثلاثة تسلسلات من الدرجة الثانية، وثمانية تسلسلات من الدرجة الثالثة. يعكس التسلسل من الدرجة الأولى هبوطًا تكتونيًا مرتبطًا بدفع جبال تيانشان الجنوبية، بينما تتأثر التسلسلات من الدرجة الثانية بدورات تكتونية-مناخية، مما يظهر استجابات رسوبية لتغيرات مستوى البحر. تم تحديد تشكيل باشيجكيك كتسلسل كامل من الدرجة الثالثة، مع تقسيمات طبقية مفصلة تعزز الإطار الجيولوجي لتحديد الطبقات البينية.
لمعالجة التحديات في تحديد الطبقات البينية الرقيقة بدقة في خزانات الرمل الضيق والعميق للغاية، تقترح الدراسة طريقة تعريف من ثلاث خطوات: معايرة اللب، وتحديد الكمية بالتسجيل، وقيود الزلازل. يكشف تحليل اللب عن نوعين من الطبقات البينية – الطينية والفيزيائية – مع خصائص صخرية وبتروفيزيائية مميزة. تعمل بيانات التسجيل على تحسين تعريف الطبقات البينية من خلال معايير استجابة محددة، بينما يعزز عكس الموجات الزلزالية التوصيف المكاني لهذه الطبقات، متجاوزًا قيود الطرق التقليدية. تشير النتائج إلى أن الطبقات البينية تؤثر بشكل كبير على ديناميات السوائل، حيث تؤخر تلك الموجودة على مستوى مجموعة الآبار وما فوق بشكل فعال غزو المياه، مما يحسن معدلات الاسترداد. تدعو الدراسة إلى مزيد من الاستكشاف لآليات الطبقات البينية وتحسين أنماط الآبار للانتقال نحو تطوير توجيه الجيولوجيا في خزانات الغاز العميقة للغاية.
DOI: https://doi.org/10.62762/jgee.2025.797111
Publication Date: 2026-02-02
Author(s): Yanan Li et al.
Primary Topic: Hydrocarbon exploration and reservoir analysis
Overview
The research focuses on the challenges faced by ultra-deep tight sandstone gas reservoirs in the Tarim Basin, particularly the Keshen A gas reservoir, which has experienced increased water invasion and pressure maintenance issues due to prolonged production. The study highlights the significance of interlayers as geological barriers, despite their spatial distribution being inadequately understood through traditional identification methods. By employing a comprehensive approach that integrates core, logging, 3D seismic, and production data within a sequence stratigraphic and reservoir geology framework, the authors develop a “core-logging-seismic” collaborative identification system for argillaceous interlayers. Two types of interlayers—argillaceous and physical—are identified in the Bashijiqike Formation, with argillaceous interlayers displaying distinctive logging responses characterized by high gamma ray (GR), high acoustic (AC), and low resistivity.
The study introduces a novel three-step identification method: “core calibration-logging quantification-seismic constraint,” which effectively addresses the multi-solution problem in identifying ultra-deep thin interlayers and enhances identification accuracy. The findings reveal that the Bashijiqike Formation contains widely developed shale and physical interlayers, with the shale interlayer exhibiting pronounced logging characteristics. The application of facies-controlled waveform inversion technology enables precise prediction of the spatial distribution of muddy interlayers, particularly in the K1bs2 section, which are crucial in controlling water invasion. The research has led to adjustments in well patterns that have successfully reduced the water invasion rate by 37% and are projected to increase the recovery rate by 8.2%. Future studies are recommended to quantitatively evaluate the genetic mechanisms and plugging capacities of interlayers, alongside optimizing well pattern deployment through numerical simulations to transition from empirical to geosteering development in ultra-deep tight sandstone gas reservoirs.
Introduction
The Tarim Basin, particularly the northern Kuqa Depression, is recognized as China’s largest composite oil and gas basin, characterized by its thick, high-quality source rocks and significant hydrocarbon generation. The Keshen gas reservoir, buried over 6500 meters deep, holds proven reserves exceeding 5000 × 10^8 m³ and serves as a crucial gas source for the West-East Gas Pipeline Project, highlighting its strategic importance for national energy security. However, the complex geological conditions, including strong tectonic activity and high reservoir heterogeneity, have led to challenges in exploration and development, particularly concerning water invasion in production wells, which has emerged as a critical issue affecting gas recovery efficiency.
Despite previous research on geological factors influencing the Keshen gas reservoir, studies on interlayers within tight sandstone reservoirs remain limited. Traditional geophysical methods struggle to accurately identify thin interlayers (less than 5 meters), complicating the understanding of their spatial distribution and impact on fluid migration. This paper introduces an innovative multi-scale collaborative identification method—integrating core analysis, logging calibration, and seismic optimization—to systematically characterize argillaceous interlayers in the Keshen A gas reservoir. The study aims to enhance the understanding of reservoir heterogeneity and evaluate strategies for mitigating water invasion, ultimately providing a scientific basis for optimizing well patterns and improving recovery factors in ultra-deep tight sandstone gas reservoirs.
Results
The results indicate that the muddy interlayer between K1bs1 and K1bs2 exhibits a continuous distribution in the NW-SE direction, with a thickness ranging from 1.0 to 2.7 meters and notable lateral continuity. Verification against drilling data from four wells reveals an 82% recognition coincidence rate, with inversion thickness errors maintained below 15%.
Further analysis of the seismic waveforms in the interlayer development section reveals distinct characteristics: significant amplitude attenuation, frequency reduction, and an increase in wave half-width, contrasting sharply with the non-development sections. Observations of waveform similarity demonstrate a pronounced mutation at the interlayer boundaries, which aligns closely with interlayers identified through logging data, thereby confirming the unique seismic response associated with these interlayers.
Discussion
The research presents a comprehensive sequence stratigraphic framework for the Cretaceous period in the Kuqa Depression, utilizing core, logging, and seismic data to delineate a first-order sequence, three second-order sequences, and eight third-order sequences. The first-order sequence reflects tectonic subsidence linked to the South Tianshan Mountains’ thrusting, while the second-order sequences are influenced by tectonic-climate cycles, showcasing sedimentary responses to sea level changes. The Bashijiqike Formation is identified as a complete third-order sequence, with detailed stratigraphic divisions enhancing the geological framework for interlayer identification.
To address challenges in accurately identifying thin interlayers in ultra-deep tight sandstone reservoirs, the study proposes a three-step identification method: core calibration, logging quantification, and seismic constraint. Core analysis reveals two interlayer types—argillaceous and physical—with distinct lithological and petrophysical characteristics. Logging data further refine interlayer identification through specific response criteria, while seismic waveform inversion enhances spatial characterization of these interlayers, overcoming limitations of traditional methods. The findings indicate that interlayers significantly influence fluid dynamics, with those at the well-group level and above effectively delaying water invasion, thereby improving recovery rates. The study advocates for further exploration of interlayer mechanisms and optimization of well patterns to transition towards geosteering development in ultra-deep gas reservoirs.