海-陆过渡相与海相页岩气“甜点段”差异特征与形成机理

为了指导海-陆过渡相页岩气的勘探开发,以鄂尔多斯盆地东缘大宁—吉县地区二叠系山西组2段3亚段(山2^(3)亚段)海-陆过渡相页岩气甜点段与四川盆地南部地区志留系龙马溪组一段1亚段(龙一1亚段)1小层海相页岩气甜点段作为研究对象,开展系统的岩心观察、薄片鉴定、全岩-黏土X射线衍射、有机地球化学分析、扫描电镜观察、N2低温吸附、CH_(4)等温吸附以及主、微量元素分析实验,系统对比研究了海-陆过渡相与海相页岩气甜点段的特征与形成机理。研究结果表明:①海相页岩气甜点段稳定分布与发育;海-陆过渡相页岩气甜点段横向不连续,纵向多层段发育。②海-陆过渡相页岩气甜点段总有机碳含量(TOC)高,处于中-高成熟阶段,有机质以Ⅱ_(2)-Ⅲ型为主;海相页岩气甜点段TOC较高,处于高-过成熟阶段,有机质以Ⅰ-Ⅱ_(1)型为主。③海-陆过渡相页岩气甜点段矿物组成以黏土矿物为主,黏土矿物孔隙以介孔和宏孔为主,它们控制游离气的赋存;有机质以发育微孔为主,它是比表面积的主要贡献者,控制吸附气的赋存。海相页岩气甜点段以石英矿物为主;页岩有机质同时发育微孔和介孔,它们是页岩气赋存的主要储存空间。④海-陆过渡相页岩气甜点段以吸附气为主,平均占66.06%;海相页岩气以游离气为主,吸附气占11.15%~43.75%。⑤海-陆过渡相和海相页岩气甜点段有机质富集均受到古气候、古环境以及地质事件控制,但陆源碎屑输入对海-陆过渡相页岩气甜点段有机质富集具有重要控制作用。⑥鄂尔多斯盆地海-陆过渡相页岩气单井最高产量达到7.9×10^(4)m^(3)/d,研究和勘探表明海-陆过渡相页岩气具有良好的勘探前景。

鄂尔多斯盆地延长组7段夹层型页岩层系石油富集规律与主控因素

目前,我国页岩层系石油勘探取得初步突破并呈现良好勘探前景,鄂尔多斯盆地延长组7段是主力勘探战场之一。为更精细地分析长7主力产层——夹层型页岩层系内石油的分布规律与富集主控因素,依托典型油藏解剖、岩心和薄片观察、储层物性分析、岩石热解、场发射扫描电镜结合微区矿物分析以及石油充注运移物理模拟实验等方法,在不同空间尺度下进行研究。结果表明,夹层型页岩层系内石油在区带、油层以及油层内部多个尺度下,均呈现显著的分布非均质性;区带尺度下的石油富集主要受烃源岩品质与规模控制,油层尺度下石油的富集首先受源储配置控制,并受储层物性进一步控制,油层内部含油饱和度的强烈非均质性由成岩作用引起的孔隙发育非均质性导致。进一步的机理研究揭示:烃源岩提供运聚动力和烃类来源,并经历短距离二次运移是烃源岩控制区带尺度夹层型页岩层系石油富集的深层机理;运聚动力随砂岩夹层与烃源岩距离的增加而减弱,是源储配置在油层尺度发挥富集控制作用的重要原因;储层物性与石油注入时所受阻力间的指数级关系,是物性控制油层及其内部石油富集的主要原因;裂缝通过降低砂岩夹层的启动压力梯度,提高运移效率,促进页岩层系内石油的富集与高产。

陆相湖盆致密油充注运聚机理与富集主控因素

通过中国陆上不同类型致密油典型实例解剖,开展烃源岩、储集层、原油等样品测试分析,运用核磁-驱替物理模拟、格子玻尔兹曼数值模拟等技术方法,研究了中国陆相湖盆致密油充注运聚机理与富集主控因素。研究表明陆相湖盆致密油充注运聚机理:优质烃源岩生排烃动力是决定致密油充注效率和聚集效果的动力基础,原油运移阻力是影响致密油充注效率和聚集效果的关键要素,充注动力与致密储集层孔喉阻力耦合作用控制聚集效果及富集程度。陆相湖盆致密油富集程度主要受烃源岩、储集层孔喉大小、储集层结构各向异性及裂缝4大因素控制:优质烃源岩控制致密油近源分布,储集层物性及孔喉大小与致密油富集程度呈正相关,储集层结构各向异性揭示顺层运移速率最高,层内裂缝提高运聚效率与含油饱和度。

中国致密油形成分布与资源潜力评价

系统分析了国外成熟致密油区的形成条件与典型特征,为研究中国致密油的形成分布与资源潜力评价提供借鉴和参考。研究表明,国外成功致密油区具有"三大形成条件"和"七项基本特征"。三大条件为:大面积分布的致密储层;广覆式分布成熟度适中的腐泥型优质生油层;连续型分布的致密储层与生油岩紧密接触的共生层系。七项基本特征为:圈闭界限不明显;非浮力聚集,水动力效应不明显,油水分布复杂;异常压力,裂缝高产,油质轻;非达西渗流为主;短距离运移为主;纳米级孔喉连通体系为主;规模开采需要水平井技术结合分段压裂技术。从两大方面入手,系统比对了中国致密油的形成条件与典型特征,结果表明中国致密油资源潜力大,具备良好勘探前景。

四川盆地中部侏罗系大安寨段储集层微观结构及油气意义

应用岩心分析、铸体和荧光薄片鉴定、常规和场发射扫描电镜观察对四川盆地中部侏罗系大安寨段储集层微观特征进行定性研究,同时借助压汞、纳米CT及氮气吸附定量刻画大安寨段储集层的储集空间尺寸与形态。将大安寨段储集岩分9类,储集空间分4大类14亚类,确定亮晶介壳灰岩是最有利储集岩类。刻画出小于1μm的储集空间占该储集层储集空间体积的91.27%,形态以缝状为主,并具良好连通性。通过建立储集空间模型,揭示出裂缝为主的微米级储集空间和纳米级孔、缝构成双重介质。储集空间以纳米级为主的大安寨段储集层资源丰度低,井控储量小,形成低产特征,但孔缝双重介质维持了该储集层长期产油,而缝状储集空间及发育的裂缝则是该储集层未采用致密油开发技术亦可规模产油的关键。

巴西陆上盆地类型及油气地质特征

基于巴西陆上沉积盆地基础地质条件,以石油地质理论为指导,运用分析、类比的方法划分盆地类型,并对各类盆地生储盖组合及油气成藏特征进行了研究。分析认为,南美地台经历复杂的构造演化,在巴西境内形成元古宙叠合、显生宙克拉通和中生代萎缩裂谷3大类盆地。元古宙盆地以地层年代久远、构造演化复杂、烃源岩热演化漫长为特征。显生宙克拉通盆地呈现"先断后坳"的演化特征,主体地层序列形成于古生代,有一套普遍发育且受侵入岩影响的烃源岩。中生代萎缩裂谷盆地基础及油气地质两方面均呈现断陷湖盆的特征。通过对巴西陆上盆地区域演化、类型划分、地层及构造特征、生储盖层和成藏特征等方面的探讨,可为中国海外油气区域优选提供一定参考。

巴西萨利莫斯盆地油气地质特征及油气分布规律

基于萨利莫斯盆地基础地质条件,以石油地质理论为指导,对盆地的生储盖条件及成藏特征进行了研究,并利用多因素叠合的方法对盆地潜在有利区进行了预测。分析认为,萨利莫斯盆地是新元古代末期克拉通内断陷基础上形成的克拉通盆地,形成古生界和中-新生界两套沉积充填序列。盆地内主力烃源岩和储盖层均发育在古生界序列中。泥盆系然迪亚图巴组页岩是盆地中的主力烃源岩;石炭系朱鲁尔组砂岩和泥盆系俄勒组砂岩是最有利的储集层段,与石炭系卡让利组、朱鲁尔组的蒸发岩和页岩构成良好的储盖组合。受岩浆侵入的影响,烃源岩的生排烃分为岩浆侵入前和侵入后两个阶段,并以第二阶段为主生排烃阶段;受晚期构造运动的影响,盆地具有多期成藏的特征,最后一期成藏决定了油气的最终分布。盆地勘探经验表明,油气田往往位于断裂带周围,并受烃源岩的发育位置控制。因此,认为盆地中烃源岩发育区内的断裂带周围是油气田,特别是气田的有利勘探领域。

“进源找油”:论四川盆地非常规陆相大型页岩油气田

源岩油气规模快速发展,是中国能源结构转型的重要战略选项;陆相页岩油和气是中国源岩油气最具潜力的组成类型,是中国陆上未来"进源找油"最重要的突破对象。本文首次研判提出四川盆地侏罗系油和气发展,应尽快由常规构造-裂缝石油、致密灰岩与砂岩油向孔隙型页岩油气转变,重点阐述了大安寨段页岩油气4项新进展:①评价侏罗系4套富有机质页岩总生油量245×10^8t,石油总资源量172×10^8t,还有相当规模的天然气资源,既富油又富气,其中67%的油气资源集中在大安寨段;②大安寨段二亚段是侏罗系页岩油和气的"甜点段",黑色页岩厚度一般20~80m,TOC平均值大于2%,Ⅱ1~Ⅱ2型干酪根,Ro主体1.1%~1.4%,处于轻质油-凝析油气窗口,页岩储层孔隙度4%~6%,页理裂缝发育,脆性矿物含量一般在50%以上,压力系数1.2~1.8,滞留烃量多为100~200mg/g·TOC,油质较轻,地层埋深较浅,具备与北美页岩油气媲美的地质工程条件;③优选出页岩油气"甜点区"评价的3项核心参数(Ro、富有机质页岩厚度、埋藏深度),评价出大安寨段二亚段页岩油"甜点区"主要分布在盆地中北部地区,页岩厚度20~50m,面积约2×104km2;④提出了加快页岩油和气以水平井体积压裂为核心的风险勘探和开发试验、加强全层系资源评价、加速准备先导试验技术方案等建议,力争推动侏罗系孔隙型页岩油和气突破发现。四川盆地侏罗系陆相页岩油和气新认识,可能为真正开启侏罗系源岩油气"进源找油"、规模开发新征程提供重要的理论依据。

论非常规油气与常规油气的区别和联系

随着世界油气工业勘探开发领域从常规油气向非常规油气延伸,非常规油气的勘探和研究日益受到重视。非常规油气与常规油气在基本概念、学科体系、地质研究、勘探方法、'甜点区'评价、技术攻关、开发方式与开采模式等8个方面有本质区别。非常规油气与常规油气地质学的理论基础,分别是连续型油气聚集理论和浮力圈闭成藏理论。非常规油气有两个关键标志:一是油气大面积连续分布,圈闭界限不明显,二是无自然工业稳定产量,达西渗流不明显;两个关键参数为:一是孔隙度小于10%,二是孔喉直径小于1μm或空气渗透率小于1m D。而常规油气,在上述标志和参数方面表现明显不同,孔隙度多介于10%~30%,渗透率多大于1m D。非常规油气评价重点是烃源岩特性、岩性、物性、脆性、含油气性与应力各向异性'六特性'及匹配关系,常规油气评价重点是生、储、盖、圈、运、保'六要素'及最佳匹配关系。非常规油气富集'甜点区'有8项评价标准,其中3项关键指标是TOC大于2%、孔隙度较高(致密油气】10%,页岩油气】3%)和微裂缝发育;常规油气核心评价成藏要素及其时空匹配,重点评价优质烃源灶、有利储集体、圈闭规模及有效的输导体系等。非常规油气与常规油气既有明显区别,又有密切联系。非常规油气与常规油气的相同点是,在同一含油气系统中,两者具有相同的烃源系统、相同的初次运移动力、相似的油气组成等。基于成因和分布上的本质联系,常规—非常规油气表现为'有序聚集',成因上关联、空间上共生,形成一套统一的油气聚集体系。遵循常规—非常规油气'有序聚集'规律,勘探开发过程中应将两类油气资源整体考虑、协同发展。

致密油源储特征与聚集机理——以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组为例

基于岩心观察、岩石样品薄片鉴定和X射线衍射矿物分析、烃源岩样品有机碳含量测定、岩石热解等方面的研究及储集岩高压压汞和核磁共振等分析,结合其埋藏及生烃史,分析准噶尔盆地吉木萨尔凹陷中二叠统芦草沟组烃源岩特征及储集岩特征,探究其源储组合及致密油聚集机理。芦草沟组烃源岩有机质类型总体上为Ⅰ型和Ⅱ型,TOC值平均为4.6%,整体上为优质烃源岩,处于低成熟—成熟阶段。烃源岩可划分为页岩、泥岩和粉砂质泥岩3类。芦草沟组储集岩整体上具有低孔低渗特征,高压压汞与核磁共振实验表明：纳米级孔喉（孔喉半径主体为50-500 nm）是储集空间的主体。储集岩可划分为泥质粉（细）砂岩、白云质粉（细）砂岩和砂屑白云岩3类。芦草沟组具有纵向上＂源储共生＂、横向上连续分布的源储组合关系,且烃源岩持续生烃。综合分析认为：自晚侏罗世至今,芦草沟组烃源岩大规模持续生烃增压为致密油聚集提供持续动力和物质供应,保障了石油在致密储集层中持续有效地充注聚集,形成大规模致密油资源。

从源控论到源储共生系统——论源岩层系油气地质理论认识及实践

中国非常规油气正实现整体战略发展,源岩层系油气已成为非常规油气增储上产的主要组成部分。基于中国源岩层系油气地质条件和工业实践历程,本文主要取得4项研究认识:(1)源岩层系油气包括源岩油气和致密油气两种类型,纵向分布新生界、白垩系、侏罗系—三叠系、上古生界、下古生界等5个油气聚集域;(2)源岩层系油气地质是研究陆上源岩层系油气资源类型、赋存机理、富集规律、分布特征、产出机制、评价方法、关键技术及发展战略的一门新兴油气地质学科,核心是研究和评价源岩层系油气"甜点区(段)""烃源性、储集性、含油性、流动性、成缝性和经济性""六性关系";(3) 10余年来,中国源岩层系油气研究和生产取得重要进展,致密砂岩气规模发展,致密油稳步发展,页岩气快速发展,页岩油加快探索,煤层气及油页岩油持续发展,2020年中国源岩层系油气产量已占总产量的18%;(4)未来主要攻关方向,建议聚焦解决制约中低压致密油、含水致密砂岩气、中低阶煤层气、陆相及过渡相页岩气、中低熟页岩油等中国陆上源岩层系油气资源规模动用和开发的瓶颈问题,探索创造页岩原位转化和煤炭地下气化两大地下"人工油气藏"颠覆性工程。源岩层系油气将成为"稳油增气"最具潜力的现实资源,预计2030年页岩层系天然气有望超天然气总产量的50%,页岩层系石油约占原油总产量的10%-15%。

鄂尔多斯盆地南部上三叠统延长组物源方向与沉积体系分析

运用古水流、重矿物特征研究、粒度分析、薄片骨架矿物成分分析等方法,对鄂尔多斯盆地南部上三叠统延长组的物源及源区母岩性质进行了系统研究,认为延长组存在有东北、西南、东南和西部4个方向物源.依据物源方向、沉积环境和岩石学特征,将鄂尔多斯盆地南部上三叠统延长组划分为曲流河三角洲、辫状河三角洲、湖泊和深水重力流4种沉积体系,即东北方向的富县三角洲、东南方向的庙湾-宜君-黄陵三角洲、西南方向的彬县-长武三角洲,以及正西方向的庆阳-合水三角洲.详细阐述了不同三角洲沉积体系和深水重力流沉积体系的演化过程,分析了沉积体系与油气的分布关系,认为油气主要富集在水下分流河道、河口坝及其叠合部位,以及深水区的砂质碎屑流和浊积体等能构成岩性圈闭的储集岩体内.沉积物源的研究和沉积体系演化的分析有助于油气勘探的部署.

四川盆地侏罗系流体包裹体与致密油形成演化

四川盆地侏罗系发育具有分型结构的超致密储层,孔隙度多数在5%之下,渗透率小于0.1m D。长期以来,有关侏罗系油藏是裂缝油藏,岩性油藏,还是致密油,一直存在争议;对于如此致密储层,在没有裂缝的情况下,石油能不能进入储层,是如何进去的,运移路径是什么;是储层先致密后进油,还是先进油而后储层致密化;致密油的运聚机理与富集因素是什么,应采取怎样的勘探思路等等,是勘探和研究中需要面临和解决的基础科学问题。本文运用流体包裹体、场发射和环境扫描电镜、纳米CT和成藏物理模拟等方法,从储层微观介质空间含油性、流体包裹体分布及特征、储层演化与生烃演化等研究入手,开展了侏罗系石油运移、聚集机理和富集规律研究,结果表明四川盆地侏罗系油层以致密油为主体,储层致密化过程中及以后发生石油充注,致密储层基质中各种成岩次生微缝、结晶矿物晶间缝隙、各种微-纳米缝隙等基质缝是石油运移和渗滤有效路径,生烃增压和毛细管压力差是致密油运聚的主要动力,致密储层非达西渗流特征明显,具有启动压力梯度。四川盆地侏罗系致密油具有"源储共控、近源富集、网状赋油、甜点高产"的分布规律,指出在勘探中需要遵循致密油的自身属性和地质规律,按照"整体部署、分层评价、优选甜点"的工作思路,实现创新研究、科学评价和效益勘探。

鄂尔多斯盆地南部上三叠统延长组层序地层格架内沉积相特征与演化

应用高分辨率层序地层学和沉积学的原理与方法,综合岩心、钻井以及测井和地震资料,对鄂尔多斯盆地南部上三叠统延长组进行了深入的研究,识别出5个层序界面,划分出4个三级层序和11个四级层序,建立了鄂尔多斯盆地南部上三叠统延长组层序地层格架。在研究区识别出曲流河三角洲、辫状河三角洲、深水重力流和湖泊4种沉积相。分析了层序格架内沉积相时空展布特征,揭示了层序格架内沉积相的时空演化规律,归纳了层序格架内砂体发育与展布的特点。讨论了层序界线划分与以往地层界的区别及其实际意义,探讨了重力流沉积对鄂尔多斯盆地油气勘探的重大意义。

中国火山岩油气藏控制因素及分布规律

中国沉积盆地内主要发育石炭—二叠系、侏罗—白垩系和古近—新近系3套火山岩,火山岩大面积分布,烃源岩与火山岩伴生,形成良好的生储盖组合。东部盆地以中酸性岩为主,主要发育原生型火山岩储层;西部盆地以中基性岩为主,主要发育风化壳型储层,火山岩风化壳储层物性好于原生型储层物性,各种岩性、岩相均能形成有效储层。东部盆地主要发育岩性、断层—岩性油气藏;西部盆地主要发育地层型、构造—地层型、构造—岩性—地层复合型油气藏。松辽盆地深层持续沉降型断陷控制天然气区域分布,生烃断槽控制断陷内天然气分布,近邻生烃断槽的断裂构造带是天然气富集区带,优质火山岩储层控制天然气富集;新疆北部石炭系残留生烃凹陷控制油气平面分布,风化壳规模控制油气富集程度和规模,风化壳地层型有效圈闭控制油气成藏,正向构造背景控制油气运聚。指出中国火山岩有利勘探面积36万km2,预测火山岩中总资源量60亿t油当量以上,勘探潜力大。

鄂尔多斯盆地杭锦旗探区二叠系低孔渗储层主控因素分析

鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区低孔低渗的储层特征及成因是目前研究的热点。以杭锦旗地区上古生界二叠系储层为研究对象，对多组岩心的孔渗性进行测定，显示杭锦旗地区二叠系储层为低孔低渗的致密储层。通过对大量岩心测试数据、镜下薄片及扫描电镜等结果进行分析，认为低孔低渗储层的形成由沉积、煤系地层排酸溶蚀、压实及胶结等作用综合控制。近物源的冲积扇一河流沉积体系形成了研究区低成分成熟度和结构成熟度的储层岩石学特征，为形成低孔低渗储层提供了物质基础；煤系地层早期形成的酸性水对储层矿物进行溶蚀，并改变颗粒之间的接触关系，降低了储层抗压强度，使得储层在后期压实过程中孔渗降幅加剧；压实成岩作用使储层的孔渗性随岩层埋深增大而大幅降低；黏土、硅质及钙质胶结成岩作用镶嵌颗粒边缘，填充粒间剩余孔隙，进一步使储层物性变差。

巴西亚马逊盆地石油地质特征及勘探前景分析

南美洲巴西亚马逊盆地为一狭长形的简单内克拉通多旋回沉积盆地,走向NEE,基底为前寒武系结晶岩,其上发育古—新生界地层。确定盆地内古生界发育了主力成藏组合:志留系、泥盆系发育主力生油岩,具有极好的生烃能力,泥盆系、石炭系发育较好的砂岩储集层,盖层主要为古生界内发育的黑色页岩、钙质页岩及膏岩。研究认为,盆地内部隆起及中部断裂带为油气运聚提供了有效通道和聚集场所,初步明确了盆地内油气运移的主力方向,对亚马逊盆地油气资源潜力进行了分析,指出了油气勘探的有利区带,为亚马逊盆地下一步油气勘探提供了依据。

塔中泥盆系东河砂岩油气成藏及有利区预测

结合塔中地区沉积构造特征,运用油源对比指标、油气包裹体镜下观察、均一温度测试以及饱和烃气相色谱分析等方法对塔中泥盆系东河砂岩的油气成藏特征进行了研究.研究表明泥盆系东河砂岩油气具有多来源、多期次成藏的特点.利用失利井分析资料,对泥盆系油气成藏的关键因素进行了确定,认为圈闭、储层物性、油源断层和保存条件是成藏的主控因素,并在此基础之上采用多因素叠合法对塔中泥盆系东河砂岩的油气成藏有利区进行了预测.预测结果认为泥盆系东河砂岩油气有利区主要沿塔中Ⅱ号断裂带分布,同时在塔中10号断裂带西部倾末端也有发育,这些地区为下一步油气勘探的有利区.

可溶有机质对海陆过渡相页岩孔隙结构的定量影响

为了定量评价可溶有机质在海陆过渡相页岩中对孔隙结构的影响,选取辽河坳陷东部凸起海陆过渡相石炭系太原组典型页岩样品及其对应样品的等分样,进行双氧水氧化可溶有机质处理,并对处理前后的样品分别进行有机碳含量、XRD衍射和低压氮气吸附测试,基于测试结果系统对比,分析可溶有机质对海陆过渡相页岩孔隙结构的影响。结果表明,无机质矿物晶体结构稳定,双氧水对样品处理会消耗可溶有机质并氧化低价铁的化合物(黄铁矿、菱铁矿),使其含量减少,而对其他无机矿物影响较小;海陆过渡相页岩有机质孔整体不发育,可溶有机质以分散的形式充填在无机质矿物孔隙中,充填的可溶有机质占总有机质的53.06%~90.38%,且主要充填在大孔和中孔中;可溶有机质去除后,样品的孔容和比表面积均增加,其累积增加量占原始样品的72.74%~121.83%和32.8%~52.74%。原始有机质含量以及可溶有机质占比是影响样品处理后孔容和孔面积增量的主要影响因素。

辽河东部凸起太原组页岩孔隙结构特征研究

以辽河拗陷东部凸起海陆过渡相石炭系太原组为例,观察、描述太原组岩芯并系统采集佟2905井样品及辽宁省盘锦市小市泉山煤矿样品。通过ⅫD衍射、高压压汞、低温液氮吸附、场发射扫描电镜等实验手段,全面刻画了海陆过渡相页岩孔隙发育形态和孔隙结构特征。压汞实验结果显示,页岩孔径呈双峰分布,双峰分布在10~100nm与10 000~100 000nm,其中孔径小于100 nm孔占主体。低温液氮吸附实验弥补了压汞实验在表征页岩小孔隙上的不足,对100 nm以下的孔隙进行了更为精细的划分,实验结果表明,中孔(10~50nm)提供了主要的孔体积,占总孔体积的33.48%~43.96%。比表面积的分布与孔径大小呈负相关,极小孔(<2 nm)和小孔(2~10 nm)为比表面积的主要贡献者,提供的比表面积占整个比表面积的82.92%~91.58%,均值为87.36%。单因素分析结果表明,页岩的比表面积主要受控于黏土含量,其相关系数为0.901,有机质影响不明显。孔隙以四面开放的平行板状孔和狭缝状孔为主,这种开放纳米孔可提高页岩气解吸效率和储层渗透率,提高页岩气产量。