保存条件对陆相中高熟页岩油富集与流动性保持的作用

陆相页岩烃源岩层系内部滞留烃数量与品质的控制因素除生烃母质类型、丰度、热成熟度与页岩储层储集空间外,烃源岩保存条件作为关键影响因素,在现阶段关注较少;针对该科学问题,以实例解剖为出发点,探讨保存条件在页岩油可动烃富集中的作用。研究表明,良好的保存条件主要有3方面的关键作用:①确保足够多的轻烃(C_(1)—C_(13))、中组分烃(C_(14)—C_(25))和小分子芳香烃(含1~2个苯环)留在地层中以增加页岩油流动性和流动量;②确保地层具有较高的能量场(异常高压),以推动页岩油最大量流出;③确保滞留烃保持多组分烃(轻烃、中质烃、重烃和含杂原子化合物)混相流动条件,使重烃(∑C_(25+))和重质组分(非烃和沥青质)有最佳流动度和最大流动量。经实例解剖证实,凡经济可采性较好的陆相页岩油除有机质类型、丰度与热成熟度及储集空间等有利条件外,页岩层系保存条件好,是页岩油经济成藏的关键因素,应纳入页岩油富集区/段评价标准,成为有利勘探靶体选择的必要条件。

陆相中高成熟页岩油“组分流动”条件及其在提高页岩油产量中的作用

基于中国陆相页岩油区重点试采井的生产曲线、生产制度、烃产物数量和产出烃构成随时间的变化等资料,开展页岩油精细馏分切割和页岩油组成变化对宏观流动性影响的试验以及分子动力学数值模拟,提出页岩油“组分流动”概念,并对组分流动的形成机理与条件进行探讨。研究表明:(1)在地下页岩微纳米孔隙中,轻烃、中质烃和重烃会按相似相溶原理发生混相,使重烃等难流动组分以分子聚集体方式“悬浮”在轻烃和中质烃溶剂中,从而显著降低其黏度并增加流动性和流动量;(2)小分子芳烃是组分流动发生的载体,气态烃和轻烃含量越高,越利于抑制胶质和沥青等重组分形成尺寸更大的聚集体,并增加其塑性变形能力,组分流动效果越好;(3)较高的地层温度可降低蜡质等重烃组分黏度,提高其流动性;(4)保存条件、地层能量和生产制度对控制轻烃组分含量、流出速度和形成稳定的“组分流动”都有重要作用,是页岩油多组分烃形成最优配伍和最大流动量的重要影响因素。地下页岩油“组分流动”概念的提出对于提高页岩油单井产量和累计采出量具有重要意义。

从能源大国到能源强国:国际经验与中国路径

能源是强国之基、推动经济社会高质量和可持续发展的关键支撑。本文梳理了世界主要能源强国或大国的能源建设经验,归纳出能源供应稳定多元、能源消费低碳高效、能源科技创新引领、能源市场开放有序、能源治理体系完备等世界能源强国的普遍特征;在辨识我国能源强国建设的优势与短板的基础上,提出了建设能源强国的中国路径,包括阶段性目标、重点任务和关键举措。研究建议:加大煤炭资源的清洁利用力度,增强煤炭在能源安全中的兜底保障作用;加大油气资源勘探开发和增储上产力度,推进陆相页岩油革命,努力提高油气自给保障能力;推动可再生能源规模化,积极布局氢能等清洁能源,通过多能源协同提高能源安全供应能力、兼顾落实减碳目标。相关举措将有力支撑我国从能源大国到能源强国的顺利转变。

赵文智：我看好页岩气

我国页岩气勘探开发已经取得了突出成绩,未来将成为国内天然气产量增长的主体。人物简介赵文智,中国工程院院士。博士生导师,教授级高级工程师。石油地质学家、油气勘探专家。从事石油与天然气成藏理论、评价技术研究与勘探实践35年。

原油裂解气资源评价的理论技术创新与评价应用——以四川盆地震旦系—寒武系为例

四川盆地震旦系—寒武系天然气资源丰富。近年来,在四川盆地川中古隆起和北部斜坡区先后获得了两个万亿级大气区的重大发现。为了明确该领域天然气的资源规模以及未来的勘探方向和创建一套切实可行的原油裂解气资源量的评估方法,本次研究基于该区天然气为古油藏原油裂解的基本认识,按照干酪根生油,再到古油藏裂解生气的技术路线对原油裂解气的资源量进行计算。应用成因法,采用PetroMod 3D盆地模拟软件,输入地层等厚图、岩相古地理图、烃源岩综合评价图、剥蚀量展布图以及生油动力学参数图版,建立整个盆地的三维地质模型,并切分为5个区块分别计算生油量,然后探讨了石油运聚系数、石油裂解率、天然气散失率以及寒武系石油运移的分配系数,并创建了天然气散失系数计算公式。在以上基础上,恢复了盆地及5个构造单元的生油史,并明确了古油藏形成的关键时刻,最终得到全盆地震旦系—寒武系常规天然气资源量为13.43×10^(12)m^(3),其中寒武系为5.43×10^(12)m^(3),震旦系为8.0×10^(12)m^(3)。并指出除了川中地区以外,川南和川东具有巨大的勘探潜力,尤其是位于川南地区德阳—安岳裂陷槽两侧的台缘带和台内颗粒滩是下一步勘探的现实领域。本次研究在理论创新和勘探实践中都具有重要意义。

中国陆相页岩油类型、资源潜力及与致密油的边界

陆相页岩油包括中低成熟度和中高成熟度两大资源类型,二者在资源赋存环境、潜力、开采方式与使用技术以及工业评价标准等方面均不同,此外,陆相页岩油与美国页岩油和致密油也有诸多不同,科学界定这些资源类型的不同内涵,对推动陆相页岩油勘探从"源外"进入"源内",成为未来战略接替资源具有重要意义。明确了中低成熟度和中高成熟度两类陆相页岩油的内涵,前者是指埋藏300 m以深且Ro值小于1.0%的陆相富有机质页岩层系中赋存的液态烃和多类有机物的统称,后者是指埋深在蒂索(Tissot)模式"液态窗"范围、Ro值大于1.0%的富有机质页岩段中存在的液态石油烃的总称;系统总结了不同类型陆相页岩油的地质特征、资源潜力和经济评价标准。经评价,中国中低成熟度页岩油原位转化技术可采资源量约为(700~900)×10^8 t,中等油价(60~65美元/bbl)下的经济可采量为(150~200)×10^8 t,是保证陆相页岩油革命发生的主体,应依据井组累计采出量规模、建产规模、保存条件及开采经济性等关键参数,优选试验靶区,同时攻关核心技术装备;中高成熟度页岩油地质资源量约100×10^8 t,可采量尚需在单井日产量与累计采出量达至经济门限后确定。陆相页岩油与致密油有明确的边界,存在岩性组合、相带分布与产能评价标准等不同,二者可以按不同资源类型独立区分、并行存立。中国陆相页岩油类型、资源潜力及与致密油边界系统厘定,可为即将到来的页岩油勘探开发实践提供借鉴,有助于中国陆相页岩油革命的顺利发展。

中国南方海相页岩气成藏差异性比较与意义

中国南方地区寒武系筇竹寺组和奥陶系五峰组-志留系龙马溪组均发育一套富有机质页岩，但页岩气钻探效果差别极大，开展成藏差异比较研究具有理论和现实意义。研究认为：①四川盆地五峰组-龙马溪组TOC值比筇竹寺组略高，盆地外围地区筇竹寺组TOC存在高值区；②筇竹寺组热演化程度较五峰组-龙马溪组明显偏高；⑧筇竹寺组有机质孔隙不发育，孔隙度是五峰组-龙马溪组的1／3～1／2；④筇竹寺组含气量低，仅为五峰组-龙马溪组的1／2；⑤筇竹寺组以硅质页岩为主，五峰组-龙马溪组以钙质、钙质硅质页岩为主，硅质成因不同；⑥五峰组-龙马溪组普遍超压，筇竹寺组以常压为主。这种差异形成的原因在于：①沉积环境不同，影响TOC值和页岩厚度；②筇竹寺组热演化程度过高，导致生烃衰竭、有机质炭化、孔隙度降低，含气性变差；③筇竹寺组顶底板封闭条件较差，影响页岩气保存；④构造位置不同，五峰组-龙马溪组处于斜坡和向斜区，具超压，有利于页岩气保存；⑤筇竹寺组放射性铀含量约为五峰组-龙马溪组的2倍，是热演化程度高的重要原因。从而提出南方海相经济性页岩气富集需具备有利的地质条件（富有机质集中段发育，热演化程度适中，有机质孔隙发育，含气量高，顶底板保存条件良好，埋深适中），其中五峰组-龙马溪组页岩气成藏条件有利、资源经济性好，筇竹寺组成藏条件总体较差、有利区范围有限。

油气资源评价方法研究新进展

为了搞好中国陆上主要含油气盆地的油气资源评价工作，对成因法、类比法和统计法三大类主要评价方法进行了大量的研究，取得了一系列的新进展。成因法中引入了含油气系统的研究思路，深化了对油气生成、运移、聚集过程的认识。通过对有效烃源岩下限标准及各类烃源岩产烃率图版的统一建立，提高了生烃量的计算精度。通过对独立的油气运聚单元的解剖，初步解决了运聚系数的定量取值难题。类比法是通过对123个不同类型刻度区的解剖，建立了类比评价的数据库系统，使类比功能有了很大发展，除提高了资源量预测精度外，还能对油气资源在空间分布、品位等方面进行预测。统计法的应用功能也有了新的扩展。

中国陆上东、西部地区火山岩成藏比较研究与意义

中国东、西部地区火山岩油气成藏既有共性也有差异。其共性特征是:生储盖组合类型均以近源组合为主;物性受埋深影响小,非均质性普遍较强;主力烃源岩以煤系泥岩为主,演化程度普遍较高。差异表现为:东部火山岩多形成于中、新生代陆内裂谷,以中酸性为主,以受深大断裂控制的中心式喷发为主,西部火山岩多形成于古生代陆内裂谷和岛弧,以中基性为主,喷发期次和类型多;东部火山岩储集空间以原生气孔和裂缝为主,西部主要以次生溶孔和裂缝为主;东部以岩性、构造-岩性气藏为主,成藏受生烃中心、深大断裂和火山岩喷发结构控制,原位性明显,西部多为地层不整合油气藏,不整合面、烃源岩和大型断裂是主要控制因素,原位性和异位性兼有。

鄂尔多斯盆地西部晚三叠世原型盆地恢复及其改造演化

恢复鄂尔多斯晚三叠世原型盆地是评价盆地西缘上三叠统油气勘探前景的重要问题。研究认为,在三叠纪延长组沉积期,鄂尔多斯盆地西部受秦祁褶皱带和阿拉善古陆控制,六盘山西缘大断裂和贺兰山西缘断裂分别构成晚三叠世沉积盆地的西南与西北边界;走廊过渡区与盆地本部沉积具有连通性,形成向西开口、南深北浅、主体为北西-南东向的大型不对称坳陷盆地,银川盆地、六盘山盆地是鄂尔多斯盆地的一部分,盆地西缘前人所称的“南北古脊梁”不起沉积分割作用。延长组沉积期湖盆西部从南到北发育汭水河—镇原、景泰—环县、窑山—甜水堡和汝箕沟—盐定4个三角洲沉积体系,受不同物源影响,各体系沉积特征不同,并且经后期构造运动改造,在盆地西缘冲断带上盘残存不全。但在现今冲断带以东及其掩覆地区延长组保存较完整,延长组残余沉积分布广泛,勘探前景广阔。

中国元古界—寒武系油气地质条件与勘探地位

四川盆地安岳特大型气田的发现坚定了勘探家在元古界—寒武系找油找气信心。以中新元古代大地构造格局重建与重大地质事件分析为基础,从烃源岩、储集层条件及成藏组合类型和有效性入手,剖析了元古界—寒武系油气地质条件,指出中新元古代—早古生代间冰期低等生物繁盛,有机质富集并形成优质烃源岩;震旦系—寒武系微生物岩和颗粒滩体叠加多期建设性成岩改造作用可形成规模储集层,但早中元古代因缺氧事件,风化作用弱,储集层质量总体偏差,唯后期遭受风化淋滤者才有溶蚀改造型储集层发育机会。中国华北、扬子、塔里木克拉通中新元古代均发育大型裂陷槽(群),烃源灶肯定存在,是否存在良好的源-储成藏组合,则视情况而定。上扬子地区肯定存在震旦系—寒武系有效成藏组合,华北地区成藏组合是否有效取决于两大条件:(1)元古界烃源灶与古、中新生界储集层构成的次生组合的有效性;(2)中新元古界经近纪以来改造形成的储集层与自身源灶晚期生烃能否构成匹配。塔里木盆地需要落实元古界时代归属、原盆地保持之后,再看是否存在有效成藏组合。总之,中国三大克拉通元古界—寒武系是一套潜在勘探新层系,值得研究和探索。

富油气凹陷“满凹含油”论——内涵与意义

富油气凹陷指陆相沉积盆地中烃源岩质量好、规模大、热演化适度与生烃量和聚集量都位居前列的含油气凹陷。富油气凹陷形成“满凹含油”的条件是 :①烃源岩生烃总量大 ,可保证各类砂体聚油成藏 ;②有效烃源岩面积大 ,为各类砂体与烃源岩提供最大接触机会 ,有利于油气运聚成藏 ;③湖盆振荡变化使砂、泥岩频繁间互 ,为各类岩性 地层圈闭形成创造条件。富油气凹陷呈满凹分布的岩性 地层油气藏的形成主要受最大湖泛面、不整合面与断层面的控制 ,油气在有利沉积相带、岩性或地层尖灭带、沉积阶段古地形坡折带、裂缝带与次生孔隙发育带相对富集 ,“甜点”则位于斜坡背景上发育的主砂体以及有裂缝和鼻状隆起背景参与成藏的各类砂体中。富油气凹陷“满凹含油”论的提出是对“源控论”与“复式油气聚集”理论的发展 ,可使油气勘探跳出二级构造带范围 ,实现满凹勘探 ,大规模拓展勘探范围。图 8表 2参

松辽盆地深层火山岩气藏地质特征及评价技术

松辽盆地深层火山岩天然气藏勘探获重大突破,表明火山岩作为储集体,在适宜条件下,只要有良好的生、储、盖组合,就可以成藏。松辽盆地深层火山岩气藏具有以下地质特征:①发育烃类和非烃类两大类气藏,前者因密度偏轻,多分布于与次级深断裂伴生且埋藏较浅的火山岩中,后者则分布于与超深断裂伴生且较深的火山岩中;②下白垩统沙河子组煤系气源岩、营城组火山岩和登娄库组泥岩构成良好生储盖组合,控制主要火山岩气藏的分布;③火山口与爆发相火山岩多沿深大断裂分布,故深大断裂控制较大型火山岩气藏分布;④与深大断裂相伴的裂缝带控制火山岩气藏富集高产带分布;⑤深凹陷区溢流相火山岩堆积最厚,且与烃源岩大规模接触,只要具备储集条件,成藏前景更好。火山岩气藏的评价技术可概括为三步法:①重、磁、震联合反演确定火山岩分布;②用地震属性反演等多种方法预测火山岩储集体分布;③用流体预测等综合方法预测含气火山岩分布。对松辽盆地深层火山岩气藏特征与评价技术的总结有益于指导陆上其他盆地火山岩勘探。

中国复合含油气系统的基本特征与勘探技术

中国叠合含油气盆地具有演化历史长、沉积层系多、构造变动强烈等特点。其中发育的含油气系统常表现出多源多灶多期生烃与运聚成藏以及成藏后多期调整改造的复杂性 ,形成过程有多个关键时刻 ,而且由于断层、不整合、砂体和裂缝等通道的连接作用 ,系统之间可发生烃类流体交换 ,形成多源油气的混合聚集。鉴于中国含油气系统的复杂性 ,提出复合含油气系统的概念 ,并总结其基本特征、描述方法和勘探技术。建议从生烃灶确定开始 ,以顺藤摸瓜的方式 ,确定不同关键时刻 ,理清各成藏地质要素特征与空间组合关系 ,指出油气运移和聚集的空间范围。流体历史分析与盆地模拟等现代勘探技术的配套使用在复合含油气系统描述与评价中发挥着重要作用。

鄂尔多斯盆地基底断裂在上三叠统延长组石油聚集中的控制作用

鄂尔多斯盆地基底非均质性导致一组北东向基底断裂在中生代“隐性”活动 不仅控制了晚三叠世一系列古水系的流向,而且后期小规模活动在上覆砂体中还产生微裂隙和小断层,既为油气运移提供通道,也改善了储集层物性条件 在上三叠统延长组岩性油气藏形成中发挥了重要作用;同时,基底断裂分布区的异常高古地热加速了有机质生烃演化。靖安—陇东地区位于北东向基底断裂分布带内,成藏条件最好,是已经发现和将要发现三叠系油田的主要地区。

有机质“接力成气”模式的提出及其在勘探中的意义

有机质“接力成气”机理是指成气过程中生气母质的转换和生气时机与贡献的接替。有两层含义:一是干酪根热降解成气在先,液态烃和煤岩中可溶有机质热裂解成气在后,二者在成气时机和先后贡献方面构成接力过程;二是干酪根热降解形成的液态烃只有一部分可排出烃源岩,形成油藏,相当多的部分则呈分散状仍滞留在烃源岩内,在高—过成熟阶段会发生热裂解,使烃源岩仍具有良好的生气潜力。这一理论的提出,回答了我国热演化高-过成熟地区勘探潜力问题与天然气晚期成藏的机理问题,对拓搌勘探领域有重要意义。

鄂尔多斯盆地苏里格气田低效气藏的形成机理

鄂尔多斯盆地苏里格气田是一个地质储量为5336.52×108m3、含气面积为4054.6km2的大气田,同时也是一个低丰度储量、开发难度大的气田。对该气田低效形成机理的研究结果表明,储集体内部非均质性强,平缓构造背景导致气柱高度小,因而气层连通性变差,异常低压使天然气穿透流动能量不足,这些是导致气藏低效的主要因素。

川中地区须家河组天然气藏大范围成藏机理与富集条件

以广安、合川等典型气藏解剖研究为基础,对川中地区天然气成藏条件与机理等进行研究。川中须家河组天然气为"大范围斑块式"成藏:平缓构造背景和生储盖组合"三明治"结构为大面积成藏提供了基础,但源灶生气强度平面分布不均衡和储集层横向非均质性决定不能大面积连片式成藏,而是大范围斑块式成藏;白垩纪末期以来的整体抬升是一次重要的卸载排烃、成藏事件,成藏是大范围的,成岩和构造作用以后保留下来的有效储集空间是"斑块状"而非"席状"分布的,决定经济性的天然气成藏是"大范围斑块状"而非"大面积连片式"的。须家河组天然气成藏具有源控性,天然气富集主要受气源灶、主砂体、构造背景和裂缝发育的联合控制,应细化气源灶研究,在高生气强度区内,寻找主砂体和裂缝共生发育带。此外,加强与须家河组一、三、五段源岩同期沉积砂体的评价研究,应有新气藏发现。

再论中国陆上深层海相碳酸盐岩油气地质特征与勘探前景

深层碳酸盐岩是我国陆上油气勘探发展的重要接替领域,加强对深层碳酸盐岩的油气地质研究与探索,对于实现我国油气工业持续、稳定、健康发展具有十分重要的现实意义。通过对深层碳酸盐岩基本地质条件的深入分析,发现中国陆上深层碳酸盐岩资源潜力可能超过预期,具备发现大油气田的良好前景。具体表现在4个方面:①发育常规烃源岩和源岩内滞留液态烃裂解两类烃源灶,都可以规模供烃;②受顺层、层间两类岩溶作用和埋藏、热液两类白云石化作用的控制,深—超深层碳酸盐岩仍可以发育规模有效储层;③在递进埋藏和退火受热耦合作用下,部分海相烃源岩可以跨构造期成藏,晚期仍有大量液态烃生成,深层碳酸盐岩油、气均富;④多期构造运动作用形成的大型隆起背景、3种类型成藏模式(隆起斜坡区岩溶储层似层状大面积成藏、古潜山风化壳岩溶储层倒灌式大面积成藏、礁滩储层大范围成藏),以及古隆起围斜区及台缘带广泛发育的地层、岩性圈闭群呈集群式大面积分布。结论认为:中国陆上深层碳酸盐岩具备大面积、规模成藏的有利条件,可以形成大油气田。

陆相富有机质页岩与泥岩的成藏差异及其在页岩油评价中的意义

页岩和泥岩的有机质丰度与岩石组构差异较大,决定了二者对常规油气与页岩油气成藏贡献的不同,未来进入源灶区勘探后所倚重的烃源岩评价标准也应有别。页岩沉积于半深湖-深湖环境,沉积速率低并伴有程度不等的化学沉积作用;泥岩多形成于滨-浅湖环境,沉积速率快且多具密度流特征。火山灰沉落与热液注入导致“肥沃效应”、放射性物质促使生物超量超速生长、深水厌氧环境与低沉积速率保护有机物堆积不被稀释等因素促使页岩段有机物富集。页理易剥离成为储集空间,生烃产生的酸性水溶蚀部分颗粒形成增孔效应;泥岩呈块状,黏土矿物含量高,基质孔隙不发育。页岩段总有机碳含量高,页理发育,储集性相对较好,脆性矿物含量相对较高,是页岩油勘探开发最有利的岩相类型。开展页岩与泥岩成藏差异研究,以页岩、泥岩为端元,落实资源分布,确定“甜点”评价参数类型和标准,优选页理发育的“甜点区/段”,使用有效开发技术,对客观评价页岩油资源总量、经济性与规模有效开发都具重要意义。