美国典型富氦无机成因气田中氦气地质特征与聚集机制

美国广泛发育具有经济效益的富氦无机成因天然气田,如其中富氦氮气田甚至可以含有高达10%的氦。原地和周边地区的基底提供充足的氦源而氮气可来自不同圈层,且通常N_(2)/He(He>0.1%)在5~50之间。但是富氦氮气田在美国独特地质环境之外是否也有发现还需要进一步的研究。富氦二氧化碳气田中的氦主要也来自壳源且产量可观。科罗拉多高原上的富氦二氧化碳气田均被认为是来源于新生代晚期的岩浆活动,且该地区岩浆岩具有较高的U、Th含量。地下水溶气脱气-再溶解(Groundwater Gas Stripping and Re-dissolution,GGS-R)模型被普遍认为可以合理解释CO_(2)气藏中氮气、氦等惰性气体的聚集成藏机制。具体来说,幔源CO_(2)载体气充注时将溶解在地下水中的大气源惰性气体与壳源惰性气体脱出成藏,并与地下水达到水/气溶解平衡。虽然不同气田的平衡值各有不同,但是科罗拉多高原上的各气田均显示出相似的范围值,即在相应的储层压力和温度下为0~100 cm^(3)水/cm^(3)气。本文系统分析美国无机成因富氦气藏的氦气生成、运移和聚集机制,讨论氦气在经历氦源岩内游离相扩散初次运移后通过水溶相、气容相集流或是多相渗流方式进行的二次运移及由无机成因载体气N_(2)和CO_(2)共同参与的富集成藏机制,既可为我国氦气勘查提供理论认识依据,也可为二氧化碳地质评价和开发利用及安全封存提供参考。

四川超级含气盆地古生界大中型气田分布规律及其主控因素

四川盆地是中国天然气资源最为富集的超级含气盆地,但天然气探明程度目前仍然偏低。为了给下一步天然气勘探提供理论支撑,基于该盆地典型气田勘探历程,结合多期构造演化与含油气系统分析,探讨了四川盆地古生界大中型气田富集分布规律及其主控因素,揭示了该盆地巨大的天然气勘探潜力。研究结果表明:①四川盆地古生界蕴含3个超级含油气系统,即下寒武统筇竹寺组(探明储量占该盆地天然气总探明储量的17.55%)、上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组(探明储量占该盆地天然气总探明储量的41.30%)、上二叠统龙潭组/吴家坪组(探明储量占该盆地天然气总探明储量的12.53%);②该盆地古生界已发现20个超大型气田(天然气探明储量超过1000×10^(8)m^(3)),14个大型气田(天然气探明储量介于300×10^(8)~1000×10^(8)m^(3))以及20个中型气田(天然气探明储量介于100×10^(8)~300×10^(8)m^(3)),超大型气田探明储量占该盆地天然气总探明储量的85.5%;③古生界大型隆—坳格局构造沉积分异作用控制影响着该盆地内筇竹寺组、五峰组—龙马溪组和龙潭组/吴家坪组3套优质烃源岩层系的形成与分布。结论认为,晚三叠世以来的陆相盆地演化过程使得中晚三叠世—早中侏罗世成为上述3个超级含油气系统的关键成藏期,形成了3个气田群(绵阳—长宁拉张槽周缘带震旦系—下古生界、开江—梁平与蓬溪—武胜拉张槽周缘带二叠系—三叠系、川东南五峰组—龙马溪组页岩气),其合计天然气储量均超过1×10^(12)m^(3),是该盆地天然气勘探的有利区带。

大型油气田企业档案集约化管理策略研究——以西南油气田公司为例

随着信息技术大发展和国企深入改革,档案工作的时空环境发生巨大变化,传统的企业档案理念与管理模式受到冲击,档案集约化管理需求应运而生。对于档案“信息资源集中、管理主体分散”的大型油气田企业来说,如何因地制宜设计档案集约化管理模式?本文试图通过对相关研究和实践成果的分析,结合西南油气田公司的实例给出一个参考策略。

四川盆地三叠系气田型深层富钾锂卤水勘探历程、进展与展望

四川盆地三叠系嘉陵江组和雷口坡组不仅是常规天然气的主要赋存层位,同时也形成和储存了富含钾锂等关键元素的卤水资源。本文梳理总结了四川盆地三叠系气田型深层卤水勘探进程、成因机理、富集规律方面的进展和认识,并对潜在的研究重点进行了展望。四川盆地三叠系气田型深层卤水中钾、锂等关键金属元素均达到了工业品位,随着全球对锂资源需求的增大,由起初的“气钾兼探”逐渐向“气钾锂综合勘探”过渡。四川盆地三叠系深层富钾锂卤水的成因机制大体上相同,其中干旱气候条件下古海水的蒸发浓缩致使卤水中的钾锂富集;高温高压下含钾/锂元素的杂卤石/绿豆岩与埋藏卤水发生水岩反应,进一步促进了钾锂的富集;淋滤作用也是卤水中钾元素富集的重要成因。深层卤水主要储集于各类白云岩中,其富集主要受断裂、裂缝发育带和背斜等构造控制,富集规律可归纳为“孔隙裂缝储卤、断裂运卤、背斜核部富卤”。基于目前四川盆地气田型深层卤水的勘探现状和不足,未来应该加强地球物理勘探集成新技术的研发、资源评价方法与体系的优化、含高品位伴生元素新层系的勘探以及气田型卤水有效开发利用技术的研究。未来有望在四川盆地气田型深层卤水继续取得新的找矿突破。

鄂尔多斯盆地大牛地气田二叠系山西组砂体叠置模式及油气开发意义

河流相砂体储层构型对致密砂岩中相对优质储层的分布规律和天然气开发具有重要意义。通过野外地质剖面和钻井岩心观察,结合测井、录井和岩心分析测试资料,对鄂尔多斯盆地大牛地气田大12井区二叠系山西组致密砂岩的砂体构型要素、叠置模式及油气开发意义进行了研究。研究结果表明:(1)鄂尔多斯盆地大牛地气田大12井区二叠系山西组发育六级复合辫流带和五级单一辫流带,其中单一辫流带包括河床(分流河道)和河漫共2个四级构型单元,河道内单个心滩沉积包含有三级增生体和落淤层;(2)辫状河三角洲平原五级单一辫流带中的四级泛滥平原沉积较辫状河河漫沉积更加发育,辫状河心滩沉积中落淤层欠发育;(3)山西组上部山2-2亚段辫状河单一辫流带内砂体呈“河道-心滩”连续沉积,泥质不发育,砂体叠置程度高(多呈复合式叠置)、连通性好,优质储层多;(4)山西组中下部山1段和山2-1亚段三角洲平原沉积中,西部河道连片性好,砂体以复合式和侧拼式叠置样式为主,连通性和生产效果均较好,东部砂体多为孤立式和侧接式,砂体钻遇率低,单井产量差。

气田水锂、溴资源定量计算方法和前景展望——以W气田震旦系气藏为例

目的鉴于国内部分气田地层水中丰富的锂、溴资源,为明确气田水开发的综合利用价值,定量计算和评估锂、溴总体资源量。方法基于地质分析法,提出一种定量计算已开发气田地层水(以下简称气田水)中锂、溴资源量的新方法,并结合行业内提锂、提溴工艺,计算气田水可提取的碳酸锂、溴素等工业原料资源量。结果①W气田震旦系气藏为具有统一气水界面的底水气藏,气田水总地质储量为29.92×10^(8)m^(3);②采用矿化度约束权衡法、井点面积权衡法、等值线面积权衡法分别计算气田水锂元素、溴元素的平均含量,最终确定气田水中锂元素和溴元素的平均质量浓度分别为114.8 mg/L和181.7 mg/L;③综合水体储量和锂、溴元素含量,定量计算气田水锂元素总量为34.35×10^(4)t,溴元素总量为54.37×10^(4)t;④基于气田水锂、溴元素含量,预测可提取工业产品碳酸锂146.19×10^(4)t,溴素144.19×10^(4)t。结论基于已开发气田气藏特点和气田水开发综合利用行业新热点,定量评估锂、溴资源量,结合提锂、溴工艺技术,形成气田水开发综合利用新链条,为国内外同类型气田的有效开发和新能源利用提供借鉴。

中国大气田烷烃气碳同位素组成的若干特征

勘探开发大气田是一个国家快速发展天然气工业的重要途径。1991年至2020年,中国新探明大气田68个,促进2020年产气1925×10^(8)m^(3),成为世界第4产气大国。基于中国70个大气田的1696个气样组分和烷烃气碳同位素组成数据,获得中国大气田烷烃气碳同位素组成特征:①δ^(13)C_(1)、δ^(13)C_(2)、δ^(13)C_(3)和δ^(13)C_(4)的最轻值和平均值,随分子中碳数逐增而变重,而δ^(13)C_(1)、δ^(13)C_(2)、δ^(13)C_(3)和δ^(13)C_(4)的最重值,随分子中碳数逐增而变轻。②中国大气田δ^(13)C_(1)值的分布区间为−71.2‰~−11.4‰,其中生物气δ^(13)C_(1)值的分布区间为−71.2‰~−56.4‰;油型气δ^(13)C_(1)值的分布区间为−54.4‰~−21.6‰;煤成气δ^(13)C_(1)值的分布区间为−49.3‰~−18.9‰;无机成因气δ^(13)C_(1)值的分布区间为−35.6‰~−11.4‰;根据这些数据编制了中国大气田的δ^(13)C_(1)值尺图。③中国天然气δ^(13)C_(1)值的分布区间为−107.1‰~−8.9‰,其中生物气δ^(13)C_(1)值为−107.1‰~−55.1‰;油型气δ^(13)C^(1)值为−54.4‰~−21.6‰;煤成气δ^(13)C_(1)值为−49.3‰~−13.3‰;无机成因气δ13C1值为−36.2‰~−8.9‰;根据上述数据编制了中国天然气的δ^(13)C_(1)值尺图。

深水气田长距离混输模式下水相运动规律研究

陵水25-1深水气田混输管道距离长、管道爬坡段坡度大,初始投产阶段混输流体水相到达平台的时间长且预测困难,给管道安全运行带来风险。基于多相流计算模型,运用LedaFlow软件,对陵水25-1深水气田初始投产阶段的水相运动规律进行研究,并深入分析含水率、油量、气量、油水相间摩擦系数等因素对水相运行的影响。结果表明:初始投产阶段水相在爬坡段分离和积聚,形成长时间的停滞,管道坡度越大,水相波动越剧烈;含水率越高的物流,水相在爬坡段聚集时间越短;气量增大则会降低水相滞液程度,提高水相运行速度,有助于水相爬坡;油量变化对水相运行速度的影响较小,油水相间摩擦系数对爬坡段水相运动有直接影响,油水相间摩擦系数修正拟合,对实际管道运行有重要指导意义。研究结果可为深水气田开发研究提供借鉴。

高含硫气田集输SCADA安全评估方法

油气能源基础设施安全越来越受到组织化攻击威胁,因此,对能源基础设施尤其是对高含硫气田集输SCADA系统安全状态识别就显得尤为必要。为了揭示高含硫气田集输SCADA系统安全评估中随机性和不完全性对安全状态评估结果的影响,提出了基于云模型改进白化权函数的灰云安全评估方法。首先,对评估结果进行等级划分,设计了组合权重优化模型;然后,按照专家评分细则确定出样本矩阵,利用云模型改进白化权函数,形成灰色评估权矩阵;最后,结合优化后的权重通过逐级评估得到系统最终的风险值并确定系统风险评估状态。以3个实际应用场景为例,验证了方法的有效性。研究结果表明,与层次分析法、变异系数法、线性加权和乘法加权法比较,组合优化赋权方法的离散度为0.456,线性加权和乘法加权的离散度为0.514和0.860,层次分析法和变异系数法的离散度为1.294和1.225,提出的组合优化赋权模型的离散度最小,表明此方法比其他方法更有效;将SCADA安全评估中风险指标信息不完全性与专家知识的不完全性和随机性结合起来,不仅能定性评估和预测整体SCADA系统的安全状态,而且实现二级指标风险量化;该模型能揭示各风险指标的脆弱程度,为下一步安全加固提供方向。本研究不仅有利于识别高含硫气田SCADA系统安全状态,而且为其他行业安全评估提供了参考。

窄河道型致密砂岩储层特征及主控因素——以天府气田金华区块沙溪庙组为例

四川盆地天府气田金华区块沙溪庙组发育典型的窄河道型致密砂岩储层,具有低孔、低渗特征。基于详实的野外及岩心观察,结合薄片、扫描电镜及CT、核磁等分析测试,通过储层沉积微相、孔隙结构、成岩作用综合研究,阐明了储层发育主控因素。研究表明:1)天府气田沙二段沉积相以泛滥平原陆上河流相为主,河道微相储层物性最佳,河道窄而细,常呈北东—南西向展布;2)储层岩石类型主要为岩屑长石砂岩,石英体积分数由下向上有明显增加趋势,孔隙类型以残余原生粒间孔为主,其次为粒内溶孔;3)孔隙结构表现为低孔喉、低分选、强非均质性特征,根据压汞参数,储层类型可细分为3类;4)影响储层的主要成岩作用为胶结和溶蚀,胶结作用具有破坏和保护双重影响,既可通过方解石胶结减孔,又可通过绿泥石环边胶结抑制压实,“富长石”背景下的长石溶蚀作用有效改善了储层。研究认为,天府气田金华区块优质的高能窄河道砂体、中浅埋藏残余的规模原生孔隙、叠加绿泥石环边抗压实及长石规模溶蚀作用改善储层,三者共同形成“窄河道非连续甜点”的成储模式。该典型模式的建立为天府气田的可持续开发提供了重要的理论支撑。

鄂尔多斯盆地神木气田石千峰组千5段砂体发育规模与储层特征

石千峰组作为鄂尔多斯盆地二叠系区域顶部天然气储集层,具有砂岩厚度大、分布广的特点。在露头、钻测井资料与岩心沉积相分析基础上,利用露头测量法、经验公式法以及密井网解剖法,对千5段开展砂体发育规模评价研究,结合显微薄片、扫描电镜、压汞、核磁等分析手段进行千5段储层特征研究及分类评价,为后续高精度开发提供线索。研究认为,神木地区千5段为辫状河三角洲平原沉积,以辫状分流河道与洪泛平原亚相为主,局部发育洪泛越岸砂沉积;沉积期辫状河道平均水深为5~6 m,千5上亚段聚合河道宽度为800~1200 m,千5下亚段聚合河道宽度主体为1200~1600 m。形成厚层岩屑砂岩、长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩储层,具有高岩屑含量、高原生粒间孔含量的特点,表现为4类砂岩储层:Ⅰ类微米级裂缝孔隙型;Ⅱ类微米-纳米级联通孔隙型;Ⅲ类纳米–微米级连通–孤立孔隙型;Ⅳ类纳米级孤立孔隙型。千5段砂岩浊沸石胶结作用局部富集,对寻找高孔隙度、高渗透率储层创造了潜在的物质条件。

油气田注水系统腐蚀预测模型的研究进展

以国外某油田注水系统的腐蚀风险现状为例,总结了影响注水系统腐蚀结垢的因素,归纳了传统油气工业腐蚀和结垢预测模型的研究现状,分析了其建模依据、理论基础、关键参数、适用环境及存在的不足。介绍了使用编程、智能算法等技术方法进行建模计算的优异性,并探讨了相应模型的优缺点。最后,提出了油田注水系统与传统油气工业的腐蚀预测模型的异同及建立注水系统腐蚀预测模型应考虑的因素,对注水系统腐蚀结垢预测模型的研究发展进行了展望。

含汞油气田汞腐蚀与控制技术现状

介绍了含汞油气田在国内外的分布和汞含量的情况,以及汞在油气田中常见的存在形态与特性,阐述了金属及其合金的4种腐蚀破坏机理,系统调研了国内外汞及其化合物对油气田管道与设备的常见金属及其合金的腐蚀特征与控制技术研究与应用现状,提出今后需要加强含汞油气田腐蚀与污染及其防护的研究与应用的方向或问题。

鄂尔多斯盆地大牛地气田上古生界致密气轻烃地球化学特征

大牛地气田是鄂尔多斯盆地典型致密砂岩大气田之一。为了更深入了解该区天然气的成因和来源,揭示天然气运移相态,对大牛地气田上古生界致密气开展了轻烃地球化学特征分析。研究表明,该区上古生界致密气C5-7轻烃组成具有异构烷烃优势分布,C6-7轻烃组成中芳烃含量整体偏低(<10%),甚至未检出芳烃,C7轻烃组成具有甲基环己烷优势分布特征,甲基环己烷相对含量均超过50%。上二叠统下石盒子组天然气K_(1)值、K_(2)值均与二叠系山西组和石炭系太原组天然气一致,而δ^(13)C_(1)值则与山西组天然气一致,与太原组天然气有明显不同。与山西组天然气相比,下石盒子组天然气整体具有偏低的苯/正己烷、苯/环己烷和甲苯/正庚烷比值,以及明显偏高的正庚烷/甲基环己烷比值。轻烃地球化学特征及烷烃气碳氢同位素组成综合表明,大牛地气田上古生界天然气为典型煤成气,其中山西组和太原组天然气均为原地自生自储,而下石盒子组天然气为下伏山西组烃源岩生成的天然气经历了游离相垂向运移聚集形成,太原组烃源岩不具有显著贡献。受天然气运移和水溶等作用影响,庚烷值、异庚烷值、苯/正己烷比值等轻烃指标直接用于判识大牛地气田致密气成熟度会存在偏差。

鄂尔多斯盆地靖边地区马家沟组气田水地球化学特征及锂来源

鄂尔多斯盆地靖边地区马家沟组气田水中Li+浓度较高,部分井区达到工业品位,勘探开发潜力巨大,但锂来源尚不明确。以靖边地区马家沟组气田水为研究对象,采用薄片鉴定、X射线衍射分析、微量元素分析及Sr、Li同位素分析等方法,对马家沟组气田水地球化学特征进行了研究,并讨论了水体中锂来源。结果表明:①气田水中离子浓度变化极大,矿化度为0.12~228.19 g·L^(-1),平均值为39.87 g·L^(-1),部分水体达到卤水范畴,气田水pH值为4.82~8.44,以弱酸性为主,水化学类型以CaCl_(2)型为主,部分井区为MgCl_(2)型或NaHCO_(3)型;②气田水钠氯系数普遍大于0.87,脱硫系数普遍小于1,变质系数普遍大于0,氯镁系数主要为20~90,储层整体封闭性好,水体还原性强,变质程度高,属于高变质、高浓缩的水体,部分井区储层封闭条件被破坏,受大气水影响明显;③气田水Li同位素具有早奥陶世海水的特征,Sr同位素受到凝灰质组分及大气水岩溶的影响,^(87)Sr/^(86)Sr值高于马家沟组沉积时期正常海水;④马家沟组含凝灰质组分的岩石和岩溶角砾岩填隙物普遍具有较高的Li^(+)浓度,Li同位素特征指示气田水中锂主要来自马家沟组地层,马家沟组富锂气田水是加里东期马家沟组地下岩溶水埋藏和演化的结果。

鄂尔多斯盆地庆阳气田二叠系山西组山_(1)^(3)沉积相类型论证

鄂尔多斯盆地庆阳气田山1段是其主力产层,其沉积环境及其相类型一直争议较多,不同认识导致各个沉积相域内砂体对比模式和砂体分布形态存在着一定差异,从而给勘探井位部署增加了难度。在前人研究成果基础上,综合地震、测井、岩心、露头及室内分析化验等资料,结合地震反射结构揭示的溯源退覆特征、岩心显示的岩性粒度与层理构造、测井沉积旋回特征、现代沉积学的比较等等多视角证据链,对该区山_(1)^(3)小层的沉积相进行了详细论证、分析和描述。研究结果表明,研究区岩性以中粗砂岩为主,多发育块状、板状及小型槽状交错层理,测井相既有河流“二元结构”发育完整的井段,也有只发育下部粗粒端元河流“二元结构”发育不完整的井段,前者揭示发育曲流河,后者则与辫状河发育有关;粒度分析结果显示主要以跳跃粒度成分为主,说明古水动力强;研究区周边露头资料显示既有曲流河发育也有辫状河发育,说明山1段沉积期曲流河和辫状河是同期存在的;现代卫星照片揭示,曲流河和辫状河共生共存发育是普遍存在的,综合上述证据,最终确定研究区山31发育相类型为河流相,且表现为曲辫共存特征,曲流河的频繁侧积以及平面多种河型共存,垂向河道的多期叠置是导致砂体分布复杂化和横向相变化快速的主控因素。

苏里格致密砂岩气田效益开发技术对策研究

苏里格气田致密砂岩气藏的天然气储量规模和年产气量目前都位居中国第一。随着开发不断深入,气田储量品质劣质化及未动用储量碎片化趋势明显,增加了未来效益开发的不确定性。为确保气田致密砂岩气藏的可持续效益开发,基于深化气田开发过程中所获得的地质与气藏工程认识的基础上,梳理了影响气田效益开发的影响因素,建立了该气田效益开发的技术对策。研究结果表明:①基于以经济产量为中心的评价模型对气田各区块经济效益进行实证分析,可以评价气田目前整体效益开发现状,指导未来整体开发方向;②为了支持气田致密气产业进一步发展,根据气田各区块效益评价,从地质和气藏工程的角度去寻求有效开发的配套措施,分类治理,分类施策,进而形成苏里格气田效益开发技术对策,实现气田持续经济有效开发。

涪陵气田立体开发地质工程一体化实践

针对涪陵页岩气田一次井网开发后剩余气储量动用不充分的问题,立体开发地质工程一体化技术是提高气藏采收率,实现对剩余储量精准动用的核心手段。通过建立页岩气地质工程一体化高效开发新模式,创新形成页岩气建模数模一体化技术进行剩余气精细研究,明确页岩剩余气分布情况;通过地质工程双甜点耦合,明确穿行黄金靶窗,建立“资源+应力+天然裂缝”三位一体分层效益组合体划分标准体系;基于剩余气差异化分布形态,建立“地质—钻井—压裂—地面协同优化”钻井与压裂优化设计流程;通过实时监测进行钻井轨迹与压裂施工的动态调整,建立一体化数据共享平台及实时决策系统。立体开发地质工程一体化技术指导焦石坝区块预期采收率从12.6%提高到23.3%,立体开发区采收率达39.2%。该技术的应用使页岩气钻采投资、10×10^(8)m^(3)产能建设投资及开发成本逐年缩减,有效指导了涪陵页岩气田提高采收率与高效开发。

塔里木盆地顺北油气田少井高产地质工程一体化做法与关键技术

塔里木盆地顺北油气田埋藏深度为7300~9000m,脆性地层破碎形成的缝洞型储层沿高陡走滑断裂带发育,断裂破碎带内部非均质性极强,且流体性质差异大。面对这类超深复杂的断控缝洞型油气藏,高效成井面临世界级挑战,单井费用高,效益开发难度大,没有现成的经验、技术可借鉴。顺北油气田以项目管理为抓手,建立了独有的“五有五提升”地质工程一体化管理模式,创新形成了“少井高产”七要素关键技术。近几年,少井高产地质工程一体化实现了质的飞跃,落实了4号、8号断裂带2个亿吨级资源阵地,新增石油探明储量为1.53×10^(8)t、天然气探明储量为1620×10^(8)m^(3),4号断裂带共部署井位20口,两年建成了130×10^(4)t油当量产能阵地。与2016年开发动用的1号断裂带相比,高产井成功率提升了35%、单井产能提升了316%、单井发现探明储量提升了55%,实现了高效勘探,效益开发,其经验对其他同类型油藏开发具有较好的借鉴意义。

苏里格气田低渗储层解水锁剂的制备及性能评价

针对苏里格气田低渗储层岩石表面特性及水锁成因,通过对润湿反转剂、酸液及缓蚀剂等药剂进行筛选优化,确定出最优的解水锁剂配方;并在此最优解水锁剂配方下,进行了解水锁剂性能评价、岩心自吸实验及苏里格气田5口低产井解水锁实验。实验结果表明,最优的解水锁配方为0.5%(w)乙烯基三甲氧基硅烷+0.01%(w)非离子表面活性剂+10%(w)CH_(3)CH_(2)OH+1.5%(w)缓蚀剂+0.5%(w)HCl+1.0%(w)CH_(3)COOH+3.0%(w)HF;解水锁剂可将亲水性岩石表面反转为强气润湿性,接触角从58.73°增加到130.81°;解水锁剂处理后的岩心自吸水量降低74.8%,岩心气测渗透率回复率达到80.6%~88.7%;施工后的气井产能显著提高,日增气量达到(0.54~3.09)×10^(4)m^(3),起到了很好的解水锁效果。