陆相湖盆页岩层系基本地质特征与页岩油勘探突破——以渤海湾盆地沧东凹陷古近系孔店组二段一亚段为例

基于2口井140 m连续岩心观察及上千余块次样品测试数据,应用非常规油气地质理论,对渤海湾盆地沧东凹陷古近系孔店组二段一亚段(Ek_2~1)细粒页岩层系基本石油地质特征进行系统分析。研究表明,页岩层系发育长英质页岩、灰云质页岩与碳酸盐岩3种岩类,组合形成互层状集合体;相对稳定的封闭环境下发育优质烃源岩,为页岩油富集奠定了物质基础;方沸石粒间孔、白云石晶间孔及层间微裂缝使致密碳酸盐岩、灰云质页岩、长英质页岩成为有效储集层,其中脆性矿物含量大于70%;Ek_2~1下部高丰度纹层状页岩层系为页岩油富集层段,累计厚度70 m,埋藏深度2 800~4 200 m,平均含油饱和度50%,甜点分布面积达260 km^2,预测资源量过5×10~8 t,是沧东凹陷孔店组石油勘探的重要接替领域。目前KN9页岩油直井改造后2 mm油嘴日产油29.6 t,水平井体积压裂正在实施,有望在中国东部实现陆相页岩油的勘探重大突破。

沁水盆地南部高阶煤层气成藏规律与勘探开发技术

基于对沁水盆地南部高阶煤层气基本地质特征及成藏控制因素的分析,研究其成藏规律与勘探开发技术。勘探开发实践证实研究区煤层气藏具有三大特性:1煤阶高,吸附能力强,资源条件优势明显;2孔隙率低,双峰态孔隙结构,渗流条件瓶颈显著;3储集层压力梯度低,制约产出。在深入分析高阶煤特性基础上,提出了构造、沉积、热动力和水文地质条件"协同、互补、共存"成藏理论,建立了研究区煤层气非富集成藏模式,使成藏界定问题简化且直接指导煤层气开发选区。沁水盆地南部煤层气区块勘探开发形成了五大关键技术体系:1地球物理勘探综合评价技术,2适合于高阶煤储集层的钻完井技术,3储集层改造主体技术,4智能化排采控制技术,5煤层气田的数字化技术,为新区块煤层气产能建设的有序推进提供了技术支撑。

断陷盆地斜坡带类型与油气运聚成藏机制

基于断陷盆地斜坡带类型划分,探究不同斜坡带油气成藏特征与运聚机制。依据斜坡带基底沉积作用、构造活动的强弱程度及斜坡产状、形态,将渤海湾盆地冀中坳陷、黄骅坳陷的斜坡带划分为挠曲坡折型、平缓台坡型、宽缓断阶型、窄陡断阶型、掀斜翘倾型5种类型。各斜坡类型不同的成因机制导致其油气成藏特征与富集程度差异明显。挠曲坡折型斜坡以坡折阶地型油气成藏为主要特征,油气富集程度最高;平缓台坡型斜坡以近源一字型油气成藏为主要特征,油气富集程度较高;宽缓断阶型斜坡以远源阶梯型油气成藏为主要特征,油气富集程度中等;窄陡断阶型斜坡以断裂带复式油气成藏为主要特征,油气富集程度中等;掀斜翘倾型斜坡油气富集程度相对较低。斜坡带油气运聚主要受鼻状构造、砂岩发育程度、优势物性砂体和断接厚度的控制,鼻状构造控制油气主要汇聚方向,砂岩发育程度控制油气横向运移,优势物性砂体控制油气侧向分流,断接厚度控制油气的垂向运移分布。

细粒沉积岩性识别新方法与储集层甜点分析——以渤海湾盆地沧东凹陷孔店组二段为例

在渤海湾盆地沧东凹陷古近系孔店组二段500 m系统取心、上千块次薄片鉴定、X射线衍射分析基础上,提出了用声波时差、密度等常规测井资料定量计算细粒沉积矿物含量的简易方法,建立岩性快速识别"绿模式"。通过测井曲线标准化并与X射线衍射分析实测矿物含量定量关系拟合,计算无取心段/井矿物含量,从而进行岩性识别。应用该方法在沧东凹陷孔二段细粒沉积区识别出多个白云岩甜点段和1个砂岩甜点段,实钻均获较高产油流,研究表明,白云岩平面上局部富集、呈带状展布。该方法适用于前三角洲—湖盆中心细粒沉积岩发育区,尤其适用于半深湖—深湖相砂质含量少、以泥-灰云质为主的细粒沉积岩的岩性识别。

湖相页岩滞留烃形成条件与富集模式——以渤海湾盆地黄骅坳陷古近系为例

湖相页岩层系与海相相比地质条件更加复杂,勘探开发难度更大,实现湖相页岩油效益勘探开发首先必须明确页岩滞留可动烃富集高产地质规律。以渤海湾盆地黄骅坳陷古近系孔二段和沙三段页岩层系为例,在前期上万块岩心样品分析联测基础上,结合最新的30余口已钻水平井的试油、试采和地球化学资料,对湖相页岩滞留可动烃富集条件及模式等进行了综合研究和分析。研究表明,适中的有机质丰度(TOC值为2%~4%)可使页岩层系含油性与脆性达到最佳匹配,既富集油又利于工程改造;古湖盆大小和物源供给强度的适中匹配是造成页岩层系有机质丰度与脆性矿物含量最佳耦合的内在因素;适中的热演化成熟度(Ro值为0.7%~1.0%,埋深为3 200~4 300 m)是页岩层系热演化生油与干酪根吸附油最佳匹配区间,该阶段滞留可动烃量大;适中的成岩演化阶段(中成岩A期3 200~4 300 m)利于形成大量的溶蚀孔、有机质孔等,为页岩油的富集提供储集空间;适中的天然裂缝发育程度(未破坏页岩油顶底板盖层条件)利于页岩油的储集、渗流与保存。该研究成果突破了有机质丰度高、成熟度高、天然裂缝发育程度高利于页岩油富集的笼统认识,指导了沧东凹陷孔二段及歧口凹陷沙河街组页岩油气甜点的综合评价及井位部署,沧东凹陷孔二段页岩油实现了工业化开发的重要突破,歧口凹陷沙三段页岩油获重要发现苗头,展示了湖相页岩油良好的勘探潜力。

断陷盆地洼槽聚油理论的发展与勘探实践——以渤海湾盆地沧东凹陷古近系孔店组为例

依据渤海湾盆地沧东凹陷三维连片地震数据、钻井、测录井、试油及分析测试数据,对沧东凹陷古近系孔店组洼槽区构造演化、沉积储集层、烃源岩成烃演化进行研究,进一步发展了断陷盆地洼槽区常规-非常规油气聚集模式。沧东凹陷洼槽区成藏要素储集层与烃源岩具有分区性特征,具有原型洼槽和改造型洼槽两种常规-非常规油气成藏模式。洼槽形成及演化控制了常规油到非常规油的有序分布。洼槽上部构造油气藏发育,洼槽外环带为三角洲前缘形成地层-岩性油气藏的有利场所,中环过渡带为致密油发育有利区,而内环带细粒沉积相区为页岩油气勘探区。断陷盆地洼槽聚油理论的发展为老油田开展二次勘探开辟了新的建产增储领域和方向。

断陷湖盆深水沉积地质特征与斜坡区勘探发现——以渤海湾盆地歧口凹陷板桥#1#歧北斜坡区沙河街组为例

基于地震、测录井、试油、岩心及分析化验资料,以渤海湾盆地歧口凹陷板桥—歧北斜坡区古近系沙河街组一段下亚段滨Ⅰ油层组为对象,开展层序划分、深水沉积相特征及模式分析,研究深水重力流规模性发育原因、储集层物性特征及主控因素,提出深水区有利储集相带的划分标准和预测方法。研究表明沙一下亚段滨Ⅰ油层组自下而上可划分为3个厚度在百米之内的五级层序;斜坡深水区沉积了一套远岸水下扇型重力流沉积,发育主水道、分支水道、水道侧缘、水道间泥及无水道区浊积席状砂等微相类型,空间上具有区域性多期多级的继承性和建设性发育特征,为扇三角洲—远岸水下扇—深湖相沉积序列,每一次重力流事件形成的远岸水下扇都可以划分为内扇、中扇和外扇3个亚相类型。以含砂率较高的扇三角洲前缘主砂体作为供给物源的"跨相搬运"砂体可形成优质储集层,孔隙度平均为15.1%、渗透率几何平均值为5.1×10^(-3)μm^2。明确了远岸水下扇主水道及分支水道分布区是最有利的勘探区域。

断陷盆地缓坡区控砂控藏机制与勘探发现——以歧口凹陷歧北缓坡带为例

为揭示断陷盆地缓坡区的控砂控藏机制,以高品质的800km^2三维地震和91口钻井资料为基础,层序地层和沉积演化分析表明,受控于断块掀斜和差异沉降作用,歧口凹陷歧北斜坡南侧在古近纪表现为具挠曲坡折的缓坡带。该带层序界面标志清晰,包括削截、顶超和上超等反射终止类型,由此将古近系划分为3个二级层序和11个三级层序。三级层序的结构样式类似于具陆架坡折的被动大陆边缘,其低位体系域和湖扩体系域普遍发育不同类型的岩性圈闭。其中,沙河街组三段—沙河街组二段沉积期,研究区断陷作用强烈,挠曲坡折带的坡度较大,层序的低位体系域主要发育大型低位扇;随后,拗陷作用增强,挠曲坡折带的坡度逐渐减小,至东营组沉积期转变为以低位三角洲沉积为主。湖扩体系域的岩性圈闭发育在沙河街组二段—沙河街组一段和东营组,发育湖相碳酸盐岩滩坝和碎屑岩滩坝。研究区挠曲坡折带明显控制了地层-岩性圈闭的发育和分布,成为缓坡带油气勘探的有利场所。通过勘探实践,新增三级储量近4×10~8t,探井成功率达80%,展示了挠曲缓坡带地层-岩性油气藏良好的勘探前景。

湖相页岩型页岩油勘探开发理论技术与实践--以渤海湾盆地沧东凹陷古近系孔店组为例

针对湖相页岩型页岩油高产稳产主控要素不清楚、页岩油生产规律不明确等问题,综合利用沧东凹陷古近系孔店组二段4口井700 m系统取心、十万余条分析数据和试油资料对湖相页岩型页岩油实现高产稳产的理论认识基础、勘探开发关键技术、页岩油的开发效果及生产规律等进行分析和总结。提出“三高一低”优质页岩是页岩油富集的物质基础、中偏高热演化是页岩油富集有利条件、纹层状长英质页岩是湖相页岩型页岩油最优富集层等页岩油富集理论认识。形成了富集层及富集区评价预测技术、水平井开发井网部署技术、页岩油储集层压裂工艺技术、页岩油排采制度优化技术等支撑页岩油高产稳产的勘探关键技术方法。理论认识与技术方法指导实现了沧东凹陷页岩油的高产稳产,其中4口水平井单井日产页岩油突破百吨,GY5-1-1L井日产油达208 m^(3);截至2022年4月,28口生产井日产油稳定在300~350 t,累产油17.8×10^(4) t。揭示了页岩油水平井自喷阶段产量呈指数递减、机械采油阶段产量呈台阶状递减后再趋于稳定的生产规律,采出页岩油轻烃类组分比例与日产油量呈正相关性且在试采进程中逐渐减少。

歧口凹陷斜坡区油气成藏与勘探实践

经过50多年的勘探开发,黄骅坳陷歧口凹陷已经进入高勘探阶段,寻找大规模构造油气藏的难度越来越大,斜坡区地层-岩性油气藏成为勘探的重点。在凹陷整体研究解剖的基础上,探讨了大型缓坡区地质分异特征,提出了缓坡区高、中、低三分性的新认识,高、中、低斜坡生储盖组合配置不同,油气运聚与分布差异明显。高斜坡沟槽控砂,优势运移汇聚相富集;中斜坡坡折控砂,优势构造岩性相富集;低斜坡远扇控砂,优势源储耦合相富集。大型斜坡、砂体、烃源岩的有效配置决定了斜坡区具有形成大面积地层-岩性油气藏的条件。经勘探实践,在歧口凹陷埕北、歧北和板桥三个斜坡区均获重大发现,并实现了规模增储,证实了斜坡区是断陷湖盆内油气预探突破与规模增储的主要方向之一。

黄骅坳陷古生界含油气系统勘探突破及其意义

近年来在大港油田探区内歧北潜山、乌马营潜山多口井石炭系-二叠系、奥陶系获得油气重大发现,潜山勘探重大突破揭示渤海湾深层古生界为新的含油气系统,通过重新评价黄骅坳陷古生界烃源岩、储盖组合及圈闭,发现油气源以来自石炭系-二叠系煤系烃源岩为主。研究表明,黄骅坳陷中南部古生界保留较完整,发育上古生界碎屑岩及下古生界碳酸盐岩两类储集体,与石炭系-二叠系煤系烃源岩形成有利的源储组合。石炭系-二叠系煤系烃源岩丰度高,干酪根以Ⅱ2 Ⅲ型为主,局部发育Ⅱ1型;多期构造运动造成煤系烃源岩具有两期生烃过程,其中孔店组沉积期至今为二次生烃期,该期大规模的油气充注、有利储盖组合与稳定构造的匹配关系决定油气富集程度。按照古生界含油气系统新一轮综合评价,渤海湾盆地古生界原生油气资源规模超万亿立方米,黄骅坳陷古生界含油气系统尤其是石炭系-二叠系含油气系统的勘探突破对渤海湾盆地相似领域的油气勘探具有启示意义。

陆相页岩油工业化开发突破与实践——以渤海湾盆地沧东凹陷孔二段为例

大港油田历经50余年勘探开发,面临着常规油气藏储量发现越来越少、产量递减快等突出问题。对此,大港油田公司瞄准资源潜力较大生油层系,强化理念、理论、技术和管理创新,破解突出问题,开辟了新的增储上产战场。以理念创新破解观念禁区,提出源内成藏新认识,进军沧东凹陷陆相页岩油;以理论创新破解认识雾区,创新形成“优势组构相—滞留烃超越效应”富集理论,明确了陆相页岩油富集机理;以技术创新破解勘探盲区,打造甜点体识别评价技术、水平井钻井提速、密切割体积压裂增产措施等技术,页岩油水平井实现了高产稳产;以管理创新破解成本雷区,效益倒逼、创新机制,综合成本大幅下降。沧东凹陷孔二段陆相页岩油实现工业化开发,引领页岩油业务发展,为中国页岩油革命提供了经验借鉴。

断陷湖盆斜坡区油气富集理论与勘探实践——以黄骅坳陷古近系为例

斜坡区是中国东部断陷湖盆的主要构造单元,是渤海湾盆地重要的油气规模增储区带。在斜坡区多年综合研究和勘探实践的基础上,提出了斜坡区(大型缓坡带)具有高、中、低分异性的新认识,即高、中、低斜坡在沉降速率、沉积相序、储层物性、生烃演化、地层压力、流体性质、油气藏类型等七方面的地质差异性,形成了断陷湖盆斜坡区优势相油气富集理论,其理论内涵为:高斜坡沟槽控砂,优势运移汇聚相富集;中斜坡坡折控砂,优势构造岩性相富集;低斜坡远扇控砂,优势源储耦合相富集。以此理论为指导,开展斜坡区精细勘探与钻探部署,斜坡区地层岩性油气藏勘探取得重要勘探成果,近5年来新增三级石油地质储量超过3×10~8t,发现了4个千万吨级效益建产区块和3个亿吨级规模增储区,证实了斜坡区优势相油气富集理论在规模效益增储及高效建产区块中的重要指导意义。

柴达木盆地西部地区第三系湖相藻(蓝细菌)灰岩储层成因类型

柴达木盆地西部地区第三系湖相藻 (蓝细菌 )灰岩储层的成因类型主要包括两类 :滨湖亚相的藻 (蓝细菌 )坪灰岩和浅湖亚相的藻 (蓝细菌 )丘灰岩。滨湖亚相的藻 (蓝细菌 )坪灰岩和浅湖亚相的藻 (蓝细菌 )丘灰岩具有完全不同的沉积特征、岩石类型和储层特征。柴达木盆地第三系藻 (蓝细菌 )灰岩储层分布较广 ,是柴达木盆地第三系碳酸盐岩储层中最重要的油气储层。目前柴达木盆地第三系藻 (蓝细菌 )灰岩储层主要见于西部地区的跃西、跃东、七个泉、狮子沟、花土沟、尖顶山、南翼山和大风山等地区 ,层位上从下干柴沟组上段 (E23 )至上油砂山组 (N22 )均有分布。E23 和N1的藻 (蓝细菌 )灰岩主要分布于英雄岭凹陷以西 (西南 )地区 ,N12 和N22 的藻 (蓝细菌 )灰岩主要分布于英雄岭凹陷以东(东北 )地区 ,这与柴达木盆地的湖水进退、沉积中心的迁移及盆地演化有着密切的关系。滨湖亚相藻 (蓝细菌 )坪灰岩储层的储集空间以次生溶孔和溶缝为主 ,溶孔和溶缝的形成与大气淡水的淋滤作用有关。浅湖亚相藻 (蓝细菌 )丘灰岩储层的储集空间以次生溶孔和溶缝为主 ,同时也发育原生枝管状钙藻 (绿藻门的松藻科 )的藻管孔 ,溶孔和溶缝的形成与晚期沿断裂带大气淡水的溶解作用及有机酸的溶解作用有关。

地质工程一体化在大港油田勘探开发中探索与实践

大港油田属于典型的复杂断块油田,经历50多年的勘探开发,地下面临着"四高三低两失衡"的矛盾、地面面临征地和环保的双重压力,油价又处于持续低迷中,油田效益勘探开发和可持续发展面临严峻挑战。在系统梳理面临问题与挑战的基础上,围绕"五场建设"研究形成了具有大港油田特色的地质工程一体化模式,即增产建产项目化、团队组织协同化、研究设计平台化、现场实施模块化、生产管理数字化。目前,该模式的实践应用已见到了显著效果。在老油田"井丛场"产能建设实践中,做到了地质工程同步优化轨迹、地面地下井筒联动推演,实现集约化建井、简易化配套、工厂化作业;在老油田"二三结合"提高采收率实践中,系统开展关键技术研究、方案研究制定、生产动态调控,探索形成了满足不同油藏需求的三次采油提高采收率技术系列。实践表明,地质工程一体化是老油田在复杂地下、地面条件和低油价下实现了可持续发展的有效途径。

中国天然气资源潜力及供需趋势

中国天然气资源丰富 ,但分布不均衡 ;勘探开发程度低 ,发展潜力大 ;目前 ,天然气处于快速发展阶段。天然气勘探目标明确 ,今后一段时间储量和产量将保持高速增长。煤层气是重要的非常规天然气 ,发展潜力大。天然气消费将不断增长 ,供需关系日趋紧张 ,预计在 2 0 0 5年以前供需基本平衡 ,2 0 10年以后国内生产的天然气已不能满足需求 ,2 0 2 0年国内供给缺口将达到 ( 5 0 0～ 80 0 )× 10 8m3。

渤海湾盆地冀中坳陷北部石炭—二叠系煤成油气成藏条件及勘探前景

苏桥—文安是渤海湾盆地最早发现石炭—二叠系煤成油气的地方,近期仍有新的发现。为查明研究区源于石炭—二叠系的油气成藏规律,进行了煤系烃源岩二次生烃等成藏背景分析,发现该区存在3种成藏模式:石炭—二叠系自生自储、上古生下古储潜山以及古生新储第三系混源。3 500～5 000 m的石炭—二叠系生油窗是自生自储型油气成藏的控制要素;断距超过300 m,造成奥陶系与石炭—二叠系烃源灶对接,是潜山油气成藏的控制要素;活动性断层沟通煤系源灶,是第三系混源成藏的条件。还指出了3个有利前景区,明确了进一步勘探方向。

渤海湾盆地歧口凹陷古近系沉积体系重建与储集层评价

应用陆相层序地层分析与传统沉积学等方法,探讨渤海湾盆地歧口凹陷古近系沉积体系的空间展布规律与有利储集层发育特征,为高勘探程度区油气二次勘探部署提供支撑。研究结果表明歧口凹陷古近系斜坡作为古地貌单元的主体,为大面积岩性油气藏的形成奠定了地质基础;除四大盆外隆起物源外,孔店、港西等盆内凸起也是碎屑沉积体系的重要物质来源,斜坡区既富泥也富砂;古近系相序完整,环湖规模性发育了辫状河三角洲、扇三角洲、远岸水下扇、湖泊碳酸盐岩等相类型;中深层储层具有原生、次生孔隙与微裂缝共存的特点,在异常高压、早期油气充注和次生溶解等作用下,中深层也发育优质储层,斜坡区的勘探下限可达5km;多类储集体与歧北挠曲斜坡、板桥斜坡、埕北断坡等匹配形成地层超覆、不整合遮挡、上倾尖灭等地层-岩性圈闭带。勘探结果发现了歧北斜坡、埕北断坡亿吨级储量区,板桥斜坡形成了千万吨级效益储量区。斜坡区作为断陷湖盆负向构造单元,是地层-岩性油气藏有利的勘探领域。

渤海湾盆地黄骅坳陷板桥凹陷深层低渗透(致密)砂岩气藏充注特征及成藏过程

渤海湾盆地深层发育大量的低渗透(致密)砂岩气藏,但是有关深层低渗透(致密)砂岩气藏的充注特征和成藏过程缺乏系统的研究。文章以板桥凹陷为例,综合利用测井、岩心、地震和分析化验等资料,从油气的来源入手,分析天然气的充注通道、动力和阻力的关系,探讨充注方式,同时结合流体包裹体的系统测试分析,探讨了板桥凹陷深层低渗透(致密)砂岩气充注特征及成藏过程。研究结果表明,板桥凹陷深层天然气主要为凝析油伴生气和煤型气的混合气,来自于成熟-高成熟演化阶段的沙三段烃源岩。依据烃源岩和储层的空间配置关系,深层天然气的源储结构主要为源储一体型、源储相邻型和源储分离型3种类型。深部砂层中的孔隙和裂隙以及断裂均可以构成深层天然气充注的通道,天然气的充注动力比较大,其中源储一体型在7.80~7.95 MPa,源储相邻型和源储分离型在4.80~9.55 MPa。断裂带的排替压力分布在3.14~7.05 MPa,砂层排替压力分布在0.01~0.29 MPa,充注动力均大于断层的排替压力和砂层的排替压力。源储一体型中的深层天然气第一种充注方式为由烃源岩直接向砂层充注,第二种充注方式为首先通过断层垂向运移,然后再向相连的砂层侧向充注成藏,但以第一种充注方式为主,而源储相邻型和源储分离型的深层天然气主要为第二种充注方式。结合流体包裹体和埋藏史分析,研究区存在沙一上至东营组早期和明化镇组中后期至现今两次主要的油气充注过程。板桥凹陷深层天然气藏具有"两期油气充注,早油晚气,晚期为主"的多阶段、动态成藏过程,从而总体上呈现出"上油下气,断层带富集"的分布规律。

富油凹陷二次勘探复杂储层油气藏改造模式——以冀中坳陷、二连盆地为例

富油凹陷二次勘探是实现老区持续增储的关键,但面临越来越多的深层、低渗透、特殊岩性等复杂油气藏,需要措施改造才能获得工业油气流。以渤海湾盆地冀中坳陷和二连盆地为例,针对低渗透薄稠油层改造易伤害、流动差、缝高控制难的技术难题,形成了"规模适度、中等砂比、全程防膨、高效降黏"的精细改造模式;针对超深超高温超高应力的碳酸盐岩潜山油气藏难以实现深度酸压改造的技术难题,研制了耐200℃高温耐剪切性能的超高温聚合物压裂液,优选出缓速效果突出、具有固液转向功能的清洁酸液体系,形成了"前置探缝、固液转向、多级注入、闭合酸化"的体积酸压改造模式;针对高含黏土砂砾岩低渗透储层改造易伤害、易敏感、易砂堵的技术难题,研制了岩心损害率由以往的38.6%降低到13.4%的滑溜水及低浓度压裂液体系,并配套形成"复合压裂、前置投球、多层分压"的低伤害复合体积改造模式。在蠡县斜坡、牛东潜山、阿尔凹陷综合应用106井次,整体改造效果较以往提高1.5倍以上,有效支撑了富油凹陷二次勘探新领域的增储上产。