济阳陆相断陷盆地页岩油研究进展

济阳陆相断陷盆地页岩油是现实的资源接替新领域,具有巨大勘探潜力,是胜利油田可持续发展的重要资源基础。结合近年来济阳陆相断陷盆地页岩油地质研究与勘探成效,系统梳理了济阳陆相断陷盆地页岩沉积、成储、成烃及页岩油富集理论认识、配套增产压裂技术等方面的新进展。研究表明:①提出了基于矿物组成、沉积构造、结晶程度和有机质丰度的“四要素三端元”页岩岩相划分方案,揭示了“四古控相”机制,明确了页岩岩相呈“环带状”有序分布。②集成岩心微纳米CT扫描、氩离子抛光扫描电镜、FIB-FESEM、核磁共振冻融、X射线小角散射等页岩多尺度孔缝系统量化表征技术,明确了济阳陆相断陷盆地页岩储集空间孔缝兼顾,以无机孔缝为主,揭示了方解石重结晶、溶蚀作用和伊/蒙混层向伊利石转化作用是最为主要的成储机制,构建了页岩孔缝网络储集模型。③研发了富有机质页岩含油率评价方法,揭示了咸化湖盆富有机质页岩古生产力高、早生、早富特点,初步估算济阳陆相断陷盆地页岩油资源量超过1010t。④纹层/层状页岩岩相成烃、成储时空耦合控制了页岩油富集,表现为“咸化源岩早生、无机孔缝储集、微观源储一体、二元耦合富集”模式。⑤创建了陆相断陷盆地页岩油勘探“四性”“四定”综合评价体系及目标优选流程。⑥研发了适合济阳陆相断陷盆地页岩的“组合缝网压裂”“水平井多级分段”增产压裂技术。结合胜利油田实际情况,确立了“主力洼陷增储上产、富油小洼陷探索新阵地、外围小洼陷落实资源、兼顾优化矿权”的勘探思路,有序推进济阳陆相断陷盆地页岩油规模增储建产,相关成果认识与配套技术对同类油田的页岩油勘探开发具有一定的借鉴和参考意义。

济阳坳陷常规探明石油地质储量增长规律及未来10年增储趋势

济阳坳陷常规石油领域一直是胜利油田勘探开发主战场,至今已经历了60余年勘探开发,整体进入成熟勘探阶段,但每年仍具有较大的增储规模,这与传统认为的含油气盆地探明石油地质储量增长趋势不一致。济阳坳陷常规探明石油地质储量增长规律如何?未来能否继续保持较强的增储态势?其主要的增储领域有哪些?这些事关胜利油田勘探决策的重要问题亟需研究明确。通过梳理济阳坳陷勘探历程,分析其地质特征、资源条件、探井工作量投入、理论技术、资源序列等勘探要素,揭示济阳坳陷常规石油勘探发现规律,运用“帚状”模型预测法、资源探明速率法等方法预测常规探明石油地质储量增长趋势,结合主要增储领域剖析,明确济阳坳陷常规石油未来增储规模及有利方向。结果表明:济阳坳陷复杂的地质特征、较为雄厚的剩余资源基础决定其勘探对象的多样性、勘探过程的曲折性和勘探历史的长期性;在保证相对稳定的探井工作量投入,持续开展勘探理论及关键技术的攻关,保持相对合理的资源序列等条件下,济阳坳陷常规石油仍能保持较长时期的稳定增储;在当前经济技术条件及勘探投入相对保障的情况下,未来10年济阳坳陷仍可贡献常规探明石油地质储量2.5×10^(8)t左右;指出济阳坳陷新近系河道砂岩油藏、沙四段上亚段—沙三段岩性油气藏等成熟领域仍是稳定增储的压舱石,孔店组—沙四段下亚段深层领域是重要的规模增储领域,前古近系潜山领域是富集高产的有利方向。今后,应紧密跟踪非常规与新能源领域的勘探进展,对济阳坳陷常规探明石油地质储量增长规律及增储趋势等研究结果进行不断地完善和修正,以期更符合油田勘探发展态势,指导油田勘探决策。

济阳坳陷古生界潜山油气成藏新认识与攻关方向

古生界潜山是济阳坳陷油气富集的高产领域之一,也是重要的储量拓展阵地。古生界潜山油气成藏具有独特的石油地质条件,其地层时代老,岩性包括碳酸盐岩和碎屑岩,在漫长的地质演化过程中多期构造、断裂及深部流体活动强烈,导致潜山具有演化叠合性、结构多样性、储层复杂性、油气多源性、成藏差异性等特点。基于“十三五”以来济阳坳陷古生界潜山油气勘探进展和深化研究,从成山、成烃、成储及成藏的内在地质过程出发,揭示断陷盆地古生界潜山油气形成与富集规律,提出了“挤压-拉张-走滑-剥蚀”共控成山机制,古生界潜山具有古近系、石炭系—二叠系双源供烃条件,“沉积-成岩环境、构造-压力耦合、流体-岩石作用”三元控储模式,运移和封堵控制的油气成藏模式以及油藏有序分布规律。以这些认识为指导,实现了济阳坳陷古生界潜山油气藏勘探方向的转变,拓展了潜山勘探空间,为古生界潜山勘探区带评价及圈闭目标优选奠定了基础,并在斜坡部位和负向构造带的隐蔽潜山勘探取得突破。同时基于济阳坳陷古生界潜山不同成藏条件的认识程度和理论发展现状,提出下一步油气勘探攻关方向。

川北地区下侏罗统大安寨段陆相页岩油勘探方向再认识

川北地区下侏罗统大安寨段是四川盆地产油主力层系之一。近年来,随着非常规勘探理论的发展,开始转变思路针对大安寨段页岩储层开展勘探,川北地区陆相页岩油勘探方向的认识得到提高。基于LY1及YY2等页岩油探井的岩心、实验、钻井、压裂等资料,对其油气形成条件、资源潜力、工程地质条件等3个方面进行了再认识。研究表明:(1)阆中大安寨段二亚段页岩具备良好的资源基础和形成条件,勘探潜力巨大。大二亚段主要发育页岩、介壳灰岩、页岩夹介壳灰岩3种岩性,页岩烃源品质较好,整体处于中成熟—高成熟阶段,生烃强度为(20~90)×10^(4)t/km^(2),滞留烃量占总生烃量的66%~78%,页岩油资源量为3.26×10^(8)t;(2)研究区大二亚段页岩样品的裂缝网络不发育,具有渗流条件差、可钻性和可压性条件差的特征,基质型页岩油具有原油黏度大、含蜡量高的特征,页岩样品渗流条件和页岩油流动性之间的耦合配置关系是目的层高产的关键;(3)在目前基质型页岩勘探成效不佳的情况下,建议采用常规—非常规结合的勘探思路,对研究区页岩—灰岩互层型储层成藏体系进行研究,将优质页岩与裂缝—孔隙型灰岩的层段作为有利的勘探目标,通过地质—工程一体化研究方法,对可钻性、可压性及排采等方面的技术难题进行攻关,提升工程工艺水平。

页岩油储层裂缝正演模拟及叠前各向异性反演预测方法

济阳坳陷陆相断陷湖盆页岩油油气资源丰富,裂缝发育,勘探开发潜力巨大。裂缝对页岩油开发的有利方面表现为能有效提高页岩油储层的产能,而不利方面主要是增加了钻井难度,造成钻井过程中井涌井漏频发,严重影响了钻井的效率,因此裂缝的准确预测是该区块页岩油勘探开发中亟需解决的主要问题。文中开展了纵波反射系数各向异性理论的分析,利用正演模拟研究了页岩储层裂缝方位、裂缝角度、裂缝组系等对反射系数特征的影响,同时结合研究区页岩油裂缝的发育特征和分布规律,利用OVT域数据研究分方位道集叠加及地震属性差异,并进行叠前AVAZ反演预测裂缝的发育特征。与实际的钻井情况及成像测井结果对比表明,叠前各向异性反演预测的裂缝结果可靠性高,可为后续的页岩油勘探开发提供有效的技术支持。

歧口凹陷沙一下亚段页岩油井增产措施地质影响因素分析

歧口凹陷沙一下亚段混合质页岩层系发育,孔隙结构主要为微孔-介孔,其中以灰质混合页岩孔隙结构最为发育,含油性以重质稠油为主。经过措施改造后,油井普遍达到工业油流,但尚未明确影响产能的地质因素,对此需要在该区开展相关研究,指导类似油井措施改造增产。根据岩石物性、岩石岩性,以及裂缝发育程度、地层压力和断裂规模、构造形态和曲率、电性参数等数据,总结出“自然产能井”“酸化有效果井”“压裂有效果井”“酸压有效果井”所对应的地质特征,以此来指导措施改造方式的选取。研究结果表明:(1)该区孔隙度低于15%、渗透率低于0.41 mD的页岩层系需经措施改造提产;(2)“自然产能井”以邻近断裂、裂缝较为发育的灰质混合页岩、长英质页岩为主,D值(井到断裂距离与垂直断距比值)普遍小于1,断裂影响较为明显,且构造曲率较大;(3)“酸化有效果井”以灰质混合页岩、云质混合页岩为主,总体上灰质含量较高,D值2.8~7.9,断裂对地层改造程度较弱,构造曲率中等,电性参数ΔGR普遍大于20 API;(4)“压裂有效果井”的D值为1.2~5.2时,以裂缝发育较差的云质混合页岩、长英质页岩为主,D值大于16时,断裂的影响极其微弱,以不发育裂缝的灰质混合页岩为主,“压裂有效果井”对应的构造曲率较小,电性参数ΔGR普遍小于20 API。基于不同产能井的地质因素影响分析,归纳提出“自然产能井”“酸化有效果井”“压裂有效果井”“酸压有效果井”适用的地质环境,指导该区新完钻井采取相应增产措施,改造后达到了工业油流产出标准,有效地提高了油气产量,对油田页岩层系提产具有积极的作用。

川西南筇竹寺组有机质富集模式与随钻有机碳含量计算

川西南筇竹寺组是四川盆地深层海相页岩气新热点,为深化地质认识,探寻低有机碳含量却高产的机理,基于测录井、实验分析资料,利用地球化学法,通过计算相关元素比值并与有机碳含量等开展相关分析,对有机质富集影响因素与有机质富集模式进行研究。结果表明,有机质富集主要影响因素有古氧化-还原环境、古生产力、陆源输入等,而且有机碳含量与P、Zr等元素正相关。研究认为该区有机质富集成藏基本条件是具有较强古生产力与陆源输入快速沉积,在上覆良好盖层条件下形成了贫氧的还原环境,进而以录井元素为基础,利用机器学习算法,随钻获取有机碳含量,探寻水平井轨迹方向有机质分布差异,为该区深化页岩气成藏认识提供更丰富素材。

湖相页岩油层孔隙度井-震双控建模

针对我国湖相页岩油分布范围广,储层岩性复杂、单层厚度薄、储集物性差、纵横向非均质性强等地质特征,提出了湖相页岩油层孔隙度井-震双控建模技术系列:1)岩心标定测井。测井识别湖相页岩岩相并解释出孔隙度参数,采用层控方法建立岩相三维模型,利用层控加岩相控制策略建立测井孔隙度三维模型。这虽保证了湖相页岩油层孔隙度模型的纵向预测精度,但横向预测精度不足。2)地震属性提取与优化。经过测井解释孔隙度粗化,采用遗传反演方法,结合时深转换,建立深度域地震孔隙度三维模型,完成对湖相页岩油层的横向非均质性精细刻画。此结果的纵向非均质性刻画精度有限。3)井-震双控孔隙度建模技术。依靠建模方法优选与参数优化,以测井孔隙度三维模型为主变量,地震孔隙度三维模型为次变量,完成井-震双控孔隙度建模及可靠性检验,实现对湖相页岩油层孔隙度的可靠表征。

基于核磁共振谱图分段技术的流体性质识别方法研究

核磁共振录井近些年应用效果显著,可实现对现场岩石物性的快速分析,评价孔隙结构,定量分析含油气饱和度、可动流体饱和度、束缚流体饱和度等重要参数,但在流体性质识别方面,由于受T2截止值,以及可动流体、束缚流体饱和度及孔径分布等重要参数计算误差的影响,制约了核磁共振录井技术的进一步发展。通过引入核磁共振谱图分段技术(按照横向弛豫时间分段)对核磁谱图进行处理,依据重构的信号重新计算求取含油饱和度,并优选1~10 ms段含油饱和度与孔隙度建立二维解释图板,后期资料应用取得了较好的应用效果,解释符合率由75.6%提高到81.6%,提高了核磁共振录井解释评价精度,可满足现场快速识别流体性质的需要。

现行岩心录井标准中存在的问题及修订建议

目前国内制定的钻井取心、井壁取心、地质录井等标准均涉及岩心录井的部分内容,对现场岩心录井作业都有一定的指导作用。但随着非常规油气勘探开发的推进,现行标准中存在的一些试验参数不明确、含油气级别划分不精细、岩心整理方法相对落后、岩心管理信息量较少等问题也日渐显露。针对现行标准中存在的问题进行修订,为此提出的修订建议是:通过恒温定时确定岩心密闭试验最佳参数为60℃恒温加热120 min,根据不同储层性质精细划分含油气级别、制定泥页岩储层岩心含油气级别,变更岩心标号原则、打印代替手写标识,岩心卡片以“二维码”形式呈现。这些修订建议有利于提高岩心录井观察试验的科学性、减小录井成本、增加时效,促进岩心录井的信息化发展。

正演模拟在火山岩储层中的应用

火山岩储层作为油气勘探开发新领域,受到国内外学者的广泛关注。火山岩岩性、岩相复杂,横向变化大,地震波场数值模拟可以为地震资料的采集、处理和解释提供有效指导。本文在调研较为广泛文献的基础上,综述了火山岩正演模拟研究的现状,包括地质模型的建立、数值模拟方法的选择。研究认为:国内外现对于火山岩储层正演模拟没有一个普适的规律;火山岩地质建模技术尚未取得有效进展,建立火山岩岩相、火山机构地质模型进行波场模拟研究更有价值和意义;数值模拟时兼顾震源函数、边界条件可以改善地震波场信息。

渤海海域井壁取心裂解烃S_(2)烃类损失恢复回归分析

地化录井受工程、地质条件及人为因素的影响,往往造成岩石样品从井底到地表的烃类损失,不能很好地反映地下储层的真实含油气信息,因此需要一种合理准确的方法进行烃类损失恢复。针对渤海海域不同地区不同层位的岩屑值(自变量)与壁心值(因变量)之间的关系,基于最小二乘法、梯度下降法及其衍生算法,以多元线性回归和非线性回归两种方式来拟合研究区井壁取心数据。多元线性回归模型可使用标准方程法、岭回归、LASSO(Least Absolute Shrinkage and Selection Operator)及弹性网进行回归拟合,非线性回归模型可使用梯度下降法和分段函数的拟合方法。对不同回归分析方法进行分析对比可知,岭回归在计算线性关系的烃类损失方面具有较好的效果,决定系数r^(2)均超过0.7;基于岭回归分段函数拟合和非线性回归模型y=x/(b+kx)适合非线性烃类损失恢复。与传统的烃类损失恢复方法相比,使用量化的方式对研究区烃类进行恢复,更加科学全面,具有广泛的应用前景。

鄂尔多斯盆地陇东地区长8油层组物源分析

鄂尔多斯盆地陇东地区延长组沉积物来源,尤其是西部物源争议较大。为探究陇东地区延长组中长8油层组的物源,对陇东地区周缘母岩的特征、碎屑岩中轻重矿物和岩屑组合特征,以及古水流和稀土元素对比分析,对研究区长8油层组的物源进行了总结。结果表明:研究区长8油层组轻矿物、岩屑、重矿物物源分区表现出较好的一致性;油层组受多个物源控制,主要为西南和东北物源,次要为西北、西部和南部物源,各个物源在樊家川-华池-安置农场一带汇聚;延长期沉积走廊与鄂尔多斯盆地具有一定的连通性,西部物源供给以河西走廊源区为主,海源古隆起为辅,二者叠加影响。

部分多聚焦叠加方法在准噶尔盆地低信噪比地震资料中的应用

多聚焦叠加是目前已知的最佳零偏移距叠加成像方式。对多聚焦叠加方法做改进,利用得到的波场参数来提高叠前地震资料的质量。利用多聚焦波场参数做部分多聚焦叠加,对菲涅尔带内的多个相邻CMP(共中心点)道集做倾角、曲率等校正后合并为一个道集即多聚焦超道集(部分多聚焦叠加),可以补齐缺失地震道,实现叠前数据规则化,并提高信噪比,从而使得叠前道集中的同相轴尤其是来自深层的反射轴有更好的连续性,有利于识别和追踪。提高质量后的叠前道集可用于后续的速度分析、叠加、偏移等常规处理中,效果好于原始CMP道集。模型和实际地震数据的处理结果验证了该方法的正确性和有效性,该方法在低信噪比地震资料处理中将会有广阔的应用前景。

海拉尔盆地油气勘探新领域、新层系及资源潜力

海拉尔盆地是“十四五”(2016―2020年)大庆油田持续有效发展资源接替的重要领域,历经多年勘探,已在乌尔逊凹陷的苏仁诺尔构造带、乌东斜坡带和贝尔凹陷的贝中次凹、苏德尔特构造带、霍多莫尔构造带、呼和诺仁构造带及巴彦塔拉构造带等富油凹陷的主体构造提交了储量。面临剩余更加复杂的勘探对象,按照以往常规油气勘探思路已不能满足勘探发现的需要。为了搞清楚海拉尔盆地的剩余资源类型、成藏特征、潜力,基于盆内钻井岩心岩屑、测井、地震等资料,总结全层系、全盆地主力源岩分布、不同类型储层特征及源储组合特征,指出潜在资源类型、控制要素、分布模式、增储潜力。结果表明:富油凹陷的深凹区致密油、侏罗系塔木兰沟组、基岩潜山还具备较大勘探潜力,剩余资源总量达9.08×10^(8)t;已经在构造带提交的常规油藏储量1.5×10^(8)t只占总资源量的14.2%,其中致密油资源依托南屯组一段为主要源岩,源上、源下致密类型在深凹区叠置连片分布,剩余资源潜力为3.84×10^(8)t;侏罗系塔木兰沟组自生自储,近源成藏,剩余资源潜力为2.37×10^(8)t;潜山油藏通过通源断层、生油层不整合覆盖,源储侧接,内幕及表层一体化成藏,剩余资源潜力为2.87×10^(8)t。研究成果可推动海拉尔盆地及其类似断陷盆地全油气资源的高效勘探,并提供技术和勘探实践参考。

准噶尔盆地乌伦古凹陷电性结构特征

弄清准噶尔盆地乌伦古凹陷地下深部电性结构,对于准噶尔盆地乌伦古凹陷的深部油气勘探具有重要意义。综合钻井、地震、测井、地质露头观测及分析化验等资料,总结了研究区的地球物理特征,包括地层岩石密度特征、磁性特征、电性特征。在此基础上,对乌伦古凹陷的一条大地电磁测深原始时间序列的电场数据进行视电阻率曲线平滑处理和静态偏移校正处理,并采用Occam法进行反演,得到乌伦古凹陷地下10km深度范围内的电阻率剖面。依据该电阻率剖面,结合地震及钻井资料,初步确定了准噶尔盆地乌伦古凹陷地层的构造形态,发现乌伦古凹陷西北端和东南端地下存在高阻异常,且基底中存在低阻地层。研究结论对准噶尔盆地乌伦古凹陷的油气勘探具有重要的价值。

中国石油深层-超深层碎屑岩油气勘探进展与潜力

近期中国石油天然气股份有限公司在深层-超深层碎屑岩勘探领域不断获得多项重大油气发现并落实一批规模储量,展现出该领域巨大的勘探潜力。基于勘探进展与取得的地质认识,结合我国陆上含油气盆地的特点,将深层-超深层碎屑岩领域划分为前陆盆地、断陷盆地和坳陷盆地3种类型,揭示了深层具有有效烃源岩规模分布、富油更富气,以及4种成储机制控制深层优质储层发育,深层成藏要素配置关系好等特征。结合深层碎屑岩的基础地质认识、生烃及资源潜力认识、有效储层分布规律和控藏因素等新认识优选有利区带,提出未来四大攻关方向,并基于剩余资源分布特点和勘探认识,优选3类盆地的深层-超深层碎屑岩领域的十大重点区带作为下一步重点勘探目标。

四川盆地大庆探区油气勘探开发进展及前景展望

四川盆地发育海陆两大含油层系,油气资源潜力巨大,但整体探明率较低。为了顺应油气改革新形势,四川盆地部分区块于2017—2018年先后流转至大庆油田,近几年大庆油田在川渝大地不断突破思想禁区,海陆相油气并重勘探、刻苦攻关、深化认识,取得了一系列喜人成效。截至2023年底,海相下二叠统天然气已累计提交探明地质储量1114.59×10^(8)m^(3),同时计划在“十四五”(2021—2025年)和“十五五”(2026—2030年)期间在下二叠统累计提交天然气探明地质储量3000×10^(8)m^(3),为大庆探区的增储上产奠定坚实的基础;陆相凉高山组具备页岩油大面积富集成藏的条件,石油资源量为26.75×10^(8)t、天然气资源量为1.7×10^(8)m^(3),展现出亿吨级储量的勘探大场面,是寻找规模石油储量最为现实的领域;陆相须家河组致密气源储配置好、纵向叠置,形成大面积连片致密气藏,预测总有利区面积约为6200 km^(2),资源量为3.15×10^(12)m^(3),展现出万亿立方米的资源潜力,是四川盆地大庆探区未来规模增储上产的现实领域。

天然氢气研究的现状、进展及展望

化石能源导致的碳排放对环境可持续发展构成了巨大挑战,寻找低碳甚至零碳排放的清洁能源,是能源研究领域的重大科学问题和技术难题。天然氢气以其高热值、零排放和低价格的特点被视为未来最理想的清洁能源。通过分析氢气获取方式及发展趋势、天然氢气的形成及富集机理、分布特征、天然氢气形成与示踪、运移与保存理论和技术等的新进展,综合研究全球天然氢气勘探实践采用的新方法、取得的新成果,提出了天然氢气形成、保存与成藏理论、技术的关键科学问题。研究认为:天然氢气的资源量较大,形成机理多样,聚集过程复杂,勘探与开发风险较大,应加强基础理论研究,积极进行天然氢气勘探开发技术、装备研发;提出天然氢气勘探的“遥感圈方向,物探定来源,化探选目标”的工作方法;政府、行业应该在政策上予以积极支持,加强顶层设计,出台相关政策,推动天然氢气的研究与勘探开发。

论我国页岩油气的统一性

页岩油气是我国重要的油气战略资源,具有赋存于页岩层系中、自生自储的特征。2012年我国涪陵页岩气获得突破,形成了海相页岩气“二元富集”理论,即深水陆棚优质泥页岩发育是页岩气“成烃控储”的基础,良好的保存条件是页岩气“成藏控产”的关键。近年来,页岩油高效勘探开发实践表明,我国陆相页岩油同样具有“二元富集”特征。通过解剖我国典型页岩油气藏特征,将页岩油气纳入同一套成烃、成储、成藏体系中,进一步深化页岩油气“二元富集”理论内涵,形成页岩油气富集统一性新认识,并对未来深化研究趋势进行展望。研究表明:①以半深水—深水陆棚相和半深湖—深湖相为主的沉积环境是页岩油气成烃控储的基础,不仅控制着页岩的有机质丰度与类型,也控制着优质储层和有利岩相组合的分布;②稳定的构造条件、有效的顶底板封盖和页岩自封闭性共同形成的以地层超压为依据的良好的保存条件是页岩油气成藏控产的关键,为页岩油气的富集与高产提供关键保障;③页岩油气形成与富集是一个统一的动态演化体系,以热演化为主线,有序形成页岩油、凝析油和页岩气;④今后研究中重点加强常非一体化的评价思路,深化常非油气资源的分配系数,从整体的角度思考油气的分配规律。相关研究成果对深化页岩油气富集理论和指导页岩油气勘探开发具有重要的科学与实践意义。