叠复连续油气藏成因机制、发育模式及分布预测

不受浮力控制且大面积分布的油气藏自20世纪80年代被发现后受到世界各国政府和学者的高度重视,国际SPE、SPEE、WPC等权威机构将其命名为连续油气藏(continuous-type deposit),这类油气藏在美国的产量已占天然气总产量的三分之一并还在稳定增长,展现出广阔的勘探前景。广泛连续油气藏是一种非常规油气藏,它们是如何形成的?为什么内部高压油气层与低压油气层共存、早成油气藏与晚成油气藏共存、富油气区与含水区共存?这些问题长期以来困扰着国内外专家学者。研究表明:叠复连续油气藏发育于含油气盆地浮力成藏下限和油气成藏底限之间的局限流体动力场内,资源潜力大;叠复连续油气藏是局限流体动力场形成演化过程中不同阶段、不同动力机制形成的致密常规油气藏、致密深盆油气藏、致密复合油气藏等在时空上叠加复合而成,纵向上紧邻有效烃源岩层系分布;叠复连续油气藏内油气富集程度差异大,平面上受同一目的层段"近源-优相-低势"复合区控制。基于对3种致密油气藏成因机制与主控因素的揭示,建立了局限流体动力场内多要素组合控制叠复连续油气藏的形成和分布模式并研发了预测方法和评价技术。

大面积连续分布是页岩层系油气的标志特征——以鄂尔多斯盆地为例

非常规页岩层系油气资源大面积连续分布,是未来全球油气供应的重要接替领域。提出了页岩层系油气的地质内涵,即烃源层系生成、滞留或就近聚集在生烃层系内部或紧邻生烃层系的致密储集层中,利用新技术可实现工业开采的连续分布油气资源,包括源储一体型和源储紧邻型两种资源类型。鄂尔多斯盆地是致密油气、页岩油气等非常规页岩层系油气资源的有利发育区,中生界三叠系延长组、上古生界石炭系—二叠系源储接触面积大,页岩油气、致密油气主要在源内或近源大面积连续分布,具有“普遍含油气、储层致密、低压、低丰度”的典型地质特征,具有稳定平缓的构造面貌、较高成熟源岩广布式生排烃和大面积致密储层叠置分布的有利成藏地质背景,致密油气“甜点区(段)”主要受生烃中心和厚层砂岩分布共同控制,页岩油气“甜点区(段)”主要受富有机质页岩规模、热演化程度、天然裂缝等共同控制。随着页岩层系油气的深入勘探开发,以大面积连续分布为标志特征的页岩层系油气地质理论将深入发展,成为石油天然气地质学的下一次大飞跃。

连续型油气藏形成条件与分布特征

随着油气藏勘探的不断深入,岩性油气藏勘探从有明显圈闭型的油气藏,进入大规模连片储集体系的连续型油气藏;地层油气藏从东部盆底基岩潜山油气藏,进入中西部大型不整合面控制的大规模地层油气藏。根据圈闭是否具有明确界限和油气聚集分布状态,把油气藏分为常规圈闭型油气藏和非圈闭连续型油气藏两大类,明确了连续型油气藏内涵,阐述了其主要地质特征。大型浅水三角洲体系及其砂质碎屑流砂体是连续型油气藏形成和大面积分布的地质基础,成岩相定量评价是低—特低孔渗连续型储层评价的重要方法。在湖盆中心陆相沉积上,建立了以鄂尔多斯盆地长6组为代表的湖盆中心深水砂质碎屑流重力成因沉积模式,拓展了中国湖盆中心部位找油新领域;在储层评价上,以四川盆地须家河组为例,系统提出了成岩相内涵、分类和评价方法,运用视压实率、视胶结率和视溶蚀率等参数定量表征成岩相,为落实有利储集体分布提供了理论依据和工业化评价方法。中国连续型油气藏储量规模与潜力很大。

“连续型”油气藏及其在全球的重要性:成藏、分布与评价

分析国内外各种油气藏勘探和研究现状,基于油气分布共性本质特征的认识,阐述"连续型"非常规圈闭油气藏内涵与成藏特征。"连续型"油气藏指在大范围非常规储集体系中油气连续分布的非常规圈闭油气藏,其地质特征是:在盆地中心、斜坡等大面积"连续"分布,且局部富集;以大规模非常规储集层为主;非常规圈闭,储集空间大,圈闭边界模糊;自生自储为主;多为一次运移;主要靠扩散方式聚集,浮力作用受限;非达西渗流为主;流体分异差,饱和度差异较大,油、气、水与干层易共存,无统一油气水界面与压力系统;资源丰度较低,储量主要按井控区块计算;开采工艺特殊,需针对性技术。论述了湖盆中心砂质碎屑流成因及其"连续型"油藏、大型浅水三角洲低—特低孔渗及致密砂岩油气藏、煤层气以及泥页岩裂缝型油气藏等典型实例。

国外“连续型”油气藏研究进展

国外非常规油气藏的勘探开发已经初具规模,部分非常规油气藏的地质特征具备连续性。对近年来国外"连续型"油气藏文献进行了大量调研与研究,总结了国外"连续型"油气藏的提出背景以及具体含义;概括了"连续型"油气藏的地质与开发特征,认为"连续型"油气藏圈闭界限不明确,大面积普遍连续含油气,浮力不是油气运聚主要动力,资源评价使用不同于常规油气藏评价方法的FORSPAN评价模型。

塔中地区良里塔格组连续型碳酸盐岩油气藏地质特征与成因机制

根据102口探井油气测试数据以及测井、录井、岩心等资料,并结合区域地质背景和典型油气藏剖析,塔中地区良里塔格组碳酸盐岩油气藏具有储层整体致密、甜点局部发育、目的层叠置连片、油气广泛分布4大地质特征。源-储大面积紧密接触是油气近源充注机制的基础,控制了油气纵向叠置发育;断裂带是储层局部高孔渗分布的关键,控制了油气的局部高产富集;盖层普遍发育为油气藏保存提供条件,控制了油气平面广泛连片分布。综合研究表明,塔中地区良里塔格组油气藏油气来源于多套烃源岩,经过多期成藏与构造调整改造,属于构造调整改造作用下形成的叠复连续型油气藏。

辽河断陷连续型油气聚集特征及聚集模式研究

为落实辽河断陷连续型油气的分布特点,运用层序地层学的研究方法,厘定了辽河断陷构造沉积演化的旋回期次以及在其控制下的生、储、盖组合特征,分析总结断陷盆地连续型油气聚集的规律:①三级层序下的低位、水进、高位体系域的优质烃源岩为连续型油气聚集提供油气供给条件;②主成盆期发育的连续型储层成为连续型油气聚集的载体;③每个三级层序中的高位体系域泥岩为区域性盖层,为常规油气、非常规油气的形成提供良好的盖层。基于上述认识,构建了连续型油气聚集模式,并在雷家以及大民屯凹陷开展常规油气-致密油气-页岩油气的勘探部署,获得规模储量。连续型油气聚集模式研究可为同类型断陷的油气勘探提供借鉴。

鄂尔多斯盆地三叠系长6油层组“准连续型”油气藏成藏主控因素

通过鄂尔多斯盆地三叠系延长组长6油层组的构造条件、油源条件、储层条件以及油气藏类型和分布特征等成藏要素的深入研究,分析了"准连续型"油气藏成藏的主控因素.研究结果表明:长6油层组是一个倾角小于0.5°的西倾单斜,油源条件优越,储层类型主要为低孔特低渗细砂岩,孔隙度一般小于12%,渗透率小于2×10^(-3)μm^2;油气藏类型为"连续型"非常规油气藏,油气大面积准连续分布.最终确定"准连续型"油气藏成藏主要受三方面的因素影响:低孔特低渗透率的储层系统是关键;广覆式优质烃源岩与紧密接触式生储盖组合是基础;稳定的动力学背景和平缓的构造格局是重要控制因素.

连续型油气藏聚集与形成机理——以渤南洼陷中心区沙河街组四段上亚段为例

为了研究渤南洼陷中心区沙河街组四段上亚段(沙四上亚段)是常规隐蔽油气藏、还是非常规连续型油气藏的问题,对其油藏特征进行了系统分析,并与国内外连续型油气藏进行了对比。研究发现,渤南洼陷中心区沙四上亚段油气藏无底水、气-油倒置、储层致密(孔隙度为2%~10%、渗透率为0~1.0 mD)、地层压力高(压力系数可达1.6)且紧邻沙河街组三段下亚段、沙河街组四段上亚段烃源岩,具备连续型油气藏的特征及形成条件,为连续型油气藏。分析认为,连续型油气藏的形成,不仅需要异常高的生烃压力排驱油气完成初次运移,还需要在高压驱动下在储层中进行二次运移,而储层内的高压来自生烃压力的传递作用。因此,连续型油气藏的形成过程即是伴随油气充注、源-储压力趋于平衡的过程。成藏动-阻力分析认为,连续型油气藏形成的前提是源岩生烃压力超过储层中值压力,据此推导了连续型油藏形成的孔隙度下限计算公式,并计算了30多口探井的孔隙度下限值。计算结果显示,在生烃压力最大的深洼区,储层孔隙度大于4%即可成藏,与目前勘探揭示的情况一致。

“连续型”油气藏勘探现状及研究进展

笔者对近年来国内外"连续型"油气藏文献进行了大量查阅与研究,分析了国内外"连续型"油气藏的内涵和发展历史,概括了"连续型"油气藏的特征和在国内的富集区域,总结了"连续型"油气藏的类型和勘探技术。认为"连续型"油气藏圈闭界限不明确,大面积普遍连续含油气,在国内分布领域广泛,各大含油气区呈现较好的勘探前景。

柴达木盆地西部坳陷古近系全油气系统特征与油气成藏模式

基于柴达木盆地西部坳陷油气勘探实践,结合地震、钻井、测井及地球化学等资料,对柴西坳陷古近系全油气系统基本地质条件、油气分布特征、成藏运聚动力与成藏模式开展研究。研究表明:柴西坳陷发育全球独具特色的“巨厚山地式”全油气系统,围绕古近系下干柴沟组上段烃源岩层系,从盆缘向湖盆中心,平面上构造油气藏、岩性油气藏、页岩油与页岩气有序分布、纵向上叠置连片。柴西坳陷古近系全油气系统具有3方面独特性:(1)低有机质丰度烃源岩“低碳富氢”,单位有机碳生烃能力强;(2)咸化湖盆沉积巨厚,坳陷中心沉积以混源为主,岩相与储集空间纵横向变化快;(3)喜马拉雅期走滑挤压强改造,山地式全油气系统油气差异富集。柴西坳陷古近系全油气系统是源储盖与输导体系协调演化的结果,具有低碳富氢烃源岩全过程生烃、巨厚储集体全坳陷沉积、挤压走滑断裂体促进油气全方位调整、常规-非常规油气全系列分布的特征。受控于喜马拉雅期强构造运动影响,柴西坳陷经历了先拗后隆的演化过程,在湖盆中心发育广义页岩油,在超过2 000 m厚度的沉积体系中,油气连续分布于烃源岩层系内的薄层状灰云岩与紧邻生烃灶的藻灰岩中,白云石晶间孔、纹层缝与断溶体是有效储集空间。相关认识可进一步丰富和发展中国陆相湖盆全油气系统理论,并为柴达木盆地油气综合勘探提供理论指导与技术支持。

渤海海域渤中19-6构造带油气纵向连续分布形成机理研究

渤海湾盆地是中国东部重要的含油气盆地之一,2018年中国东部最大的整装凝析气田——渤中19-6凝析气田的发现,一举打开了该地区深层天然气勘探的新领域,展现了油型盆地天然气勘探的巨大潜力。本文利用气体同位素、金刚烷双质谱、饱和烃色谱-质谱、芳烃色谱-质谱等实验分析技术,深入分析了渤海海域渤中19-6构造带油气藏分布特征,并研究了该构造带“上油下气”纵向连续分布的形成机理。认为:渤中19-6凝析气田凝析油气成熟度均分布在Ro=1.50%左右,其中凝析油裂解程度较低,属于烃源岩在高成熟阶段生成的产物;烃源岩在成熟阶段生成的原生油气早期赋存于深层潜山圈闭中,后期由于受到新构造运动的影响,油藏被破坏,原油发生降解作用且向上逸散运移进入浅层圈闭中,形成渤中19-4油田;而烃源岩在高成熟阶段生成的凝析油气进入渤中19-6圈闭中,形成现今的渤中19-6凝析气田。

连续型油气藏形成条件与分布特征

在对连续型油气藏进行勘探的时候就要先进行全面的勘探,要对连续型油气藏有一个初始的了解,并在此基础上对连续型油气藏的形成条件以及连续型油气藏分布的位置及特征都要有一个了解,同时这对之后的油气储量增加和是否具有对连续型油气藏的勘探潜力都有一定的积极意义。因此,在此基础上,将对连续型油气藏的形成条件和它的分布位置以及所处位置的分布特点作出全面的分析,以此供相关人士的参考。

国产CT80钢级连续管

连续管是一种单根长度可达数千米、可反复弯曲、盘绕在卷筒上交付使用的油气管材,和传统的油气管材相比具有运输方便、效率高的独特优势,广泛应用于酸化、压裂、冲砂等多种不压井作业之中,被称为"万能管"。中国石油宝鸡石油钢管有限责任公司根据连续管服役环境,综合考虑焊接性能、抗折弯性能、疲劳性能及耐腐蚀性能,设计开发了连续管用低碳微合金钢热轧钢带,在此基础上形成了钢带对接、斜焊缝形变热处理、高稳定高精密HFW成型焊接、全管体热处理、焊缝热处理等一套具有完全自主知识产权的连续管制造技术,建成了亚洲首条连续管生产线,研制出了CT80钢级(屈服强度≥552MPa、抗拉强度≥621MPa)国产连续管。经检测评价和现场使用,产品的强度、塑性、耐蚀性、服役寿命等各项指标均达到国际先进水平。

常规与非常规油气聚集类型、特征、机理及展望--以中国致密油和致密气为例

油气勘探开发领域从常规油气向非常规油气跨越,是石油工业发展的必然趋势,二者在油气类型、地质特征及聚集机理等方面明显不同。常规油气研究的灵魂是成藏,目标是回答圈闭是否有油气;非常规油气研究的灵魂是储层,目标是回答储集有多少油气。非常规油气主要表现在连续分布、无自然工业产量。目前,常规油气面临非常规的问题,非常规需要发展成新的"常规"。伴随技术的进步,非常规可向常规转化。常规油气聚集包括构造油气藏、岩性-地层油气藏,油气以孤立的单体式或较大范围的集群式展布,圈闭界限明显,储集体发育毫米级—微米级孔喉系统,浮力成藏。非常规油气聚集包括致密砂岩油和气、致密碳酸盐岩油和气、页岩油和气等,一般源储共生,大面积连续或准连续分布于盆地斜坡或中心,圈闭界限不明显,页岩系统储集体广泛发育纳米级孔喉,浮力作用受限,油气以原位滞留或短距离运移为主。以中国重点盆地致密油和致密气为例,系统分析了其地质特征与勘探潜力。非常规油气储集空间主体为纳米级孔喉系统,局部发育微米—毫米级孔隙,其中页岩气储层孔径为5～200nm,致密灰岩油储层孔径为40～500nm,致密砂岩油储层孔径为50～900nm,致密砂岩气储层孔径为40～700nm。针对全球石油工业和纳米等技术的快速发展,提出了"纳米油气"的概念,指出"纳米油气"是未来石油工业的发展方向,需要发展纳米油气透视观测镜、纳米油气驱替剂、纳米油气开采机器人等换代技术,油气智能化时代将随之到来。

中国油气储层中纳米孔首次发现及其科学价值

油气储层孔隙可分为毫米级孔、微米级孔、纳米级孔3种类型,常规储层孔隙直径一般大于1μm。北美地区页岩气储层纳米级孔径范围为5～160nm,主体为80～100nm。在对中国非常规油气储层研究中,应用场发射扫锚电子显微镜与纳米CT重构技术,首次发现了小于1μm的油气纳米孔。其中,致密砂岩油气储层中纳米级孔隙以颗粒内孔、自生矿物晶间孔及微裂缝为主,喉道呈席状、弯曲片状,孔隙直径范围10～1000nm,主体为300～900nm;页岩气储层纳米级孔隙以有机质内孔、颗粒内孔及自生矿物晶间孔为主,孔隙直径范围5～300nm,主体为80～200nm。纳米级孔是致密储层连通性储集空间的主体。纳米级孔隙系统的发现,改变了微米级孔隙是油气储层唯一微观孔隙的传统认识,为认识常规油气局部富集,非常规油气连续聚集的地质特征、研究连续型油气聚集机理、增加资源潜力具有重要的科学意义。

纳米油气与源储共生型油气聚集

在对比非常规油气与常规油气类型、地质特征及勘探技术的基础上,提出"纳米油气"的概念,指出"纳米油气"是未来石油工业的发展方向。纳米油气是指用纳米技术研究和开采聚集在纳米级孔喉储集系统中的油气,纳米油气主要分布在烃源岩层及与其大面积紧密接触的近源致密储集层系中,涵盖了页岩油、页岩气、煤层气、致密砂岩油、致密砂岩气、致密灰岩油等,储集层孔喉直径一般为纳米级;油气水在纳米孔喉中渗流能力差,相态分异难,主要依靠超压驱动,油气被滞留吸附,在源储共生致密层系中大面积连续分布。中国含油气盆地发育源储共生型致密层系、碳酸盐岩缝洞层系、火山岩缝洞层系、变质岩裂缝层系等多种类型油气聚集层系,其中源储共生层系油气聚集位于盆地中心或斜坡部位,源内或近源层状大面积聚集,是资源分布的主体和未来发展重点领域。以鄂尔多斯盆地和四川盆地源储共生型油气聚集为典型实例,提出连续型油气"两线一区"(即源储共生层系油气聚集顶底界线、油气连续聚集边界线、"甜点"分布核心区)评价方法。

中国非常规油气勘探与研究新进展

全球油气勘探目标的转移和石油地质学的发展,具有从毫-微米孔喉的圈闭油气,逐渐向纳米孔喉的连续型油气聚集发展的趋势。近十年非常规油气资源在全球能源格局中的地位愈发重要,致密气、煤层气、重油、沥青砂等已成为勘探开发的重点领域,致密油成为亮点领域,页岩气成为热点领域。中国致密气、页岩气、致密油、煤层气等非常规油气资源勘探开发取得重要突破,油页岩、天然气水合物、油砂矿等有重要进展。中国非常规油气研究也取得重大进展,陆相敞流湖盆大型浅水三角洲砂体、湖盆中心砂质碎屑流沉积和湖相碳酸盐岩等,提供了湖盆中心储集体形成和分布的理论依据;创新发展了连续型油气聚集理念,明晰了连续型油气聚集的10个基本地质特征和2项关键标志,为大面积非常规油气规模勘探开发奠定了理论基础;系统表征了致密油气储层的纳米级微观孔喉结构,首次发现了纳米孔喉中油气的赋存,推动了纳米孔喉中油气流动机制和分布规律的研究。随着全球石油工业和纳米等技术的快速发展,提出了"纳米油气"概念,并指出这是未来石油工业的发展方向,需要发展纳米油气透视观测镜、纳米油气驱替剂、纳米油气开采机器人等换代技术,油气智能化时代即将到来。

含油气致密储层纳米级孔喉特征及意义

从毫-微米级孔喉圈闭油气,向微-纳米级孔喉连续型油气延伸,是油气储层地质研究的趋势,加强对非常规油气储层微观表征研究意义重大.应用场发射扫描电镜和纳米计算机断层扫描重构等先进技术,在含油气致密泥页岩、砂岩和灰岩储层中发现孔径小于1μm的纳米级孔喉系统普遍发育.研究发现,在非常规源储共生层系油气储层内,纳米级孔喉是储集空间的主体,占储集空间总体积的70%~80%,微米到毫米级孔隙、裂缝等储集空间仅局部发育.非常规油气致密储层主体孔径为20~500 nm,其中页岩气储层孔径为5~200 nm,页岩油储层孔径为30~400 nm,致密灰岩油储层孔径为40~500 nm,致密砂岩油储层孔径为50~900 nm,致密砂岩气储层孔径为40~700 nm.油气水在纳米级孔喉系统中,渗流能力差,油气被滞留吸附,在源储共生层系中大面积连续分布,泥页岩烃源层中可能滞留了占总生烃量30%~40%的油气资源,近源致密砂岩、灰岩等储层中可能聚集了20%~30%的油气资源,纳米级孔喉储集空间中很可能聚集了超乎想象的巨量油气资源.非常规致密储层中纳米级孔喉系统的发现,改变了对油气储层微观孔隙空间的传统认识,对认识非常规源储共生层系油气连续聚集的地质特征,拓展资源潜力有重要战略价值.

非常规油气地质学建立及实践

非常规油气地质学理论是世界石油工业从常规油气向非常规油气跨越的一次理论飞跃。紧密结合中国特殊地质背景和油气工业条件,经过10年不懈攻关,通过构建细粒沉积学、非常规油气储层地质学、非常规油气成藏地质学、非常规油气开发地质学、常规—非常规油气"共生盆地"发展战略等学科内容,基本形成非常规油气地质学理论体系框架。非常规油气地质学理论,是世界页岩油和气、致密油和气等典型非常规油气工业发展的理论基础,引领推动了石油地质学科发展、行业标准制定、国家实验室建设和专业人才培养,有效推进了我国致密油和气、页岩油和气等非常规油气资源的工业勘探开发。非常规油气地质学科在未来油气资源综合利用、能源结构科学预判、复杂问题创新解决等方面,仍有发展空间。