未来接替能源——天然气水合物面临的挑战与前景

天然气水合物作为新型化石燃料展现出巨大的资源潜力,如何科学地估算全球天然气水合物资源量与安全而经济地开采天然气水合物是全世界关注的焦点。文章在系统地分析了全球气水合物研究4个发展阶段认识的基础上,结合笔者对中国南海天然气水合物近20年的研究经历,明确了中国南海天然气水合物赋存的构造背景复杂、沉积过程与类型多样、表征难度大等多种难题。指出了天然气水合物研究面临的6个地质问题与瓶颈:新近系层序地层划分的成因性对比、稳定带厚度与水合物赋存机理、陆缘水动力背景复杂且沉积类型多样、水合物分布与沉积响应间的关系、构造运动对水合物的聚散控制以及水合物成藏模式与判识评价体系;探讨了目前天然气水合物资源量估算过程中存在的优缺点以及试采仍需要攻关的关键理论与技术问题。从地质角度回答了油峰到来的预期与天然气水合物作为接替能源的可能性与前景,指出中国南海的地质特点与天然气水合物的分布规律,明确提出了天然气水合物研究既不可盲目性乐观、也不可强制性悲观的学术观点。

草舍泰州组油藏CO2混相驱效果及二次气驱可行性研究

草舍泰州组油藏CO2混相驱提高采收率项目是国内较为成功的项目之一。针对一次混相驱后剩余油分布复杂、后期气窜严重等问题,开展二次混相驱的可行性研究。金相显微镜下观测真实岩心CO2混相驱的流动过程具有微观分维的特征,剩余油以薄膜状、孤立点珠状附着在岩石孔隙表面,CO2二次混相驱油效率为93.40%,比一次混相驱油效率提高9.73%;密闭取心显示平均残余油饱和度为30.8%,Ⅲ油组潜力较大。设计二次混相驱油可行性方案,采用分层系开发动用底部油藏,高部位注气抑制重力超覆,水气交替减缓气窜,全过程防窜调整剖面等方式,预计可进一步提高采收率8%~10%。

页岩纹层结构分类与储集性能差异——以四川盆地龙马溪组页岩为例

纹层结构研究对页岩系统储层有效性评价具有重要意义。以四川盆地海相志留系龙马溪组页岩为例,综合利用成像测井、光学显微镜、场发射扫描电镜、孔隙度测定、氮气吸附及含气量测试等方法,明确了龙马溪组不同尺度纹层结构特征,评价了不同纹层结构储集性能的差异。龙马溪组发育水平等厚纹层结构—中粗纹层组合、水平—小型波状纹层结构—中粗纹层组合、水平不等厚纹层结构—薄纹层组合及块状无纹层组合;纹层成分主要为包括石英、碳酸盐、有机质与黏土矿物的三类组合,碳酸盐纹层的有机质孔隙和无机质孔隙相对发育;纹层状页岩与块状泥岩在孔隙类型、孔隙体积、有机质丰度及含气量等方面具有明显差异。总体来看,中粗纹层组合页岩储层性质优于薄纹层组合页岩优于块状泥岩,是龙马溪组优先勘探的目标。下一步研究应重点加强纹层结构形成的水动力学背景、对有机质富集及储层可改造性等方面的影响。相关认识可为深化四川盆地龙马溪组有利储层优选与评价提供重要的参考和技术支持。

深层海相页岩储层精准评价与开发选层的评价体系问题评述

深层页岩是我国页岩气资源进一步发展的潜力目标,勘探开发潜力巨大。深层页岩储层埋深大,地层环境相对极端,高温高压和储层特征的差异导致了压裂开发效果受限,成本显著增加,容错率低,深层页岩的精细评价与精准选层的重要性日益突出。深层页岩宏观均质性增强,但小尺度微观非均质性增强。储层物质组分、孔隙特征、物性和岩石结构等与中浅层页岩差异显著。具有优质物性与含气性的储层受控因素不同,闭合应力较高,流体流动性受限因素多,导致过去常用的储层评价指标、评价参数以及评价方法适用性变差。深层页岩经历了较强的成岩演化改造,在深层页岩地质条件下,具有过量石英来源的过量硅层段可以形成脆性矿物骨架,有效地保护孔隙。孔隙保护机制以及与富有机质层段的叠合是判断优质页岩储层的重要依据。对深层页岩储层开展精准评价预测,需要更新对优质储层发育控制影响因素的认识,增强评价参数指标建设的逻辑性、体系性和动态性,将沉积构造、孔隙保护机制、多因素耦合和非均质性等纳入评价参数体系。针对深层页岩储层评价与开发中在精准选层与预测方面遇到的实际问题,该文结合勘探开发与地质工作经验,在评述发展进展的基础上提出新思路与建议,为相关地质工作者提供参考。

准噶尔盆地春光区块岩性圈闭识别技术及应用效果

春光区块主要目的层沙湾组为一向北抬升的单斜构造,圈闭类型主要为岩性、地层圈闭,含油砂体为泥包砂背景下的滨浅湖滩坝相砂体,储集层薄,岩性变化较大。为了在该区寻找可靠的岩性圈闭,从单井层位标定入手,利用正演模型技术分析储集层的地震响应特征,利用三色混频处理技术计算出混频属性体,利用地层切片技术描述沙湾组的沉积体系和储集层的砂体展布。利用多井约束反演精细刻画储集层层间关系,共发现圈闭线索46个。在圈闭综合评价的基础上,共部署探井和评价井15口,其中CG2,CG2-1,CG2-2,CG2-6,CG10等多口井获得工业油流,新增石油地质储量2000×10~4 t。

从地层记录的时空有序性解读地层学发展

自20世纪70年代以来,随着多重地层划分理论的提出和各种测试方法、手段的应用,一系列地层学分支学科开始出现。众多的地层学的分支学科极大地开阔了地层学研究领域,使地层学理论百家争鸣,向着多侧面、多层次和多尺度的方向发展,但较为专一的研究对象也使其趋向碎片化。因而,重新回顾地层学的发展历程,发现依据不同特征和属性建立的地层单位之间的关联,将趋向碎片化的地层学作为一个整体进行思考很有必要。就此从时空有序性的角度,系统总结和梳理了地层记录的不完备性、穿时性、旋回性、非渐变性和不可逆性。发现在地层记录中,尽管岩性变化、生物变化、物理变化和化学变化并不是严格地统一到时间变化中,但它们在时间和空间中的分布是有序和有规律的,是虽然不具备等时性但具备时间秩序性的沉积体。从下老上新的斯坦诺地层三定律,到空间上毗邻关系可以转化为时间上相随历史的瓦尔特相律,地层学不仅用上、下、左、右表达空间概念,也揭示其时间属性;不整合刚提出时仅仅是一个构造概念,是褶皱幕或造山幕导致的地层关系在空间上的不协调,但现今却包含了更多的时间属性,定义为地层记录的长时间缺失;地层旋回一开始是对地层重复性的描述,但随着第四纪米兰科维奇旋回的研究,证实它与沉积层序都是天文节律(时间)的产物。在复杂的地层记录中发现和恢复其有序的时空关系,揭示地层记录的时空有序性成为了地层学所有分支学科共同面临的主题,也使其相互交融。

页岩油地质评价实验方法现状、挑战与发展方向

中国陆相页岩油资源丰富,已成为国家战略性资源。作为源内油气资源的典型代表,页岩油具有“原生源储”的富集特征,在微米—纳米级孔-缝系统内油气赋存与产出机理复杂。基于实验室的装置创新与技术革命是推动陆相页岩油理论创新、规模勘探与有效动用的重要助力。通过系统梳理细粒沉积与有机质富集、岩石结构与矿物组成、微米—纳米级孔-缝系统、流体赋存与可动流体、可压性与裂缝扩展等涉及页岩油地质评价热点领域的研究进展和主要认识,提出页岩油地质评价的实验方法要实现从烃源岩向储层、从生烃能力向储烃能力、从排烃能力向产烃能力的转变。当前,页岩油地质评价实验技术的发展面临3方面挑战:(1)细粒沉积矿物成分复杂,不同尺度储层准确表征难度大;(2)页岩储层在有机-无机复合作用控制下的孔隙演化和烃类赋存机理复杂,油气可动性评价难度大;(3)实验室难以完全复制地下真实的地质条件,实验评价的准确性有待提高。页岩油地质评价实验方法的下一步研发重点包括加强原位、精细化、跨尺度实验装置与评价方法的研发,加强页岩关键属性动态演化评价方法以及现场实验室建设与地质工程一体化技术的研发,以提高实验室表征精度、预测精度与现场应用力度。相关研究和认识预期可为页岩油地质评价提供技术支持,并为陆相页岩油富集理论深化研究和可动性评价技术创新提供借鉴。