古龙页岩油勘探开发进展及发展对策

古龙页岩油是继常规油之后最为现实的接替资源,目前已经成为大庆油田增储上产的主要领域。通过系统阐述古龙页岩油勘探开发历程和分区带落实资源潜力,为古龙页岩油未来发展制定合理规划。结果表明:古龙页岩油主要经历了勘探评价、先导试验和扩大试验3个勘探开发阶段;富有机质页岩具有面积广、厚度大、生油能力强等特点,页岩油富集的物质基础雄厚;古龙页岩油纵向上主要富集于下油组(Q_(1)―Q_(4)油层)和上油组的Q_(9)油层,平面上具有全盆地分布的特征,在古龙凹陷深凹区地质条件最为优越;按照轻质油带核心区―斜坡区―稀油带―低熟页岩油的规划,逐步对古龙页岩油实施勘探研究及开发动用;基于原生源储的富集规律,建立了原位成藏理论,古龙页岩油提交了12.68×10^(8)t的预测地质储量及2.04×10^(8)t的探明地质储量,指导了国家级示范区及全国重点实验室建设;应用体积法估算轻质油带Q9油层资源量为9.6×10^(8)t,轻质油带Q_(2)―Q_(8)油层整体资源量为38.8×10^(8)t,三肇地区稀油带资源量达11×10^(8)t以上,能够有效支撑古龙页岩油革命行动目标。通过加强理论研究,推动技术进步,推进管理创新,实现降本增效,古龙页岩油必将成为大庆油田资源接续和百年油田建设的重要领域。

松辽盆地古龙页岩油富集规律及有利区分布

近年的勘探开发实践已经证实松辽盆地白垩系发育的页岩油资源潜力巨大,但页岩油富集规律不清、有利区分布不明的问题制约了古龙页岩油勘探开发的快速推进。基于古龙全区多口井的取心及全面实验分析,系统开展页岩油含油性、储集性以及动用条件分析,明确页岩油富集分布规律,建立有利区划分标准,系统评价了松辽盆地齐家−古龙凹陷页岩油有利区。结果表明:沉积背景控制了页岩矿物组分及薄夹层岩性纵向上的规律性;明确了烃源岩丰度及热演化程度控“油”,有机质生烃演化及成岩演化控“储”,核磁可动孔隙度和脆性矿物含量控“动用”的富集可动主控要素。古龙页岩油纵向上在下部的Q_(1)—Q_(4)油层以纯页岩为主,含油性最好,但黏土矿物含量最高,工程品质较差,一类有利区主要分布在齐家-古龙凹陷北部及南部的部分区域,二类有利区基本覆盖齐家-古龙凹陷,分布面积最大;中部的Q_(5)—Q_(7)油层为页岩夹薄层白云岩,含油性中等,工程品质中等,核磁可动孔隙度最低,一类有利区部分发育于齐家−古龙凹陷北部,面积最小,二类有利区分布与R_(o)>1.2%范围相近,面积小于Q_(1)—Q_(4)油层;Q_(8)—Q_(9)油层岩性为页岩夹薄层粉砂岩,含油性较好,黏土矿物含量相对最低,工程品质最好,核磁可动孔隙度最大,可动条件最好,一类有利区分布面积最大,R_(o)>1.2%范围内基本均有分布,二类有利区分布与Q_(8)—Q_(9)油层相似。研究成果可为古龙页岩油的下一步勘探开发提供理论指导。

大庆油田地热资源潜力及开发利用方向

随着碳达峰、碳中和目标的提出,大庆油田大力推动新能源业务发展,确定了“清洁替代、战略接替、绿色转型”三步走战略,“十四五”期间力争实现可再生能源利用总量达到油田总耗能量的35%以上,地热资源是实现“清洁替代”的现实领域。松辽盆地北部平均地温梯度3.8℃/100m,是中低温传导型热盆,纵向上发育三种热储层类型,第一种类型以青二三段和姚家组含水砂岩为主,深度1000~2000m,地层温度40℃~80℃;第二种类型以泉二段及以下致密层为主,深度2000~3500m,地层温度80℃~150℃;第三种类型以基底花岗岩为主,深度3500~6000m,地层温度大于150℃,具备“清洁替代”的潜力和基础。地热水采用砂岩回灌技术实现采灌平衡、地热能采用和密闭管道方式实现循环取热,达到民用供暖和生产用能清洁替代的目标,真正实现“取热不取水”。

地震相分析技术在储层沉积特征研究中的应用探讨

通过将地质资料与地震资料相结合,纵向以单井相为依据,横向上应用波形聚类分析技术进行地震相预测,并以吐哈盆地葡北—火西地区为例,对其主要目的层的沉积微相进行了系统的精细刻画与研究,确定了沉积相(微相)的时间和空间分布。研究表明,在地质资料的基础上应用地震属性分析可以较好的应用于沉积环境的识别,波形聚类地震相分析对于识别不同沉积环境砂体类型较为适用,井震互验是沉积体系分析和解释的有效手段。

松辽盆地古龙页岩岩相特征与成因

为深化松辽盆地古龙页岩岩相特征及成因认识,以钻井资料为基础,利用岩心观察、薄片鉴定、元素分析等手段,深入分析页岩岩相类型、地质特征、时空展布特征,并结合有机地化分析,探讨松辽盆地北部古龙页岩优势岩相的类型及分布特征。研究认为:按照“有机质丰度+沉积构造+岩石类型”的分类原则,可将松辽盆地北部青山口组页岩岩相划分为5大类11亚类,即页岩相(高有机质层状页岩相、高有机质纹层状页岩相、中有机质纹层状页岩相、低有机质纹层状页岩相)、泥岩相(高有机质块状泥岩相、高有机质纹层状泥岩相、中有机质纹层状泥岩相、低有机质纹层状泥岩相)、粉砂质岩相、灰质岩相及云质岩相;各类岩相分布呈现环带状特征,有利于页岩油富集的优势岩相(高有机质层状页岩相、高有机质纹层状页岩相)分布在齐家—古龙凹陷及长垣西侧带;松辽盆地青山口组为温暖湿润的古气候,大规模湖侵形成了陆源输入弱、缺氧、强还原的淡水—微咸水沉积环境,为有机质的富集以及页岩储层的形成提供了良好的背景条件。研究成果丰富了松辽盆地成熟页岩油勘探理论,为松辽盆地北部页岩油有利富集区优选、井位部署提供了理论依据。

隐蔽油气藏形成的主控因素分析——以吐哈盆地葡北—葡萄沟地区为例

葡北东斜坡、葡萄沟地区长期位于油气运移的指向区,储层发育、油源条件好,展示了位于葡北-葡萄沟地区的隐蔽油气藏具有较大的勘探潜力。该区低幅度构造圈闭和隐蔽油气藏形成应该具备以下地质条件:①储层物性控制圈闭的有效性,储层物性是油气注入的先决条件;②近源的砂体圈闭有利于油气藏的形成;③与构造或断层配置关系良好的圈闭形成复合型油气藏;④薄砂层发育的相带有利于油气藏的分布。

松辽盆地北部齐家地区青山口组二段互层型泥页岩油富集主控因素

松辽盆地北部齐家地区青山口组二段沉积环境为三角洲前缘—半深湖,其岩性主要为厚层泥页岩夹薄层粉砂岩。泥页岩R o>0.75%,处于成熟阶段,形成成熟泥页岩层夹粉砂岩储层互层分布的储集模式,为典型的互层型泥页岩油。通过岩心宏观描述、微观实验分析,结合油藏精细解剖,明确了互层型泥页岩油分布特征和泥页岩油富集主控因素。研究表明:齐家地区青山口组二段互层型泥页岩油横向上呈层状连续分布、连续性好,纵向上多层发育,单层厚度为1~4 m,累计厚度为10~50 m;优质烃源岩发育是泥页岩油富集前提,为泥页岩油富集提供丰富的物质基础;源储一体的组合模式是泥页岩油富集关键,为泥页岩油持续聚集提供充足动力;沉积微相控制不同成因砂体储集性能和含油程度,河口坝、远砂坝、叠置席状砂发育,单层厚度大,储层物性好、孔喉连通性好,纵向上错叠连片分布,油气富集程度高,单井产量高。研究成果为落实甜点层系和甜点区分布指明了方向。

利用油气勘探资料勘查铀矿的几点认识:以松辽盆地北部铀矿勘探为例

松辽盆地北部具有优异的砂岩型铀矿勘探潜力,为了快速圈定有利勘探区,通过复查油气钻孔放射性测井资料中高伽玛放射性异常,结合油田地质及地震资料,综合分析铀源、构造、沉积、水动力、古气候、还原体等基本成矿条件的时空配置关系,构造反转作用形成剥蚀天窗,局部发育区域性古层间氧化带,含氧水在灰绿色地层中流动,促使铀的迁移和富集,并在氧化带前锋线及其附近沉淀,形成砂岩型铀矿床。四方台组和嫩江组上部砂岩是层间氧化带砂岩型铀矿床重点找矿层位,西部斜坡区、大庆长垣及周边地区和朝长地区为有利找矿区。

松辽盆地古龙凹陷青一段细粒沉积岩旋回地层分析及沉积充填响应特征

细粒沉积岩特别是页岩因其具有巨大的油气资源潜力而成为备受各国重视的研究领域,已经成为世界能源领域的重要发展方向。细粒沉积岩粒度细小、微观构造复杂、沉积旋回界面识别困难,矿物组分变化及有机质富集的主控因素也不够清楚,严重制约了页岩油勘探的快速推进。旋回地层学通过岩性组合识别、频谱分析、小波分析、滤波和调谐等方法可识别米兰科维奇旋回信号,建立高精度旋回地层格架,是解决细粒沉积岩旋回界面识别的一种有效方法。综合利用岩心精描及分析化验资料,对松辽盆地北部古龙凹陷青一段开展以米兰科维奇理论为指导的天文旋回研究及沉积充填响应特征分析。研究结果表明,古龙凹陷青一段可划分为3个长偏心率旋回、10个短偏心率旋回和26个斜率旋回。整体上超长偏心率与古气候的周期性变化具有良好的对应性,长偏心率旋回与矿物组合、白云岩发育和有机碳富集具有良好的对应特征,短偏心率和斜率旋回与矿物组合、白云岩、有机碳的内幕变化期次具有明显的匹配关系。研究成果为湖相盆地内部非常规油气勘探提供了理论依据。

页岩中固体沥青的识别、演化路径及地质意义——以松辽盆地白垩系青山口组一段为例

在梳理国内外页岩固体沥青研究现状的基础上,以松辽盆地白垩系青山口组一段富有机质页岩为例,对固体沥青的定义、分类、赋存形式和演化路径进行深入研究,探讨固体沥青对成熟度的指示意义及其对储集空间发育的影响。研究表明:①原生显微组分类型差异是造成固体沥青演化路径不同的主要原因,油前沥青多为原位固体沥青,而油后沥青和焦沥青则多为迁移固体沥青;②在未成熟—生油阶段早期,沥青质体、镜质体、惰质体可通过光学特性观察与固体沥青进行区分,藻类体可通过荧光特征与固体沥青进行区分;③扫描电镜下可有效识别原位和迁移固体沥青,受脂族结构减少、芳构化增强的影响,固体沥青反射率随着镜质体反射率的增加而呈线性增加;④生油窗内的固体沥青主要发育残留孔、脱气裂缝和气泡孔3种次生孔隙类型,高成熟阶段的焦沥青发育海绵状孔隙;⑤扫描电镜结合激光拉曼光谱等原位分析技术的应用,可以反映不同类型固体沥青的结构信息,用于有机质迁移路径、动力等微尺度研究。

松辽盆地北部热储有利区分布特征

松辽盆地是一个大型中低温地热场盆地,蕴藏丰富的地热资源,平均地温梯度为3.8℃/100m。盆地内发育上下2套热储体系,下部热储体系由泉头组三段、四段地层构成热储层,埋藏较深,地层温度较高,热储较发育,以青一段泥岩和泉二段泥岩为上下隔水层。上部热储体系由青山口组的青二三段和姚家组地层构成热储层,埋藏较浅,以嫩江组一段、二段泥岩和青一段泥岩为上下隔水层。结合盆地构造特征、沉积和地温场特征,对地层埋深、砂岩展布及厚度、储层物性特征和探井测温等资料综合分析研究,确定下部热储体系有利开发利用区位于大庆—泰康—林甸—青冈、大安—镇赉两个区域;上部热储体系开发利用有利区位于大庆—林甸、肇东—青冈—望奎、双城—哈尔滨3个区域。

废弃油井直接换热技术及应用效果评价

基于呼伦贝尔地区的地下地质特征,在工作区内选取深度、井身结构和套管程序都适宜的废弃油井,依据《浅层地热能勘查评价规范》将底部射孔层位进行封堵改造,实现了超导液闭式循环,达到了深井直接换热的目的.通过对区内ZK1油井的直接换热试验,经稳定测试取得了单井换热功率约162 kWh,每延米换热量为90 W的良好应用效果.ZK1油井直接换热改造的成功,标志着废弃油井直接换热改造是可行的,并总结了一套改造技术流程及取热利用方案,同时为类似改造工程积累了值得进一步推广的经验,为清洁能源地热的利用开辟了一条新的途径.

页岩油原位成藏过程及油藏特征——以松辽盆地古龙页岩油为例

为了搞清古龙页岩油成藏过程及油藏特征,指导古龙页岩油勘探开发,利用大量岩心实验分析数据,分析页岩形成的古沉积环境,通过观察大量扫描电镜照片,深入分析有机质赋存状态。以封闭体系低熟页岩生烃热模拟实验为基础,结合成烃—成岩—成储耦合过程研究,系统分析古龙页岩油成藏过程,从而明确其油藏特征。结果表明:(1)青山口组古沉积环境优越,层状藻是古龙页岩有机质的主要来源,古龙页岩原始有机碳含量高,平均在3.0%以上,奠定了页岩油生成的物质基础;(2)古龙页岩有机质主要有3种赋存状态,第1种为有机质和黏土等无机矿物呈互层状分布,第2种为有机质受挤压后在无机矿物粒间赋存,第3种为有机质在黏土矿物层间吸附沉积,有机质的不同赋存状态为古龙页岩的普遍含油奠定了结构基础;(3)古龙页岩油的成藏演化主要经历了压实—大量生烃前阶段、大量生烃阶段、原油裂解等3个阶段;(4)古龙页岩油藏具有大面积连续立体式分布、纯油油藏、压力系统稳定且与埋深关系密切、原油密度和原油黏度受成熟度控制且在平面上呈环带状变化等4个特点。研究成果明确了古龙页岩油成藏过程以及油藏特征,为松辽盆地北部古龙页岩油有利富集区优选以及开发方案设计提供了理论依据。

双河油田核三段储层非均质性研究

双河油田目前己经进入中高含水期和产量递减阶段,大量可动原油采不出来的问题,运用统计学方法研究了双河油田的储层层间非均质性、层内非均质性和平面非均质性,统计学方法较实用,直观,操作简便等特点,并且能定量地研究储层非均质程度。得出双河油田存在较严重的层内非均质性和层间非均质性,具有中等程度的平面非均质性。