鄂尔多斯盆地石炭系本溪组煤岩气地质特征与勘探突破

通过对鄂尔多斯盆地石炭系本溪组煤岩分布、煤岩储层特征、煤质特征、煤岩气特征以及煤岩气资源和富集规律等方面开展系统研究,评价其勘探潜力。研究表明:①煤岩气是有别于煤层气的优质天然气资源,在埋深、气源、储层、含气性、碳同位素组成等方面具有独特特征;②本溪组煤岩分布面积达16×10^(4)km^(2),厚度2~25m,以原生结构的光亮和半亮煤为主,挥发分和灰分含量低,煤质好;③中高阶煤岩TOC值为33.49%~86.11%,平均值为75.16%,演化程度高(Ro为1.2%~2.8%),生气能力强,气体稳定碳同位素值高(δ^(13)C_(1)值为-37.6‰~-16.0‰,δ^(13)C_(2)值为-21.7‰~-14.3‰);④深层煤岩发育气孔、有机质孔和无机矿物孔等基质孔隙,与割理、裂缝共同构成良好储集空间,储层孔隙度为0.54%~10.67%,平均值为5.42%,渗透率为(0.001~14.600)×10^(-3)μm^(2),平均值为2.32×10^(-3)μm^(2);⑤纵向上发育5种煤岩气聚散组合,其中煤岩-泥岩聚气组合与煤岩-灰岩聚气组合最为重要,封闭条件好,录井全烃气测峰值高;⑥构建了广覆式分布的中高阶煤岩持续生气、煤岩基质孔和割理裂缝规模储集、源-储一体赋存、致密岩盖层密闭封堵的煤岩气富集模式,存在煤岩侧向尖灭体、透镜体、低幅度构造、鼻状构造和岩性自封闭5种高效聚气类型。⑦依据煤岩气地质特征评价划分出8个区带,估算埋深超过2000m的煤岩气资源量超过12.33×10^(12)m^(3)。上述认识指导风险勘探部署,两口井实施后分别获得工业气流,推动进一步部署预探井和评价井,获得规模突破,提交超万亿方预测储量和超千亿方探明储量,对中国天然气效益增储和高效开发具有重大意义。

鄂尔多斯盆地延长组等时地层对比方案与沉积新认识

鄂尔多斯盆地三叠系延长组石油年产量超3500×10^(4)t,然而该主力产层现行的“标志层约束、油层组等厚劈分”划分方案,在油气勘探开发实践中受到挑战。作者利用不同沉积体系长7油层组内凝灰岩定年数据和盆地庆城北地区新采集的高品质三维地震数据体,开展同位素年代学研究和钻井资料约束下的高精度地震地层解释。锆石定年结果表明盆地东南部长7油层组属于中三叠世,锆石ID-TIMS定年可实现不同沉积体系高精度地层对比。同时,在庆城北三维工区延长组长2油层组底至长73油层组顶解释识别出11个前积地质体,刻画出长7油层组中6个前积体进积演化规律。针对延长组陆相地层等时划分难点,提出建立不同物源体系长7油层组高精度地层定年“锚点”,利用提频地震数据与测井小层对比“穿线”,重新划分高频层序“格架”,建立延长组地层“等时”对比方案。该研究有助于延长组油藏分布规律的认识,也为其他陆相湖盆沉积演化和地层等时对比提供了可资借鉴的范例。

鄂尔多斯盆地奥陶系下组合天然气成藏条件与勘探方向

利用钻井岩心、测井、地震等资料开展烃源岩、储集层评价,并通过天然气同位素组成、天然气组分、流体包裹体分析,开展天然气成因识别等工作,研究鄂尔多斯盆地深层奥陶系下组合膏盐岩相关地层的天然气成藏条件。结果表明,①下组合天然气为来自海相烃源岩的高热演化干气,其天然气甲烷碳同位素组成偏轻、乙烷碳同位素组成偏重。天然气组分判识结果是原油裂解气。烃类流体与硫酸盐发生过硫酸盐热化学还原反应,依据是岩心中见到硫磺晶体,天然气中发现硫化氢,烃类及硫化氢流体包裹体广泛发育。②奥陶系下组合环绕盐洼带大面积发育泥质岩,累计厚度为20~80 m。有效烃源岩大多为富有机质纹层泥质岩或者藻团块、藻云岩,有机碳测试含量主体范围为0.1%~0.5%,平均值为0.31%,最高可达3.24%。有机酸盐恢复后平均有机碳含量可达0.58%,表明烃源岩具备较好供烃潜力。③沉积期古隆起控制储集层分布。中央古隆起东侧发育乌审旗—靖边继承性次级古隆起,神木—子洲附近发育厚层盐岩形成的低隆,均控制准同生颗粒滩白云岩储集层分布。膏盐岩咸化环境对储集层发育具有促进作用。下组合发育白云岩晶间孔型、溶蚀孔型和裂缝型3类储集层,其中晶间孔和溶蚀孔为主要储集空间。④下组合发育致密碳酸盐岩和膏盐岩两类盖层,分别控制形成两类生储盖组合。总体是海相源岩供烃、滩相灰云岩储集、小微断裂输导、构造-岩性圈闭聚集的成藏模式。⑤下组合马家沟组三段和四段是重要目的层,平面上乌审旗—靖边次级古隆起和神木—子洲低隆是白云岩与灰岩交互过渡带,隆起带东侧发育致密石灰岩,利于形成岩性上倾遮挡气藏,近期两口风险井钻探效果良好,表明两个隆起带是重要勘探方向。

鄂尔多斯盆地西缘沉积环境与储层特征

近年来,鄂尔多斯盆地西缘是油气增储上产的潜力区,但较低的研究程度对下步油气勘探造成障碍。在沉积演化环境分析的基础上,对重点层段储层特征进行了描述,在横向及纵向上划分出了物性较好的储集体。研究表明:下古生界的奥陶系主要发育台地边缘相的礁滩、潮坪相的砂屑白云岩沉积,储层非均质性强,局部发育薄层高渗储层;上古生界的石炭-二叠系主要发育滨海-三角洲相碎屑沉积,具规模成藏潜力;中生界主要发育河流-三角洲相的碎屑沉积,以长石砂岩和岩屑长石砂岩为主,部分层段发育较好储集体,属中-低孔、低渗储层。总的来说,鄂尔多斯盆地西缘存在较优质储层,可进行更深入的有利区带评价及勘探部署。

鄂尔多斯盆地奥陶系地层划分与对比研究

奥陶纪鄂尔多斯盆地受华北海、兴蒙洋、秦祁洋以及贺兰海多重影响,沉积格局十分复杂,单一的地层划分与对比方法难以建立全盆地年代等时地层格架。在借鉴国、内外海(陆)相地层划分与对比方法基础上,结合鄂尔多斯盆地奥陶系自身特点,建立了一套适用于该区的地层划分与对比技术流程。该技术流程共5个模块(简称"五步法"),其中古生物地层是基础,重要地质事件是标志,层序界面识别是关键,地球化学数据是补充,井-震结合一体化解释是核心。应用该套技术流程对盆地奥陶系地层进行了重新划分与对比。结果显示,奥陶系主要发育3统6阶,其中冶里组和亮甲山组对应下统特马道阶,马一段—马三段对应下统弗洛阶,马四段和马五段下部对应中统大坪阶,马五段上部和马六段对应中统达瑞威尔阶,平凉组对应上统桑比阶,背锅山组对应上统凯特阶,盆地普遍缺失上统赫南特阶。

浅水湖盆三角洲分流河道单砂体精细识别与应用

为了提高三角洲分流河道砂体描述精度,改善二类油层开发效果,开展了浅水湖盆三角洲分流河道单砂体描述方法研究。通过区域沉积调查和岩心观察分析确定了萨、葡油层沉积环境。按照"垂向分期、侧向划界、模式预测"的思路开展储层描述方法研究,形成了地层细分对比、测井相模式建立、平面微相模式预测三角州相储层精细描述技术流程,实现了浅水湖盆河控三角州分流河道砂体精细解剖,把分流河道砂体划分为复合板状、拼合带状、交织网状、分叉枝状、单一连续型5种分流砂体类型,从一类到五类河道规模依次变窄,砂体发育依次变差。深化了储层非均质特征认识,研究方法实现了在油田其他区块推广应用,研究成果在水平井部署和完善注采系统方面进行了应用,见到了较好的挖潜效果。

鄂尔多斯盆地南部延长组7段页岩孔隙特征及页岩油赋存方式

鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段(长7段)页岩油勘探潜力巨大,开展页岩储层特征研究对于明确优势储层、指导下一步页岩油勘探部署具有重要意义。基于露头及岩心观察、岩石薄片鉴定、地球化学特征和孔隙度、渗透率等测试资料,系统分析了鄂尔多斯盆地南部长7段页岩的孔隙特征,并探讨了长7段页岩油的赋存方式。盆地南部地区长7段发育隐纹层型、粒序纹层型、波状纹层型、平直纹层型和断续纹层型5类页岩,储集空间类型包括有机储集空间、无机孔隙和裂缝。平直纹层型页岩是最好的页岩油储集岩性,主要发育超压破裂缝、有机质孔和弯曲—平直狭长缝状粒间孔等储集空间,以平行板状宏孔和中孔为主。页岩油储层中孔和宏孔的复杂程度会影响孔隙结构分形维数D_(1)和孔隙表面分形维数D_(2)的相对关系,而大量发育的微孔可能会提高孔隙结构的复杂性。结合页岩类型和孔隙特征,认为长7段页岩油具有“自生自储”、“近源聚集”和“短距离聚集”3类富集模式特征,受控于连续沉积的页岩岩相沉积序列,表现为连续成藏—富集。

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系盐下深层储层特征及主控因素

鄂尔多斯盆地奥陶系盐下深层白云岩储层近年来取得较好的勘探效果,具有一定勘探前景。综合运用岩心观察、铸体薄片、扫描电镜、物性分析、压汞等资料,对盆地中东部奥陶系盐下深层马家沟组马三段、马四段储层特征及其发育的主控因素展开研究。结果表明:马三段储层以海退蒸发环境的含膏云岩为主,马四段储层以海侵环境的灰质云岩、粉—细晶云岩为主;马四段、马三段主要储集空间类型分别为溶孔(溶洞)、晶间孔、晶间溶孔、微裂隙;微裂隙、膏模孔、溶孔和粒间孔;孔隙结构复杂,毛管压力曲线形态可划分为溶孔型、晶间(溶)孔型、微裂隙型和微孔型4种类型;现有资料显示马三段—马四段平均孔隙度分别为2.1%和2.3%,平均渗透率分别为0.19×10-3μm2和0.22×10-3μm2。中央古隆起、乌审旗—靖边次级古隆起以及神木—子洲低隆带控制了马三段—马四段沉积相带及有利岩相分布;沉积微相控制岩石原始沉积组构,一定程度影响储层物性,砂屑云岩、晶粒云岩及膏质云岩的储层物性通常相对较好;此外,成岩作用也是控制盐下储层发育的关键因素,多种成因机制下的白云化作用是晶间孔形成的主要方式,表生成岩环境及埋藏成岩环境下的溶蚀作用控制了次生孔隙的发育;燕山期构造活动对储层微裂隙的发育起关键作用,显著改善了储层渗透性。总之,构造背景、岩石组构、成岩作用以及裂缝作用决定了盐下深层储层的储集性能,是优质储层形成的主控因素。