陆相湖盆致密油充注运聚机理与富集主控因素

通过中国陆上不同类型致密油典型实例解剖,开展烃源岩、储集层、原油等样品测试分析,运用核磁-驱替物理模拟、格子玻尔兹曼数值模拟等技术方法,研究了中国陆相湖盆致密油充注运聚机理与富集主控因素。研究表明陆相湖盆致密油充注运聚机理:优质烃源岩生排烃动力是决定致密油充注效率和聚集效果的动力基础,原油运移阻力是影响致密油充注效率和聚集效果的关键要素,充注动力与致密储集层孔喉阻力耦合作用控制聚集效果及富集程度。陆相湖盆致密油富集程度主要受烃源岩、储集层孔喉大小、储集层结构各向异性及裂缝4大因素控制:优质烃源岩控制致密油近源分布,储集层物性及孔喉大小与致密油富集程度呈正相关,储集层结构各向异性揭示顺层运移速率最高,层内裂缝提高运聚效率与含油饱和度。

鄂尔多斯盆地延长组7段夹层型页岩层系石油富集规律与主控因素

目前,我国页岩层系石油勘探取得初步突破并呈现良好勘探前景,鄂尔多斯盆地延长组7段是主力勘探战场之一。为更精细地分析长7主力产层——夹层型页岩层系内石油的分布规律与富集主控因素,依托典型油藏解剖、岩心和薄片观察、储层物性分析、岩石热解、场发射扫描电镜结合微区矿物分析以及石油充注运移物理模拟实验等方法,在不同空间尺度下进行研究。结果表明,夹层型页岩层系内石油在区带、油层以及油层内部多个尺度下,均呈现显著的分布非均质性;区带尺度下的石油富集主要受烃源岩品质与规模控制,油层尺度下石油的富集首先受源储配置控制,并受储层物性进一步控制,油层内部含油饱和度的强烈非均质性由成岩作用引起的孔隙发育非均质性导致。进一步的机理研究揭示:烃源岩提供运聚动力和烃类来源,并经历短距离二次运移是烃源岩控制区带尺度夹层型页岩层系石油富集的深层机理;运聚动力随砂岩夹层与烃源岩距离的增加而减弱,是源储配置在油层尺度发挥富集控制作用的重要原因;储层物性与石油注入时所受阻力间的指数级关系,是物性控制油层及其内部石油富集的主要原因;裂缝通过降低砂岩夹层的启动压力梯度,提高运移效率,促进页岩层系内石油的富集与高产。

美国致密油开发现状及启示

美国页岩气勘探开发目前已进入快速发展阶段,同时也带动了页岩地层内致密油的开发。文中所指的致密油,是指以吸附或游离状态赋存于渗透率极低的暗色页岩、泥质粉砂岩和砂岩夹层系统中的自生自储、连续分布的石油聚集。目前,美国致密油的开发集中在Bakken,Eagle Ford和Barnett页岩区带内。其中Bakken致密油资源量为230×108t,可采资源量为5.9×108t,待发现资源量为3.7×108t油及相近数量的伴生气,2000年至今累计产油约2800×104t;Eagle Ford致密油赋存于区带北部,年产油约20×104t;Barnett待发现石油平均资源量为1400×104t,待发现致密油资源量为480×104t,其北区主要产油、南区主要产气,目前拥有8000余口生产井,截至2009年底,"致密油带"累计产油量达770×104t。我国广泛发育富有机质页岩,致密油的勘探潜力较大。

陆相页岩与泥岩特征对比及其意义——以鄂尔多斯盆地延长组7段为例

鄂尔多斯盆地延长组7段富含大量页岩油,但由于对页岩与泥岩特征差异缺乏深入了解,阻碍了该层系页岩油的有效开发。为此,采用岩心观察、薄片鉴定等直接观察手段与XRD、Rock-Eval、TOC、氯仿沥青"A"抽提、主微量元素等实验相结合,对研究区长7段页岩和泥岩的岩石学、矿物学、有机地球化学与无机地球化学特征进行了深入研究。结果表明:长7段页岩的颜色较深,发育明显页理,切面光滑,而泥岩不具有纹层和页理,断口不整齐且切面粗糙;页岩的有机质以顺层富集为主,泥岩有机质以分散赋存为主;页岩的粘土矿物含量较高,泥岩的石英含量较高;页岩的TOC平均值为18.5%,约为泥岩的5倍,生烃潜量是泥岩的5~8倍;氯仿沥青"A"组分对比显示页岩含较多的芳烃,泥岩则含有较多的饱和烃;页岩沉积水体的盐度相对泥岩略低,且水深相对较浅。长7段页岩呈西北-东南走向分布,厚度主要为15~30 m,与泥岩呈互补式分布。页岩油"源内聚集"的特点使长7段的页岩油宏观分布受到页岩相控制。开展泥岩与页岩的对比研究,对准确预测富有机质页岩分布及指导页岩油气勘探具有重要意义。

大型坳陷湖盆定量化沉积相编图新方法——以鄂尔多斯盆地中部长7油层组为例

为满足现今非常规油气勘探需求,提高沉积相编图的精度和效率,以鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7油层组为研究对象,对其沉积岩相、分布特征、组合规律、演化趋势等进行了系统研究,综合录井图分析表明:长7油层组共发育10种岩性,其中以细砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩和页岩等5种岩性为主,占地层厚度的97%左右。通过岩心观察和统计分析,建立了每种沉积微相或亚相对应的5种主要岩性厚度比例组合,提出了利用主要岩性厚度比例组合实现定量化沉积相编图的新方法。利用该方法在长7油层组主要岩性厚度百分比等值线叠加图上,识别并精细划分出各类沉积微相或亚相,包括三角洲平原分流河道、三角洲前缘水下分流河道、水下分流间湾、远砂坝、河口坝、前三角洲、砂质碎屑流、浊流和半深湖—深湖等。

页岩油形成机制、地质特征及发展对策

页岩油是储存于富有机质、纳米级孔径为主页岩地层中的成熟石油,是常规-非常规"有序聚集"体系的重要类型之一,对中国陆相页岩油形成的沉积环境、储集空间、地球化学特征和聚集机制等基本石油地质问题进行了分析总结。富有机质页岩主要发育在半深湖—深湖环境,不同岩性组合共生沉积;发育纹层结构,微米—纳米级孔喉和微裂缝是主要储集空间;有利页岩以Ⅰ型和ⅡA型干酪根为主、Ro值为0.7%～2.0%、TOC值大于2.0%、有效厚度大于10 m;揭示了页岩孔隙演化和页岩油滞留聚集模式,储集空间、脆性指数、黏度、压力、滞留量等是页岩油"核心区"评价的关键。中国陆相页岩油在湖盆中心连续聚集,初步预测可采页岩油资源量约30×108～60×108t,水平井体积压裂、改造"天然裂缝"、注粗颗粒"人造储集层"等可能是页岩油工业化发展的核心技术,提出加快页岩油"分布区"研究、加强"核心区"评选、加大"试验区"建设的"三步走"发展思路。借鉴北美海相页岩气突破成功经验,陆相页岩油工业化有望在中国首先突破。

致密油与页岩油形成条件与“甜点区”评价

基于国内外页岩层系液态烃勘探研究成果，对页岩层系液态烃的形成条件、聚集机理、类型划分、海陆相差异进行系统分析，进一步开展“甜点区”研究评价。通过分析北美和中国页岩层系液态烃的地质特征，指出页岩层系液态烃具有大面积连续分布、无稳定自然产能2项基本特征，且“规模区”需具备稳定构造背景、规模优质烃源岩、规模储集空间、源储共生分布等4项形成条件。揭示了页岩层系液态烃源储耦合、致密化减孔聚集机理，划分6项24种不同类型页岩层系液态烃，指出中国陆相页岩具有地热梯度较低和地层非均质性较强两项特征，须优选规模型“甜点区”来稳步推进工业上产。页岩层系液态烃“进源找油”，应着力开展地质、工程和经济“三品质”“甜点区”综合评价，成熟度是控制“甜点区”分布的首要因素。中国陆相有利页岩层系液态烃R。值为0．8％～1-3％，TOC值大于2％，岩性为纹层状页岩或致密孔隙性储集层，孔隙度较高（致密油大于8％，页岩油大于3％），脆性矿物含量高（致密储集层大于70％，页岩大于40％），含油饱和度50％-90％，原油黏度较低或地层压力较高，天然裂缝发育。页岩层系液态烃具有巨量的资源规模，增强海陆相页岩层系液态烃形成分布地质认识，对持续关注、推动这一重大领域的发展具有借鉴意义。

吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油、页岩油地质特征与勘探潜力

准噶尔盆地二叠系芦草沟组是中国最为古老的陆相液态烃页岩层系之一,是近海咸化湖盆混积岩沉积,具有丰富的致密油、页岩油资源,吉木萨尔凹陷是准噶尔盆地东部典型富液态烃凹陷。基于页岩层系实际地质资料分析,发现吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩层系发育上、下两个含油系统,具有源储一体、薄层叠置、厚度较大、整体含油、连续分布的特征:(1)近海湖泊沉积环境,间歇性海水注入使湖泊生物群体死亡,利于有机质富集保存;细粒混积岩沉积为主,划分为6层2.5个三级沉积旋回;(2)烃源岩主要发育在芦草沟组第2段(P2l2)和第5段(P2l5),岩性主要为碳酸盐质泥岩和硅质泥岩,有机碳含量多大于4%,Ⅱ型干酪根为主,Ro介于0.6%~1.1%,处于生油窗口;(3)储层普遍较致密,岩性主要为碳酸盐岩、碳酸盐质砂岩、硅质砂岩,孔隙度主体介于6%~12%,空气渗透率小于0.1 m D,连通孔喉直径主体介于几十至几百纳米,以粒内孔、粒间溶蚀孔为主,含油饱和度多介于80%~90%,储油条件较好;(4)地层流体压力系统以常压—弱超压为主,原油密度平均为0.8971g/cm^3,50℃平均黏度为165.2m Pa·s,为低—中等热演化程度产物,地层条件下整体流动性较差。吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油、页岩油资源丰富,经评价致密油技术可采资源量为0.91×10~8t,其中P_2l_1和P_2l_4是致密油"甜点段",致密油"甜点区"主要分布于凹陷中部;页岩油技术可采资源量为1.10×10~8t,其中P_2l_2和P_2l_5是页岩油"甜点段",页岩油"甜点区"也主要分布于凹陷中部。

湖盆细粒沉积特征与富有机质页岩分布模式——以鄂尔多斯盆地延长组长7油层组为例

基于对细粒沉积学发展趋势的分析,指出完善针对性的研究方法、重建古沉积环境、建立细粒沉积岩分类体系与成因模式是目前学科研究的前沿。以鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7油层组为例,应用岩心描述、薄片观察、X衍射、地球化学测试、有机碳测井定量计算等方法研究湖盆细粒沉积体系分布规律及主控因素。长7油层组富有机质页岩以湖侵—水体分层沉积模式为主。"沉积相带、水体深度、缺氧环境、湖流"是富有机质页岩形成与分布的主控因素。长73沉积期快速湖侵,湖水深度和范围急剧增加,湖泊表层水体与下层水体由于温度差异导致循环受阻,形成了深湖区大面积的缺氧环境,有利于富有机质页岩的大规模发育。远离三角洲前缘的宁静深湖区,富有机质页岩发育,有机碳含量高,干酪根以Ⅰ型为主;发育砂质碎屑流的深湖区,富有机质页岩与砂岩互层,富有机质页岩有机碳含量高,干酪根以Ⅰ—Ⅱ1型为主;邻近三角洲前缘的半深湖区,波状—块状粉砂质泥岩发育,干酪根以Ⅱ型为主。

基于原位转化/改质技术的陆相页岩选区评价——以鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段页岩为例

与依靠水平井体积压裂技术的页岩气、致密油开发相比,原位转化/改质技术更适合规模效益开发中国陆相大面积分布、成熟度介于0.5%~1.0%、总有机碳质量分数大于6%的页岩层系液态烃资源.本研究基于原位转化/改质技术具有不受地质条件限制、地下转化轻质油、高采出程度、较低污染等技术优势的特点,综合考虑鄂尔多斯盆地延长组7段页岩厚度、页岩有机质丰度、热演化程度和现今埋深等地质参数,评价优选试验有利区主要分布在盆地东南部,其中埋深小于1 500 m的分布面积大于6 000 km^2.页岩选区评价结果表明,鄂尔多斯盆地陆相页岩是原位转化/改质技术工业试验的有利页岩分布区.

鄂尔多斯盆地三叠系延长组陆相致密油发现、特征及潜力

中国在鄂尔多斯盆地上三叠统延长组发现全球第一个陆相工业致密油田。不同于北美海相页岩层系液态烃,鄂尔多斯盆地致密油层是湖相沉积,致密油主要赋存于湖盆中部延长组7段中上部致密砂岩储层中,具有砂体复合叠置(厚度为20~70m)、储层致密(孔隙度为6%~12%、渗透率小于0.3m D)、脆性矿物含量高(70%~80%)、原油充满程度高(含油饱和度为60%~80%)、原油品质高(地层条件下原油密度约为0.70~0.75g/cm^3)、低压低产(地层压力系数为0.6~0.8、单井日产几吨到十几吨)、大面积连续分布(分布面积为3×10~4km^2)等地质特征。基于鄂尔多斯盆地长7段致密油地质特征与钻探资料,利用致密油"甜点区"分布预测法,评价出长7段原地资源总量为42.3×10~8t,平均资源丰度约为15×10~4t/km^2,分布面积为2.9×10~4km^2。第一个陆相致密油田的发现与整体开发,对于类似陆相坳陷盆地规模利用低品位致密油资源具有里程碑意义。

从源控论到源储共生系统——论源岩层系油气地质理论认识及实践

中国非常规油气正实现整体战略发展,源岩层系油气已成为非常规油气增储上产的主要组成部分。基于中国源岩层系油气地质条件和工业实践历程,本文主要取得4项研究认识:(1)源岩层系油气包括源岩油气和致密油气两种类型,纵向分布新生界、白垩系、侏罗系—三叠系、上古生界、下古生界等5个油气聚集域;(2)源岩层系油气地质是研究陆上源岩层系油气资源类型、赋存机理、富集规律、分布特征、产出机制、评价方法、关键技术及发展战略的一门新兴油气地质学科,核心是研究和评价源岩层系油气"甜点区(段)""烃源性、储集性、含油性、流动性、成缝性和经济性""六性关系";(3) 10余年来,中国源岩层系油气研究和生产取得重要进展,致密砂岩气规模发展,致密油稳步发展,页岩气快速发展,页岩油加快探索,煤层气及油页岩油持续发展,2020年中国源岩层系油气产量已占总产量的18%;(4)未来主要攻关方向,建议聚焦解决制约中低压致密油、含水致密砂岩气、中低阶煤层气、陆相及过渡相页岩气、中低熟页岩油等中国陆上源岩层系油气资源规模动用和开发的瓶颈问题,探索创造页岩原位转化和煤炭地下气化两大地下"人工油气藏"颠覆性工程。源岩层系油气将成为"稳油增气"最具潜力的现实资源,预计2030年页岩层系天然气有望超天然气总产量的50%,页岩层系石油约占原油总产量的10%-15%。

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。

页岩油气最终采收量地质主控因素——以美国海湾盆地鹰滩页岩为例

基于白垩系鹰滩组下段1317口生产井和72口系统取心井991组分析化验数据,分别按油和天然气,采用两种页岩油气最终采收量(EUR)经典模型预测单井最终采收量,以消除工程因素的预测均值作为最终结果,全面厘清控制页岩油气EUR的关键地质因素。研究表明:储集能力、资源量、流动能力和可压性是控制页岩油气EUR的4个关键地质因素。储集能力直接受控于总孔隙度和含烃孔隙度,间接受控于TOC和R_(o);资源量受控于含烃孔隙度、有效页岩厚度等参数;流动能力受控于有效渗透率、原油密度、气油比、凝析油气比、地层压力梯度和R_(o)等参数;可压性直接受控于脆性指数,间接受控于黏土体积含量。页岩油气EUR主要受控于6个地质参数,EUR与有效页岩厚度、总有机碳含量、裂缝孔隙度呈正相关关系,与黏土体积含量呈负相关关系,与R_(o)、地层压力梯度呈先增大后减小关系。现有水平井压裂技术的单井有效压裂厚度上限约65 m;EUR下限值为3×10^(4)m^(3)油当量条件下,当TOC<2.3%或R_(o)<0.85%或黏土体积含量大于25%,且裂缝或微裂缝不发育时,很难形成页岩油气的有利发育区。

苏里格气田上古生界连续型致密气形成过程

苏里格气田上古生界致密砂岩储层叠置连片分布、多层位普遍含气,是典型的连续型致密砂岩大气区.利用生排烃物理模拟、数值模拟、岩矿观察、流体包裹体和碳氧同位素等手段,共同约束验证,综合分析相关成藏要素,探索恢复盆地大面积致密砂岩气形成的动态过程.研究发现,苏里格气田具有稳定平缓构造面貌（晚侏罗世至今,苏里格地区古构造坡降速一般为3-6 m/km）、高成熟煤系源岩广布式生排烃气和大面积致密砂岩储层叠置分布的成藏地质背景（生气强度大于1 600 kg/m2、砂体厚度大于15m的源储接触面积可达2.35×104km2,占苏里格气田面积的78%）;在晚侏罗世至早白垩世早期,苏里格气田具有规模充注和连续聚集的成藏特征;早白垩世晚期以后,其成藏特征缓慢调整,最终形成大面积连续型致密砂岩大气区.成岩成藏耦合关系和源储共生紧密接触,共同决定了苏里格气田近源连续聚集的成藏模式.近生气中心区的致密储集砂体是天然气勘探开发的有利区.

中国能源沉积学研究进展与发展战略思考

沉积学发展与石油、天然气、煤炭、砂岩型铀矿等矿产资源工业化开采紧密相关,能源沉积学作为沉积学的一个重要应用分支学科,在资源勘探发现中的地位越来越重要,已经成为有效发现资源、降低成本的重要途径。近年来,能源沉积学在技术方法上建立了遥感、雷达、地震、纳米CT等六个级别尺度研究方法,为沉积储层学科发展提供支撑。在理论认识上取得了五方面重要进展:1)建立了克拉通台地沉积储层新模式,为古老含油气系统提供理论指导;2)建立海陆相细粒沉积成因模式,揭示富有机质页岩分布规律,为烃源岩评价与非常规油气勘探开发提供重要理论依据;3)发现非常规致密储集层微纳米级孔喉系统,指导致密油气和页岩油气储层评价;4)研究含煤沉积体系和聚煤作用,指导煤炭资源评价;5)揭示砂岩型铀矿富集机理,指导铀矿资源评价与开采。展望能源沉积学发展,源—渠—汇沉积体系、海陆相细粒沉积学、古老小克拉通碳酸盐岩沉积学等将成为能源沉积学的重要内容;储层非均质性、非常规储层全面表征与深部储层极限将是储层沉积学发展的热点,砂岩型铀矿、煤系等沉积系统是固体矿产沉积研究的重点领域;气、液、固不同能源矿藏空间有序沉积与共生规律研究是资源勘探重点方向;大数据与沉积学方法创新将为能源沉积学发展提供新机遇。

准噶尔盆地腹部超压顶面附近油气成藏机制

依据地化、储层、钻探、地球物理等资料,对准噶尔盆地腹部超压顶面附近油气藏的成藏机制进行研究。结果表明:准噶尔盆地腹部为成岩后生烃型强超压盆地,超压顶面本身既是一个岩性、物性封堵面,也是油气运移的平衡面;烃源岩的生烃热演化、输导格架的空间构成、超压能量场的演化、超压顶封层的性质以及超压顶面附近有利圈闭的类型和分布,共同控制着超压顶面附近油气成藏过程和现今油气富集区分布;与超压演化过程密切联系,准噶尔盆地腹部超压顶面附近侏罗系圈闭经历了早晚两期油气成藏,而晚期经历了两次大的油气充注;准噶尔盆地腹部超压顶面附近有利勘探目标应为超压流体集中排放点附近的有利圈闭和超压仓内近超压顶面的有利圈闭。

鄂尔多斯盆地定边庆阳地区长7段致密油烃源岩地质数据挖掘与评价

探讨鄂尔多斯盆地上三叠统长7段致密油有效烃源岩的主控地质因素及分布特征。结合地质异常理论,采用因子分析、痕量元素分析、趋势面分析及标准化处理等技术手段,提出一种对研究区长7段烃源岩进行地质数据挖掘与信息整合的评价方法,建立表征烃源岩品质的综合性无因次线性组合,揭示出在有机碳丰度普遍较高的背景下,有效烃源岩的发育主要受控于低等水生生物勃发(有机质类型指数)与有机质热演化程度(镜质体反射率)。有效烃源岩集中分布于姬塬南部、定边西部、油房庄东部、华池地区及合水东北部,对致密油高产富集带的分布具有一定的控制作用。有利于进一步提高长7段致密油勘探开发成效的地区主要是耿湾-环县、华池北部、油房庄-吴仓堡及定边。

电气石微粉吸附水体中金属离子及其机理分析

研究了电气石微粉吸附水中Cu2+、Pb2+、Zn2+的过程,讨论了吸附时间、粒度、用量和pH值等因素对吸附效果的影响,分析了电气石对含Cu2+、Pb2+、Zn2+废水的吸附机理。电气石加工成超细粉体时,表面产生大量的不饱和键,在溶液中与水配位,使水发生解离生成羟基化表面,将重金属离子吸附到晶体负极,使局部金属离子浓度增高与电气石表面羟基离解而产生的氢氧根离子发生反应,形成各种沉淀或碱式盐析出,直到溶液中各种离子浓度达到平衡时为止。提出了凡是氢氧化物难溶于水的金属离子,理论上都可以使用电气石微粉进行吸附净化处理的观点。研究结果表明,电气石微粉对Cu2+、Pb2+、Zn2+有较好的吸附效果。

浅析竞技健美操运动员技术动作的训练

通过文献资料法、逻辑分析法、专家访谈法,结合教学与训练的经验,剖析竞技健美操运动员技术的构成因素,总结出运动员技术动作训练包括基本动作训练、难度动作训练、过度连接技术训练、托举与配合训练和成套动作训练五大部分。