鄂尔多斯盆地长7页岩油层地质工程一体化评价

鄂尔多斯盆地长7页岩油层勘探历程回顾表明,制约页岩油直井勘探的主要问题油产量整体较低;油产量与油层的厚度、基质渗流能力关系不密切;油产量整体与压裂规模呈正相关,但不完全取决于压裂规模;高油产量井勘探模式和成功经验难以推广,“甜点”难以确定;长7页岩油整体表现出“井井有油,井井不流”的特点。按照地质工程一体化理念,分析了流体微观和宏观运动规律以及体积压裂的适用条件,探讨了直井油产量主控因素,结果表明对于天然裂缝不发育仅靠基质渗流的页岩油层,渗流力学决定了自然产能条件下直井难以达到工业意义的油产量;岩石力学决定了其不具有体积压裂条件,无法形成复杂的裂缝网络进而扩大泄油面积;天然裂缝或高渗砂体的发育程度是决定页岩油直井油产量的主要因素,也是页岩油“甜点”评价的重要指标。未来应按照地质工程一体化理念,转向高渗砂体形态的预测和刻画、天然裂缝的识别和预测、典型储层驱替压力(流速)-流体压力降的相关性、有效储层的多方法综合评价、“水平井+体积压裂”的裂缝有效性及分段贡献率评价等研究。

鄂尔多斯盆地长7 页岩油勘探开发新进展及前景展望

页岩油是国内外普遍关注的重大勘探领域,是重要的石油接替资源。经过长期的矿场实践,鄂尔多斯盆地长7页岩油勘探开发和研究认识取得了重大突破和长足进展:(1)夹层型页岩油在前期勘探突破、探明我国首个整装10亿吨级的庆城大油田基础上,进一步实现了规模效益开发,建成了百万吨国家级页岩油开发示范区。(2)纹层型页岩油勘探首次将细粒沉积复合体分为砂质纹层、凝灰质纹层、高TOC泥质纹层、中低TOC泥质纹层4种纹层类型,通过评价其发育规模、储集性能、含油性、可动性和原油性质等,明确砂质纹层与中低TOC泥质纹层组合是纹层型页岩油最优甜点段;针对甜点段,应用M—N交会法等测井评价新方法实现了复杂岩性的精细解释,通过定向射孔和穿层立体压裂技术实现了水平段井筒周围三维甜点立体沟通,形成了纹层型页岩油甜点的有效识别、预测和改造技术,风险勘探获重大突破,首次提交预测储量2.05×10^(8)t。(3)页理型页岩油可分为两类,中高成熟度页岩可采用水平井攻关,较高的TOC(4%~14%)和高S1含量是控制甜点目标的关键参数;中低成熟度有机质页岩是开展原位转化攻关的最有利对象。鄂尔多斯盆地长7陆相页岩油领域的战略性突破,在中国石油勘探开发历史上具有里程碑意义,但仍面临不小挑战。夹层型页岩油已实现规模效益开发,整体形势较好,但在甜点预测、储层提产提效和提高采收率等方面需要进一步攻关;与夹层型页岩油相比,纹层型页岩油具有完全不同的沉积背景、岩性组合、储集空间和工程品质,面临的难题更多,效益动用的难度更大,要以储量品质和可动用性为重点,持续深化成藏富集规律研究,强化配套技术体系攻关;页理型页岩油目前勘探和认识程度均比较低,需要稳步推进基础理论研究和先导性攻关试验。

鄂尔多斯盆地陇东地区前侏罗纪古地貌恢复及油气富集规律

古地貌的研究对侏罗纪早期延安组油藏的分布及成藏规律起着至关重要的作用。以陇东地区为例,通过测井、地震以及基础地质图件等资料,采用印模法进行古地貌恢复,重点对研究区地层厚度≥80m以上的河道进行精细刻画。研究认为:三叠纪末期鄂尔多斯盆地经历了两次构造抬升运动;陇东地区发育古河谷、古斜坡、河间丘、古高地古地貌单元;古河河道并非平直对称,而是由不同深度和规模的河道和河间丘组成,甘陕古河底界发育三个北东向展布的连续型低凸起带,庆西古河河间丘较少发育;古地貌控制了富县组、延10段沉积相以及砂体展布特征,通过分割砂体以及作为沉积物的载体间接影响储层的分布特征,在古地貌形态上差异性压实产生的鼻状隆起以及后期形成的披盖压实构造形成良好的油气储集空间,与此同时,河谷单元中的不整合面以及厚层砂体为油气提供了高效的运移通道。古地貌的进一步恢复为陇东地区侏罗系早期油气勘探提供了地质依据。

鄂尔多斯盆地长6油层组深水沉积特征与致密油藏分布

为了拓宽勘探领域,预测有利砂体及油藏展布,指导下一步勘探部署,在大量岩心、野外露头观察的基础上,结合铸体薄片、图像粒度等分析化验手段,对鄂尔多斯盆地长6油层组深水沉积类型及致密油藏分布进行了系统研究。结果表明:长6油层组岩心中发育大量的深水沉积构造,包括有粒序层理、底部印模构造以及准同生变形构造等,据此将其划分为深水三角洲前缘、砂质碎屑流、浊流以及滑塌重力流等多种深水沉积类型。其中,分布于东北部的深水三角洲前缘砂体以及湖盆中部的砂质碎屑流砂体是区内的主要储集砂体,而西部和深水沉积中心的滑塌、浊积砂体为次要储集砂体。致密油藏在区内东北部大面积复合连片,而在西南部则以相对孤立的形式发育。

西峰油区酸解烃指标异常与长8油藏关系

借助西峰地区"三纵一横"四条地球化学剖面数据,通过干扰因素、地球化学背景及异常下限值分析,建立地表土壤酸解烃地球化学指标异常与深部延长组长8油藏的对应关系,以验证土壤酸解烃技术对鄂尔多斯盆地石油勘探的适用性。结果表明西峰油区地表土壤酸解烃甲烷(SC1)与重烃(SC_2_+)地化指标异常起伏形态具有很好的一致性,且与深部延长组长8油藏具有非常好的对应性,甲烷(SC1)与重烃(SC_2_+)地化指标异常高值区往往为油田规模储量区或工业油流发育区,而低值区往往为无显示区或含油性较差区。

彭阳地区延长组长3油藏类型及其控制因素分析

通过对彭阳地区延长组长3油藏类型及控制因素分析，认为其主要存在两种油藏类型，即岩性油藏与构造-岩性油藏。岩性油藏主要受沉积、物性因素控制，构造-岩性油藏主要受沉积、小型鼻隆构造双重控制。油气来源主要为东南部新发现的长7烃源岩，长3期发育的三角洲平原分流河道砂体是重要的储集体，但砂体物性非均质性较强，因此油藏主要集中在物性相对较好的砂体当中。彭阳地区构造复杂多样，由西向东发育多排小型鼻隆构造，其与物性较好的分流河道砂体形成了有利的构造-岩性圈闭．对该区长3油藏具有一定的控制作用．因此，延长组长3油藏下一步重点应在物性较好的砂体主带、鼻隆高部位进行勘探部署。

陕北地区延长组长8储层特征及其控制因素分析

陕北地区延长组长8作为一个新的勘探接替层系，越来越受到重视。通过研究区大量岩石薄片、铸体薄片以及扫描电镜、压汞等分析手段，对研究区长8储层的岩石学特征、孔隙类型以及孔喉结构进行了研究，在此基础上分析了储层控制因素。结果表明，陕北地区长8储层非均质性强，其中盐定地区储集性能好，环县一白豹地区次之，姬塬—安塞地区较差。

鄂尔多斯盆地陇东地区延长组低渗透砂岩油藏成藏机理与成藏模式

低渗透油藏在国内外分布十分广泛,逐渐成为未来石油勘探开发的重要接替领域。与常规油藏不同,低渗透砂岩油藏具有以下特征:(1)含油饱和度低,与储层物性关系复杂;(2)油水关系复杂,无明显的油水界面;(3)大面积广泛分布,受构造高低控制不明显;(4)距离源岩越远,石油富集程度越差。陇东地区延长组低渗透砂岩油藏的成藏机理研究表明:低渗透砂岩储层排替压力较大,浮力很难驱动石油发生明显的运移,石油在优质烃源岩生烃作用产生的剩余压力驱动下,向上、向下连续充注进入邻近砂体,近源聚集,形成原生油藏;裂缝发育条件下,已聚集石油可在浮力驱动下沿裂缝进行垂向、侧向运移调整,远源成藏,形成次生油藏。综合石油成藏期次、裂缝特征及形成时间、储层孔隙演化史以及成藏动力演化等特征,建立了陇东地区延长组油藏的成藏模式:早期低熟油小规模充注模式、中期成熟油大规模充注成藏模式、晚期构造抬升调整成藏模式。其主要控制因素为源储大面积广泛接触奠定了低渗透砂岩储层石油富集的基础,优质烃源岩生排烃范围控制了原生油藏分布范围,裂缝发育特征控制了次生油藏分布部位。

鄂尔多斯盆地西南部长3储层特征差异性原因分析

鄂尔多斯盆地西南部长3油层具备良好的勘探前景，但对长3储层特征的差异性因素研究相对薄弱。在运用铸体薄片、扫描电镜、高压压汞等多项测试技术的基础上，通过对长3储层特征的差异性及其形成因素分析认为。镇北、合水地区长3储层物性相对优于华庆地区的原因主要包括3个方面：一是镇北、合水地区主要受西南物源控制，靠近西缘冲断带，属于近源快速堆积的产物，沉积颗粒未经远距离搬运，因此主要以相对粗粒、块状结构为主，且石英含量较高，储层抗压实能力强。华庆地区远离东北物源区，沉积颗粒经过远距离搬运分异，主要以相对细粒为主，储层抗压实能力相对较弱。二是填隙物总量镇北〈合水〈华庆，呈递增趋势，碳酸盐、黏土矿物以及硅质胶结作用表现为镇北〈合水〈华庆。三是部分绿泥石膜胶结，长石溶解以及岩石的破裂作用有效改善了储层物性．表现在面孔率上为镇北〉合水〉华庆。

鄂尔多斯盆地陇东地区延长组低渗透油藏成藏期次研究

主要对陇东地区延长组流体包裹体特征进行了研究,结合烃源岩生烃史、原油成熟度,综合分析研究区的成藏期次。流体包裹体镜下观察与荧光特征显示陇东地区延长组存在两期油气包裹体:第一期油气包裹体在单偏光下呈灰褐色或深褐色的液烃包裹体,丰度较低,盐水包裹体均一温度主峰为75～95℃;第二期油气包裹体以气液烃包裹体为主,液烃表现为无色或淡黄色的单偏光特征与浅黄色至蓝绿色的荧光特征,丰度较高,盐水包裹体均一温度主峰为75～95℃与100～120℃。结合烃源岩生烃史与原油成熟度认为,陇东地区延长组存在三期成藏:距今约为140～130Ma的早期低熟油小规模充注时期;发生于120～100Ma,与烃源岩生烃高峰期相对应的中期成熟度大规模成藏期;距今约为100～40Ma的晚白垩世构造抬升调整成藏时期。

鄂尔多斯盆地陇东地区长7段页岩油特征与资源潜力

重点从鄂尔多斯盆地陇东地区长7段油页岩的地质、地化与含油性等方面分析了其页岩油的地质特征,粗略估算了长7段页岩油的资源潜力。油页岩主要分布在长7段中下部,横向连续性好。有机质丰度高,有机质类型以Ⅰ、Ⅱ型为主,并处于成熟演化阶段,以生油为主,具有较好的含油性。采用体积法对鄂尔多斯盆地陇东地区长7段页岩油的潜在资源量进行了估算,约为283.2亿t,勘探潜力较大,资源丰度为56.64×104 t/km2,是研究区潜在的重要非常规石油资源。

鄂尔多斯盆地华池地区三叠系延长组长7段富有机质页岩岩相特征

鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7油层组发育富有机质页岩和泥岩,目前已成为鄂尔多斯盆地页岩油气勘探的重要层位。综合岩心精细描述、薄片微观结构观察和粒度分析结果,将富有机质页岩和泥岩划分为黑色页岩岩相、纹层状泥岩岩相、粉砂质泥岩岩相。粉砂质泥岩岩相的脆性矿物含量高于黑色页岩岩相和纹层状泥岩岩相,后者比前者具有更高的黄铁矿含量,3种岩相的黏土矿物含量较接近。黑色页岩岩相有机质丰度高,有机质类型以I型干酪根为主,是最有利的富有机质岩相类型,其次为纹层状泥岩岩相。长7油层组沉积时期水体为分层的厌氧环境,有利于有机质的保存,低等水生生物是主要的母质来源。黑色页岩岩相和纹层状泥岩岩相形成于安静、缺少陆源碎屑影响的深湖环境下;粉砂质泥岩岩相形成于受陆源碎屑频繁影响的环境,有较多的陆源高等物质输入湖盆中,造成有机质类型复杂。将岩心精细描述和测井信息紧密结合,揭示了各类岩相纵向发育特征。受基准面变化和沉积物供给能力影响,长73以黑色页岩岩相和纹层状泥岩岩相为主,长72和长71以纹层状泥岩岩相和粉砂质泥岩岩相为主。长73暗色泥岩和页岩的岩相类型好,发育页理缝和纹层缝,有机质类型好、丰度高,是最有利的页岩油气勘探目的层系。

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组储层致密史恢复

针对鄂尔多斯盆地延长组储层低渗透—特低渗透特征,通过对延长组砂岩铸体薄片显微镜和扫描电镜观察鉴定,识别出延长组低渗砂岩储层主要经历了压实、胶结、溶蚀、烃类侵位等成岩作用,并明确了各种成岩作用的先后序次,搞清了三角洲砂岩与重力流砂岩的成岩序列的差异,前者绿泥石膜较发育,压实作用相对较弱,后者不发育绿泥石膜,压实作用较强烈。通过对各种成岩作用的定量计算,恢复了孔隙演化史,表明早期压实作用和晚期胶结作用是孔隙度降低的主要原因;经过早期压实作用之后,储层未致密,而晚期胶结作用之后,储层孔隙度降至12%以下、渗透率1×10-3μm2左右,变为特低—超低渗透储层。这些认识对寻找预测相对高渗储层进而发现油田有重要的指导作用。

应用流体包裹体和自生伊利石测年重构鄂尔多斯盆地侏罗系油藏烃类充注史

中生界侏罗系是鄂尔多斯盆地重要的石油勘探与开发目的层之一,侏罗系油藏受前侏罗纪古地貌影响较为显著。本文通过流体包裹体特征分析、均一化温度测定和包裹体丰度(GOI)分析、定量颗粒荧光(QGF、QGF-E)研究以及储集层自生伊利石K-Ar定年等实验方法和手段的应用,对鄂尔多斯盆地侏罗系油气包裹体特征进行了精细描述及定量化分析研究,揭示了侏罗系油藏形成时间、充注过程及油气包裹体与油气运移、成藏的关系。研究结果表明:侏罗系油藏存在晚期充注,早期充注少或油藏遭受调整,早期生成的烃类现今仅以沥青的形式赋存,现今烃类流体主要为晚期成藏的产物。侏罗系石油大规模充注期为(108.3±2.0)^(116.5±2.0)Ma(早白垩世中期),具有垂向运移聚集的特点。鄂尔多斯盆地侏罗系油藏早期受岩性和构造双重控制,晚期构造活动调整了油气藏的形态及局部富集。侏罗系在晚期成藏过程中没有形成过叠合连片的大规模的油藏,只在局部构造上形成规模较小的"小而肥"的独立油藏。

鄂尔多斯盆地西南缘三叠系烃源岩评价及油源对比

应用有机岩石学和分子地球化学的手段和方法,对鄂尔多斯盆地西南缘三叠系延长组长7段暗色泥岩和长8油层组原油,进行地球化学精细定量分析,研究了长7段暗色泥岩地质地球化学特征,评价了西南缘三叠系延长组长7烃源岩生烃潜力,并对长8油层组原油展开精细油源对比分析.结果表明:鄂尔多斯盆地西南缘三叠系延长组长7段暗色泥岩有机质丰度高、类型好、成熟度高,与盆地本部长7优质烃源岩具相近似的电性、岩性和地球化学特征,为一套优质的烃源岩.长8油层组原油在母源性质、沉积环境、成熟度等方而与长7段烃源岩有相近似的特征,二者具有较好的亲缘关系,长8原油来自长7段烃源岩.

鄂尔多斯盆地中生界石油地质条件、资源潜力及勘探方向

鄂尔多斯盆地中生界油气资源丰富,三叠系延长组和侏罗系延安组是主力含油层系。在鄂尔多斯盆地石油地质条件研究的基础上,提出沉积相、输导体系、异常压力和构造为中生界成藏的主要控制因素,建立了三叠系延长组大型岩性油藏模式和侏罗系古地貌控藏模式,并结合盆地勘探成果,精细评价了鄂尔多斯盆地石油地质资源量,预测了油气资源的空间分布。结果表明:鄂尔多斯盆地石油地质资源量约为146.50×10^8t,其中常规油资源量为116.50×10^8t,致密油资源量为30.00×10^8t;按层系分,三叠系石油资源量为137.20×10^8t,侏罗系石油资源量为9.30×10^8t。盆地剩余资源量为96.93×10^8t,姬塬、陇东和志靖-安塞等地区,是长庆油田的规模储量区,仍然是未来勘探的主要区域。延长组长6、长8油层组和侏罗系是下一步勘探的重点层系;延长组下部的长9、长10油层组为新的目标层系;长7油层组致密油具有较大的勘探潜力。

鄂尔多斯盆地华庆地区长6油层组砂岩成岩相及储层质量评价

本文借助于薄片分析、扫描电镜分析、阴极发光分析和物性分析等研究手段,以鄂尔多斯盆地华庆地区长6油层组低渗透砂岩的形成机制为解剖对象,通过对砂岩埋藏前组成、化学成岩作用和物理成岩作用的相对重要性、自生矿物组成、孔隙构成、物性与孔隙结构等研究,明确了主要成岩作用对储层的影响。在此基础上,结合沉积相的研究,选择骨架颗粒构成、自生矿物组成、物性、孔隙构成以及粒间体积等有关的15个成岩相定量评价参数,对华庆地区长6油层组低渗透砂岩进行成岩相的定量评价。结果表明:①华庆地区长6油层组砂岩经历了较强的物理成岩作用和较弱的化学成岩作用,原生孔隙是主要储集空间,压实作用是孔隙度降低的最主要因素,其次为方解石的胶结作用;②成岩相定量评价表明,弱胶结、强压实成岩相以及强方解石胶结、中-强压实成岩相的储层质量均较差,受北部物源区控制的绿泥石胶结、弱-中等压实成岩相具有较好的储层质量,建议作为今后的优选勘探开发区。

鄂尔多斯盆地三叠系延长组次生孔隙形成机制

次生孔隙是鄂尔多斯盆地三叠系延长组砂岩储层的重要储集空间,其中长石溶孔为最主要的次生孔隙类型,其次为岩屑溶孔、晶间孔及沸石溶孔。基于铸体薄片研究,结合扫描电镜分析、阴极发光分析、物性分析以及碳氧同位素分析,自生高岭石和长石含量、长石溶蚀形成的次生孔隙、岩石物性、碳氧同位素组成变化特征研究表明,印支期不整合面之下的延长组上部地层(如长1、长2油层组)次生孔隙的形成机制受控于区域性的大气水溶解作用,而远离不整合面的延长组下部地层(如长8油层组)次生孔隙的形成则更多地受到埋藏成岩过程中与长7烃源岩有关的有机酸的影响,尤其是靠近长7生烃中心区域的长8油层组受到有机酸的影响最为强烈。因此,在进行鄂尔多斯盆地延长组碎屑岩储层质量预测时应针对不同地区不同油层组的次生孔隙形成机制建立相应的预测模式。

E-E_x广域电磁法三维数值模拟

采用伪随机信号源的广域电磁法具有探测深度大、精度高、抗干扰能力强、效率高等优点,正成为新的研究热点。E Ex广域电磁法已经实现了一维和二维正反演。但地球介质是复杂的三维结构,所采集到的数据需要进行三维反演和解释,为了进一步提高广域电磁法的数据处理和解释精度,迫切需要进行广域电磁法三维正反演研究。采用积分方程法实现E Ex广域电磁法三维正演,首先对均匀半空间中存在低阻异常体进行了数值模拟,发现广域视电阻率不仅具有比CAGNIARD视电阻率更优的分辨能力,且广域视电阻率的场源阴影效应相对CAGNIARD视电阻率有所减弱;然后对均匀半空间中存在高阻异常体进行了数值模拟,结果表明CAGNIARD视电阻率对高阻体响应不明显,而广域视电阻率有良好反映。研究表明,无论是高阻还是低阻异常体,广域视电阻率的分辨能力都优于CAGNIARD视电阻率。

鄂尔多斯盆地陇东地区延长组非主力有效烃源岩发育特征

通过油源对比确定了鄂尔多斯盆地陇东地区延长组长4+5、长6、长9暗色泥岩和长7油页岩与暗色泥岩的有效性,进一步采用热解烃指数(HCI)、可溶有机质与有机碳含量关系确定了有效烃源岩的有机碳含量下限为1.1%。以此下限值作为标准,与单井测井资料预测的有机碳含量值结合,确定了单井不同层段有效烃源岩的厚度。通过大量钻井有效烃源岩的厚度统计,确定了不同层段有效烃源岩的厚度分布特征。长4+5有效烃源岩主要分布在研究区中部,最大厚度超过60m。长6有效烃源岩的分布中心集中在庆城—马岭一带,最大厚度超过70m,沉积中心的厚度在20～70m,分布范围与长7油页岩的分布较为一致。长9有效烃源岩在东北部的志丹地区,主体厚度在30～60m。