准噶尔盆地玛湖凹陷常规-非常规全油气系统成藏模式研究

全油气系统是在含油气系统基础上逐渐丰富的油气勘探理论。经多年持续勘探,先后在准噶尔盆地玛湖凹陷周缘断裂带和凹陷-斜坡区发现克乌及玛湖2大百里油区,形成常规-非常规油气有序共生的局面,是国内外少有的以碱湖优质烃源岩为基础的经典全油气系统实例。在系统总结全油气系统历史沿革及发展趋势基础上,剖析玛湖凹陷大油区发现史,分为3个阶段,即以“扇控论”和“源控论”为指导的克拉玛依油田,以源上砾岩大油区、复合含油气系统地质理论为指导的玛湖砾岩大油区,及以常规-非常规有序共存全油气系统地质理论为指导的风城组大油田。玛湖大油区的发现为全油气系统理论提供了实证。玛湖凹陷风城组烃源岩为一套有机质丰度高、类型好的成熟-高成熟油源岩,分布广、厚度大、生烃强度大,具“早生烃、早排烃、两阶段、长时序”特点。受风城组烃源岩热演化及生排烃过程影响,形成玛湖地区以砂岩、砂砾岩、白云质岩类和火山岩为主要储层的多类型油气藏,呈页岩油-致密油-常规油的有序共生特征,具源储一体、源储紧邻、源储分离3类成藏模式。源外油气富集于砂-砾岩、火山岩储集层中,源内自生自储,整体呈“源储耦合、有序共生”。目前,以全油气系统理论为指导,在准噶尔盆地、东道海子凹陷、阜康凹陷、沙湾凹陷等多个重大领域均获得突破,呈由源外向源内、由常规向非常规、由浅层向深层、由单一圈闭向连续地质体全突破趋势。充分解剖玛湖凹陷常规-非常规有序共生经典实例,结合科学研究最新成果,从“源储耦合、有序共生”全新视角出发,重新定义油气成藏关键地质要素内涵,总结油气聚集全过程及分布规律和形成机制,对构建新的涵盖常规-非常规油气全油气系统理论具重要意义。

准噶尔盆地玛湖凹陷风城组常规-非常规油气有序共生与全油气系统成藏模式

基于地质、地震及钻测井新资料,对准噶尔盆地玛湖凹陷下二叠统风城组全油气系统形成的基本条件、常规-非常规油藏有序共生特征以及成藏模式进行系统研究。结果表明,受风城组碱湖优质烃源岩热演化及其生排烃过程、多类型(砾岩、砂岩、白云岩、泥页岩)储集层特征的控制,形成了常规构造-岩性油藏及受源储结构控制的致密油和页岩油。平面上,自玛湖凹陷周缘斜坡区向凹陷区,呈现成熟常规油藏—中高成熟致密油—中高成熟页岩油的有序共生特征。基于风城组常规-非常规油藏有序共生特征,明确风城组油气具有大面积连续聚集的特点,存在源储一体、源储紧邻、源储分离3类成藏模式,3类成藏模式在源储结构、储集层岩性及其空间分布、烃类运移特征、油气类型等方面存在差异。明确了准噶尔盆地应加快统筹常规-非常规油气整体布控与一体化推进,实现全油气系统的整体突破。进一步丰富陆相含油气盆地油气富集地质理论,以期为其他富烃凹陷的勘探研究做类比参考。

沁水盆地煤系非常规天然气共生聚集机制

沁水盆地煤系非常规天然气(煤系"三气")资源丰富,研究煤系非常规天然气的共生聚集机制有助于天然气资源的综合利用。依托煤系有机地化与储层物性相关测试数据,分析了煤系非常规天然气的生烃物质基础与储层特征;基于典型钻孔的沉积序列、岩性组合和气测资料,建立了三类煤系非常规天然气共生模式并探讨了其在层序格架内的分布特征;通过成藏过程和成藏动力分析,评估了盆地内煤系非常规天然气的共采前景。研究认为:沁水盆地煤系非常规天然气生烃物质基础雄厚,天然气生成、运聚的宏观动力条件和储层条件时空配置得当,共生成藏条件良好;石炭-二叠系山西组与太原组发育"三气"共生和两种"二元"气藏共生组合,联合勘探开发前景较好,页岩气和致密砂岩气单独开发风险较大。

非常规油气地质学建立及实践

非常规油气地质学理论是世界石油工业从常规油气向非常规油气跨越的一次理论飞跃。紧密结合中国特殊地质背景和油气工业条件,经过10年不懈攻关,通过构建细粒沉积学、非常规油气储层地质学、非常规油气成藏地质学、非常规油气开发地质学、常规—非常规油气"共生盆地"发展战略等学科内容,基本形成非常规油气地质学理论体系框架。非常规油气地质学理论,是世界页岩油和气、致密油和气等典型非常规油气工业发展的理论基础,引领推动了石油地质学科发展、行业标准制定、国家实验室建设和专业人才培养,有效推进了我国致密油和气、页岩油和气等非常规油气资源的工业勘探开发。非常规油气地质学科在未来油气资源综合利用、能源结构科学预判、复杂问题创新解决等方面,仍有发展空间。

常规-非常规油气资源一体化评价方法——基于全油气系统理论和TSM盆地模拟技术

目前,资源评价技术已不能满足常规-非常规油气资源一体化评价和立体勘探的需求,而“全油气系统”理论为评价常规、非常规油气及潜力分布提供了理论指导。在常规、非常规油气资源评价方法调研的基础上,结合地质理论研究进展、模拟实验以及盆地模拟技术的进步,提出了基于全油气系统理论和TSM盆地模拟技术的常规-非常规油气资源一体化评价新方法,通过在典型地区的应用实例,分析了新方法的适用性、优势及发展前景。从根源上来说,常规与非常规油气均来自有机质的生烃热降解,是“源-储协同演化、源-藏差异演化”的结果,具备开展一体化评价的基础;在分析烃源岩完整的生烃—排烃—滞留油气演化模式、排出油裂解演化模式和源内气演化过程的基础上,建立了常规-非常规油气资源一体化评价方法和流程,可统一开展源内体系和源外体系油气形成演化全过程的模拟和资源量计算。新方法体现了多类型油气资源有序共生的完整性和油气动态演化过程,其评价过程更科学且在盆地整体资源潜力的宏观把控方面具有独到优势。下一步仍需在烃源岩精细评价和油气运聚模拟技术方面加强研究,使资源评价结果更好地服务于勘探部署。

非常规油气地质学理论技术及实践

形成非常规油气地质学理论技术,引领油气工业从常规到非常规,进源找油,是世界油气勘探开发形势发展和科学研究持续推进的必然趋势.研究团队紧密结合中国特殊地质背景和油气工业条件,经过10余年不懈攻关,构建了非常规细粒沉积学、非常规油气储层地质学、非常规油气成藏地质学、非常规油气开发地质学和常规-非常规油气有序“共生富集”发展战略等学科内容,集成了非常规油气关键实验技术、勘探评价技术、开发工程技术和常规-非常规油气勘探开发关键技术,基本形成了非常规油气地质学理论技术体系框架.从常规油气的“源控论”到非常规油气的“源储共生系统”,深刻认识到源岩层系及与其大面积紧密接触的致密储集层系中可以聚集巨量工业油气资源.非常规油气地质学理论技术,引领推动了非常规油气地质学科发展、关键技术研发、国家标准制定、国家实验室建设和专业人才培养,有效推进了我国致密油和气、页岩油和气等非常规油气资源的工业勘探开发,截至2022年底,中国非常规油气产量超过1×10^(8)t油当量,约占油气总产量28%,其中非常规气约占天然气总量的41%,非常规油约占石油总量的17%.油气不可再生,但非常规油气革命可延长油气工业的生命,持续强化理论、技术和管理“三个创新”的深度融合,努力实现地下原位加热低熟页岩转化油气、地下原位加热富油煤岩转化油气和地下原位压裂脆性页岩层系产出油气“三个地下革命”的颠覆创新,不断推动以鄂尔多斯盆地为代表的超级能源盆地化石能源与新能源的协同发展,塑造碳中和下中国式超级能源盆地“油气与新能源”融合发展模式,非常规油气革命支撑油气工业可持续发展,力推实现中国“能源独立”.

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。

松辽盆地及外围油气资源基础地质调查——“十三五”阶段进展与未来工作展望

"十三五"期间,松辽盆地及外围油气地质调查以"开辟新区,探索新层系,联合攻关新类型、新领域,支撑百年大庆油田建设"为目标,紧密围绕"松辽盆地陆相页岩油、外围中小盆地、石炭-二叠系与中新元古界深层系"三大领域,取得了一系列发现与进展:一是以基质型页岩油为主攻方向,实施页岩油参数井获工业油流,揭示松辽盆地陆相页岩油巨大资源潜力;二是阜新盆地辽阜地2井获工业油流,实现久攻不克区勘探突破,为传统煤炭资源枯竭型城市转型发展提供资源保障;三是以深层系、非常规为指导思想,实施石炭-二叠系与中新元古界油气资源调查取得新进展.结合新形势、新需求,提出"全盆地、大地质、多资源"综合调查等下阶段工作方向.

海陆过渡相地层有机质纳米孔成因及地质意义——以鄂尔多斯盆地东部山西组为例

海陆过渡相煤系地层已经发现丰富的非常规天然气资源。本文以鄂尔多斯盆地东部山西组煤系地层为例,通过开展微观特征分析及物理模拟实验,查明山西组主要孔隙类型为有机质孔隙、残余原生孔隙、不稳定矿物溶蚀孔、黏土矿物层间孔,认为黏土矿物层间孔和有机质纳米孔隙是页岩储集空间与常规砂岩储层的显著区别;山西组煤系地层广泛发育的有机质纳米孔,经过模拟实验认为形成于早期液态烃裂解气,随着原油沥青化,气泡被固化在沥青条带中形成纳米孔隙;集中发生在晚侏罗世至早白垩世末的异常热事件控制了裂解气生成的强度和范围,在此过程中沥青化产生的有机质纳米孔大幅度提高煤系地层非常规气储集空间和资源丰度。这一认识对于深入了解山西组煤系地层孔隙结构特征及非常规油气地质评价选区具有重要意义。

“进源找油”:源岩油气内涵与前景

基于全球能源结构转型背景、非常规油气勘探开发进展和重点盆地研究对比分析,将非常规油气划分为源岩油气、致密油气和滞聚油气3种类型,明确源岩油气是全球油气供应的战略领域,是未来石油工业第2个150 a生命周期中举足轻重的资源组成,是"进源找油"的主要对象。提出源岩油气地质学内涵,集成建立了源岩油气生、排、滞留烃模式,指出5个源岩油气生成段决定相应技术条件下的现实资源潜力;分析了源岩油气"甜点段"形成机理,发现页岩油主要聚集在紧贴生油段、孔渗较好的泥页岩段,而煤层气和页岩气"甜点段"源储一体、吸附在煤层表面或滞留在富有机质黑色页岩段,评价优选源岩油气"甜点区(段)"是"进源找油"的核心;源岩油气资源潜力巨大,继北美之后,全球十余个大型常规-非常规"共生盆地"源岩油气也将迎来大发展,源岩油气是中国未来石油稳定发展的主力、天然气产量跨越的增长点,预计2030年中国源岩油和源岩气产量将分别占比15%和30%;应对源岩油气发展挑战,建议坚持理论创新、设立开发试验区、加强技术攻关、争取国家支持等。源岩油气地质,是"源控论"在非常规油气阶段的新发展,将为承续和推进后油气工业时代上游领域新征程提供新的理论依据。

“进(近)源找油”:油气地质理论创新与重点领域勘探思考

创新地质理论和勘探重点领域是石油地质学科发展与工业探索发现的永恒主题,"进(近)源找油"正成为石油地质研究和油气勘探的新方向。地质理论创新引领石油工业从常规油气向非常规油气跨越,立足中国特色石油地质条件和勘探研究历程,取得4项研究认识。(1)松辽盆地、渤海湾盆地、鄂尔多斯盆地、四川盆地、塔里木盆地、准噶尔盆地是中国的常规-非常规油气"共生富集"大盆地,未来油气勘探潜力仍很大,常规-非常规油气地质学将指导"共生富集"大盆地实现两种油气资源类型的整体发现、极限开发与协同发展。(2)石油地质理论在大油气田的发现中发挥重要作用,深化烃源岩认识可以不断开辟常规-非常规油气资源新领域,挖潜"共生富集"大盆地可以不断推动常规-非常规油气大发现。(3)重点领域是油气规模增储和战略发现的主力军,深层—超深层和非常规烃源岩层系是未来陆上重点发现和发展领域,中西部突出深层—超深层优质油气资源,中东部突出中—深层非常规规模油气资源。(4)立足6大常规-非常规油气"共生富集"盆地基础研究,突出烃源岩附近及其内部油气资源的规模快速利用,常规油气聚焦"富油气层系"战略发现,非常规油气聚焦"人造油气藏"规模开发,攻关"共生富集"盆地资源序列、重点领域风险勘探、万米超深层科学探索、非常规油气人工改造、煤炭一体化地下气化、页岩油及煤岩油原位转化6大战略领域,努力实现深层—超深层油气发现成规模、非常规油气资源能动用。面向未来10~15年,新一轮地质理论创新和重点领域优选,将带动中国油气工业继续增储上产。