页岩油富集可动性地球化学评价参数探讨——以威利斯顿盆地Bakken组和渤海湾盆地济阳坳陷古近系沙河街组页岩为例

地球化学参数是页岩油富集可动性评价的重要指标。通过矿物/页岩抽提残渣混油/烷烃热解实验,以及产油页岩有机试剂抽提前、后热解参数对比正演模拟,剖析威利斯顿盆地Bakken组和渤海湾盆地济阳坳陷古近系沙河街组产油页岩的实例,分析页岩油富集特征与地球化学参数响应,研究评价页岩油富集可动性的含油饱和度指数(OSI)及烃产率指数(PI)下限值。研究表明:页岩中的油在常规热解过程中,除了热解游离烃量(S1)之外,也对热解裂解烃量(S2)有贡献,影响了S2曲线的峰型及热解烃峰值温度(T_(max))。页岩内由于原油富集,造成页岩热解参数呈现出异常高OSI和PI值、异常低T_(max)值,OSI值、PI值及T_(max)值之间具有协同变化的关系。富含油的贫有机质页岩的热解参数异常较为明显,富有机质页岩在总有机碳含量(TOC)达到特定值后OSI和PI值趋于稳定。这些页岩由于液-固相互作用影响了烃类可动性下限值。威利斯顿盆地Bakken组1口井和济阳坳陷沙河街组3口井系统解剖结果表明,这些井页岩油富集可动性的OSI下限值为50~75 mg/g,对应PI下限值为0.12~0.20,页岩油富集可动性的OSI下限与页岩岩性和原油性质密切相关,富碳酸盐页岩具有较低的OSI下限值。

致密油资源富集区与“甜点区”分布关系研究——以美国威利斯顿盆地为例

通过对美国致密油成熟探区,威利斯顿盆地巴肯组致密油详细解剖研究,分析致密油资源富集区与甜点区的分布关系。基于948口钻测井数据,绘制多参数地质平面图,利用成因法、体积法和递减曲线法分别对盆地的致密油资源丰度进行评价,对比不同方法下资源丰度的差异,并结合地质参数平面图分析致密油甜点区的分布特征与规律。研究结果表明:威利斯顿盆地巴肯组优质烃源岩是致密油形成的先决条件;成因法和体积法评价的资源富集区与致密油甜点区分布差异较大,不能直接单独应用于甜点的预测;邻近资源富集区的过渡区,同时具备靠近生烃中心、具有地层超压、较高气油比、有一定构造幅度等多个相对有利的因素,是致密油甜点发育区;在构造上,这些过渡区往往发育在盆地斜坡区或靠近背斜等正向构造的翼部。

鄂尔多斯盆地延长组长7段与威利斯顿盆地Bakken组致密油形成条件的对比及其意义

自北美Bakken组致密油成功开发以后,致密油资源已成为各国非常规油气资源勘探开发的热点领域,我国在鄂尔多斯盆地延长组致密油的勘探开发中取得了一定的突破。从地质背景、岩性特征、生油岩特征、储集条件等方面,将威利斯顿盆地Bakken组与鄂尔多斯盆地延长组长7段致密油的成藏机理和富集规律进行系统对比。对比结果显示:两者在构造背景、源储配置关系、生油岩特征、储集层特征等方面相似,不同之处在于延长组的泥页岩平均厚度大于Bakken组。鄂尔多斯盆地延长组长7段和威利斯顿盆地Bakken组致密油具有极其相似的成藏条件和富集规律,认为鄂尔多斯盆地延长组致密油具有较好的勘探前景。

塔里木盆地与威利斯顿盆地古生界海相碳酸盐岩油气成藏特征对比

塔里木盆地和威利斯顿盆地均以古生界海相碳酸盐岩为主要勘探层系。基于对构造沉积背景和油气成藏条件的对比分析,探讨了两个盆地古生界海相碳酸盐岩油气成藏的异同。威利斯顿盆地所处的北美板块规模较大,构造相对稳定,沉积主要受海平面升降的控制。塔里木盆地所处的塔里木板块规模较小,构造变动强烈,沉积受构造运动影响较大。威利斯顿盆地发育了高丰度的烃源岩、良好的孔隙型储层和蒸发岩盖层。而塔里木盆地古生界发育高-过成熟度烃源岩、岩溶型和白云岩储层及泥岩和蒸发岩主导的盖层。二者均发育有多种类型圈闭的古隆起,可作为盆地油气富集的主要区带。威利斯顿盆地发育的多套蒸发岩盖层使得含油气系统概念在该盆地能够得到有效的应用,而油气成藏体系则可以更有效地指导以塔里木盆地为代表的多源、多灶和多成藏期盆地的油气勘探。白云岩-蒸发岩构成了威利斯顿盆地重要的储-盖组合类型。以此类比,塔里木盆地巴楚和塔中地区的中、下寒武统白云岩-中寒武统膏盐岩储-盖组合是未来勘探的有利目标区。

威利斯顿盆地巴肯组泥页岩排烃效率地质研究

为了弄清造成威利斯顿盆地巴肯组泥页岩相对含油量低,而致密砂(灰)岩中含油量高的原因,对巴肯组泥页岩的排烃特征进行研究具有重要的意义。本文在油气勘探相关资料的分析基础上,结合薄片鉴定和地球化学分析方法,探讨了巴肯组泥页岩的排烃特征。结果表明,巴肯组泥页岩的高排烃效率是造成巴肯组中段致密层段相对含油量高、而泥页岩相对含油量较低的根本原因。巴肯组泥页岩产率指数与其有机碳含量的明显不匹配,可溶有机质族组成的低饱/芳值以及巴肯组中段粉砂质白云岩强荧光性都说明巴肯组泥页岩发生过大量的排烃。泥页岩的生烃增压引起的超压诱导泥页岩产生的微裂缝与干酪根网络构成了石油初次运移的通道,也利于泥页岩排烃。

威利斯顿盆地和西墨西哥湾盆地致密油成藏差异

在分析油气勘探相关资料的基础上,结合薄片鉴定和有机地球化学资料,探讨了威利斯顿盆地巴肯组和西墨西哥湾盆地鹰滩组泥页岩地质、地球化学特征,并剖析了巴肯组和鹰滩组油气成藏差异的原因。巴肯组和鹰滩组岩石组合的不同导致二者油气成藏方式存在差异,巴肯组以源外成藏为主,鹰滩组以源内成藏为主。巴肯组泥页岩生烃产生的超压大于鹰滩组,具有更大的排烃动力,有利于油气从泥页岩中排出,从而导致巴肯组泥页岩中滞留的油气较少,而鹰滩组泥页岩生成的油气大部分滞留在泥页岩内部。巴肯组中段物性优于上段和下段,而且连通孔隙更发育,孔喉更大,为油气主要赋存的层段;而鹰滩组泥页岩和灰岩中孔隙都较发育,这2类储集层都对烃类的储存有重要的贡献。巴肯组致密油藏和鹰滩组致密油藏均为连续型或准连续型油藏,巴肯组致密油藏主要以纵向运移为主,巴肯组中段致密储集层形成了大面积连续分布的致密油区,而鹰滩组致密油藏同时存在纵向运移和侧向运移,形成了纵向上泥页岩油藏和致密灰岩油藏互相叠置,具有源储一体、叠加连片的特点。

美国的致密油开发——威利斯顿盆地巴肯（Bakken）油田致密油产量从2003年的1万bbl／d，提高至2010年的45．8万bbl／d（2259万t／a）

致密油泛指渗透率极低，需要借助压裂等技术手段才能实现经济开采的原油，包括从致密砂岩、致密碳酸盐岩和页岩中采出的原油。美国Williston盆地巴肯老油田致密油的成功开采使其产量从2003年的1万bbl／d提高到2010年的45．8万bbl／d。美国致密油的可采储量约为170亿bbl，大致分为前沿勘探新发现、页岩气田中的油液体以及老油田中的新领域等三种类型。目前，水平井钻井、长水平井段多级压裂及其配套的实时监测技术是致密油开发的核心技术。致密油开发的经济性和原油价格紧密相关。

计算确定美国威利斯顿盆地储层可变润湿性

对于可变润湿性储层，采用基于饱和度模型的电阻率方法确定其地质储量会产生问题。当储层的润湿性从水湿-混湿-油湿变化时，阿尔奇饱和度指数（n）将随润湿性的变化而增大。成利斯顿盆地的中巴肯储层和斯里福克斯储层均属于这一类润湿性变化的地层。在2018年SPWLA年会上，Richard Merkel等人通过综舍分析三组舍测井、核磁共振测井、介电测井和岩心数据确定润湿性和阿尔奇饱和度指数（n）。

威利斯顿盆地埃尔姆古力大油田石油地质研究

威利斯顿盆地埃尔姆古力（Elm Coulee）油田发现于2000年，是巴肯组中段（泥盆系-密西西比系）的一个大型油田，其石油最终可采储量估计在两亿桶以上。2000年开始在这个油田钻水平井，到目前为止油井总数已达600多口。

2013年USGS用于评价威利斯顿盆地巴肯组和斯里福克斯组油气资源的输入数据

1．前言 2013年，美国地质调查局（USGS）对美国境内威利斯顿盆地巴肯组（Bakken）和斯里福克斯组（ThreesForks）的石油和天然气技术可采资源量进行了评价（Gaswirth等，2013）。本次是把巴肯组和斯里福克斯组作为连续型石油聚集和推测的常规石油聚集进行评价的，所采用的方法与在美国其他地区连续型油气聚集和常规油气聚集评价单元（AUs）资源评价中所采用的方法类似。本报告的目的是详细介绍巴肯一斯里福克斯组资源评价的相关信息。

加拿大威利斯顿盆地巴肯组和洛奇波尔组石油的空间分布

加拿大威利斯顿盆地麦迪逊群（Madison）油藏的石油究竞是源自巴肯组烃源岩还是洛奇波尔组烃源岩，关于这个问题有两种截然不同的观点。最新的地球化学研究成果显示，麦迪逊群油藏的混源油特征明显，这些混源油由来自巴肯组和洛奇波尔组的石油组成。为了研究石油组分的地区性分布，采用多变量统计方法，从地球化学数据集中提取烃源岩及其成熟度特定的地球化学特征，分析其空间分布特点。混源油的分布具有地区性，局限于加拿大萨斯喀切温东南部地区北东南西向的构造带[托基-罗肯维尔（Torqunay-Rocanville）走向带]。据此推断裂缝或断层系统形成了高渗透率带，为源自巴肯组的石油穿过洛奇波尔组向上运移提供了通道。在没有明显的断层或裂缝系统的区域，石油优先沿多孔地层侧向运移，巴肯组烃源岩生成的石油在巴肯组储层中聚集，而洛奇波尔组烃源岩生成的石油主要在上覆的麦迪逊群储层中聚集。

威利斯顿盆地巴肯组中段和斯里福克斯组上段致密油藏提高采收率数值模拟研究

美国地质调查局（USGS）2008年发布的研究报告认为，威利斯顿盆地美国部分巴肯页岩油区未发现的石油技术可采储量大约为36亿桶。随着威利斯顿盆地非常规石油勘探开发从勘探和评价阶段进入大规模开发阶段，开发井网优化和提高采收率已经成为需要考虑的重大问题。根据我们的研究，巴肯油藏的开采机理主要是溶解气驱，而且一次采油的采收率达不到原始石油地质储量的15％。由于采收率很低，地下有大量的剩余油，这促使人们大力研究提高这个页岩油藏采收率的方法。 文中假设巴肯组和斯里福克斯组（Three Forks）存在天然裂缝且具有单一孔隙系统，并在此基础之上利用这两套地层的典型流体和岩石性质建立了数值模拟模型。根据完井工程资料并结合流动模型，确定了分段水力压裂裂缝的性质。根据整个盆地一次采油过程中石油公司普遍采用的油井作业方式，对流动模型进行了约束。为了防止油藏压力因大规模压降开发而出现快速下降，石油公司会采取一些措施来维持油藏压力，而为了提高石油采收率，石油公司还会实施注气（包括二氧化碳）和注水开发，文中将介绍这些维持油藏压力的方法以及注气和注水开发方法。

美国威利斯顿盆地巴肯组和斯里福克斯组未发现石油资源评价

美国地质调查局（USGS）采用基于地质资料的评价方法，对分布在美国蒙大拿州、北达科他州和南达科他州的威利斯顿盆地巴肯组（Bakken）和斯里福克斯组（ThreeForks）的油气资源再次开展了评价。评价结果认为，这两套地层中未发现的石油可采资源量为74亿桶，伴生气／溶解气可采资源量为6．7万亿立方英尺，天然气液可采资源量5．3亿桶。

西加拿大盆地古生界烃源岩特征及对鄂尔多斯盆地气源岩的认识

对西加拿大阿尔伯塔和威利斯顿盆地古生界海相烃源岩的形成环境、发育特点及有机质丰度等进行了调研,西部盆地古生界海相烃源岩主要发育在深水盆地和开阔海环境,这些烃源岩的分布特点是厚度薄(一般小于10m),分布范围广(几乎分布于全盆地),有机质丰度高(Kukeristic 油页岩 TOC 可达28%),成熟度分布范围广(主要处于成熟阶段,R_o=0.6%～1.3%),岩性主要为黑色页岩和灰质泥岩。联系到我国的鄂尔多斯盆地,根据下古生界奥陶系的沉积环境和目前的烃源岩有机质丰度等分析资料,认为该盆地的西部和东部也可能发育有有机质丰度高、厚度薄的烃源岩。

海拉尔盆地乌南次凹非常规油气勘探潜力分析

海拉尔盆地为中新生代的多旋回、断一坳叠合型陆相断陷盆地。通过分析该盆地乌南次凹的构造、沉积、油气成藏特征，认为断陷盆地的油气生成于成熟的烃源岩区自源封闭的成藏系统中。剩余资源主要赋存于生烃凹陷水进体系域和高位体系域的致密砂岩、粉砂岩互层内，是非常规油气赋存的有利区带，应作为下一步非常规油气藏勘探的重点。

济阳拗陷沙河街组页岩与美国Bakken组页岩储层“甜点”特征对比

从源岩到储层的思路,探讨济阳拗陷沙河街组页岩和美国Bakken组页岩储层特征和形成机理。通过对Bakken组和沙河街组页岩有机地球化学分析、岩性分析、储层物性分析和矿物学分析,表明沙河街组页岩储层“甜点”特征为：有机质以Ⅰ型干酪根为主;狑TOC〉2.36%,犚o为0.76%~0.90%;主要为纹层状泥灰岩、泥质白云岩、灰质泥岩、油泥岩和油页岩;孔隙度〉3%,渗透率〈0.5×10-3μm2;脆性矿物质量分数〉20%;含油饱和度为60%~90%;储层厚度为13.60~90 m;储层主要为沙三下亚段。对比Bakken有利页岩储层地质特征表明,Bakken组页岩储层“甜点”特征为：有机质以Ⅰ型干酪根为主;狑TOC〉5.36%,犚o为0.51%~0.72%;砂质白云岩;孔隙度〉3%,渗透率〈0.1×10-3μm2;脆性矿物质量分数〉50%;含油饱和度为50%~71%;储层厚度为3.10~12.20m;Bakken中段为优质储层段。沙河街组和Bakken组页岩储层形成的机理主要为有利的矿物组合和普遍发育的超压。

美国重点页岩油区勘探开发进展及启示

根据美国二叠盆地、威利斯顿盆地Bakken区带、墨西哥湾盆地Eagle Ford区带等重点页岩油区的地质特征、储量、产量、钻井和开发技术进展,分析了美国页岩油的发展趋势,并总结经验启示,以期为中国页岩油的发展提供借鉴。分析表明,二叠盆地是美国页岩油储量和产量最高的地区,主要产区为Spraberry和Wolfcamp区带,未来也将处于愈加重要的地位。2020年受新冠肺炎疫情影响,美国三大主力产区油气钻机数量和页岩油产量整体呈现先下降后增加的趋势,超低油价驱动油公司采取新一轮技术革新和降本措施提高单井产量。借鉴美国页岩油勘探开发的经验,中国页岩油应优先选择成熟度较高的轻质油和凝析油展开部署,并跟踪学习美国凝析油藏的开发技术;甜点分级评价是美国页岩油高效开发的基础,在低油价下作用尤为明显;中国页岩油要实现高效开发还有很长的路要走,技术进步是页岩油降本增效的核心,因此在勘探开发初期就要重视技术攻关。建议对中国页岩油勘探开发开展全生命周期管理和地质工程一体化技术管理模式,探索出页岩油高效开发、迅速降本增效的新途径。

高压注空气法应用实例

一、MPHU油田注空气项目实例及评价 1油田概况 MPHU油田（Medicine PoleHills Unit）位于北达科他州西南的威利斯顿（Williston）盆地的西南侧。其提高采收率项目是威利斯顿盆地最深的注空气项目。轻油（API 39°）注空气、碳酸盐岩地层加上油层温度高（110℃）及渗透率低（1～30×10^-3平方微米）使该注空气项目不同寻常。其原油产自奥陶系的红河碳酸盐岩层，其平均深度为2900米。

第59届岩石物理学家与测井分析家协会(SPWLA)年会题录

第59届岩石物理学家与测井分析家协会(SPWLA)年会于2018年6月2日-6日在英国伦敦召开,年会入选论文122篇.完井岩石物理学1.定量确定多级三轴测试失效瞬态,提高储层岩石力学特性认识2.岩心分析和测井曲线获得的厚壁圆筒强度和应力极限:用于防砂方案复杂储层与新远景带类型3.美国威利斯顿盆地中巴肯、斯里福克斯地区的可变润湿性测定方法.

从褐煤中回收铀

褐煤作为燃料和从中将铀作为可能的副产品予以回收,已使人们对它重新产生了兴趣。本文总结了1952至1954年,在橡树岭国立实验室进行的用硫酸浸取褐煤灰,从中回收铀的工作。讨论了烟道气中二氧化硫应用的可能性,对于计划处理褐煤的公司将是有价值的。