鄂尔多斯盆地延长组长7_(3)亚段页岩油特征及勘探方向

通过对鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段3亚段(简称长7_(3)亚段)岩心观察、实验分析测试、测-录井等资料分析,揭示长7_(3)亚段多类型页岩油发育的地质特征及富集规律,探讨多类型页岩油勘探潜力及攻关方向。研究表明:①长7_(3)亚段发育运移-滞留复合型和滞留型2类页岩油,运移-滞留复合型储集层为砂质碎屑流、低密度浊流成因的砂质纹层和半深湖—深湖富有机质泥页岩纹层频繁互层叠置的组合段,滞留型页岩油储集层为页理及显微纹层频繁发育的黑色页岩,运移-滞留复合型页岩油品质略好于滞留型页岩油。②优质烃源岩提供大量高势能富烃优质流体;源储压差为渗流条件较好的贫有机质砂岩类薄夹层和页岩中的长英质纹层、凝灰质纹层及页理缝原油聚集提供动力;生烃增压缝-页理缝-微裂缝为原油微运移提供高速通道;频繁发育的砂岩夹层及长英质纹层不仅为烃类规模聚集提供有效的储集空间,还能有效提高烃类的可动性。③环洼富砂区是运移-滞留复合型页岩油规模勘探的主要方向,成熟深洼区是中高成熟度滞留型页岩油风险勘探的主要方向,围绕低熟深洼区积极推进原位转化研究和现场实施是中低成熟度滞留型页岩油勘探的主要攻关方向。

鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7_(3)亚段页岩纹层发育特征及类型划分

鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7_(3)亚段沉积的富有机质泥页岩中,频繁发育的纹层导致页岩层系非均质性强,进而对泥页岩的储集特征及含油性造成影响。本文基于典型的纹层页岩样品,利用游标卡尺对岩心上的纹层进行定量测量,结合显微镜下薄片鉴定、总有机碳测定、X射线衍射矿物分析及岩石热解实验,对长7_(3)亚段页岩纹层的发育特征、纹层类型划分及纹层在单井上的纵向展布规律进行了研究。研究结果表明,宏观岩心上发育的纹层单层厚度一般分布在0.4~5.0 mm,纹地比(纹层总厚度/统计段岩心长度)介于5.7%~16.8%,纹层发育频率非均质性强。显微镜下依据纹层沉积构造的形态划分为6类,分别为3种具有连续形态沉积特征的平直型纹层、波纹型纹层、粒序型纹层及3种非连续形态沉积特征的透镜状纹层、斑状纹层、弱纹层,不同形态纹层页岩的矿物组成及有机质丰度差异明显。依据纹层内部的微观物质组成将其类型主要划分为有机质纹层、长英质纹层及凝灰质纹层;按照不同纹层垂向的叠置规律,将纹层组合划分为均质泥岩、长英质纹层型页岩与凝灰质纹层型页岩。单井上,纹层分布具有非均质性,不同纹层的发育频率与黏土矿物含量、TOC及OSI的变化呈一定的规律性变化。

鄂尔多斯盆地长武—富县地区长7_(3)亚段岩性组合特征及页岩油有利区评价

通过对长武—富县地区钻井和露头长7_(3)亚段开展岩性描述、薄片鉴定、X-射线衍射等分析,识别出5种主要泥页岩岩性类型,分别为黏土质页岩、含凝灰黏土质页岩、凝灰质黏土质页岩、含粉砂黏土质泥岩和粉砂质黏土质泥岩;同时识别出3种主要夹层岩性类型,分别为细砂岩、凝灰岩和沉凝灰岩。在统计分析基础之上,划分了4种主要岩性组合类型,即纯泥页岩型、泥页岩夹砂岩型、泥页岩夹凝灰岩型、泥页岩夹砂岩和凝灰岩型,并明确了不同类型岩性组合的分布特点。对黏土质页岩和含粉砂黏土质泥岩2种主要泥页岩类型开展生烃特征评价,认为2种泥页岩的有机质丰度和热成熟度均达到了页岩油形成的标准,含油性指标也显示其达到了页岩油资源富集级别。储层物性特征评价认为,相对于泥页岩,细砂岩和凝灰岩类夹层具有更优的物性条件,因此夹层发育对于提高泥页岩层段整体物性条件具有积极作用,且细砂岩夹层起到的积极作用更大。勘探有利区评价认为,研究区泥页岩一类有利区主要分布在张村驿—张家湾、上畛子林场、安置农场等地区,其中张村驿泥页岩夹砂岩型岩性组合发育区为最有利勘探目标,其次为上畛子林场、安置农场泥页岩夹凝灰岩型勘探目标,以及张家湾纯泥页岩型勘探目标。

鄂尔多斯盆地合水地区三叠系长7段页岩油储层特征及主控因素

鄂尔多斯盆地合水地区是长庆油田页岩油勘探开发的重点区块。根据铸体薄片、物性分析、扫描电镜、高压压汞及核磁共振等测试分析结果,对鄂尔多斯盆地合水地区三叠系长7段页岩油储层特征及其主控因素进行了研究。研究结果表明:(1)合水地区长7段页岩油储层主要为一套灰黑—黑色细—粉砂岩,以岩屑长石砂岩为主,填隙物的体积分数平均为16.71%。岩石物性较差,平均孔隙度为8.15%,平均渗透率为0.102 mD,为超低孔—特低孔、超低渗型储层。(2)研究区孔隙类型以长石溶孔和残余粒间孔为主,以亚微米孔(直径为0.1~1.0μm)含量最多,占总孔隙数量的75.56%,纳米孔隙(直径小于0.1μm)数量次之,占总孔隙数量的17.94%。孔喉类型较复杂,溶蚀成因的管束状喉道及压实成因的片状、弯片状喉道为储层主要的喉道类型。(3)沉积作用、成岩作用及构造作用共同控制了研究区长7段页岩油储层的质量和分布。沉积作用为储层提供了物质基础,储层主要形成于深水重力流沉积环境,可分为砂质碎屑流砂体和浊流砂体等2种类型。中等—强压实强度的压实作用和胶结作用降低了储层物性,溶蚀作用对于改善储层物性具有一定的积极作用,构造作用形成的裂缝提高了储层的渗流能力,并对后期的储层压裂改造具有重要意义。

鄂尔多斯盆地长7_(3)页岩油烃源岩测井综合评价

烃源岩测井评价是页岩油“四品质”评价中一项重要的研究内容。目前,针对陇东长7_(3)页岩油应用测井资料来进行烃源岩识别与有机碳含量评价已较为广泛,但精度不高且其他有机地化参数测井定量评价相对空缺,烃源岩测井评价标准还未完善。因此,针对以上问题,本文首先阐述了鄂尔多斯盆地陇东地区烃源岩特征;然后,精细构建了研究区烃源岩测井评价参数体系,特别是针对有机碳含量计算提出了声电面积包络法、细分岩性法等多种算法,有效提高了计算精度;最后,基于烃源岩品质综合评价指数,建立了陇东长7_(3)烃源岩分类评价标准,为后续“甜点评价”提供技术支撑。

鄂尔多斯盆地延长组长7_(3)亚段纹层型页岩油储层孔隙结构特征与影响因素

以鄂尔多斯盆地延长组长7_(3)亚段纹层型页岩油储层为研究对象,综合运用TOC分析、岩石热解分析、X射线衍射分析、偏光和荧光显微镜观察、场发射扫描电镜观察和低压氮气吸附分析,对纹层型页岩的岩相类型、孔隙微观定性特征和定量结构参数,以及孔隙结构的主控因素进行了系统研究。根据沉积、地球化学和矿物组成特征和差异,长7_(3)亚段可划分出凝灰质—有机质纹层页岩、黏土质—有机质纹层页岩和长英质—黏土质纹层页岩3种岩相类型,孔隙主体分别以有机质生烃增压缝、黏土矿物—长英质晶间粒间复合孔以及长英质粒间孔缝系统为主。样品中介孔最为发育,“凝灰质—有机质”“黏土质—有机质”“长英质—黏土质”的孔隙体积和比表面积依次增加,孔隙网络非均质性和孔隙表面粗糙程度则分别呈逐渐减弱和增强的趋势。有机质孔隙整体发育有限,以有机质—黄铁矿—黏土矿物复合孔为主,是微孔的主要组成部分,与石英刚性颗粒相关的原生粒间孔缝系统是介孔和宏孔的主要组成部分,也是整个孔隙网络的主体,长石溶蚀孔发育局限,对于孔隙网络贡献较小。

再论鄂尔多斯盆地延长组长7_(3)砂层组与烃源岩相关的高伽马砂岩

针对自然伽马等常规测井系列长期仅能将鄂尔多斯盆地延长组长7_(3)砂层组大规模发育的与烃源岩相关的高伽马砂岩解释为“油页岩等优质烃源岩”的问题,根据岩心观察及测录井资料、电子探针薄片和大量页岩油实际生产资料的分析,对长7_(3)砂层组内与烃源岩相关的高伽马砂岩的定义、成因以及其发育特征与长7油层组页岩油试油效果的关系进行了探索性的研究。研究表明,鄂尔多斯盆地长7_(3)砂层组内与烃源岩相关的高伽马砂岩可划分为狭义和广义两种类型,高放射性的成因可能与深部热水作用有关,首次发现其发育特征与长7油层组页岩油试油效果关系密切。该项研究对鄂尔多斯盆地延长组长7油层组页岩油的大规模高效勘探与开发具有重要的理论和现实意义。

鄂尔多斯盆地长7_(3)亚段页岩油可动烃资源量评价方法

鄂尔多斯盆地长7_(3)亚段发育一套富有机质泥页岩夹薄层粉—细砂岩的细粒沉积,具有整体生烃、普遍含油的特征。明确不同类型细粒沉积的含烃量、赋存状态、烃类组分等,对于该类型页岩油资源潜力分析和甜点优选具有重要意义。基于CY1井长7_(3)亚段岩心系统测试分析,运用多粒级多极性分步抽提方法,对黑色页岩、暗色泥岩、粉砂岩、细砂岩等4种细粒沉积岩石类型开展可动烃研究,评估了盆地长7_(3)亚段页岩油的可动烃资源量。结果表明,多粒级多极性分步抽提分析不同类型细粒沉积在不同粉碎条件下(1 cm^(3)、0.5 cm^(3)、150目)的含烃量及其组分,单位抽提量大小顺序为细砂岩>黑色页岩>粉砂岩>暗色泥岩,步骤1、步骤2抽提可溶有机质以轻质—中质组分为主,属于可动烃;步骤3和步骤4抽提可溶有机质为不可动烃。实验结果表明长7_(3)亚段黑色页岩、暗色泥岩、粉砂岩和细砂岩的可动烃量分别为3.35 mg/g、1.45 mg/g、3.28 mg/g和4.48 mg/g。对城80井区220 km^(2)长7_(3)亚段页岩油可动烃资源量进行评价,初步评价结果为(0.37~0.51)×10^(8) t。鄂尔多斯盆地长7_(3)亚段页岩油有利分布面积约为1.5×10^(4) km^(2)。通过类比分析,评价其可动烃资源量为(25~35)×10^(8) t,该类型页岩油有望成为盆地石油勘探新的接替领域。

鄂尔多斯盆地志丹地区长7_(3)亚段泥页岩地球化学特征及页岩油地质意义

基于鄂尔多斯盆地志丹地区长7_(3)亚段泥页岩岩心资料,通过有机碳、岩石热解、生物标志化合物、微量元素、有机质族组分等实验测试分析,运用多种有机地球化学参数,综合判识了研究区长7_(3)亚段泥页岩形成环境、母质类型、成熟度以及含油性。研究表明,志丹地区长7_(3)亚段泥页岩沉积环境为弱氧化-还原环境,母质具有水生生物和高等植物的混源特征;长7_(3)亚段泥页岩的TOC平均值为4.65%,生烃潜量(S_(1)+S_(2))平均值为20.86 mg/g,热解T_(max)平均值为447℃,泥页岩的成熟度较高;长7段泥页岩氯仿沥青“A”族组成中烃类组分含量高(平均为52%)、沥青质含量低(平均为3.48%)、饱/芳平均值大(为4.2);长7_(3)亚段泥页岩样品中饱和烃碳数分布在nC_(13)—nC_(33)之间,主峰碳以nC_(15)、nC_(16)为主,偏向低分子量烷烃,ΣC_(21-)/ΣC_(22+)平均值为1.34,体现出烷烃具有短链优势;长7段泥页岩沉积厚度较大、有机质含量高、含油性好,是该地区页岩油潜在的接替目标,未来具有重要的勘探意义。

鄂尔多斯盆地长7_(3)亚段泥页岩型页岩油赋存状态与有机地球化学特征

页岩油的赋存状态与有机地球化学特征对页岩油的甜点区评价与资源潜力评估具有重要意义。为明确鄂尔多斯盆地延长组长73亚段泥页岩中页岩油的赋存位置、含油量、族组分和饱和烃分布特征,选取长73亚段的泥页岩岩心样品进行多溶剂连续分级抽提、低温氮气吸附—解吸、荧光薄片鉴定、场发射扫描电镜和饱和烃气相色谱—质谱等分析。结果表明:长73亚段泥页岩型页岩油主要赋存于页理缝和有机质孔中;页岩油的含油总量大于10 mg/g,其中游离油约占50%,吸附油约占20%;游离油、吸附油含量与有机质丰度之间呈较好的正相关关系,表明有机质丰度是控制页岩油分布的主要因素;游离油含有较多的饱和烃和轻质组分,而吸附油则含有较多的非烃与沥青质等重质组分。此外,与暗色泥岩相比,黑色页岩具有广泛发育的页理缝和有机质孔,游离油含量较高,黑色页岩可能是更有利于页岩油勘探开发的岩相类型。

鄂尔多斯盆地延长组7段3亚段页岩油风险勘探突破与意义

2022年3月,针对鄂尔多斯盆地湖盆中部地区的延长组7段3亚段(长7亚段)的泥页岩层系实施的LY1H风险探井试油获得116.8 t/d的高产油流,试采期平均原油产量达15.8 t/d,实现了页岩油新类型和新层系的重大勘探突破。基于LY1H井钻探成果,系统梳理了长7亚段页岩油成藏地质条件及试油试采特征,分析了页岩油富集高产的主控因素,以期为下一步落实规模储量提供指导。研究表明:长7亚段的砂质岩类具有单层厚度薄、砂体横向延伸短、粒度细、泥质含量高的特征,且受长7亚段高有机质丰度的厚层状泥页岩强生、排烃作用的影响明显,含油饱和度高。长7亚段富有机质泥页岩与其夹持的多套薄层状粉—细砂岩组合具有有利的源-储配置关系,高含油性、微裂缝发育、高气油比均有利于砂质岩夹层内页岩油的富集高产。LY1H井水平段油层表现为强非均质性,为提高页岩油的动用程度,设计了“前端可溶球座细分切割+后端连续油管水力喷砂精准压裂+新型绳结暂堵剂”的一体化组合式差异化压裂改造工艺,采用纳米驱油变黏滑溜水,促进了油水充分置换,缩短了试油周期,并制定了合理的排采制度,有效提高了试油效率。LY1H井的勘探突破证实,鄂尔多斯盆地湖盆中部地区的长7亚段厚层状泥页岩所夹持的薄层状砂质岩类具备页岩油规模富集的地质基础,通过水平井大规模压裂改造工艺可提高其开发效率,是长庆油田下一步增储上产的重要接替领域和勘探重点。

鄂尔多斯盆地延长组长7_(3)亚段泥页岩层系岩石类型特征及勘探意义

长期以来,鄂尔多斯盆地长73亚段主要被作为单一烃源岩进行研究,涉及到多种岩石类型特征及源储一体方面的研究相对比较薄弱。基于岩性、物性相关分析资料结合测井精细解释,详细论述了长73亚段岩石类型特征,并分析了不同类型岩石储集特征及勘探意义。结果表明:(1)长73亚段发育黑色页岩、暗色泥岩、细砂岩、粉砂岩、凝灰岩共5类岩性;(2)砂质岩类的储集空间主要为长石溶蚀孔和刚性颗粒支撑的残余粒间孔,高长石和石英矿物含量、低碳酸盐胶结、低黏土矿物含量、较大累计厚度的砂岩是长73亚段最优的页岩油储层;(3)富有机质泥页岩是长73亚段发育规模最大的岩石类型,储集空间主要为黏土矿物晶间孔、黄铁矿晶间孔及碎屑颗粒粒间孔,有机质孔基本不发育,但常见有机质收缩缝,虽然长73亚段泥页岩的孔隙度和孔径都非常小,但也具备一定的储集性能和烃类流体可动性,初步估算长7泥页岩中滞留烃总资源量约为150×^(108)t,可动烃资源量约为60×^(108)t;(4)长73亚段砂质岩类和泥页岩含油饱和度普遍高于长71、长72亚段,进一步优化砂体纵向分布及平面展布特征,提高水平井砂岩钻遇率,加强试采方案研究,确保油水渗吸置换充分,是长73亚段砂质岩类页岩油快速建产增产的重要方向;(5)优选脆性指数和含油量高的黑色页岩,研发高效渗吸改善剂,采用压驱采一体化设计,增加缝宽、缝高及提高人工裂缝的导流能力,是实现泥页岩型页岩油动用的重要技术手段。

鄂尔多斯盆地长7_(3)亚段深水重力流砂岩储层特征及控制因素--以华池地区CY1井为例

鄂尔多斯盆地延长组长7_(3)亚段泥页岩层系中发育的重力流成因的砂岩是长庆油田页岩油增储上产的潜在目标,但缺乏对长7_(3)亚段砂岩储层特征及页岩油富集控制因素的研究。基于华池地区CY1井长7_(3)亚段全取心井资料,利用X-射线衍射、扫描电镜、高压压汞及核磁共振等测试资料,结合薄片和岩心资料,深入分析了长7_(3)亚段砂岩储层的宏、微观特征,并对储集能力和含油性的控制因素进行了深入分析。结果表明:长7_(3)亚段主要发育灰色块状岩屑质长石、岩屑长石和长石岩屑粉砂岩,发育少量的细砂岩,属于典型的低孔低渗,储集层储集空间主要为粒间孔、长石溶孔、黏土矿物晶间孔、粒内溶孔和微裂缝,广泛发育的微纳米孔喉使其具有一定的储集能力;长7_(3)亚段微观孔隙结构主要分为A、B、C 3类,孔喉半径中值和微观孔喉分选系数是控制饱和度中值压力、最大进汞饱和度和退汞效率的主要参数,影响了微观尺度上页岩油的富集程度和渗流能力;长7_(3)亚段砂岩的矿物组成、粒度、微观孔隙结构共同控制着长7_(3)亚段砂质岩的储集能力,生烃增压促使长7_(3)亚段黑色页岩中的轻质烃向着与其相临的渗流能力较好的砂岩聚集,粒间孔、长石溶蚀孔及微裂缝是游离烃的主要储集空间,黏土矿物是吸附烃的主要赋存空间,在长7_(3)亚段泥页岩层系中寻找长英质矿物含量高、黏土矿物含量少、方解石胶结作用弱的砂岩是页岩油勘探开发的主要目标;以A、B类孔隙结构为代表的孔隙度大于5%、渗透率高于0.05×10^(−3)μm^(2)的砂岩是长7_(3)亚段优势储集层,C类孔隙结构代表的砂岩油气充注难度大,物性及渗流能力差,不利于页岩油的聚集和采出。