石油学报杂志

石油学报杂志2021年第10期

• 鄂尔多斯盆地及其邻区关键构造变革期次及其特征

  何登发, 包洪平, 开百泽, 魏柳斌, 许艳华, 马静辉, 成祥

  摘要： 鄂尔多斯盆地为典型的克拉通内盆地，油、气、煤、盐、铀等矿产资源丰富。研究构造运动的期次、序列与性质将为揭示克拉通盆地的成因与演化过程奠定基础，同时也将为探讨多种能源、矿产资源赋存的内在机制提供依据。基于近年来的高精度区域反射地震剖面和深井资料，结合周缘地质露头分析，通过厘定鄂尔多斯盆地的关键构造变革时期，建立了盆地演化的时-空框架。研究表明，鄂尔多斯盆地由下至上发育10个区域不整合面，分别为长城系、蓟县系、震旦系、寒武系、奥陶系、石炭系、三叠系、侏罗系、白垩系和第四系底界不整合面；盆地发育中元古界、寒武系-奥陶系、上石炭统-三叠系、侏罗系、下白垩统和新生界6个构造-地层层序。鄂尔多斯盆地的形成与演化受控于周缘板块构造作用，经历了中元古代早-中期大陆裂解、寒武纪-中奥陶世被动大陆边缘、晚奥陶世主动大陆边缘形成与碰撞造山、晚石炭世-二叠纪末期周缘裂解、中生代早期大型陆内坳陷、中生代中-晚期陆内前陆盆地和新生代周缘断陷等演化过程。鄂尔多斯盆地岩石圈深部的构造作用相对活跃，盆地内部发育中奥陶世、中-晚三叠世、早白垩世与晚中新世4期中酸性、中基性火山活动，其中，早白垩世晚期的火山活动强烈。结合周缘板块构造事件、盆内岩浆活动和盆地沉降-隆升过程分析，鄂尔多斯盆地经历了新元古代、晚奥陶世、中-晚三叠世、晚侏罗世-早白垩世、新生代5个关键构造变革期，这些构造变革期控制了盆地的构造演化和地质结构，对鄂尔多斯盆地的油气分布产生了深远影响。

• 鄂尔多斯盆地三叠系延长组8段非常规油藏成因与成藏模式——以盆地东南部甘泉西区为例

  陈义国, 贺永红, 王超, 葛新民, 马芳侠, 孟旺才, 葛云锦, 李晓路, 樊笑微

  摘要： 鄂尔多斯盆地延长组8段（长8段）剩余油资源量约为21.5×108t，页岩油、致密油复合成藏控因与分布规律等研究较为薄弱，制约着盆地非常规油藏的勘探与发现。通过鄂尔多斯盆地东南部甘泉西区岩心、测井、烃源岩评价、实验模拟等测试资料，深化了生-储-盖组合、输导体系与成藏机理等研究。甘泉西区烃源岩总排烃量为14.1×108t，构造演化控制了多套烃源岩与多类型砂岩储层的交互分布。发育长8段源内砂岩薄夹层型、长8段-长7段源内砂岩薄夹层型、长82小层源储近邻型与长81小层源储近邻型4种有利生-储-盖组合，其中页岩油藏以"源储一体式"Ⅰ、Ⅱ型配置为主，致密油藏以"源储近邻式"Ⅲ、Ⅳ型配置为主。储层品质与原油充注程度控制着地质储量及可采储量规模，是形成非常规油藏地质"甜点"的关键。建立了非常规油藏多源多储有序复合成藏模式，即"多源生烃增压，驱动多向供烃，裂隙网络联合输导，多储差异充注"。页岩油主要以游离态聚集于烃源岩层系储集性能优良的滩坝砂岩薄夹层，属烃源岩层系内一次运聚成藏；少量页岩油以吸附态滞留于源内粉砂质纹层或以游离态赋存于页理缝孔隙中，属原位成藏。致密油以游离态聚集于烃源岩层系外储-盖配置优越的砂体中，属近源短距离二次运聚成藏。页岩油与致密油时空有序运聚、连续复式成藏，呈局部"甜点"富集、垂向叠置发育、区域集群分布。在有序复合成藏模式的指导下，发现了甘泉西区亿吨级大油田，表明鄂尔多斯盆地长8段非常规石油潜力巨大。陆相坳陷型湖盆沉降中心周缘的三角洲前缘水下分流河道砂岩与湖相泥页岩及滩坝砂岩交互沉积区是页岩油、致密油的有利发育区带。

• 川东地区开江—梁平海槽南段飞仙关组鲕滩储层特征及主控因素

  冯林杰, 蒋裕强, 刘菲, 谷一凡, 王占磊, 钟克修, 廖义沙

  摘要： 开江-梁平海槽中-北段飞仙关组鲕滩气藏勘探已在多个区块取得重大突破，而海槽南段的勘探进展有限，其储层面貌及分布的控制因素不明确。基于录井、岩心、岩石薄片和碳、氧、锶同位素、主量与微量元素等测试资料，根据矿物组成、晶粒大小和孔隙成因类型，在开江-梁平海槽南段飞仙关组鲕滩识别出粒间孔型鲕粒灰岩（A型）、铸模孔型鲕粒灰岩（B型）、粒间溶孔型鲕粒白云岩（C型）、铸模孔型鲕粒白云岩（D型）、细晶白云岩（E型）和粉晶白云岩（F型）6种储集岩类型以及鲕粒灰岩储层、鲕粒白云岩储层和晶粒白云岩储层3类储层。鲕粒灰岩储层分布在台缘带和台内。台缘带鲕粒灰岩储层岩石类型为粒间孔型鲕粒灰岩，储集空间以残留粒间孔为主；台内鲕粒灰岩储层岩石类型为铸模孔型鲕粒灰岩，储集空间主要为铸模孔或粒内溶孔。鲕粒白云岩储层仅发育在台缘带，储集岩类型为粒间溶孔型鲕粒白云岩或粒间溶孔型鲕粒白云岩与铸模孔型鲕粒白云岩的组合。晶粒白云岩储层仅在台缘带发育，储集岩类型为细晶白云岩或粉晶白云岩，储集空间以晶间孔为主。飞仙关组鲕滩储层整体为低孔、低渗，鲕粒白云岩储层与晶粒白云岩储层、细晶白云岩与粒间溶孔型鲕粒白云岩的储集物性相对较好。组构选择性溶蚀作用和同生成岩阶段-早成岩阶段中等盐度海水主导的渗透回流白云石化作用是飞仙关组鲕滩储层与储集岩类型多样化及其分布规律的主要控制因素。

• 川中地区磨溪区块震旦系顶面古岩溶微地貌及其发育特征

  夏钦禹, 闫海军, 徐伟, 张林, 罗文军, 邓惠, 俞霁晨

  摘要： 针对四川盆地磨溪区块震旦系顶面古岩溶"微地貌"单元划分不系统、研究较为缺乏的问题，综合分析磨溪区块的三维地震资料和钻井资料，论证并选取下寒武统沧浪铺组内部海泛面作为震旦系灯影组的上覆标志面，采用印模法恢复了震旦系顶面的古岩溶地貌。在此基础上，借鉴地貌学的经典坡位分类，结合磨溪区块震旦系顶面古岩溶地貌的发育特征，建立了磨溪区块震旦系顶面古岩溶微地貌的发育模式。优选坡度、剖面曲率、相对高程和长宽比4个参数，厘定各参数定量表征的标准，结合沟谷提取的分析结果，将磨溪区块划分为8类古岩溶微地貌单元，明确了磨溪区块震旦系顶面不同微地貌单元的发育特征，分析了不同微地貌单元中垂向岩溶风化带及溶蚀孔洞层发育程度的差异。研究表明，磨溪区块可划分为陡坡、坡肩、坡脚、残丘、坡顶、坡底、洼地和沟谷8类古岩溶微地貌单元。其中，残丘、洼地、坡顶和坡底在平面上呈低长宽比的似圆状、不规则状；坡肩、陡坡、坡脚和沟谷呈条带状。从坡肩、坡脚到坡底，各微地貌单元中的地表岩溶带和垂直渗流带厚度明显减小，水平潜流带厚度增大。溶蚀孔洞层在水平潜流带中的发育程度大于地表岩溶带和垂直渗流带中的发育程度，且水平潜流带厚度越大的部位其溶蚀孔洞层的累计厚度越大。坡底是有利于溶蚀孔洞层发育的微地貌单元。

• “进(近)源找油”:油气地质理论创新与重点领域勘探思考

  杨智, 邹才能, 陈建军, 吴松涛, 潘松圻, 马锋, 李嘉蕊, 蒋文琦, 王小妮

  摘要： 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。

• 渤海湾盆地廊固凹陷杨税务潜山油气成藏的流体包裹体证据

  杨德相, 陈勇, 李小冬, 周振柱, 田建章, 侯凤香, 王元杰, 冯艳伟, 高婷, 李玉帮, 王淼, 张辉, 刘听雨

  摘要： 廊固凹陷杨税务潜山凝析油天然气藏是近年来渤海湾盆地的重要勘探发现，但对其油气成藏过程的认识还不够深入。通过对潜山储层中的流体包裹体进行岩相学、显微测温、拉曼光谱和PVT模拟等分析表明，储层中主要发育5类流体包裹体，即气液两相盐水包裹体、气体包裹体、气液两相烃类包裹体、气液两相富气包裹体和单液相烃类包裹体。杨税务潜山主要发育2期油气成藏过程，以晚期天然气充注为主。第1期烃类包裹体主要发蓝绿色荧光，单相烃类包裹体较多，气液两相烃类包裹体较少，共生盐水包裹体较少，未见含甲烷的富气包裹体，以原油充注为主，形成于东营组沉积期成藏阶段。第2期烃类包裹体以气液两相富气包裹体为主，其气液比相对较大，液相发蓝色荧光，为高成熟度凝析油，富气包裹体中含甲烷等气体，说明成藏的天然气为湿气，成藏期为明化镇组沉积期至今。成藏期的古压力计算表明，第1期成藏的压力系数在1.00~1.17，属于正常压力油气藏；第2期成藏的压力系数相对较高，在0.95~1.33，总体属于正常压力范围，个别井区达到异常高压范围（压力系数大于1.20）。杨税务潜山油气藏的古今压力系数变化不大，表明其封闭性较好，有利于油气保存。

• 碳酸盐岩储层井旁缝洞体反射横波提取方法

  武宏亮, 刘鹏, 伍丽红, 肖承文, 李雨生, 冯周, 夏守姬

  摘要： 反射波信息提取是横波远探测测井资料处理的基础和关键，其提取精度直接影响井外异常反射体的成像质量。传统的反射波提取方法包括F-K滤波、Radon变换等，在一定程度上忽视了复杂井况和地层条件下产生的多种噪声信号，导致反射波提取精度较低，储层测井解释存在多解性。在大量分析横波远探测测井资料声学特征的基础上，系统梳理出影响反射波提取精度的2类噪声：相干噪声和不相干噪声。前者主要包括地层界面波和多次波；后者包括低频-高频噪声和坏道。通过深入探讨这4种噪声的产生原因、特征和判识方法，形成了噪声压制方法，提出了一套反射横波提取方法。现场实例应用表明，该方法可提高反射波的提取精度，使井外缝洞偏移图像更为清晰。这一研究可为油气层勘探和工程改造提供重要技术支撑。

• 页岩油藏流体渗流特征物理模拟新方法

  雷浩, 郑有恒, 何建华, 胡振国

  摘要： 在页岩油储层岩心CT扫描、聚焦离子束-扫描电镜（FIB-SEM）及压汞资料分析储层微观孔隙结构特征基础之上，运用自主研发的页岩油封闭式高精度渗流评价系统开展了不同物性页岩油岩心渗流物理模拟实验，并借助核磁共振方法（NMR）分析了渗流过程中微观孔隙结构变化特征，明确了页岩油储层中流体渗流规律。研究结果表明：与致密砂岩储层相比，页岩油储层渗流特征复杂，主要表现为3种渗流特征，即"凸型"（岩样气测渗透率Kg>2.0 mD）、"线型"（0.1 mD

• 不稳态窜流部分打开压裂井试井分析模型建立及应用

  石新朴, 杜果, 杨丹, 周兴燕, 郑玮鸽, 林加恩

  摘要： 由于火山岩气藏具有产层厚、岩石类型多、岩性和岩相复杂多变、非均质性强、天然裂缝发育等特点，在压裂井开发过程中，存在压裂裂缝难以全部压开储集体的情况，天然裂缝以垂向斜交缝和高角度缝为主，并且大量试井资料显示介质间具有明显的不稳态窜流特征。针对上述特征，考虑压裂裂缝部分打开储集体、将基质简化为柱状基质和天然裂缝呈交替均匀分布特征，建立了不稳态窜流部分打开压裂井试井分析模型，利用点源模型、分离变量法等方法进行求解，并绘制了典型曲线图版，典型曲线分为井储段、过渡段、线性流段、球形流段、不稳态窜流段和边界反映段6个主要的流动段，其中边界包括无限大边界和封闭边界，并对裂缝半长等参数进行敏感性分析。以克拉美丽火山岩气藏的压裂井为例，分析其试井曲线，并进行试井解释，研究结果表明：该压裂井的水平渗透率较小，垂向渗透率特别大，部分打开程度较小，分析结果与气井的静态、动态资料基本一致。

• 低渗透砂岩油藏隔夹层注气突破压力及注气开发策略——以柴达木盆地尕斯库勒油田E31油藏为例

  李童, 龙安林, 刘波, 丁晓军, 于慧敏, 鲁珊珊, 宋彦辰, 石开波

  摘要： 隔夹层发育的陆相低渗透砂岩油藏在水驱后面临亟需采用提高采收率接替技术的难题，综合运用岩心观察、薄片分析、扫描电镜、压汞及突破压力实验等方法，研究了柴达木盆地尕斯库勒油田E31油藏隔夹层类型及特征，明确了注气突破压力规律，分析了隔夹层发育油藏注气提高采收率策略。研究结果表明，尕斯库勒油田E31油藏主要发育泥质和钙质两类隔夹层，以泥质隔夹层为主，钙质隔夹层分布相对较少。隔夹层渗透率以小于0.01 mD为主，与储层相比其物性及孔隙结构极差，呈纳米级孔喉，渗流能力低。在同种饱和介质条件下，突破压力梯度与渗透率呈幂指数关系。隔夹层纵向封隔能力强，泥质隔夹层平均突破压力梯度为储层的103~491倍。气体易选择性驱替原油，同种岩心条件下饱和水后突破压力梯度最大，为饱和油后岩心突破压力梯度的2~4倍。隔夹层将储层分为多个流动单元，有效抑制气体超覆，扩大气体波及体积，有利于陆相低渗透砂岩油藏水驱后注气提高采收率。

• 复合模式下套管磨损形状与深度计算模型

  黄文君, 张星坤, 高德利, 石小磊, 苏鹏

  摘要： 随着钻井面临的客观条件更加复杂，套管磨损问题日益突出，对安全高效钻井造成严重威胁。现场实测数据表明，某些井段的套管上存在多个磨损区域，磨损区域呈现复合磨损模式，磨损形状的复杂性超出了常规模型的适用范围。在前人工作基础上，利用套管截面空间离散化和钻井过程时间离散化将复杂问题分解为一系列简单问题的组合；引入套管磨损过程的独立控制变量，建立了磨损深度和形状增量的计算模型，给出了套管磨损问题求解的具体步骤以及磨损系数反演方法；最后将理论模型应用到大位移井中。研究结果表明，套管磨损形状并不是总是单月牙形，而是呈现多月牙重叠、交叉和分离的复合模式。不同磨损模式是由不同原因造成的，重叠的原因是磨损外径变化，交叉的原因是磨损位置小幅度偏移，分离的原因是磨损位置大偏离。造斜段套管截面上存在多个磨损区域且磨损深度最大，套管失效风险也最大，是采取防磨措施的关键井段。安装防磨接头的效果最佳，推荐1个立柱安装1个防磨接头，降低磨损系数次之，调整钻井参数的效果最差。

• 高分子材料的力学状态转变机理及在钻井液领域的应用展望

  孙金声, 雷少飞, 白英睿, 吕开河, 张曙沛, 韩金良, 程荣超, 刘凡

  摘要： 通过系统论述高分子材料在不同条件下的力学状态转变机理，并对其在钻井液封堵、防漏堵漏、固壁和降滤失领域的研究进展和应用进行了梳理，分析了其在钻井液领域应用中存在的问题，进一步展望了其在封堵、防漏堵漏、固壁和降滤失领域的应用前景。高分子材料作为封堵剂，可通过链纠缠、范德华力和氢键等作用，有效封堵地层微小孔隙；作为随钻防漏/堵漏剂，可通过机械互锁或化学键结合等作用黏连架桥，形成高强度胶结封堵层；作为固壁剂，可通过高分子链扩散、纠缠、静电和氢键等作用吸附聚集于井壁和微裂缝，维持井壁稳定；作为降滤失剂，可与黏土、聚合物协同作用，在井壁形成一层致密的高强度滤饼，降低钻井液滤失量。高分子材料在钻井液领域的研究将进一步促进钻井液处理剂技术的飞速发展。

• 流量控制器在SAGD技术中的应用现状及思考

  张胜飞, 孙新革, 苟燕, 张忠义, 王红庄, 周晓义, 解阳波, 吕柏林

  摘要： 受储层非均质性、钻井轨迹、启动方式、操作策略等因素影响，近1/3双水平井蒸汽辅助重力泄油技术（SAGD）开发效果不理想，表现为井下温度不均、局部汽窜、泄油速度慢、油汽比低。此外，大量强非均质稠油油藏面临水平井经济开发的难题。布署流量控制器（FCDs）实施分段管理，是近年来诸多石油公司改善稠油开发效果的技术方向之一。虽然流量控制器早已成功用于常规油气田控水开发，但在SAGD应用中仍面临高温高压、相变、稠油高黏强温敏、复杂乳化（油包水、水包油、水包油包水）、油水汽/气多相组成、出砂等新挑战。通过分析SAGD提质增效存在的问题和技术需求，总结了流量控制器在SAGD工况下的相变压力损失、额外阻汽效应等机理；统计了国外矿场试验项目的应用效果，分析了部分项目效果不佳的原因。通过筛选典型案例，深入剖析了SAGD应用的地质条件、实施动机、钻完井、举升和操作工艺、实施效果。在此基础上明确了国外FCDs技术应用处于试验验证到工业推广的过渡阶段，总结了流量控制器在SAGD应用中面临的挑战与发展方向，具体包括制约流量控制器调节性能的机制、针对热采工况的流量控制器结构设计和筛选标准、以油藏-井筒耦合为核心的地质与工程一体化设计方法、流量控制器性能的定量评价能力等。最后，针对FCDs技术的现场应用提出了可行建议。