石油学报杂志

石油学报杂志2021年第12期

• 深层烃源演化与原生轻质油/凝析油气资源潜力

  彭平安, 贾承造

  摘要： 烃源岩油气演化阶段的细分与资源潜力评价对深层常规和非常规油气勘探、深层基础石油地质学问题的研究具有重要意义。深层烃源岩的油气演化可划分为4个阶段，即轻质油（挥发性油）、凝析油气、湿气和干气，也对应着深层的4种油气类型。烃源岩和储层中的原油体系均可形成这些油气。通过模拟实验评价深层烃源岩的生烃潜力，提出了4个油气演化阶段的划分指标。鉴于深层烃源岩的油气资源潜力评价需要考虑正常原油是否排出和排出量多少等问题，采用先进行生烃高峰排烃、再进行限定体系加热的实验方案，建立了基于排烃作用的深层油气演化模式。该模式可粗略用于深层烃源岩油气资源潜力评价。借鉴基于开采气油比（GORr）划分油气藏类型的经验，利用烃源岩裂解模拟产物的气油比（GORs）和甲烷含量作为实验室热模拟油气演化阶段的划分指标。将GORs快速上升时的值142 m3/m3（800标准立方英尺/桶）、890 m3/m3（5 000标准立方英尺/桶）、3 562 m3/m3（20 000标准立方英尺/桶）以及甲烷含量95%分别作为轻质油、凝析油气、湿气、干气的上部界限值。考虑到无法通过岩心样品直接获取GORs，因此，这些界限值还不能用于实际剖面的油气演化阶段的划分。鉴于勘探家常用镜质体反射率（Ro）或等效镜质体反射率（RoE）划分烃源岩的生烃阶段，因此，采用抑制的Ro模型将实验室的温度标尺转化为Ro，求出上述界限值的Ro范围。值得注意的是，通过限定体系热模拟实验求出的Ro值比实际地层测定的RoE值要高。轻质油和凝析油气按成因可分为4类，其中，A类由Ⅰ—Ⅱ型有机质经排烃后形成，B类由未经排烃的Ⅱ—Ⅲ型有机质形成，C类由原油裂解形成，D类由次生改造形成。目前对原生轻质油、凝析油气（A类、B类和C类油气）的研究还很不够，需要加强。深层轻质油、凝析油气资源除受烃源岩的有机质含量、类型和成熟度影响外，还与下列深层地质因素有关：①正常油（黑油）的排烃效率；②是否存在大规模的油藏裂解；③是否有来自不同烃源层的油气混合。中国发育有多种成因类型的轻质油和凝析油气，具有广阔的轻质油、凝析油气资源勘探前景。

• 全球凝析油资源潜力与勘探领域

  王兆明, 温志新, 贺正军, 宋成鹏, 刘小兵, 陈瑞银, 刘祚冬, 边海光, 石浩程

  摘要： 凝析油是指从凝析气田的天然气中凝析出来的液态组分，其开发经济性高。"十三五"（2016—2020年）规划期间，以成藏组合为单元，采用常规、非常规油气资源评价方法，自主评价了全球不同级次的常规凝析油可采资源量和富含凝析油的页岩油技术可采资源量，明确了不同类型凝析油的潜力与分布。研究表明，全球常规凝析油可采资源总量为534.9×108t，截至2020年底累计产出55.4×108t，凝析油剩余2P可采储量为174.6×108t，待发现可采资源量为241.8×108t，已发现凝析油的可采储量增长量为63.1×108t。全球凝析油具有广泛分布、集中富集的特点。近10年凝析油勘探新发现向深层和深水区延伸。页岩油藏是重要的凝析油储量增长点，自主评价全球页岩油技术可采资源量为738×108t，预测与其伴生的凝析油可采资源量为（140~192）×108t。评价结果表明全球凝析油可采资源丰富，为未来常规凝析油和页岩油勘探领域指明了方向。

• 塔里木盆地深层海相轻质油/凝析油的成因机制与控制因素

  张水昌, 苏劲, 张斌, 王晓梅, 何坤

  摘要： 塔里木盆地是中国蕴含丰富海相凝析油的克拉通含油气盆地，目前已在塔北隆起、塔中隆起及其斜坡区的震旦系—三叠系发现6个大型海相凝析油气藏，这些油气藏呈现出轻质油、高含蜡凝析油气、干气—轻质油—挥发性油多种类型油气藏围绕烃源岩有序聚集的特点。基于烷烃损失量计算、凝析油中烃类分子成熟度参数和天然气同位素组成的分析，提出塔北隆起满深—顺北地区轻质油和塔中隆起西部地区凝析油气藏是烃源岩在高成熟度演化阶段的产物，明确轮古东—吉拉克—桑塔木地区和塔中东段凝析油气藏是气洗分馏作用的产物。多套烃源岩差异生烃形成多期油气充注是塔里木盆地海相凝析油气藏的物质基础；晚期天然气对早期油藏的改造，导致液态烃组分与天然气发生溶解-解溶作用；构造抬升或断裂活动导致的地层温度和压力条件改变，决定了油气藏的相态。叠合盆地的多期构造活动、多源灶的多阶段供烃以及盆地在晚期的持续深埋作用，共同控制了塔里木盆地海相轻质油和凝析油气藏的富集和分布。气洗分馏作用机制不仅可为叠合盆地拓展轻质油/凝析油勘探领域提供新思路，也有助于预测盆地深层斜坡区油气的物理性质、评价深层天然气的勘探潜力。

• 渤海海域凝析油气藏、轻质油藏形成条件与勘探潜力

  薛永安, 王德英, 王飞龙, 汤国民

  摘要： 随着"湖盆成气"和"汇聚脊控藏"认识的提出，渤海海域深层潜山和中—浅层成为"十三五"（2016—2020年）规划以来渤海油田取得勘探突破的主要领域，获得多个亿吨级油气田。结合渤海湾盆地的勘探实践，明确了该盆地凝析油气和轻质油藏的成藏条件及控制因素。渤海湾盆地凝析油气成藏的关键要素在于在生油岩到储油层之上覆盖区域性超压厚层泥岩盖层。在渤中凹陷和辽东湾坳陷北部，盖层的压力系数超过1.4，其下部低位潜山是凝析油气勘探的重要方向；而渤海海域中—浅层中—轻质油的成藏则受控于深层"汇聚脊"，深层大型"汇聚脊"是油气的优势运聚方向。渤中凹陷、辽中凹陷、黄河口凹陷以及歧口凹陷的凝析油、轻质油资源潜力大，其斜坡带、凹陷区及低凸起发育多种大型"汇聚脊"，而"汇聚脊"之上的中—浅层圈闭，特别是隐蔽型岩性圈闭是中—轻质优质高产油藏的重要勘探领域。

• 渤海湾盆地黄骅坳陷古生界煤成凝析气藏特征、主控因素与发育模式

  赵贤正, 李宏军, 付立新, 崔宇, 韩国猛, 楼达, 蒲秀刚, 刘国全, 姜文亚, 董雄英, 邹磊落

  摘要： 近年来，黄骅坳陷乌马营潜山二叠系碎屑岩和歧北潜山奥陶系碳酸盐岩取得高产煤成凝析气流，证实古生界潜山具有良好的凝析油气勘探潜力。系统分析了黄骅坳陷古生界凝析气藏的地质特征、流体性质、成藏主控因素等，剖析了典型古生界凝析气藏储-盖组合、煤系烃源岩生烃期次、油气充注期次及凝析气藏成因，明确了古生界煤成凝析气藏的发育模式。研究认为黄骅坳陷古生界发育多套优质储-盖组合，为凝析气藏的形成提供了优越的储集与保存条件。石炭系—二叠系煤系烃源岩于早白垩世、晚新生代两期生烃，具有"早油晚气、晚期为主"的生烃特点，是形成凝析气藏的关键因素。油气两期充注成藏，早期以原油充注为主，晚期以天然气充注为主，以晚期充注为主，晚期天然气对早期古油藏进行气侵改造，形成凝析气藏。建立了"两期生烃、早油晚气、气侵成藏"的成藏演化模式，构造稳定期与生烃高峰期相匹配，利于凝析气藏的大规模保存。黄骅坳陷古生界煤成凝析气藏的勘探发现与理论认识，对于渤海湾盆地石炭系—二叠系发育区开展凝析油气勘探具有重要指导与借鉴意义。

• 济阳坳陷古近系轻质原油油藏勘探潜力与方向

  王永诗, 陈涛, 张鹏飞, 翟正

  摘要： 随着深层勘探工作推进，济阳坳陷古近系深层发现了以凝析油气为主的轻质原油油藏，展示了深层巨大的勘探潜力。通过对轻质原油油藏油气来源、储集空间、成藏过程解剖，明确了济阳坳陷轻质原油油藏勘探潜力。研究结果表明，济阳坳陷轻质原油油藏具有低密度、低黏度、低凝固点、高气油比的特征，原油呈黄色—无色，油藏一般呈埋深大、地层压力大、单井产能高的特点。综合分析证实轻质原油主要来自于深部沙河街组四段下亚段—孔店组高成熟烃源岩，具有较雄厚的资源基础；深层酸碱共控有效储层发育模式突破了深层高地温背景下有效孔隙欠发育的认识，证实4 000 m以下依然发育优质储层，提升了深层勘探价值；通过对轻质原油油藏成藏过程进行解剖，提出了深层自源型、他源型两种成藏模式，指明了轻质原油油藏的勘探方向。综合研究落实了陡坡带砂砾岩体、缓坡带深层红层储集体、斜坡带低位潜山、洼陷带高演化页岩油等轻质原油油藏勘探方向，为济阳坳陷向深层勘探提供了科学依据。

• 济阳坳陷深层沙河街组四段轻质油—凝析气成藏条件

  包友书, 王永诗, 李政, 张守春, 朱日房, 吴连波

  摘要： 轻质油和凝析气是济阳坳陷古近系沙河街组四段（沙四段）深层勘探的重要目标，为明确其成藏条件，系统分析了其烃源岩特征、油气相态演化规律、油气藏流体特征、储层成岩作用、烃源岩排出酸性流体特征及其对储层成岩的影响。研究表明，济阳坳陷沙四段烃源岩为盐湖—咸化环境沉积，有机质类型为Ⅰ—Ⅱ1型，生成油气相态演化分为4个阶段：常规油（含未熟—低熟稠油）阶段、轻质油阶段、凝析气阶段和湿气—干气阶段，其中，埋深4 100~4 800 m为轻质油和凝析气生成阶段，对应有机质的镜质体反射率为1.0%~1.7%。沙四段轻质油和凝析气为晚期成烃，上覆的区域性厚层状沙河街组三段烃源岩处于生烃阶段，轻质油和凝析气多赋存于源内和邻近储层中，其中，砂砾岩储层发育残余原生孔和次生孔，以次生溶蚀孔为主。深层轻质油和凝析气藏压力系数在0.95~1.98，以超压为主，油气藏温度多在157~175℃。沙四段烃源岩排出酸性流体分为4个阶段，早期排出的酸性流体和烃类进入储层时有利于原生孔隙的保存，而热硫酸盐还原的富H2S、CO2流体对深层储层次生孔隙形成具有重要作用。分析认为，济阳坳陷深层靠近深洼陷的沙四段烃源岩或其附近的砂砾岩体、沙四段烃源岩侧向及下伏潜山等是常规轻质油—凝析气藏的有利勘探目标，而陡坡带砂砾岩体的前缘或远端富含砂质条带的页岩是轻质页岩油的有利勘探目标。

• 准噶尔盆地凝析气藏成因与分布规律

  吴涛, 王彬, 费李莹, 刘超威, 任海姣, 李啸, 张越迁, 杨海波

  摘要： 准噶尔盆地凝析气资源丰富，但探明程度不高，为了拓展勘探领域，对盆地凝析油气的地质地球化学特征和成因进行了系统分析，在此基础上阐述了油气藏的分布规律，提出了勘探方向。研究结果表明，准噶尔盆地凝析油气主要来源于石炭系、二叠系、侏罗系气源岩，具有多层组含油气的特点。气藏类型主要为构造-岩性气藏，储层物性以低孔、低渗储层为主。凝析气藏类型按成因划分为油气同源热成因型和油气不同源气侵型。高—过成熟烃源灶对凝析油气分布起着决定性作用，断裂对油气运移和聚集起到良好的纵向调节作用，优势沉积相带对油气成藏的规模与分布具有局部控制作用。盆1井西凹陷及其周缘、沙湾凹陷西斜坡、南缘冲断带中段、滴水泉—五彩湾烃源槽及周缘、东道海子—吉木萨尔烃源槽及周缘是准噶尔盆地凝析气藏勘探的有利区。

• 凝析气藏循环注气三元开发机理与提高凝析油采收率新技术

  江同文, 孙龙德, 谢伟, 肖香姣, 王勇, 夏静

  摘要： 塔里木盆地牙哈凝析气藏2000年开始采用循环注气开发技术提高凝析油采收率。但随着注气时间的延长，气油比受气窜的影响呈快速上升趋势。气藏历年的动态监测显示，注入的干气与地下凝析气并不能完全混相。室内多相流体PVT实验证实，干气与凝析气存在明显的界面，明确了驱替作用下干气和凝析气的非混相特征。基于瞬时平衡假设的相态和渗流理论无法准确描述其运动规律。熵增数学模型确定了不同储层物性特征对不同性质流体达到相平衡的影响；微元数学模型确定了重力作用对干气和凝析气渗流规律的显著作用；二维机理模型明确了3种作用力在注气井和采气井之间的作用范围。现场试验数据反映了气藏尺度的干气—凝析气运动规律，室内实验数据与数学模型分析反映了孔隙尺度和岩心尺度的开发机理，从而揭示了凝析气藏循环注气"扩散—驱替—重力分异"三元开发机理，明确了重力分异作用是影响循环注气效果的主要因素。基于循环注气三元开发机理，建立考虑扩散、重力分异与储层结构等多因素耦合的非平衡渗流数学模型，提高了循环注气开发过程中的流体分布预测精度，并建立了凝析气藏注气重力辅助立体驱替提高采收率新方法。该技术在塔里木盆地牙哈凝析气田得到了成功应用。

• 致密轻质油藏不同CO2注入方式沥青质沉积及储层伤害特征

  黄兴, 李响, 何梦卿, 何晓明, 李天太, 张荣军

  摘要： 致密轻质油藏注CO2会引发沥青质沉积现象。为厘清不同CO2注入方式下沥青质沉积特征及其对储层的伤害机理，以鄂尔多斯盆地延长组7段储层轻质原油为例，在明确CO2注入量和压力对沥青质沉淀量影响的基础上，通过开展不同注入压力下CO2吞吐和驱替实验，辅以核磁共振在线扫描技术，研究了不同注气方式下沥青质在岩心中的沉积特征，定量评价了不同注气方式下沥青质沉积对储层物性、润湿性和孔隙结构的伤害程度，从微观孔隙尺度剖析了沥青质沉积对储层的伤害机理。研究结果表明，沥青质主要在岩心入口端大量沉积，且越接近岩心出口端沉积量越小，驱替方式下的沥青质沉淀量和沉积区域大于吞吐方式；两种注入方式下孔隙度变化率相差较小，但驱替方式下的渗透率伤害率远高于吞吐方式；沥青质沉积引发岩石润湿性向亲油反转，润湿反转指数随注入压力的升高而增大，且驱替方式下的润湿反转指数大于吞吐方式；微观尺度下沥青质主要在大孔隙中沉积，但吞吐方式下大孔隙（0.092 μm≤T2<4.500 μm）堵塞率随注入压力的升高而增大，小孔隙（0.009 μm≤T2<0.092 μm）堵塞率则先下降、后上升；驱替方式下小孔隙和大孔隙堵塞率均随注入压力的增加而增大。