石油学报杂志

石油学报杂志2021年第2期

• 深盆湖相区页岩油富集理论、勘探技术及前景——以渤海湾盆地黄骅坳陷古近系为例

  赵贤正, 蒲秀刚, 周立宏, 金凤鸣, 韩国猛, 时战楠, 韩文中, 丁娱娇, 张伟, 王国娜, 刘学伟, 汪虎

  摘要： 21世纪初期海相页岩油气在北美地区已实现商业性开发，而中国陆相页岩油气的发展整体尚处于探索阶段，且多分布于深盆湖相区。在综合中国陆相页岩油研究进展的基础上，以渤海湾盆地黄骅坳陷古近系页岩油为典型实例，通过回顾页岩油的勘探开发历程，总结了页岩油在勘探开发过程中取得的理论成果和技术，分析了当前页岩油勘探开发的成效和勘探潜力以及深盆湖相区页岩油勘探开发的资源前景。“优势组构相-滞留烃超越效应”富集理论揭示了深盆湖相区页岩具有“三高一低”（高频纹层结构、高有机质丰度、高长英质含量、低黏土含量）的优势组构特征，明确了页岩油的形成与富集规律，建立了页岩油的富集模式，为深盆湖相区页岩油的勘探开发奠定了理论基础与依据。页岩中滞留可动资源量的质量含油率计算方法、页岩油甜点体地质-地震综合评价方法、深盆湖相区页岩压裂改造技术和多甜点立体开发技术等为页岩油资源量的落实、井位部署及高效开发提供了重要技术支撑。得益于理论的创新及技术的突破，黄骅坳陷沧东凹陷孔店组二段进入了工业化开发阶段，完钻水平井达46口；歧口凹陷沙河街组三段在歧北次凹也取得了明显的勘探成效，QY10-1-1井、B56-1H井等水平井获高产稳产突破。黄骅坳陷页岩油在资源潜力、提产潜力及降本潜力方面均较大，也展示出中国深盆湖相区页岩油资源潜力巨大、前景广阔。

• 花岗岩风化壳储层形成机理及分布特征——以东营凹陷北带西段为例

  刘震, 朱茂林, 刘惠民, 李晓珂, 梁裳恣, 巩建强, 张鹏飞

  摘要： 随着国内外花岗岩油气藏的不断发现，花岗岩风化壳储层越来越受到人们的关注。前人已对花岗岩风化壳的地质特征及储层特征做了许多基础研究工作，但针对花岗岩风化壳形成和演化过程的研究比较薄弱，对花岗岩风化壳改造-保存作用的研究也比较少。针对花岗岩风化壳储层的形成机理和分布规律等难题，通过开展花岗岩风化壳储层的井孔岩心观察、岩石薄片分析、野外露头踏勘、测井曲线特征分析及地震反射特征综合解释等工作，系统探索了花岗岩风化壳储层形成、改造和保存的动力学机制，并取得以下主要认识：①提出了花岗岩风化壳的“双层结构”动态成因模式，认为风化壳储层是由顶部残积层或溶蚀层与底部崩解层2个层段构成，溶蚀层和残积层作为同一层段，实为崩解层顶面在不同演化阶段的产物。在风化壳演化早期，崩解层开始发育为溶蚀层，出现溶蚀层-崩解层“双层结构”；在风化壳演化中期，溶蚀层演变为残积层，形成残积层-崩解层“双层结构”；在风化壳演化晚期，仅保留崩解层。②指出花岗岩风化壳储层在形成的同时，经历了构造掀斜、断裂破坏、水流冲蚀等改造作用，并认为后期地层覆盖的保存作用对花岗岩风化壳至关重要，后期地层覆盖越早，对花岗岩风化壳储层的保存越有利。③认为不同高程、不同坡度和不同构造带上的风化壳类型存在巨大差异，在构造顶部只发育崩解层，在构造高部位的边缘区发育残积层，在构造中-低部位发育溶蚀层。崩解层广泛分布。④阐明了花岗岩风化壳的有利储层勘探方向，认为在构造中-低部位保存下来的溶蚀层发育带是最有利的储层发育区带。花岗岩风化壳“双层结构”动态成因模式的提出以及风化壳储层的形成-改造-保存机理对其他相关盆地花岗岩风化壳储层的地质成因及油气勘探具有重要的借鉴意义。

• 东海盆地西湖凹陷中央反转构造带发育主控因素及宁波背斜形成过程

  邹玮, 余一欣, 刘金水, 蒋一鸣, 唐贤君, 陈石, 余浪

  摘要： 西湖凹陷中央反转构造带是东海陆架盆地反转构造发育最典型的地区，也是有利的油气勘探区带。利用地震资料解释结果和离散元数值模拟方法，分析了西湖凹陷中央反转构造带发育特征及其主控因素，并解剖了宁波背斜构造带的形成过程。依据变形特征将西湖凹陷中央反转构造带由北向南划分为嘉兴、宁波、黄岩和天台4个构造段，对应构造带形态由紧闭背斜逐渐变为比较宽缓的背斜，且反转构造带的发育范围也逐渐扩大。西湖凹陷基底的不均一性和东部边界断层产状的变化对中央反转构造带的发育具有重要的控制作用。基底刚性异常体的位置影响了中央反转构造带的背斜分布，东部边界断层的产状及其与基底刚性异常体之间的距离影响了背斜形态及反转强度。受基底刚性异常体的影响，宁波背斜的发育具有递进式演变特征。

• 油气储层氧敏性概念、机理与意义

  游利军, 康毅力, 周洋, 陈强, 程秋洋, 徐洁明, 陈杨

  摘要： 储层损害和流体敏感性等概念的提出使油气储层保护成为油气勘探与开发领域的重要研究方向，储层保护技术从系统工程理论出发，研究工程作业与地质对象的适应性问题，为油气田开发提供重要理论支持和技术保障。生烃层中形成的油气会发生滞留或短距离运移、初次运移和二次运移至储集层中，不仅多数油气仍然保留着还原性，而且也将储层岩石还原；源-储一体的非常规油气藏岩石富含有机质组分，且处于还原环境，而在钻完井液漏失、增产改造、注水等过程中大量氧化性流体可能进入油气储层，打破氧化-还原环境。鉴于此，提出了油气储层氧敏性的概念，明确了储层氧敏性的矿物组分与氧敏机理，并开展变氧化-还原电位流体驱替页岩岩心实验。研究结果表明，处于还原环境下油气储层易发生氧敏性，有机质和黄铁矿等还原性矿物组分氧化可改变岩石渗透率；油气储层氧敏性概念的提出为岩心保存、岩心流动实验提出了新要求，为储层损害机理诊断提供了新思路，助推了页岩“人工油气藏”氧化致裂增渗方法的提出。

• 基于无人机倾斜摄影的露头多点地质统计模拟——以山西吕梁坪头乡石盒子组为例

  印森林, 高阳, 胡张明, 熊亭, 冯文杰, 赵俊威, 程乐利

  摘要： 针对传统野外露头研究方法的不足，利用无人机倾斜摄影具有敏捷性、视角全局性及定量化程度高的特点，对野外三角洲露头数据进行了采集、处理与地质解释，建立了三维数字化露头模型和定量储层地质知识库；结合多露头剖面精细解剖及对比研究，采用岩相组合、层次结构、平剖互动、序贯指示随机模拟和多点地质统计模拟等方法，建立了露头区三维多点地质统计模型。研究结果表明：①无人机采集的倾斜摄影数据体在处理后的三维坐标体系与拍摄的高精度图像信息全面耦合，实现了野外露头地质信息三维数字化、可视化和定量化。在井点设置下，结合单井岩相约束，开展井间基准面旋回露头对比与小层追踪，建立了露头区空间地层框架和定量储层地质知识库。②将传统野外露头剖面解剖与现代无人机倾斜摄影定量储层地质知识库结合起来研究，是建立研究区地质属性空间分布和地质模式的互补手段，可以增强研究结论的合理性。露头区自下而上发育了构型差异较大的3类成因砂体，即交叉叠置型分流河道、分流河道与席状砂坝叠置型和薄层席状砂型或孤立分流河道型等骨架砂体类型。③无人机倾斜摄影模型将二维非规则露头剖面研究向三维空间拓展，建立了三维序贯指示随机模拟模型，不仅加强了剖面间的关联性，还为露头平面沉积微相研究、平剖互动精细刻画砂体构型分布提供了强大支撑。④基于平剖互动及定量储层地质知识库数据确定了三维训练图像结构模式，最后开展了三维多点地质统计模拟，并探讨了相控孔隙度参数及“甜点”分布规律。研究结果显示，多点地质统计模型的实现、各层砂体构型分布与定量储层地质知识库差异较小；同时，各种模型统计数据值差异较小，多点三维模拟实现的模型可靠程度高。

• 电缆泵送分簇射孔管串井筒通过能力分析新模型

  柳军, 黄祥, 杨登波, 唐凯, 王国荣, 郭晓强, 李奔驰, 宋显民

  摘要： 随着非常规气藏勘探开发的大力发展，分簇射孔技术显得越来越重要。射孔管串作为分簇射孔工具的主体，其通过能力直接决定了能否进行正常射孔作业。为了提高电缆泵送分簇射孔效率，开展了管串通过性分析模型研究。在综合考虑井下工具与井壁间摩擦力、井筒几何限制、泵推力、轴向拉力、管串变截面、电缆头拉力以及工具弹性变形等因素的基础上，建立了电缆泵送分簇射孔管串井筒通过能力分析模型。采用几何分析法和纵横弯曲法建立该模型的复系数方程组并进行求解。基于现场测试数据，分析了1桥塞+12簇射孔枪管串在XX202-H1井中的通过能力以及影响通过能力的主要因素，并与模型预测结果作了对比，验证了模型的有效性。

• 圆弧型井眼轨道设计模型的综合求解法

  洪迪峰, 唐雪平, 高文凯, 吕海川

  摘要： 为让圆弧型井眼轨道设计模型的求解方法简洁、有效、快速且具有足够精度，提出了井眼轨道解析、扫描和迭代的综合求解法。讨论了三段制和五段制两种典型的圆弧型井眼轨道及其初值问题。对于三段制轨道，利用其几何性质直接给出解析计算公式；对于五段制轨道，分为约束目标井段的井斜角或方位角、约束中间稳斜段的井斜角或方位角两大类，并建立了简洁的参数约束方程，提出了先以图谱扫描初步求解、再以此为初值迭代求解的综合求解方法。研究结果表明，所提出的算法简单实用，易于编程实现，在三维定向井和水平井设计中具有应用价值。

• 世界能源转型内涵、路径及其对碳中和的意义

  邹才能, 何东博, 贾成业, 熊波, 赵群, 潘松圻

  摘要： “绿色地球”是人类赖以生存和发展的共同家园，气候变化是全球工业化以来地球生态系统面临的严峻挑战，能源问题是人类社会的根本问题。能源转型是指人类利用能源从木柴到煤炭、从煤炭到油气、从油气到新能源、从有碳到无碳的发展趋势，是能源形态、能源技术、能源结构、能源管理等能源体系主体要素发生根本性转变的过程。以清洁、无碳、智能、高效为核心的“新能源”+“智能源”能源体系是世界能源转型的发展趋势与方向。世界能源转型具有两个驱动力和一个推动力，世界能源格局的空间、地域不均衡是内部驱动力，新能源竞争力逐渐上升是外部驱动力，以科学创新和技术进步为核心的科技革命是推动力。世界能源转型具有政治、技术、管理和商业4方面内涵，其中，以共商共议、全球协作机制为核心的政治协同是世界能源转型的政治内涵；从能源资源型向能源技术型转变是世界能源转型的技术内涵；智能源水平不断提升是世界能源转型的管理内涵；国际油公司向国际能源公司的商业模式转型是世界能源转型的商业内涵。世界能源转型路径要求国际社会通过政治协同、科技推动、管理驱动和商业带动，逐步实现化石能源的低碳化革命、新能源的低成本革命和能源管理的智慧化革命，促进世界一次能源消费结构从化石能源为主体转变为以非化石、清洁新能源为主体，推动人类社会能源生产与供给体系绿色、清洁、高效、安全发展，达到人类能源利用与地球碳循环系统“碳中和”，有效应对全球气候变化。世界能源转型是实现国家和区域能源安全的必然选择，是推动世界经济发展和经济增长的新动力，是重塑世界政治格局的新力量，是切实履行《巴黎协定》要求、实现能源利用“碳中和”目标、应对全球气候变化的有效举措。中国是世界最大的能源生产国、消费国和碳排放国，“二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”发展目标的提出，将推动中国化石能源向新能源加快转型，实现“能源革命”，保障能源供给安全，推动人类社会与自然环境和谐发展。

• 油气行业数字化转型研究与实践

  杨剑锋, 杜金虎, 杨勇, 樊少明

  摘要： 油气行业目前面临着价格波动、去碳化法规推动的天然气和可再生能源业务增长、勘探环境日趋复杂导致开采成本不断上升等一系列挑战，积极应用大数据、云计算、物联网、人工智能等新兴技术，搭建云应用体系，推动数字化转型，可以不断提升油气企业的业务智能化水平和行业生态影响力。作为全球大型油气企业，中国石油天然气集团有限公司近年来不断创新油气业务的云技术架构和一体化解决方案，积极打造了勘探开发梦想云，构建了由设备设施、边缘计算、IT设施、数据湖、基础底台、服务中台、业务应用、统一入口8个层面以及贯穿这8个层面的网络安全体系和标准与规范体系构成的石油工业互联网，组建勘探开发梦想云联盟，培育数字生态圈，有力推动了油气业务数字化转型和智能化发展。

• 四川盆地长宁—威远区块海相页岩气田成藏条件及勘探开发关键技术

  何骁, 吴建发, 雍锐, 赵圣贤, 周小金, 张洞君, 张德良, 钟成旭

  摘要： 中国页岩气资源丰富，开发前景广阔，但中国页岩气资源的品质与美国不同，必须发展自己的开发技术。为此，中国石油天然气集团有限公司立足自主创新，围绕四川盆地南部地区龙马溪组页岩气的地质和工程特点，开展了系统的理论研究和技术攻关。通过揭示“沉积-成岩作用控储、保存条件控藏、Ⅰ类储层连续厚度控产”的“三因素控制”海相页岩气富集高产理论，创建了适合中国南方多期构造演化海相页岩气勘探开发的6大关键技术——综合地质评价技术、开发优化技术、水平井优快钻井技术、水平井体积压裂技术、工厂化作业技术和高效清洁开采技术，实现了页岩气工业化大规模开采。截至2019年底，中国石油天然气集团有限公司在川南地区累积提交页岩气探明地质储量1.06×1012m3，已建成100×108m3的产能，累积产气量为200×108m3，建设成效显著，积累了宝贵的经验。这对大力发展页岩气产业、降低对外依存度、保障国家能源安全、实现“生态优先、绿色发展”战略具有重大意义。