石油学报杂志

石油学报杂志2021年第3期

• 环渤中地区新近系控藏模式与高丰度油藏勘探实践

  王德英, 张宏国, 官大勇, 任健, 刘朋波, 程燕君

  摘要： 环渤中地区新构造运动强烈，新近系是主要的含油层系。新近系勘探早期集中于凸起区和陡坡带，而斜坡带和凹陷区由于缺乏油气运移条件的系统性研究导致其勘探成效较差。基于前人研究和钻井资料，从分析环渤中地区新近系油气运移路径出发，通过建立“汇聚脊-断层-圈闭（脊-断-圈）”三元控藏模式，明确了受潜山风化壳汇聚脊控制的深层油气的汇聚能力是新近系油气富集的先决条件，并以圈闭面积为核心创建了聚油指数，用于定量评价深层油气的汇聚能力；明确了断层垂向运移是新近系成藏的关键，断层与汇聚脊、区域盖层的配置关系决定了断层的垂向运移量，当深层盖层的断接厚度小于220 m时油气可运移至浅层；明确了圈闭因素是新近系成藏的最终环节，圈闭与断层的配置关系控制了浅层油气的侧向分流能力，其中，“双断型砂体”的侧向充注能力较强。“汇聚脊-断层-圈闭”三元控藏模式进一步丰富了渤海油田晚期成藏理论，在指导发现大-中型新近系油田以及其他他源层系的勘探中展现出良好的应用前景。

• 琼东南盆地深水区东区中生界潜山天然气来源及成藏模式

  杨希冰, 周杰, 杨金海, 何小胡, 吴昊, 甘军, 游君君

  摘要： 琼东南盆地深水区东区花岗岩潜山已获得重大勘探突破，显示了较好的勘探前景。基于地球化学分析，利用最新的钻井岩心、测井、地震等资料，分析了松南低凸起Y8区块天然气的来源、潜山的关键成藏条件及成藏模式。结果表明，Y8区块天然气的碳同位素、凝析油的碳同位素和生物标志化合物特征与深水区东区松南凹陷中天然气及伴生凝析油的特征类似，与深水区西区陵水凹陷中L17气田和L18气田的油气差异较大，揭示深水区东区烃源岩中陆源有机质的输入相对更占优势，Y8区块天然气主要来源于松南凹陷。松南低凸起的基底为印支期花岗岩，受构造、岩性、风化淋滤作用及热液溶蚀作用控制，形成了“裂缝+风化溶蚀型”潜山储层和“鱼骨刺”式鼻状构造脊。裂缝带和基底深大断裂构成了油气运移的高速通道。断裂与裂缝的大量发育增加了源、储的接触面积。生烃中心与凸起区的源-储压差大，天然气由北向南、由凹陷向凸起区呈长距离侧向接力式运移。松南低凸起上近凹陷方向的Y1区块具有较大潜力。松南低凸起的中生界花岗岩潜山有望成为琼东南盆地下一个千亿立方米级天然气聚集区。

• 渤海湾盆地沾化凹陷沙河街组三段下亚段细粒沉积岩岩相特征与沉积演化

  张建国, 姜在兴, 刘立安, 袁方, 冯路尧, 李长昇

  摘要： 渤海湾盆地沾化凹陷沙河街组三段（沙三段）下亚段页岩油勘探潜力巨大，目前对其岩相类型及其分布规律、沉积背景认识不清，制约了页岩油的勘探突破。利用岩心和X射线衍射、元素地球化学、有机地球化学等高精度测试资料，通过识别细粒沉积岩的岩相类型，恢复了古沉积环境，并探讨了沉积环境演变约束下的岩相分布规律。沉积古环境的变化控制了不同岩相类型的垂向分布及演化。沾化凹陷沙三段下亚段沉积环境自下而上划分为5个演化阶段，分别发育沉积藻灰岩、纹层状泥灰岩、纹层状重结晶灰岩、纹层状灰质泥岩和块状灰质泥岩。阶段Ⅰ—阶段Ⅲ，古气候相对干旱，陆源输入作用弱，沉积物以湖盆自生的灰岩为主，湖盆水体深度和盐度的变化控制了不同灰岩的变化；阶段Ⅳ，古气候转为湿热，陆源输入作用增强，沉积了陆源成因具年纹层构造的纹层状灰质泥岩；阶段Ⅴ，古气候最为湿热，陆源输入作用最强，发育大量浊流成因的块状灰质泥岩。垂向上，纹层状灰质泥岩的TOC含量最高、含油性最好。研究认识可为进一步厘清沾化凹陷沙三段细粒沉积岩储层非均质性的形成机制和页岩油甜点预测提供理论支撑。

• 远源油气成藏条件与富集主控因素——以库车坳陷南部斜坡带中生界-新生界油气藏为例

  刘春, 陈世加, 赵继龙, 陈戈, 苏洲, 高乔

  摘要： 库车坳陷南部斜坡带发育中生界-新生界陆相含油气系统，油气资源丰富，是远源油气藏的重点勘探领域，在空间上具有“西富东贫、纵向集中、下油上气、油气并存、以气为主”的分布格局。基于岩心、钻井、孔隙度和渗透率、流体包裹体、油气地球化学等分析测试资料，通过对库车坳陷南部斜坡带中生界—新生界远源油气的成藏条件及富集主控因素进行系统分析，明确了下一步的油气勘探方向。毗邻拜城富油气凹陷、成烃期的稳定斜坡构造、高效的油气输导体系、优越的储-盖组合和持续的油气充注是南部斜坡带形成远源油气藏的关键条件，油气藏总体上呈现“持续供烃、早油晚气、分段捕获、晚期成藏”的成藏特征。油气富集表现为“三元主控”，即岩性的上倾尖灭带、构造高部位和断层遮挡带共同控制油气富集，油气主要富集在扇三角洲前缘席状砂或湖相滩坝砂体的上倾尖灭带、倾向朝南的构造高部位和调节断层的遮挡带。研究认识既可以为研究区下一步油气勘探部署提供理论依据，也可以为地质条件相似的构造带开展远源油气藏研究提供借鉴。

• 准噶尔盆地腹部西侧侏罗系三工河组储层成岩作用及控制因素

  王杰青, 许淑梅, 任新成, 池鑫琪, 舒鹏程, 刘弦, 孔家豪

  摘要： 准噶尔盆地现今的地温梯度低（约为2.3℃/hm），其腹部西侧侏罗系三工河组辫状河三角洲砂体的埋深差异极大（约为2100 m）、成岩作用复杂，影响油气勘探开发部署。通过岩石薄片、阴极发光、扫描电镜和包裹体荧光显微鉴定，结合黏土矿物的演化特征，深入分析了准噶尔盆地腹部西侧沙窝地、莫西庄及征沙村3个小区三工河组储层的成岩作用、成岩阶段及其差异性的控制因素。准噶尔盆地腹部西侧三工河组储层的成岩作用主要受埋深、砂岩碎屑组分、地温梯度及油气充注等多因素控制。喜马拉雅期的构造运动使得不同小区之间呈现出极大的埋深差异，是制约其差异成岩作用的主要因素。沙窝地小区和莫西庄小区的三工河组因埋深相对较浅，砂岩的压实作用相对较弱，胶结作用以方解石胶结和高岭石胶结为主，处于早成岩阶段B期—中成岩阶段A期，储集空间主要为原生孔隙；征沙村小区的三工河组埋藏较深，砂岩的压实作用显著，胶结物以白云石和铁白云石为主，伊利石含量高，可见长石等溶蚀形成的大量次生孔隙，达到中成岩阶段B期，原生孔隙极不发育，储集空间以次生溶蚀孔隙为主。砂岩碎屑的组分是成岩作用的物质基础，塑性岩屑含量越高，砂岩的抗压实能力越弱。准噶尔盆地的低地温梯度延缓了三工河组压实作用和有机质成熟的进程，是盆地腹部三工河组储层在深埋条件下仍处于中成岩阶段的重要原因。埋藏史分析表明，地层超压的存在有效延缓了准噶尔盆地腹部三工河组储层的压实作用强度。白垩纪晚期以来的3次油气充注在不同程度上抑制了胶结作用的发生，促进了三工河组储层中钙质胶结物、钾长石及岩屑等的溶蚀。

• 含水致密砂岩气藏可动用储量评价新方法及其应用

  胡勇, 李熙喆, 徐轩, 梅青燕, 陈颖莉, 王继平, 焦春艳, 郭长敏, 贾玉泽

  摘要： 确定可动用储量是气藏开发评价的核心工作，也是开发方案科学编制的重要基础。致密砂岩储层一般具有基质致密、高含水饱和度等特征，其基质储量动用十分缓慢，气藏开发早期难以准确评价。根据气藏衰竭开采过程中压降漏斗特征，采用长岩心多点测压物理模拟实验方法及流程，模拟测试了常规空气渗透率分别为1.630 mD、0.580 mD、0.175 mD、0.063 mD的含水储层孔隙压力在衰竭开采过程中的变化特征，建立了一套面积占比方法，实现了对可动用储量进行量化评价，提出了一套提高气藏储量动用技术的对策与建议。以井控范围400 m为例，分别评价了瞬时产气量降为10%时的初期配产和极限动用条件两种情况下的储量动用情况。研究结果表明：含水致密砂岩气藏的采出程度与储层渗透率、含水饱和度、废弃产量等因素密切相关，总体上基质越致密、含水饱和度越高、废弃产量越大，则采出程度越低；通过优化加密井网、人工裂缝规模与基质的匹配关系，避开可动水层、实施控水增气开采，降低废弃产量、延长气井生命周期等技术措施可以提高采出程度。

• 氮气对塔河油田原油轻质组分抽提作用实验与评价

  宋传真, 赵海宁, 张慧

  摘要： 采用塔河油田缝洞型油藏稀油和常规稠油两种代表性油样，通过开展向前多次接触相平衡实验模拟蒸发气驱过程、向后多次接触相平衡实验模拟凝析气驱过程，研究了氮气与塔河油田原油在高温高压条件下的相态变化，明确了氮气与地层原油充分接触混合后地层流体的气液组分变化规律，提出了抽提指数的计算表达式，定量评价了氮气在高温高压条件下对原油轻组分的抽提效果，深化了注氮气提高采收率作用机理的认识。研究结果表明，塔河油田油藏条件（压力>65 MPa、温度>415 K）下，原油中轻质组分（C1—C5）经过5次接触后的流失率高达94%~100%，氮气对原油有较强的抽提作用；向前接触实验中，随接触次数增加，抽提作用越来越强，抽提指数越来越大，同次接触氮气对稀油的抽提指数是稠油的5倍以上；注入气中加入20%的CO2后对原油中轻质组分的抽提效果增强不显著，抽提指数仅小幅变化。两种气体与塔河油田稀油在多次向前接触后展现出了近混相的趋势；向后接触实验表明，首次接触抽提作用最大，抽提指数随着接触次数的增加逐渐减小至0，较之向前接触明显偏小。

• 现场水配制纳米驱油剂及其驱油机理

  王小聪, 雷群, 肖沛文, 王平美, 杨占德, 韩雪, 罗健辉, 叶银珠

  摘要： 采用氧谱核磁共振（17O-NMR）技术研究iNanoW1.0纳米粒子与长庆姬塬油田现场水配制纳米驱油剂的可行性。实验结果表明，iNanoW1.0纳米粒子能够减弱具有较高矿化度的现场水分子间的氢键缔合作用。对长庆姬塬油田现场水，质量分数为0.1%的纳米驱油剂为最佳使用浓度。利用低场核磁共振（LF-NMR）岩心驱替实验研究了纳米驱油剂对低—超低渗透岩心的驱替效果。实验结果表明，现场水配制的纳米驱油剂能有效降低低—超低渗透岩心中流体的启动压力，尤其对于岩心小孔隙部分扩大波及体积明显，可以实现提高采收率10.29%~11.44%。

• 油田老井原位保真连续取心工具研发

  刘合, 王素玲, 裴晓含, 姜民政, 李金波, 温鹏云

  摘要： 随着油田进入开发中—后期，为了识别剩余油分布特征、规律及主控因素，低成本高效原位取心成为亟需攻克的技术壁垒。通过自主研发，提出了一套低成本高效小曲率水平井密闭连续取心装备的设计构想，取心工具以功能模块为单位，采用链式联接模式，引入可溶球复位反抬升模块，结合气压缸独立控制球阀联动系统，实现了保温保压密闭取心筒的有序启闭，在此基础上提出交联固化成膜机理应用于岩心包裹，满足了“保压、保温、保质”三保功能，实现了储层原位条件的取心筒环境构建，突破了取心成本高、效率低、取心样本无法真实再现储层岩体物性的“卡脖子”技术难题，为建立大数据驱动的数字孪生岩心实验室提供物质条件。

• 盐穴储气库全周期注采模拟——以JT储气库X1和X2盐腔为例

  朱华银, 王粟, 张敏, 武志德, 石磊

  摘要： 中国盐穴储气库建设运行时间短，与国外具有成熟技术的盐丘型地层建库相比，多为复杂层状盐岩地层建库，存在盐层品位低、夹层多、形成的盐腔不规则等问题，对盐腔的稳定性和储库运行的安全性评价提出了更高的要求。利用大型物理模拟实验装置，根据岩石力学相似性原理，研制相似性材料和相似模型，对盐穴储气库的注采进行全周期模拟，用以研究盐穴储气库注采运行规律、盐腔周围应力—应变特征及盐腔变形特征。研究结果表明，实验过程中腔周应力和应变的反应较盐腔内气压变化滞后；采气降压时腔周应力增大，应变也随之增大，腔顶位置较其他部位更易出现应力集中的趋势，而腔腰和最大腔径处的变形相对较大。结合数值模拟研究和现场生产测试，对JT盐穴储气库的盐腔和盐柱受力与变形特征进行研究的结果表明，目前运行各阶段应力分布均为压应力，主要在盐腔顶部和盐腔中间位置发生应力集中，但无拉应力，未产生拉应力损伤破坏；内压最小时盐腔周围的安全系数都在1.5以上，压力最大时安全系数在3.0以上，这两种状态下均未发生扩容损伤破坏。研究成果对中国类似盐穴储气库运行方案的设计、稳定性评价及腔体损伤评估、灾害预防等具有重要的指导作用。

• 砂岩侵入体及其油气地质意义

  邵珠福, 张文鑫, 毛毳, 栾锡武, 钟建华, John Howell, 刘泽璇, 赵冰, 冉伟民, 刘晶晶

  摘要： 北美加利福尼亚地区良好的露头和北海油田的成功勘探与开发为砂岩侵入体研究提供了范例。砂岩侵入体广泛发育于晚元古代-全新世的多种沉积体系中，以深水环境居多。侵入体岩性以浊积体的中砂岩-细砂岩最为常见，宿主层以泥岩、页岩为主。侵入体系统包括供源砂体、侵入（出）体、宿主层和断裂体系4个构成要素和砂岩脉、砂岩床、砂岩柱、侵出体和复合体5种类型。侵入体外部呈碟状-翼状结构、锥形结构和顶梁复合结构3种类型，侵入体顶部发育丘型变形，内部块状或类层理状，常见侵蚀边、泥岩撕裂屑和各种软变形构造，呈拼图状。侵入体形成条件包括未固结供源砂体、低渗透—非渗透覆盖层、孔隙流体超压和砂体优势通道4部分，地震液化、差异压实、沉积负载、区域构造应力、流体流动是最常见的触发机制。侵入体形成过程包括孔隙流体超压、供源砂体液化、水力压裂与流化、砂体充注和砂体再沉积5个过程。侵入体增加了储层体积，沟通了砂体，可形成侵入型圈闭，还可用于恢复区域古应力场，但也可能导致盖层封闭性破坏和水窜。侵入时间确定、侵入后地质过程以及触发机制确定性等研究面临挑战，多学科交叉、虚拟露头、物理模拟及数值模拟技术将是砂岩侵入体研究未来的发展方向。

• 塔里木盆地克深气田成藏条件及勘探开发关键技术

  杨海军, 李勇, 唐雁刚, 雷刚林, 周鹏, 周露, 许安明, 郇志鹏, 朱文慧, 陈维力, 胡春雷, 杨敬博

  摘要： 克深气田位于塔里木盆地库车坳陷中部，是继克拉2气田之后发现的又一大型气田。自2008年获得重大突破以来，克深气田相继发现了克深2、克深5和克深8等一批大—中型气藏，这些气藏具有超深、高压—超高压、特低孔和中—低渗等特征，其天然气地质储量达万亿立方米，建成产能近100×108m3，是塔里木盆地的天然气主力产区。克深气田位于库车坳陷克拉苏构造带的叠瓦逆冲构造中，其结构包括由盐上顶蓬构造、塑形流变的盐岩以及盐下断背斜构造群构成的大型楔形冲断体。克深气田的白垩系巴什基奇克组三角洲砂岩广泛分布，与上覆古近系巨厚膏盐层形成优越的储-盖组合；深层三叠系—侏罗系的油气沿喜马拉雅晚期成排成带的断裂体系垂向运移，沿盐下储集层内的裂缝体系横向输导，从而形成背斜、断背斜型高压油气藏群。复杂山地三维地震采集处理、挤压型盐相关构造建模和裂缝型低孔砂岩储层评价等技术为克深气田勘探目标的落实奠定了基础；高温高压超深层低孔砂岩气藏测井采集与评价、裂缝型低孔砂岩气藏高效开发等技术为克深气田的高效勘探开发和快速上产提供了技术保障。