石油学报杂志

石油学报杂志2021年第8期

• 塔里木盆地富满油田成藏地质条件及勘探开发关键技术

  田军, 杨海军, 朱永峰, 邓兴梁, 谢舟, 张银涛, 李世银, 蔡泉, 张艳秋, 黄腊梅

  摘要： 塔里木盆地超深层海相碳酸盐岩油气资源丰富，已发现中国最大的风化壳型油田和最大的凝析气田，但勘探开发长期局限在古隆起及斜坡部位。近年来，随着勘探上突破"古隆起控油、斜坡富集"的传统理论认识以及地震、钻井与开发配套技术进步，在坳陷区发现了超深层（大于7 500 m）走滑断裂断控型油田——富满油田。富满油田的勘探开发实践与研究表明：（1）走滑断裂的发育不仅沟通了深层下寒武统烃源岩，而且控制了中奥陶统碳酸盐岩缝洞体储层的发育，并与上奥陶统巨厚泥岩构成了优越的走滑断裂断控型油气成藏体系；（2）油气沿走滑断裂破碎带呈条带状差异分布，具有圈闭类型特殊、油柱高度大、油品性质好、单井产量高等特点；（3）发现三级石油地质储量达4×108t，石油资源量达10×108t，开发高效井多，快速建成了原油产量达160×104t/a的产能。通过持续攻关，逐步形成了沙漠区超深层高密度宽方位三维地震采集、弱走滑断裂刻画、碳酸盐岩破碎带圈闭评价、高效井位部署、超深层钻完井等配套技术，支撑了超深层复杂断控型碳酸盐岩油藏的规模与效益勘探开发。

• 据磷灰石裂变径迹和镜质体反射率重建苏丹Muglad盆地北部的构造-热演化历史

  窦立荣, 程顶胜, 於拥军, 郑永林, 杨仓, Green F. Paul

  摘要： Muglad盆地是中非裂谷系在前寒武系结晶基底上发育的大型裂谷盆地，经历了早白垩世、晚白垩世和古近纪3期裂谷发育阶段。通过选取盆地北部不同构造位置3口探井不同层位的岩屑样品，开展磷灰石裂变径迹和镜质体反射率测试，进行构造-热演化历史分析。研究结果表明，盆地存在两期冷却事件，但不同构造单元的演化史有较大的差异。第1期冷却事件发生在晚白垩世早期，对应区域上的"圣通期挤压事件"，主要在Tomat隆起表现明显；第2裂谷期末期是盆地区域冷却事件（古新世末期—始新世），造成Nugara坳陷中央凸起形成和Tomat隆起进一步发育，也控制了盆地内油气藏的形成和分布。盆地第1裂谷期和第2裂谷期的古地温梯度只有2.00~2.40℃/hm，第3裂谷期盆地深部地幔隆起发育、岩浆活动增强、地温梯度升高，指示了盆地由白垩纪期间的"被动裂谷"演变为古近纪的"主动裂谷"。第3裂谷期末期的剥蚀作用不明显，对油气的生成和聚集影响不大或没有影响。

• 高能辫状河沉积特征及砂体分布——以苏东X密井网区为例

  卢志远, 何治亮, 马世忠, 何宇, 牛东亮, 聂海宽, 朱杰

  摘要： 下石盒子组8段下亚段（盒8下段）是苏里格地区主要的含气层段之一。为了认识苏里格地区盒8下段辫状河砂体发育特征及有效砂体叠合模式，厘清剩余油气制约因素，在高分辨层序地层学和沉积动力学分析的基础上，结合现代沉积、露头、岩心、测井、录井等资料，在密井网区，开展了地下高能砂质辫状河沉积特征、界面约束条件下的河道发育模式及砂体分布研究。研究结果表明，盒8下段发育高能水动力为主的辫状河沉积，沉积微相包括辫状河心滩、辫状河道，少量决口扇、泛滥平原。辫流河道砂体以水平叠置型为主，河道迁移频繁，砂体垂向上相互切叠、平面上大面积连片、非均质性强。基准面升降控制河道沉积，进而控制砂体发育模式和有利储层。研究区主要砂体叠置模式可归纳为独立式、接触式、切叠式和多期切叠式。低可容纳空间砂体形态主要是切叠式和多期切叠式，砂体连通性好，河漫细粒沉积不发育。高可容纳空间的细粒沉积明显增多，砂体以接触式和孤立式分布为主，砂体连通性变差。在中期基准面旋回上升半旋回的中—下部，高能水动力环境下形成的叠置型砂体是油气富集的主要空间，主要位于5级界面上部；较低能水动力环境下形成的细粒沉积构成了主要的隔夹层，影响油气渗流。

• 鄂尔多斯盆地东部奥陶系马家沟组五段5亚段微生物碳酸盐岩发育特征及储集意义

  魏柳斌, 包洪平, 严婷, 郭玮, 周黎霞, 井向辉

  摘要： 基于钻井岩心、铸体薄片和扫描电镜等资料，研究了鄂尔多斯盆地东部马家沟组五段5亚段底部微生物碳酸盐岩的发育、分布规律及储层特征，取得了以下几点认识：①微生物碳酸盐岩的发育时期具有明显的特殊性，膏盐岩—碳酸盐岩的岩性转换期是微生物碳酸盐岩的主要发育期；②微生物碳酸盐岩的岩石类型具有明显的地域性，明显受古地貌和海水盐度控制，自东向西，由潮间带向潮下带海水盐度逐渐降低，微生物岩的岩石类型由叠层石向凝块石转变；③微生物碳酸盐岩储层的孔隙类型具有明显的专属性，凝块石白云岩以发育晶间孔为主，叠层石白云岩以发育窗格孔为主；④凝块石白云岩受回流-渗透白云石化作用控制，呈环带状分布于中央古隆起东侧，叠层石白云岩与微生物诱导白云石化作用有关，呈层状连续分布于鄂尔多斯盆地东部米脂—神木地区。研究认为，微生物碳酸盐岩具备一定的储集性，可成为马家沟组碳酸盐岩、膏盐岩共生体系天然气勘探的重要目的层系。

• 银根-额济纳旗盆地烃源岩特征及油气富集规律

  周勇水, 李红磊, 史大海, 陈帆

  摘要： 基于对银根-额济纳旗盆地上古生界、侏罗系和白垩系烃源岩地球化学特征的系统评价，分析了盆地内各凹陷的油气来源和富集规律。盆地上古生界石炭系—二叠系暗色泥岩整体已达到过成熟阶段，中生界凹陷内已发生浅变质—变质作用，油气保存条件较差，油气资源和勘探潜力小；中—下侏罗统发育一套煤系烃源岩，在盆地腹部及南部凹陷中已达成熟阶段，具有一定生烃潜力；白垩系巴音戈壁组烃源岩的有机质丰度高、类型较好，是盆地的主力烃源岩层系，且油源对比结果证实，盆地已发现的油气均来源于该套烃源岩。银根-额济纳旗盆地的油气成藏过程可划分为早白垩世晚期油气成藏和早白垩世末期调整改造2个阶段，油气的富集主要受巴音戈壁组烃源岩的热演化程度和晚期构造活动强度共同控制。银根-额济纳旗盆地腹部是其油气富集的最有利区，中西部是油气勘探的有利区，中东部的油气成藏条件较差。

• 黄骅坳陷乌马营潜山天然气地球化学特征及差异聚集

  国建英, 周立宏, 李剑, 楼达, 齐雪宁, 蒲秀刚, 付立新, 陈大伟, 李志生, 郝爱胜, 谢增业, 李宏军, 姜文亚, 冯建园

  摘要： 黄骅坳陷乌马营潜山发育复式油气藏，不同层段天然气的地球化学特征差异明显，造成这种差异的地质原因尚不明确，制约着乌马营潜山天然气进一步勘探。利用天然气组分、岩石热解模拟实验和碳、氢同位素分析等测试手段，通过地球化学特征分析，探讨乌马营地区不同层段天然气地球化学特征差异性的成因，剖析油气充注过程，建立油气成藏模式，以期为天然气勘探提供理论指导。乌马营地区天然气具有碳、氢同位素较重，干燥系数较大，轻烃中环烷烃、芳烃丰度高等特点；垂向上，随着埋藏深度变小天然气甲烷碳同位素变重、干燥系数变大、C6轻烃相对丰度降低。岩石热解气碳同位素、岩石热解轻烃的地球化学特征指示乌马营地区天然气属于成熟—高成熟煤型气，其烃源岩为研究区石炭系—二叠系煤系地层。不同成藏模式造成了乌马营地区不同层段天然气地球化学特征差异明显。乌马营地区发育近源连续聚集和远源阶段聚集两种天然气成藏模式，近源的奥陶系和二叠系主要发育近源连续聚集型油气藏，聚集了不同成熟阶段的天然气，属于全天候聚集型，天然气资源丰富，是下一步天然气勘探的主力方向；远源的二叠系上部、中生界和古近系油气藏属于阶段性、幕式型聚集，主要聚集高成熟天然气，天然气富集程度受控于断层开启时间的早晚、开启时间的长短、储层物性和保存条件等，是乌马营地区重要的天然气勘探领域。

• 三塘湖盆地马朗凹陷牛圈湖—牛东构造带上石炭统火山岩黏土矿物特征及其对储层物性的影响

  陈亚军, 于家义, 宋小勇, 张中劲, 孟朋飞, 解士建, 焦巧平

  摘要： 三塘湖盆地马朗凹陷牛圈湖—牛东构造带上石炭统哈尔加乌组和卡拉岗组发育低孔、特低渗强非均质性火山岩储层。基于黏土矿物类型、含量、赋存状态、分布特征及其成因与转化的系统分析，讨论了黏土矿物对火山岩储层储集物性的影响。上石炭统火山岩储层为低孔、特低渗储层，主要发育气孔、半充填杏仁孔、晶间孔、粒间孔等原生孔隙和微晶溶孔、基质溶蚀孔、沸石溶孔等次生孔隙，原生裂缝以冷凝收缩缝和收缩节理缝为主，次生裂缝以构造缝、层间缝为主。孔喉结构以微细孔喉—小孔喉为主。上石炭统火山岩储层为中—高黏土矿物含量储层，随黏土矿物含量增加，储层孔隙度、渗透率均降低。黏土矿物主要为长石类矿物、晶屑和岩屑溶蚀成因或黏土矿物成岩转化产物。高岭石普遍遭受溶蚀，发育粒间溶孔等次生微孔，绿泥石晶间孔发育，可有效改善玄武岩和凝灰岩储层的储集物性；伊利石多充填粒间孔隙，降低玄武岩和凝灰岩储层的储集物性；绿/蒙混层和伊/蒙混层对玄武岩和凝灰岩储层储集物性具有改善意义，对火山角砾岩储层储集物性具有破坏性。高岭石、绿泥石和绿/蒙混层相对含量较高的玄武岩与凝灰岩沉积区是优质储层发育有利区。

• 烟道气辅助SAGD蒸汽腔扩展机理

  鹿腾, 班晓春, 李兆敏, 高永荣, 郭二鹏, 杨建平, 马宏斌, 王宏远, 魏耀

  摘要： 通过研究烟道气对蒸汽冷凝传热的影响，借助可视化物理模型实验，观察了烟道气辅助SAGD蒸汽腔扩展特征。蒸汽冷凝实验结果表明，常规注蒸汽过程中，蒸汽会在冷却壁面迅速冷凝并聚成大液滴，248 ms后大液滴在重力作用下快速脱落。蒸汽内加入烟道气后，1 217 ms后才观察到少量液滴脱落现象，气体增加了蒸汽分子扩散的阻力，大量的液滴在冷凝壁面形成隔热膜，降低了蒸汽与冷却壁面的冷凝传热系数。可视化物理模型实验结果表明，低物性储层阻碍了SAGD蒸汽腔向上发育。随着烟道气和蒸汽的共同注入，烟道气可以促进SAGD蒸汽腔突破低物性储层，蒸汽腔波及系数提高6.6%，采出程度提高9.6%。这是由于烟道气辅助SAGD开发中，烟道气通过降低蒸汽与油藏岩石之间的冷凝传热系数，蒸汽腔遇到低物性储层后没有迅速冷凝变为热水，而是保持蒸汽腔状态突破低物性储层，从而增加了蒸汽腔的扩展范围，提高了储层的动用程度和采油速度。

• 注水开发油田注水通道状态辨识及预测方法

  赵艳红, 姜汉桥, 李洪奇

  摘要： 为研究注水开发油田注水通道的状态，通过将油田动、静态数据分析与机器学习算法相结合，提出了一种基于油田勘探开发动、静态数据进行注水井地层吸水状态预测的新方法。首先利用高斯混合模型完成地层吸水状态分类；然后结合动、静态数据生成机器学习样本，采用随机森林算法构建地层吸水状态预测模型，并对影响地层吸水状态的地质因素和开发因素进行重要性分析；最后将模型应用于研究工区，给出了所有井、不同层段、不同时期的吸水状态。实际应用表明，预测结果与示踪剂监测结果、吸水剖面测试结果一致，验证了该方法的可行性。该方法克服了理想条件假设、经验假设、参数假设等与实际状况不符等问题，提出了面向历史数据挖掘注水井地层吸水状态的新模式，对注水开发油田调剖堵水具有一定指导意义。

• 环保型β-环糊精聚合物微球高温降滤失作用机理

  钟汉毅, 高鑫, 邱正松, 林永学, 金军斌, 汤志川, 赵欣, 李佳

  摘要： 高温高压条件下钻井液滤失性的调控是保证钻井安全顺利的关键。针对传统降滤失剂环保性与高温降滤失性能难以兼顾的问题，以β-环糊精为单体，环氧氯丙烷为交联剂，通过反相乳液聚合法制备了环境友好的β-环糊精聚合物微球（β-CDP）。评价了不同温度热滚后的API滤失性能和高温高压滤失性能，并与几种典型的抗高温降滤失剂进行了性能对比，综合探讨了其滤失控制机理。研究表明，β-CDP在温度低于160℃时，降滤失性能优良；当温度超过160℃后，降滤失性能随着温度的升高进一步增强，240℃热滚后降滤失性能仍然突出，表现出与传统降滤失剂显著不同的特征。当温度低于160℃时，β-CDP主要通过吸水膨胀、增加泥饼压缩性、提高黏土分散稳定性等作用降低滤失量；当温度高于160℃时，β-CDP发生水热碳化反应，降解生成微纳米碳球以及与黏土颗粒相互作用生成纳米复合物，能够对泥饼的微纳米孔隙进行填充，有效降低泥饼的渗透性。β-CDP特有的这种"温度响应"特征，实现了将高温破坏处理剂的不利因素转变成滤失控制的有利条件。

• 天然气管网系统的稳态安全域模型

  肖峻, 宋晨辉, 鲍震宇, 李瑾一

  摘要： 参考电力系统的安全域概念，提出了天然气管网系统安全域（NGS-SR）的稳态模型、可视化与应用方法。NGS-SR能描述系统全部的安全状态；传统稳态仿真分析只能判断单个状态的安全性。对NGS-SR进行了定义：NGS-SR为系统运行时，所有安全工作点构成的集合；建立了NGS-SR的稳态模型，模型充分考虑了管道压降、节点流量与压力约束等安全要素。提出了NGS-SR安全边界的定义与模型；安全边界是NGS-SR中所有临界安全工作点的集合，NGS-SR是由安全边界围成的封闭区域。通过观测工作点的安全分界现象以说明安全边界的存在，并提出了NGS-SR的观测方法。提出了NGS-SR安全距离的概念与计算方法，对基于NGS-SR安全距离的安全性评估和安全控制进行了说明，简述了如何利用NGS-SR指导系统运行。算例验证了NGS-SR的存在性以及所建立模型与方法的正确性，并与传统安全分析方法进行了对比。NGS-SR描述了天然气管网系统的安全运行范围，可提供丰富的安全控制信息，有助于实现在线安全分析。