石油学报杂志

石油学报杂志2021年第9期

• 库车坳陷东部中生界构造-岩性地层油气藏形成条件与勘探方向

  魏国齐, 张荣虎, 智凤琴, 王珂, 余朝丰, 董才源

  摘要： 前陆盆地以蕴藏构造油气藏为主，岩性地层油气藏在以往被认为难以形成规模资源量。以库车坳陷东部中生界为例，在大量露头、钻井、地震和测井资料叠合分析的基础上，分析出吐格尔明大型背斜构造为古新世和上新世继承性基底冲断作用的产物，其变形主压应力场的方位为NNE—SSW向；依奇克里克背斜构造为基底卷入的冲断构造，其褶皱南翼相对简单，为迪北斜坡带，北翼呈低角度北倾，变形主压应力场的方位为NNW—SSE向。库车坳陷东部中—下侏罗统和上三叠统发育巨厚层煤系腐殖型和暗色泥岩腐泥型烃源岩，沉积中心分布在库车河地区、迪北地区和吐东地区，TOC含量为2.1%~3.3%，Ro为1.0%~2.0%，处于成熟—高成熟阶段，生烃潜力大；广泛发育中层—薄层辫状河三角洲平原—前缘砂体，累计厚度为200~280 m，砂体在垂向上不连续加积，在横向上呈透镜状，延伸距离最大可达4 km。油气藏主要发育在3个有利区带：构造-岩性油气藏发育在大型背斜围斜部位，大面积致密砂岩构造-岩性型油气藏发育在阳霞凹陷和深部背斜平缓带，构造-地层超覆油气藏发育在阳霞凹陷南斜坡。

• 常规油气区带与圈闭有效性定量评价原理及方法

  侯连华, 杨帆, 杨春, 杨海军, 李勇

  摘要： 随着含油气盆地勘探程度的不断提高，油气区带与圈闭的定量评价成为油气勘探走向精细化、提高评价精度的必由之路。基于中国49个石油开发区带、44个天然气开发区带和360个圈闭的解剖与控制因素分析，综合不同类型油气区带和圈闭的控制因素，优选评价油气区带和圈闭有效性的关键参数，提出了基于评价参数网格化的油气区带与圈闭的无量纲定量评价方法。通过对油气区带和圈闭的评价参数进行无量纲归一化和网格化定量处理，计算被评价油气区带和圈闭的有效性评价参数，结合资源量可以确定油气区带和圈闭的有效性，实现油气区带与圈闭有效性的定量评价。塔里木盆地库车坳陷克深1—克深2圈闭的勘探实践验证了天然气区带与圈闭有效性定量评价思路和方法的有效性，在新方法的指导下于秋里塔格构造带中秋1井白垩系巴什基奇克组获得高产工业油气流。油气区带与圈闭有效性定量评价方法可大幅提高油气区带与圈闭评价的符合率，有效提高油气区带和钻探靶区的选择精度，为提高油气勘探的钻探成功率提供技术支撑。

• 华南地区南华系大塘坡组黑色岩系地质地球化学特征与有机质富集机制

  李婷婷, 朱光有, 赵坤, 王鹏举

  摘要： 随着油气勘探不断向深层—超深层领域拓展，古老层系的烃源岩越来越受到关注。华南地区南华系大塘坡组发育一套富有机质黑色岩系，其形成于两套冰期沉积之间，近年来引起勘探界关注。基于岩心、岩石薄片和X射线衍射、总有机碳含量和元素地球化学特征等分析测试资料，对大塘坡组黑色岩系沉积特征、形成环境与有机质富集机制进行了系统分析。大塘坡组黑色岩系主要分布于黔湘渝地区，厚度为2~90 m，自下而上划分为Ⅰ段含锰页岩、锰碳酸盐岩和Ⅱ段黑色页岩。Ⅰ段矿物组成以菱锰矿、铁锰白云石及黏土矿物为主，Ⅱ段主要矿物类型为黏土矿物、石英及长石。大塘坡组黑色岩系干酪根类型为腐泥型，发育红藻、绿藻、褐藻等藻类；Ⅰ段总有机碳（TOC）含量平均为2.3%，Ⅱ段底部TOC含量明显升高，平均为2.9%。综合分析认为，大塘坡组黑色岩系总体形成于冰期后气候转暖、盆地与开阔海连通的水体；热液活动及硅酸盐化学风化作用分别控制了Ⅰ段和Ⅱ段的营养物质来源，对表层水体的原始生产力具有重要影响，是大塘坡组黑色岩系有机质富集的关键；沉积期底水缺氧环境有利于有机质保存。

• 准噶尔盆地周缘断裂属性与演化

  朱明, 袁波, 梁则亮, 杨迪生, 唐雪颖

  摘要： 准噶尔盆地周缘发育晚古生代、中生代和新生代3期变形。晚古生代，天山—阿尔泰山—扎伊尔山—哈拉阿拉特山隆升，形成盆-山构造雏型；晚二叠世—侏罗纪，盆地周缘发育走滑断层，如：西北缘的乌夏断层、克百断层、红车断层等走滑断层，东北缘的红岩断层、克拉美丽断层、白家海断层等走滑断层，南缘的高泉断层、艾卡断层、南安集海断层、后峡拉分盆地等走滑构造。无论是从构造变形的运动学机制分析还是考虑构造变形时间的一致性，晚二叠世—侏罗纪准噶尔盆地周缘均发育右旋走滑断层。新生代天山再次隆升，南缘发育逆冲断层，与中生代构造叠加，形成"二期构造、深浅叠置"的构造格局。准噶尔盆地西北缘和东北缘的新生代变形微弱，保留了中生代走滑构造，发育与走滑构造有关的油气藏。准噶尔盆地南缘高探1井、呼探1井的勘探成果证实了走滑断层与逆冲构造叠加部位是有利的勘探目标。厘定准噶尔盆地的断裂特征和变形机制对地震解释和油气勘探具有重要意义。

• 塔里木盆地西北部下寒武统白云岩特征及多重白云石化模式

  白莹, 李建忠, 刘伟, 徐兆辉, 徐旺林, 李欣, Abitkazy Taskyn

  摘要： 塔里木盆地下寒武统白云岩储层研究尚处于起步阶段，开展白云石化模式系统研究对于明确白云岩储层特征具有重要意义。基于露头观察、岩石薄片鉴定、主量元素、微量元素、稀土元素和碳、氧、锶、镁同位素等资料，对塔里木盆地西北部下寒武统白云岩特征和成因模式进行了系统分析。塔里木盆地西北部阿克苏露头区下寒武统发育微生物白云岩、泥晶白云岩、粉晶—细晶白云岩和中—粗晶白云岩4类白云岩。微生物白云岩属于典型微生物白云石化成因模式，白云石化流体以海水为主。泥晶白云岩、部分粉晶—细晶白云岩和少量中—粗晶白云岩属于典型蒸发泵与回流渗透白云石化成因模式，白云石化流体以回流卤水和海水为主。绝大多数中—粗晶白云岩和部分粉晶—细晶白云岩属于埋藏热液白云石化成因模式，白云石化流体为与烃类充注相关的地层卤水及陆源水。早成岩阶段微生物白云石化作用和蒸发泵与回流渗透白云石化作用是塔里木盆地西北部阿克苏露头区下寒武统微生物白云岩和粉晶—细晶白云岩孔隙发育的基础。

• 页岩储层泛连通特征及气体赋存方式

  刘德华, 程亮, 孙敬, 孙健, 张柏桥, 李继庆, 杨文新, 郑爱维

  摘要： 目前对页岩储层微观孔隙的连通特征、气固作用关系认识尚有不足，对纳米级空间（尺度为0.5~4.0 nm）在气体储集、流动中的作用没有开展系统研究。通过透射电子显微镜观察到页岩储层固体矿物颗粒内部存在大量纳米级空间，并通过实验证实镜下观察到的纳米级空间对甲烷气体具有可通过性、可存储性；基于观察和实验结果提出了页岩储层泛连通的概念；提出页岩气新的储集形态——固溶气，将页岩气的储集方式分为自由气、吸附气、固溶气、溶解气4种；依据新的认识给出实际页岩气储量计算新公式，实际计算得到页岩气储集量增加7%~32%。该认识和结论同样可应用于高温高压致密气藏，可以形成基于泛连通和固溶气概念的页岩储层微观评价和渗流机理的理论体系。

• 超深断溶体油藏油井动用深度确定方法及其对开发的指导意义

  顾浩, 王光付, 杨敏, 曹飞, 郑松青, 尚根华, 朱莲花, 韩东, 康志江, 赵艳艳, 刘坤岩, 李王鹏

  摘要： 超深断溶体油藏是近年来在塔里木盆地发现的一种断控缝洞型碳酸盐岩油藏，油井生产过程中井底下方油气沿断裂高导流通道向井底流动。为表征油井纵向动用范围，提出了"动用深度"的概念，并建立基于井温的油井动用深度确定方法。动用深度定义为超深断溶体油藏油井生产时井底下方流体开始向上流动的位置到井底的垂向距离。在油井纵向动用位置，纵向上驱动压力梯度等于流动阻力、流速等于0、流温等于静温。利用井温法可计算油井动用深度，本质上是基于超深断溶体油藏非等温流动特征确定"热源"位置。研究认为：基于温度—深度线性关系的油井动用深度控制方程，其分母为静温梯度与流温梯度差。油嘴尺寸越大，油井动用深度越深且流体热损失越小，这均导致相同深度流静温差越大。油井动用深度概念及确定方法的提出在超深断溶体油藏油柱高度认识、储量计算、动用方式优化等方面具有重要意义。超深断溶体油藏的初始静压并不"静"，基于超深断溶体油藏油井生产压差和油藏压降的油藏工程评价指标计算方法需重新建立。

• 酸性天然气与水体系内超临界-气-液-水合物多相平衡模型

  孙小辉, 孙宝江, 王志远, 李航宇, Pan Lehua, 高永海, 廖友强

  摘要： 针对酸性天然气与水体系内超临界-气-液-水合物多相平衡，构建了基于Gibbs自由能最小化原理的多组分流体多相平衡模型。为了提高其鲁棒性和计算精度，提出了相态稳定性判别的热力学判据和相组成分析的约束优化模型；考虑分子间非对称相互作用，建立了改进的Peng-Robinson状态方程，提出了统一的气体多参数平衡常数关系式，构建了不同相态中的逸度模型；建立了CH4+CO2+H2S+H2O体系的相平衡实验数据库，提出了对相平衡模型参数进行同步确定的多参数非线性拟合算法。与传统模型对比结果表明，新模型的收敛性更好、计算误差更小。

• 页岩气储层四维地应力演化及加密井复杂裂缝扩展规律

  朱海燕, 宋宇家, 胥云, 李奎东, 唐煊赫

  摘要： 页岩气储层天然裂缝发育，非均质性和各向异性强，储层压力、地应力等地质力学参数随着页岩气开采不断演化，使得老井与加密井裂缝扩展存在明显差异，这对后期加密井部署和压裂改造设计具有重要影响。综合考虑页岩气储层地质力学参数、天然裂缝等的非均质性和各向异性，提出了一套基于储层四维地应力演化的页岩气藏加密井水力压裂复杂裂缝扩展模拟方法，建立了气藏渗流-地质力学耦合的水力压裂复杂裂缝交错扩展模型，并通过现场试井数据、压裂施工参数、微地震监测数据等进行验证。以四川盆地X1页岩气井组为例，开展了页岩气储层长期开采过程中四维地应力动态演化及其对加密井复杂裂缝扩展的影响规律研究，研究结果发现：目标区域长期开采后，老井附近储层三向地应力均减小，但水平两向主应力差和垂向应力差增大，且地应力差增大程度在老井井筒处最大，越靠近加密井处则越小；受地层应力状态变化影响，加密井水力压裂复杂裂缝扩展规律与老井相比存在明显差异，相比老井，加密井水力压裂裂缝在井筒附近较复杂，越靠近老井越简单。

• 预弯钟摆BHA在不同钻井介质中的动力学特征及其应用

  王文昌, 冯大君, 狄勤丰, 芮子翔, 陈锋, 朱卫平

  摘要： 带预弯结构的钟摆钻具组合（简称预弯钟摆BHA）既可适用于气体钻井，也适用于泥浆钻井，并在直井控斜、提速方面得到了较好的应用。但在不同钻井介质中，预弯钟摆BHA的应用效果体现出了较大的差异。从动力学角度出发研究钻井介质对预弯钟摆BHA力学特性的影响鲜有报道。通过研究钻井液附加质量引起的非线性惯性力及流体阻力特征，分析了气体钻井和泥浆钻井中预弯钟摆BHA动力学模型的差异。基于旋转Rayleigh梁模型，推导了预弯钟摆BHA钻头上的动态侧向力和动态轴向力，研究在不同钻井介质中预弯钟摆BHA的运动特征及受力特征，分析其对实际钻井的控斜、提速效果的影响，并研究了弯角大小对不同介质中预弯钟摆BHA的动力学特征的影响规律。结果表明，预弯钟摆BHA在不同钻井介质中的动态特征差异显著，气体钻井中的运动特征更为稳定，动态侧向力和轴向力较高；不同介质中的弯角影响规律有其各自的特点，在现场实际应用中，应根据需要进行合理的选择。

• 油气管道交流杂散电流腐蚀研究进展

  杨永, 罗艳龙, 孙明, 王俊强

  摘要： 系统综述了交流杂散电流对油气管道腐蚀速率、腐蚀电位、腐蚀形貌、阴极保护的影响及交流杂散电流腐蚀机理等方面的国内外研究进展。研究结果表明，交流干扰不仅会改变油气管道腐蚀电位、加速腐蚀及造成局部腐蚀，而且会使油气管道阴极保护电位发生偏移及在保护电位满足标准要求的情况下发生腐蚀。同时，腐蚀介质环境也对油气管道交流杂散电流腐蚀行为具有重要影响。由于交流腐蚀的影响因素众多，目前提出的各种交流杂散电流腐蚀机理虽然能解释部分腐蚀现象，但仍存在较多问题，进一步展望了交流杂散电流腐蚀的未来重点研究方向。