石油学报杂志

石油学报杂志2022年第8期

• 全球油气资源评价历程及展望

  窦立荣, 李大伟, 温志新, 王兆明, 米石云, 张倩

  摘要： 油气资源评价是基于对油气成藏地质条件的掌握和判断来预测未来油气资源潜力,对油公司实施国际化战略具有重要意义。根据评价方法、油气地质理论、勘探技术、发现的圈闭类型等要素,将全球油气资源评价发展历史划分成4个阶段:早期起步阶段(1900-1957年)、快速发展阶段(1958-1985年)、稳定发展阶段(1986-2007年)和中国参与阶段(2008-现今)。全球油气资源评价结果受不同阶段所采用的评价方法、资源评价范围、油气地质理论、地球物理和钻井等勘探技术以及油价和油气产量等因素的影响。通过对比分析中国石油天然气集团有限公司(中国石油)2020年、美国地质调查局(USGS)2012年和国际能源署(IEA)2019年的全球油气资源评价或统计结果,认为中国石油(2020)评价结果更加全面,但待发现可采资源量评价结果较IEA(2019)偏低。随着油气地质理论的发展和科技的进步,未来将不断有油气资源转化为油气储量和产量,全球油气资源评价方法将逐步实现以烃源岩为核心的"整体"评价为主,评价结果将实现"立体"呈现,评价对象将持续向"两深一非"(深水、深层和非常规)拓展,评价过程将突出"经济性"和"低碳"要求,大数据和人工智能技术在未来全球油气资源评价中也将发挥重要作用。

• 库车坳陷东部迪北地区侏罗系阿合组致密砂岩气勘探重大突破及地质意义

  王清华, 张荣虎, 杨宪彰, 余朝丰, 徐振平, 周露, 王珂, 张亮

  摘要： 库车坳陷东部迪北地区下侏罗统阿合组致密气资源潜力巨大,是塔里木盆地天然气增储上产的重要接替领域。受制于地质条件复杂,该地区的油气富集规律认识不清、储层甜点预测难度大,制约了致密气的有效勘探与开发。基于构造演化、烃源岩、沉积储层、生-储-盖组合及勘探实践的系统分析,探讨了阿合组天然气成藏新模式。迪北地区发育多条4级高角度逆冲断裂,其中Ⅲ、Ⅳ级断裂的伴生裂缝发育,构造整体表现为自南向北阶梯式抬升,局部发育断背斜和断鼻构造,主要形成于中新世-第四纪逆冲推覆期;阿合组储层以辫状河三角洲平原亚相辫状河道巨厚层状(含砾)粗砂岩为主,多尺度、多成因的微裂缝可有效沟通微孔隙和长石粒内溶孔等储集空间,有利于规模储层甜点的发育。阿合组致密气藏的生-储-盖组合表现为"三明治"式,其中,三叠系暗色泥岩和煤层是致密气藏的主力烃源岩。阿合组致密气成藏演化具有"先致密后成藏"的特征,早期注入油、减孔致密,喜马拉雅晚期(18~1 Ma)断裂和构造缝发育,利于天然气沿断裂-裂缝带充注成藏。迪北5井采用常规钻井工程和常规压裂工艺实现了阿合组超深层致密油气效益勘探突破,证实了迪北地区整体含气,以烃源岩发育区、优势储层分布区、Ⅲ-Ⅳ级断裂-裂缝带的油气最为富集。重新刻画了效益勘探有利区的面积为1 030 km2、天然气资源量为7 210×108m3、石油资源量为3 090×104t。

• 构造脊控藏模式及勘探实例

  冯许魁, 何文渊, 胡少华, 常德双, 党虎强, 庞彦明, 周赏, 李凯, 柯钦, 沈亚, 郭波, 安鹏, 刘剑伦, 刘冬民, 潘良云

  摘要： 松辽盆地和渤海湾盆地普遍发育低幅度、线性分布的正向构造,依附于断裂、斜坡和大背斜翼部发育。这种正向构造整体不能自成圈闭但对油气分布有着强烈的控制作用,是重要的勘探目标。通过构造特征分析将其归为构造脊,并细分为断背脊、鼻状脊和断块脊3种类型,确定了构造脊的脊线、长度、幅度、宽度、面积5个几何要素,丰富了构造脊的内涵。通过研究构造脊对油气成藏的控制作用,探讨了构造脊控藏理论,指出构造脊是油气输导的优势通道,建立了构造脊与薄储层、窄河道配置的油气成藏模式。通过在松辽盆地杏西-哈尔温地区和江桥地区中-浅层油气勘探中应用构造脊地震识别技术,发现并落实了一批构造脊勘探目标,多口井获得高产油流,拓展了油气勘探领域,支撑了大庆油田在中-浅层油气勘探中取得显著成效。

• 构造形变体对油气垂向运移的控制作用及勘探意义——以渤海湾盆地环渤中凹陷新近系油气勘探为例

  吕丁友, 黄振, 杨海风, 张宏国, 高雁飞, 宿雯, 李龙

  摘要： 断层的垂向运移能力是源上复杂断裂带油气勘探的关键。针对断层垂向运移能力的评价问题,基于油气泵吸式运移原理,结合环渤中凹陷区新近系油田勘探实践,提出了构造形变体的概念,将研究对象由以往的单一断层面转变为三维的活动断裂体,建立了构造形变体的定量计算方法。研究认为:①成藏期断裂活动造成的间歇式应力释放是油气垂向快速高效运移的动力,构造形变体能够更加客观地表征断裂带的整体活动强度,进而科学地表征油气的垂向运移能力;②构造形变体包含释放体积与波及体积两大关键参数,二者与油气的垂向运移能力均具有正相关关系,释放体积和波及体积越大,油气的垂向运移能力越强;③构造形变体控制着凹陷区油气的垂向运移,从不同层面控制了油气富集区、富集带与富集块的分布。构造形变体体积的非均一性形成了多个泵吸汇烃单元,进而控制了应力释放区和油气富集区;泵吸单元构造形变的体积越大,浅层油气的富集程度越高。在同一泵吸单元,形变中心控制着油气优势富集带的分布。断裂带内的局部强构造形变控制着油气的优势充注点,进而形成油气富集断块。构造形变体概念的提出为泵吸机制下油气的垂向运移能力评价提供了理论依据,有助于高效指导渤海海域一批大型新近系油田的发现与评价,对成熟区勘探的再认识和再挖潜具有重要指导意义,在洼陷区复杂断裂带勘探中具有广阔的应用前景。

• 深水陆棚富有机质页岩沉积微相-微地貌及其对储层的控制作用——以四川盆地南部五峰组-龙马溪组页岩为例

  郭伟, 李熙喆, 张晓伟, 兰朝利, 梁萍萍, 沈伟军, 郑马嘉

  摘要： 根据钻井、测井、岩心描述、岩石薄片鉴定和岩心实验分析资料,结合现代海洋的沉积特征,研究了四川盆地南部泸州地区奥陶系五峰组-志留系龙马溪组富有机质页岩中的矿物含量分布、岩相特征和沉积类型,划分了深水陆棚的沉积微相和微地貌,分析了深水陆棚沉积微相-微地貌对储层的影响。研究结果表明:①研究区五峰组-龙马溪组富有机质页岩的陆源碎屑来自北侧川中水下高地,其岩相主要包括硅质页岩、含黏土硅质页岩和混合页岩3种类型。②目的层的沉积类型以半远洋沉积和浊流沉积为主。③深水陆棚沉积微相可细分为钙质陆棚、钙-硅质陆棚、钙-硅-泥混合陆棚、硅-泥质陆棚、硅质陆棚和富泥扇6种类型,在研究区以发育硅质陆棚、硅-泥质陆棚和钙-硅-泥混合陆棚为主;沉积微地貌可细分为陆棚高地、陆棚斜坡、陆棚沟、陆棚丘和陆棚平原5种类型,在研究区以发育陆棚平原和陆棚斜坡为主。④深水陆棚沉积微相通过控制储集能力而控制富有机质页岩的储层质量,钙-硅-泥混合陆棚和硅质陆棚具有最好的储层品质;沉积微地貌通过控制富有机质页岩的厚度从而影响页岩储层质量,其中以陆棚平原中储层厚度最大。⑤在深水陆棚环境,随着沉积水体加深,沉积微地貌的演化由陆棚高地经陆棚斜坡(陆棚沟、陆棚丘)过渡到陆棚平原(陆棚丘),沉积微相的演化由钙-硅质陆棚经钙-硅-泥混合陆棚过渡到硅-泥质陆棚(富泥扇),并最终演化为硅质陆棚。深水陆棚沉积微相模式可为深层富有机质页岩的储层评价与预测提供科学支撑。⑥深水陆棚富有机质页岩沉积在陆棚边缘,其沉积水深可超过200 m。

• 库车坳陷克拉苏-依奇克里克构造带构造挤压型超压识别与计算

  王冰, 邱楠生, 王祥, 张海祖, 刘一锋, 常健, 朱传庆

  摘要： 强烈的构造挤压对地层超压的形成和演化具有重要影响,对构造挤压型超压的判识与估算有待进一步深入研究。综合岩石力学特征与储集物性参数的相关性,系统分析了相同应力条件下,构造挤压型超压地层和静水压力地层在垂向有效应力、声波速度、密度测井响应等方面的差异,建立了构造挤压型超压的识别模版。依据孔隙弹性理论,改进了传统的等效深度法并提出了构造挤压型超压的计算方法——平均应力法。综合实钻压力、区域地质资料和泥岩综合压实特征,在库车坳陷克拉苏-依奇克里克构造带识别出不同强度的构造挤压型超压。基于三维主应力计算,定量评估了构造挤压引起的增压量。构造挤压是克拉苏-依奇克里克构造带地层超压的重要成因机制,其对地层超压的贡献率与构造强度具明显正相关性,在克拉苏构造带KS6井区,构造挤压对超压的贡献率为43.2%~44.4%,在DB6井区的贡献率为34.1%~39.3%;在依奇克里克构造带YS4井区,构造挤压贡献率为32.8%~34.7%,在TX1井区的贡献率为21.1%~22.0%。研究方法与认识可以为预测构造挤压型盆地的地层压力提供研究思路、为有利储层的寻找提供理论指导。

• 油源断层输导能力与非生烃层系油气富集的关系——以渤海湾盆地埕岛地区为例

  蒋有录, 苏圣民, 赵凯

  摘要： 在受断层控制的复式油气聚集区,油源断层的输导能力控制了非生烃层系油气富集。以渤海湾盆地埕岛复式油气区为例,综合油源断层发育特征、石油储量分布、烃源岩生烃特征等资料,探讨了油源断层输导能力对非生烃层系新近系油气富集的影响。新近系油源断层的输导能力主要取决于成藏期断层活动速率与活动时间、烃源岩供烃能力、断层延伸长度与断层倾角等影响因素。油源断层切割的烃源岩层的供烃能力总体上控制了新近系油气富集程度;油源断层延伸长度大、主成藏期断层活动速率高且活动时间长,则断层输导油气的能力较强,相关区块的新近系石油储量及圈闭充满度也较大。基于不同地质因素对油源断层输导油气能力的影响,提出了断层活动特征、烃源岩供烃能力和断层静态特征3个影响因子,明确了不同因子影响断层输导能力的权重,建立了油源断层输导能力评价公式。在储-盖组合、圈闭特征、保存条件等成藏条件相似的前提下,油源断层的输导能力与相关区块新近系石油储量具有正相关性,油源断层的输导能力越强,新近系油气富集程度越高。

• 陆坡海底水道类型与沉积构型模式——以尼日尔三角洲盆地的深水研究区为例

  蔺鹏, 吴胜和, 王高飞, 胡光义, 于欣雨

  摘要： 海底水道是深水油气地质研究的热点,其复杂多变的内部结构制约了该类油气藏的勘探与开发。以尼日尔三角洲盆地陆坡区为例,利用三维地震、测井和岩心资料,分析了典型水道与同期陆坡间的相对位置关系以弥补研究区面积有限的不足,建立了陆坡海底水道沉积构型分布与演化模式。研究结果表明,研究区内主要发育两种典型海底水道。侵蚀型水道以大型下切谷为边界,两侧不易形成天然堤,具有相对顺直的平面形态,内部可出现由碎屑流向浊流的过渡。沉积型水道以多个水道复合体的包络线为边界,两侧天然堤相对发育,弯曲度通常较高,内部主要为浊流沉积。地形坡度和搬运距离是海底水道沉积构型的两点主控因素。地形坡度越大,重力流能量越强,导致海底水道对下伏地层的侵蚀能力越强,细粒物质不易溢出水道形成天然堤。搬运距离较近处,水道内部可先后发育碎屑流和浊流沉积;随着搬运距离的增加,水道中碎屑流沉积物减少。故侵蚀型水道多出现于地形坡度较陡的陆坡近端,而沉积型水道常发育于地形平缓的陆坡远端。由于搬运距离较近,理想的侵蚀型水道体系内部依次发育碎屑流水道复合体(强制海退早期)、富砂质浊积水道复合体(强制海退晚期)和浊积水道-天然堤复合体(低位期),反映了一次完整的海平面升降旋回。沉积型水道由于远离物源,较少受到强制海退早期碎屑流沉积的影响,水道体系主要由搬运能力较强的浊积水道-天然堤复合体(强制海退晚期+低位期)组成。

• 耐温耐盐酚醛冻胶研制及性能调控机理

  葛际江, 郭洪宾, 张天赐, 周代余, 许雅, 吕琦

  摘要： 注水油藏控水稳油过程中最常用的堵剂之一是聚合物冻胶,而存在高温高盐苛刻条件的油藏中冻胶应用的关键是其耐温抗盐性能。因此分别评价了在盐含量为25×104mg/L的模拟盐水中,110℃和155℃条件下不同分子结构的丙烯酰胺(AM)/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)二元共聚物和AM/AMPS/N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)三元共聚物与对苯二酚、六亚甲基四胺交联制备的冻胶成胶性能,明确了以AMPS含量为30%的AM/AMPS共聚物做主剂更容易形成稳定冻胶。通过分析不同脱水程度冻胶的固体核磁共振碳谱(C-NMR)谱图发现,耐温耐盐冻胶的重要特征是长期热处理后仍保持一定含量的酰胺基甲基丙磺酸。在此基础上综合冻胶的冷冻扫描电镜(Cryo-SEM)和红外光谱(FTIR)分析结果认为,选择高AMPS含量的聚合物,调控交联剂的用量,可以优化冻胶中伯酰胺、酰胺基甲基丙磺酸等盐敏基团的存在状态,由此有效抑制酰胺基甲基丙磺酸的内催化水解,从而调控冻胶的耐温耐盐性能。

• 页岩气水平井固井水泥环状态对套管力学完整性的影响

  张智, 王嘉伟, 吴优, 霍宏博, 谢涛, 李金蔓

  摘要： 大位移页岩气井的井眼轨迹复杂,且压裂开发过程中经常出现由于水泥环缺陷引发的套变损伤问题。针对页岩气井压裂过程中高泵压大排量的特点,采用有限元分析方法,通过优化模型网格划分,建立了适用于页岩气井复杂井眼轨迹下套管力学完整性计算的套管-水泥环-地层组合体模型,讨论了水泥环缺失角度、缺失厚度、缺失长度及复合缺陷对造斜段及水平段局部屈曲部分套管力学完整性的影响。结果表明,套管的周向应力随水泥环弹性模量的增大而减小,受泊松比影响较小。水泥环角度缺失会使套管出现应力集中现象,当缺失角度超过90°,应力集中现象得到减缓。随着水泥环缺失厚度的增加,套管所受应力增大。无论是造斜段还是水平段,不同缺失角度下,水泥环厚度、套管尺寸及泵压对套管应力的影响类似,趋势均为随着缺失角度的增加,套管应力先增大后减小。水泥环缺失的临界部位会产生应力突变,该位置也是最容易发生套损的部位。同一缺失厚度下,套管应力最大值随着缺失角度的增加而先增加后减小;同一缺失角度下,套管应力最大值随着缺失厚度的增加而增加。随着缺失角度的增加,水泥环缺失部位对应套管沿管长方向的等效应力先增加后减小。水泥环越厚,套管等效应力越小。在相同厚度下,水泥环剩余厚度越薄,套管等效应力越大,全部缺失时应力水平最大。

• 海域天然气水合物降压开采压力控制及气液流动特性

  刘争, 孙宝江, 王志远, 陈龙桥, 王鄂川, 陈立涛, 王金堂

  摘要： 针对海域天然气水合物降压开采井身结构和管柱设计的特点,综合考虑水合物储层-生产井动态耦合、井下加热器预热和电潜泵实时排采的影响,建立了水合物降压生产期间井筒气液两相流模型及数值求解算法,提出了基于瞬态多相流实时优化泵排量的生产压差自动控制方法,并利用日本第1次水合物试采和中国南海深水气井现场实测数据对模型进行了验证。结合海域水合物试采的地质条件和环境特征,开展数值模拟研究,检测了不同生产压差控制方法的性能,分析了不同生产设计参数条件下生产管柱内的气液流动特性。研究结果显示,所提出的方法能够准确完成降压目标,而Shimizu方法具有一定的随机性;在水合物降压开采过程中,增大生产管柱的管径、施加井口回压、降低电潜泵的安装深度和提高生产压差均可以降低井内的液位高度,其中井口回压对液位高度的影响起着绝对主导作用,而电潜泵位置的影响最小;当采气管线的管径减小至0.108 m、井口回压低于0.12 MPa、生产压差小于2.16 MPa时,主流管线内会出现连续排水现象。

• 四川盆地海相页岩气提高采收率研究进展与关键问题

  端祥刚, 吴建发, 张晓伟, 胡志明, 常进, 周尚文, 陈学科, 祁灵

  摘要： 页岩气藏采收率普遍较低,大幅提高采收率已经成为四川盆地海相页岩气"十四五"(2021-2025年)期间亟需攻关的关键技术问题之一。基于页岩气平台丛式井、长水平段和多簇体积压裂的开发特点,从水平井井控面积、裂缝控制体积和基质采出程度3个方面,系统总结了页岩气提高采收率技术的国内外研究进展,分析了影响采收率的主控因素,梳理了提高采收率面临的技术与科学问题,并给出了相应的攻关建议。研究表明,川南地区页岩气单井产量受水平段长、井间距、压裂参数、生产制度等因素影响,平面和纵向上储量动用率低,裂缝控制体积有限,基质动用程度不高。页岩气提高采收率应以最大程度提高弹性能量利用效率为导向,通过优化簇间距、压裂施工及焖井时间等参数,显著提升裂缝控制体积;通过降低井底压力、优化排采制度、注入CO2等手段提高基质采出程度。建议今后重点攻关提高采收率机理和评价模型、基质与裂缝耦合流动机理和数学模型、重复压裂优化工艺参数和注CO2提高采收率技术等关键问题,为大幅提高四川盆地页岩气采收率提供理论指导和技术支撑。