石油学报杂志

石油学报杂志2023年第6期

• 世界油气形成的三个体系

  邓运华, 杨永才, 杨婷

  摘要： 油气是由沉积盆地内岩石中的有机质生成的。通过对全球含油气盆地进行深入、系统研究，认识到全球油气田的分布很不均匀，油气只在少数沉积岩层段内富集成藏。油气分布具有明显的"源控"性，寻找新的含油气盆地必须首先寻找烃源岩。沉积盆地内生物生长所需的营养物质主要来源于河流，河流注入沉积盆地的营养物质控制了生物繁衍程度，进而控制了烃源岩的有机质丰度，而烃源岩有机质丰度控制了沉积盆地的油气生成量和油气资源富集程度。地球上油气主要分布于河流—湖泊体系、河流—海湾体系和河流—三角洲体系，其中，河流—湖泊体系是地球上重要的含油领域。湖相石油主要是由湖泊中的藻类死亡后形成的沉积有机质生成，藻类生长主要取决于河流注入湖水中的营养物质，这些营养物质可以促进裂谷期藻类生长，为优质烃源岩的形成提供保障。河流—海湾体系是全球海相石油分布的主要场所。海湾是河流的入海口，河流带来丰富的矿物质促进了藻类等水生生物生长并大量繁殖，且海湾相对闭塞，均有利于有机质保存。世界上分布最广、储量最多的天然气是由煤系烃源岩生成的煤型气，河流—三角洲体系是煤型气的主要分布场所。河流带来的泥沙是高等植物生长的肥沃土壤，河流—三角洲平原上的原生高等植物为煤系气源岩的形成提供了雄厚的物质基础；三角洲储层发育，储-盖配置好，有利于天然气富集成藏。

• 油气储运信息物理系统安全:内涵及关键技术

  张来斌, 汪征, 蔡永军, 王金江

  摘要： 随着信息化和工业化的深度融合，传统油气储运逐步迈向网络化、数字化、智能化的信息物理系统。计算、通信及控制技术为油气储运行业赋能的同时带来了信息安全问题，并且发展成复杂的信息物理综合安全风险，导致叠加风险机理不清、态势感知评估困难等问题，亟需从传统以工程故障为主的物理安全分析向信息物理融合的综合风险分析转变。为此，分析了油气储运信息物理系统安全现状、内涵等相关背景，构建了围绕功能安全与信息安全一体化要素异构融合的油气储运信息物理系统安全理论技术框架，探索了信息物理系统风险形成及演化机理和风险特点，聚焦融合建模、态势感知、协同评估、异常预警、安全防护等关键技术的研究与应用，展望了信息物理系统安全的发展趋势，为推动信息物理融合安全研究提供参考。

• 四川盆地天府气田沙溪庙组大型致密砂岩气藏形成条件及勘探开发关键技术

  杨雨, 谢继容, 曹正林, 文龙, 王小娟, 肖尧, 杨建, 唐青松, 唐大海, 李明秋, 关旭, 曾青高, 陈伟华, 陈康, 肖红林

  摘要： 四川盆地天府气田于2019年和2021年分别在沙溪庙组二段（沙二段）和沙溪庙组一段（沙一段）发现大型致密砂岩气藏；2022年，气藏探明储量为1 349×108m3，产量为15.7×108m3。基于岩心和地球化学分析等资料，对天府气田沙溪庙组的沉积储层特征、天然气地球化学特征、气藏类型及气藏形成条件开展了研究。研究结果认为：天府气田沙一段为浅水三角洲—湖泊相沉积，沙二段为河流相沉积；储层的岩性以长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩为主，储集空间主要为残余粒间孔，其次为长石溶孔；天然气的气源主要来自三叠系须家河组；沙一段和沙二段1亚段6砂组、8砂组、9砂组的天然气以煤型气为主，少量为混合气，而沙二段1亚段7砂组具有混合气和油型气的特征；天府气田沙溪庙组气藏整体为大型岩性气藏，具有"双源多期充注、断砂复合输导、环源规模聚集、河道差异富集"的成藏规律。通过研究天府气田沙溪庙组大型致密砂岩气藏，配套形成了一系列勘探开发关键技术：①高精度等时地层格架约束下的精准选层技术；②以三维地震为核心的砂体精细刻画及靶体精准预测技术；③以水平井＋体积压裂为核心的提速提产配套技术；④以快建快投、优化简化为目的的地面配套集输处理；⑤以规模效益开发为核心的一体化技术经济模板。天府气田的发现提升了中国致密砂岩气的勘探开发水平，丰富了致密砂岩气的勘探方法，有效推动了四川盆地致密砂岩气的勘探开发进程。

• 珠江口盆地深水区开平凹陷拆离型裂陷石油形成条件与勘探方向

  杨海长, 曾清波, 纪沫, 郭帅, 孙瑞, 郝建荣, 王龙, 王禹诺, 张功成

  摘要： 开平凹陷已经证实为生油凹陷，但经过二十多年勘探没有获得重大油气发现。凹陷形成机制复杂、石油形成条件不清、油气运移聚集方向不明是制约勘探重大突破的关键问题。围绕这3个关键问题，开展了构造解析、沉积分析、油源对比、油气运移等方面研究。研究认为，开平凹陷为中—小规模的拆离型凹陷，具有低角度正断层系、多期次岩浆活动和拆离上叠洼陷等典型拆离特征；开平主洼历经裂陷I幕的断陷和Ⅱ幕的拆离作用，形成了"中间深、两侧缓"洼陷结构，将来自凹陷南北两侧隆起的三角洲粗碎屑卸载于主洼两侧的断阶带和洼陷，使主洼发育规模半深湖亚相烃源岩；烃源岩的TOC含量与C30 4-甲基甾烷关系图版指示主洼发育优质生油岩，石油资源量为5.7×108m3；南部断阶带的泵吸作用可为洼陷南部石油运移量增加约30%，突破了前人基于分隔槽认为向南部断阶带运移量有限的认识；断层相关泥岩的"脆-韧"性分析表明，3 600 m以深脆性泥岩发育，脆性域内断层易于输导，3 600 m以浅韧性泥岩发育，韧性域内的断层易于封闭，开平凹陷主洼内断层垂向运移油气的顶板为恩平组下段—文昌组上段。综合油气运聚、圈闭条件、储-盖条件等认为开平凹陷主洼南部断阶带是最有利勘探区，主洼北部斜坡带近洼槽区是重要的勘探区。研究成果指导了南部断阶带钻井获得超百米油层发现，开辟了南海深水区大—中型油田勘探的新局面。

• 塔里木盆地哈拉哈塘地区碳酸盐岩富油模式与主控因素

  陈利新, 贾承造, 姜振学, 苏洲, 杨美纯, 杨博, 邱晨

  摘要： 哈拉哈塘地区奥陶系是塔里木盆地超深层海相碳酸盐岩石油增储上产的重要领域，但内部断裂发育、油气分布极为复杂，仅在局部区块形成高产稳产井组，开展油气富集模式及其主控因素的研究对于该区油藏高效开发具有重要意义。综合钻井、岩心、岩石薄片、生产实践等资料和走滑断裂构造分析、岩溶储层分析，探讨了哈拉哈塘地区奥陶系碳酸盐岩走滑断裂对储层发育和油气成藏的控制作用。哈拉哈塘地区奥陶系发育NE向和NW向"X"型共轭走滑断裂，其中，NE向走滑断裂在海西晚期、燕山期—喜马拉雅早期继承性活动，分段性强，有利于多期油气运聚。奥陶系碳酸盐岩缝洞体储层是主要储层类型，发育断控、断裂-岩溶共控、岩溶作用控制形成的3类缝洞体储层，在断裂与岩溶作用叠加部位最为发育。受控于断裂的方位、期次与分段性，哈拉哈塘地区奥陶系油藏主要沿NE向走滑断裂带的局部区段分布，发育断裂-潜山型、断裂-岩溶共控型和断控型3类富油模式。基于断控油藏富油模式，2020年以来新钻井的效益井比例明显提高，勘探效率明显提升。研究认识揭示了超深层致密碳酸盐岩走滑断裂带发育规模成藏、差异富集机理，可以为超深层断控复杂油藏的高效开发提供参考和新思路。

• 聚合物驱吸液剖面反转机制、应对方法及实践效果

  卢祥国, 何欣, 曹豹, 王晓燕, 高建崇, 刘义刚, 曹伟佳

  摘要： 大庆、大港和渤海油田的矿场测试资料表明，化学驱中、后期注入井都出现了吸液剖面反转现象，因此降低了增油降水效果。为进一步探究聚合物驱吸液剖面反转机理、提高化学驱开发效果，采用"分注分采"岩心物理模拟方法，开展了聚合物驱过程中吸液剖面反转作用机制和应对方法实验研究。研究结果表明，水驱油藏提高采收率的关键在于增加储层内中、低渗透部位吸液压差，为此可以提高注液速度或利用化学材料滞留增大高渗透部位渗流阻力或采取侧钻和微压裂等措施减小低渗透部位渗流阻力。聚合物驱过程中，聚合物在储层内低渗透部位滞留所引起渗流阻力和吸液启动压力增幅要远大于高渗透部位的水平，加之注入压力受限于储层岩石破裂压力，二者共同作用引起注入井吸液剖面反转现象。采取高滞留与低滞留能力聚合物溶液（或二元和三元复合体系）交替或梯次注入方式可以降低厚油层内低渗透部位渗流阻力和吸液启动压力升高速度，进而减小吸液剖面反转速度。矿场试验表明，不同滞留能力驱油剂交替或梯次注入减小了吸液剖面反转速度，提高了化学驱增油降水效果。

• 微胶囊乳液型聚合物驱油剂研制与评价

  季岩峰, 杨勇, 曹绪龙, 张世明, 曹小朋, 元福卿

  摘要： 聚合物驱是一项成熟的化学驱提高采收率技术，目前矿场主要应用干粉类聚合物产品，因此需要在地面大规模建设溶解、熟化设备，将干粉类聚合物溶解成高黏溶液，然后将其经注聚管柱并通过炮眼注入油藏。在此过程中，聚合物溶液受到强剪切，黏度严重损失，对聚合物驱推广及规模应用效果产生较大影响。利用聚氨酯微胶囊为壳材对乳液型聚合物颗粒进行包裹，制备成微胶囊乳液型聚合物。该类聚合物微观形貌为表面平滑的圆球颗粒，粒径分布在100~600 nm，呈双峰分布；微胶囊在水中可通过缓慢溶胀破裂，实现溶液缓释增黏；与乳液型聚合物相比，微胶囊乳液型聚合物经机械剪切后的黏度损失率仅为4.7%，并可有效降低剪切作用对聚合物分子链造成的机械降解。利用物理模拟实验对微胶囊乳液型聚合物的岩心内缓释增黏性能进行研究的结果表明，微胶囊乳液型聚合物具有良好的缓释增黏能力。微胶囊乳液型聚合物还具有在线配注、缓释增黏、抗剪切等潜力，具备较大的研究价值及应用前景。

• 气藏型储气库盖层应力场演化规律解析

  贾善坡, 温曹轩, 付晓飞, 宋文礼, 张玥, 仲国生, 史集建

  摘要： 气藏型储气库注采交变导致盖层发生变形以及孔隙压力变化，进而使盖层地应力场发生不同程度的动态变化，影响盖层的力学完整性和密封性。结合有效应力原理与盖层三维弯曲薄板理论，建立了储/盖层孔隙压力与地应力解析模型，并与数值模拟结果进行了对比，验证了解析模型的合理性。在此基础上，研究了中国储气库S在衰竭-注采过程中储/盖层应力量值与地应力机制变化规律。研究结果表明，距离储层越远，盖层孔隙压力与地应力扰动越不明显，而受注采扰动明显的地层的应力状态会在逆—走滑—正断层机制间变化。根据盖层应力分析，得到了储气库S在上限压力系数为1.5（约为18 MPa）时，盖层动态力学完整性处于临界状态。最后探讨并给出了适用于储气库S的多工况交变力学试验方案，以期为类似工程室内试验提供参考。

• 不同煤体结构煤储层与煤层气井产出煤粉特征的关系——以鄂尔多斯盆地东缘柳林区块为例

  魏迎春, 孟涛, 张劲, 王安民, 王亚东

  摘要： 不同类型煤体结构煤储层对煤层气井产出煤粉的影响不同。以鄂尔多斯盆地东缘柳林区块为研究区，为了查明不同煤体结构煤储层分布及其对煤粉产出的影响，基于测井资料构建了主成分分析-支持向量机（PCA-SVM）煤体结构预测模型，应用PCA-SVM模型预测了柳林区块3+4号煤层不同煤体结构煤的分布。根据煤层气井产出煤粉监测和测试结果，分析了煤层气井产出煤粉特征，探讨了煤储层的煤体结构与煤层气井产出煤粉特征的关系。研究结果表明：研究区3+4号煤层煤体结构类型以Ⅱ类煤为主，Ⅰ类煤次之，Ⅲ类煤最少。垂向上，3+4号煤层不同煤体结构煤分层发育，平面上，3+4号煤层的Ⅰ类煤主要分布在研究区中部和东南部，Ⅱ类煤和Ⅲ类煤主要发育在研究区北部和西南部。研究区内的主要构造控制了3+4号煤层煤体结构的平面分布，Ⅰ类煤主要发育在离断层和褶皱较远的构造简单区，Ⅱ类煤主要发育在背斜轴部及伴生断层附近，研究区北部的Ⅲ类煤主要受聚财塔大断层的控制，南部的Ⅲ类煤主要受褶皱和断层双重构造作用的影响。煤体结构类型决定了产出煤粉特征，构造煤是煤粉产出的主要控制因素。不同类型煤体结构煤储层产出煤粉质量浓度大小为Ⅲ类煤>Ⅱ类煤>Ⅰ类煤，Ⅲ类煤对产出煤粉质量浓度起着主导作用，随着Ⅲ类煤厚度的增加，产出煤粉的粒径整体呈现出变小的趋势。不同类型煤体结构煤储层产出煤粉的形态特征不同，Ⅰ类煤产出的煤粉多呈柱状、不规则块状，Ⅱ类煤产出的煤粉多呈块状、球粒状，Ⅲ类煤产出的煤粉多呈片状、薄片状。产出煤粉特征与煤体结构类型具有良好的相关性，因此，可以用煤层气井产出煤粉特征来验证测井判断煤体结构的解释结果。

• 鄂尔多斯盆地横山大型气田成藏条件及勘探开发关键技术

  席胜利, 李明瑞, 赵伟波, 付勋勋, 祖凯, 赵小会, 刘晓鹏, 裴文超, 高星, 周国晓, 陈娟萍

  摘要： 2022年在鄂尔多斯盆地发现了第一个太原组灰岩大型气田——横山气田，累计提交天然气探明储量和预测储量超过2 000×108m3，实现了华北地台太原组致密灰岩天然气勘探突破。基于横山气田的勘探开发实践，综合分析了太原组灰岩气藏的烃源岩条件、有利储集相带、输导体系及成藏模式，并系统总结了勘探开发关键技术。鄂尔多斯盆地石炭系—二叠系海陆交互相煤系烃源岩广覆式供烃为太原组灰岩气藏奠定了坚实的物质基础；生屑滩和生物丘有利储集相带大面积分布，溶蚀孔、纳米—亚微米级晶间微孔和裂缝构成立体网络储集空间，是形成太原组致密灰岩大气田的关键成藏地质条件。横山气田二叠系太原组灰岩发育"丘滩控储、断裂体系输导、煤岩供烃"的源内成藏模式，具"三明治"结构。为实现太原组灰岩气藏的高效勘探开发，探索形成了高分辨率地震资料处理解释技术、致密灰岩气层测井判识技术和水平井缝网体积压裂技术等关键配套技术。研究认识丰富了鄂尔多斯盆地灰岩气藏的地质认识和勘探思路，对地质条件相似的地区开展天然气勘探具有重要借鉴意义。