石油学报杂志

石油学报杂志2023年第7期

• 珠江口盆地开平凹陷深水古近系勘探重大发现及意义

  高阳东, 彭光荣, 陈兆明, 姜大朋, 马宁, 李潇, 吕华星, 高中亮

  摘要： 珠江口盆地开平凹陷经过近40年的勘探，近期在深水区开平11-4构造的古近系中获得了大—中型轻质油油田的重大发现。为进一步指导开平凹陷的油气勘探，对开平11-4构造内的烃源、储层、圈闭、保存和运移等石油地质条件开展了深入研究，总结了油气成藏模式。研究表明：开平凹陷的地质结构为一个北断南超的拆离型复式半地堑；其文昌组发育优质半深湖—深湖亚相烃源岩，生烃潜力大；恩平组的浅水辫状河三角洲前缘沉积发育有利储-盖组合；早期的构造活动形成了断块、断背斜、断鼻等多种圈闭类型，而晚期构造活动弱，有利于油气保存；继承性的通源断裂为油气提供了垂向运移通道，油气通过"源-断-储"体系输导成藏；油藏自17 Ma以来经历了多期持续充注，具有"湖相优质烃源供烃、近源断层强充注、多期多层成藏"的成藏模式。开平11-4构造内大—中型轻质油油田的发现实现了开平凹陷新区勘探的突破，同时也是南海东部海域深水区古近系原油勘探的突破，展示出珠江口盆地深水区油气勘探前景广阔，对南海北部深水区的含油气盆地勘探具有重要借鉴意义。

• 塔里木盆地柯坪断隆构造特征及油气勘探潜力

  张君峰, 高永进, 刘亚雷, 周新桂, 程明华, 姜鹍鹏, 韩淼, 杨有星, 苗苗青, 李清瑶

  摘要： 基于非地震资料的认识和一系列二维地震剖面的精细解释，剖析了柯坪断隆的构造属性、构造演化和断裂系统，划分了内部构造单元。研究认为：柯坪断隆为塔里木盆地的一部分，是盆地的一级构造单元；受不同断裂控制，柯坪断隆可分为3个构造分区，即东段阿克苏区、中段柯坪区和西段西克尔区，分别发育不同的构造样式；柯坪断隆经历了加里东期、海西期、印支期—燕山期、喜马拉雅期等多期构造运动，最终形成了现今的隆-坳格局。油气地质条件综合分析表明，柯坪断隆发育优质烃源岩、良好的生-储-盖组合和古隆起背景，沙井子构造带志留系天然气圈闭资源量达0.201 8×1012m3，柯坪断隆震旦系—寒武系深层石油资源量为16.84×108t，油气勘探潜力巨大。其中，阿克苏区的古生界、新生界构造-岩性圈闭，以及柯坪区和西克尔区的寒武系盐下隐伏构造是主要的油气勘探目标。

• 盆地结构控制下的地层压力-流体-储集性协同演化及控藏作用——以东营凹陷古近系为例

  王永诗, 郝雪峰, 安天下, 张鹏飞, 熊伟, 秦峰

  摘要： 油气成藏是地层压力、流体、储集性及其协同演化作用的结果。东营凹陷成藏动力学过程及油气藏原始状态相对完整，基于古近系地层压力场、流体场、储集物性现今特征及其演化过程研究，建立了东营凹陷地层压力-流体-储集性协同演化模式，明确了其控藏作用。在构造活动、沉积作用的控制下，东营凹陷地层压力经历了"升高—降低—升高"的演化过程，成岩流体性质表现为"酸、碱交替"，沉积组构和成岩流体作用控制形成了不同成因类型的有效储层。在断陷盆地结构控制下，东营凹陷陡坡带发育"常压/弱超压—碱/酸—中/低孔（少量高孔）"协同演化模式，洼陷带发育"超压—酸性—中/低孔"协同演化模式，缓坡带发育"常压—弱碱/弱酸—中/高孔"协同演化模式。地层压力、流体和储集性的协同演化模式与断陷盆地结构、油气藏类型及属性的有序分布具有良好的成因对应性，控制了不同类型油气藏的差异富集。陡坡带深层高充满度的岩性气藏、凝析油气藏和洼陷带向陡坡带过渡部位的中—高充满度油藏是有利的预探方向，缓坡带油气运移路径上的岩性-构造油藏及地层油藏是有利的评价增储方向。地层压力、流体和储集性协同演化及其匹配成藏模式可作为断陷盆地油气成藏基本原理的有效补充，是研究油气藏分布有序性差异富集的基础和关键，对于深化陆相断陷盆地油气成藏机理、开展油藏分布规律研究和指导勘探实践具有重要意义。

• 准噶尔盆地乌尔禾地区稀油—稠油—油砂—沥青立体成藏(成矿)模式

  陈刚强, 张磊, 王东勇, 马万云, 牛志杰, 邹贤利

  摘要： 准噶尔盆地乌尔禾地区从埋深5 000 m至地表，烃类在多套层系中聚集成藏（成矿）。综合乌尔禾地区构造、沉积、烃类演化和油藏（油矿）的分布特征认为，乌尔禾地区的风城组碱湖相具有优质、成熟和持续生、排烃的源岩条件，在石炭纪之后3期构造运动控制下形成了多套储-盖组合，其继承性鼻状隆起中的深、浅层"Y"形断裂系统构成了油气的接力输导和圈闭条件，而浅层油气散失、生物降解和氧化作用构成了油气藏的破坏条件。这些造就了乌尔禾地区烃类3期成藏、3期破坏的特征，形成了由二叠系和三叠系稀油油藏、侏罗系稠油油藏、白垩系油砂矿和沥青矿脉构成的稀油—稠油—油砂—沥青立体成藏（成矿）模式。该成藏模式独特，对研究油气多期成藏、烃类演化、断裂对油气成藏的双重作用具有重要意义，对准噶尔盆地西北缘的油气勘探具有指导意义。

• 玛湖凹陷二叠系风城组页岩油储层岩相特征及定量评价

  王然, 吴涛, 尤新才, 朱涛, 钱永新, 刘振宇, 万敏

  摘要： 准噶尔盆地玛湖凹陷页岩油是碱湖型页岩油，对于非常规油气勘探与储层研究具有重要意义。综合利用岩心、岩石薄片、扫描电镜、地球化学、成像测井等资料，对玛湖凹陷二叠系风城组岩相储集性能、有机质赋存状态和开发价值进行了定性、定量评价。依据矿物组分和裂缝发育特征，建立了风城组细粒沉积岩岩相判识标准，划分出裂缝长英质细粒岩相、纹层混合细粒岩相和含纹层白云质/灰质岩相3种岩相。以陆源输入为主的裂缝长英质细粒岩相是优势岩相，其储层物性好，具有溶孔-微裂缝型孔隙结构类型，宏孔和宏观孔占50%以上，具有好—中等歪度的孔隙结构，含油饱和度指数高，具有较高商业开发价值。含纹层白云质/灰质岩相是具有商业开发价值的较优势岩相。纹层混合细粒岩相是具有开采价值的一般岩相。MY1井在试油中获得了稳定高产工业油流，其中，裂缝长英质细粒岩相的贡献占75%。

• 基于混合机器学习算法的页岩薄互层识别方法

  邓少贵, 张凤姣, 陈前, 李亚锋, 魏周拓, 洪玉真

  摘要： 东营凹陷牛庄洼陷沙河街组三段下亚段和沙河街组四段上亚段主要发育重结晶灰岩、泥岩薄互层，是页岩油的有效富集区和稳定产出通道，但由于常规测井系列分辨率不足，导致薄互层识别难度大。针对这一问题，采用粒子群（PSO）优化的极限学习机（ELM）混合模型以提升薄互层识别准确率，选取反映储层"三品质"特征的8条常规测井参数及3条高分辨率测井曲线作为物理约束，构建了基于PSO-ELM的薄互层识别模型。研究结果表明，与ELM、支持向量机、前馈神经网络等常见的机器学习模型相比，所提出的PSO-ELM机器学习模型稳定性更强，薄互层识别准确率提升幅度为10%~30%，且更能精准刻画厚度约为0.3 m的薄互层，该方法可以为页岩油勘探开发提供一定技术支持。

• 泥灰岩非常规储层特征及测井表征方法——以四川盆地合川—潼南地区茅口组一段为例

  殷树军, 文政, 金雪英, 闫伟林, 王春燕, 师江波, 夏文豪, 李金奉, 聂妮, 郑盛敦

  摘要： 四川盆地合川—潼南地区茅口组一段（茅一段）发育一套泥灰岩非常规储层，资源潜力巨大，但研究程度低。针对泥灰岩有利储层识别难的问题，综合地质、岩心和测井资料，对储层的岩相特征、储集特征、储层含气性及影响因素开展了研究，明确了茅一段有利储层的特征，提出了利用成像测井资料提取的分选系数和低阻面比率开展岩相定量识别的方法，并应用多元回归法计算出总有机碳（TOC）含量，优化了含滑石的多矿物解释模型，提高了矿物组分含量和孔隙度的计算精度，最后建立了有利储层的识别标准并对区域内的单井进行了精细解释。研究结果表明，茅一段有利储层的发育主要受岩相类型、TOC含量、物性、矿物组分及含量等因素控制，而以此为基础建立的有利储层测井评价标准及评价结果与试气结果吻合较好；区域上，多井的解释结果显示茅一段储层在横向上可对比，在平面上储层厚度由SE向NW方向逐渐变厚。研究认识及方法对四川盆地合川—潼南地区茅一段泥灰岩储层的试气选层和甜点展布预测等具有重要指导意义，应用前景广阔。

• 催化空气驱技术低温氧化催化机理及油藏适应性

  王腾飞, 王亮亮, 王杰祥, 范海明, 柏宗宪, 宋伟, 陈毅

  摘要： 注空气采油技术是提高原油采收率的重要方式之一。针对轻质油藏注空气采油技术现场应用安全问题，以3种原油为研究对象，开展了低温氧化催化机理及油藏适应性研究。首先，采用静态低温氧化催化实验对催化剂进行优选；其次，运用氧化动力学结合热重-红外联用（TG-FTIR），分析低温氧化催化机理；最后，通过长氧化管填砂模型动态氧化实验，研究催化剂油藏适应性，优化催化剂应用条件。研究结果表明：铜、铁、锰和钴等过渡金属的有机盐具有优异的低温氧化催化效果及较好的普适性，可以加快不同原油低温氧化（LTO）反应进程，优选环烷酸钴为原油低温氧化反应催化剂。环烷酸钴能够激发原油及其四族组分（SARA）低温氧化反应活性。以芳香分为例，加入环烷酸钴前后LTO反应活化能由35 606J/mol减小至19 849J/mol，降幅高达44.3%。环烷酸钴对原油及其SARA组分加氧和断键反应催化作用明显。油田现场应用注空气技术时推荐采用催化剂/空气交替段塞注入，对于水驱见水油藏，应在产水率< 30%时转催化空气驱。催化空气驱技术在储层温度低于90℃的轻质油藏中应用潜力更大。

• 高凝油油藏水—油—固多相渗流规律

  王敉邦, 杨胜来, 李帅, 王鸿博, 肖传敏

  摘要： 在高压条件下对高凝油多相渗流规律的研究较少。针对高凝油水驱过程中出现的相渗曲线波动和润湿性变化滞后等现象，在微观上刻画了固相颗粒不同时期的影响，并提出了原位生长、水退油进和覆膜3种润湿性反转假说。通过实验和数值模拟进行验证的结果表明：固相颗粒在孔喉处的堵塞与运移导致了驱替压差和水驱前缘推进速度的波动变化，也是相渗曲线震荡的主要原因；孔隙壁面上的水膜会抑制岩心表面向油湿转变；水膜上的蜡沉积层厚度小于岩石壁面，且二者差值最大可达21.5%；水膜的非均质性导致岩心内蜡沉积层厚度仅为无束缚水时的59%~77%，并随水膜厚度的减小岩心润湿性向油湿转变加快；低渗岩心比高渗岩心更容易受温度的影响，低渗岩心采收率最低仅为高渗岩心的23.6%。

• 无碱中相复合驱体系实验

  韩旭, 王正茂, 姜国庆, 阎逸群, 黄佳, 李思源, 周小松, 谭效党

  摘要： 目前，大庆油田以界面张力测量为主的驱油体系评价方法所筛选的碱/表面活性剂/聚合物（ASP）三元复合驱体系不能与原油形成中相微乳液，驱油效率低。同时，由于体系中碱的存在导致管线、泵易产生腐蚀、结垢和采出液出现乳化严重破乳难等问题。针对上述问题，优选了两种高效稳定的表面活性剂工业产品（脂肪醇聚氧丙烯醚硫酸盐-AES和烷基苯磺酸盐-ABS），按质量比1：1复配，并在驱油体系中采用盐（NaCl）代替碱（Na2CO3）开展相态实验。相态实验结果表明，NaCl-AES/ABS和Na2CO3-AES/ABS两种驱油体系与大庆原油混合后均可形成中相微乳液。贝雷岩心驱油实验结果表明，在最佳含盐量条件下，NaCl-AES/ABS-部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）驱油体系可比水驱提高采收率44.6%（以原油地质储量计），最终采收率达83.3%，Na2CO3-AES/ABS-HPAM驱油体系可比水驱提高采收率43.1%，最终采收率为82.9%，两者提高采收率幅度基本相当。NaCl-AES/ABS/HPAM驱油体系可比大庆油田在用的Na2CO3-石油磺酸盐（PS）-HPAM驱油体系提高采收率23.2%。同时，驱油体系中采用NaCl代替了Na2CO3，避免了碱的负面作用。

• 水合物储层水平井钻井井筒-储层耦合模型与井壁稳定性分析

  高永海, 尹法领, 张党生, 孙小辉, 赵欣欣, 陈野, 孙宝江

  摘要： 在深水浅层水合物沉积层中钻探水平井是一项具有挑战性的工作。由于天然气水合物的相平衡特性，钻井液侵入引起的温度和压力扰动容易造成井周水合物分解，增加井壁失稳风险。通过考虑泥饼孔渗的动态变化、水合物相变、储层力学性质的动态变化以及井筒多相管流与储层多相渗流的热质传递耦合，提出了水合物储层钻井井筒-储层耦合模型。通过与实验数据对比表明，该模型能够有效表征水合物储层钻井液侵入引起的井周温度和压力等参数的变化。基于中国南海神狐海域SH2井位钻探数据，分析了水合物储层长水平剖面的钻井液侵入特征及井壁失稳风险。研究结果表明，随水平段长度延长，井筒环空温度和压力增大，钻井液侵入深度和井壁失稳风险增加。水平井井位部署在储层水合物饱和度高的区域有利于缓解钻井液侵入程度，并降低井壁失稳风险。进一步模拟了有无泥饼、不同钻井液入口温度和盐度对水平井趾端井壁稳定性的影响。泥饼在减小水合物饱和度低的区域钻井液侵入深度和井周屈服半径方面效果更明显。钻井液盐度的变化主要影响井周屈服情况，水合物地层钻井过程中为减小井周屈服区域和屈服程度，应采用较低盐度钻井液。在计算条件下，钻井液盐度小于4.2%比较有利于井壁稳定。在相同计算条件下，井位①和井位②趾端发生屈服的临界钻井液入口温度分别为22.39℃和22.24℃，水合物地层钻井过程中为避免井周出现屈服，钻井液入口温度应小于临界屈服温度。

• 白云岩成因类型与研究方法进展

  朱光有, 李茜

  摘要： 白云岩储层具备巨大的油气勘探潜力，但白云岩成因问题始终存在争议，这极大地干扰了优质白云岩储层的有效预测。为进一步推动白云岩成因问题的研究，系统回顾了近20年来白云岩的成因类型和传统研究方法，以及Mg同位素、团簇同位素、晶体结构和激光原位U-Pb定年等非传统研究方法的研究进展，并对其中存在的问题进行了总结。目前已建立的白云岩成因模式多达20多种，但从本质出发白云岩成因类型可划分为原生白云岩和次生白云岩两类。通过不断探索使白云岩成因理论愈加深入和丰富，其中微生物诱导理论的兴起为原生白云岩的成因提供了更有利的证据，部分次生交代白云岩成因理论也得到了拓展和挑战。基础岩石学、阴极发光、主/微量元素、稀土元素、流体包裹体、碳/氧同位素、锶同位素等传统分析方法为探究白云岩成因做出了卓越的贡献，是探究白云岩成因的基础。非传统白云岩成因研究方法的迅速发展，为白云岩的形成和演化提供了更多有用的信息。Mg同位素可有效示踪富Mg流体来源和重建白云石化的演化过程；团簇同位素测温技术在揭示白云岩成岩温度、恢复白云石化流体性质等方面有着重要意义；白云石晶体结构中保存了其形成过程中的环境、结晶、晶体生长、流体等方面特有的证据，可作为研究白云石形成环境、形成机理的有效手段；激光原位U-Pb定年的绝对年龄对于认识白云岩成岩过程和演化具有重要的价值。然而，白云岩的形成是一个涉及不同地质条件和不同时期的多阶段综合过程，无论是传统还是非传统白云岩研究方法都存在一定的优缺点，在许多情况下，仅用某种单一成因模式或研究手段难以完全解释白云岩的成因。因此，在研究白云岩成因时，切勿简单套用甚至滥用成因模式，而是应该针对具体情况具体分析，并将传统和非传统白云岩分析手段相互结合，综合地质背景、流体性质、来源、动力学和热力学机制，从而给出更为准确和合理的白云岩成因解释。通过对白云岩成因研究的系统回顾和分析，以期为研究白云岩成因提供一些参考和新的启示。