石油学报杂志

石油学报杂志2023年第8期

• 天山陆内冲断带构造动力控储效应与超深层规模储层

  贾承造, 张荣虎, 魏国齐, 王珂, 余朝丰, 曾庆鲁, 司学强

  摘要： 构造动力控制储层性质是陆内冲断带的重要特征，为了明确天山陆内冲断带在喜马拉雅期的构造逆冲推覆作用对超深层砂岩储层的成岩响应特征，开展了基于大量实验分析和多尺度成岩物理模拟的构造动力推覆岩石响应和规模储层成因模式研究。结果表明，天山冲断带在喜马拉雅期的逆冲推覆构造活动强烈，构造活动自盆缘向盆内逐渐减弱，在构造逆冲推覆挤压作用下砂岩主要有3种响应：压实减孔加深储层基质致密性、破裂造缝增渗加剧储层非均质性、异常增压加大流体—岩石作用的有效性。大尺度构造推覆挤压效应的模拟表明：含膏盐地层在构造推覆作用下的岩石应力、应变集中区主要位于盐下冲断叠瓦带，向冲断前展带方向岩石受力明显减弱；含煤地层在构造推覆作用下的岩石应力、应变集中区主要位于叠瓦带的巨厚砂岩中，向推覆前展带应变明显减弱，其中，煤层及砂泥岩互层中的岩石应力、应变较弱，但褶皱构造发育明显；在高温超压条件下，有机酸沿裂缝网络的溶蚀作用增强，裂缝-孔隙-喉道的连通性明显增强。天山冲断带的超深层主要发育2种成因模式的规模储层。在万米埋深以内，强构造挤压区裂缝-孔隙型储层的孔隙度可达5%~8%，弱构造挤压区孔隙型储层的孔隙度可达7%~12%，有利勘探面积达3.76×104km2，是近期超深层效益勘探值得重视的有利领域。

• 苏北盆地高邮凹陷古近系陆相页岩油勘探突破及意义

  朱相羽, 段宏亮, 孙雅雄

  摘要： 2022年，苏北盆地高邮凹陷针对古近系阜宁组二段（阜二段）实施了两口重点页岩油探井——HY1HF井和H2CHF井，压裂后在排采阶段分别获得29.7 t/d和50.5 t/d的工业油流，实现了高邮凹陷阜二段页岩油勘探的重大突破。综合来自HY1井等的岩心和岩石薄片观察以及X射线衍射全岩矿物、氮气吸附、核磁共振、冷冻岩心有机地球化学分析等实验资料，结合HY1HF井、H2CHF井等井的生产动态数据，系统分析了高邮凹陷阜二段页岩的地质特征，进一步揭示了苏北盆地阜二段页岩油的富集规律及控制因素。高邮凹陷阜二段发育半深湖—深湖亚相泥页岩，具有纵向厚度大、平面分布广的特征，是其页岩油富集的基础。页岩的岩相控制着"生油甜点"和"储集甜点"在平面上和纵向上的分布，其中，黏土矿物含量相对较高的岩相具有较好的生烃潜力，长英质矿物、碳酸盐矿物含量较高的岩相表现出具有较好的物性和孔喉结构。根据岩性组合特征，阜二段页岩油藏可划分为"自生自储"型、"泥生灰/云储"型和"泥生砂纹储"型。"泥生灰/云储"型页岩油藏的源-储组合中发育优质孔-缝体系，具有含油性好和流动性高的特点，且已有的生产动态资料表明，这类页岩油藏具有较好的页岩油产能。良好的保存条件和页岩加熟生烃增压是页岩油高产、稳产的关键。高邮凹陷阜二段页岩油的勘探突破表明苏北盆地古近系页岩油具有良好的勘探前景，高邮凹陷是增储上产的重点领域。该研究成果对于中国东部陆相断陷盆地页岩油的勘探开发具有重要的借鉴与指导意义。

• 中国陆相致密油形成条件、富集规律与资源潜力

  陶士振, 胡素云, 王建, 白斌, 庞正炼, 王民, 陈燕燕, 陈悦, 杨怡青, 金旭, 贾进华, 张天舒, 林森虎, 孟元林, 刘鸿儒, 王岚, 吴因业

  摘要： 基于对中国陆上不同类型典型致密油田进行解剖，通过分析烃源岩、储层和原油样品，运用二维充注物理模拟、三维格子玻尔兹曼数值模拟等技术方法，系统研究和揭示了中国陆相湖盆致密油的形成条件、富集因素与资源潜力。①致密油的形成受控于盆地/坳（凹）陷中心及近邻斜坡环境、规模优质成熟生油岩、（近）湖盆中心区域大范围分布的有利储集体及以微米—纳米级孔喉为主的各类致密储层、"源-储"最佳空间配置、适宜的"温度—压力—流体"场5个地质条件，其中，"源、储、配"是致密油形成的3个关键条件。②陆相湖盆致密油富集主要受"烃源品质—断裂体系—储聚体系"3大系统要素控制，其中，中—高生、排烃量和较高热演化程度的优质源岩是致密油富集高产的先决要素，断裂和裂缝显著改善致密油输导效率、储集空间和聚集规模，储集层的孔喉大小及其连通性和组构非均质性显著影响致密油的分异和局部富集。③根据资源丰度开展分级评价，划分出三级资源区；采用小面元容积法计算致密油地质资源量，采用最终可采资源量（EUR）类比法求取相似刻度区的可采系数，进而与地质资源量相乘得出可采资源量。研究成果可为致密油富集区及"甜点"评价优选提供理论技术支撑。

• 鄂尔多斯盆地本溪组天然气成藏条件及勘探潜力

  牛小兵, 赵伟波, 史云鹤, 胡新友, 杜小伟

  摘要： 鄂尔多斯盆地本溪组煤系烃源岩在盆地中东部广泛发育，为盆地古生界天然气藏提供了气源保障。近年来在鄂尔多斯盆地本溪组不断取得致密气、页岩气和煤岩气勘探突破，揭示本溪组天然气藏类型多样、资源潜力较大。为深化本溪组多种类型天然气藏的成藏条件和运聚规律等认识，系统分析了本溪组沉积环境、气源岩地球化学特征、天然气储集条件，探讨了本溪组多类型天然气富集成藏机理，并指明了天然气勘探方向。研究表明：①本溪组8号煤层和招贤页岩在鄂尔多斯盆地中—东部广泛发育、分布稳定、热演化程度适中，是盆地古生界的有利气源岩。②本溪组天然气储层类型多样，其中，致密砂岩储层孔隙度平均为5.48%，以Ⅱ类、Ⅲ类储层为主，储集性能较好；煤岩储层孔缝发育，储集空间以割理缝、植物组织孔（胞腔孔）、气泡孔为主，孔隙度在0.5%~16.0%，游离气含量高；泥页岩储层较为致密，储集空间以无机孔隙为主，孔隙度平均为1.43%。③沉积环境、气源特征、储集条件、岩性组合特征等是本溪组发育多类型天然气成藏条件的主要影响因素。研究认识明确了鄂尔多斯盆地本溪组天然气勘探方向，并优选评价了天然气有利勘探区，对下一步勘探部署具有重要指导与借鉴意义。

• 准噶尔盆地南缘冲断带侏罗系—白垩系油气成藏条件及勘探潜力

  庞志超, 冀冬生, 刘敏, 石磊, 李静, 高子扬, 魏凌云, 王俊, 丁玉才

  摘要： 准噶尔盆地南缘冲断带经历了多期、复杂的盆山耦合和盆山转换过程，构造变形复杂，勘探难度大。自新近系独山子油田发现以来，历经70多年的勘探研究，并未发现大型油气田。近年来，油气勘探逐步转向下白垩统吐谷鲁群泥岩与底砂岩及侏罗系砂岩形成的下部成藏组合（下组合），通过系统梳理南缘冲断带下组合的地质构造特征与油气圈闭成藏条件，明确了深层碎屑岩油气田的分布规律和勘探方向。综合研究认为：①南缘冲断带发育古近系、白垩系、侏罗系、三叠系、二叠系等多套烃源岩，其中，侏罗系主力烃源岩厚度大、埋藏深且处于高成熟—过成熟热演化阶段。②南缘冲断带下组合发育继承性4大物源体系，其中，白垩系清水河组发育高效储层，厚度为20~80 m，侏罗系喀拉扎组、头屯河组、三工河组和八道湾组发育多套规模储层，厚度为200~400 m。③南缘冲断带白垩系吐谷鲁群发育巨厚泥岩，厚度为500~2 000 m，压力高，封堵性好。④南缘冲断带发育大规模继承型背斜群，圈闭具有面积大、勘探程度低的特点，目前已落实目标圈闭22个，累计面积为1 735 km2；根据南缘冲断带不同的构造样式可将成藏类型细化为呼图壁背斜型、东湾背斜型、吐谷鲁背斜型等多种类型。⑤南缘冲断带下组合的烃源岩、储层、圈闭、盖层等在空间上和时间上的成藏配置关系好，圈闭形成早，构造形成期与主力烃源岩的生、排烃高峰期相匹配，喜马拉雅期的构造活动对侏罗系改造弱，保存条件好，具备形成大油气田的成藏基础。综合源、储、圈、盖等诸多有利条件锁定有利目标，先后部署上钻的GT1井、HT1井和TW1井均获得了油气发现。南缘冲断带将成为准噶尔盆地油气勘探的战略接替区。

• 四川盆地龙马溪组地层等时划分新方法

  梁峰, 赵群, 石学文, 王玉满, 张琴, 周尚文, 漆麟, 崔会英

  摘要： 通过对四川盆地53口页岩气井进行笔石生物地层划分、电性特征和斑脱岩密集段分布研究，明确了自然伽马（GR）峰具有等时属性，其形成与斑脱岩密集发育段（构造活动）密切相关，并在鲁丹阶沉积中期（LM4）发现一个具有重要工业意义的构造活动响应界面，建立了龙马溪组GR测井曲线[钍（Th）、补偿中子（CNL）测井曲线]等时划分方法，重新刻画了不同时期页岩展布规律。研究结果表明：①龙马溪组共发育8个GR峰值层段（编号①—编号⑧），GR峰值与生物地层、斑脱岩密集段具有良好的对比关系，其形成与广西运动的"幕式构造活动"密切相关，挠曲导致沉降区（沉积中心）形成高GR页岩，而挠曲抬升的源区提供了大量物质来源，致使高GR层段Th含量增高；②提出编号③（LM4）的GR峰（高Th）是早志留世广西运动第1幕强构造活动（斑脱岩层段密集，厚度大）在四川盆地内的响应，该期构造活动致使盆地内沉积速率明显加快，黏土矿物和Th等反应物源的矿物明显增多，水体的还原性明显下降，页岩储层品质变差；③以识别编号①、编号③和编号⑥3个特征明显的GR峰为基础，Th或CNL测井曲线为辅助，总结了四川盆地龙马溪组沉积早期5种GR测井曲线类型，圈定了不同曲线类型的分布范围，建立了GR测井曲线地层等时划分方法；④基于新方法开展了五峰组—龙马溪组关键层段区域分布编图，四川盆地WF2—WF4、LM1—LM3、LM4—LM5页岩呈NE—SW向"多排多中心"、"隆坳相间"的沉积格局，海底起伏明显，LM6—LM8页岩厚度呈现东南部厚西北部薄趋势，厚度趋势显著变化预示沉积格局剧变。这一研究成果对四川盆地龙马溪组地层等时对比、古地理分析与重建及优质储层的预测具有重要的指导意义。

• 川中高石梯区块灯影组四段古岩溶带及内部储层分布特征

  夏钦禹, 马新华, 郭振华, 李文, 江林, 张林, 李新豫, 刘曦翔, 罗瑞兰, 闫海军, 刘钰洋, 阳成

  摘要： 四川盆地震旦系灯影组四段（灯四段）在表生期岩溶作用影响下纵向岩溶分带特征明显，不同岩溶带储层发育程度差异较大，有必要精细刻画古岩溶带内部结构，进一步明确优质储层的分布。综合岩心、地震、成像测井等资料，基于地下水运动方式及孔、洞、缝发育特征，开展了高石梯区块灯四段古岩溶带划分，建立了古岩溶带厚度与古岩溶地貌相对高程的关系，并细分水平潜流亚带，分析不同期水平潜流亚带优质储层的发育特征，分区优选了有利古岩溶亚带。研究表明，高石梯区块灯四段古岩溶地貌越高，垂直渗流带厚度越大、水平潜流带厚度越小。受古岩溶潜水面周期下降影响，水平潜流带内发育3期水平潜流亚带，上部水平潜流亚带1、亚带2优质储层发育程度优于亚带3。根据沉积相、古岩溶地貌及优质储层展布特征，将高石梯区块划分为3个区域。区块西侧（1区）各岩溶带和亚带优质储层均较发育，优质储层累计厚度超50 m，为最有利区域；区块东侧（2区）优质储层仅发育于垂直渗流带，优质储层累计厚度为15~20 m；区块南侧（3区）优质储层主要发育于垂直渗流带和水平潜流亚带1，优质储层累计厚度为30~40 m。不同区域优质储层发育的岩溶带、亚带存在差异，应采用不同的开发技术政策。

• 制样粒径对不同变质程度煤孔隙结构的差异化影响

  陈义林, 秦勇, 张博, 杨天宇, 刘静, 王兰花, 洪勇

  摘要： 煤岩低温氮吸附实验的测试结果受测试样品颗粒粒径的影响显著，目前鲜有关于制样粒径对不同变质程度煤孔隙结构差异化影响的系统研究报道。选取7件不同变质程度的煤样（包括褐煤、气煤、肥煤、瘦煤、无烟煤和超无烟煤）开展了4种不同粒径（40~50目、70~90目、160~200目、>300目）煤颗粒的低温氮吸附实验，探讨了制样粒径对不同变质程度煤的孔隙结构的影响。结果表明：①5件烟煤—超无烟煤的显微组分均以基质镜质体为主，2件褐煤（丝质煤和碎屑煤）的显微组成分别以丝质体和密屑体为主；丝质煤主要发育丝质体胞腔孔，瘦煤和无烟煤的孔隙类型以气孔为主。②随着粒径变小，烟煤—超无烟煤的总孔、大孔、中孔的孔容和比表面积均逐级增大，而碎屑煤的孔隙结构基本不变，丝质煤的大孔孔容和比表面积均逐渐变小。③随着煤变质程度增加，最小煤颗粒（>300目）与最大煤颗粒（40~50目）的孔容差值占比和比表面积差值占比均持续升高。④在逐级粉碎过程中，烟煤—超无烟煤的吸附回线宽度逐渐变小，而褐煤的吸附回线形态基本不变。研究认为，褐煤孔隙类型以开放孔为主，封闭孔孔容的占比随着煤化程度增大急剧增加；瘦煤、无烟煤和超无烟煤孔隙类型以封闭孔为主。粉碎过程显著改造了煤岩的原始孔隙形貌，逐级粉碎会导致烟煤—超无烟煤的大量孤立封闭孔释放，改造形成一端封闭的开放孔，但也会显著破坏丝质煤的胞腔孔。忽略煤粒径对低温氮吸附测试结果的影响可能会造成煤储层孔隙结构的错误评价，提出了低温氮吸附法测定煤岩孔隙结构的合理制样粒径范围，建议">300目"为测定煤岩全孔隙（封闭孔和开放孔）的最佳制样粒径范围，"2~4目"为测定煤岩开放孔的最佳粒径范围。

• 油页岩自生热原位转化直井与水平井开发效果数值模拟——以鄂尔多斯盆地旬邑地区油页岩为例

  杨立红, 朱超凡, 曾皓, 苏建政, 王益维, 武俊文, 陈旭东, 郭威

  摘要： 油页岩是重要的化石能源，油页岩原位转化工艺具有绿色环保、占地面积小、开发成本低、可开发深部油页岩资源的优点，是油页岩工业的发展趋势，中国多次原位转化先导试验采用直井方式均成功产出油页岩油，但均出现产量低且不稳定、波及系数小等问题。以鄂尔多斯盆地旬邑地区油页岩为研究对象，运用数值模拟方法对比了油页岩自生热原位转化直井与水平井开发效果差异。研究结果显示，旬邑地区油页岩自生热原位转化局部最高温度均超过1 000℃，含油饱和带主要处于温度范围为250~350℃的区域内，局部最高含油饱和度达到72%，干酪根裂解主要发生在温度达到350℃的地层中，干酪根裂解后孔隙度由6.4%增加至15.5%。其中，直井自生热原位转化累积产油量为432 m3，最高产油量为1.85 m3/d，水平井自生热原位转化累积产油量为7 260 m3，最高产油量为46.7 m3/d。直井自生热原位转化总能量回报率仅有0.79，而水平井自生热原位转化总能量回报率达到2.48，油页岩直井和水平井自生热原位转化最优关井时间分别为第4.5年和第7年。

• 超深层稠油降黏泡沫体系微观作用机理及其矿场应用

  鹿腾, 李兆敏, 顾子涵, 穆金峰, 丁国, 王一平, 杜华君

  摘要： 超深层特稠油油藏热采效益差、水驱效率低，需要依靠技术创新才能实现经济高效开发。通过开展降黏型泡沫体系开发机理物理模拟与分子模拟研究，并在鲁克沁油田超深层特稠油油藏进行了矿场实践。研究结果表明，优选的苯磺酸盐型阴离子活性剂HY-3J在高矿化度地层水环境下，既能形成较为稳定的泡沫体系，又能形成水包油乳状液降低稠油黏度。泡沫微观渗流实验结果表明，泡沫可以利用其液膜的黏弹性对稠油产生微观作用力，该作用力可以高效乳化降黏稠油。岩心驱替实验表明，超深层稠油水驱采出程度仅为12.7%。降黏泡沫体系可以显著降低含水率，提高产油速度，降黏泡沫驱提高采出程度17.4%。分子模拟结果表明，苯磺酸盐阴离子活性剂的苯环结构可以与沥青质上的芳香环形成π—π相互作用，这提高了活性剂与沥青质的范德华相互作用能，从而有利于解聚稠油沥青质形成的网状结构，降低稠油黏度。降黏泡沫体系在鲁克沁油田实施了8个井次降黏泡沫体系吞吐，均取得了较好的降水增油效果，这说明降黏泡沫体系可以有效改善超深层特稠油开发效果。

• 多层合采油井的多措施同步优化方法

  崔传智, 孙莲婷, 单高军, 杨勇, 吴义志

  摘要： 目前中国陆相沉积水驱油藏多采用多层合注合采开发，受层间储层物性差异影响，进入特高含水期后层间动用程度差异大，通常采用堵水、压裂等措施减缓层间干扰。由于一次作业只对一个层采取措施，改善程度有限，费用成本较高，因此提出了在一次油井作业中同步完成对不同层位进行压裂、堵水等措施，提高措施效率。以压裂、堵水措施为例，建立了五点法井组中多层合采油井的多措施同步生产动态预测方法，并在此基础上采用动态代理模型辅助优化方法形成了多层合采油井的不同层位和措施类型、措施参数（压裂缝长、堵水半径等）的同步快速优化匹配。模拟计算与矿场应用结果表明：①压裂与堵水措施同步实施效果优于单一措施；②耦合抽样方法、代理模型、采集函数和辅助优化器4部分形成的动态代理模型辅助优化算法，能够提高多层合采油井压裂与堵水措施同步优化精度和效率；③以大庆油田杏十区X10-4-B343井为例进行压裂与堵水措施同步优化，基于优化结果矿场实施后一年后累积增油量为552.00 m3，取得了较好的开发效果。

• 威荣海相页岩气田页岩气富集机理及勘探开发关键技术

  熊亮, 赵勇, 魏力民, 庞河清, 慈建发

  摘要： 针对威荣气田海相页岩气藏埋深大、优质页岩储层薄、轨迹控制难度大、钻井周期长、压裂改造难、单井产能低以及套变、压窜等复杂工况频发等问题，以落实资源潜力为导向，以提高单井产能、降低建井成本为目的，对威荣气田的成藏条件进行了系统解剖，揭示了研究区"优相控储、适演控位、优储控富"的成藏富集机理。其中，有利的沉积相带是优质储层发育和改造的物质基础，适宜的构造演化是储集性和含气性的重要保障，优质的储层是深层页岩气富集和有效动用的关键因素。攻关形成了深层页岩气储层精细描述技术、以工程"甜点"为核心的地质—工程"双甜点"评价技术、水平井地质导向技术、产能评价与井距优化技术、高效钻采技术以及绿色开发技术等关键技术，支撑了威荣气田千亿立方米探明储量的提交，推动了中国深层页岩气产量达30×108m3/a的大型产能建设项目的全面实施。在此过程中创新形成的勘探开发理论、技术与方法可有效指导川南地区资源占比高、面积分布广的深层页岩气的勘探开发。

• 陆相层序地层学研究进展及发展关注

  朱筱敏, 王华, 朱红涛, 邵龙义, 纪友亮

  摘要： 层序地层学不仅为盆地分析提供了等时地层格架，也为沉积古地理研究和沉积矿产勘探开发提供了地质综合构型，在学术界和工业界受到广泛欢迎。30多年来，层序地层学得到快速发展，特别是在陆相盆地层序形成控制作用，断陷、坳陷和前陆湖盆层序地层构型与砂体分布，陆相湖盆层序地层研究方法等方面取得了显著进展。未来陆相湖盆层序地层学应该重点关注不同类型沉积盆地层序地层构型、陆相湖盆层序地层学研究标准化、研究程序规范化、层序与源-汇系统关系、层序与滨线迁移轨迹关系、不同地层叠加样式与滨线轨迹关系、深水层序地层学、层序构型与数值模拟等发展方向，以更好指导能源勘探开发应用研究。