石油学报杂志

石油学报杂志2024年第11期

• 中国页岩油气源-储耦合类型划分及勘探意义

  郭旭升, 胡宗全, 申宝剑, 杜伟, 孙川翔, 万成祥, 王冠平, 李敏, 王濡岳

  摘要： 基于页岩油气源-储耦合思路识别源-储耦合类型及配置是明确页岩油气勘探思路、实现页岩油气高效勘探开发的基础。然而,目前尚无学者将页岩油气纳入统一评价体系进行源-储耦合类型的划分,这在一定程度上制约了页岩油气的勘探开发进程。鉴于此,通过解剖中国典型海相、陆相页岩油气层系的源-储配置特征,将页岩油气的源-储耦合关系划分为3类,明确了不同源-储耦合类型的地质内涵及其控制油气富集的机理,提出了中国页岩油气整体评价的高效勘探思路。研究结果表明:页岩油气的源-储耦合类型可分为源-储分离型、源-储共生型和源-储一体型3类;源-储分离型的烃类运移距离在米级以上,储层近源捕获油气,形成甜点,其代表性层系为四川盆地下寒武统筇竹寺组、鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段1亚段+2亚段和准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组;源-储共生型为多源供烃,源-储共存,烃类就近运移至优势储层内,层系整体含油气,其代表性层系为四川盆地二叠系吴家坪组二段、四川盆地侏罗系凉高山组和渤海湾盆地济阳坳陷古近系沙河街组四段;源-储一体型即烃源岩和储层为同层,烃类在层内发生微运移,其代表性层系为四川盆地奥陶系五峰组—志留系龙马溪组和松辽盆地白垩系青山口组;沉积环境、生物硅、热成熟度和生/排烃效率等是影响页岩油气源-储配置关系的核心要素,而源-储配置关系进一步控制了页岩油气的富集。以中国典型页岩油气层系为例,进一步厘清了不同成熟度下纵向上多类型源-储耦合配置关系的勘探层次和勘探思路。研究成果有利于快速识别和优选页岩油气的有利层段,为中国页岩油气的高效勘探开发提供重要科学依据。

• 海拉尔盆地白垩系南屯组致密油勘探突破及意义

  白雪峰, 李军辉, 陈方举, 李跃, 卢双舫, 侯思宇, 郑强, 邹越, 田亚, 李梦霞, 李中坚, 刘华晔, 王彪

  摘要： 海拉尔盆地是位于中国东部的含油气断陷盆地,下白垩统南屯组为其主要生油层和储油层。历经60余年的油气勘探,目前在2大主力富油凹陷(乌尔逊凹陷和贝尔凹陷)构造高部位发育的常规油藏已勘探殆尽,斜坡带和洼槽区广泛发育的致密油藏成为规模增储的重要接替领域。基于烃源岩特征、沉积和储层条件等精细研究,系统认识了乌尔逊—贝尔凹陷南屯组致密油藏的成藏条件和成藏模式。研究结果表明,南屯组烃源岩主要发育在南屯组一段中—下部,伴随湖平面升降,不断深入湖盆中心的扇三角洲前缘沉积、辫状河三角洲前缘沉积以及滑塌形成的湖底扇沉积为致密油藏提供了充足的储油砂体;有效烃源岩与沉积扇体的相互耦合控制着南屯组致密油藏的分布,构造背景与优势砂体决定了南屯组致密油藏的富集;根据源-储配置关系,南屯组致密油藏可进一步划分为源-储一体型和上源下储型2种类型。2023年,油公司率先针对成藏条件更为有利的源-储一体型致密油藏部署了X38-2H井,试油获得23.2 t/d的高产工业油流,证实目前的地质认识和工程技术可以实现海拉尔盆地致密油藏的有效动用。乌尔逊凹陷、贝尔凹陷、红旗凹陷及巴彦呼舒凹陷等8个主力生烃凹陷重新评价的致密油勘探潜力为3.84×108t。优选贝西次凹和乌南次凹为下一步致密油气的重点勘探区带。

• 准噶尔盆地达巴松凸起石炭系油气成藏与盆北1井勘探突破

  阿布力米提·依明, 刘海磊, 蒋文龙, 潘进, 丁修建, 王学勇, 苏东旭, 朱永才, 李宗浩, 王江涛, 蒋中发, 李昂, 钱亮蓉

  摘要： 准噶尔盆地西部古隆起邻近生烃灶,石炭系具有良好的油气勘探潜力。为探索石炭系的勘探潜力,先后部署莫深1井、达探1井和盐探1井等多口风险井,均未获得勘探突破。2023年,盆北1井获得高产工业气流,证实了准噶尔盆地西部古隆起大型构造内的石炭系具备天然气高产条件,这对进一步推动盆地西部古隆起的石炭系油气勘探具有重要意义。为深化石炭系油气成藏的整体研究,基于对达巴松凸起石炭系油气藏形成的地质条件开展的系统梳理和分析认为,石炭系油气藏中的天然气主要来自石炭系和二叠系烃源岩,原油主要来自二叠系烃源岩。盆北1井石炭系上段主要发育含角砾岩屑凝灰岩,其储集空间以晶内溶蚀孔最为发育,为高孔、中—低渗储层。盆北1井石炭系气藏为构造背景控制下的层状气藏,油气沿构造顶部的高孔隙度火山岩富集,油气充注期次多、强度大。建立了盆北1井"石炭系—二叠系双源供烃、古凸起富集、构造-岩体共同控藏"的成藏模式,该成藏模式显著拓宽了研究区石炭系的勘探领域。盆北1井的勘探突破和相关研究为深化油气藏认识和持续开展准噶尔盆地西部深层古隆起领域风险探井部署奠定了基础。

• 雅布赖盆地侏罗系岩性油气藏勘探突破与意义

  淡伟宁, 尹柯惟, 李玲, 李晓红, 郭柳汐, 鱼占文, 王志成, 胡延旭, 刘凤妍

  摘要： 泛河西走廊盆地群发育众多中—小型盆地,该地区历经多期次改造,油气保存条件差,发育短轴小型沉积体系,储层致密,前期勘探以非常规油气为主,雅布赖盆地为其中的典型代表。为了进一步指导雅布赖盆地的油气勘探,综合岩心、岩石薄片、录井、测井及地球化学等资料,对雅布赖盆地侏罗系油气藏的储层地质条件和油气成藏特征开展了深入研究。研究结果表明:①盆地的构造-沉积演化经历了多期的成盆与改造过程,盆地两翼构造改造强,而盆地内部主体改造弱,保存条件好;②发育南、北双向三角洲沉积体系,斜坡带继承性的古地貌(沉积坡折和古沟谷)控制了砂体的展布方向和有利储层分布,储层在纵向上与最大湖泛面处的烃源岩叠置,形成自生自储的岩性油藏。雅布赖盆地的油气勘探在新油气成藏模式的指导下,部署的钻井钻遇较好储层,试油均获工业油流,一改以往勘探低效的不利局面。雅布赖盆地中—深层发育地层油气藏、潜山油气藏等潜力领域,多层系立体勘探有望实现持续突破。研究成果将有力推动雅布赖盆地勘探发现,同时也将开辟泛河西走廊盆地群中—小型盆地常规—非常规并举的油气勘探新局面。

• 济阳坳陷富碳酸盐页岩纹层结构的差异性及其对储层品质的影响——以东营凹陷沙河街组页岩为例

  倪良田, 杜玉山, 蒋龙, 孙红霞, 程紫燕, 任敏华, 孙宁, 杨依庆, 彭先国

  摘要： 济阳坳陷页岩油资源量大,多洼陷、多口水平井的峰值产油量超过100 t/d,初步实现了页岩油革命的良好开端。济阳坳陷页岩具有咸化富碳酸盐组分的特征,且页岩层系中广泛发育特色的纹层结构。纹层结构是页岩岩相划分的重要依据,可为页岩储集特征的分析提供基础信息。页岩纹层结构的差异是造成页岩孔隙结构差异,进而影响储层品质的重要因素。通过开展岩心精细描述、全岩X射线衍射分析、岩石薄片鉴定、场发射扫描电镜分析、核磁共振实验等,明确了济阳坳陷富碳酸盐页岩纹层的发育类型及特征。①纹层特征控制页岩的孔隙类型和孔径分布。灰质纹层发育中孔—大孔,是页岩连通孔隙的主要载体,也是页岩主要的有效储集单元,且随着方解石重结晶程度增加,晶间缝更发育,孔隙连通性越好;泥质纹层以发育中孔—小孔为主,孔隙连通性差,但富集有机质,是主要的生油单元。②层理缝是济阳坳陷页岩重要的基质微缝类型,在高有机质连续亮晶灰质纹层页岩和低沉积速率、较高演化程度、高频互层的连续隐晶灰质纹层页岩中普遍发育。③薄互层的灰质-泥质"层偶"结构是济阳坳陷富碳酸盐页岩的优质纹层结构,纹层的密度和横向连续性越好,多尺度、多类型孔缝网络越发育,储层品质越好。纹层结构在储层中起到了"高速通道"的作用。富有机质连续纹层页岩是济阳坳陷页岩油的优选开发对象,这一研究认识为现阶段页岩油"甜点"和黄金靶体开发目标的优选提供了地质理论基础。

• 沁水盆地郑庄区块煤层气井产出水化学成分演变及其高产响应

  王勃, 徐凤银, 金雪, 王立龙, 屈争辉, 张文胜, 李志, 刘国伟, 张艺腾, 史鸣剑

  摘要： 煤层气井产出水的化学成分变化对煤层气高产具有重要的指示作用。以沁水盆地郑庄区块进入稳定排采阶段的煤层气直井产出水为研究对象,长期跟踪采样与测试,开展矿化度和主要离子特征分析,探讨产出水的化学特征及其对煤层气井高产的响应机制,取得了一些对生产实践具有参考价值的认识:①在煤层气井进入稳产阶段后,产出水的矿化度为2 000~3 000 mg/L,化学类型主要为Na-HCO3型,反映出具有较好的水文地质封闭环境;②在排采过程中,由于郑庄区块的矿化度中心迁移,引起各采区产出水的矿化度以及Na++K+和HCO3-等主要组成离子含量随排采时间的推进总体呈不同幅度的"W"型,其中,郑1采区、郑3采区、郑4采区和东采区矿化度的波动幅度相比于区块的平均矿化度分别表现出增大、减小、先小后大和先大后小的特征;③随着排采的推进,在相对高产的郑3采区和郑4采区,Ca2+、Cl-含量分别与气水比呈正、负线性相关关系,且郑3采区的变化率明显高于郑4采区,而在其他采区,相关性则不明显;④构建了两种煤层气高产的产出水地球化学特征响应模式,即随产气效率增加,煤层中水溶CO2的增加促进了方解石脉的溶解,致使Ca2+富集,而水化的Cl-通过煤中的极性含氮官能团与显微组分反应可增加形成有机配合物的机率,致使Cl-消耗。

• 页岩油储层压裂液渗吸作用机理

  左罗, 张世昆, 沈子齐, 许国庆, 曾星航, 刘学鹏, 周朝, 杜娟

  摘要： 针对目前四川盆地复兴地区大规模水力压裂后压裂液渗吸(滞留)提采与伤害机制不清、焖井时间界限及高效压裂液体系优化方向不明确等问题,通过开展不同压裂液渗吸实验,对渗吸前后孔径、孔渗及核磁共振T2谱进行对比分析,并进行压裂液与页岩油储层作用的分子动力学模拟,系统研究了页岩油储层压裂液渗吸作用机理。研究结果表明,孔隙度、小孔/微孔发育程度以及黏土矿物总含量、石英与伊/蒙混层含量对渗吸驱油效果有重要影响,孔隙度越大、小孔/微孔越发育,黏土矿物、石英及伊/蒙混层含量越高越有利于渗吸驱油;整体上渗吸作用有利于复兴地区页岩油储层扩孔、增渗及提采,优良的驱油压裂液会增加扩孔、增渗及提采效果70 % 及以上;含有氧乙烯基等非离子型官能团的压裂液体系对储层整体孔径分布区间有明显影响,微观上能100 % 将页岩油分子驱散并从有机质孔隙壁面剥离;确保239 h的渗吸滞留时间有利于减小储层伤害,使用含有氧乙烯基等非离子型官能团的压裂液体系会进一步减小储层伤害并提高渗吸驱油效果。

• 断控缝洞型碳酸盐岩储层结构表征与三维地质建模——以顺北4号断裂带为例

  尚浩杰, 陈叔阳, 何云峰, 王立鑫, 尹艳树, 谢鹏飞

  摘要： 塔里木盆地顺北地区发育断控型碳酸盐岩缝洞储集体,受多期次大型走滑断裂带构造运动影响,断控体储层内部结构复杂,非均质性极强,尚无针对性建模方法,给油藏开发带来困难。以顺北4号断裂带为例,根据发育构造级次划分不同的储层级次,针对不同的层级,采取针对性的建模方法,将不同层级模型进行融合,得到顺北4号断裂带三维地质模型。研究结果表明,研究区为受大型走滑断裂带控制的断控型缝洞储集体,从发育层次上可以划分为走滑断裂带、断控体、断裂体-类洞穴-杂乱体、断裂体-类洞穴内部充填以及微裂缝共5个层级,高层级对低层级具有约束和控制作用。对于走滑断裂带,其波及影响范围较大,难以确定其边界,其主要产物为断控体,断控体作为主要储集空间,由断裂体、类洞穴与杂乱体3部分构成,分别对三者进行表征,完成断控体的识别。对于断裂体、类洞穴以及杂乱体,其规模远超25 m,大于地震可识别精度,在地震剖面上分别呈现出线性弱反射、串珠状反射以及杂乱反射特征,分别采取结构张量、相干能量梯度以及方差地震属性体对其进行表征,以井震结合的方式确定合适的阈值,使用确定性建模方法进行阈值截断,建立断裂体、类洞穴以及杂乱体轮廓模型。针对断裂体与类洞穴内部栅簇发育模式,以断裂体与类洞穴轮廓模型为约束,采取改进的基于目标的建模方法逐层建立内部栅簇结构三维模型。在断裂体与类洞穴内部,发育规模与密度不等的微裂缝,采取改进的离散裂缝网络模拟方法,建立包含共轭裂缝、弯曲裂缝等符合野外露头中实际形态的微裂缝网络模型。将不同层级的模型按照优先级融合,得到顺北4号断裂带三维地质模型。检验结果表明,基于地质模型预测的油气储量与动态分析储量误差为6.54 %,数值模拟累积产油量、压力拟合误差在10 % 以内。

• 考虑相间传质的全瞬态井筒气液两相流模型

  杨宏伟, 李军, 张辉, 张更, 邢星

  摘要： 基于滑移上升气泡的界面传质理论与气液两相流理论,结合井筒流体与地层间的传热机理,建立了油基钻井液条件下考虑相间传质的全瞬态非等温气液两相流模型,利用O’Bryan气侵实验数据对该模型进行了验证。研究结果表明,地层气体与油基钻井液的相间传质速率相对较慢,气体并不会立即完全溶解于未饱和的油基钻井液中,而是伴随着油基钻井液沿井筒向上流动时逐渐溶解。在相同气侵速率条件下,该模型计算的井筒内自由气体积分数大于以往考虑稳态相间传质的气液两相流模型。气液相间传质速率随着气体浓度和流体流速的增加而增大。该模型突破了以往基于稳态相间传质的井筒多相流模型的缺陷,能够更准确地描述油基钻井液中气液两相流动规律。

• 融合整段多项式和插值的井下姿态非线性校正

  郭涛, 程为彬, 张夷非, 胡少兵, 陈雪菲, 郑恭明

  摘要： 井下工具姿态角的静态解算非常依赖三轴传感器,但测量过程中系统误差会带来固有失真,需要对系统误差进行充分补偿以获取准确的姿态角信息。根据姿态误差传递模型,提出将不同姿态下三轴传感器的输出轨迹划分为不同的区域,融合整段多项式和样条插值方法来近似不同姿态下的校正矩阵,从而对系统误差进行充分补偿。最后,采用高精度标定实验装置对所提出方法进行精度检验。在井斜 角为3.006°时统计姿态角误差(均值±标准差),其中方位角误差为0.010 9°±0.079 4°,井斜角误差为0.001 2°± 0.002 1°,工具面角误差为0.005 7°±0.039 9°。姿态角误差统计验证实验结果表明,所提出方法具有较好的姿态角误差补偿效果,可有效解决姿态解算过程中的非线性问题,可以进一步提高井下工具姿态的整体精度。