石油学报杂志

石油学报杂志2025年第10期

• 准噶尔盆地沙湾凹陷二叠系上乌尔禾组低位域油气勘探突破及意义

  董雪梅, 徐倩, 陈亮, 赵雪洁, 胡婷婷, 李静, 余海涛, 邹志文

  摘要： 准噶尔盆地沙湾凹陷北部超削带二叠系发育盆地级不整合面,上乌尔禾组与下伏地层呈削蚀不整合接触,在风城组、夏子街组和下乌尔禾组中均见良好的油气显示。近期,TT1井在上乌尔禾组低位域砾岩取得勘探新突破。为进一步总结沙湾凹陷二叠系油气的成藏规律,通过系统研究储层特征、沉积相带和控藏要素,获得以下认识:①沙湾凹陷上乌尔禾组底部的角度不整合面控制了油气富集,上乌尔禾组具备大面积成藏条件,是规模效益勘探的主力层系。②中拐扇体物源充足且规模大,其远端仍发育有效储层;在上乌尔禾组的退覆式扇三角洲沉积体系中,上乌尔禾组二段薄砂层和上乌尔禾组零段砂体构成了主要储集体。③建立了沙湾凹陷北部超削带二叠系"不整合控运-鼻隆控富-超压封存"的成藏模式,其中,上油下气分布格局是油气运聚与超压封存系统动态耦合的结果。TT1井在上乌尔禾组低位域发现砾岩油藏,这不仅实现了"泥下找砂"勘探思路的突破,更为沙湾凹陷未来勘探领域的拓展和勘探思路的优化提供了参考。

• 近源勘探:六盘山盆地白垩系油气成藏条件与勘探突破选区

  杨智, 刘新社, 魏嘉怡, 王红伟, 杨亚娟, 李维, 马占荣, 任军峰, 余小雷, 王永超, 姜涛

  摘要： 六盘山盆地作为白垩纪断陷盆地,与已获油气勘探突破的酒泉盆地和河套盆地具有相似的成藏条件,是鄂尔多斯盆地周缘及河西走廊构造带具有勘探突破潜力的重要盆地之一。通过整合野外露头、钻井、分析测试和最新物探资料(地震格架大剖面、时频电磁和二维地震重处理),系统评价了盆地白垩系油气成藏条件。研究结果表明:①下白垩统马东山组发育半深湖—深湖亚相优质烃源岩,其厚度为100~600 m,总有机碳(TOC)含量为0.08%~6.46%(平均为1.57%),镜质体反射率(Ro)为0.56%~1.12%(平均为0.88%),有机质类型以Ⅰ型—Ⅱ1型为主,油气显示丰富,生油潜力大;②储层包括李洼峡组—寺口子组砂岩和马东山组页岩-泥灰岩2类,以清水营组厚层泥岩夹膏岩和乃家河组蒸发岩为区域盖层,形成自生自储自盖型与下生上储型2种成藏组合,发育构造、构造-岩性和岩性3类圈闭;③在六盘山盆地的4大生烃凹陷区(海原凹陷、固原凹陷、沙沟断阶和隆德凹陷,总面积为5 800 km2),马东山组的石油原地资源量约为1.7×108t;④创新提出"烃源岩控藏、断裂-盖层匹配"的勘探思路,寻找靠近生烃中心的断裂、盖层发育区的构造圈闭群,重点突破烃源岩上部层位的中等—优质储层,优选出李俊地区、张易地区、杨郎南地区和城门沟地区4个有利目标区(总面积为1 700 km2),为下一步盆地油气勘探突破提供了重要地质依据。

• 断陷湖盆源内油气成藏理论与实践意义——以渤海湾盆地黄骅坳陷为例

  周立宏, 陈长伟, 刘国全, 宋舜尧, 韩国猛, 陈家旭

  摘要： 历经60余年的勘探开发,渤海湾盆地黄骅坳陷累计探明石油地质储量已超过13×108t,其中,常规石油的探明程度超过50%,进一步规模增储的难度加大。页岩油气、源内致密油气已成为大港油田未来增储上产的重要勘探领域。基于近年来的钻井资料、地球物理资料以及分析测试数据等,对黄骅坳陷页岩油气、源内致密油气形成的有利条件和富集特征开展研究,形成了关于断陷湖盆源内油气成藏的理论认识。断陷湖盆具备页岩油大规模成藏的地质条件:尽管湖盆发育环境各异,但有机质丰度普遍较高;湖盆小且多物源输入,脆性矿物含量高;高频纹层发育,微观尺度下的源-储匹配关系好;有机质的热演化程度适中,页岩中的滞留油含量高。断陷湖盆的页岩油具备"优势组构相+滞留烃超越效应"的富集特征。断陷湖盆深凹区位于湖盆的沉积/沉降中心,可容空间大,具备源内致密油富集的有利条件:盆-山耦合,源-渠-汇匹配,深凹区发育2种富砂模式;受沉积相和成岩相共同控制,有效储层发育;源-储共生、近源充注,油藏呈大面积稳定分布。断陷湖盆的源内致密油和页岩油实质上对应了不同尺度下的源-储组合,油藏呈现出有序分布、大面积连续成藏的特征,具备一体化整体勘探开发的条件。断陷湖盆源内油气成藏理论认识有效指导了勘探实践,为老油田的高质量、持续发展提供了接替战场。

• 川南地区二叠系茅口组一段致密碳酸盐岩储层类型及控制因素

  熊亮, 董晓霞, 熊鹰, 王同, 罗思聪, 王保保, 石开波, 姚盈江, 王恩泽, 刘波

  摘要： 四川盆地中二叠统茅口组一段(茅一段)为天然气勘探的新层系,受其复杂的岩相组合、多变的岩石组构和微观孔缝结构影响,优质储层的精确预测面临显著挑战。基于岩石学、矿物学和储层物性等资料,系统厘定了川南地区茅一段的储层类型,并阐明了其主控因素与空间展布规律。研究结果表明,茅一段自下而上可划分为8个小层,发育含泥(黏土矿物)灰岩、生屑泥粒灰岩和生屑粒泥灰岩3类储集岩,具有低孔、低渗裂缝-孔隙型致密碳酸盐岩储层特征。含泥灰岩以发育有机质孔、黏土矿物(滑石)孔缝和粒缘缝等基质微孔缝系统为特征,其相对高的孔渗性和高总有机碳(TOC)含量主要受控于高频海侵旋回背景下黏土矿物和有机质的周期性富集;含泥灰岩呈源-储一体,稳定、连续分布于茅一段1小层、2小层、4小层和6小层,是茅一段的最有利储集岩。生屑泥粒灰岩和生屑粒泥灰岩的储集空间以溶蚀孔缝为主,主要赋存于茅一段7小层和8小层,其储集性能主要受内缓坡带局部高部位的准同生期溶蚀作用控制;溶蚀作用虽然可使得生屑泥粒灰岩和生屑粒泥灰岩的岩石物性得到提升,但其TOC含量仍较低,天然气富集条件一般。茅一段经历了同沉积期—埋藏期的多期构造叠加改造,形成了网状裂缝系统,显著改善了致密碳酸盐岩储层的储-渗性能,这为天然气的富集提供了优势输导条件。川南地区茅一段天然气勘探应重点关注厚层连续含泥灰岩(基质孔缝发育带)和构造断层/断裂带的叠合区(裂缝强化改造区)。

• 深部煤岩大分子结构与孔隙结构协同演化机制——以鄂尔多斯盆地石炭系本溪组为例

  徐旺林, 赵振宇, 虎建玲, 邵燕, 史云鹤, 张月巧, 方向, 孙远实, 刘宇

  摘要： 鄂尔多斯盆地深部煤岩气(部分学者称之为深部煤层气)勘探实现万亿立方米级储量规模突破,其资源的赋存主要受煤岩大分子结构-孔隙结构协同演化机制控制。为揭示这一机制,选取成熟度连续分布的煤样[镜质体反射率(Ro)为1.03%~1.96%],综合运用13C核磁共振谱、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、高压压汞和N2/CO2吸附实验开展了多尺度煤岩大分子结构和孔隙结构表征。研究结果表明:①随着Ro从1.03%增至1.96%,芳香碳含量由61.56%上升至69.72%,脂肪碳含量则从28.96%降至16.77%,FTIR谱图显示芳香结构的特征峰增强而脂肪族结构的特征峰减弱;②微孔作为煤岩气的核心吸附空间,贡献了85.32%~96.50%的孔体积和99%以上的比表面积,由此成为甲烷的主要赋存场所;③煤岩大分子结构-孔隙结构协同演化表现为脂肪链断裂与含氧官能团脱落抑制了介孔的发育,而芳构化与环缩合作用则促使微孔在芳香层片边缘富集,导致微孔的孔体积与芳香碳含量呈现出显著的正相关关系,介孔的孔体积则与脂肪碳含量呈正相关。研究揭示了深部煤岩储层"脂肪族结构裂解—芳香环缩合—微孔发育"的定向演化机制,为深层煤岩气"甜点"预测提供了理论支撑。

• 基于弹性力学参数的致密砂岩气储层含气性评价方法

  梁忠奎, 李雪英, 孙爱艳, 孟令箭, 闫长青, 周贺

  摘要： 针对致密砂岩气藏储层物性差、孔隙结构复杂所导致的流体性质判别和饱和度计算难题,提出了一种基于阵列声波测井的含气性评价方法。通过开展核磁共振-变饱和度声波速度联测实验,研究了不同孔隙结构条件下弹性力学参数随含水饱和度的变化规律,优选体积模量和核磁共振横向弛豫时间(T2)几何均值构建敏感复合参数,与纵波/横波速度比交会,建立了流体性质判别图版,该图版显著降低了孔隙结构的影响,实现了气层、气-水同层和水层的准确识别。基于Gassmann理论框架,建立了变Brie系数的Gassmann-Brie方程以计算不同孔隙结构储层的体积模量,进而构建了基于变骨架弹性模量比的差比综合参数的含水饱和度计算模型。通过地层元素测井精确获取地层岩石骨架体积模量和剪切模量,实现了基于阵列声波测井的含水饱和度精确计算(平均相对误差小于5%)。该方法为致密砂岩气藏的定性识别与定量评价提供了技术支撑。

• 基于停泵压降监测数据的支撑缝网参数解释方法——以四川盆地威远页岩气田A井为例

  杨立强, 王飞, 柳明, 李彦超, 张显聪

  摘要： 针对现有压裂监测解释技术无法对支撑缝网参数进行有效解释的难题,提出一套基于停泵压降监测数据的压裂支撑缝网参数解释方法。通过建立考虑支撑剂在主、次裂缝网中运移、缝网内液体滤失与支撑缝网闭合耦合效应的压裂段停泵压降模型模拟井底压降动态,绘制出不同支撑缝网宽度和密度下的压降特征曲线,从而诊断支撑缝网类型并建立支撑缝网参数反演计算流程。选取四川盆地威远区块典型页岩气A井开展应用,通过与光纤和示踪剂产气剖面监测结果对比验证了新方法的有效性,并进一步证明砂撑裂缝体积是页岩气井压后产能的主控参数。对比A井套管固井和未固井完井工艺下的压裂段支撑缝网参数解释结果发现,套管固井完井段压裂形成"主裂缝短窄、次裂缝宽密"型缝网,砂支撑体积占比更大,分别为77%和62%;套管未固井完井段压裂形成"主裂缝长宽、次裂缝窄疏"型缝网,液支撑体积占比更大,分别为38%和23%。充分借助天然裂缝发育的地质属性,可用较小施工规模实现更大规模的改造效果,实现"风险防控—降本提效"最大化。研究表明,新方法只需压裂施工数据和停泵后的井口压力监测数据,即可实现支撑缝网6个核心参数的定量评价。

• 超高清磁电复合管道内检测器研制与应用

  李睿, 富宽, 王凯濛, 唐步云, 郑健峰, 段金尧, 张行

  摘要： 油气管道发生安全问题会对国民经济及社会安全带来严重损害。环焊缝失效是高钢级、大口径长输天然气管道失效的主要形式之一。因此,定期实施精准有效的内检测作业是保障长输天然气管道安全运行的重要措施。针对大口径天然气长输管道环焊缝失效隐患的检测需求,提出了一种超高清磁电复合内检测器。该内检测器整合了磁电复合传感器、交变磁场应力测量传感器以及测径传感器,构建了一套集多维感知、周向无缝、轴向超清于一体的多物理场管道内检测装备。通过对该装备开展实验室测试与现场试验,验证了其检测精度与可靠性。实验结果表明,该装备能够检测管道Φ3 mm的针孔缺陷、开口为0.3 mm环焊缝裂纹以及宽度为1 mm的环焊缝微小缺陷,且对微小复杂缺陷的检出率达94.4%。该装备实现了高钢级、大口径长输管道附加应力内检测工业应用和缺陷的有效识别,能在一定程度上弥补大口径天然气管道内检测器的技术短板。

• 液柱压力下PDC齿切削破岩机理

  祝效华, 阳飞龙, 刘伟吉

  摘要： 在深层致密油气勘探开发中,钻井面临高围压、高液柱压力等挑战,导致钻头磨损和断齿等工程问题频发。为理解深部致密地层钻齿破岩机理,研究了孔隙度不同的砂岩、花岗岩及页岩在干燥、饱和及液压状态下的力学特性和切削行为,综合分析了不同切削环境下的岩石破碎差异。研究结果表明:水浸泡会降低岩石力学强度,页岩受影响最大,砂岩最小;液压下岩石抗压强度随液压增加呈现先增大后减小再增大的趋势。饱和岩石切削力更低,岩屑尺寸更小,切痕更光滑,破碎效率更高。液压下,岩石以塑性失效为主,切削力和破岩比功增加,能量耗散更大,岩屑易堆积黏附,并伴随泥化现象。在孔压及压差平衡影响下,孔隙率低的花岗岩和页岩切削力随液压增加而增大,砂岩切削力则因过高液压而降低。常压下岩石多为脆性破碎,围压使脆性破碎减弱,液压环境使岩石从脆性破碎转变为塑性破碎。

• 随钻主动降温装置超高温环境制冷性能及实验验证

  李高为, 刘珂, 高文凯, 曾镛, 管康, 陈新元

  摘要： 深层、超深层带来的井下高温问题一直是制约随钻仪器稳定工作的重要因素,限制了深层油气资源的勘探开发进程,而在随钻仪器中增加主动降温装置,通过降低仪器舱体的温度,保障常规元器件正常工作,以间接提升其抗高温能力,是解决井下高温问题的方法之一。基于逆斯特林循环原理,设计了一种适应井下超高温环境(＞200℃)的主动降温装置,建立了物理模型,通过数值模型分析了制冷性能,并对其处于不同模拟地层温度下的制冷效果进行地面实验。研究结果表明,该主动降温装置在225℃的超高温环境中,产生2.26 W制冷功率,可将模拟随钻仪器局部空间内的温度控制在100℃,所设计的主动降温装置结构尺寸满足下井条件、热环境适应良好、方案可行,预期能有效提升常规随钻仪器抗高温性能。

• 地层记录中的阻塞浊流沉积

  李向东, 郇雅棋, 杨敏, 张林科

  摘要： 阻塞浊流是指浊流在流动过程中,受海底高地形影响,被全部或部分阻挡在地形低洼处而发生的沉积。在地层记录中,许多经典的浊流沉积已被证实均为阻塞浊流。对阻塞浊流开展准确识别和系统研究,探索阻塞浊流与非阻塞浊流的差别,对于细化深水异地沉积至关重要。在已有研究的基础上,从研究现状、沉积机理、沉积特征、鉴别标志、垂向序列和油气地质意义等方面对阻塞浊流沉积进行系统分析,系统总结了阻塞浊流的鉴别标志与沉积序列。7种鉴别标志分别为砂岩层呈板状形态、砂岩具有较厚泥帽、反向沉积构造、反常鲍玛序列、特殊的砂岩层侧向尖灭现象、混杂层、重复或叠置的沉积构造。阻塞浊流可划分为3类6种沉积序列:冲击类沉积序列包括近斜坡沉积、浊流向碎屑流演化和近斜坡流体冲击所形成的3种沉积序列;重复类沉积序列包括砂岩向上粒度变细和砂泥岩交替所形成的2种沉积序列;反射类沉积序列即远离斜坡浊流反射形成的沉积序列。明确阻塞浊流沉积的鉴别标志可以更好地识别地层记录中的阻塞浊流并对其开展沉积机制研究,细化重力流沉积研究,同时对相关油气勘探具有重要意义。

• 中国富油煤形成机制与地质产出研究进展及趋势

  胡晨林, 边静, 唐勇, 韦波, 张斌, 桑树勋, 李鑫, 冯烁

  摘要： 富油煤作为中国重要的非常规油气资源,研究其形成机制与开发潜力对国家能源结构转型具有重要意义。通过梳理中国主要富油煤盆地的地质特征与形成机制,揭示了多因素耦合控制下富油煤的焦油产率。中国富油煤主要分布在鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地、吐哈盆地和三塘湖盆地等,形成时代贯穿古生代—中生代,主要在侏罗纪。研究结果表明,中国富油煤整体呈现出以镜质组为主,具有特低—中等水分含量、特低—中等灰分含量、特低—中等硫含量、中高—高挥发分以及焦油产率差异显著的特征。富油煤的煤岩特征表现为:镜质组含量为30.10%~82.99%,惰质组含量为15.38%~66.53%,壳质组含量为0.77%~4.20%,焦油产率为4.39%~14.58%(局部最高可达22.80%)。富油煤的煤质特征表现为:水分含量为2.82%~11.47%,灰分含量为8.59%~22.40%,全硫含量为0.33%~1.31%,挥发分含量为33.12%~46.14%。中国富油煤的干酪根类型多为Ⅲ1型,成煤植物多以木本—草本植物为主,水生植物与低等藻类次之。富油煤的焦油产率受控于富氢镜质体含量、成煤植物类型、煤分子结构、有机质热演化程度以及沉积环境等因素。在相近的煤阶条件下,控制富油煤焦油产率的核心实质上是有机质分子结构跟随热演化程度的动态响应过程,在分子结构上具体表现为富氢基团与含氧基团的动态演化。在沉积环境方面,中国富油煤多发育在三角洲平原亚相与滨/浅湖亚相,浅覆水、微流动、低盐度的水体环境最利于高焦油的产出。三塘湖盆地、吐哈盆地、鄂尔多斯盆地2 000 m以浅富油煤的总资源量预测超过2 500×108t,其中,鄂尔多斯盆地陕北地区侏罗系(其焦油资源量为124.26×108t)与三塘湖盆地为两大富油煤核心富集区。针对目前富油煤的开发瓶颈,建议构建地质—工程一体化模型,整合多指标含油性评价与多场耦合热解模拟,实现原位热解靶区的精准定位。研究结果为富油煤资源的低碳开发提供了理论框架与技术路径,对推动煤炭从燃料向原料转型具有一定的战略价值。