石油学报杂志

石油学报杂志2025年第11期

• 四川盆地蓬深10井二叠系长兴组天然气勘探突破及意义

  文龙, 罗冰, 孙豪飞, 张玺华, 陈骁, 李长志, 陈康, 马华灵, 明盈, 张文杰, 徐亮, 臧殿光

  摘要： 绵阳—广安浅水陆棚是继开江—梁平海槽后,四川盆地在二叠系—三叠系开展天然气勘探的又一个重点区域,目前的勘探主要聚焦于其两侧的遂宁—广安生屑滩发育区,而对陆棚内部集群发育的生物礁未给予足够关注。部署于陆棚内的蓬深10井于2023年在二叠系长兴组试气,取得了206.36×104m3/d的高产工业气流,展示了绵阳—广安浅水陆棚生物礁领域具有巨大的油气勘探前景。基于岩心样品、固体沥青样品以及地震-测井资料,通过岩石学和地球化学分析,对蓬深10井长兴组的地层和沉积特征、油气成藏条件、油气成藏期次和成藏模式进行了系统研究。研究成果表明:1蓬深10井长兴组发育浅水陆棚相塔礁亚相沉积,礁体储层发育大量溶孔和裂缝,与上覆的飞仙关组泥岩形成了良好的储-盖组合。②储层内固体沥青的地球化学特征表明天然气具有来自二叠系龙潭组和寒武系筇竹寺组烃源岩的贡献,蓬深10井区发育了贯穿震旦系灯影组与二叠系长兴组的深大走滑断裂,是油气垂向输导的关键通道;蓬深10井长兴组圈闭主要为岩性封闭,构造运动对圈闭有效性的影响较小。③包裹体均一温度与储层埋藏史-热演化史揭示,油气充注主要发生在早三叠世、中侏罗世和晚侏罗世,结合油气充注时期的断裂及圈闭发育情况,最终建立了多源供烃、断裂沟通、构造-岩性圈闭内聚集调整的油气成藏模式。蓬深10井的勘探突破揭示该井为浅水陆棚生物礁领域有效规模成藏的代表,为四川盆地二叠系—三叠系礁滩领域天然气的勘探部署指明了新方向。

• 塔西南山前地区柯东构造带杜瓦1井二叠系油气勘探突破及意义

  杨海军, 孙迪, 邱斌, 罗强, 刘文, 夏金凯, 崔德育

  摘要： 塔里木盆地西南坳陷柯东构造带杜瓦1井在二叠系杜瓦组获重大油气勘探突破,标志着塔里木盆地西南部(塔西南)山前地区发现一套新的含油层系,进一步开创了塔西南山前地区油气勘探新局面。结合野外露头、浅钻井、钻井、地震、分析化验数据和区域地质的研究认识,对柯克亚周缘地区二叠系杜瓦组砂岩的成藏条件开展了系统研究。研究结果表明:①柯克亚周缘地区二叠系普斯格组上段发育半深湖—深湖亚相烃源岩,其生烃中心面积达1.0×104km2,厚度最大为800 m,有机质丰度为0.50 % ~2.23 %,有机质类型主要为Ⅱ型和Ⅲ型,实测镜质体反射率(Ro)为0.5 % ~1.8 %,热演化程度处于成熟—高成熟阶段。②杜瓦组沉积期,柯克亚周缘地区湖盆萎缩,自下而上发育冲积扇—辫状河—辫状河三角洲—湖泊沉积体系,主体发育滨/浅湖亚相;杜瓦组下段储层主要为辫状河三角洲前缘水下分流河道砂体,单层砂体厚度为0.89~4.20 m,砂地比为50.72 %,是一套分布相对广泛的区域储层,与杜瓦组上段厚层泥岩构成了优质储-盖组合。③柯克亚周缘地区受多期构造运动影响,自杜瓦组沉积以来主要经历了印支期和喜马拉雅期2期构造变形,其古生界形成叠瓦冲断,杜瓦组在纵向上被夹持于侏罗系煤系烃源岩和二叠系湖相烃源岩之间;柯克亚周缘地区在印支期发育多个背斜和断背斜构造,在喜马拉雅期被挤压作用进一步抬升改造,其中部垒带区在古生代—新生代为油气运移的长期指向区,是油气勘探有利区。④杜瓦组原油族组分的碳同位素组成为-30 ‰ ~-28 ‰,推测原油成熟度为0.7 % ~1.3 %,原油中芳香烃的甲基菲指数为0.76,计算原油成熟度为0.84 %,这表明杜瓦组原油与下伏普斯格组烃源岩成熟度相当,为二叠系烃源岩成熟阶段的产物;杜瓦组油藏具有下生上储的成藏组合。塔西南山前地区二叠系杜瓦组圈闭呈成排成带分布,已发现圈闭4个,面积为85.8 km2,其石油地质资源量约为3 000×104t,天然气地质资源量约为300×108m3,具有良好的勘探前景,有望成为塔里木盆地油气增储上产的重要接替领域。

• 准噶尔盆地南缘逆冲推覆前锋带FT1井油气勘探突破及意义

  甘仁忠, 李静, 李艳平, 胡鑫, 朱卡, 李玲香, 张代燕, 魏凌云

  摘要： 准噶 尔盆地南缘玛纳斯构造带下盘中组合油气勘探首获重大突破,FT1井在白垩系东沟组试油获高产油气流。FT1井的钻试成果揭示:①凝析油有白垩系和侏罗系2套烃源岩的贡献,天然气为侏罗系高成熟烃源岩的贡献,玛纳斯逆冲前锋带位于2套烃源岩的有效供烃范围内;②白垩系东沟组发育规模优质储层,浅水辫状河三角洲砂体在纵向上呈多期叠置,累计厚度近400 m,6 000 m以深储层的平均孔隙度为13.5 %,平均渗透率为22 mD,在玛纳斯构造带下盘具有高产稳产的储层条件;③建立了天 山北麓深层逆冲、浅层滑脱复式叠置构造样式,其中,构造侧翼大型逆掩断裂下盘发育的前锋带原地构造圈闭具有规模大、埋深浅于下组合的特点,其可拓展勘探的潜力较大;④前锋带具备“逆冲通源、逆掩侧挡”的成藏条件,其中,深层逆冲断裂沟通烃源,油气向上输导,逆掩断裂侧向封堵,中—下组合可立体成藏。FT1井的勘探突破使得准噶尔盆地南缘在霍玛吐背斜群的侧翼前锋带发现了中组合的勘探新层系,证实玛纳斯构造带下盘中组合具备千亿立方米天然气资源潜力,打破了近年来重视下组合而轻视中—上组合的勘探现状,为天山北麓深层—超深层油气勘探拓展了勘探层系及领域。准噶尔盆地南缘前锋带中组合的有利勘探方向为玛纳斯、吐谷鲁、霍尔果斯等主体构造的逆掩断裂下盘,初步识别了前锋带同类型目标5个,勘探面积达320 km2,估算天然气资源量达4 000×108m3。

• 陆相湖盆深凹区常规-非常规一体油气有序富集与勘探新领域——以渤海湾盆地黄骅坳陷古近系为例

  蒲秀刚, 韩文中, 夏国朝, 李宏军, 罗群, 魏敬洋, 张伟, 时战楠, 董姜畅

  摘要： 湖盆深凹区展现出常规与非常规油气富集的巨大勘探潜力,但存在成藏机理认识不清、勘探方向待明确等挑战。基于黄骅坳陷深凹区的油气勘探实践,以及1 100 m系统取心和测井/录井综合分析结果揭示,黄骅坳陷深凹区“构造-源岩-储层”多要素耦合控制的全油气系统有序聚集规律为:①烃源岩条件优越(其总有机碳含量为1.6 % ~3.4 %,干酪根以Ⅰ型—Ⅱ1型为主);②沉积相带呈圈层分异(外圈为辫状河三角洲砂岩,中圈为前三角洲砂岩-泥岩互层,内圈为深湖页岩);③成岩作用特殊(异常高压抑制压实作用,有机酸溶蚀增孔效应显著)。研究结果表明,油气的运聚受“源-储耦合配置”与“动力差异驱动”双重控制,形成“外圈常规油气—中圈致密油气—内圈页岩油气”的连续成藏序列。勘探实践证实,歧口深凹沙河街组三段远岸水下扇主水道、常庄深凹孔店组二段辫状河三角洲前缘砂体和深凹区高频纹层页岩相是接续勘探的重点领域。深凹区常规与非常规油气有序分布的模式不仅指导了工区勘探取得重大突破,更为类似湖盆深凹区的油气勘探提供了借鉴。

• 四川盆地中二叠统茅口组一段滑石赋存类型与成因模式

  宋金民, 郭嘉欣, 刘树根, 李智武, 王佳蕊, 杨迪, 叶玥豪, 金鑫, 王俊轲, 邓豪爽, 王斌, 张钊益, 任杉, 罗平

  摘要： 四川盆地中二叠统茅口组一段(茅一段)泥岩-泥质灰岩-灰岩韵律层是近期油气勘探的热点层系,赋存于其中的不同产状的滑石对茅一段沉积格局的恢复和非常规储层的预测具有重要意义。结合野外剖面实测、岩心观察、岩石薄片鉴定、扫描电镜分析、全岩X射线衍射(XRD)矿物分析、主量/微量元素测定、锶同位素与碳/氧同位素测试等手段,对茅一段中滑石的赋存类型进行了系统识别,并探讨了不同产状滑石的成因,建立了不同产状滑石的沉积-成岩演化模式。研究结果表明:茅一段以泥岩、泥质生屑灰岩、含生屑泥晶灰岩、泥晶生屑灰岩和硅质岩为主,发育低能生屑滩沉积微相、滩间洼地沉积微相与静水灰泥沉积微相;滑石发育层状、透镜状、星点状和生屑状4种类型,前3种滑石的形成环境与围岩一致,分别发育在静水灰泥沉积微相、滩间洼地沉积微相和低能生屑滩沉积微相中,为海泡石成岩转化成因,而生屑状滑石具有交代特征,为后期流体交代作用形成。不同产状的滑石能够反映海泡石的原始沉积建造,由此建立了沉积微相主控下不同产状的海泡石—滑石的沉积-成岩转化模式:沉积期—中成岩A1期,中层—厚层状海泡石形成于静水灰泥沉积微相中,薄层状海泡石出现于滩间洼地沉积微相中,而星点状海泡石沉积于低能生屑滩沉积微相中;中成岩A2期后,不同产状的海泡石分别转化为层状、透镜状和星点状的斯蒂文石和无序滑石;中成岩B2期—晚成岩期,继续转化为不同产状的滑石;此外,海泡石在转化过程中释放的富Mg、富Si流体发生交代作用可形成生屑状滑石。

• 上扬子地块下寒武统牛蹄塘组页岩的氮富集机理与富氮页岩气成因

  王东升, 刘飏, 张金川, 刘珠江, 陈斐然, 郎岳, 周东升, 陈世敬, 苏泽昕, 仝忠正

  摘要： 上扬子地块下寒武统牛蹄塘组页岩有机碳含量高、发育厚度大、分布面积广,是页岩气资源潜在的有利层系,但该套页岩中氮气(N2)含量普遍较高,增加了地质勘探的风险。为揭示寒武系牛蹄塘组页岩的N2成因,对牛蹄塘组沉积期的海洋氮循环、无机氮分布及其控制因素和含氮化合物的热解模式开展了分析,并与贫N2的奥陶系五峰组—志留系龙马溪组沉积期页岩进行了对比。海洋氮循环重建表明,牛蹄塘组页岩沉积期,陆架相和斜坡相由于铵同化作用导致沉积水体/孔隙水中铵根(NH4+)累积,尤其在斜坡相,NH4+浓度最高,而在五峰组—龙马溪组页岩沉积期,扬子海的氮循环以固氮作用为主,沉积水体/孔隙水中的NH4+浓度受限。牛蹄塘组页岩中的无机氮元素含量从台地相、陆架相到斜坡相逐渐增高,至盆地相呈断崖式下降,这种空间变化受控于海洋环境中的NH4+浓度和氧化-还原环境。含氮化合物的热解实验分析表明,页岩中的无机氮热解并释放N2主要发生在热演化程度相对较低的阶段,而有机氮热解并释放N2主要发生在热演化程度更高的阶段,两者之间的界限大约在等效镜质体反射率为3.4 % 处。牛蹄塘组页岩中的无机氮元素含量与N2含量的变化在空间上高度吻合,指示页岩中的无机氮热解可能对N2含量的增加发挥了关键作用。研究对开展中国南方地区下寒武统及其他高N2含量目的层系的页岩气勘查研究具有参考作用,对其他相似地区的页岩气勘探开发也具有借鉴意义。

• 鄂尔多斯盆地姬塬地区三叠系延长组9段致密砂岩储层产能测井预测及勘探意义

  张兆辉, 张皎生, 廖建波, 李超, 邹建栋, 张闻亭

  摘要： 鄂尔多斯盆地三叠系延长组9段(长9段)致密砂岩储层具有低孔、低渗、低含油饱和度与强非均质性等特点,其储层分类及产能预测难度较大。利用姬塬地区长9段31个储层段的试油结果以及对应的测井数据响应特征与测井解释结果,分别建立了多个测井属性与产能之间的配置关系。研究结果表明:具有平滑箱型/钟型砂体结构的储层的产能整体较高,且产能随着储层有效厚度、孔隙度以及含油饱和度的增大呈整体上升的趋势;其中,产能与储层物性的相关性高于储层电性,产能与测井数据原始属性的相关性高于间接计算属性。基于此,提出了多种测井属性相融合的致密砂岩储层产能预测方法:首先,利用自然伽马曲线的相对重心和均质度属性,筛选出具有平滑箱型/钟型砂体结构的储层;然后结合储层有效厚度、深侧向电阻率测井和密度测井数据等关键影响因素,构建致密砂岩储层的产能潜力综合评价指标和产能预测模型,并据此建立储层分类标准。利用该方法对姬塬地区长9段10个致密砂岩层段的产能进行了分类和预测检验,结果显示对储层开展分类识别的正确率达90 %,产油量预测的符合率为80 %,由此验证了该方法模型的有效性与实用性。该方法突出了致密砂岩储层的砂体结构、物性和有效厚度等因素对产能的综合影响,有效提高了测井曲线的产能预测能力,对开展致密砂岩储层的分类及产能研究具有较好的参考价值。

• 超深层碳酸盐岩储层油基钻井液阵列感应测井弱信号校正

  李潮流, 徐红军, 李霞, 冯周, 王磊, 王嵩然

  摘要： 超深层碳酸盐岩高阻地层钻探过程采用油基钻井液,井筒高温环境及地层本身极低的电导率常常导致阵列感应测井短源距子阵列原始信号产生大量的负值异常,信噪比低,传统软件聚焦算法输出的阵列感应电阻率曲线饱和平直,不能用于油气评价。以高分辨率阵列感应测井仪(high definition array induction log,HDIL)为例,利用数值模拟手段揭示出,高温下线圈微小位移导致的短源距子阵列屏蔽效果下降以及仪器制造过程针对高温的刻度校正不充分是导致原始信号异常的根本原因。通过分析不同源距的信噪比差异,提出一种新思路:优选长源距高频、高信噪比电导率信号,在井底厚层致密层段针对多频电导率平均值开展理论下限值异常校正,最后对校正后的长源距子阵列信号进行合成处理。该方法显著提高了复杂井筒环境下碳酸盐岩地层的电阻率测量精度,并且得到了多口实测井资料的验证。

• 致密砂岩储层复杂缝网系统三维地质建模方法——以姬塬油田L井区三叠系延长组8段1亚段为例

  吕文雅, 刘艳祥, 曾联波, 安小平, 张昊文, 张皎生, 李超, 陈欢, 李德生

  摘要： 在致密砂岩储层开发后期,由天然裂缝、水力压裂缝和注水诱导裂缝耦合的复杂缝网系统控制了注水开发油藏的渗流特征及开发效果,建立复杂缝网系统的三维地质模型,揭示复杂缝网系统的展布特征对致密油藏提高采收率具有重要意义。以鄂尔多斯盆地姬塬油田L井区延长组8段(长8段)1亚段1小层致密砂岩储层为例,基于岩心、岩石薄片、测井、微地震监测和生产动态等资料,在开展天然裂缝分布规律、水力压裂缝发育特征和注水诱导裂缝展布特征研究的基础上,提出了一种适用于姬塬油田L井区长8段1亚段1小层致密砂岩储层天然裂缝、水力压裂缝和注水诱导裂缝耦合的复杂缝网系统地质建模方法,建立了L井区的复杂缝网系统三维地质模型,且油藏数值模拟结果表明该模型具有较强的可靠性。研究结果表明:①姬塬油田L井区长8段1亚段1小层的天然裂缝以NEE—SWW向和近EW向高角度裂缝为主,裂缝在东南部最发育,在西南部、东北部局部和中部局部地区的发育程度较差;②注水诱导裂缝以近NE—SW向和NW—SE向为主,部分为近EW向,主要分布于L井区中部偏东部、东北部、西北部、南部和东南部;③水力压裂缝的走向主要为48°~71°,平均缝长为204.5 m,平均缝宽为38.5 m,平均缝高为14.7 m;④综合考虑天然裂缝、水力压裂缝与注水诱导裂缝之间的相互作用,将3种裂缝按成因、形成时间等要素进行耦合,建立动态的复杂缝网系统模型,是致密砂岩储层天然裂缝、水力压裂缝与注水诱导裂缝耦合的复杂缝网系统建模亟待攻关的方向。

• 基于泵注压力时频特征的压裂暂堵有效性评价方法

  张家麟, 盛茂, 司丽娟, 张彦军, 李杰, 李川, 田守嶒, 李根生

  摘要： 水平井压裂暂堵有效性评价是提升非常规油气压裂改造均衡性的重要途径之一。目前井下分布式光纤监测是评价暂堵有效性的可靠手段,但由于成本和操作复杂性,很难普及至每口井。为此,建立了基于泵注压力时频特征的压裂裂缝扩展状态及其暂堵有效性的判识方法,即采用连续小波变换对压力秒点数据进行多分辨率分析,提取不同时间与频率下的小波能量,刻画压力信号波动特征,通过小波能量累积变化判识暂堵前后多裂缝扩展状态,实现压裂暂堵有效性评价。研究结果表明:①连续小波变换能够有效放大压力微小波动,成功捕捉到泵注压力在多簇裂缝竞争下波动频繁,直至优势裂缝形成时趋于稳定的物理过程。②Biorthogonal小波基频带划分和主频识别能力强,可作为最优小波基;不同频率下的信号波动强度将发生变化,当压力与排量波动强度的变化趋势出现差异时,对应频率的压力波动能够有效表征多簇裂缝竞争与优势裂缝形成2类裂缝扩展状态的差异性,可作为时频分析频段。③小波能量累积趋势由上升转为平稳是多簇裂缝竞争到优势裂缝形成过程的重要判据,采用移动平均算法提取小波能量累积趋势,结合60 s窗口与变化率25 % 分位阈值能够有效区分趋势变化。④暂堵后是否出现新裂缝可通过多簇裂缝竞争持续时间分类表征。统计表明,分类阈值为暂堵后压裂总时长的前4.94 %,经27段分布式光纤监测数据验证,匹配度达96.30 % 。通过优选优势裂缝形成初期暂堵,可有效提升压裂暂堵有效性。

• 油气钻采工程中的人工智能方法研究进展

  孙宝江, 周梓强, 孙骞

  摘要： 引入智能方法解决钻采过程中参数优化、状态识别等技术中的效率和可靠性等问题是目前的研究热点,并展现了广阔的发展前景。但在油气钻采智能化工程技术的研发过程中,智能优化算法和预测模型尚存在时效性和鲁棒性差、可靠性不足等问题,导致人工智能方法在油气钻采工程中的应用尚不理想。对国内外油气钻采领域内钻完井工程设计与施工参数优化、水力压裂改造效果评价与工艺参数优化、人工举升井故障诊断、油气藏物性和产能预测等方面的人工智能方法及智能化技术的发展现状进行了概述,并对人工智能模型的训练过程对标签数据依赖严重、可解释性不足以及小样本学习能力欠佳、工程适用性与可靠性验证不足,以及智能方法解决优化问题时效性差、多目标优化决策方法灵活性不足等主要问题进行了归纳分析。结合中国石油工业钻采技术研究现状及上述问题提出了油气钻采工程中人工智能方法发展建议:①建立标准化行业共享数据库体系,解决智能模型对比与验证难题;②加强学习范式研究,缓解标签数据依赖问题;③加强智能优化方法研究,提高决策精准性与时效性;④强化物理约束的数据驱动模型研究,增强物理—数据双驱动模型的可靠性;⑤推进样本均衡与增强技术研究,提升少数类识别准确性与模型稳定性;⑥加强多模态数据融合与处理方法研究,提升智能模型预测精度与工程鲁棒性;⑦发挥通用及行业大模型优势,提高油气钻采多场景智能优化决策可解释性与准确性。

• 长水平段水平井岩屑床阻力模型及实验

  陈雨飞, 张辉, 李军, 吴彦先, 席传明, 张浩, 杨钰龙

  摘要： 长水平段水平井作为开发非常规油气资源的重要技术手段越来越受到重视。长水平段中岩屑床堆积严重、分布范围广,极易发生沉砂卡钻事故。为了降低沉砂卡钻风险,亟需揭示岩屑床对钻柱阻力形成的机理,并准确量化岩屑床阻力,传统线接触阻力理论模型适用性有限,依赖经验式的摩阻系数不能满足精细化预测的需要。基于经典库伦摩擦理论,考虑钻柱与岩屑床之间的面接触关系,建立了岩屑床阻力预测新模型,并利用旋转钻柱摩扭装置开展了66组实验,对模型中分布力假设和预测精度进行了验证。实验和模型预测结果表明:面接触阻力理论能够解释岩屑床对钻柱运动产生阻力的原因,传统线接触阻力模型大大低估了岩屑床所产生的阻力;岩屑床摩擦力的变化随岩屑床堆积程度的不同可分为3个阶段,并非简单的线性或指数关系;随着岩屑床与钻柱摩擦系数增大,岩屑床摩擦力增大;当岩屑床顶面高于钻柱中心时,岩屑床密度才对摩擦力产生影响,岩屑床摩擦力随密度增加而增大;正压力的正弦分布假设更加符合实际情况。通过与实验结果对比,最终模型预测值的平均误差率为7.56 %,满足工程需要。

• 储层裂缝测井评价技术

  赖锦, 苏洋, 党文乐, 琚颖淇, 信毅, 陈康军, 张有鹏, 张荣虎, 单祥, 赵仪迪, 王贵文

  摘要： “两深一非一老”(陆上深地、海域深水、非常规油气和老油田剩余油)储层均不同程度地发育裂缝,裂缝可以沟通基质孔隙,提升储层渗透率和油气井产能。系统归纳总结裂缝的测井识别与评价方法具有重要的理论与实践意义。基于国内外文献调研和自身工作实践,开展裂缝发育主控因素调研,梳理了裂缝识别与探测的主要地质与地球物理方法。研究结果表明:①构造应力场、构造样式和岩性组合等是裂缝发育的主控因素;②裂缝发育带导致井径发生变化、声波时差增大、密度降低以及电阻率显著降低;③裂缝发育带在阵列声波测井变密度图像上将呈现“V”字形干涉条纹,成像测井可直观地拾取裂缝面的形态和计算裂缝孔隙度等参数;④不同测井方法的融合,通过构建裂缝表征参数可实现裂缝发育带的半定量判别,人工智能融入可提升识别与探测裂缝的效率;⑤裂缝有效性评价主要侧重裂缝开启性和裂缝延伸性评价,与现今最大水平主应力方向平行且处于弱应力区的裂缝开启性较好;⑥裂缝延伸性可以依托不同探测深度测井资料,实现从井壁到井旁到远井的裂缝发育特征的判别。研究成果可为裂缝的测井识别与有效性评价提供理论指导与技术支持,助力“两深一非一老”油气增储上产。