石油学报杂志

石油学报杂志2025年第3期

• 三门峡盆地豫峡地1井油气勘探突破及意义

  张交东, 刘旭锋, 白忠凯, 何发岐, 王丹丹, 曾秋楠, 赵洪波, 王玉芳

  摘要： 三门峡盆地为华北陆块南缘豫西隆起上的中生界—新生界断陷盆地,以往的勘探没有发现油气和有效烃源岩。近年来,公益性油气调查在盆地南缘落实了古近系烃源岩并取得了一些油气成藏新认识。为查验盆地的含油气性,优选函谷关构造带,实施钻探了豫峡地1井。该井揭示古近系小安组油层的孔隙度为13.43%~20.60%,渗透率为35.1~215.5 mD。小安组下部油层组钻杆地层测试结果显示,间喷24 h条件下的井口产油量为17.52 m3(不含水)。采用分层试油,机抽求产,小安组上部、中部和下部油层组的稳定产油量分别为4.79 m3/d、6.79 m3/d和15.83 m3/d (不含水),表明函谷关构造带发育中—高温、含蜡、中孔中渗、不含水、中—浅层、常压、轻质油藏。综合研究表明,豫峡地1井的油源可能为小安组下段和坡底组上段烃源岩,柳林河组及上覆地层中的泥岩为区域性盖层,正断裂是油气的主要输导体系。三门峡盆地发育4套可能的生-储-盖组合,推断其油气具有“短距运聚、多类型聚集、晚期成藏”的特点,主要成藏期在喜马拉雅期。三门峡盆地的油气突破预示着一个新的含油气盆地诞生,将唤起业内对中—小型盆地油气资源的新关注,对久攻未克的南华北盆地和渭河盆地等中—小型盆地的油气勘查具有借鉴和指导意义。

• 乍得Bongor盆地西部地区下组合油气勘探发现及意义

  何文渊, 贾瀛, 杜业波, 王鑫, 庞文珠, 王利, 王林, 张新顺, 刘慧

  摘要： 乍得Bongor盆地西部地区下组合(P组+M组)经历多年油气勘探,一直未获得突破。2024年,中国石油天然气集团有限公司在深入研究盆地西部地区的油气成藏规律后,部署并实施D-2井,在西部地区下组合中钻遇油层,试油产量超过200 t/d,从而明确了Bongor盆地西部地区的油气勘探潜力。为更好地总结这一发现并进一步指导Bongor盆地西部地区的油气勘探,基于区域地质背景和油气勘探历程,对Bongor盆地西部地区的构造演化、地层、沉积以及生-储-盖组合特征等开展了系统分析,明确了研究区的油气成藏模式和下一步的勘探部署思路。研究结果认为:①Bongor盆地的下组合发育于断陷期,深坳带发育厚层湖相泥岩和近源三角洲砂体,岩性组合较为有利。②P组+M组湖相厚层泥岩的总有机碳含量高、有机质类型好且已进入生油窗,在作为优质烃源岩的同时也是良好的区域盖层。③P组三角洲砂体因后期的构造反转被抬升、剥蚀,虽埋深较大但仍具有一定的孔隙度,可作为较好的储层,而P组之下的潜山经历长期的构造破碎和风化剥蚀,可与P组砂岩共同形成潜山-砂岩复合体。④Bongor盆地经历了多期构造反转,断层发育,油气沿断层运移,上、下组合及潜山均可成藏。⑤针对Bongor盆地西部地区下组合的油藏特征,可采用立体勘探部署策略,浅层和深层兼顾、构造圈闭和非构造圈闭兼探,以实现新层系和新领域的勘探突破。⑥基底顶面之上披覆的石英砂岩推测为一套比P组更古老的地层,在Bongor盆地西部地区广泛发育,具有较好的油气成藏条件。D-2井的油气勘探突破证实了Bongor盆地西部地区的资源潜力,开拓了Bongor盆地新的勘探层系,其立体勘探部署策略对海外风险勘探具有指导意义。

• 准噶尔盆地南缘中部超深层凝析油成因与油源

  宋永, 庞志超, 李静, 陈建平, 王绪龙, 孙永革, 倪云燕

  摘要： 准噶尔盆地南缘中部地区呼西背斜呼探1井和东湾背斜天湾1井在7 300~8 100 m深度段下白垩统—上侏罗统获得了高产油气流,超深层油气勘探获得重大突破,展现了准噶尔盆地南缘冲断带超深层下组合良好的油气勘探前景。这些油气藏的油气来源及成因成为认识超深层下组合油气成藏规律、控制因素和油气资源潜力的关键。基于呼西背斜和东湾背斜超深层凝析油物理化学和地球化学特征的精细分析,探讨了凝析油的来源与成因。研究结果表明,呼探1井和天湾1井的凝析油密度低、黏度小、含蜡量和凝固点低,低碳数烷烃、环烷烃和芳香烃含量较高,中—高碳数正构烷烃含量也较丰富,属于低密度、低蜡、低凝轻质油。这些凝析油具有轻的碳同位素组成,全油的δ13C为-30.7 ‰~-28.6 ‰,nC9—nC30正构烷烃分子的碳同位素组成轻,尤其是nC15—nC30分子的碳同位素组成特别轻,相应的δ13C为-29 ‰~-33 ‰。类异戊二烯烷烃丰度较高,显示姥鲛烷(Pr)和植烷(Ph)含量均势或Ph含量占优势,Pr/Ph为0.69~1.27。生物标志物组成中,C27、C28、C29规则甾烷和重排甾烷含量丰富,C30甲基甾烷含量较丰富,ααα-20R构型的C27、C28、C29甾烷呈“V”型分布,C29甾烷的异构化成熟度参数20S/(20S＋20R)和ββ/(αα＋ββ)分别大于0.45和0.60,三环萜烷含量丰富且呈以C21三环萜烷最高的近正态分布,18α(H)-三降藿烷(Ts)、C29Ts、C29重排藿烷和C30重排藿烷含量非常丰富,伽马蜡烷含量高且明显含有异构体,指示凝析油由半咸水—咸水湖相富黏土矿物沉积环境下的有机质所生成。总体上,准噶尔盆地南缘中部地区超深层呼探1井和天湾1井凝析油的地球化学特征与该地区霍尔果斯背斜等中—浅层油气藏的原油/凝析油非常相似,油源为下白垩统清水河组湖相烃源岩,凝析油为前期油藏遭受后期天然气气侵/气洗改造作用而形成。

• 基于全油气系统理论评价深部煤层气的方法原理和研究实例

  丁蓉, 庞雄奇, 贾承造, 邓泽, 田文广, 宋岩, 王雷, 鲍李银, 徐帜, 崔新璇, 赵振丞, 李才俊, 肖惠译, 施砍园, 胡涛, 庞宏, 陈君青

  摘要： 近年来,中国深部煤层气勘探取得重大突破,展示出全新的发展前景。由于深部煤层气地质条件复杂、开发难度大,目前的基础理论研究还不能完全阐述其富集成藏机制以及发展前景等深层问题。国内外煤层气勘探开发的研究进展表明,深部煤层气的富集和成藏条件较之浅层煤层气更为优越,但其深化研究面临着一系列挑战,包括深部煤层气的成因类型多且成因关系不明、成藏机制和主控因素不清、富集模式与成藏临界条件的判别标准尚未建立、高产甜点预测评价难度大以及鄂尔多斯盆地东部深部煤层气的勘探经验难以完全套用到其他地区。为解决这些难题,引入全油气系统理论和动力场成藏模式来阐述含油气盆地内常规与非常规煤成气藏之间的差异性、关联性及其联合共生规律,试图为煤层气高产富集区的预测评价提供新的理论与方法指导。中国主要含油气盆地煤层气资源的初步研究结果表明:在煤层全油气系统演化过程中,自由动力场有利于煤层气以吸附态富集成藏,局限动力场有利于煤层气以游离态富集成藏;在自由动力场中煤层吸附气含量随着埋深增大而增加,但在达到峰值后逐渐减小,而游离气含量开始增加;进入局限动力场后,煤层中的游离气含量随埋深继续增加,并在达到峰值后逐渐减少直到趋于消失;纵向上,自由动力场下部以及局限动力场上部(其有机质成熟度介于0.50%~2.75%)是煤层气多相态富集高产的最有利区域,其在中国东部高热流盆地、中部中热流盆地和西部低热流盆地分别对应的埋深范围为1 000~3 600 m、1 500~7 500 m和3 000~8 500 m,预计这些有利领域内的煤炭总量约为80 596×108t,煤层气原地资源量和可采资源量分别为115.91×1012m3和56.5×1012m3,发展前景广阔。

• 涪陵页岩气区不同构造变形背景下页岩孔隙结构特征的差异

  杨洋, 张晓明, 石万忠, 屈洋, 冯芊, 余曹

  摘要： 构造变形会对页岩孔隙结构造成显著影响。以涪陵页岩气田稳定区JY-C井、弱变形区JY-D井和强变形区JY-B井的五峰组—龙马溪组页岩为研究对象,选取矿物组成、有机地球化学特征和成岩作用相近的样品,结合低温气体吸附实验、扫描电镜观察、图像处理等手段,研究构造变形与页岩孔隙结构的关系。研究结果表明:①构造变形会促进页岩储层中粒内孔和微裂缝的发育,并在一定程度上造成粒间孔变小但粒间孔类型增加。②构造变形会造成宏孔体积及宏孔占比增加、介孔体积及介孔占比减小,且随着构造作用越强,孔体积的变化幅度越大;弱构造变形会造成微孔体积及微孔占比增加,而强构造变形会造成微孔体积及微孔占比减小;弱构造变形对微孔比表面积及比表面积占比的影响不大,而强构造变形会造成微孔比表面积减小,但对微孔比表面积的占比影响不大。③构造变形会造成有机孔形变,导致有机孔圆度、面密度和面孔率减小,且构造变形强度越大,其减幅越大;小孔径有机孔相较于大孔径有机孔的抗形变能力更强,形变程度相对更小。

• 超细径X射线密度测井仪的源距优化与密度反演

  范继林, 金亚, 李敏, 张琼, 杨籽钰, 王荣谱, 惠党涛

  摘要： 随着油气勘探的不断深入,新一代可控源X射线密度测井仪器的优化设计和测量方法研究备受关注。以现有的超细径伽马射线密度测井仪为例,将伽马射线源替换为X射线源并进行仪器的重新设计,研究的重点内容包括:①模拟不同能量X射线的产生机理;②综合考虑探测效率、密度测量灵敏度、探测深度等因素,研究X射线密度测井仪的最佳源距;③采用多变量正反演方法进行X射线密度测量,并与伽马射线密度测井仪的结果进行对比。研究结果表明,通过将近探测器和远探测器的源距分别调整为110 mm和290 mm,X射线密度测井仪的性能可以与伽马射线密度测井仪相当甚至超过伽马射线密度测井仪。与伽马射线密度测井仪相比,X射线密度测井仪具有更高的地层灵敏度、垂直分辨率和地层密度测量准确度。此外,在重泥饼条件下,X射线密度测井仪将光电截面吸收指数的测量准确度提升了0.15 b/e。研究成果为X射线密度测井仪的前瞻性设计和地层密度的准确测量提供了一定的技术支持。

• 通用嵌入式离散裂缝模型热-流-固耦合大规模并行数值模拟技术

  姚军, 王通, 孙致学, 孙海, 黄朝琴

  摘要： 复杂裂缝系统热-流-固耦合流动广泛存在于非常规和深层油气藏开发过程中,由于裂缝系统热-流-固耦合数值模拟计算量巨大,并行计算技术是实现裂缝系统精细数值模拟的有效方法。对基于通用网格嵌入式离散裂缝模型的热-流-固耦合大规模并行数值模拟技术进行了研究。首先,基于区域分解方法,研发了嵌入式离散裂缝模型大规模并行求解技术,并且提出了在非结构网格中,基质与裂缝两套独立系统的连接关系分解方法。其次,针对多组分热-流-固耦合问题,使用有限体积法实现了组分流动、传热与力学控制方程的统一数值离散,使用顺序隐式牛顿方法对耦合非线性问题进行并行迭代求解。最后,通过与解析模型对比验证了数值方法的准确性,并且将数值模拟器应用于多层页岩气藏立体开发、深层高温裂缝性油藏注水开发数值模拟,并且在不同并行规模下对并行计算性能与可扩展性进行了分析。实现的并行数值模拟技术能够对实际工程中的三维离散裂缝系统进行大规模精细并行数值模拟,并且在不同的并行规模下都取得了良好的并行性能与可扩展性,能够成为裂缝性油气藏开发的有效设计与分析工具。

• 鄂尔多斯盆地特/超低渗透油藏动态裂缝特征及控制因素

  王友净, 宋新民, 孟凡乐, 梁宇馨, 蒋天昊

  摘要： 动态裂缝改变了低渗透油藏的渗流场和压力场,严重影响水驱波及体积。综合利用成像测井、岩心、岩石力学实验、开发生产数据和动态监测等资料,对鄂尔多斯盆地靖安、安塞、西峰、华庆4个典型特/超低渗透油藏动态裂缝特征和控制因素进行了分析。基于成因,动态裂缝可分为超岩层破裂压力型和天然裂缝激活型;根据对油井含水率的影响,可分为单方向和多方向动态裂缝。动态裂缝的演化经历裂缝快速增长一定规模、裂缝固定长度、裂缝增长至最大长度、裂缝收缩4个阶段,其延伸方位主要受现今最大水平主应力方向控制。动态裂缝发育强度受基质渗透率、天然裂缝、岩层脆性指数、开发技术政策等影响。基质渗透率越低,天然裂缝越发育,脆性指数越大,注水开发技术政策较强,越易形成动态裂缝,并且由单方向裂缝向多方向裂缝转化。动态裂缝对油井含水上升规律和剩余油分布影响较大。

• 深水浅层钻井“三合一”高效作业模式

  杨进, 张明贺, 张伟国, 陈彬, 严德, 李磊, 仝刚

  摘要： 中国南海深水钻井水深逐年增加,目前已有3口井作业水深超2 000 m,其中最大水深超过2 600 m。由于水深的增加,导致在深水、尤其是超深水的浅层钻井作业中起下钻具不仅耗时长,而且钻具长时间暴露在深水中也增加了作业安全风险。为减少在深水中的起下钻具次数,提高深水浅部地层作业效率,基于中国南海已钻超40口深水井的区域浅层地质力学参数分析和实践经验,通过井身结构优化设计、钻柱钻具优化、喷射钻头设计和水下井口稳定性分析研究,提出了深水浅部地层“三合一”高效钻井技术,建立了深水浅部地层“三合一”高效钻井作业模式,该技术通过钻井工具和管柱结构创新可以实现一趟钻完成表层导管、表层套管及技术套管井段钻井作业,简化了作业流程,大幅度提高作业效率,实现了海水深钻的目的。该技术在中国南海的白云、流花、荔湾和开平等深水海域进行了10口深水井的钻井实践。应用结果表明,深水浅层“三合一”高效钻井技术相比常规喷射方法能够减少两趟钻具起下钻作业,提高深水浅层钻井作业效率50%以上,减少了钻具在深水中的暴露时间和次数。

• 塔里木盆地“深地一号”超深层超长位移井地质与工程融合实践

  云露, 曹自成, 刘湘华, 任文博, 王龙, 韩俊, 曹飞, 陈菁萍, 陈修平

  摘要： 塔里木盆地中国石油化工股份有限公司“深地一号”工程以超深层走滑断控型油气藏的勘探开发为特色。跃进区块位于沙雅隆起南缘,紧邻顺托果勒低隆北部,发育3条受NE向走滑断裂带控制为主的油气富集带,具有“目的层埋深大(>7 000 m)、断裂带内部储层非均质性强、地表胡杨林保护区覆盖”的特点。自2012年勘探突破后,历经十多年开采仍存在较大规模未动用储量。深化油气成藏与分布规律认识,实现保护区之下超深层油气藏高效动用,是地质与工程融合实践面临的重大挑战。基于对区域断控型油气成藏条件分析,以及井区断裂解析和储集体立体刻画研究,在地质上明确油气藏与未动用储量分布,优选设计靶区;工程上根据超深层超长位移成井难点,采取井眼轨道优化设计与轨迹控制、井眼清洁、大斜度长裸眼井壁稳定、钻井综合提速技术及套管安全下入等工程技术手段,保障跃进3-3XC井顺利完钻并测试获高产油气流,且井(斜)深为9 432.55 m、垂深为7 212.53 m、水平位移为3 439.34 m,成为超深层复杂油气藏地质与工程融合实践的典型案例。

• 油泥热解过程中重金属的迁移转化

  全翠, 高宁博, 索浩杰, 张广涛, 宋庆彬

  摘要： 油泥中含有重金属,在油泥热解过程中,其含有的重金属或迁移到热解气、热解液中,或残留在热解残渣中。为研究含油污泥热解过程中重金属的迁移转化行为,考察了热解温度、停留时间对重金属在固、气、液三相产物中的分配及热解残渣中重金属形态分布的影响。此外,分析了热解残渣中重金属的浸出特性,对其生态风险进行评估。采用改进的3级连续提取BCR法和风险评价指数法对热解残渣中的重金属进行形态分析和风险评估,借助元素分析、X射线荧光光谱、傅里叶红外光谱等表征手段对热解残渣进行分析,将各因素对重金属迁移转化的影响机制进行了研究。研究结果表明:①在含油污泥热解过程中,重金属主要分布在热解残渣中,仅有不足3%的重金属分布在热解液和热解气中。②低温对重金属迁移行为的影响较小,但在700℃时,Cr、Cu和Pb向热解液中的迁移率急剧增加。③热解增加了Cr、Cu和Pb的稳定性,但不利于Ni和Zn的固定。④热解降低了Cr、Ni和Pb的浸出浓度,但激活了Zn的浸出活性,致使Zn从低风险升高至中风险,重金属的固定效果与无机矿物的含量密切相关。

• 鄂尔多斯盆地西南缘洪德油田成藏条件及勘探开发关键技术

  牛小兵, 侯云超, 张晓磊, 薛楠, 赵静, 张文选, 龙盛芳, 刘永涛, 王淑敏

  摘要： 2023年鄂尔多斯盆地西南缘洪德地区在三叠系延长组获得重大油气勘探突破,发现亿吨级洪德油田。为明确洪德地区延长组的地质特征与成藏条件,综合岩心、测井、三维地震以及分析测试资料,系统梳理了该地区的油气成藏要素和成藏模式,总结了勘探开发的关键技术。研究结果显示:洪德地区延长组8段(长8段)主要为辨状河三角洲平原亚相沉积,发育分流河道砂体,储层厚度大、物性好,储层条件优越;洪德地区延长组7段(长7段)烃源岩厚度薄,总有机碳含量平均为1.16%,供烃潜力小;洪德地区长8段的油源主要来自于鄂尔多斯盆地东部靠近湖盆中心的长7段优质烃源岩,石油通过燕山期发育的断裂、裂缝以及优质储集砂体等立体输导体系发生侧向运移,在古构造高部位聚集成藏。平面上,洪德地区西部油藏具有“旁生侧储”的成藏特征,表现为“侧向运聚、断隆控藏、物性控富”的成藏模式,主要发育构造、构造-岩性复合油藏;东部油藏则表现为源-储近邻的大面积岩性油藏。洪德地区在油气勘探开发过程中形成了以深度偏移三维地震处理解释、测井/录井一体化储层流体评价以及“控缝提产”压裂改造等为核心的关键技术,这些技术为新区的油气勘探突破提供了有力支撑。洪德油田的发现证实天环坳陷远离油源的地区仍然具备规模成藏的潜力,鄂尔多斯盆地西缘整体有望进一步落实石油地质储量超2×108t,是拓展源外油气勘探的重点领域。

• 构造抬升对柴达木盆地北缘氦气富集的控制作用

  陶刚, 秦胜飞, 齐雯, 李博, 周飞, 雷涛, 王铎

  摘要： 柴达木盆地北缘(柴北缘)地区发现了东坪气田和马北气田等富氦气田,其氦气成因和来源尽管有初步探讨,但氦气分布特征及富集机理的研究还比较薄弱。基于对柴北缘地区的系统采样及天然气样品组分和同位素测试,结合研究区的基底分布和构造特征等地质背景资料,总结了柴北缘地区富氦气藏的分布特征,深度剖析了富氦气藏与贫氦气藏的地质背景差异。研究结果表明:在柴北缘地区目前的在产气田中,东坪气田、尖北气田和马北气田的氦气平均含量大于0.1%,为富氦气田;牛东气田、昆特依气田和南八仙气田为贫氦气田。柴北缘地区富氦气田具有坐落在古老花岗岩基底之上、分布在深大断裂附近、气藏边底水活跃、经历了喜马拉雅期大幅度构造抬升和气藏的含气丰度较低等特征。构造抬升对柴北缘地区的氦气富集的控制作用表现在:①构造抬升作用形成的断裂系统为氦气的运移提供了高效通道;②构造抬升作用为深部含氦地质流体的向上运移提供了动力;③构造抬升作用为氦气沿古老储层横向运移并不断富集创造了条件。