石油学报杂志

石油学报杂志2025年第4期

• 四川盆地川中地区龙女寺茅口组白云岩气田勘探发现及其意义

  谢继容, 罗冰, 张玺华, 张本健, 陈聪, 冉崎, 赵容容, 彭瀚霖, 李天军, 陈康, 赖强, 何青林, 李文正, 袁海锋, 胡广

  摘要： 2023年,四川盆地中部地区龙女寺区块茅口组二段(茅二段)勘探获得重大突破,向自然资源部提交探明储量超过460×108m3,是四川盆地茅口组60年勘探历程中发现的首个大型气藏。截至2024年,中国石油天然气股份有限公司在川中地区茅口组探明天然气地质储量超过1 500×108m3,茅口组成为四川盆地增储上产重要新领域。主要取得以下认识:①创新提出了川中古隆起对茅二段沉积早期的古地貌分异具有显著控制作用,古隆起边缘发育的坡折带是高能滩体发育的有利区,龙女寺—合川—南充地区的滩体厚度大,是勘探的有利突破口。②川中地区龙女寺区块的高能滩相遭受了早期暴露溶蚀及浅埋藏等多期白云岩化作用,可形成茅二段优质白云岩储层,为规模成藏提供储集空间条件。研究区内的茅二段下亚段发育裂缝-孔隙型优质储层,储层厚度为5~30 m,岩心孔隙度为2%~8%,渗透率为0.01~1.00 mD。③多源接力供烃、早期成储成圈是川中地区龙女寺区块茅口组规模成藏的主要机理。寒武系筇竹寺组、志留系龙马溪组和二叠系茅口组一段优质烃源岩先后成熟且持续供烃,这为龙女寺区块的茅口组气藏提供了从中三叠世至晚垩世的4期持续油气充注。高能滩相储层早期成储,且滩体外有致密灰岩封堵,由此形成早期岩性圈闭,有利于规模成藏。④龙女寺—合川—南充一带是茅二段下亚段勘探最有利区,川西地区雅安—都江堰一带、川北地区盐亭区块、蜀南地区泸州区块具有相似的沉积背景和有利成藏条件,是下一步勘探的潜在有利区。

• 准噶尔盆地南缘超深层碎屑岩天然气成藏条件及勘探关键技术

  毛新军, 甘仁忠, 钱海涛, 赵长永, 柯贤贵, 付连明, 庞志超, 徐永华, 徐小龙, 何文军, 宋志华

  摘要： 准噶尔盆地南缘油气资源丰富,地质结构呈多层叠置,构造样式复杂多变,是准噶尔盆地内石油地质条件最复杂、勘探历程最曲折的区带。近年来,随着盆地南缘前陆超深层碎屑岩油气勘探的地质理论认识提升,地震、钻井技术进步,以及勘探战略方向转移,在盆地南缘中段发现了超深层碎屑岩大气区。勘探实践与研究表明:①盆地南缘发育古近系、白垩系、侏罗系、三叠系和二叠系5套烃源岩,其中,二叠系和侏罗系为主要烃源岩层,已进入规模生气阶段,具备形成大—中型气田的充足物质基础;②下组合的白垩系—侏罗系发育5套规模储层(分别为白垩系清水河组,侏罗系喀拉扎组、头屯河组、三工河组和八道湾组),孔隙型与多尺度裂缝型储层相互叠置,形成了大跨度裂隙系统,为天然气的高产提供了良好的储集空间;③白垩系吐谷鲁群的区域性泥岩形成了超高压的“厚被子”盖层,其天然气保存条件好,是天然气成藏的关键;④盆地南缘发育成排成带的大规模背斜构造圈闭群,根据构造叠加样式可划分为3排构造(逆冲推覆带、滑脱褶皱带和前缘斜坡带)7大构造带(掩伏构造带、东湾构造带、乌昌转换带、霍玛吐构造带、独安构造带、呼图壁构造带和芳草湖构造带),明确了东湾构造带、呼图壁构造带、乌昌转换带和掩伏构造带为天然气保存条件最优的背斜构造。准噶尔盆地南缘在勘探中形成了山前超深层“双复杂”构造(复杂地表和复杂地下构造)高精度地震采集、全深度建模及偏移成像、圈闭精细描述等技术序列,以及山前超深层超高压超高温碎屑岩储层精细评价、优快钻完井及安全测试等关键配套技术。盆地南缘中段天然气勘探的突破有效推动了准噶尔盆地超深层碎屑岩天然气的勘探开发进程,丰富了陆相超深层碎屑岩的油气地质理论。

• 松辽盆地北部中央隆起带岩浆岩潜山优质储层特征及控制因素

  赵波, 尹淑敏, 李忠权, 孙国昕, 刘筝, 李晶

  摘要： 中央隆起带岩浆岩潜山气藏是松辽盆地北部深层天然气风险勘探的重要领域之一,但其优质储层特征及控制因素尚不清晰,严重制约了气藏的勘探进程。利用钻井、测井、地震资料以及分析化验数据详细分析了中央隆起带岩浆岩潜山的储层特征及优质储层的控制因素。研究结果表明:中央隆起带岩浆岩潜山在垂向上分为风化堆积层、风化淋滤层、裂缝层和岩浆岩致密层;储层属于低孔、超低渗储层;储层的储集空间类型为粒间溶蚀孔、粒内溶蚀孔、石英原生晶间孔以及构造裂缝和微裂缝,与微裂缝沟通的微米—纳米级孔隙可为天然气的聚集提供储集空间;裂缝走向主要为NNW向、NNE向、NE向和NW向,裂缝倾角以中—高角度为主;花岗岩和碎裂花岗岩储层的物性相对较好、其裂缝发育、裂缝开启程度好,是中央隆起带岩浆岩潜山成储的优势岩性;多期构造叠加作用、风化淋滤作用和有机酸溶蚀作用,以及构造高部位等因素,控制了松辽盆地北部中央隆起带岩浆岩潜山优质储层的发育。研究为推进岩浆岩潜山的天然气勘探开发提供了依据。

• 渤海湾盆地沾化凹陷古近系沙河街组二段滩坝沉积规律、主控因素及油气勘探潜力

  邵长印, 宋璠, 邱隆伟, 张世奇, 孔庆圆

  摘要： 渤海湾盆地沾化凹陷沙河街组二段(沙二段)历经60余年的勘探,已形成“广覆含油、多点突破”的勘探局面。目前,由于沙二段发育于断陷向坳陷转化阶段(断—坳转换期),在复杂盆地结构影响下,滩坝的沉积特征、主控因素和勘探潜力仍不够明确。基于钻井、测井和取心等地质资料,对沾化凹陷沙二段滩坝的沉积特征、沉积相展布规律、主控因素和勘探潜力开展了研究。研究结果表明:①沾化凹陷沙二段发育砂岩滩坝、碳酸盐岩滩坝和混积滩坝3种沉积相类型。纵向上,由沙二段4砂组至1砂组,砂岩滩坝、碳酸盐岩滩坝和混积滩坝的规模逐渐增大;横向上,砂岩滩坝分布于湖岸线附近,碳酸盐岩滩坝分布于渤南洼陷的鼻状构造带附近,混积滩坝分布于渤南洼陷的鼻状构造带及其两翼。②滩坝受风场、物源和盆地结构控制。由风场决定的湖盆水动力区控制了滩坝的类型、走向和分布位置,其中,砂岩滩坝发育于水动力最强的破浪带,碳酸盐岩滩坝和混积滩坝发育于水体能量较强的碎浪带;物源控制了滩坝的发育程度和类型,其中,物源充足区发育规模较大的砂岩滩坝,而物源匮乏区则发育碳酸盐岩滩坝和混积滩坝;断—坳转换期产生的独特盆地结构控制了滩坝的类型和分布位置,并在构造高部位发育砂岩滩坝、碳酸盐岩滩坝和混积滩坝。③沾化凹陷沙二段储层整体具有高孔、低渗的特征,砂体单层厚度为2~6 m的储层是勘探开发的有利目标,共识别出28个有利砂体,预测有利勘探面积为300.24 km2。研究成果以期为同类地质背景的油气勘探提供理论依据。

• 鄂尔多斯盆地庆城页岩油开发动态规律及稳产技术

  樊建明, 张超, 常睿, 何右安, 冯立勇, 任奕霖, 曹鹏, 关云

  摘要： 基于鄂尔多斯盆地页岩油水平井体积开发实践,采用室内研究和矿场生产数据分析相结合的方法,系统总结了页岩油水平井整体的递减规律和不同类型储层单井预计最终可采储量的差异,不同开发阶段的含水、含盐、压力、气油比、水平井段间出液变化规律。在此基础上,形成了“合理焖井促平衡、初期控排防出砂、稳压生产保能量”的生产制度和“冲砂、清蜡、清垢、控气、防偏磨”的治理技术及配套工艺。页岩油水平井在一次补能开发条件下,Ⅰ类、Ⅱ1类储层平均单井预计最终可采储量分别为3.0×104t以上和约2.4×104t,实现了规模效益开发。同时,针对中、后期页岩油水平井单井产量低和进一步提高页岩油采收率的需求,在前期矿场实施效果分析的基础上,结合油藏数值模拟研究,提出了老区水平井重复压裂造新缝的方式来提高单井预计最终可采储量和采收率,预测可提高采收率5%以上。

• 川东南地区龙马溪组页岩现今地应力场扰动因素及其开发地质意义

  何建华, 熊亮, 王濡岳, 徐碧兰, 李瑞雪, 曹峰, 邓虎成, 徐浩, 李勇, 李丹, 尹帅

  摘要： 川东南地区深层页岩现今地应力场的大小、方向及结构等变量的分布规律不清,严重制约了页岩气的勘探开发部署、实施及生产效果。以川东南地区重点区块内的龙马溪组为研究对象,综合利用岩心分析以及来自钻井的多源多维地应力响应资料,采用地质力学分析与数值模拟方法,查明了引起地应力场扰动的关键地质作用,揭示了地应力扰动的力学机制与变化规律并明确其对页岩气富集高产的影响。研究结果表明:川东南地区按现今地应力方位的分布可划分为5个区域,总体的应力机制以走滑状态为主,但盆缘复杂区的应力机制由浅至深发生了由逆断层应力机制转换为走滑应力机制或正断层应力机制的变化;褶皱和断裂是引起川东南地区地应力场发生偏转的关键外部因素,以龙马溪组一段(龙一段)1小层—2小层的中和面为界,褶皱中和面之上的地应力方位顺着褶皱轴向发生偏转,偏转角度受控于岩层力学性质和变形强度,而在中和面之下,地应力方位和大小的变化则呈现相反规律;越靠近断裂,地应力方位沿着断层走向偏转,地应力规模变小且两向应力差变大;孔隙压力的变化主要影响最小水平主应力的大小,造成的方向偏转角度最高可达35°;纵向上,受岩性扰动影响,五峰组—龙一段3小层1亚小层富硅质页岩岩相的应力值低,作为应力薄弱层,其压裂效果最好。综合分析认为,在褶皱区中和面之下、向斜区或四级以下的NE向断裂附近,裂缝的封闭性好,含气量较高,此外,平面上拉张应力扰动区的应力值低,两向应力差小,易于形成高缝高的复杂缝网,产量高,是页岩气勘探开发的有利区。研究成果以期为深层复杂构造区页岩储层的地应力场准确评价和甜点区优选提供重要借鉴和指导。

• 基于离散裂缝模型的特低渗-致密油藏多相多组分渗流数值模拟方法

  曹豹, 糜利栋, 谢坤, 卢祥国, 闻国峰, 田福春

  摘要： 特低渗-致密油藏采用大规模压裂和注水/化学剂增能的开发模式给数值模拟技术带来了新的挑战。通过离散裂缝模型表征复杂裂缝网络,考虑储层应力敏感和非线性渗流特征,耦合表面活性剂和盐的吸附、扩散效应以及二者作用下毛细管压力、相渗曲线和渗透压变化等机理,建立多相多组分渗流数学模型。通过自适应网格剖分方法实现裂缝显式表征,采用有限体积方法进行求解,“直井注—压裂水平井采”测试模型的模拟结果与商业软件计算结果一致,建立的基于离散裂缝模型的多相多组分渗流模型实现了复杂裂缝网络影响下特低渗-致密油藏开发模拟。研究结果表明,当基质和裂缝应力敏感较强时,储层压力的大幅降低将导致油井产能显著下降。特低渗-致密油藏开发应考虑储层非线性渗流特征,以准确评估开发动用范围和油井产能。通过添加表面活性剂适当降低油水界面张力,可提高增能渗吸效果。低矿化度引起的渗透压作用可在一定程度上提高增能渗吸效果,但增油效果有限。

• 考虑纳米束缚效应与孔—缝组合方式的页岩油藏表观渗透率模型

  王付勇, 岳慧, 朱维耀

  摘要： 中国陆相页岩油藏黏土矿物丰富且纹层发育显著,储层岩性复杂多样,原油赋存空间呈现有机孔、无机孔与层理缝等多种形态,并具有多尺度分布特征。因此,准确表征页岩油藏渗流规律并精确预测其表观渗透率十分困难。基于纳米尺度束缚效应以及不同流动边界条件,分别推导了有机孔、无机孔和微裂缝中的流速方程;同时,考虑孔—缝分布特征与排列组合方式,构建了适用于裂缝性陆相页岩油藏的综合表观渗透率预测模型。以济阳坳陷页岩油藏为例,系统阐明了孔—缝组合方式、总有机碳(TOC)含量、纳米束缚效应以及裂缝分布特征对页岩油藏表观渗透率的影响。研究结果表明,陆相页岩油藏低速非线性渗流特征主要受液—固界面滑移效应与吸附边界层效应制约,其中有机孔的滑移效应有助于提高渗流速度,而无机孔的吸附边界层效应则起到抑制作用。孔—缝排列方式对表观渗透率具有显著影响,尤其在串联排列中表现出明显的非线性特征,表明TOC含量对渗流特性影响显著。此外,在低压力梯度条件下,无机孔和微裂缝等大孔隙是主要流动通道,且微裂缝的表观渗透率随裂缝密度的增加呈现非线性增长趋势,裂缝开度的增大则显著提升其渗透率,尤以层状页岩油藏中的表现最为突出。

• 井筒降温技术研究现状及未来展望

  李美春, 丁扬, 孙金声, 吕开河, 黄贤斌, 王建华, 张洁, 杨丽霞

  摘要： 随着油气资源勘探的深入,中、浅层油气藏储量逐渐减少,深层油气开发已成为中国能源接替的重要方向。但深层钻井面临着高温甚至超高温环境,易导致钻井液、钻具及随钻测井设备失效,严重制约作业安全与效率。为应对高温带来的多重问题,井筒降温技术逐渐成为深层钻井技术研发的热点。井筒降温技术是通过降低井筒温度、改善钻井液性能、保障设备稳定性从而延长使用寿命。通过介绍井筒降温领域的最新研究进展,涵盖钻井液冷却技术、井筒隔热技术和钻杆隔热技术,系统分析了其工作原理、适用场景、降温效果及作用机制。同时,对各技术存在的挑战与发展方向进行了深入探讨,旨在为深层钻井的安全高效作业提供技术参考,助力深层油气资源的可持续开发。

• 油页岩无水、近/超临界水热解细观结构演变及宏观力学响应

  康志勤, 武致辉, 王磊, 杨栋, 赵静, 韩贺旭, 赵阳升

  摘要： 对流加热技术是油页岩地下原位干馏技术中关键可行的技术之一。以水蒸汽作为载热流体的方式已被证明在技术流程和经济性方面具有显著优势,深部高地应力环境会使低压高温蒸汽转变为近/超临界水状态。通过无水传导加热、近/超临界水加热热解油页岩的实验,结合显微CT扫描技术、三轴渗透测试以及单轴压缩力学试验对比研究了不同热解环境下油页岩细观孔隙裂隙结构演化过程以及宏观渗透、力学变化规律,阐释了由不同环境热解引发的油页岩宏细观特性差异机制。研究结果表明,近/超临界水热解条件下油页岩的孔隙度、裂隙发育程度远高于无水热解条件,其中,孔隙度相差近10倍,无水热解、近/超临界水热解环境下裂隙最大宽度分别由约30 μm增加至约150 μm,近/超临界水热解后矿物的变化显著影响了油页岩的细观结构,形成的伊/蒙混层之间具有大量的微米—纳米级孔隙。不同地应力及孔隙压力条件下,无水热解的渗透率均低于0.04 mD,而近/超临界水环境的渗透率达到了0.1~0.7 mD,两者相差20~50倍。超临界水具备更强的渗透性、传热性、溶解性和携带性,油页岩在超临界水热解环境中不仅会形成大量的平行层理方向裂隙,同时会产生沟通层理方向的层间交叉裂隙,表现为细观结构更复杂及渗流通道更通畅。近/超临界水环境下油页岩的抗压强度显著小于同温度无水环境,近/超临界水的参与明显加快了有机质的分解,使得油页岩能在更低温度情况下出现离层。研究结果为深部油页岩等富有机质岩的对流加热开采提供了理论前提。

• 中国海相油气成藏理论新进展与万米深层超大型油气区预测

  朱光有, 姜华, 黄士鹏, 马德波, 张明, 陈玮岩, 管树巍, 范俊佳, 曾富英

  摘要： 海相碳酸盐岩是中国陆上油气勘探的重要组成部分,近年来取得了一系列勘探突破,为保障中国能源安全发挥了重要作用。结合近期中国三大克拉通盆地油气勘探成效,系统梳理了中国海相油气成藏理论、勘探技术与油气发现等最新进展。①中国三大克拉通的海相油气勘探成效显著:塔里木盆地富满地区、顺北地区发现两个地质储量达10亿吨级超深层断控型特大油气田,四川盆地川中古隆起北斜坡区发现万亿立方米级大气区,鄂尔多斯盆地在奥陶系盐下马家沟组五段6亚段—马家沟组四段白云岩中发现了多个勘探新区带。②在储层预测与成储过程示踪方面取得了一系列重要进展:Mg同位素示踪白云石化过程的研究推动了白云岩成因机理的发展;通过分析深部断溶体等多类碳酸盐岩储集空间特征及保持机制,明确了碳酸盐岩洞穴储层勘探深度的下限远远超过可钻深度;断溶体刻画、礁滩体表征、储层透明与定容表征等技术进步推动了高效勘探的进程,显著提高了钻井成功率。③成藏过程与流体示踪方面进展显著:轻烃、同位素、生物标志化合物等分析技术的创新,提升了油—气—源对比的有效性;多种成藏定年技术取得的重要进展有效指导了成藏有利区的确定;油气藏演化与重建技术的不断发展推动了中国复杂构造背景下海相碳酸盐岩的成藏过程分析由定性向定量转变。④系统分析中国海相碳酸盐岩油气成藏的富集规律与主控要素,明确了中国海相油气藏具有面积分布大、油气柱幅度大、高产井受烃源岩与规模储层联合控制、走滑断裂控制富集区、油气藏寿命超长的鲜明特征。⑤中国海相盆地万米深层资源潜力巨大,潜在发育5个万亿立方米级大气区和1个10亿吨级大油田区。中国海相油气成藏理论的发展丰富了特色小克拉通盆地的油气成藏理论,推动了石油地质理论的不断进步,并在中国万米深层油气勘探实践中发挥着重要作用。