石油学报杂志

石油学报杂志2025年第7期

• 全油气系统理论研究进展

  贾承造, 姜林, 赵文

  摘要： 全油气系统理论自提出以来受到了石油工业界和学术界的广泛关注,是当前石油天然气地质学的前沿研究领域。全油气系统理论不仅涵盖了传统油气系统概念,还扩展到非常规油气的地质规律与资源开发,是含油气系统理论的发展。对全油气系统理论的基本原理进行了阐释,并总结了全油气系统理论在发展过程中的研究进展,包括:①准噶尔盆地二叠系全油气系统的研究进展与勘探实践；②常规油气—非常规油气序列分布规律中的差异富集现象与“源-储耦合”控制下的成藏富集机理；③全油气系统中的油气运移形式；④发育多套烃源岩的沉积盆地的全油气系统分析；⑤基于全油气系统理论的新一代盆地模拟技术及成因法油气资源评价方法的研发。

• 全油气系统理论指导下的北疆地区油气勘探实践

  支东明, 何文军, 秦志军, 甘仁忠, 郑孟林, 尤新才, 钱海涛, 赵龙

  摘要： 全油气系统理论突破了传统的勘探理论框架,以“源-储耦合、有序聚集”为核心内涵,有效指导了中国北疆地区常规与非常规油气的协同勘探实践。北疆地区发育侏罗系、二叠系、石炭系—泥盆系3套富有机质烃源岩,总资源量达250×108t油当量。在全油气系统理论指导下,准噶尔盆地、吐哈盆地和三塘湖盆地实现了多层系立体勘探重大突破:准噶尔盆地相继发现玛湖凹陷风城组页岩油、吉木萨尔凹陷致密油-页岩油等亿吨级储量区;准噶尔盆地石钱滩凹陷石炭系海相残留地层、吐哈盆地台北凹陷侏罗系煤系以及三塘湖盆地条湖凹陷—马朗凹陷二叠系的勘探成果系统揭示了多类型油气藏的有序分布规律,成功实现了常规与非常规油气藏的协同开发。研究表明,北疆地区的油气成藏具有明显的空间分带特征,呈现源内页岩油气、斜坡区差异饱和度致密油气、盆地边缘常规油气的完整分布序列。其成藏机制涵盖浮力驱动、自封闭作用以及源-储压差等多重动力系统,充分体现了全油气系统的动态演化特征。未来的研究需聚焦源内非常规油气资源开发,突破纳米级储层改造关键技术,深化“成烃—成储—成藏”全过程的动态机理研究,构建完善的全油气系统综合评价技术体系。北疆地区的勘探实践不仅验证了全油气系统理论的科学性与实用性,更为复杂含油气盆地勘探提供了创新范式,对保障国家能源安全具有战略意义。

• 准噶尔盆地玛湖凹陷全油气系统源-储配置与油气聚集时空耦合

  毛新军, 刘寅, 王国臻, 晏奇, 赵长永, 朱卡, 李梦瑶, 徐进军, 曹剑

  摘要： 准噶尔盆地玛湖凹陷发育典型全油气系统,常规与非常规油气藏有序分布,对石油地质学理论发展具有重要研究意义。基于玛湖凹陷全油气系统成藏要素系统分析,总结了油气富集规律:碱湖烃源岩类型特殊全过程持续生烃、储层类型丰富全粒序发育、输导体系立体分布高效输导、油气藏类型丰富多样有序聚集等。源-储配置与时空耦合是形成全油气系统的核心要素。二叠纪末期以来,风城组烃源岩持续深埋并多期生/排烃,为油气成藏提供了充足的资源基础;砂砾岩至白云质粉砂岩、泥页岩的全粒序储层发育控制了常规—非常规油气藏的规律分布。玛湖凹陷全油气系统具有连续-有序充注特征,表现为远源常规油气藏早期成藏、源内非常规页岩油气藏晚期成藏的时序特征。研究揭示了全油气系统全过程成藏机制,明确了源内非常规油气是深层勘探的重要领域,对完善全油气系统理论及指导勘探实践具有重要价值。

• 准噶尔盆地西部风城组烃源岩全过程生气模式与天然气成藏特征

  唐勇, 刘海磊, 丁修建, 王学勇, 苏静, 崔振雨, 刘龙松, 李宗浩, 陈绍蓉

  摘要： 准噶尔盆地风城组烃源岩作为主要的生油源岩,针对其生气过程的研究相对薄弱,制约了天然气的高效勘探。为了进一步厘清准噶尔盆地西部风城组烃源岩的全过程生气模式与天然气成藏特征,基于生烃模拟实验,结合烃源岩的地球化学特征、生烃演化过程和烃类包裹体观测,综合分析了研究区风城组在不同成熟阶段烃源岩的产物特征。研究结果表明：①根据风城组烃源岩生气过程中气油比的差异,可将准噶尔盆地西部风城组烃源岩的生气过程划分为生物气、未成熟—低成熟油伴生气、黑油伴生气、轻质油伴生气、凝析油气、湿气和干气共7个生气阶段,并由此建立了风城组烃源岩的全过程生气模式；②明确了风城组烃源岩全过程生气地球化学特征,即随着烃源岩的成熟度逐渐增大,风城组烃源岩所生成天然气的碳同位素和部分轻烃参数整体上呈现逐渐递增的规律性演化,乙烷碳同位素从-38 ‰逐渐增加到-28 ‰,石蜡指数逐渐增加到6以上；③准噶尔盆地西部轻质油伴生气、凝析气、湿气和干气的充注强度均较大,源内和源外天然气勘探均存在巨大潜力。研究成果可进一步丰富准噶尔盆地全油气系统地质理论并推动盆地天然气高效勘探。

• 准噶尔盆地盆1井西凹陷湾探1井风城组油气勘探突破及意义

  尤新才, 张天环, 朱永才, 江梦雅, 刘龙松, 潘进, 王江涛, 苏东旭, 陈海龙

  摘要： 准噶尔盆地盆1井西凹陷二叠系风城组是盆地天然气勘探的重点层系之一,前期的源边勘探偶有突破,但规模不大。2023年,在莫索湾凸起带部署的湾探1井(WT1井)获得高产工业气流,证实了风城组的勘探潜力,同时为寻找规模天然气接替新领域提供了依据,具有重要的理论及实践意义。为进一步扩大盆1井西凹陷的天然气勘探成果,基于高精度地震资料与多井钻探成果,开展了天然气成藏要素与成藏机制研究。研究结果表明：①盆1井西凹陷风城组源边凸起区发育风城组三段(风三段),储层岩性为砂砾岩,而源内斜坡区发育风城组二段(风二段)和风城组一段(风一段),其中,风二段以泥岩为主,为主力烃源岩层,风一段的储层为低位域砂岩及白云质砂岩；②盆1井西凹陷源内斜坡区风城组发育退积型辫状河三角洲沉积储层,发育超覆背景下的源边地层-岩性常规气藏和源内连续型致密砂岩气藏。盆1井西凹陷已将勘探战场延伸至源内斜坡区,锁定有利勘探区面积超过3 000 km2,天然气资源潜力超过4 000×108m3,有望成为准噶尔盆地天然气勘探开发的主战场之一。

• 准噶尔盆地玛湖凹陷北斜坡带风城组沉积特征及古环境演化

  冯允献, 唐勇, 秦志军, 杨森, 周圆全, 阿布力米提·依明, 王维, 白雨

  摘要： 玛湖凹陷二叠系风城组是准噶尔盆地的主力生油层系,其在早二叠世为典型的碱化湖泊环境。选取玛北斜坡带X203井作为主要研究对象,通过岩心、岩石薄片观察来识别风城组内部的岩相填充与组合模式,划分了沉积体系域,并结合地球化学分析结果恢复了沉积古环境,建立了风城组的沉积演化模式,分析了烃源岩的发育机理。研究结果表明:风城组包括1.5个三级旋回,其中,湖侵体系域(TST)由下至上依次发育三角洲前缘亚相、浅湖亚相、半深湖亚相沉积,最大湖泛面(MFS)发育深湖亚相水平纹层泥岩,湖退体系域(RST)的水体变浅,由半深湖亚相过渡至滨/浅湖亚相。结合热演化、氧化还原、盐度、气候以及生产力等地球化学指标分析认为,风城组沉积的湖水环境演化分为P1、P2、P3共3个阶段。P1阶段为湖侵初期,风城组沉积水体的盐度较低,之后受水解反应影响,湖水逐渐咸化;P2阶段,风城组沉积水体为弱还原环境,同时由于持续的水解作用和干燥的气候条件,湖水的盐度在此阶段最高并在湖盆形成碱矿沉积;P3阶段对应风城组水体的相对湖平面持续下降,但气候变化导致淡水注入量增加,使得湖水的盐度下降并呈氧化环境。整体而言,风城组在P2阶段的咸化、低能水体促进了嗜盐微生物发育,为优质烃源岩的形成提供了物质基础;其次,P2阶段较深水体的还原环境使得有机质得以有效保存,是风城组烃源岩形成的必要条件。

• 准噶尔盆地玛湖凹陷风城组常规与非常规储层的孔喉结构和流体可动孔喉下限

  何文军, 王国臻, 陈方文, 任海姣, 高岗, 邹阳, 韩杨, 刘新龙, 余兴

  摘要： 储层孔喉结构和流体可动孔喉半径下限的确定是油气勘探领域的关键问题。基于铸体薄片、低温氮气吸附、高压压汞、核磁共振横向弛豫时间(T2)谱、接触角和油水两相界面张力等实验分析结果,揭示了准噶尔盆地玛湖凹陷下二叠统风城组常规—非常规各类岩性储层的孔喉结构和流体可动孔喉半径下限。研究结果表明：①玛湖凹陷风城组各类岩性储层样品的喉道、孔隙半径的主要分布范围和峰值范围均随着沉积物颗粒粒径的减小而有序地向小尺寸偏移,喉道、孔隙半径由多峰分布向单峰过渡,孔隙的连通性逐渐变差。2风城组储层样品的累积流体可动体积与孔体积的比值随着孔喉半径的增加依次呈现出低值平稳段、上升段和高值平稳段的阶状组合;当储层样品的喉道、孔隙半径呈多峰分布时,具有多个平稳段、上升段和平稳段阶状组合,指示具有大孔缝-小孔或者微裂缝-小孔组合的孔隙结构特征;流体可动孔喉半径下限和流体明显可动孔喉半径均随沉积物颗粒粒径的减小而减小。3力学平衡分析揭示,风城组储层中原油的驱动压力随孔喉半径的减小而呈现出缓慢增加、较快增加和快速增加共3个阶段,原油可动孔喉半径下限随着储层颗粒粒径的减小而减小,随温度升高而减小。研究成果对玛湖凹陷风城组常规和非常规油气资源的可动用潜力评价具有重要指导作用。

• 准噶尔盆地玛湖凹陷风城组烃源岩地球化学特征与形成环境

  郭旭光, 王贵文, 龚德瑜, 杨帆, 杨威

  摘要： 玛湖凹陷是准噶尔盆地重要的生烃凹陷,发育下二叠统风城组等优质烃源岩,已发现的原油主要来自风城组。为了指导下一步勘探实践,在前人研究的基础上,应用大量有机地球化学和无机地球化学分析化验资料,开展了风城组烃源岩生烃潜力、沉积环境和有机质富集等方面的分析。研究结果表明：①玛湖凹陷风城组烃源岩主要由Ⅱ1—Ⅱ2型干酪根构成,以生油为主,总体属于中等—极好烃源岩。风城组二段和风城组三段烃源岩的有机质类型和丰度要好于风城组一段。烃源岩的成熟度主要处于生油窗内。2风城组主力烃源岩沉积期,气候炎热干旱、水体相对较深,水动力条件较弱,为高盐、强还原环境,耐盐的藻类和细菌大量发育。受研究区内火山作用影响,富含基性火成岩的风化产物。3炎热干旱的气候条件为风城组高盐碱湖的形成提供了宏观背景,耐盐生物大量繁殖,火山灰携带的大量营养物进一步促进了生物的勃发。盐度导致水体分层,加之古水深较大,形成了高pH值、低Eh值的强还原环境,促进了有机质的保存。研究成果对提升玛湖凹陷风城组烃源岩的成因机理认识和指导页岩油勘探有重要借鉴意义。

• 陆相页岩油微观赋存特征与自封闭机理——以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组为例

  刘金, 曹剑, 王剑, 费李莹, 魏超, 仰云峰, 汤文浩, 肖佃师, 钱永新

  摘要： 陆相页岩储层非均质性强,页岩油微观赋存特征复杂、自封闭机理不明,限制了页岩油富集理论认识。以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组为例,基于场发射扫描电镜、二维核磁共振、激光扫描共聚焦显微镜、低温N2吸附实验、索氏分步抽提-傅里叶变换红外光谱等分析手段,对页岩油赋存特征与自封闭机理进行了研究。结果表明：①页岩油具有“洋葱皮”状赋存模型,即在大孔(孔径≥2 μm)内有轻质组分和孤立状孔隙水赋存于孔隙中心,而重质组分则以薄膜状赋存于孔隙表面,在小孔(孔径＜2 μm)内充填重质组分；②页岩油甜点储层的含油孔径下限为油分子级,可达2~3 nm；③陆相页岩储层内的流体微观赋存模式受生烃超压微运移-油水竞争性吸附置换-多期油气连续充注以及流体与孔隙的相互耦合共同控制,页岩油自封闭作用包括孔隙界面吸附自封闭和孔隙结构-流体赋存相互耦合自封闭。陆相页岩油的衰竭式开采在可动用孔隙尺度及流体组分上具有梯次性和阶段性特点。

• 准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油相态模拟与物性预测

  谢安, 龚德瑜, 王旭阳, 胡钦红, 赵龙, 李娜, 刘相龙, 杨升宇, 朱涛

  摘要： 作为中国咸水湖相页岩油的典型代表,准噶尔盆地吉木萨尔凹陷中二叠统芦草沟组页岩油经过十余年勘探开发已实现重大突破。然而,目前针对该地区页岩油在储层温压条件下的相态模拟和物性参数预测研究仍显不足,导致实验热模拟结果难以有效指导实际生产开发。应用微型密闭玻璃管热模拟系统,结合多种有机地球化学分析技术,对芦草沟组不同沉积亚相页岩开展了系统的生烃动力学与热模拟实验研究。基于实验数据,创新性地应用相态动力学(PhaseKinetics)模型揭示了页岩油在不同成熟度阶段的相态演化规律及物性变化特征。研究结果表明:(1)芦草沟组页岩主要生成高蜡型-石蜡基油,其生油高峰在镜质体反射率(Ro)约为1.36%时出现;(2)在储层温压条件下,芦草沟组页岩油在现阶段的热演化程度(Ro为0.5%~1.2%)呈现典型的纯油藏特征,其气油比极低;(3)压力—体积—温度(PVT)模拟结果与现场生产数据对比表明,储层条件下的页岩油密度预测值与实测值高度吻合,揭示了吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油的原油密度具有“东西部低、中部高”的平面分布格局。该研究成果不仅从理论上阐明了咸水湖相页岩油的相态演化规律,为吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油的精细勘探提供了科学依据,同时也建立了一套适用于储层温压条件的页岩油相态-物性预测方法,为同类致密油藏的开发评价提供了可借鉴的技术范例。

• 三塘湖盆地芦草沟组烃源岩特征、全油气系统油藏类型及成藏模式

  于淼, 高岗, 梁辉, 马强, 李雅南, 张伟, 樊柯廷, 杨易卓, 康积伦, 徐雄飞, 何昌松

  摘要： 三塘湖盆地的勘探开发实践证实,以火山灰-湖相碳酸盐为主要沉积背景的芦草沟组咸化湖相烃源岩,对条湖凹陷、马朗凹陷的古生代与中生代油藏具有重要贡献。基于地球化学、地震及生产测试资料等,对芦草沟组烃源岩的供烃能力进行了综合评价,并系统研究了与之相关的油藏及其富集模式。研究结果表明:芦草沟组烃源岩的母质以蓝细菌和绿藻为主,两种典型烃源岩母质呈差异富集,即火山喷发期的烃源岩母质以蓝细菌为主、火山活动间歇期的烃源岩母质以绿藻为主,而火山喷发-间歇过渡期或火山微弱活动期的烃源岩母质的组成为二者的混合,此外,两种烃源岩母质均具有较强的生烃能力,且各自的大量生烃阶段存在差异,为全油气系统的持续供烃提供了必要的条件;全油气系统的储层类型多样,主要包括马朗凹陷洼陷区和斜坡区以及条湖凹陷洼陷区芦草沟组二段(芦二段)细粒储层、马朗凹陷南缘芦二段粗碎屑储层、条湖凹陷南缘芦草沟组一段(芦一段)块状凝灰岩储层、条湖凹陷—马朗凹陷条湖组二段(条二段)凝灰岩储层、条湖凹陷卡拉岗组火山岩储层、条湖凹陷—马朗凹陷西山窑组砂岩储层等;以芦二段烃源岩为核心,卡拉岗组、芦一段、芦二段、条湖组、西山窑组各段的油藏在垂向上呈有序叠置,依次发育火山岩油藏、致密油藏、源-储一体型页岩油藏、断裂垂向调整型致密油藏和常规油藏;通过系统分析、梳理与芦草沟组烃源岩相关油藏的特征及分布规律,明确了其常规—非常规油藏有序共生的立体富集模式。研究成果对于完善陆相湖盆全油气系统理论具有重要意义。

• 地震勘探技术在全油气系统地质理论实践中的应用——以准噶尔盆地勘探开发实践为例

  于宝利, 冯许魁, 钟厚财, 林煜, 王学勇, 王贵重, 王俊怀, 陈鹏, 邓勇, 王晓辉, 武小宁

  摘要： 全油气系统地质理论的提出大力提升了油气成藏理论认识,助推中国多个盆地取得一系列重大勘探突破。为进一步发展和完善全油气系统地质理论,指导国内外油气勘探开发工作,以准噶尔盆地的勘探开发为例,从分析全油气系统对地震勘探技术提出的新挑战入手,详细阐述了地震勘探技术的研究进展,预测了地震勘探技术的发展趋势。研究结果表明：①全油气系统地质理论对地震勘探技术提出了3方面的挑战,即实现超高炮道密度采集与海量数据处理,面向多样性的目标对象与多尺度数据耦合的问题,以及提升更高的地震分辨率与预测精度；②在准噶尔盆地勘探实践过程中形成了4项重要进展,即地震资料采集技术实现了由常规三维向“两宽一高”(即宽频带、宽方位角、高密度)采集技术的“节点化、智能化及高效化”跨越式发展,地震资料处理技术实现了高分辨率、高保真、高精度处理技术的深化,基于地震采集和处理新技术实现了盆地级高精度地震数据平台的搭建,以及基于离散元数值模拟技术、地震相智能刻画技术、多属性走滑断裂融合解释技术、地质+工程“双甜点”储层预测技术和地震地质—工程一体化等解释技术的进步为全油气系统中的“构造体系、沉积体系、输导体系、聚集体系和工程支撑体系”研究提供了新方法；③明确了全油气系统地震勘探技术的3个发展趋势,即以超高密度与多波多分量为核心的地震采集技术,智能化、高性能计算和高分辨率成像协同发展的地震资料处理技术,以及智能化、定量化、动态化的地震解释技术。

• 玛湖凹陷南缘风城组致密砂岩微观结构及流体动用特征

  胡水清, 李庆, 黄文彪, 覃建华, 阎逸群, 张景, 巴忠臣, 秦军, 张宗斌, 何辉, 胡亚斐, 汪莉彬

  摘要： 为了揭示玛湖凹陷南缘二叠系风城组二段长石岩屑砂岩与白云质砂岩的微观结构及流体动用特征,采用高压压汞、大视域扫描电镜、核磁共振及弹性能排油联测实验,对18块岩样开展孔喉结构定量表征与不同含油饱和度下的流体动用效率研究。研究结果表明:两类岩性的孔隙结构差异显著;白云质砂岩以粒内溶孔为主(孔径为0.02~20.00 μm),喉道尺寸普遍小于0.01 μm,压汞曲线呈“上凸型”,进汞饱和度平均为79%;长石岩屑砂岩以粒间孔为主(孔径为0.1~50.0 μm),喉道集中在0.01~0.10 μm,压汞曲线多为“弱平台型”,进汞饱和度平均为89%。储层微观特征通过制约渗流阻力影响动用效率,动用效率与孔喉尺寸、分选系数呈正相关,与孔喉比呈负相关,宏观上随物性参数K//φ增大呈对数增长。由于油、水的弹性差异,流体总弹性能随含油饱和度增加而升高,导致排油效率呈“油升水降”的趋势,当So=25%时,原油动用效率低于1%,水动用效率升至15%,据此厘定So=25%为原油动用下限。基于可动油孔隙度模型,对19口井25个射孔层段的评价显示,可动油孔隙度与采油强度呈显著正相关,厘定可动油孔隙度0.25%为油层下限、0.40%为地质甜点下限。现场应用表明,依据模型部署的MHHW37520水平井投产首年产量稳产在30 t/d,证实该研究可为致密油藏甜点优选及产能评估提供指导。

• 低渗透砾岩油藏CO2驱孔隙和剩余油动用机理及驱替效率

  陈超, 张晶晨, 董海海, 向娟, 张文, 王晓光

  摘要： 为了研究低渗透砾岩油藏CO2驱动用规律及动用下限,以新疆油田M井区下克拉玛依组低渗透砾岩油藏为例,结合核磁共振、高压压汞实验,开展分流河道砾岩、分流间湾砂质细砾岩储层CO2驱分阶段孔隙动用规律研究;基于多孔介质分形理论,推导出用于计算CO2驱动用孔隙度和含油饱和度下限的公式。研究结果表明,相比CO2近混相驱,CO2混相驱能够动用分流河道砾岩储层中更多的亚微米孔和中孔,孔隙度动用下限从6.8%降低至5.2%,含油饱和度下限从27.8%降低至19.4%;CO2混相驱能够动用分流间湾砂质细砾岩储层中更多的中孔和纳米孔,孔隙度动用下限从4.8%降低至3.2%,含油饱和度下限从36.9%降低至25.1%。试验区补层井措施后增油量为3.0 t/d,有效验证了模型计算结果的可靠性。研究成果可以为新疆油田低渗透砾岩油藏后续CO2混相驱工业化开发提供有效指导。