石油学报杂志

石油学报杂志2025年第9期

• 珠江口盆地深层—超深层惠州19-6亿吨级油田发现及其意义

  徐长贵, 高阳东, 刘军, 彭光荣, 刘培, 刘道理, 李洪博

  摘要： 南海东部油田多年来的累计油气产量当量近4×108t,为中国能源安全和经济建设做出了突出贡献,但历经40余年的勘探开发,其常规层系的油气勘探潜力殆尽,深层已成为储量和产量接替的重大战略领域。针对深层油气勘探面临的成盆、成烃、成储、成藏等关键问题,利用三维地震、钻井、岩心分析化验等资料,从富烃凹陷/洼陷形成机制、有效储层发育机理和油气富集规律等方面对深层—超深层油气的成藏条件开展系统研究,形成了复合陆缘岩浆弧结构控制大型湖盆的形成及演化、富钾流体改造控制高地温碎屑岩的有效储层发育、张扭型断裂体系封堵-运移机制控制油气运聚及富集等新认识,指导了惠州19-6构造的整体评价和集束钻探,在中国海上深层—超深层碎屑岩中发现了亿吨级油田。惠州19-6油田的发现进一步揭示了珠江口盆地深层是未来油气储量和产量增长的重要接替区,也展示了中国近海高地温、强活动型复合陆缘盆地深层的巨大勘探潜力,对相似构造背景下的含油气盆地勘探具有重要借鉴和启示意义。

• 陆相页岩含油性研究现状与一种新的资源潜力分级评价方法

  姜福杰, 张晨曦, 陈迪, 郑晓薇, 张宇琦, 李吉君, 樊晓琦, 郭婷玮, 王晓昊, 胡涛

  摘要： 页岩油目前已成为中国油气资源重要的接替类型,科学客观地开展页岩油资源分级评价可为油气勘探及商业开发提供技术支撑和参考依据。页岩油资源评价的关键是含油性的确定,目前常用的含油性评价方法众多,但由于陆相盆地地质条件差异巨大,评价结果具有不确定性。在对湖相页岩含油性评价的方法、模型进行系统梳理的基础上,讨论了各种含油性评价方法的优缺点,并基于现有研究成果,综合考虑含油量、可动性和地质参数间的动态耦合,提出了页岩油资源分级评价新模型。研究结果表明:①新模型以游离烃含量(S1)、总有机碳(TOC)含量和S1与TOC含量的比值作为分级参数,将资源分为富集资源、中等富集资源、低效资源和无效资源4级;②典型页岩盆地中的S1随TOC含量变化的包络线呈"正态分布"特征,当TOC含量过低和过高时分别由烃源岩质量和储层物性控制着页岩油资源的富集程度;③在准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组和松辽盆地齐家—古龙凹陷白垩系青山口组,各自页岩油富集区的TOC含量上、下限分别为0.4%和2.2%以及1.5%和3.4%,页岩油有利区围绕生烃中心呈"环带状"分布。新模型的优势体现在:①考虑了烃源岩质量、储层物性以及二者在盆地尺度下的耦合关系对页岩油富集的影响;②能够从页岩含油性、可动性2个角度表征页岩油资源的富集程度。该模型的提出改变了含油量随TOC含量增大到一定值时保持恒定的认识误区,为科学评价页岩油资源量提供了依据。

• 四川盆地龙马溪组页岩气自封闭机理及差异

  宋岩, 万成祥

  摘要： 页岩的自封闭性是页岩油气富集成藏的关键因素,然而目前对页岩油气自封闭成藏机制的认识仍不够深入,这严重制约了中国非常规油气地质理论的发展和勘探工作的推进。深入研究典型海相页岩气的自封闭机理及差异,有助于完善非常规油气成藏理论,指导非常规油气勘探开发。以四川盆地龙马溪组页岩为研究对象,综合运用石油地质理论、纳米水膜理论和吸附热力学理论,通过气藏解剖、储层精细表征和理论计算等方法,取得了3方面的研究成果:①明确了四川盆地龙马溪组页岩气自封闭体系的地质特征,揭示了页岩纵向总有机碳(TOC)含量、孔隙结构和流体特征的变化规律及其差异性。这些因素是形成页岩气自封闭体系的重要地质基础。②揭示了页岩气自封闭的微观机理。页岩储层具有致密性和孔隙连通性差的特征,这有利于形成物性自封闭作用。页岩复杂的有机-无机孔隙系统及其气-水分布特征共同构成了毛细管力自封闭作用,该作用受孔隙结构和含水饱和度双重控制。同时,页岩本身具有一定的吸附能力,可形成吸附力自封闭作用,该作用主要与页岩的比表面积和TOC含量相关,在富有机质页岩中表现得尤为显著。③分析了页岩气自封闭作用在纵向上的差异性。上部气藏以毛细管力自封闭作用为主导,物性自封闭作用次之;而下部气藏则呈现出物性自封闭作用、毛细管力自封闭作用和吸附力自封闭作用三者并存的复合特征。研究成果以期为完善非常规油气成藏理论体系和指导勘探开发实践提供借鉴。

• 蜀南地区德阳—长宁裂陷槽及其周缘震旦系灯影组天然气运聚成藏历史正演模拟

  李斌, 姜华, 屈海洲, 隆辉, 耿超, 杜宇, 王瑞

  摘要： 针对蜀南地区德阳—长宁裂陷槽及其周缘震旦系灯影组油气富集规律认识不清的问题,采用成藏正演模拟方法,恢复了灯影组不同储-盖组合含油气系统的动态演化历史。根据灯影组的古地貌与岩相古地理特征,研究区可划分为东台缘台内带、东台缘斜坡带、西台缘带、台内带和裂陷槽带5个构造-沉积相带。裂陷槽-台地的构造格局显著控制了蜀南地区下寒武统烃源岩的热演化过程,生烃时间和生烃潜量呈现裂陷槽带＞台内滩＞台缘带的有序分布特征。侧生邻储型配置更有利于油气高效充注,且圈闭的油气充满度与闭合高度呈正相关关系。地层压力是影响研究区油气充注效率的关键因素,常压环境下油气充满度表现为东台缘带＞西台缘带＞台内带＞裂陷槽带,古地貌对灯影组圈闭的油气充满度的影响强度表现为台缘带＞台内带＞裂陷槽带。流体势模拟揭示,海西期为裂陷槽带原生油气藏形成的关键期,喜马拉雅期为蜀南地区的构造定型期,加里东期的古隆起奠定了蜀南地区不同构造带油气的差异成藏格局。蜀南地区灯影组的油气富集主要受生-储-盖组合类型、充注动力和圈闭类型协同控制,其中,侧生邻储型配置、超压环境与构造圈闭的叠合区为最有利富集区带。研究区的勘探目标应优先考虑相对高压区,重点勘探东台缘带二台阶—三台阶和台内带丘滩体发育区,裂陷槽带的目标优选应靠近陡坡带优势运移通道区。研究认识以期为四川盆地深层油气的动态定量评价提供新思路,也为中国叠合盆地深层—超深层负向构造单元油气富集规律研究提供参考。

• 基于碳同位素分馏、储层物性的页岩气赋存相态分析——以鄂尔多斯盆地山西组2段海陆过渡相页岩为例

  张琴, 刘宇, 邱振, 刘雯, 孔维亮, 庞正炼, 高万里, 蔡光银, 李星涛, 林文姬

  摘要： 中国海陆过渡相页岩气的赋存相态(吸附气、游离气的占比)存在较大争议,制约了海陆过渡相页岩气原位含气量评估与开发方案优化。以鄂尔多斯盆地大宁—吉县区块山西组二段海陆过渡相页岩为例,通过扫描电镜观察以及氮气、二氧化碳吸附实验分析了页岩的孔隙结构特征,并通过甲烷等温吸附实验表征了气体的赋存特征,最后采用保压取心+同位素测定法以及孔隙结构+分子模拟法两种方法对海陆过渡相页岩中所含的吸附气、游离气占比进行了验证。研究发现,海陆过渡相页岩中的有机质组分以镜质组和惰质组为主,页岩在扫描电镜下致密且少有纳米级有机质孔发育,但发育孔径小于2 nm的微孔;微孔对甲烷的吸附能力强,储层中的吸附气赋存在有机质微孔中,而介孔与宏孔主要为无机质所贡献,是游离气的主要赋存场所。在保压取气过程中,页岩气中的甲烷碳同位素呈现出明显的两阶段变化:保压阶段,甲烷的碳同位素值保持稳定,主要反映赋存于介孔、宏孔中的游离气产出;解吸阶段,甲烷的碳同位素值逐渐变重,反映赋存于微孔中的吸附气的产出。根据保压取心+同位素测定法,计算获得页岩样品的吸附气占比为84.5%,游离气占比为15.5%。此外,根据海陆过渡相页岩的孔隙结构数据,采用分子模拟法计算了页岩样品中的吸附气、游离气的理论占比,其结果与保压取心+同位素测定法的计算结果基本一致,分别为85.2%和14.8%。保压取心+同位素测定法以及孔隙结构+分子模拟法的分析结果均揭示了海陆过渡相页岩气中吸附气占比高的特性,这种特性使得相关页岩气井的产能曲线呈现出生产初期产量低、衰减较慢、稳产时间较长的特点。研究结果以期指导海陆过渡相页岩气的勘探开发,分析方法也可用于海相页岩气、深部煤层气中吸附气、游离气占比的计算。

• 超深层储层构造裂缝促溶扩孔增渗效应——以塔里木盆地库车前陆冲断带白垩系砂岩为例

  曾庆鲁, 张荣虎, 张立强, 佘敏, 莫涛, 黄箐璇, 赵继龙

  摘要： 库车前陆冲断带作为塔里木盆地深层天然气最富集的区带,其天然构造裂缝是气藏高产稳产的关键控制因素。裂缝可通过溶蚀扩容作用将相邻孔隙连接成带。然而,对于裂缝参与溶蚀过程的动态特征、缝-孔-喉结构配置对储集空间微观结构的改造机制,以及选择性溶蚀的矿物响应等问题,目前仍缺乏系统深入研究。选取克深气田2组含裂缝岩心样品,采用高温高压热模拟技术,在设置成藏期有机酸流体介质、温压条件及开放流通体系下,结合扫描电镜分析、离子浓度测定和CT扫描等手段,通过同位观测溶蚀前后样品的矿物形态、孔隙结构和物性变化,揭示了裂缝附近孔隙的溶蚀成岩效应。实验结果显示:随着反应时间延长,有机酸的pH值持续降低,溶液中的Ca2+、Mg2+、Na+、K+离子浓度递减,Si4+离子浓度呈先降后升的趋势;扫描电镜显示样品的粒间孔隙在溶蚀后显著扩大,白云石和长石发生差异性溶蚀;溶蚀实验后,2组样品的孔隙度分别提升30%和50%,渗透率增幅分别达18倍和83倍;CT扫描分析证实,裂缝附近的孔隙空间在溶蚀后有显著扩张,2组样品在单位体积内的孔隙总体积分别增加了5.52倍和2.42倍,喉道体积分别增长了6.65倍和3.07倍,孔喉半径明显增大。相较于孔隙度,沿裂缝的溶蚀作用对渗透率的改善更为显著;溶蚀空间的分布受控于裂缝的充填程度、粒间孔隙数量及连通性。研究表明,裂缝的有效性与储层基质物性是决定裂缝-流体耦合溶蚀效果的关键要素,次生孔隙-裂缝储集系统的发育对超深层优质高孔/高渗储层勘探具有重要指导意义。

• 一种多源数据融合的碳酸盐岩高渗带预测方法及其应用

  何文渊, 陈鑫, 夏亚良, 王波, 肖灯意, 唐资昌

  摘要： 高渗透碳酸盐岩储层的精准预测是提升油气田开发效率与采收率的关键。针对碳酸盐岩储层强非均质性导致的高渗带预测难题,特别是中东地区注水开发油田对高渗透储层表征的迫切需求,提出了一种多源数据融合的高渗带预测方法。该方法首先通过岩心、岩石薄片观察与物性测试的有机结合,准确识别储层高渗带;进而基于智能测井相分析技术,实现高渗带岩石类型的精细划分,并建立可靠的孔隙度—渗透率关系模型。为突破传统方法的精度限制,采用高精度全频地震反演技术精细刻画储层物性分布,结合深度学习方法实现渗透率三维空间展布的智能化预测。通过整合地震小断层预测与生产动态数据,揭示断裂系统对渗透率分布的控制规律,最终实现预测结果的动态校正与优化。在中东地区W油田的实际应用中,该方法将渗透率预测误差从传统方法的15%降低至7%以下,为井网优化与注采方案调整提供了可靠依据,有效提升了开发效果。所建立的预测方法体系为复杂碳酸盐岩储层高效开发提供了创新性解决方案,具有良好的应用前景与推广价值。

• 基于特征点和改进卷积神经网络的压裂水平井裂缝参数高效快速反演

  陈志明, 朱海锋, 赵辉, 董鹏, 廖新维, Yu Wei

  摘要： 压裂水平井能大幅提高低渗及特低渗油气藏的最终采收率,具有重要应用前景,而其裂缝参数反演是压裂评价和产能预测的前提。试井分析方法是裂缝参数反演的重要手段之一,但目前的方法以人工反演为主,其主观性和多解性强,为裂缝参数反演结果带来了极大不确定性。为解决人工反演耗时长、受试井工作者主观因素影响强、不同试井工作者水平差异大等问题,利用特征点法及改进卷积神经网络,基于压裂水平井油藏的半解析解形成一套智能参数反演方法。对压力数据进行归一化处理,先通过训练好的卷积网络反演改造区渗透率、无因次导流能力、裂缝半长及裂缝间距,再通过特征点法得到无因次井筒储集系数及表皮系数,验证结果表明无因次井筒储集系数、表皮系数、改造区渗透率、无因次导流能力、裂缝半长和缝间距的反演值与真实值的相对误差分别为5.00%、6.01%、7.96%、6.10%、4.70%、0.25%,平均相对误差为5.00%,反演曲线与真实曲线符合程度良好,验证了该方法的可靠性。对实际现场的两次压力恢复数据进行智能反演,并与人工反演进行对比,结果显示智能反演的无因次井筒储集系数下降39.37%、表皮系数增加15%、改造区渗透率下降26.53%、无因次导流能力下降19.45%、裂缝半长下降12.82%、有效井长下降30.29%,符合现场实际情况,从而验证了该方法的实用性。

• 庆城页岩油水力压裂试验场岩心裂缝及支撑剂分布特征

  慕立俊, 齐银, 陈文斌, 徐荣利, 拜杰, 涂志勇, 叶凯

  摘要： 目前非常规储层水力压裂存在压裂缝网空间展布形态与裂缝支撑程度不明确的问题,为此长庆油田率先开辟了庆城页岩油水力压裂试验场(HFTS)项目。对取心流程进行了分析,并根据各类裂缝缝面特征,建立了裂缝性质判识标准,主要分为层理缝、构造缝、人工压裂裂缝、诱导裂缝等。提供了两种识别支撑剂的途径:一是岩屑录井阶段对岩屑中的支撑剂识别;二是岩心观察期间识别裂缝壁面的支撑剂。HFTS共取心661 m,发现裂缝767条,其中人工裂缝326条,岩心壁面的染色支撑剂薄层或嵌痕数量为27条,录井岩屑中支撑剂普遍存在。从裂缝空间展布方面看,水力裂缝半长可达220 m,裂缝高度可达66.6 m,同时在距离压裂井175 m处以及缝高方向49.3 m的范围内的取心井人工裂缝中观察到支撑剂,但整体上铺置浓度较低。裂缝主要呈条带状平行状、集群式分布,裂缝复杂程度不高,对储层覆盖程度不足。

• 应力加载下水侵裂缝性页岩的应力敏感性特征

  许莹莹, 端祥刚, 胡志明, 熊伟, 常进

  摘要： 页岩压裂液侵入会影响渗透率应力敏感性大小,最终影响页岩气井产气量。但关于水侵页岩应力敏感性的影响机理及表征尚无成熟的理论评价方法。鉴于此,建立了压裂液侵入对不同流动区域的页岩应力敏感性影响的物理模拟实验和理论表征方法,明确了页岩应力敏感性关于有效应力以及水侵程度的关联。研究结果表明,页岩初始应力敏感性系数与水侵程度呈线性正相关,而应力敏感性系数和有效应力呈线性负相关。当裂缝含水饱和度为0.90时,初始应力敏感性系数可线性增长约1倍,应力敏感性系数在高应力55 MPa作用下可线性降低17.86%,其渗透率损失5个数量级。另外,初始应力敏感性系数关于含水饱和度的变化率、应力敏感性关于有效应力的变化率与黏土矿物含量、黏土矿物吸水性能存在线性关系。

• 岩石可钻性指数测试及分级方法验证

  石祥超, 陈帅

  摘要： 岩石可钻性评价是钻井提速工具和参数优选的重要依据,科学合理地评价岩石可钻性对钻井工程至关重要。岩石可钻性测试及分级方法需不断改进以适应钻井技术的不断发展,同时需要反复验证其科学性。为此,尽可能多选用覆盖不同强度和岩性的岩样进行实验,并对照国外SJ可钻性测试及分级方法,讨论岩石可钻性指数测试和分级方法的合理性、可重复性、普适性。研究结果表明:①改进的PDC微钻头结构采用钻压1.0 kN,较好地解决了硬地层打滑现象,改进的牙轮微钻头结构使用转速90 r/min,较好地解决了牙轮齿不能自由旋转以及牙轮齿磨损过快的问题;②对于硬地层岩石,PDC和牙轮微钻头可钻性测试方法较SJ可钻性测试方法可重复性更好;③改进的PDC和牙轮可钻性测试方法能显著地降低无效测试结果的比例,更适应当前钻井技术的进步;④可钻性分级方法能够更易区分岩石的难钻程度,同时又为钻遇更坚硬岩石及考虑井底压力下的可钻性评价留足了空间。

• 基于差分进化算法的超深井静态地层温度随钻反演方法

  姚学喆, 宋先知, 许争鸣, 周蒙蒙, 段世明, 崔悦琪, 王浩博

  摘要： 静态地层温度是揭示油气运移机理、估算油气储量和计算井筒温度分布的重要基础数据。超深井储层温度高,由于井下仪器耐温能力有限和钻井时循环与停泵交替进行,导致直接测井法难以准确获取静态地层温度;而经验公式法由于需要在固定井深处的不同停泵时间下测量多个温度数据,导致其无法广泛应用。提出了一种基于差分进化算法的超深井静态地层温度随钻反演方法。考虑岩石热物性、钻井液流型和流道结构的影响,构建了地层—井筒瞬态传热模型,采用有限差分算法进行离散求解,最后结合实测井底循环温度数据,利用差分进化算法对超深井的地温梯度和静态地层温度进行反演求解。采用真实的超深井数据,对所建立的地层—井筒瞬态传热模型和静态地层温度反演模型进行验证。研究结果表明,地层—井筒瞬态传热模型预测的井底循环温度的平均相对误差为1.00%,静态地层温度反演模型的平均相对误差为1.44%。

• 页岩孔隙度、含油率评价方法现状与研究进展

  王民, 赵信斌, 唐育龙, 李明, 李进步

  摘要： 页岩油储层的孔隙度和含油率是储量评价和甜点选区的关键参数。系统梳理了页岩孔隙度、含油率评价方法的现状与研究进展,从方法的基本原理、样品条件、实验关键参数和影响因素等方面进行分析,对不同方法的评价结果开展了对比分析,提出了页岩油储层孔隙度、含油率评价面临的主要问题和研究方向。研究结果表明:气测法和液测法是孔隙度评价常用方法,前者受样品预处理方式与测试参数影响较大,后者受饱和流体性质影响较大,两者均受洗油溶剂和洗油时长影响;核磁共振法评价页岩油储层孔隙度时可以避免气测法和液测法存在的问题,具有无需洗油、样品无损、快速且准确度高的优势;岩石热解法是页岩含油率的常用评价方法,但受样品存放条件和仪器条件影响,烃类容易发生挥发损失,因而轻烃损失校正图版是利用该方法开展有效性评价的关键。核磁共振同样是页岩含油率评价的较好方法,其核心是建立含氢流体的核磁信号识别图版和确立流体核磁共振信号与流体质量的转换关系。另外,对地层原位条件的模拟是页岩油储层孔隙度、含油率评价的重要研究方向。