页岩油藏的成藏条件及中国页岩油藏有利区展布

中国页岩油资源量十分丰富,阐明中国含油气盆地石油地质特征及页岩油藏的成藏条件,对于查明中国页岩油藏的有利分布区具有重要意义。页岩油藏成藏地质条件包括两大方面：大规模分布的成熟度适中的腐泥型、富有机质泥页岩提供了页岩油成藏的物质基础;渗透性相对较好的夹层或裂缝发育的页岩层为有利页岩油储集层。中国各盆地石油地质特征分析表明,古生界、中生界和新生界湖相中厚层富有机质泥页岩层系的页岩油成藏条件较好,为中国页岩油藏的主要有利区,包括准噶尔盆地二叠系、三塘湖盆地二叠系、鄂尔多斯盆地三叠系、四川盆地侏罗系、松辽盆地白垩系、渤海湾盆地古近系、苏北盆地古近系、江汉盆地古近系、南襄盆地古近系。其中鄂尔多斯盆地三叠系延长组与松辽盆地白垩系青山口组页岩油地质条件最佳。     

济阳坳陷页岩油富集主控因素

济阳坳陷页岩油类型包括泥页岩型和夹层型2种类型。在分析泥页岩型和夹层型页岩油特征的基础上,通过数理统计、典型解剖、分析测试技术和生排烃模拟实验,明确了济阳坳陷页岩油富集的主控因素。泥页岩型页岩油富集的主控因素是:泥页岩岩相、异常高压、页岩油的可动性和泥页岩(微)裂缝;富有机质纹层状岩相的异常高压过渡段的页岩油可动性好,裂缝越发育越有利于济阳坳陷页岩油的富集。夹层型页岩油富集的主控因素与常规油藏类似,主要受物性和异常高压控制;夹层的物性越好,异常压力越高越有利于夹层型页岩油的富集。该成果对中国东部陆相断陷盆地页岩油勘探有一定指导作用。     

渤海湾盆地辽河西部凹陷陆相页岩油气富集条件与分布模式

在大量泥页岩样品化验测试的基础上,分析了渤海湾盆地辽河西部凹陷页岩油气富集的条件,探讨了陆相裂谷盆地页岩油气分布特征和分布模式。研究认为,西部凹陷古近系沙四段和沙三段泥页岩累计厚度大、连续性好,有机质以腐泥型为主,发育一定量的腐殖型;有机质丰度高,TOC平均2.67%,热成熟度中等,R_o值0.4%~1.5%;泥页岩孔隙和裂缝较发育,孔隙以粒间孔和溶蚀孔最为发育,裂缝以构造缝和页理缝为主;储集物性好,含油气量高,具备页岩油气富集的基本条件。受沉积相、有机质类型与热成熟度联合控制,西部凹陷以发育页岩油为主,同时局部地区发育页岩气,页岩油气在纵向上和横向上有规律分布。纵向上,沙四段底部到沙三段上部地层依次发育页岩油气—页岩油—页岩气;横向上,断陷沉积中心以页岩油发育为主,盆地斜坡区为页岩油气频繁互层区域。      

苏北盆地阜二段陆相页岩油气勘探潜力分析

苏北盆地古近系为陆相泥页岩沉积,纵向上主要发育阜二段、阜四段两套富有机质泥页岩,其中阜二段泥页岩厚度大,有机质丰度高、类型以Ⅰ-Ⅱ₁型为主,主要处于成熟演化阶段;各类微孔隙、微裂缝发育,形成的网状储集体系为油气的赋存与流动提供了空间,具备形成页岩油气的物质基础和储集条件;无机矿物中脆性矿物含量较高,黏土矿物含量较低,利于页岩油的开采;多口井见到油气显示,部分井试获工业油流,展示苏北盆地页岩油具有较大的勘探潜力。     

江汉盆地潜江凹陷古近系潜江组盐间页岩油资源评价与甜点区预测

中国陆相盆地页岩油资源丰富,页岩油作为国家油气资源接替的新阵地,加强陆相盐湖盆地盐间页岩油资源潜力评价,可为中国东部陆相盆地页岩油勘探提供重要依据.为此,以江汉盆地潜江凹陷古近系潜江组盐间页岩油为例,突出烃源层系页岩油资源潜力评价的有效性与创新性,优选出以TSM盆地模拟法为主,辅以体积法、热解参数法及资源丰度类比法的页...     

洞庭盆地及周边地区页岩油气勘探潜力分析

研究了洞庭盆地澧县凹陷二叠系和沅江凹陷古近系沅江组一段页岩有机质丰度、类型、成熟度等地球化学特征,以及其沉积环境、地质特征和发育规模,探讨了洞庭盆地及周边地区页岩油气的勘探潜力。洞庭盆地及周边地区位于扬子地台变质岩与火成岩刚性稳定基底之上,上覆沉积岩层受构造运动作用变形较弱。二叠系页岩TOC值多大于2%,沅江组一段页岩TOC值一般大于1%;有机质类型为Ⅰ型-Ⅱ1型,以偏腐泥型有机质为主;Ro值主要介于0.99%~1.59%之间,具有较强的生油能力。二叠系与沅江组一段地层厚度大,分布面积广,裂缝性油气显示丰富,微孔隙-微裂缝较为发育,具有较大的页岩油气勘探潜力。     

濮卫次洼沙三段页岩油藏勘探潜力与实践

濮卫次洼具有形成页岩油藏的特殊石油地质条件。沙三段长期处于沉积中心,发育多套厚层盐岩,盐间、盐下泥页岩有机质丰度高,处于以生油为主的阶段;沙三中盐岩覆盖了整个濮卫次洼,页岩中的各种微裂缝及所夹持的粉砂岩条带是主要的储集空间,并且储集层与烃源岩同层,形成封闭的独立成藏系统,油气广泛分布、富集,为页岩油藏的形成奠定了基础。以濮卫次洼盐间、盐下沙三段页岩油为重点探索领域,开展页岩岩电性特征与储集空间类型研究,以普遍见油气显示的厚层页岩段为单元,开展针对页岩油探索的部署试验,结合老井试油,取得初步效果,打开了页岩油藏的勘探局面。     

盐间非砂岩油藏基本石油地质特征及资源潜力

江汉盆地潜江凹陷潜江组盐间非砂岩油藏是鲜见的特殊类型油藏，盐间非砂岩层韵律性强，既是烃源层又是储集层，厚度虽薄但横向分布稳定。盐间烃源层有机碳含量中等，但有机质类型主要为腐泥型，成烃转化率较高，因处于封闭环境，热演化存在迟滞效应，盐间储集层物性差，为中孔低渗-特低渗储集层，储集空间主要为溶孔，其次是裂缝。盐间非砂岩油藏为典型的自生自储式油藏，王场等背斜构造区始终处于油气运称移的指向上，直疃裂缝油藏形成的关键时间为荆河镇组沉积末期以及广华寺组沉积末期，盐间油气资源丰富，开发潜力较大，已成为潜江凹陷油气勘探开发的又一新领域。     

苏北盆地陆相“断块型”页岩油地质特征及勘探实践

中国东部陆相断陷盆地群中-新生代发育多套巨厚的湖相富有机质页岩，蕴含丰厚的页岩油资源，但富有机质页岩普遍受断层切割，形成若干独立断块，与北美连续稳定分布的页岩地层条件存在较大差异，能否获得稳定的商业油流是勘探面临的首要问题。基于苏北盆地高邮凹陷古近系阜（阜宁组）二段页岩岩性、烃源岩品质、储层品质研究与综合评价，研究认为阜二段发育3套厚层有利层，具备“多层楼”立体勘探开发条件；基于阜二段有利层、断层和断块发育地质现状，提出水平井在同一断块内或跨断块、在同一或多个有利层长距离穿行的“断块型”页岩油勘探思路；根据断层断距与有利层厚度之间的配置关系，将“断块型”页岩油划分为“连续稳定”型、“微断层切割”型和“跨断块多甜点”型等3种勘探目标类型。通过勘探实践，证实3种勘探目标类型均可获得稳定的商业油流。研究成果丰富了中国陆相页岩油勘探领域和类型，对陆相断陷盆地页岩油勘探具有重要借鉴意义。     

鄂尔多斯盆地长7段纯泥页岩型页岩油研究中的若干问题与思考

鄂尔多斯盆地延长组7段（长7段）蕴藏着丰富的页岩油资源,其中长7段砂岩夹层型页岩油的勘探开发已经取得了实质性突破,泥页岩型页岩油的勘探开发潜力巨大,是长庆油田未来重要的油气接替资源,但其相关地质基础性研究相对薄弱。在对鄂尔多斯盆地长7段泥页岩特征及页岩油勘探意义、形成古环境恢复、凝灰岩的有机质富集效应和生烃催化作用等相关问题进行阐述与思考的基础上,认为应持续重视纯泥页岩型页岩油等相关地质基础研究,现代湖泊半深湖-深湖相沉积考察研究可为泥页岩形成古环境恢复以及形成机理等研究提供可借鉴的思路和方法;重视凝灰岩对烃源岩生烃催化方面的研究,并开展一系列的凝灰岩中富集元素催化作用的热模拟实验研究,为长7段纯泥页岩型页岩油的勘探开发提供重要的地质基础参数。     

鄂尔多斯盆地南部延长组7段页岩孔隙特征及页岩油赋存方式

鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段(长7段)页岩油勘探潜力巨大,开展页岩储层特征研究对于明确优势储层、指导下一步页岩油勘探部署具有重要意义。基于露头及岩心观察、岩石薄片鉴定、地球化学特征和孔隙度、渗透率等测试资料,系统分析了鄂尔多斯盆地南部长7段页岩的孔隙特征,并探讨了长7段页岩油的赋存方式。盆地南部地区长7段发育隐纹层型、粒序纹层型、波状纹层型、平直纹层型和断续纹层型5类页岩,储集空间类型包括有机储集空间、无机孔隙和裂缝。平直纹层型页岩是最好的页岩油储集岩性,主要发育超压破裂缝、有机质孔和弯曲—平直狭长缝状粒间孔等储集空间,以平行板状宏孔和中孔为主。页岩油储层中孔和宏孔的复杂程度会影响孔隙结构分形维数D₁和孔隙表面分形维数D₂的相对关系,而大量发育的微孔可能会提高孔隙结构的复杂性。结合页岩类型和孔隙特征,认为长7段页岩油具有"自生自储"、"近源聚集"和"短距离聚集"3类富集模式特征,受控于连续沉积的页岩岩相沉积序列,表现为连续成藏—富集。     

下寺湾油田延长组长7段页岩油储层特征及勘探开发新突破

为了对研究区长7段几套烃源岩层系内的油气进行系统科研攻关,结合国内外现状及其地质特征,对烃源岩和页岩油进行了重新定义,将研究区长7段内的石油聚集统称为页岩油,并根据岩性组合等因素将其分为多期叠置砂岩发育型(Ⅰ类)、多期叠置砂夹薄层泥岩(页岩)型(Ⅱ类)、泥岩(页岩)夹薄层砂岩型(Ⅲ类)和纯页岩型(Ⅳ类)4种类型。通过岩心观察、岩石薄片、X射线衍射、扫描电镜观测和物化资料的统计分析,对长7段不同类型页岩油储层特征进行了研究。长7段沉积微相主要有深湖泥沉积、半深湖泥沉积、浊流沉积、砂质碎屑流-浊流沉积和砂质碎屑流沉积;岩石类型主要为砂岩和泥岩两大类型;储层储集空间类型为粒间孔隙、粒内孔隙、有机质孔孔隙和裂缝孔隙并存。通过勘探开发技术攻关,I类页岩油建成了整装规模储量区(DG区),Ⅱ类和Ⅲ类页岩油直井+水平井风险勘探突破出油关(QZ区、CD区和YC区),Ⅳ类页岩油水平井风险勘探区(LLY区)取得阶段性成果,长7段页岩油已成为下寺湾油田稳产上储的重要资源保障。     

纳米油气与源储共生型油气聚集

在对比非常规油气与常规油气类型、地质特征及勘探技术的基础上,提出"纳米油气"的概念,指出"纳米油气"是未来石油工业的发展方向。纳米油气是指用纳米技术研究和开采聚集在纳米级孔喉储集系统中的油气,纳米油气主要分布在烃源岩层及与其大面积紧密接触的近源致密储集层系中,涵盖了页岩油、页岩气、煤层气、致密砂岩油、致密砂岩气、致密灰岩油等,储集层孔喉直径一般为纳米级;油气水在纳米孔喉中渗流能力差,相态分异难,主要依靠超压驱动,油气被滞留吸附,在源储共生致密层系中大面积连续分布。中国含油气盆地发育源储共生型致密层系、碳酸盐岩缝洞层系、火山岩缝洞层系、变质岩裂缝层系等多种类型油气聚集层系,其中源储共生层系油气聚集位于盆地中心或斜坡部位,源内或近源层状大面积聚集,是资源分布的主体和未来发展重点领域。以鄂尔多斯盆地和四川盆地源储共生型油气聚集为典型实例,提出连续型油气"两线一区"(即源储共生层系油气聚集顶底界线、油气连续聚集边界线、"甜点"分布核心区)评价方法。图10表9参32     

济阳坳陷页岩油气评价方法——以沾化凹陷罗家地区为例

页岩油气是一种非常规的油气资源,陆相断陷盆地的特点决定了页岩油气勘探的复杂性,没有现成的经验可以借鉴。通过对济阳坳陷罗家地区页岩油气的剖析,初步建立了陆相断陷盆地页岩油气评价方法。通过油气地质条件分析,确定页岩油气有利区,建立目标区高频层序地层格架,明确泥页岩时空分布;根据岩石结构、构造、成分及颜色等进行泥页岩类型细分,建立岩相分类标准,利用测井资料对优质岩相进行标定、追踪和预测;以地球化学分析和生烃模拟为手段,分析有机质丰度、类型、成熟度等参数,确定页岩油气生烃地化参数标准与油气赋存特征;利用岩心观察、薄片鉴定、电镜分析、荧光观察等技术进行页岩储集空间类型、组合及发育特征研究,结合储集物性分析,进行储集性能评价;利用岩心分析、测井解释和试油试采资料,建立饱和度模型,评价可动烃含量,开展含油气性综合判识;分析产能影响因素,结合岩石可压性,预测页岩油气产能和勘探前景。综合岩相、源岩、储集性、含油气性和产能等多因素分析,将罗家地区泥页岩划分为Ⅰ类（高孔高阻类）、Ⅱ类（中孔中阻类）和Ⅲ类（低孔中阻类）3种类型,并部署了渤页平1等3口水平井。     

常规与非常规油气聚集类型、特征、机理及展望——以中国致密油和致密气为例

油气勘探开发领域从常规油气向非常规油气跨越,是石油工业发展的必然趋势,二者在油气类型、地质特征及聚集机理等方面明显不同。常规油气研究的灵魂是成藏,目标是回答圈闭是否有油气;非常规油气研究的灵魂是储层,目标是回答储集有多少油气。非常规油气主要表现在连续分布、无自然工业产量。目前,常规油气面临非常规的问题,非常规需要发展成新的"常规"。伴随技术的进步,非常规可向常规转化。常规油气聚集包括构造油气藏、岩性-地层油气藏,油气以孤立的单体式或较大范围的集群式展布,圈闭界限明显,储集体发育毫米级—微米级孔喉系统,浮力成藏。非常规油气聚集包括致密砂岩油和气、致密碳酸盐岩油和气、页岩油和气等,一般源储共生,大面积连续或准连续分布于盆地斜坡或中心,圈闭界限不明显,页岩系统储集体广泛发育纳米级孔喉,浮力作用受限,油气以原位滞留或短距离运移为主。以中国重点盆地致密油和致密气为例,系统分析了其地质特征与勘探潜力。非常规油气储集空间主体为纳米级孔喉系统,局部发育微米—毫米级孔隙,其中页岩气储层孔径为5～200nm,致密灰岩油储层孔径为40～500nm,致密砂岩油储层孔径为50～900nm,致密砂岩气储层孔径为40～700nm。针对全球石油工业和纳米等技术的快速发展,提出了"纳米油气"的概念,指出"纳米油气"是未来石油工业的发展方向,需要发展纳米油气透视观测镜、纳米油气驱替剂、纳米油气开采机器人等换代技术,油气智能化时代将随之到来。     

陆相页岩油可动用性微观综合评价

选取目前中国重点开发的准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组、鄂尔多斯盆地陇东地区三叠系延长组长73亚段、渤海湾盆地沧东凹陷古近系孔店组孔二段、松辽盆地长岭凹陷白垩系青山口组青一段等4大盆地中高成熟度页岩油作为研究对象,基于储集空间展布多尺度刻画、有效连通性计算、荷电效应可动油评价、改造过程裂缝扩展仿真模拟等技术开发与集成应用,在同一评价技术体系和相同实验测试条件下获取4大盆地页岩油储集层有效性、含油性、原油可动性及可改造性等关键参数,解决常规分析手段分辨率不足、难以定量评价等难题,形成不同类型页岩油资源可动用性评价方法与对比认识。综合实验与对比分析结果显示,国内4大盆地陆相页岩油资源禀赋差异显著,其中准噶尔盆地芦草沟组页岩储集层有效性较好、鄂尔多斯盆地长73亚段可动油占比较高、渤海湾盆地孔二段可改造性最佳,为针对性开发方案与工程技术遴选提供参考和建议。     

我国页岩气资源现状及勘探前景

非常规天然气资源—页岩气是可接替能源。因此,其资源勘探开发备受世界瞩目。目前,美国和加拿大率先进入到页岩气的勘探开发阶段,而中国页岩气的勘探还处于起步阶段。在调研了国内外页岩气研究成果的基础上,分析了页岩气储层的特征以及储层空间类型。页岩本身既是烃源岩又是储层,页岩气主要以吸附和游离状态存在于页岩之中,因此与常规的天然气有很大的区别。中国页岩气广泛分布于海相、陆相盆地,资源丰富,预计资源量约为(15～30)×1012m3,勘探潜力大。但由于我国起步晚,还需要加速对页岩气的勘探开发以缓解中国对油气能源的需求压力。     

鄂尔多斯盆地延长组7段Ⅱ类页岩油风险勘探突破及其意义

2019年长庆油田分公司针对鄂尔多斯盆地延长组73段(长73段)厚层泥页岩夹薄层粉—细砂岩类型的页岩油(Ⅱ类页岩油),部署城页1井和城页2井两口水平井开展风险勘探攻关试验,两口水平井试油分获121.38t/d和108.38t/d的高产油流,有力推动了Ⅱ类页岩油的勘探进程。重点利用城页1、城页2两口水平井及城页1井导眼井的岩心、薄片、测井及地球化学资料,对长73段Ⅱ类页岩油储层储集条件及资源潜力进行研究。研究表明,两口水平井水平段储层类型主要为厚层泥页岩夹多层薄层粉—细砂岩,单砂体的垂向单层厚度主要为1~5m、水平段砂体横向延伸长度主要分布在25~50m、侧向宽度主要为100~300m,单砂体规模较小。储层储集空间类型有粒间孔、溶蚀孔、粒内孔、晶间孔、有机质孔及裂缝等,其中粒间孔孔隙半径集中分布在0.1~3μm,最大可达21μm,导眼段和水平井段的储层中高导缝、裂缝发育且呈东西向展布。砂岩储层的孔隙度主要为6%~12%,渗透率一般小于0.3mD;泥页岩储层储集性能差,孔隙度一般小于2%,渗透率小于0.01mD。综合利用岩石热解法、石油醚抽提法、二氯甲烷萃取法等方法,对城80区块220km2范围内长73段泥页岩及砂岩可动烃页岩油资源量进行评价,初步评价结果约为(0.692~0.783)×10^8t。鄂尔多斯盆地长73段Ⅱ类页岩油分布面积约为1.5×10^4km^2,综合评价长73段Ⅱ类页岩油远景资源量达33×10^8t。     

毛细管力在非常规油气藏开发中的作用及应用

相对于常规油气藏而言，非常规油气藏储层岩石孔喉尺度小、毛细管力作用突出，极大地影响油气勘探与开发。对于常规油气藏的研究，通常忽略毛细管力效应，但是对于页岩油气与煤层气等自生自储的非常规储层，其纳米孔隙发育，润湿性、毛细管力及其相渗特征的研究还存在难点。通过结合地质成藏理论和开发过程渗流理论，以致密油、煤层气和页岩油气为例，阐明了毛细管力在非常规油气成藏及开发中的作用及应用。同时，进一步刻画了油藏原始条件下油水多种分布关系及对应的流体压力分布特征，借此可以分析评价注水（气）过程润湿相与非润湿相流体渗流机理及非润湿相的卡断尺度，为二次采油、三次采油参数设计提供理论依据；通过评价高有机质含量（TOC）的煤层气储层，发现其多呈现水湿特征，强极性的水分子与孔隙介质少数极性官能团的结合力要比甲烷与孔隙有机质结合力高几倍到几十倍，而润湿角测量与毛细管力测量均体现了极性与非极性吸引力的作用，因此尽管煤层气储层有机质含量远高于无机质，但是其分子间作用力较弱导致润湿性更倾向于水湿；区别于煤层气，页岩气储层无机质体积分数远大于有机质体积分数，由于无机质孔隙原始条件多为水湿，因此该类储层多为水湿；页岩油岩石组成尽管与页岩气类似，但是由于油相具有复杂的组成，其中的表面活性物质将会影响储层的润湿性，据此影响储层的毛细管力；由于页岩油要比页岩气流动困难，渗流阻力大，但是页岩油的油水毛细管力又小于页岩气的气水毛细管力，因此需要对二者量化计算评价。     

毛细管力在非常规油气藏开发中的作用及应用

相对于常规油气藏而言，非常规油气藏储层岩石孔喉尺度小、毛细管力作用突出，极大地影响油气勘探与开发。对于常规油气藏的研究，通常忽略毛细管力效应，但是对于页岩油气与煤层气等自生自储的非常规储层，其纳米孔隙发育，润湿性、毛细管力及其相渗特征的研究还存在难点。通过结合地质成藏理论和开发过程渗流理论，以致密油、煤层气和页岩油气为例，阐明了毛细管力在非常规油气成藏及开发中的作用及应用。同时，进一步刻画了油藏原始条件下油水多种分布关系及对应的流体压力分布特征，借此可以分析评价注水（气）过程润湿相与非润湿相流体渗流机理及非润湿相的卡断尺度，为二次采油、三次采油参数设计提供理论依据；通过评价高有机质含量（TOC）的煤层气储层，发现其多呈现水湿特征，强极性的水分子与孔隙介质少数极性官能团的结合力要比甲烷与孔隙有机质结合力高几倍到几十倍，而润湿角测量与毛细管力测量均体现了极性与非极性吸引力的作用，因此尽管煤层气储层有机质含量远高于无机质，但是其分子间作用力较弱导致润湿性更倾向于水湿；区别于煤层气，页岩气储层无机质体积分数远大于有机质体积分数，由于无机质孔隙原始条件多为水湿，因此该类储层多为水湿；页岩油岩石组成尽管与页岩气类似，但是由于油相具有复杂的组成，其中的表面活性物质将会影响储层的润湿性，据此影响储层的毛细管力；由于页岩油要比页岩气流动困难，渗流阻力大，但是页岩油的油水毛细管力又小于页岩气的气水毛细管力，因此需要对二者量化计算评价。