松辽盆地陆相页岩油富集条件及勘探开发有利区

陆相页岩油是中国独具特色的非常规油气资源类型,已经成为中国石油增储上产的重要阵地。通过系统阐述松辽盆地古龙地区页岩油(古龙页岩油)的勘探开发历程,总结陆相页岩油富集成藏的地质条件,明确资源潜力,并指出古龙页岩油有利区及下一步勘探开发方向。研究结果表明：(1)古龙页岩油主要经历泥岩裂缝油藏、夹层型页岩油和页岩型页岩油3个勘探开发阶段;(2)古龙地区页岩为陆相淡水—微咸水湖盆成因,层状藻富集,形成了分布面积广、厚度大、生油能力强的富有机质页岩,奠定了古龙页岩油规模发育的物质基础;(3)古龙地区页岩发育大量微米—纳米级有机质生烃缝、孔隙和天然裂缝,为页岩油提供富集空间和渗流通道;(4)古龙页岩油热演化程度高,有机质大量生油,原位超压保存,地层能量充足,有利于页岩油的开发动用;(5)古龙页岩油顶、底板岩性致密,断层封堵性好,为古龙页岩油大规模连片分布提供宏观保存条件;(6)古龙页岩油有利区分布面积为1.46×10⁴km²,为大规模连续分布的超压页岩油藏,资源量巨大,石油资源量为(100～150)×10⁸t,齐家—古龙凹陷轻质油带...     

松辽盆地古龙页岩油地质储量估算方法及其应用

页岩油储量评价方法尚未形成行业规范,古龙页岩油地质储量估算方法未见报道.通过分析松辽盆地古龙页岩油藏的特殊性,以烃源岩成熟度、有机碳含量、储层孔隙度、原油密度、黏度、压力系数6个参数评价古龙页岩地质条件,建立了以容积法结合开发箱体概念的古龙页岩油藏储量计算方法.结果表明:古龙页岩以泥级为主,黏土含量高、含油性好、资源前...     

松辽盆地古龙页岩油水平井开发技术经济界限

古龙页岩油具有烃源岩品质好、储层物性较好、原油品质较好和游离烃含量较高、气油比高、压力系数高的特征,勘探开发潜力大.通过分析古龙页岩油储层特征和试采井的开发特征确定了古龙页岩油水平井开发技术经济界限.结果表明:轻质油带高气油比、低气油比试采井的产量、压力的变化规律均显示古龙页岩油水平井生产整体上具有长期稳产能力,以递减曲线图版法标定生产井产量具有双曲递减规律;古龙页岩油水平井微地震等方法综合确定水平井开发井距350 m较为合理,压裂裂缝网络长度以250～300 m为主;在目前技术、经济条件下,古龙页岩油水平井效益开发界限为单井最终可采储量达到2×104 t以上,水平井水平段长度大于2000 m,采用"平台双向交错、纵向W井网"的立体布井方式可进一步提高开发效果.研究成果初步确定了古龙页岩油水平井开发的产能水平及开发规律,为开发井组油藏工程优化设计及规模开发动用提供了有力的技术支撑.     

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。     

松辽盆地古龙页岩油原位成藏理论认识及勘探开发实践

松辽盆地古龙地区青山口组一段—青山口组二段页岩油资源丰富,实现了具有战略意义的勘探突破,开发先导试验取得初步成果,展现了广阔的页岩油勘探开发前景。古龙页岩油为典型的原生源储原位油藏,其源储关系、运移特征、聚集动力、边界条件等成藏特征和流体相态相变机理、微米—纳米级缝孔体系梯次输运机制等渗流特征与致密油、夹层型、混积型页岩油具有明显区别,为实现高效开发,形成了以"箱式开发"为核心的关键技术系列,并初见成效。页岩中与黏土矿物共生的层状藻类体生烃后,形成以有机孔为主的孔缝体系,受毛细管力、黏滞力等作用的综合影响,油气分子未发生运移而原地超压保存,形成规模分布、相对独立、具有不同压力系统及流体性质的微米—纳米级含油孔隙集合体,构成原生源储原位油藏。增加人工裂缝复杂程度,使不同压力系统的含油孔隙逐步达到流体启动压力、孔隙内赋存的原油梯次流向裂缝网络,是实现古龙页岩原位油藏开发、油井保持长期稳产的核心。勘探开发实践推动形成了以"有机相+应力级差"为核心的箱体划分技术、以"可动油含量"为核心的黄金靶体优化技术和箱体内"一次布井、多靶叠置、立体交错、整体动用"一体优化技术,应用成效明显。古龙页岩油原位成藏理论认识丰富了传统石油地质理论,必将引领世界原位型页岩油理论发展,将页岩油革命推向新的高度。古龙页岩油的规模效益开发,对保障国家能源战略安全、促进区域经济社会发展具有重要战略意义。     

松辽盆地古龙页岩油原位成藏理论认识及勘探开发实践

松辽盆地古龙地区青山口组一段—青山口组二段页岩油资源丰富,实现了具有战略意义的勘探突破,开发先导试验取得初步成果,展现了广阔的页岩油勘探开发前景。古龙页岩油为典型的原生源储原位油藏,其源储关系、运移特征、聚集动力、边界条件等成藏特征和流体相态相变机理、微米—纳米级缝孔体系梯次输运机制等渗流特征与致密油、夹层型、混积型页岩油具有明显区别,为实现高效开发,形成了以"箱式开发"为核心的关键技术系列,并初见成效。页岩中与黏土矿物共生的层状藻类体生烃后,形成以有机孔为主的孔缝体系,受毛细管力、黏滞力等作用的综合影响,油气分子未发生运移而原地超压保存,形成规模分布、相对独立、具有不同压力系统及流体性质的微米—纳米级含油孔隙集合体,构成原生源储原位油藏。增加人工裂缝复杂程度,使不同压力系统的含油孔隙逐步达到流体启动压力、孔隙内赋存的原油梯次流向裂缝网络,是实现古龙页岩原位油藏开发、油井保持长期稳产的核心。勘探开发实践推动形成了以"有机相+应力级差"为核心的箱体划分技术、以"可动油含量"为核心的黄金靶体优化技术和箱体内"一次布井、多靶叠置、立体交错、整体动用"一体优化技术,应用成效明显。古龙页岩油原位成藏理论认识丰富了传统石油地质理论,必将引领世界原位型页岩油理论发展,将页岩油革命推向新的高度。古龙页岩油的规模效益开发,对保障国家能源战略安全、促进区域经济社会发展具有重要战略意义。     

松辽盆地古龙页岩油富集主控因素及分类评价

为明确松辽盆地古龙页岩油的富集规律,进一步指导页岩油的开发部署,利用岩心实验数据及试油成果资料,从页岩油形成的烃源岩发育、热演化程度、储集空间等方面,对古龙页岩油富集主控因素进行系统分析,并在此基础上制定页岩油富集层、富集区的划分标准,明确了页岩油的空间分布规律.结果表明,古龙页岩油主要有4个富集主控因素:(1)规模发育的厚层高有机质页岩是页岩油富集的物质基础;(2)热演化程度是控制页岩油富集的关键;(3)大量发育的页理缝和基质孔隙是页岩油富集的重要保障;(4)异常高压是页岩油富集高产的必要条件.综合分析七性参数和采油强度的关系,明确游离烃(S1)、总有机碳(w(TOC))、成熟度(Ro)以及总孔隙度是页岩油富集高产的核心参数,以此为基础建立了古龙页岩油富集区和富集层的分类评价标准,优选齐家—古龙地区为页岩油富集的一类区.研究成果为古龙页岩油的勘探开发提供了理论指导.     

松辽盆地古龙页岩油储层特征及分类评价

松辽盆地北部古龙页岩油资源丰富,具有独特的地质特征,常规的储层特征研究不能满足储层精细评价的需求.为深化古龙页岩油储层特征认识,通过岩心观察、实验分析、测井解释等手段,开展了古龙页岩油储层岩性、岩相、电性、物性、含油性、烃源岩特性、脆性及地应力各向异性等特征研究.结果表明:古龙页岩以层状、纹层状为主,具有储集性好、含油丰富、有机质丰度和热演化程度高、脆性指数较高、水平应力差较小等特点;根据储层特征研究成果,初步建立了古龙页岩油储层分类评价标准,将储层分为3类;在此基础上,指导完成了4个先导试验井组目的层段和水平井目标靶层优选,设计水平井50口.研究成果可为下步古龙页岩油试验区水平井目标靶层优选和井位设计提供可靠的地质依据.     

松辽盆地古龙页岩油压裂后控排求产技术

松辽盆地古龙页岩油是典型的陆相页岩油,页岩油资源潜力巨大,为实现其有效动用采用大规模水力压裂,目前尚未形成页岩油成熟的压裂后试油控排求产技术,为了实现页岩油压裂后试油求产早见油和提产目的,利用现场试验和数值模拟研究,分析了古龙页岩油压裂后见产过程中的特殊性,提出了古龙页岩油压裂后控排制度优化方法.结果表明:古龙页岩油具...     

松辽盆地古龙页岩储集空间类型及油赋存状态

松辽盆地古龙页岩油是源储一体的非常规资源,页岩油勘探开发上已获得实质性突破.古龙页岩储层微观孔缝类型多样,页岩油在微观孔缝系统内赋存机制也较复杂.为了明确页岩储集空间成因及油在微观储集空间内的赋存状态,通过薄片鉴定、CT扫描、环境扫描电镜分析、场发射扫描电镜—光镜联用原位微观组构特征分析、页岩微—纳米孔隙全尺度分析和页岩油激光共聚焦三维重建等技术,对古龙页岩储层的岩性、微观组构、储集空间类型及成因等方面进行分析.结果表明:古龙页岩储层重点层段发育6种岩石类型,其中以页岩为主,其余为粉砂质页岩、云质页岩、灰质页岩、粉砂岩和细砂岩;页岩中纹层状构造发育,纹层密度多达9条/mm,页岩孔喉最为发育,发育有机质孔缝和粒间孔,形成的孔缝网络系统是页岩油运移和存储的良好场所;微观显微图像特征显示不同类型储集空间均可见到页岩油富集,页岩含油性好,原油体积分数高达6.83％,轻重组分略具分异现象,呈分散状零星分布于骨架颗粒之间.研究成果为下一步页岩油资源潜力评价及其可流动性评价提供了直接的技术支撑.     

页岩油可动性分子地球化学评价方法——以济阳坳陷页岩油为例

目前,对于页岩油的可动性评价还没有规范的方法和标准,常使用热解S₁、S₁/w（TOC）及中值孔喉半径等多参数的组合并结合勘探开发实际来进行综合表征,相关地质解释理论依据相对缺乏。通过对济阳坳陷页岩油岩心样品的实验分析及研究,利用页岩油分子组成与页岩含油性及页岩油赋存空间的耦合关系,建立了表征页岩油可动性的分子地球化学评价参数模型。研究表明,当∑nC_20-/∑nC₂₁₊比值小于1时,页岩孔喉中值半径一般大于20 nm,此时,热解S₁一般大于3 mg/g,S₁/w（TOC）>100 mg/g,且随S₁、S₁/w（TOC）及页岩孔喉中值半径的增大,∑nC_20-/∑nC₂₁₊比值基本不变,反映了页岩孔喉半径达到一定级别后,喉道中大、小烃类分子扩散运动不受扩散能垒的影响,孔喉道中页岩油分子组成相对均质,页岩油可动性强;当∑nC_20-/∑nC₂₁₊比值大于1时,页岩孔喉中值半径一般小于20 nm,此时热解S₁一般小于3 mg/g,S₁/w（TOC）<100 mg/g,且随S₁、S₁/w（TOC）及页岩孔喉中值半径的减少,∑nC_20-/∑nC₂₁₊比值快速升高,反映了页岩孔喉半径小于一定级别后,大分子烃类组分在喉道中扩散运动受到扩散能垒的抑制,页岩油可动性差,易流动的主要是低分子量烃,此时页岩游离油含量也较低。济阳坳陷页岩油流动孔喉下限半径在20 nm左右。      

致密油与页岩油的概念与应用

通过国内外大量的文献调研,了解和分析了致密油和页岩油术语的不同含义与应用情况,对比了它们之间的异同点,并提出了应用和完善致密油和页岩油概念的建议。致密油含义有广义与狭义之分;页岩油除用于指油页岩加工的石油外,其含义也有广义和狭义之分。致密油与页岩油异同点表现为3种情况:①致密油与页岩油概念完全不同,属于不同的非常规石油资源类型;②致密油与页岩油含义完全相同,可以互换使用;③致密油与页岩油概念既有关系,也有差别。在应用致密油和页岩油术语时,要遵循"尊重习惯、方便交流"的原则。致密油和页岩油有不同含义,不要只从字面上机械理解,要真正理解它们的实际内涵。对于致密油和页岩油术语使用中遇到的问题,应采取"不断完善,适时修正"的原则,不断完善致密油和页岩油术语的定义,使它们的定义和应用更加科学、规范,同时也要方便、适用和与国际接轨。     

陆相页岩形成演化与页岩油富集机理研究进展

在综述国内外研究进展的基础上，探讨了进一步深化陆相页岩油形成演化与富集机理研究需要解决的基础科学问题。细粒沉积学研究表明，全球气候变化和盆地构造演化对富有机质页岩形成分布具有重要的控制作用。混合细粒沉积物非均质性强，不同粒序沉积岩多尺度一体化研究是构建陆相页岩油储层发育模式的关键环节。湖相泥页岩孔缝结构表征技术发展迅速，但成岩过程动态研究不能满足页岩油有效储层预测的要求。陆相页岩热演化过程中生排烃和页岩油赋存机理逐渐清晰，不同构造和沉积背景控制下的页岩油资源分类评价方法还有待完善。陆相富有机质页岩中烃类流体多相多尺度流动机理研究取得重要进展，迫切需要明确不同页岩微相中烃类的流动方式和时间尺度效应。陆相页岩油富集机理研究远远滞后于生产实践，建立适合不同地质条件的陆相页岩油选区评价参数、甜点预测方法和实验技术标准刻不容缓。      

页岩油资源评价关键参数——含油率的校正

页岩油资源评价过程中,常用热解参数S₁（游离烃含量）与氯仿沥青“A”含量反映含油性。但由于实验流程的原因,所测得的S₁存在着轻烃、重烃的损失,氯仿沥青“A”含量存在着轻烃损失。为了更准确地对页岩油资源进行定量评价,通过对松辽盆地北部青山口组泥页岩有机质成烃动力学研究以及对样品抽提前、后的热解参数进行对比,对氯仿沥青“A”含量进行轻烃补偿校正,对S₁进行轻烃、重烃补偿校正,以获得泥页岩总含油率参数。结果表明,松辽盆地北部青山口组泥页岩校正后S₁约为校正前S₁平均值的4.2倍,校正后氯仿沥青“A”含量约为校正前氯仿沥青“A”含量平均值的1.2倍。校正前S₁仅为氯仿沥青“A”含量的0.28倍,校正后S₁与氯仿沥青“A”含量基本相同。可见在页岩油的资源评价过程中,对S₁与氯仿沥青“A”含量的补偿校正是十分必要的。     

鄂尔多斯盆地长7页岩油与北美地区典型页岩油地质特征对比

为研究鄂尔多斯盆地长7页岩油勘探开发潜力,基于X射线衍射、场发射扫描电镜氩离子抛光、高压压汞、气体等温吸附等测试结果,与北美地区典型页岩油从地质背景、烃源岩特征、矿物组分和储集空间类型4个方面进行了对比。结果表明,长7页岩油与北美地区典型页岩油处于稳定的沉积环境中,有利于页岩油成藏。长7烃源岩有机质类型和成熟度与北美相似,TOC含量达到2%~18%,甚至高于鹰滩组页岩油,生油潜力大。长7页岩油脆性矿物总量达到69.73%,仅比北美页岩油低1.27%,可压性强。长7页岩油较北美典型页岩油而言,物性较差,孔隙度和渗透率分别为0.5%~2.1%和（0.000 4~0.03）×10-3 μm2。北美典型页岩油微裂缝和有机质孔发育良好,而长7页岩油有机质孔多呈孤立状分布,储集空间以粒间孔、粒内孔和微裂缝为主。可见,长7页岩油与北美地区典型页岩油成藏规律及矿物组分相似,但长7页岩油物性差,储集空间细小,因此在具有较大资源潜力的同时亦具有较高的开发难度。      

关于致密油气和页岩油气的讨论

在全球范围内,非常规油气勘探开发都正在从幕后步入前台,为了厘清有关概念、明确勘探思路、指导勘探决策,对致密油气和页岩油气等的勘探开发历程和发展前景进行了讨论。结果认为：①目前工业开采中广义的致密储层油气主要包括致密砂岩油气、页岩油气、煤层气,其有效开采依赖于共同的主体技术--水平井和压裂;②美国的非常规油气开发从致密砂岩油气起步向煤层气、页岩气延伸,因气价下跌而促进了页岩油的开采;③近年来页岩气、页岩油成为美国油气产量增速最快的类型,从而使其成为天然气、石油产量增速最快的国家;④据最新资源评价结果测算,页岩油、页岩气分别占世界油、气资源总量的10％、32％;⑤近年世界流行的致密油（ tight liquids）概念,其主体是页岩油,包括天然气液（NGLs,Natural Gas Liquids）和轻质黑油（Light Oil）,生产实践表明,目前仅能开发致密储层油中的相对轻质者,因而可称其为轻质致密油（LTO,Light Tight Oil）。     

页岩油抽出油中氮化物的提取方法研究

在反应温度70℃,反应时间60 min,沉降时间2 h工艺条件下,以TiCl4/CuCl2.2H2O混合物为络合剂,以磷酸/环己烷混合物为萃取剂,研究了提取配方对抚顺页岩油抽出油中氮化物提取效果的影响。结果表明,在m(萃取剂)/m(抽出油)为1.0,m(萃取剂)/m(络合剂)为8.0,m(TiCl4)/m(CuCl2.2H2O)为1.2的最佳条件下,碱性氮和总氮的提取率分别为98.5%,70.5%。     

油页岩流化干馏物料流态化试验

对油页岩流化干馏工艺中页岩粉、页岩灰和半焦三种物料进行了基本物性分析,并对其流态化特性进行了系统的冷模试验研究,结果表明:三种物料具有非球形、宽筛分和非正态分布等特点,其起始流化速度分别为:页岩粉约为0.043 m/s,页岩灰约为0.04 m/s,半焦约为0.032 m/s;带出速度分别为:页岩粉和页岩灰约为0.7 m/s,半焦约为0.55 m/s。三种物料在流化过程中会出现床层的局部颗粒离析分层现象,床层密度沿床层高度有所降低,床层密相密度为350 kg/m~3～800 kg/m~3;三种物料在流化过程中容易形成床层沟流和大颗粒架桥、气体短路,从而导致流化极不均匀,在床层和提升管中均需要较高气速和循环量才能维持操作,与通常的FCC细粉流态化有很大区别。     

Modeling of oil generation by Domanik carbonaceous shale

Experiments on artificial maturation of carbonaceous rock of the Domanik age in an autoclave in the presence of water at temperatures of 250, 275, 300 and 325°C have been performed. It has been shown that a significant amount of soluble organic matter (OM) is produced from insoluble OM under these conditions. Changes have been observed in both the biomarker composition of the bitumen and the Rock-Eval OM maturity parameters characteristic of natural catagenesis. By the solid-state ¹³C NMR technique, it has been shown that the amount of aliphatic units decreases and that of aromatic units increases in residual kerogen. Study the product composition of the pyrolysis of residual kerogen has revealed that the relative amount of precursors of n-alkyl structures increases as compared with low-molecular-weight aromatic and thiophenic structures.     

Pyrolysis characteristics of a North Korean oil shale

Pyrolysis characteristics of a North Korean oil shale and its pyrolysates were investigated in this paper. The pyrolysis experiments were conducted below 600 °C at a heating rate of 10, 15, 20 and 25 °C/min, respectively. The kinetics data were calculated using both integral and differential methods with the assumption of first order kinetics. The results show that the averaged oil content of the North Korean oil shale is about 12.1 wt% and its heat value is 13,400 kJ/kg. The oil yields at different retorting temperatures show that the higher the retorting temperature the greater the oil and retorting gas yields. The optimal retorting temperature for the North Korean oil shale is about 500 oC. The properties of the North Korean shale oil including density, viscosity, flash point and freezing point are found to be relatively low compared with those of shale oil from FuShun, China. The gasoline fraction, diesel fraction and heavy oil fraction account for 11.5 wt%, 41.5 wt% and 47 wt%, respectively. The major pyrolysis gases are CH4(the most abundant), H2, CO2, H2 S, CO, and C2-C5 hydrocarbons. The heat value of retorting gas is more than 900 kJ/mol, and the retorting gas has high sulfur content.