东营凹陷古近系泥页岩中存在可供开采的油气资源

利用地球化学、岩石矿物、测井及录井等资料系统研究东营凹陷古近系沙河街组泥页岩,认为东营凹陷古近系沙三下亚段—沙四上亚段泥页岩厚度大,有机质丰度高、类型好、成熟度分布范围广,与北美地区已发现页岩气系统地质地球化学参数具有一定的可比性,具备形成页岩气的物质基础:东营凹陷沙三下亚段和沙四上亚段泥页岩全岩矿物组成具有较高石英和碳酸盐含量,粘土矿物含量低于50%,具有一定的脆性特征,且普遍发育微裂隙,有利于页岩油气的开采;东营凹陷古近系湖相泥页岩气测资料的调查发现,钻至沙三下亚段、沙四上亚段2套泥页岩发育段的探井气测显示均表现为高异常,钻井过程中频繁发生井涌和井漏现象,预示着气体的存在;2套泥页岩罐顶气轻烃(C1—C4)丰度随埋深增加而增加,在3 400m以深重烃/轻烃值较低,一般低于0.15,结合对2套泥页岩气油比的研究认为,东营凹陷针对泥页岩的勘探应采取油气兼探的方针。3 400m以浅以勘探泥页岩油藏为主,页岩气的勘探应在3 400m以深。研究表明,东营凹陷古近系泥页岩中存在可供开采的油气资源,是一个值得关注并投入风险勘探的新领域。     

渤海湾盆地东营凹陷古近系泥页岩孔隙特征及孔隙度演化规律

基于现代实验手段,对渤海湾盆地东营凹陷古近系沙河街组沙三下亚段和沙四上亚段泥页岩孔隙进行观察分析,研究其孔径分布和孔隙度与埋深的变化关系。指出黏土矿物晶间孔、方解石晶间孔、砂质粒间孔、黄铁矿晶间孔和有机孔隙等是东营凹陷古近系泥页岩的主要孔隙类型;泥页岩中纳米级孔隙非常发育,25 nm以下孔隙占孔隙总体积的49.7%~86.3%;并阐明了孔隙度随深度的变化规律。通过对东营凹陷古近系孔隙度演化特征和影响因素的系统研究,建立了泥页岩孔隙演化模式,把东营凹陷古近系泥页岩孔隙演化划分为基本面貌形成阶段、调整改造阶段和结构滞变阶段,深入剖析了各阶段孔隙度演化规律和主控因素,认为第二和第三阶段对页岩油气储集性能的影响最大;指出具有较大的厚度、较高的有机质丰度、黄铁矿较为发育、热硫酸盐还原作用较强是泥页岩储集空间发育的有利条件。     

东营凹陷页岩油储集空间成因及控制因素

断陷湖盆泥页岩储层储集空间类型多样,成因及受控因素均较为复杂。以渤海湾盆地东营凹陷古近系沙河街组三段下亚段-沙河街组四段上亚段泥页岩发育段为研究对象,通过X射线衍射全岩矿物分析、岩石薄片及扫描电镜观察分析技术,结合主、微量元素测试及有机地球化学测试数据,明确泥页岩储层基本特征;从储集空间类型识别及基本特征刻画入手,建立东营凹陷泥页岩储集空间成因分类方案;深入分析影响储集空间发育的关键地质作用机制。结果表明：1东营凹陷泥页岩架构矿物及岩石类型多样、储层非均质性极强、有机质丰度高（TOC普遍介于1.2%~6.7%）、成熟度较低（R_o值为0.51%~0.89%）,孔隙度为2.9%~9.8%,垂直渗透率为0.0034~0.578 mD,孔隙结构复杂;2从成因及发育丰度的角度来看,黏土矿物絮凝成因孔、黏土矿物收缩缝、方解石重结晶晶间孔、白云石化晶间孔、有机质边缘收缩缝、碳酸盐岩溶蚀孔、生烃超压缝、层间微缝等是重要的储集空间类型;3沉积微相控制了孔隙架构矿物的组成、组构及平面分布,气候控制下的湖泊咸化程度影响了细粒物质的垂向叠置混合方式,进而控制了储集空间的类型及其组合;4不同咸化阶段的成岩流体性质、碳酸盐及黏土等自生矿物变化、有机质生烃演化控制了次生孔隙的形成与演化,方解石重结晶作用、黏土矿物的反应与转化、溶蚀作用及有机质生烃作用是控制储集空间发育的重要成岩作用类型。     

渤海湾盆地济阳坳陷古近系异常高压成因及其与陆相页岩油富集的关系

为了探索渤海湾盆地济阳坳陷地层异常压力对页岩油富集的影响,运用全岩X-衍射分析、常规热解生烃潜力分析和有机地球化学系统分析等方法,研究了4口页岩油专探井古近系的单井地层压力结构、泥页岩岩相、有机质成烃演化、黏土矿物转化、烃类滞留—次生孔隙和微裂缝分布的关系。研究区靠近洼陷中部的古近系沙河街组沙三中、下亚段和沙四上亚段岩相组合以碳酸盐岩为主,而靠近凹陷边缘以碎屑岩/化学岩混合沉积组合为主。利用声波测井、密度测井和钻录井资料,可有效识别单井压力结构和异常高压特征,并揭示生烃洼陷区以碳酸盐—黏土矿物组合为主的富有机质页岩中地层孔隙压力的影响因素。综合应用地球化学证据证实,济阳坳陷古近系地层超压主要来源于成熟泥页岩的生烃增压,泥页岩自源超压段与滞留烃高峰段及次生孔隙发育带相对应。     

辽河西部凹陷页岩油聚集条件及有利区优选

为了查明辽河西部凹陷沙三中亚段页岩油发育有利区,通过地质背景及各类试验测试分析页岩油聚集条件。结果表明：目的层泥页岩厚度大、分布面积广,有机碳质量分数均值为2.18％,有机质类型以Ⅱ型为主,热演化成熟度均值为0.59%,具备良好的页岩油形成条件;泥页岩脆性矿物含量较高,孔隙和裂缝发育,含油量大,具备良好的页岩油储集及后期改造条件。根据多信息叠合法预测有利区,认为清水洼陷地区页岩油聚集条件和储集性能较优越,是辽河西部凹陷沙三中亚段页岩油勘探开发的有利区域。     

东营凹陷页岩油游离资源有利区预测

基于东营凹陷典型页岩油探井的有机地化参数,提出了一种页岩油有利区预测方法,即利用烃源岩游离烃量(S1)与总有机碳质量分数(TOC)关系的"三分性"、Δlog R测井模型及烃指数(100S1/TOC)剖面,对东营凹陷古近系沙河街组进行页岩油资源分级评价、泥页岩有机非均质性研究及页岩油有利区预测。结果显示:东营凹陷古近系沙四上纯上次亚段-沙三下亚段页岩油,按富集程度分为饱和资源(Ⅰ级)、低效资源(Ⅱ级)和无效资源(Ⅲ级);游离烃主要来源于Ⅰ级和Ⅱ级资源,Ⅲ级资源基本不含游离烃;研究区页岩油游离资源赋存下限为100 mg/g,Ⅰ级游离资源强度在利津洼陷最高。综合分析认为,较高的有机质成熟度、较好的封存条件和纹层状泥页岩发育是页岩油Ⅰ级游离资源分布于利津洼陷的主要原因。     

东濮凹陷沙三上盐间段湖相页岩油气成藏条件

东濮凹陷沙三上盐间段发育1套暗色湖相泥页岩,在近年已获得低产页岩油气。为研究湖相页岩油气成藏条件,通过岩心观察、地质实验与测井、录井、钻井资料相结合,对泥页岩发育特征、有机地化特征、吸附气含量、储集性、保存条件进行了综合分析。研究表明,沙三上盐间泥页岩分布广、厚度大、埋深适宜、有机质丰度高、热演化程度适宜、物性差、脆性矿物含量高、比表面积大、微孔隙发育程度高、吸附气含量较高,保存条件优越,生、储、盖组合良好,具有很好的页岩油气成藏条件和勘探开发潜力。     

济阳坳陷古近系页岩油气形成条件

中国东部胜利油区济阳坳陷古近系主要发育陆相泥页岩沉积,至今尚未对陆相页岩油气形成进行系统研究。通过大量试油、录井、测井及测试资料分析认为,济阳坳陷发育沙四段上亚段、沙三段下亚段和沙一段3套陆相泥页岩,其分布面积广,厚度大,有机质丰度高,有机质类型以I—Ⅱ1型为主,有机质成熟度已进入低成熟—高成熟演化阶段,无机矿物中脆性矿物含量高,表现出碳酸盐岩含量高、普遍含有一定量石英的特征,且各类微孔隙、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。济阳坳陷沙四段上亚段页岩油气主要分布于东营凹陷、沾化凹陷和车镇凹陷郭局子洼陷;沙三段下亚段页岩油气主要分布于各凹陷的洼陷中部地区;沙一段页岩油气分布于沾化和车镇凹陷中部地区。     

陆相基质型页岩油甜点区成熟度界限探讨——以渤海湾盆地东营凹陷沙三下—沙四上亚段为例

陆相基质型页岩油有望成为我国页岩油增储上产的主力页岩油类型。鉴于成熟度是控制基质型页岩油甜点区分布的重要因素,在分析我国典型陆相不同有机质类型富有机质泥页岩实测镜质体反射率R_o值抑制程度基础上,以渤海湾盆地东营凹陷沙三下-沙四上亚段为例,探讨了陆相基质型页岩油甜点区成熟度界限。陆相富有机质泥页岩的有机质类型越好,其实测镜质体反射率R_o值抑制程度越显著。东营凹陷的洼陷区沙三下亚段富有机质泥页岩现今真实成熟度（等效镜质体反射率EqVR_o）主要介于0.69%~1.05%,沙四上亚段富有机质泥页岩EqVR_o值则主要介于0.74%~1.20%;综合地质与工程甜点条件的剖析,东营凹陷沙三下、沙四上亚段富有机质泥页岩基质型页岩油甜点区的现今真实成熟度EqVR_o值为0.74%~1.20%,4个洼陷的深洼区均具有良好的基质型页岩油商业开发前景。      

东营凹陷青南地区沙四上亚段时期浅水洼陷沉积

针对东营凹陷青南地区沙四上亚段沉积时期古地理格局认识不清的问题,从构造演化、沉积相类型及展布、泥页岩有机地球化学特征等三个方面人手进行了深入分析探讨.研究结果表明:青南地区沙四上亚段沉积时期整体呈现为一个断陷湖盆中的浅水洼陷,以滨浅湖相沉积为主,除沙四上亚段沉积早期南部物源体系的三角洲和沙四上亚段沉积晚期北部物源体系的扇三角洲砂体外,滨浅湖滩坝砂体长时期广泛发育,呈现满盆含砂的特点;沙四上亚段沉积时期青南地区古地貌整体平缓稳定,高差不大,现今地震剖面显示“山高水深”的构造格局是沙三下亚段沉积地层沉积后,在洼陷中心继承性沉降作用下逐步形成的.泥页岩地质地球化学特征分析表明:不同于典型半深湖—深湖环境下形成的油页岩,青南地区中心小范围分布的沙四上亚段暗色泥岩形成于同时具备高古生产力和缺氧条件的咸化浅湖—半深湖环境.     

冀中霸县凹陷古近系深层油气资源潜力研究

以往认为冀中霸县凹陷主力烃源岩为沙三中下段和沙四上段暗色泥岩.通过兴隆1井的钻探,发现了厚度巨大的沙四中下段暗色泥岩.对该套暗色泥岩详细的地球化学研究表明,其有机碳含量在0.6%~6%之间,热解生烃潜力在0.5~14mg/g之间,有机质类型为Ⅱ₂-Ⅱ₁型,为中等-好烃源岩,而不是以往所认为的属于品质差的烃源岩.有机质成熟度研究表明,兴隆1井烃源岩成熟门槛为3200m,4700m进入生油高峰阶段,5100m左右进入凝析油、湿气阶段.该井沙四中下段暗色泥岩已经进入凝析油、湿气阶段,并已获得自生自储的原油和天然气,表明该套烃源岩具有生成油气的能力.应用盆地模拟法对霸县凹陷沙四中下段油气资源量进行计算,石油资源量增加2200×104t,天然气资源量增加561×108m3,大大提升了霸县凹陷深层的勘探价值.      

渤海海域渤中地区烃源岩封闭金管热解模拟生烃实验研究

选取渤海海域渤中地区沙南凹陷沙三段、沙一段和东三段烃源岩各1个样品,秦南凹陷沙三段烃源岩2个样品,进行封闭金管加水热解实验。烃源岩样品为湖相泥岩,有机质丰度高,干酪根类型为Ⅰ型,且处于低熟阶段。烃源岩矿物组成以黏土矿物为主,方解石、石英和长石也占有相当的比重。热解过程涵盖了主要的生油阶段,沙三段、沙一段和东三段烃源岩平均生烃活化能集中分布在219~222 kJ/mol,同一凹陷不同层系、不同凹陷同一层系差别不大,但黏土矿物含量较低和方解石含量较高的样品平均活化能略偏高。封闭热解生烃高峰C₁₄₊液态烃产物碳同位素相比原岩沥青“A”碳同位素增重幅度可达11.3%,应用低熟源岩沥青“A”碳同位素进行油源对比时须谨慎。残余固体总有机碳损失可达48%,对原本有机质丰度高和类型好、现处于高演化阶段的烃源岩评价时,有必要进行有机质丰度和类型的恢复。      

南方海相志留系页岩有机质类型恢复研究

中国南方下古生界海相志留系龙马溪组页岩分布广、厚度大,有机碳质量分数高,成熟度高,大部分处于高一过成熟度阶段．导致大部分有机质类型判别指标失效。文中通过对沉积在相似环境的三叠系未成熟泥岩样品的热模拟实验,确定了页岩原始生烃潜力的恢复图版,并以此为基础,对高成熟度志留系页岩的原始有机碳和有效碳质量分数进行恢复,进而利用页岩恢复原始状态后的降解率和氢、氧指数对页岩有机质类型进行了确定。研究结果表明,南方志留系页岩有机质类型以I型为主,兼有Ⅱ型,具有间接型页岩生气特点。     

西部Y探区X井烃源岩生烃潜力评价

以Z凹陷X井暗色泥岩为研究对象。利用有机碳（TOC）、生烃潜量（S1＋S2）和氯仿沥青“A”含量、干酪根显微组分、干酪根碳同位素组成、干酪根元素组成、镜质体反射率（R0）和孢粉颜色指数（SCI）等分析化验资料。从有机质丰度、类型和成熟度3个方面．对烃源岩的生烃潜力特征进行了研究,结果表明：虽然下白垩统银根组和苏红图组二段烃源岩有机质丰度低,热演化处于低成熟阶段．有机质类型为Ⅲ型,但生烃潜量值高,是Z凹陷的主力烃源岩;下白垩统巴音戈壁组和侏罗系有机质丰度较高。有机质类型为Ⅱ型,热演化处于成熟阶段,但生烃潜量值低,为次要烃源岩。     

四川盆地龙马溪组页岩孔隙度控制因素及演化规律

为查明四川盆地龙马溪组页岩储层孔隙控制因素及演化规律,利用场发射扫描电子显微镜和氮气吸附实验等方法对页岩储层孔隙类型及孔隙结构进行研究。页岩储层孔隙类型包括有机孔、晶间孔、晶内溶孔和粒间孔,有机孔是主要孔隙类型之一,且有机孔中微孔所占的孔体积和比表面积大,是页岩气储集的主要空间。通过对有机质丰度(TOC)、有机质成熟度(Ro)、成岩作用和构造作用对页岩孔隙度的影响研究,结果表明:1有机质丰度对孔隙度的影响可以分为4个阶段:快速增大(TOC为0%~2%)、缓慢减小(TOC为2%~3%)、快速增大(TOC为3%~4%或6%)、快速减小(TOC4%或6%);2四川盆地页岩成熟度对孔隙度的影响可分为3个阶段:快速减小(Ro为1.5%~2.2%)、快速增大(Ro为2.2%~2.7%)、快速减小(Ro2.7%);3高热演化阶段有机成岩作用强于无机成岩作用;4构造作用对孔隙度影响较大,构造作用越强烈的区域孔隙度越小。四川盆地龙马溪组页岩孔隙度演化经历5个阶段:未熟快速压实阶段(Ro0.7%)、成熟生烃溶蚀阶段(Ro为0.7%~1.3%)、高成熟孔隙封闭阶段(Ro为1.3%~2.2%)、过成熟二次裂解阶段(Ro为2.2%~2.7%)、过成熟缓慢压实阶段(Ro2.7%),其中成熟生烃溶蚀阶段和过成熟二次裂解阶段是最有利的页岩孔隙发育阶段。     

辽河油田东部凹陷页岩气成藏条件及含气性评价

通过类比国外页岩气盆地的页岩有机质类型、有机碳含量、热演化程度、厚度等指标,初步确定辽河油田东部凹陷存在发育页岩气藏的条件。页岩吸附气量实验研究表明,东部凹陷页岩吸附气量与暗色泥页岩有机碳含量和热演化程度呈正比关系,东部凹陷页岩吸附气量为0.2～1.2 m³/t,与加拿大Gordondale页岩和中国四川盆地下志留统龙马溪组页岩基本相当。利用气测全烃值,结合有机碳含量、热演化程度、含气页岩厚度等指标,对不同层系页岩含气性进行了整体评价。依据评价结果,指出驾掌寺-二界沟洼陷为东部凹陷内页岩气勘探的首选目标。     

开放、封闭两种体系对比模拟确定深层烃源岩成烃机制——以东营凹陷沙四段烃源岩为例

为研究济阳坳陷南部东营凹陷不同演化阶段的成烃特征,选取古近系沙河街组四段(Es4)烃源岩,进行开放、封闭两种体系程序升温条件下的生排烃热模拟实验,对比了组分的产率及相互转化关系。模拟样品来自该区南部斜坡带的官107井Es4上段,其有机碳含量位于该套烃源岩频率分布统计的主峰,具有广泛的代表性。实验结果表明:①干酪根直接降解以生成重质油和气态烃为主,轻质油大多来源于重质油的二次裂解;②烃源岩在形成轻质油时即可以大规模排出,现有的动力学条件下难以造成油的裂解生气;③烃源岩形成大分子重质油是生烃开始的标志,而进一步降解形成轻质油则是烃源岩排烃开始的标志。实验结果从成烃机制上解释了东营凹陷凝析油和天然气主要来源。     

利用测井信息计算页岩有机质丰度 ——以川南长宁地区龙马溪组为例

充足的有机质是油气生成的物质基础,有机质丰度决定了烃源岩的生烃潜力,因此获取页岩有机质丰度对指导页岩气的勘探开发具有重要作用。在选取川南长宁地区龙马溪组下段泥、页岩作为研究对象的同时,利用总有机碳含量作为有机质丰度评价指标,对泥、页岩样品化验得出的有机碳含量和对应深度的测井数据进行拟合,得出总有机碳含量的计算公式,并依据不同测井响应参数的选取,总结出 3 种测井计算方法,相应地回归出 3 个计算公式,在研究区对计算结果进行验证和误差分析。结果表明：Δ lg R-密度法和密度-铀多元回归法得出的有机碳含量与样品实测的有机碳含量符合程度较高;单井纵向上表现出龙马溪组有机碳含量在下段底部附近较高,具有由底部向上逐渐降低的趋势;密度-铀多元回归公式计算的误差最小,表现出较强的适用性,可在长宁地区推广应用。     

辽中凹陷JZ20-A构造油气成藏特征

辽中凹陷分布有4套烃源岩,东营组二段下亚段、东营组三段、沙河街组一段与沙河街组三段,除东营组二段下亚段多处于未-低熟阶段外均为有效烃源岩。辽中凹陷北洼 和自身的沙河街组三段烃源岩为JZ20-A油气田的主要供油区和油气来源。沙河街组三段烃源岩生烃潜力大,有机质丰度和成熟度较高。通过JZ20-A井主要产层段的包裹体分析,确定了JZ20-A油气田的油气成藏期次,建立了JZ20-A油气田的油气成藏模式。研究结果表明,包裹体均一温度分布于120~140 ℃。油气的主要充注期在距今5 Ma以来明化镇组沉积末期,在东营组沉积时期(约27 Ma)也有少量的油气充注。JZ20-A各油气藏充注程度高,包裹体GOI值(含油流体包裹体丰度指标)均大于5%。油气成藏表现为接力供烃,高压泥岩双重封堵,油气叠层式成藏的特征。