陆相断陷盆地特殊岩性致密油藏地质特征与勘探实践——以束鹿凹陷沙河街组致密油藏为例

随着非常规油气勘探进入快速发展阶段,中国致密油气勘探取得了丰硕成果。基于多年非常规油气勘探实践,结合陆相断陷盆地致密油藏特征,初步将中国陆相盆地致密油藏分为致密砂岩油藏和特殊岩性致密油藏。特殊岩性致密油藏包括泥灰岩型致密油藏、碳酸盐砾岩型致密油藏、凝灰岩型致密油藏等。与常规致密砂岩油藏相比,特殊岩性致密油藏储层成因特殊,储集空间类型多样,常规地球物理方法预测困难。通过对冀中坳陷束鹿凹陷沙河街组三段下亚段泥灰岩-砾岩致密油藏的解剖,建立了束鹿地区特殊岩性致密油藏的成藏模式。对于特殊岩性致密油藏的勘探,需要多因素综合分析,总结致密油成藏控制因素,建立适合探区的油气成藏模式,以此指导后续勘探开发。     

源-储分离型凝灰岩致密油藏形成机理与成藏模式

由于致密油藏储层致密,原油充注的阻力较大,烃源岩的高剩余压力是致密油藏原油充注的主要动力,因此,致密油藏一般为源内型和近源型。与以往已发现的大多数致密油藏不同,三塘湖盆地马朗凹陷条湖组凝灰岩致密油藏属于源-储分离型致密油藏。通过油源对比、压汞、岩石润湿性和油水驱替实验等方法,结合地质条件综合分析了条湖组凝灰岩致密油藏的类型、原油的来源、原油充注机理和成藏模式。研究表明：凝灰岩致密油藏的原油主要来自下伏芦草沟组二段烃源岩,属于源-储分离型致密油藏;条湖组凝灰岩中沉积有机质生成原油的极性组分优先吸附在孔隙表面,使得岩石润湿性转为偏亲油,加之凝灰岩孔喉比小,从而导致油驱水启动压力梯度较小,这是远源的凝灰岩致密储层内原油能够得以充注成藏和富集的主要原因。凝灰岩内致密油的成藏与富集主要受控于凝灰岩储层质量和芦草沟组二段良好的排烃条件及断裂-裂缝输导体系,其成藏模式为：“自源润湿、它源成藏、断-缝输导、多点充注、有效凝灰岩储层大面积富集”。     

中国陆相湖盆致密油成藏主控因素综述

致密油是指致密储层中的石油聚集,储层主要为致密砂岩和碳酸盐岩2大类,覆压渗透率多小于0.1×10-3μm2,一般无自然产能,需经技术改造方能获工业油流。我国主要发育陆相湖盆致密油藏,通过对比研究分析发现,发育优质烃源岩、存在"甜点区"、具备成藏原动力、近源聚集是我国陆相致密油成藏的主要条件。我国陆相致密油主要发育2类优质烃源岩:Ⅰ类烃源岩有机质类型好、丰度高,有机质成熟度高,生烃潜力大;Ⅱ类烃源岩生烃转化率较高。发育致密砂岩和碳酸盐岩2类储层,储层具有较强的非均质性,横向不连续,垂向叠置分布。生烃增压是我国陆相致密油成藏的主要原动力,强大的源储压差驱替生成的石油向紧邻优质烃源岩的致密储层中持续充注;其中,微裂缝沟通、微—纳米孔发育是致密油运移聚集的关键。微—纳米孔发育增大了致密储层的有效储集空间,微裂缝沟通为致密油的运移聚集提供了有效通道。我国陆相致密油资源丰富,初步预测其有利勘探面积约16×104km2,地质资源量约(160~200)×108t,有利勘探领域主要分布在鄂尔多斯、准噶尔、松辽、渤海湾、柴达木、四川等盆地。     

孤南洼陷东部地区上第三系油气成藏规律研究

孤南洼陷东部地区上第三系具有特殊的油气成藏特征,且油气资源丰富。文章剖析了该地区的成藏基本条 件、油藏发育类型以及成藏控制因素,认为该类地区主要发育与岩性相关的断层-岩性油藏和构造-岩性油藏;油 气成藏主要受断裂活动和油气疏导体系的控制。油气以网毯式运聚成藏,油气从毯式仓储层运移进入网式储集层 后,主要在构造脊内运移,遇到合适的圈闭聚集成藏。     

松辽盆地泉头组四段沉积充填与成藏响应

松辽大型陆相坳陷盆地泉头组四段扶余油层为沉积基准面上升过程中形成的河流及浅水三角洲沉积,储层物性较差,以低孔、低渗为主,点砂坝、三角洲分流河道砂体及小型河口坝砂体物性较好,成藏率较高.青山口组一段的湖相泥岩既是烃源岩又是良好的盖层,使扶余油层形成了上生下储式成藏组合.不同的砂地比使扶余油层油藏具有分带性,由盆地边缘向内部分成构造、复合及岩性3个油藏类型带.成熟烃源岩控制着油藏主要分布在中央坳陷区,区内以小型河流、浅水三角洲及浅水湖泊沉积为主,形成了大面积岩性油藏及复合油藏发育带.     

鄂尔多斯盆地陇东地区西233区长7致密油藏储层特征

随着鄂尔多斯盆地延长组油藏开发的不断深入,前期因储层致密,物性较差,未能投入开发的长7致密油藏已成为勘探开发新的突破点,因此,弄清研究区的储层特征及其控制因素具有重大意义。分析表明,西233井区长7为半深湖-深湖沉积环境,主要发育三角洲前缘滑塌所形成的浊积岩储集体。储层岩性主要为细粒岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩,储层孔隙类型以长石溶孔为主,残余粒间孔次之,储层平均孔隙度10.5%,平均渗透率0.24×10~(-3)μm~2,为典型低孔、低渗-特低渗储层。依据储层分类标准,研究区长7储层主要为Ⅲ类储层。     

鄂尔多斯盆地准连续型低渗透-致密砂岩大油田成藏模式

文中将致密油藏定义为储层致密、只有经过大型压裂改造等特殊措施才可以获得经济产量的烃源岩外油藏,其绝对渗透率约小于2×10^-3 μm²,孔隙度约小于12%。以往普遍认为,致密油藏属于连续型油气聚集,为非常规油气之一类。研究表明,鄂尔多斯盆地伊陕斜坡三叠系延长组中、下组合主要为致密和近致密砂岩油藏,其成藏模式既非以往认为的典型的常规岩性油藏,又非典型的连续型非常规油藏,而是介于常规与非常规油藏或连续与不连续型油气聚集之间的一种过渡类型,文中称之为准连续型油藏或油气聚集。它主要具有以下成藏特征:①油藏大面积准连续分布,无明确边界;②大面积生烃,高强度充注;③储层物性差,非均质性强;④圈闭介于常规圈闭与无圈闭之间,为非常规圈闭;⑤油、水分异差,无明显边、底水;⑥油藏压力系统复杂,且多具负压异常;⑦油气运移聚集主要为非浮力驱动,近距离运移成藏;⑧油藏形成和分布主要受烃源和储层控制,构造影响小;⑨保存条件好,油藏变化小;⑩资源丰富,勘探开发潜力大。准连续型致密砂岩油藏成藏模式的提出,预示着这类油藏具有较大的勘探潜力,但传统的地质研究和勘探思路需要作出相应的调整。     

克拉玛依油田六区、七区、九区石炭系火山岩内幕成藏规律研究

针对克拉玛依油田六区、七区、九区上盘石炭系火山岩内幕油藏成藏规律认识不清的问题,运用油气成藏要素配置关系分析方法,通过烃源岩评价、储集空间类型及组合方式识别、储盖组合、油气输导体系及成藏模式分析,揭示火山岩内幕成藏规律。结果表明：该区上盘石炭系火山岩内幕油源充足;裂缝–孔隙型和裂缝型储层是最有效的储集空间组合类型,储层物性属中孔低渗储层,火山岩内幕有利储层主要分布在主干断层附近;盖层为致密的火山岩隔层或致密沉积岩;圈闭类型多样;油气输导体系主要由同沉积主干断裂构成;石炭系内幕油气成藏模式为新生古储,油气主要聚集于主干断层附近石炭系内幕各种有利圈闭内。研究成果对该区石炭系内幕火山岩油气勘探和评价具有较好的借鉴和指导意义。     

源储组合特征对花海凹陷致密油成藏的影响

花海凹陷下白垩统具有致密油形成的良好条件,显示出较大的资源潜力。研究区存在多种类型的源储组合,但其与致密油聚集成藏的关系不明,导致油气成藏的不确定性增强,增加了勘探风险。为了研究不同源储组合对致密油成藏富集的影响,通过分析区内源储组合特征,针对下源上储型、上源下储型、三明治型3种源储组合类型设计了3组物理模型进行模拟实验,对比不同模型的充注效率与含油性差异,分析不同源储组合的充注机制及其对致密油成藏富集的影响。结果表明,储层含油性和充注效率与源储组合类型有较大相关性。源储配置关系、源储压差及储层非均质性共同决定了致密油运移和聚集的差异性,制约含油饱和度的大小。从充注效率和含油性来看,三明治型好于上源下储型和下源上储型。深化源储组合特征研究对于致密油勘探开发具有指导意义。     

鄂尔多斯盆地西缘麻黄山地区中生界油藏富集规律

断裂特征、典型油藏解剖和剩余压力分布特征研究结果表明,鄂尔多斯盆地西缘麻黄山地区中生界油气分布和成藏组合在不同构造带有较大的差别,油藏受构造影响明显。西缘冲断带主要发育源外成藏组合和远源成藏组合,油藏主要为断块油藏和断背(鼻)油藏,油藏面积小、油柱高度大、储量小、产量高;中央凹陷带主要发育源内成藏组合,主要为致密低渗岩性油藏,油藏面积大、油柱高度小、产量低;而东部凸起带,源内、源外和远源成藏组合均发育,油藏则主要为背斜-岩性油藏。     

中国石化页岩油工程技术现状与发展展望

针对陆相页岩油储层特点及勘探开发需求,中国石化围绕陆相页岩油优快钻井完井技术、测井录井评价技术和储层改造技术等进行攻关研究,并完成了17口探井,有力支撑了济阳坳陷、泌阳凹陷和四川盆地等区域的陆相页岩油勘探开发评价,济阳坳陷页岩油勘探取得了重大突破。与国外页岩油工程技术相比,中国石化页岩油工程技术仍存在较大差距,为此,还需要进行页岩油井工厂多层系立体开发技术、超长水平段水平井钻井关键技术和页岩油地质–压裂一体化技术攻关,以形成完善的页岩油工程技术体系,以满足提质提速提效提产的需求,实现陆相页岩油的效益开发。      

2021 年 4 期目录

北美海相页岩油采用长水平段水平井密切割体积压裂技术和“工厂化”施工技术等手段,已获得规模化商业开发,而国内陆相页岩油勘探开发起步晚,总体处于试验与示范阶段。为促进我国页岩油的勘探开发进程和页岩油开发技术的发展,总结分析了北美海相页岩油和国内陆相页岩油储层的基本特征、储层改造技术现状和特点,从中得到了诸多启示,从而针对国内陆相中高成熟度页岩油储层的特性,提出了强化基础与机理研究、进行多岩性偏塑性储层穿层压裂技术及复杂缝压裂技术攻关、研发多功能压裂液和压力敏感智能支撑剂、研究排采和CO₂注采技术及进行压–驱–采一体化攻关的建议,以期提高我国陆相中高成熟度页岩油的开发效果。      

中国陆相页岩油完井方式优选的思考与建议

中国页岩油资源以陆相为主，在形成机理、成藏条件、赋存特征等方面与北美海相页岩油存在较大差异，具有油层平面分布范围小、纵向层系多、单层厚度薄、应力分布复杂等特点，利用水平井体积压裂技术开发呈现出油层钻遇率低、钻井周期长、压裂效果差、工程成本高等一系列不适应性，页岩油规模有效开发面临重大挑战，探索一条适合中国陆相页岩油特点的规模有效开发技术路线至关重要。为此，创新提出陆相页岩油直井高效的开发模式，通过直井和大斜度井大井丛平台式钻井，结合直井限流等压裂技术，纵向实现油层改造全覆盖，横向构建层内复杂体积缝网，实现页岩油分层立体开发，大幅提高页岩油开发效果。提出以下建议：①加强页岩油非均质性精细表征、直井多级精细限流压裂、多井协同压裂设计软件、细分层系开发等基础研究和技术攻关；②选取页岩纵向跨距较大、最大单层油层厚度较薄、甜点区存在多套夹隔层遮挡、砂地比适中的页岩油层开展直井全覆盖开发模式现场试验。     

致密/页岩油气储层损害机理与保护技术研究进展及发展建议

致密/页岩油气藏赋存地质条件独特,通常采用水平井加分段压裂技术进行开发,但油气井初期产量差异大且递减快,而钻井完井及增产改造中的储层损害是重要原因。如何降低致密/页岩油气藏勘探开发各环节的储层损害,提高单井产量与稳产周期,实现经济高效开发,是目前亟待解决的重大科学问题。为此,在分析致密/页岩油气储层损害特点的基础上,总结了钻井完井、增产改造与开发生产过程中致密/页岩油气储层损害的主要机理,介绍了物理颗粒暂堵、化学成膜暂堵、欠平衡钻井完井和界面修饰等储层保护技术的基本原理及研究进展,以典型案例阐述了储层保护技术对及时发现、准确评价和高效开发致密/页岩油气资源的重要作用,并指出储层损害预测与诊断系统、储层多尺度损害评价方法、智能型储层保护材料、液相圈闭损害防治措施和储层保护–漏失控制–增渗改造一体化技术是致密/页岩油气储层保护的重要发展方向。      

湖相碳酸盐岩—混积岩储层有利相带分析——以柴达木盆地古近系为例

湖相碳酸盐岩广泛发育于中国各陆相含油气盆地,与海相碳酸盐岩相比,湖相碳酸盐岩沉积规模较小,受多物源陆相碎屑体系干扰,易于发育湖相碳酸盐岩—混积岩。近年来,随着油气勘探的深入,湖相碳酸盐岩—混积岩作为一种致密油储层得到重视。干旱气候封闭-咸化湖盆碳酸盐岩致密油储层分布区,以青海古近系、四川侏罗系为典型,称之为内源沉积湖相碳酸盐岩储层沉积有利相带。通过野外露头剖面和钻井岩心、测井资料,对柴达木盆地柴西南地区上干柴沟组进行了横向、纵向的层序地层学和沉积相研究,探索了湖相碳酸盐岩—混积岩的沉积模式及其石油地质意义。研究认为湖侵体系域—高位体系域的演化为湖相碳酸盐岩—混积岩致密油储层提供了有利相带,从滨浅湖到半深湖—深湖区,存在湖相混积滩坝、滨湖白云岩化泥灰坪/泥云坪、浅湖叠层石礁滩和半深湖相裂缝性泥灰岩有利微相带,对柴达木盆地及其相类似盆地湖相碳酸盐岩—混积岩致密油储层油气勘探具有一定的参考价值。     

中国石化页岩油水平井分段压裂技术现状与发展建议

水平井分段压裂技术是实现页岩油高效开发的关键,经过十几年的技术研究与实践,中国石化初步形成了以“超密切割布缝、暂堵转向、高强度加砂、储层保护”为主体的页岩油水平井分段压裂技术,并在部分地区实现了页岩油勘探重大突破,但是工艺参数和技术水平与国外水平井分段压裂技术相比尚有差距。为此,在介绍中国石化页岩油水平井分段压裂技术现状的基础上,对比了国内外主要页岩油区块地质特征的差异,分析了中国石化页岩油压裂技术需求及面临的挑战,并针对中国石化陆相页岩油储层的特点,从地质–开发–工程一体化研究与实施的角度出发,同时考虑经济性及现场可操作性,提出了中高成熟度页岩油压裂技术和中低成熟度页岩油原位改质技术的发展建议,对于尽快形成中国石化页岩油开发技术体系,实现页岩油经济效益开发具有一定的指导意义。      

致密砂砾岩油藏开发中地质工程一体化实践与思考

准噶尔盆地环玛湖地区致密砂砾岩是中国陆地的重要油气富集地,但开发中面临着地质条件复杂、工程难度大、成本高等挑战。以环玛湖地区玛2井区百口泉组油藏为例,运用地质工程一体化思想对该区致密砂砾岩油藏开发进行集中攻关。研究表明:优质储层是提高单井品质的地质基础;优质油层钻遇率是影响水平井产量的关键因素,而精细三维地质模型指导下的地质导向钻井可有效提高钻遇率;区块适应于"大段多簇+暂堵+极限射流"组合压裂工艺,采用水平井+体积压裂的思路,可使该区复杂致密油得到效益开发。经过攻关,该区新开发井的储层品质、钻井品质和压裂品质均取得了明显提升,实现了致密砂砾岩油藏效益开发的初步突破,同时对环玛湖地区致密砂砾岩油藏的开发具有指导意义。     

四川盆地页岩油水平井“测定导”一体化技术应用

四川盆地侏罗系页岩油气埋藏浅、保存条件好、地层压力系数高、发育层系多,具备立体勘探优势。大安寨段和凉高山组主要为特低孔隙度、特低渗透率致密储层,常规手段难以实现经济有效开发。为了提高页岩油优质储层钻遇率,有效降低施工风险,开展了“测定导”一体化技术创新与实践。以LA1导眼井岩心、岩屑资料为基础,综合分析四川盆地中部大安寨段页岩储层中矿物组分含量及孔隙度、TOC、渗透率等物性参数,确定页岩油水平井地质与工程甜点。通过井震结合、精细地质建模,探索优质页岩储层展布规律,优选水平井目标箱体,优化随钻地质导向工具及钻具组合方案。利用水平井轨迹优化设计与控制技术,结合地质模型与随钻自然伽马数据,动态实时跟踪与钻井轨迹调整,页岩油水平井优质井身质量和箱体钻遇率获得有效提高,并为压裂分段分簇奠定良好基础。技术应用后,四川盆地大安寨段页岩突破了出油关。     

国外致密气藏钻完井技术现状与启示

目前非常规气藏尤其是致密气藏的开发在国内外受到普遍关注,国外在致密气藏钻井、完井、压裂等方面形成一系列配套技术,其成功的开发实践将为中国致密气藏开采提供宝贵的经验。在系统调研并分析国外致密气藏钻完井及配套技术的基础上,借鉴国外致密气藏的开发经验,得出以下几点启示:一是综合应用小井眼、快速钻井等技术降低成本,减小费用;二是储层及环境保护须贯穿致密气藏钻完井过程的始终;三是水平井、多分支井技术有助于提高油藏接触面积,提高单井产量及采收率;四是气藏描述技术有助于研发有针对性的钻完井技术。上述分析研究结论将对中国致密气藏钻完井技术起到有效地推动作用。     

致密油藏提高采收率技术瓶颈与发展策略

致密油藏正在成为全球油气资源勘探开发热点领域。致密油藏开发效益在一定程度上反映了一个国家当代石油勘探开发的技术能力和水平。总体来看，全球范围内致密油藏平均采收率为5%~10%，远低于常规油藏。中国致密油藏地质特征复杂，其开发关键技术尚处于突破前的准备阶段，美国相对成熟的致密油藏开发配套技术不能直接照搬应用。针对中国致密油藏采收率低和相关配套技术发展滞后的现状，概述了致密油藏开发和提高采收率的主要关键技术，剖析了待解决的理论认识与技术瓶颈等问题。分析认为，推行致密油藏开发地质工程、保护改造、增渗增能、洗油驱油"多维一体化"技术思路，协同大型水力压裂储层改造，实施界面修饰注水和储层原油氧化实现有效增能增注，开展多环节、多尺度、多场综合调控油水流动行为，显著增强油水流动能力，将是提高致密油藏采收率及开发综合效益的新途径。