中国陆相页岩油发展潜力与技术对策

陆相页岩油是埋藏300 m以深、R_o值大于0.5%的陆相富有机质页岩层系中赋存的液态烃和各类有机物的统称,是源岩油气的重要组成类型。以成熟度控制富有机质页岩生排油演化模式为依据,将陆相页岩油划分为中高成熟度和中低成熟度两种类型,研究发现中国陆相页岩层系:①发育淡水和咸水两类湖相优质烃源岩,存在碎屑岩、碳酸盐岩、混积岩、沉凝灰岩、泥页岩等多种类型储集层,形成多套近源或源内聚集的"甜点段"和大面积分布的"甜点区",具规模资源基础。②富有机质页岩实验分析表明,波状和水平纹层状页岩具良好储集条件,页岩水平渗透率是垂向渗透率的数十倍—数百倍,利于源内页岩油横向规模运聚。③经评价,中高成熟度页岩油地质资源总量超过100×10~8t,采用水平井体积压裂技术可以有效开发,是近期石油勘探现实领域;中低成熟度页岩油资源潜力大,初步评价技术可采资源量为(700～900)×10~8 t,是未来石油工业发展的战略性接替资源,需要原位转化等技术突破才能实现效益开发。陆相页岩油是中国陆上油气勘探从"源外"走向"源内"的必然选择,突破"甜点区"评价优选、水平井体积压裂工程技术以及原位转化技术装备等核心理论技术,是实现陆相页岩油规模效益发展的重要途径。图5表3参33     

三水盆地布二段灰岩夹层型页岩油地质特征

三水盆地布二段是主要的烃源岩发育层段,以"源内找油"的思路开展了该层系夹层型页岩油研究,剖析了沉积背景、烃源岩特征、储层特征等成藏因素,总结了夹层型页岩油"甜点"基本特征.结果表明,该盆地东部斜坡在贫物源背景下发育泥岩灰岩间互沉积,泥质烃源岩源内夹层型灰岩储层大面积、叠置连片分布;烃源岩广覆式分布于整个盆地,TOC一般...     

吐哈探区非常规油气资源开发策略

为加快吐哈探区非常规油气资源效益开发，针对开发技术难点，在对比中国非常规资源开发现状的基础上，借鉴页岩油、致密气开发的成熟经验，对吐哈探区非常规油气资源开发策略进行探讨。提出了不同盆地、不同构造单元及不同目的层的非常规油藏开发对策：三塘湖盆地马朗凹陷二叠系页岩油藏采用多层系开发，借助打造东疆最大减碳基地技术平台，大力发展页岩油藏CO₂全程补能+降黏体积压裂技术，持续探索页岩油藏提高采收率技术；三塘湖盆地二叠系马中致密油实施井组整体多介质复合吞吐，采收率提高至15.0%；准噶尔盆地吉木萨尔凹陷吉28区块二叠系页岩油藏借鉴吉木萨尔页岩油示范区经验，厘清页岩油藏甜点分类评价及分布特征，提高Ⅰ类+Ⅱ类储集层钻遇率，实现页岩油藏效益开发；对于吐哈盆地胜北侏罗系三间房组致密气藏，开展地质工程一体化先导试验，提升水平段长度及储集层甜点钻遇率，提高胜北致密气藏开发效果。     

页岩油及其特征

通过与“油页岩”、“致密油”和“泥岩裂缝性油藏”等资源的对比分析,将石油勘探界的页岩油定义为以页岩为主的页岩层系中所包含的石油资源.通过分析页岩油地质特点,认为页岩油与常规石油资源有较大区别,但与页岩气在地质特征和开发方式方面有很多相似性.页岩油的“甜点”与裂缝发育程度、基质孔隙大小和地层异常压力情况关系密切.在分析鄂尔多斯盆地延长组页岩层系地质特征后认为,该区页岩油与页岩气可能存在共生现象,页岩油资源潜力巨大;中国在页岩油理论研究和勘探实践过程中应借鉴美国成功的理论模型和勘探开发经验,同时根据中美地质条件的差异性探索适合中国地质条件和经济技术水平的页岩油之路.     

鄂尔多斯盆地陕北地区长7段页岩油富集主控因素及甜点区预测

鄂尔多斯盆地陇东地区延长组7段（长7段）页岩油勘探取得重大突破,实践表明陕北地区长7段也发育丰富的页岩油,成为该盆地非常规石油勘探新的接替目标。通过对烃源岩品质、类型、储集层、隔夹层及源储配置关系等开展定量刻画,表明：①广泛分布的黑色页岩（TOC值为13.81%）、暗色泥岩（TOC值为3.74%）,及与之互层共生的砂岩薄层,构成了页岩油形成的有利地质条件。②陕北地区长7段页岩油砂地比平均值为20.1%,单层砂体厚度平均值为3.8 m,长7段源内油藏为典型的页岩油,储集层甜点以“夹层型”为主,源储有效配置为页岩油的形成提供了保障。③地质工程一体化综合研究表明：有利储集层、隔夹层及裂缝的发育规模,共同控制了页岩油“甜点”分布规律和富集高产能力。在页岩油富集主控因素分析的基础上,建立了陕北地区长7段“甜点区”的评价标准,共评价甜点21个,为下一步勘探开发提供了重要依据。     

湖相页岩油有利甜点区优选方法及应用——以渤海湾盆地东营凹陷沙河街组为例

页岩油有利目标区既是页岩油资源甜点区、物性甜点区,又是工程甜点区,因此寻找表征页岩油资源甜点、物性甜点及工程甜点的主地质参数,是建立页岩油有利区优选方法的关键。建立了一种基于主地质参数的页岩油有利区优选综合定量评价方法：①以游离油量、渗透率和杨氏模量为主地质参数并作为评价指标,建立权重评价值函数;②以主地质参数权重评价值乘积构建综合权重因子,确定页岩油勘探开发有利层、低效层和无效层综合权重因子分布范围;③确定页岩油勘探开发有利层系及有利区分布。将该方法应用于渤海湾盆地东营凹陷,评价了27口井沙河街组三段下亚段和沙河街组四段上亚段页岩油层系综合权重因子,预测出页岩油勘探开发有利层系及有利区分布范围,研究结果对东营凹陷页岩油勘探开发具有一定的参考意义。     

中国陆相致密油形成机理与富集规律

中国致密油主要分布在中、新生代陆相含油气盆地中,发育与湖相生油岩共生或接触、大面积分布的致密砂岩油或致密碳酸盐岩油。近年来,陆相致密油勘探开发取得重大进展,截至2018年底,中国陆相致密油已建成产能315.5×10⁴ t,2018年年产量约105×10⁴ t。中国陆相致密油以湖相富有机质页岩为主要烃源岩,多发育于淡水、半咸水-咸水环境,厚度一般为几十至几百米,有机碳含量为0.4%~16.0%,镜质体反射率为0.5%~1.3%,适宜的火山作用、低沉积速率、缺氧还原环境、海水入侵与水体分层是富有机质页岩形成的重要影响因素。中国陆相致密油储层类型包括致密砂岩、致密碳酸盐岩、致密混积岩和致密沉凝灰岩等,储集层非均质性强、物性差;覆压基质渗透率多小于或等于0.1×10^-3 μm²,以纳米级孔喉系统为主,孔喉半径小,主体直径40~900 nm,孔隙结构复杂;压力系数0.7~1.8,既有超压,也有负压;地层能量、原油品质变化大,原油密度0.75~0.92 g/cm³。中国陆相致密油地质资源量为178.20×10⁸ t,技术可采资源量为17.65×10⁸ t,主要分布在鄂尔多斯盆地、渤海湾盆地、松辽盆地、准噶尔盆地和柴达木盆地。提出“甜点区（段）”概念,“甜点区”多发育在宽缓背景下的局部微构造区,是指在平面上成熟优质烃源岩分布范围内,具有工业价值的致密油高产富集区;“甜点段”是指在剖面上源-储共生的黑色页岩层系内,人工改造可形成工业价值的致密油高产层段。源岩品质和源-储组合类型控制“甜点区”平面分布范围。资源评价方法、“六特性”测井识别、高精度三维地震、水平井平台式生产及人工油藏开发等“甜点区（段）”评价方法,可支撑致密油有效开发。     

吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油、页岩油地质特征与勘探潜力

准噶尔盆地二叠系芦草沟组是中国最为古老的陆相液态烃页岩层系之一,是近海咸化湖盆混积岩沉积,具有丰富的致密油、页岩油资源,吉木萨尔凹陷是准噶尔盆地东部典型富液态烃凹陷。基于页岩层系实际地质资料分析,发现吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩层系发育上、下两个含油系统,具有源储一体、薄层叠置、厚度较大、整体含油、连续分布的特征:(1)近海湖泊沉积环境,间歇性海水注入使湖泊生物群体死亡,利于有机质富集保存;细粒混积岩沉积为主,划分为6层2.5个三级沉积旋回;(2)烃源岩主要发育在芦草沟组第2段(P2l2)和第5段(P2l5),岩性主要为碳酸盐质泥岩和硅质泥岩,有机碳含量多大于4%,Ⅱ型干酪根为主,Ro介于0.6%~1.1%,处于生油窗口;(3)储层普遍较致密,岩性主要为碳酸盐岩、碳酸盐质砂岩、硅质砂岩,孔隙度主体介于6%~12%,空气渗透率小于0.1 m D,连通孔喉直径主体介于几十至几百纳米,以粒内孔、粒间溶蚀孔为主,含油饱和度多介于80%~90%,储油条件较好;(4)地层流体压力系统以常压—弱超压为主,原油密度平均为0.8971g/cm~3,50℃平均黏度为165.2m Pa·s,为低—中等热演化程度产物,地层条件下整体流动性较差。吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油、页岩油资源丰富,经评价致密油技术可采资源量为0.91×10~8t,其中P_2l_1和P_2l_4是致密油"甜点段",致密油"甜点区"主要分布于凹陷中部;页岩油技术可采资源量为1.10×10~8t,其中P_2l_2和P_2l_5是页岩油"甜点段",页岩油"甜点区"也主要分布于凹陷中部。     

北美海相页岩油形成条件、富集特征与启示

北美海相页岩油气的成功开发为将中国陆相页岩油巨大资源潜力转化为现实产量带来了希望。目前全球范围内对页岩油的研究与探索尚处于起步阶段,对能否在页岩中实现原油规模化开采还远没有达成共识。北美海相层系页岩油勘探开发实践表明,稳定宽缓的构造环境是形成页岩油的有利背景,大面积分布的优质烃源岩是页岩油形成的资源基础,区域性致密顶底板控制页岩油的远景区分布,烃源岩热演化程度控制页岩油核心区分布,而地质和工程"甜点"控制页岩油的规模富集和高产稳产。与北美相比,中国地质构造演化稳定性较差,沉积盆地类型多、分割性和后期活动性强,发育淡水湖泊、混积湖泊与咸化湖泊等多种沉积体系,相变快、岩性复杂、储盖组合多样。烃源岩层系的非均质性、成岩改造作用、裂缝发育程度及其与致密顶底板的配置关系,控制中国陆相页岩油"甜点"分布规律和富集高产能力。正确认识陆相页岩油资源潜力、找准页岩油富集的有利核心区、发展适应性高产稳产工程技术,是中国陆相页岩油取得突破的关键。     

中国陆相致密油富集规律及勘探开发关键技术研究进展

陆相致密油是中国近期现实的非常规石油资源,是国内石油资源储产量增长的重要补充。研究团队立足国家科技重大专项“致密油富集规律与勘探开发关键技术”研究目标引导、国家重点实验室室内测试和中石油8家油公司现场试验,针对中国陆相致密油理论技术研发和勘探开发实践取得3方面研究进展。①形成条件方面：发现纹层状富有机质页岩是主力烃源岩,发育陆源碎屑、内碎屑等多种类型有利储集层,主要包括源内和近源2种大面积连续分布的成藏组合;②富集规律方面：明确有利储集相带、近烃源中心、一定构造背景是富集高产的3个共性主控因素,评价致密油资源规模为106.5×10⁸t,识别出40个富集区带,储备了一批可钻“甜点区”;③勘探开发关键技术方面：多尺度致密储层表征、资源分级评价、“甜点区”地震响应及工程评价、致密储层改造技术、致密油有效开发技术等取得新进展。研究成果支撑中国陆相致密油整体快速发展,截至2018年底,已探明石油地质储量为4.37×10⁸t、三级储量为30.19×10⁸t,新建产能为331×10⁴t。建议后续研究聚焦碎屑岩、混积岩—沉凝灰岩、湖相碳酸盐岩等3大领域,着力深化富集规律研究、甜点评价预测、开发关键技术、储层高效改造技术、重点盆地实践应用等5方面研究,支撑中国陆相致密油地质工程一体化稳步发展。     

准噶尔盆地页岩油“甜点区”评价与关键技术应用——以吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组为例

非常规油气资源已成为准噶尔盆地油气勘探的新领域之一。以吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组为着手点,开展页岩油形成与富集的地质条件、“甜点”评价及预测技术方法等研究。通过总结近年来吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油的勘探成果,梳理出页岩油“甜点”形成的关键地质条件：①广泛分布的优质烃源岩;②致密的储层中发育物性较好的“甜点”段;③源岩层系内频繁的源储薄互层构成源内高效的成藏组合。明确芦草沟组页岩油“甜点”受控于烃源岩、岩性、物性、含油性、敏感性、脆性、地应力各向异性等参数,并基于现场实验参数建立了其评价标准。以“甜点”分布的地质需求为导向,形成了一套多参数“甜点”分布预测技术,涵盖地质、测井、物探以及工程等方面。形成的地质认识丰富了我国陆相页岩油地质理论认识,相关技术方法为准噶尔盆地其他地区页岩油领域以及国内陆相盆地页岩油的评价提供借鉴。     

致密油与页岩油形成条件与“甜点区”评价

基于国内外页岩层系液态烃勘探研究成果,对页岩层系液态烃的形成条件、聚集机理、类型划分、海陆相差异进行系统分析,进一步开展"甜点区"研究评价。通过分析北美和中国页岩层系液态烃的地质特征,指出页岩层系液态烃具有大面积连续分布、无稳定自然产能2项基本特征,且"规模区"需具备稳定构造背景、规模优质烃源岩、规模储集空间、源储共生分布等4项形成条件。揭示了页岩层系液态烃源储耦合、致密化减孔聚集机理,划分6项24种不同类型页岩层系液态烃,指出中国陆相页岩具有地热梯度较低和地层非均质性较强两项特征,须优选规模型"甜点区"来稳步推进工业上产。页岩层系液态烃"进源找油",应着力开展地质、工程和经济"三品质""甜点区"综合评价,成熟度是控制"甜点区"分布的首要因素。中国陆相有利页岩层系液态烃Ro值为0.8%~1.3%,TOC值大于2%,岩性为纹层状页岩或致密孔隙性储集层,孔隙度较高(致密油大于8%,页岩油大于3%),脆性矿物含量高(致密储集层大于70%,页岩大于40%),含油饱和度50%~90%,原油黏度较低或地层压力较高,天然裂缝发育。页岩层系液态烃具有巨量的资源规模,增强海陆相页岩层系液态烃形成分布地质认识,对持续关注、推动这一重大领域的发展具有借鉴意义。     

致密油甜点的内涵、评价与优选——以酒泉盆地青西凹陷白垩系下沟组为例

致密油甜点是致密油勘探开发的核心领域。通过对酒泉盆地青西凹陷白垩系致密油储层的成藏富集规律研究,揭示了致密油甜点的内涵、评价与优选方法。研究结果表明：①致密油甜点是含油气盆地细粒沉积体系中整体低丰度含油背景下的相对高丰度含油区域（或层位）,致密油甜点可分为物性甜点、油藏甜点、工程甜点、产能甜点和经济甜点等5类,其中物性甜点和油藏甜点合称为地质甜点。②控制致密油甜点的主要地质因素包括岩性组合特征、源储品质、源储组合类型和裂缝发育程度。③致密油甜点的评价与优选方法为优质源岩R_o定边界、源储组合定区带、四优（优源、优相、优缝、优配）匹配定甜点、多层联合定井轨迹,该套致密油甜点评价与优选方法对油气田高效勘探开发具有指导意义。     

页岩油综合甜点测井评价——以沧东凹陷孔店组二段为例

地质甜点和工程甜点的识别与融合是实现页岩油效益开发的关键,以沧东凹陷孔店组二段页岩油为例,基于高精度岩石物理实验和常规测井资料,建立了页岩油综合甜点测井评价方法。利用最优化、神经网络、多元非线性拟合以及测井属性分析等技术手段,分别建立了页岩岩性、储集物性、含油性、脆性、断裂韧性、地应力特性以及天然裂缝发育程度等产能敏感参数的测井定量预测模型。进一步构建了表征地质甜点的储油指数、表征工程甜点的可压指数和缝网复杂指数。采用几何平均法建立页岩油综合甜点评价指数,实现了页岩油综合甜点分类,形成了各类综合甜点的地层参数评价标准。通过分析处理沧东凹陷孔店组二段11口页岩油试油井的测井资料,验证了分类方法及评价标准的有效性。研究方法及认识可以为页岩油勘探开发部署、压裂方案优化及储量评价提供必要的技术支撑。     

吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油储层沉积特征

吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组主要为湖泊和三角洲相沉积,岩石类型主要有泥岩、碳酸盐岩和细粒级碎屑岩。发育上、下2个致密油甜点体,下甜点体以细粒级碎屑岩沉积为主,三角洲前缘远砂坝和席状砂是储层甜点发育的主要微相类型;而上甜点体以碳酸盐岩类沉积为主,微相类型为滨浅湖滩坝。上、下甜点体厚度大,分布稳定,致密油勘探潜力巨大。      

盐间页岩油形成有利条件与地质甜点评价关键参数——以潜江凹陷潜江组潜34-10韵律为例

江汉盆地潜江凹陷潜江组潜34-10韵律盐间细粒沉积岩是页岩油勘探开发有利层系。基于页岩油专探井/兼探井取心段分析结果与前人资料,阐述潜34-10韵律盐间细粒沉积岩总体是一套好—优质烃源岩,有机质以腐泥组无定形体组分为主,类型主要为Ⅱ₁、Ⅰ型,现今处于生排油高峰期;其储集条件优越,与国内外主要页岩油产层储集条件相当,尤以白云岩、泥质白云岩相最佳;盐间细粒沉积岩上部和下部连续分布的厚层盐岩构成了盐间页岩油优质的顶板和底板封盖层。潜34-10韵律盐间细粒沉积岩层系发育层内侧向运移富集型和原位—近源聚集富集型2类页岩油,前者发育于王场背斜构造带,后者发育于蚌湖洼陷的深洼与南斜坡带。提出了2类页岩油富集类型的地质甜点评价关键参数与指标,为潜江凹陷其他盐间细粒沉积层系页岩油勘探开发评价提供依据与借鉴。      

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。      

页岩油“甜点”概念及其应用讨论

“甜点”评价是目前非常规油气勘探开发中的一项重要内容，对非常规油气规模效益开发具有重要意义。“甜点”概念内涵不断扩展，评价参数的选择和取值标准更加多样化和地区性。目前常用的“甜点”评价预测方法包括等值线图半定量平面叠合评价方法、多参数共同约束开展“甜点”定量—半定量评价方法、雷达图示法和基于地质异常理论建立“甜点”定量评价方法，在实际应用过程中，要根据盆地构造沉积背景、岩性组合、资源类型等基础资料，遵循叠加递进判别原则，研发适用性评价预测方法。中国陆相页岩非均质性强，不同类型页岩油的富集规律和主控因素差异明显。夹层型、混积型页岩油均发生过源内运聚，源岩非储集层，储集层主体岩性为砂岩(粉砂岩)、碳酸盐岩(混积岩),储层的储集物性、含油气性和脆性是关键指标。厚层—巨厚层纯页岩油层段整体含油，以源内滞留为主，源岩即储集层，建议综合沉积旋回、纹层结构类型、岩性组合、含油气性、储集性、可压性、可动性、可采性等资料，应用5～8个关键参数，采用三分法划分出Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类富集层。在优选富集层时，要根据不同盆地、不同区带的热演化成熟度具体进行分区考虑，在中—低成熟度区应优选与高TOC含量页岩层段紧邻的...     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油偏稠成因分析

通过研究吉木萨尔凹陷芦草沟组烃源岩母质组成、烃源岩生烃及热演化特征、成藏模式、原油次生作用,揭示了该区页岩油整体偏稠以及纵、横向原油性质差异的原因。结果表明,吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油未遭受生物降解,其油质偏稠的原因主要是:①芦草沟组烃源岩中无定形体、藻类等有机质十分丰富,在咸水环境下生成的原油中异构烷烃、环烷烃含量相对较高,油质相对偏稠,"下甜点"烃源岩比"上甜点"烃源岩处于咸化的更强还原环境,藻类等水生生物更发育,是造成纵向上"下甜点"页岩油较"上甜点"页岩油更稠的主要原因;②芦草沟组烃源岩有机质类型好、早期生烃,在低成熟阶段(0.5%相似文献   

陆相页岩油甜点地质特征与勘探关键技术——以沧东凹陷孔店组二段为例

页岩油气等非常规油气资源已成为油气勘探开发的重要接替领域。渤海湾盆地沧东凹陷孔店组二段（孔二段）陆相页岩油十分丰富，但面临着构造复杂、储层非均质性强、埋深大等难题。在进行635.8 m系统取心、厘米级精细描述和上万块次分析联测的基础上，开展了页岩油成藏地质特征与勘探关键技术的攻关研究，形成了"选准甜点区、打准甜点段、压准甜点层、测准裂缝区"的"四准"技术。研究结果表明，孔二段陆相页岩层系可划分为长英质页岩、含灰白云质页岩和混合质页岩，矿物成分多样，层理结构发育，源岩品质好，热演化程度中等，储层致密但微孔缝发育，含油饱和度高，脆性矿物含量高，展示了孔二段页岩油具有良好的勘探前景。通过沉积学研究、总有机碳含量及镜质体反射率评价、脆性矿物计算、地震融合反演等综合评价确定了孔二段I类甜点面积为126 km²，指导了GD1701H井和GD1702H井的水平井井位部署；通过"精细标定追小层、精细反演定箱体、精细落实保入窗、实施调整追甜点"等措施确保了两口水平井96%的甜点钻遇率；通过"一优五高"选点实现了压裂段簇的差异设计；微地震及电位法监测结果表明，体积压裂改造形成的压裂缝长300~400 m、高120 m，缝控体积约0.07 km³，两口水平井最高产油量分别达66 t/d和53 t/d，实现了页岩油缝控储量的有效动用。孔二段页岩油勘探实践表明陆相页岩油效益勘探开发潜力大，"四准"技术是页岩油高效动用的关键。