苏里格地区天然气勘探新进展

苏里格地区位于鄂尔多斯盆地西北部,勘探面积约4×10⁴ km²。该区地表条件复杂、地震信噪比低,储层岩性复杂、非均质性较强,气层有效厚度较薄、单井产量低,勘探难度较大。近年来,中国石油长庆油田公司通过深化地质综合研究及勘探技术攻关,明确了苏里格气田有效储层分布和天然气富集规律,创新形成了地震有效储层预测、复杂气层测井评价、致密砂岩储层改造等先进适用的勘探技术。勘探目标从砂体预测转向有效储层与含气性预测,通过整体勘探,探明了我国第一个超万亿立方米储量的整装大气田,探明天然气地质储量规模达2.85×10¹²m³,同时在苏里格南部地区形成了新的资源接替区。预计2015年以前,苏里格地区的天然气储量规模可超过3.5×10¹²m³,天然气年产量将达到230×10⁸ m³。     

鄂尔多斯盆地上古生界准连续型气藏气源条件

通过鄂尔多斯盆地上古生界气源条件的综合分析,确定优质烃源岩是控制致密砂岩大气田形成分布的主要因素,并结合试气结果分析致密砂岩大气田形成的生气强度下限。首先对鄂尔多斯盆地上古生界烃源岩的厚度、有机碳含量和热演化程度等参数进行对比;接着在类比分析的基础上计算求取生气强度,并将其与试气成果结合进行综合分析。气源条件分析结果显示,鄂尔多斯盆地上古生界烃源岩品质好、分布广、热演化程度高,其生气强度介于10×10⁸~40×10⁸ m³/km²,具有高强度、大范围的供气特点;盆地西部生气强度介于10×10⁸~20×10⁸ m³/km²,而盆地东部生气强度相对较高,多大于16×10⁸ m³/km²。综合分析认为:优质烃源岩是形成致密砂岩大气田的主要因素之一,从宏观上控制了鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩储层内气、水的空间分布状态;由于为近距离成藏,其天然气聚集效率高,因此上古生界准连续型致密砂岩气藏的生气强度下限可降低至10×10⁸ m³/km²左右。     

鄂尔多斯盆地天然气地质条件、资源潜力及勘探方向

近年来随着勘探不断深入,勘探目标向中深层和致密气藏拓展,需要对鄂尔多斯盆地的资源现状、类型和数量进行全新的认知。分析了盆地天然气成藏地质条件,建立了下古生界碳酸盐岩气和上古生界致密砂岩气成藏模式,明确了天然气富集规律。同时,为了满足精细勘探的需求,在 “层区带” 划分的基础上,优选和细化评价参数,采用小面元容积法、EUR类比法等6种方法,评价盆地天然气地质资源量为15.68×10¹²m³,剩余地质资源量为8.79×10¹²m³。其中,常规气剩余地质资源量为1.67×10¹²m³,非常规气剩余地质资源量为7.12×10¹²m³。预测了剩余资源层系及地区分布规律,分层次优选了有利勘探目标区带。     

苏里格气田成藏条件及勘探开发关键技术

截至2017年,鄂尔多斯盆地苏里格地区有利勘探面积为5.5×10⁴km²,天然气总资源量近6.0×10¹²m³,已探明(含基本探明)储量为4.77×10¹²m³,已建成产能为230×10⁸m³/a的天然气生产规模,是中国陆上发现的储量最大的天然气田。多年研究表明:①苏里格气田产层主要为上古生界二叠系石盒子组8段和山西组1段,为典型的致密砂岩气藏;②石炭系本溪组、二叠系太原组和山西组广泛发育的煤系地层为气藏提供了充足的气源;③发育"敞流型"湖盆三角洲沉积模式,平缓底形、多源供砂、强水动力、多期叠加控制着大面积储集砂体的分布;④储层为河流-三角洲相砂岩,物性较差、非均质性强,平均孔隙度为4 % ~12 % ,平均渗透率为0.01~1 mD;⑤气藏具有广覆式生烃、弥漫式充注、近距离运聚、大面积成藏等特征;⑥气藏压力系数为0.62~0.90,属低压气藏,单井产量低;⑦沙漠区全数字地震技术、黄土塬非纵地震技术、测井精细评价技术、致密砂岩储层改造技术、水平井开发技术是苏里格气田勘探开发的关键技术。     

中国大气田勘探领域与前景

2000-2010年,中国共发现大型气田19个,累计探明天然气地质储量达5.98×10¹²m³,开展大气田勘探领域的研究,对于解决储量接替问题、保障国家能源安全等都具有十分重要的意义。为此,分析了大气田形成的气源基础,认为中国天然气资源量大（70.44×10¹²m³）,分布相对集中于松辽、四川、塔里木、鄂尔多斯等7个含油气盆地,层系上主要分布于中生界和上古生界。总结了大气田的分布规律：①中国陆上沉积盆地多具有旋回叠加地质结构特征,古生界与中生界过渡时期的区域海陆沉积旋回形成间互分布的广覆式煤层、砂岩和泥岩,垂向上控制着大气田的分布层位;②烃源岩是大气田形成与分布的决定性因素,生气强度大于10×10⁸ m³/km2的稳定沉积、高效聚集区也能形成大气田;③区域盖层严格控制着大气田的分布。依据天然气的资源潜力、大气田的分布规律和各盆地的天然气勘探现状,认为未来大气田主要有5个勘探领域：致密砂岩领域、礁滩和岩溶领域、火山岩领域、内陆板块活动边缘快速沉积盆地领域和煤层气-页岩气领域。     

四川盆地中国石化探区天然气勘探开发领域与技术攻关方向

四川盆地中国石化探区天然气勘探开发成果显著,自新场气田发现以来,勘探开发领域逐步扩大,储量和产量快速增长。地质理论认识深化与关键技术进步是推动天然气勘探开发大发展的主要动力。中国石化探区天然气资源丰富,有利目标类型多,常规天然气整体探明程度为16%,页岩气勘探尚处于初期阶段,根据HCZ模式预测,中国石化探区天然气（含页岩气）勘探开发仍将快速发展,具备年均新增探明天然气地质储量(1 600~2 000)×10⁸ m³的潜力。围绕页岩气、海相碳酸盐岩天然气、陆相致密砂岩气等领域的高效勘探开发,需要加强深层海相页岩气增产降本的钻完井、压裂技术攻关,以及陆相、海陆过渡相页岩气资源潜力评价和勘探开发适应性技术准备,加强深层超深层礁滩相碳酸盐岩储层、风化壳储层预测和超深井高效钻井、压裂测试技术攻关,加强陆相致密砂岩气地质—测井—地震一体化甜点预测和低成本直井多层压裂技术攻关。     

中国陆上天然气地质特征与勘探领域

中国陆上含天然气盆地主要有克拉通盆地、前陆盆地、陆内裂谷（断陷-拗陷）盆地和走滑（拉分）盆地。发育煤层、陆相暗色泥岩、海相暗色泥岩和海相碳酸盐岩4类气源岩;储层主要为碎屑岩、碳酸盐岩和火山岩储层,以中-低孔渗为主;天然气藏类型多样,主要发育构造气藏、构造-岩性气藏、地层-岩性气藏和裂缝性气藏4种类型。不同类型盆地大气田形成的主控因素不同,如克拉通盆地大气田主要受古隆起、台缘礁滩、大型缓坡等因素控制。中国陆上已形成鄂尔多斯、塔里木、川渝、柴达木及东部5大气区,天然气田（藏）从前寒武系、古生界、中生界至新生界均有分布;从盆地类型看,以克拉通盆地和前陆盆地资源最为丰富。天然气下一步勘探重点领域较多,在克拉通盆地、前陆盆地及裂谷盆地（松辽盆地深层）,评价有利勘探区带（块）33个,勘探面积为84.6×10⁴km²,资源潜力近50.9×10¹²m³,体现了广阔的勘探前景;天然气勘探接替领域主要有生物气、煤层气和页岩气等,在中国勘探潜力较大,是未来勘探的重点。     

延长探区天然气勘探重大突破及启示

延长石油集团天然气探区位于鄂尔多斯盆地伊-陕斜坡东南部。长期以来,盆地存在“南油北气”的固有认识,导致对延长探区上古生界天然气勘探潜力评价较低。自2003年完钻了第一口真正意义上的天然气探井以来,通过强化地质研究,明确了延长探区位于油气富集的陕北斜坡东部,储集层以水下分流河道砂体、障壁岛砂坝为主,烃源岩广泛发育,泥岩盖层厚度大、分布稳定,天然气资源潜力在7 500×10⁸ m³以上。通过积极推动理论和技术创新,明确提出“优质储层与古流体运聚空间的有效配置决定着天然气富集程度”的成藏认识,成功研发出适合延长探区上古生界致密砂岩气藏的新型VES-CO₂泡沫压裂液体系,取得了探明地质储量超过3 000×10⁸ m³、年产天然气能力达到7.2×10⁸ m³的良好效果,在短时间内取得了天然气勘探的重大突破。此外,还在鄂尔多斯盆地首次发现了具有百万方以上无阻流量的高产气层——石炭系本溪组。     

中国致密砂岩气主要类型、地质特征与资源潜力

致密砂岩气已成为全球非常规天然气勘探的重点之一。中国致密砂岩气分布范围广,目前已在鄂尔多斯和四川等盆地实现了规模开发;致密砂岩气藏主要有低缓斜坡型、背斜构造型和深部凹陷型3种类型,其基本地质特征表现为以煤系源岩为主,生烃强度高,具有持续充注的气源条件;致密砂岩与烃源岩紧密相邻,大面积接触,以近距离垂向运移成藏为主;源储有效配置形成致密砂岩气大气区,局部富集。中国致密砂岩气的有利勘探面积约为32×10⁴km²,可采资源量达(8~11)×10¹²m³,目前中国致密砂岩气勘探开发技术已较成熟,具备加快发展的条件,在中国未来天然气发展中必将发挥重要作用。     

鄂尔多斯盆地低渗透气藏开发技术及开发前景

鄂尔多斯盆地拥有丰富的天然气资源,但是储层隐蔽性强、非均质性强,开发难度极大。“十一五”期间,中国石油长庆油田公司通过不断转变发展方式,着力推进技术攻关,探索形成了低渗透气藏效益开发建设模式,突破了水平井、致密储层改造等提高单井产量的关键技术,建成了年产天然气200×10⁸ m³以上的生产能力,实现了鄂尔多斯盆地低渗透气藏的经济有效开发。目前长庆油田未动用天然气储量规模达数万亿立方米,仍具有相当大的开发潜力,但是这些未动用储量主要赋存于多薄层致密砂岩储层中且气水关系复杂。为了实现对此类储量的经济有效开发,提出以提高单井产量、提高采收率、降低开发成本为目标,并加强以下5 个方面技术攻关的工作思路：多薄层储层预测技术、气水层综合判识技术、水平井快速钻井及分段改造技术、直井多层改造技术、提高采收率技术。还展望了该盆地的天然气开发前景。     

苏里格大型致密砂岩气藏形成条件及勘探技术

苏里格地区位于鄂尔多斯盆地西北部,勘探面积约40000 km²,主要发育低渗、低压、低丰度的大型致密气藏。经过10余年的勘探,发现了目前我国最大的天然气田--苏里格气田,探明天然气地质储量2.85×10¹² m³。总结其成藏地质条件和勘探技术发现,平缓的构造与烃源岩广覆式分布、稳定的沉积与储集体大面积分布、建设性成岩作用与相对高渗储层分布、天然气近距离运聚成藏与高的聚集效率等因素是苏里格大型致密气藏形成的主要控制因素;全数字地震勘探、复杂气层测井精细评价、致密砂岩储层改造等技术是苏里格大型致密气藏勘探开发的关键技术。     

鄂尔多斯盆地天然气储量和产量预测分析

鄂尔多斯盆地的天然气地质储量发现和产量增长的过程具有一定的多峰特征,通过分析盆地天然气资源禀赋、天然气储量和产量的增长历史,并在考虑天然气储量、产量预测影响因素的基础上,选用多峰高斯模型对鄂尔多斯盆地天然气储量、产量进行预测,开展天然气供应能力评价和潜力分析。预测结果表明：鄂尔多斯盆地天然气年探明地质储量在未来20年内总体上呈现先快速上升后缓慢下降趋势,累计探明天然气地质储量约为13×10¹²m³;天然气产量在未来20年内呈现快速增长趋势,年均产量约为1 640×10⁸m³。未来20年鄂尔多斯盆地天然气产量将占全国天然气总产量的20%以上,随着非常规天然气资源的成功勘探与开发,鄂尔多斯盆地对我国油气资源的供应能力将逐步增大。在相当长的时间内,鄂尔多斯盆地的天然气勘探开发将具有广阔的前景。      

近10年中国天然气工业快速发展

近10年（2012—2021年）中国天然气工业快速发展,主要是：①近10年共产气15 105.2×10⁸ m³,是前10年（2002—2011年）总产气量6 468.38×10⁸ m³ 的2.3倍;②天然气储量猛增,近10年新增探明天然气地质储量84 499.58×10⁸ m³ ,是前10年总储量55 696.57×10⁸ m³ 的1.5倍;③页岩气勘探开发开花结硕果,近10年发现并探明7个页岩气田,新增探明页岩气地质储量2.74×10¹² m³,累计生产页岩气920×10⁸ m³;④年产百亿方大气田前10年2个,近10年为3个;⑤长输气管道四通八达,近10年建成长输气管道60 766.5 km,是1949—2011年间建成管道长度的2.6倍。     

四川盆地长宁—威远区块海相页岩气田成藏条件及勘探开发关键技术

中国页岩气资源丰富,开发前景广阔,但中国页岩气资源的品质与美国不同,必须发展自己的开发技术。为此,中国石油天然气集团有限公司立足自主创新,围绕四川盆地南部地区龙马溪组页岩气的地质和工程特点,开展了系统的理论研究和技术攻关。通过揭示“沉积-成岩作用控储、保存条件控藏、Ⅰ类储层连续厚度控产”的“三因素控制”海相页岩气富集高产理论,创建了适合中国南方多期构造演化海相页岩气勘探开发的6大关键技术——综合地质评价技术、开发优化技术、水平井优快钻井技术、水平井体积压裂技术、工厂化作业技术和高效清洁开采技术,实现了页岩气工业化大规模开采。截至2019年底,中国石油天然气集团有限公司在川南地区累积提交页岩气探明地质储量1.06×10¹²m³,已建成100×10⁸m³的产能,累积产气量为200×10⁸m³,建设成效显著,积累了宝贵的经验。这对大力发展页岩气产业、降低对外依存度、保障国家能源安全、实现“生态优先、绿色发展”战略具有重大意义。     

临兴致密砂岩气藏地质特征及开发潜力分析

针对鄂尔多斯盆地临兴地区致密砂岩气藏非均质性强、储量动用不充分的技术难题,以临兴地区石盒子组盒四段为研究对象,利用钻井、测井与地震资料相结合的方法,进行立体空间层序地层格架精细刻画,并在此基础上开展石盒子组小层级别沉积微相精细描述和致密砂岩“甜点”优质储层定性与定量预测。研究结果表明:临兴地区致密砂岩优质储层主要为孔隙度大于6%、密度小于2.55 g/cm³、v_P/v_S小于1.8的厚层致密砂岩河道砂体,其地震反射特征为中低频连续中强反射;根据优质储层“甜点”预测结果,部署空间立体井位,临兴地区致密气藏储量动用程度提高15.3个百分点,优化井位部署50口,预计增加天然气可采储量100×10⁸m³。研究成果可为临兴地区致密气藏未动用储量立体勘探开发部署提供有利的技术支撑,对同类型致密砂岩气藏的勘探及储量有效动用具有重要的参考和借鉴意义。     

大型致密砂岩气田采收率计算方法

大型致密砂岩气田储层物性差,含气面积大,非均质性强,气田储量与产量规模大,采收率与最终采气量是指导气田长期稳定生产、制定开发技术对策以及衡量气田开发效果的关键指标。致密砂岩气田孔喉小,渗流机理复杂,常规的实验室模拟方法难以得到准确的采收率数据。以苏里格大型致密砂岩气田为研究对象,优选中区、东区、西区、南区等典型区块进行精细解剖,根据地质特征及开发效果将投产井分成3类;以辫状河体系带为沉积相带约束,确定各类井区的面积比例;选取生产时间较长、基本达到拟稳态的井为分析样本,利用产能不稳定分析及生产曲线积分等方法,评价各类井的井均动态储量及最终累积产量;结合储层规模、结构与生产动态特征,论证单井控制范围;对各类井区以面积比例加权,模拟预测井网足够完善时区块的技术极限采气量及采收率。研究表明,气田各区技术极限采收率为26.8%~75.5%、平均为57.0%,远低于常规气藏的80%~90%。气田技术极限采气量为2.18×10¹²m³,目前经济极限采气量为1.27×10¹²m³,可通过技术进步降低开发成本,未来增产潜力大。