辽河坳陷大民屯凹陷沙河街组四段页岩油富集资源潜力评价

页岩油具有高密度、高粘度以及低孔、低渗的特征,开采难度较大,因此对资源丰度相对较高、开采难度相对较小的富集资源进行评价十分必要。利用热解烃S₁与有机碳含量（TOC）的“三分性”关系确定TOC大于4%为靶区页岩油富集资源划分标准。热解烃S₁存在轻、重烃损失现象,在利用其进行资源评价前,需进行轻烃、重烃恢复。通过对比分析,发现抽提后页岩样品的裂解烃S₂普遍降低,说明S₂中包括一部分残留烃,而该部分残留烃在氯仿抽提过程中已被去除。利用抽提前、后S₂的差值ΔS₂对S₁进行重烃恢复,重烃恢复系数随成熟度的增大而增大。假设页岩在排烃过程中轻烃和重烃等比例排出,利用生烃动力学原理对页岩生成各烃类组分的比例进行评价,进而根据该比例对S₁进行轻烃恢复,轻烃恢复系数随着成熟度的增大呈先减小后增大的趋势。在测井评价页岩有机质非均质性（TOC和S₁）的基础上,对富集资源进行划分,并利用S₁的轻烃、重烃恢复结果,对页岩油富集资源进行资源评价。渤海湾盆地辽河坳陷大民屯凹陷E₂s^4（2）亚段页岩油富集资源量约为2.2×10⁸ t。     

热解参数S1的轻烃与重烃校正及其意义——以渤海湾盆地大民屯凹陷E2s4(2)段为例

利用热解参数S₁（游离烃含量）对页岩油进行资源评价时存在轻烃和重烃损失的现象,导致计算资源量偏小。针对重烃损失,将相同泥页岩样品经抽提前、后热解实验所得的S₂（热解含量）进行对比,二者之差即为S₁损失的重烃含量。针对轻烃损失,基于未熟泥页岩样品Rock-Eval和PY-GC实验以及对原油进行的金管实验,根据化学动力学原理求取各动力学参数,结合Easy R_o模型计算出不同成熟度时生成的C_6-13与C₁₃₊的比值,将此值作为烃源岩内残留的C_6-13与C₁₃₊比值,并在经重烃恢复之后的S₁基础上进行轻烃恢复。使用轻烃与重烃恢复前、后的S₁作为页岩油资源评价参数,在资源量计算方面差别较大。以渤海湾盆地大民屯凹陷E₂s^4（2）段为例,其恢复前资源量为2.26×10⁸t,恢复后资源量为6.47×10⁸t,恢复后资源量为恢复前的2.86倍。因此在利用S₁对页岩油进行资源评价时,对S₁的轻烃和重烃恢复具有重要意义。     

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。     

南襄盆地泌阳凹陷核桃园组页岩油富集机制

我国陆相页岩油资源潜力巨大,但当前页岩油开采量远不及预期。文章以泌阳凹陷核桃园组为例,根据颜色、结构和显微特征将研究区50块页岩划分为黑色纹层状页岩（A类）和灰色页岩（B类,包括灰色页岩、暗色泥岩及少量粉砂质泥岩）两大类,并进行了系统的地球化学测试分析,包括TOC、热解、显微组分、气相色谱和色谱-质谱分析等,以期明确湖相富有机质页岩地球化学特征及其页岩油富集机制。结果表明：A类页岩主要发育于较高盐度的强还原环境,具有较高的有机质丰度（TOC高达8.59%）,富含Ⅰ型干酪根,藻类生源丰富,与此同时,较发育的水平裂缝有利于页岩油的储集,促成了现今较高的含油性（较高的热解烃含量S₁和氯仿沥青“A”含量）,导致A类页岩主要发育“富集”页岩油资源;而B类页岩主要发育于较低盐度的弱还原环境,有机质丰度相对较低（TOC低至1.09%）,以Ⅱ₁-Ⅱ₂型干酪根为主,藻类生源相对贫乏,与此同时,较发育的垂向裂缝加速了页岩排烃,促成了现今相对较低的含油性,导致B类页岩主要发育“低效”和“无效”页岩油资源。因此,泌阳凹陷黑色纹层状页岩能有效生成并储集丰富的页岩油资源,该认识对研究区页岩油进一步勘探开发具有重要参考价值。     

二维核磁共振技术表征页岩所含流体特征的应用——以松辽盆地青山口组富有机质页岩为例

页岩中已被证明含有大量可供开采的油气资源,厘清页岩中异相流体含量及赋存态对页岩油的开发至关重要。二维核磁共振技术能够对页岩中含氕（¹H）化合物进行无损、快速、定量检测。对松辽盆地青山口组一段页岩样品进行抽提前后、自发渗吸以及加热过程中的核磁共振检测,定量评价青一段页岩异相流体含量、赋存状态以及页岩放置时的流体散失。结果表明,在核磁二维谱图上,类固体有机质和轻质烃类主要分布于T₁大于10 ms的上方区域,两者间基本以T₂=0.1 ms为界,分别与有机碳含量TOC及S₁（游离烃）具有良好的线性关系。松辽盆地南部青一段页岩油主要以游离及吸附态赋存,页岩粘土含量越高,吸附态页岩油含量越高,游离态越少。页岩自发渗吸过程中的核磁共振检测结果表明了粘土矿物吸水膨胀作用。在页岩抽真空加热过程中,轻质烃挥发损失的同时水也大量地损失。利用密闭取心样品,结合二维核磁共振技术,可恢复其原始含油饱和度和含水饱和度。     

泌阳凹陷页岩油富集及可动性探讨

中国陆相页岩油资源丰富,但近年来的开发实践并没有取得预期的效果。针对这一问题,本文应用显微镜薄片观察、岩石热解、低温氮气吸附、页岩油吸附实验、高压压汞和核磁共振等实验对泌阳凹陷页岩油富集及可动性主控因素进行了研究。结果表明：页岩油富集层段TOC含量较高,无机大孔隙较为发育。页岩油富集时饱和烃含量较高,沥青质含量较低,由此页岩油的可动性较好。粘土矿物是页岩比表面积的主要贡献者,是页岩油吸附的主要载体,粘土矿物含量越低,页岩油的可动性越好。泌阳凹陷纵向上页岩油富集的最佳深度为2 800 m,页岩油在3 000 m以深API度较高,粘度较低,具较好的可动性。泌页HF1井、安深1井深度为2 400~2 500 m,还未达到页岩油富集、可动的最佳深度段,不利于页岩油的开采。高温条件下小分子烃吸附能力较弱,深层（3 000 m以深）是该区未来的有利勘探目标。泌阳凹陷地层压力系数较小,高声波时差主要是高TOC的反映。     

南祁连盆地木里坳陷中侏罗统烃源岩原始有机碳含量恢复及与微孔隙演化的相关性

泥页岩有机质碳含量（TOC）是页岩油气评价的重要参数之一。然而,受有机质热演化生排烃影响,利用现今TOC评价与预测页岩油气资源时会出现一定的偏差。因此,进行烃源岩原始有机碳恢复对油气资源评价具有重要意义。木里坳陷位于南祁连盆地东北部,陆相中侏罗统广泛分布。中侏罗统为一套湖泊—三角洲相沉积的细粒碎屑岩,发育多套厚层富有机质暗色泥页岩,生烃潜力巨大。该层段内油气资源丰富,页岩有机质从低成熟到高成熟阶段均有分布,为原始有机碳含量的恢复提供了必要条件。以木里坳陷中侏罗统富有机质页岩为研究对象,利用岩石热解数据,采用物质平衡法有机碳恢复模型,对中侏罗统页岩原始有机碳含量进行了恢复。结果表明,中侏罗统页岩原始TOC含量与现今TOC含量的比值介于1.04~1.62之间,且随着热演化程度增高,比值变大。现今TOC含量与有机质孔隙发育之间没有必然的联系,然而,原始TOC含量与现今TOC含量之间的比值可以间接判断页岩有机质微孔隙发育情况。木里坳陷侏罗系页岩有机质类型以Ⅱ型和Ⅲ型为主,热演化参数（T_max）大于440 ℃时,烃类转化率和排烃率都大于40%。相比样品矿物（石英和黏土矿物）含量、T_max参数和现今TOC含量,原始TOC含量与页岩兰氏体积拟合性更好,结合热解参数T_max,可以更好地判断页岩油气的吸附能力。因此,开展木里坳陷中侏罗统烃源岩原始有机碳含量恢复的研究,可以为木里坳陷烃源岩评价提供理论基础;同时对木里坳陷油气资源勘探提供新的思路。     

页岩油吸附与游离定量评价模型及微观赋存机制

页岩油的赋存状态影响其可动性及可采性。为了定量评价不同赋存状态页岩油含量（吸附量与游离量）及其比例，建立了一系列数学模型，初步形成了页岩油吸附与游离定量评价理论框架，可用于分析：①非饱和吸附状态（0<p/p₀<1）下单组分烃的吸附量与游离量；②饱和吸附状态（p/p₀ ≥ 1）下单组分烃和混合烃（残余油）的吸附量与游离量及其比例。模型综合考虑了页岩油微观赋存特征（吸附相与游离相密度、吸附相厚度）、页岩孔隙微观结构（形态、大小、孔体积、比表面积）以及页岩储层物性（孔隙度、含油饱和度、视密度）。基于模型并结合中国东部湖相页岩油靶区（以东营凹陷为例），初步揭示了页岩油微观赋存机制，认识到：①页岩油吸附量与游离量及其比例受多参数综合影响；②当孔径小于约50 nm时，孔隙大小对吸附油和游离油含量及其比例影响较为显著；当孔径大于约50 nm时，孔隙大小影响较弱，此时游离油量依赖于含油孔体积。     

涠西南凹陷流沙港组二段优质烃源岩判别及其控油作用

针对北部湾盆地涠西南凹陷流沙港组湖相优质烃源岩发育特征及其控油作用不清的实际,基于烃源岩生、排烃基本原理,利用有机地化方法建立判别优质烃源岩的方法,并确定了其分布和对油气分布的控制作用。流沙港组泥岩是涠西南凹陷的主要烃源岩,从下到上分为流三段、流二段和流一段,流二段为主力烃源岩。依据生、排烃基本原理,利用烃源岩TOC含量与热解S₁、氯仿沥青“A”含量的关系确定的流沙港组湖相优质烃源岩的TOC含量界限值为2%左右。流二段底部黑色页岩TOC含量均大于2%,母质类型好,生烃潜力高,均属于优质烃源岩;部分暗色泥岩属于优质烃源岩。与流二段底部黑色页岩有亲缘关系的原油既可在黑色页岩层段之下近源运移、聚集,也可沿流二段之下的流三段砂体长距离侧向运移而在构造高部位聚集;与暗色泥岩有亲缘关系的原油主要在凹陷内部优质烃源岩层之上的流一段—涠洲组聚集,断裂为近距离垂向运移通道,源控特征显著。     

埃及西沙漠盆地中生界烃源岩特征及剩余资源分布

西沙漠盆地是埃及三大主要含油气区之一,已发现大量的油气田,现处勘探发现中期,预探风险增大。为此,在详细评价盆地烃源岩地球化学特征基础上,运用盆地数值模拟技术定量分析剩余资源潜力。研究认为,中侏罗统Khatatba组Safa段和Zahra段煤系暗色泥页岩以及上白垩统Abu Roash组AR-F段暗色泥页岩是盆地的3套主力烃源岩,各凹陷烃源岩广泛分布,厚度变化较大。Khatatba组烃源岩TOC含量在0.5%~10%,裂解烃S₂含量高,为中等-很好烃源岩;Abu Roash组AR-F段烃源岩TOC主要在0.5%~3%,裂解烃S₂含量中-高,属中等-好烃源岩。这3套烃源岩有机质干酪根类型以混合Ⅱ型为主,其次是Ⅲ型,少量为Ⅰ型。指出Khatatba组2套烃源岩全盆处于热演化成熟大量生排烃阶段,凹陷中心达高熟生烃、局部过熟生气阶段,油气并生;Abu Roash组AR-F段烃源岩仅Abu Gharadig和Natrun凹陷进入成熟生烃阶段。提出盆地北部地区主要由侏罗系Khatatba组烃源岩供给油气,东南部地区则有侏罗系Khatatba组和白垩系AR-F段双源供烃。计算表明,盆地剩余可采资源量达6.51×10⁸ t,剩余资源潜力很好;其中,南部Abu Gharadig凹陷古生界、侏罗系和下白垩统AEB,北部Matruh凹陷古生界、Faghur凹陷上白垩统,油气探明程度低,剩余资源可观,为下步勘探的有利方向。     

滦平盆地白垩系细粒火山物质对页岩油气形成的影响

滦页1井压裂试产成功地开采出工业性页岩油气,使滦平盆地中生代白垩系西瓜园组成为该地区目前勘探研究的重点层位.近期的对滦页1井的岩石学研究表明,生油层发现有细粒火山物质沉积,并与页岩油气生成和聚集存在紧密关系.因而探明火山细粒物质与页岩油气形成的关系成为新的命题.以滦平盆地西瓜园组下段为研究层位,结合岩心、薄片、测井、X...     

鄂尔多斯盆地中部地区三叠系延长组7段暗色泥岩烃源岩特征

鄂尔多斯盆地延长组7段（长7段）为典型的湖相沉积。在鄂尔多斯盆地中部地区,由于靠近湖泊的边缘,长7段泥页岩厚度偏薄,针对该地区的烃源岩研究尤其是泥岩的研究薄弱。基于15口探井开展了暗色泥岩的甄别工作并进行了采样,然后运用岩心观察、有机碳测定、岩石热解、色谱-质谱等分析手段,全面获得了暗色泥岩的烃源岩特征参数。研究表明,长7段暗色泥岩发育于弱还原-弱氧化的沉积环境。暗色泥岩的有机质丰度高,TOC平均值2.39%;有机质以Ⅱ₂型和Ⅲ型为主;生烃潜力好,S₁+S₂平均值7.65 mg/g;热演化适中,R_o平均值0.98%。暗色泥岩的生烃量总计7.93×10⁸ t,排烃量总计3.37×10⁸ t,残留烃量总计4.56×10⁸ t,综合排烃效率42.50%。暗色泥岩与页岩对研究区油气资源的贡献比为1：1.8。长7段暗色泥岩的生烃有机质包括陆源性输入来源和水体有机质来源。     

陆相页岩与泥岩特征对比及其意义——以鄂尔多斯盆地延长组7段为例

鄂尔多斯盆地延长组7段富含大量页岩油,但由于对页岩与泥岩特征差异缺乏深入了解,阻碍了该层系页岩油的有效开发。为此,采用岩心观察、薄片鉴定等直接观察手段与XRD、Rock-Eval、TOC、氯仿沥青“A”抽提、主微量元素等实验相结合,对研究区长7段页岩和泥岩的岩石学、矿物学、有机地球化学与无机地球化学特征进行了深入研究。结果表明：长7段页岩的颜色较深,发育明显页理,切面光滑,而泥岩不具有纹层和页理,断口不整齐且切面粗糙;页岩的有机质以顺层富集为主,泥岩有机质以分散赋存为主;页岩的粘土矿物含量较高,泥岩的石英含量较高;页岩的TOC平均值为18.5%,约为泥岩的5倍,生烃潜量是泥岩的5～8倍;氯仿沥青“A”组分对比显示页岩含较多的芳烃,泥岩则含有较多的饱和烃;页岩沉积水体的盐度相对泥岩略低,且水深相对较浅。长7段页岩呈西北-东南走向分布,厚度主要为15～30 m,与泥岩呈互补式分布。页岩油“源内聚集”的特点使长7段的页岩油宏观分布受到页岩相控制。开展泥岩与页岩的对比研究,对准确预测富有机质页岩分布及指导页岩油气勘探具有重要意义。     

鄂尔多斯盆地致密油、页岩油特征及资源潜力

长庆油田对渗透率为0.3～1mD的超低渗透油藏已实现了规模有效开发。考虑到鄂尔多斯盆地石油勘探开发实际,将储集层地面空气渗透率小于0.3mD,赋存于油页岩及其互层共生的致密砂岩储层中,石油未经过大规模长距离运移的油藏称为致密油,包括致密砂岩油和页岩油2大类。延长组致密油主要发育于半深湖-深湖相区,以延长组7段（简称长7）油层组油页岩、致密砂岩和湖盆中部的延长组6段（简称长6）油层组致密砂岩最为典型。致密油具有分布范围广,烃源岩条件优越,砂岩储层致密,孔喉结构复杂,物性差,含油饱和度高,原油性质好,油藏压力系数低的特点。纳米级孔喉系统广泛发育是致密油储集体连续油气聚集的根本特征,延长组致密砂岩储层中大多数连通的孔喉直径大于临界孔喉直径,满足油气在致密储层中运移的条件。根据致密油层与生油岩层的接触关系,确定了3种致密油储集层类型：①致密块状砂岩储层;②砂岩-泥岩互层型储层;③油页岩型致密储层。鄂尔多斯盆地长6和长7油层组致密油分布广泛,初步预测致密油总资源量约30×10⁸t,其中长7油层组页岩油资源量超过10×10⁸t,长7油层组致密砂岩油资源量约9×10⁸t,长6油层组致密砂岩油资源量约11×10⁸t。致密油资源是长庆油田实现年产油气当量5000×10⁴t并长期稳产较为现实的石油接替资源。     

庆城油田成藏条件及勘探开发关键技术

2019年中国石油长庆油田公司在鄂尔多斯盆地中生界延长组长7油层组烃源岩层系内发现了中国最大的页岩油田--庆城油田，新增探明地质储量为3.58×10⁸t、预测地质储量为6.93×10⁸t，合计为10.51×10⁸t，实现了长7油层组页岩油勘探的历史性突破。近年来，围绕生油层内是否发育甜点区、能否形成工业产能和能否实现规模效益开发等关键难题，中国石油长庆油田公司通过持续深化成藏地质研究和不断探索关键配套技术，实现了烃源岩内油藏勘探的一系列理论认识创新和技术突破。研究结果表明，长7油层组中页岩油的成藏主要受以下因素控制：①广覆式细粒沉积组合具有整体生烃的特征，其中，黑色页岩和暗色泥岩等湖相优质烃源岩奠定了页岩油形成的物质基础；②泥页岩层系所夹持的砂质沉积物为勘探甜点段，而砂体组合的类型主要受控于湖底地形；③微米孔隙和纳米喉道的互补使得储层具有较好的储集性能；④高强度的源内充注形成了具有高含油饱和度、高气油比的油藏。这4个因素的有效组合是鄂尔多斯盆地长7油层组页岩油形成规模富集的关键。目前，通过创新关键配套技术，打造页岩油勘探开发利器，已实现页岩油规模勘探开发的实质性突破。井-震混采技术在黄土塬地区的应用使得三维地震资料品质大幅提高，可有效指导甜点区的预测；"三品质"测井技术可用于评价地质工程甜点；长水平井细分切割体积压裂技术可进一步提升单井产量，单井的初期产油量由10 t/d提高到18 t/d以上。以庆城油田为代表的长7油层组烃源岩内油藏的勘探突破为中国石油长庆油田公司二次加快发展提供了重要的资源基础。预计到2023年，长7油层组烃源岩层系的产油量可达到300×10⁴t，2025年的产油量可达到500×10⁴t。     

陆相页岩油可动用性微观综合评价

选取目前中国重点开发的准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组、鄂尔多斯盆地陇东地区三叠系延长组长73亚段、渤海湾盆地沧东凹陷古近系孔店组孔二段、松辽盆地长岭凹陷白垩系青山口组青一段等4大盆地中高成熟度页岩油作为研究对象,基于储集空间展布多尺度刻画、有效连通性计算、荷电效应可动油评价、改造过程裂缝扩展仿真模拟等技术开发与集成应用,在同一评价技术体系和相同实验测试条件下获取4大盆地页岩油储集层有效性、含油性、原油可动性及可改造性等关键参数,解决常规分析手段分辨率不足、难以定量评价等难题,形成不同类型页岩油资源可动用性评价方法与对比认识。综合实验与对比分析结果显示,国内4大盆地陆相页岩油资源禀赋差异显著,其中准噶尔盆地芦草沟组页岩储集层有效性较好、鄂尔多斯盆地长73亚段可动油占比较高、渤海湾盆地孔二段可改造性最佳,为针对性开发方案与工程技术遴选提供参考和建议。     

俄罗斯页岩油地质特征及勘探开发进展

俄罗斯主要页岩油资源赋存于西西伯利亚地台的巴热诺夫组和东欧地台的多玛尼克地层，页岩油区可采资源总量大，具备大规模开发利用的基础设施和外部环境，是未来开发利用的重要潜力区。巴热诺夫组主要岩性为硅质泥页岩，分布于上侏罗统-下白垩统，平均厚度为30 m，TOC平均为7%，有机质含量一般大于4%，以Ⅰ-Ⅱ型有机质为主，成熟度介于0.5%~1.1%；多玛尼克页岩油层系为一套泥盆系中弗拉阶-石炭系下杜内阶硅质/含硅的泥质石灰岩，整体厚度在100~600 m，有机碳含量在0.5%~24%，以Ⅰ-Ⅱ型有机质为主，在伏尔加-乌拉尔盆地中北部成熟度介于0.5%~1.5%，南部靠近滨里海地区以生气为主。目前虽然受国际油价影响，俄罗斯页岩油资源的勘探开发探索却未停滞：2016年对巴热诺夫组146口垂直井进行测试，在活跃天数范围内日产油流量10.8 t，对36口水平井进行测试，在活跃天数范围内平均日产流量7.5 t；俄罗斯天然气工业股份有限公司2018年成立的巴热诺夫技术中心，目前已将水力压裂的时间减少50%，单位生产成本减少40%。在俄罗斯开发页岩油资源享受矿产开采零税率，不少油田地质资料充分、相互之间距离不远且基础设施完善，未来俄罗斯页岩油有望实现商业开采。