陆相页岩形成演化与页岩油富集机理研究进展

在综述国内外研究进展的基础上，探讨了进一步深化陆相页岩油形成演化与富集机理研究需要解决的基础科学问题。细粒沉积学研究表明，全球气候变化和盆地构造演化对富有机质页岩形成分布具有重要的控制作用。混合细粒沉积物非均质性强，不同粒序沉积岩多尺度一体化研究是构建陆相页岩油储层发育模式的关键环节。湖相泥页岩孔缝结构表征技术发展迅速，但成岩过程动态研究不能满足页岩油有效储层预测的要求。陆相页岩热演化过程中生排烃和页岩油赋存机理逐渐清晰，不同构造和沉积背景控制下的页岩油资源分类评价方法还有待完善。陆相富有机质页岩中烃类流体多相多尺度流动机理研究取得重要进展，迫切需要明确不同页岩微相中烃类的流动方式和时间尺度效应。陆相页岩油富集机理研究远远滞后于生产实践，建立适合不同地质条件的陆相页岩油选区评价参数、甜点预测方法和实验技术标准刻不容缓。      

塔河油田原油沥青质包裹烃地球化学特征及油源判识

为解决塔里木盆地塔河油田的油源争议问题,选择该油田主体区TK772井原油,对原油和沥青质温和氧化产物包裹烃的地球化学特征进行了对比研究。结果表明,沥青质包裹烃具有正构烷烃偶碳优势、姥植比低、C29藿烷/C30藿烷低、C35藿烷/C34藿烷低、成熟度低、Ts/（Ts+Tm）高和伽马蜡烷指数高等特点,说明其母源形成于局限台地、高盐度、强还原、水体分层的蒸发岩环境,代表了塔河油田最早期充注原油的特征。而TK772井原油的饱和烃生物标志化合物特征则与沥青质包裹烃明显不同,反映其母源形成于水体开阔、盐度较低的碳酸盐岩沉积环境,代表了塔河油田主体区多数原油的特征。根据这些新的地球化学证据,结合前人关于塔北地区烃源岩分布与沉积相关系的研究结果,认为塔河油田存在3期成藏,第一期是寒武系台内凹陷蒸发岩烃源岩的贡献,第二期是上奥陶统碳酸盐岩烃源岩的贡献,第三期是塔河外围晚期高熟轻质油充注。     

高酸值原油的成因与分布

原油酸值是表示原油中酸性物质总含量的参数,即中和1g原油所需要的KOH的数量。对世界大量原油酸值进行了调研,并根据酸值的大小将原油划分为正常原油、含酸原油、高酸值原油和特高酸值原油。其中将酸值高于1mg/g的原油称为高酸值原油。根据高酸值原油的成因,进一步划分出原生高酸值原油、次生生物降解型高酸值原油和混合型高酸值原油。研究发现,海相和湖相环境生成的原油,其酸值随生物降解程度的增加而增加的速率不同,湖相远高于海相。全球高酸值原油主要由生物降解作用形成,主要储量分布在前陆盆地的前缘地带,以大型地层圈闭油藏为主;其次分布在裂谷盆地、被动大陆边缘盆地和克拉通盆地含油气系统的边缘和浅层的各种背斜、断块和地层圈闭中。     

海相深层油气富集机理与关键工程技术基础研究进展

针对塔里木、四川和鄂尔多斯盆地海相深层油气富集机理与关键工程技术基础研究的需求,国家自然科学基金委员会于2020年初启动了企业创新发展联合基金集成项目。该文简要回顾了项目在古克拉通盆地原型-改造作用分析、海相深层碳酸盐岩油气和深层页岩气富集与流动机理、深层复杂构造成像与多类型储层预测原理、高温高压深层钻完井工程与控制原理等方面取得的初步研究进展,并介绍了在塔里木和四川盆地的部分初步应用和推广情况。      

湖相泥页岩不同赋存状态油定量对比——以渤海湾盆地东营凹陷页岩油探井取心段为例

为探讨东营凹陷洼陷区湖相泥页岩的页岩油勘探前景,利用多温阶热释法结合常规热解法,对各洼陷区页岩油探井取心段以及沾化凹陷新义深9井获商业页岩油油流层段的典型样品,开展了不同赋存状态油定量对比研究,认为东营凹陷洼陷区沙三下—沙四上湖相泥页岩具有页岩油潜力,具备获工业页岩油油流的游离油丰度基础.研究结果表明:东营凹陷樊页1、牛页1和利页1取心段沙三下—沙四上湖相泥页岩典型样品的轻烃校正后游离油S1-1、游离油S1-2以及总游离油均值均以利页1井最高(显著高于新义深9井出油层段),次为牛页1井(与新义深9井出油层段相当),樊页1井最低(明显低于新义深9井出油层段);3口页岩油探井取心段滞留油均以游离态赋存的油为主,其中轻烃校正后游离油S1-1均值分别占总油均值的21.28%,21.22%,24.32%,如果对牛页1和利页1井取心段实施有效的压裂改造,应可获得较好的页岩油产能,具有较好的页岩油勘探前景.     

不同赋存状态页岩油定量表征技术与应用研究

页岩中滞留油存在着多种赋存形式,其中只有游离油才是天然弹性能量开采方式下页岩油产能的有效贡献者。但是,如何对页岩中游离油与吸附油含量进行定量表征以及如何明确它们与周缘介质的相互关系,目前并没有现成的研究方法。该文通过对现有Rock-Eval热解和热解色谱方法进行改进,结合样品溶剂抽提前后热解对比实验和不同类型样品的综合分析,建立了不同赋存状态页岩油热释法定量表征方法。利用新建立的方法对济阳坳陷页岩油专探井岩心样品进行了实验分析,发现页岩吸附油含量与有机质丰度成正比,而干酪根吸附-互溶能力随热成熟度增加而降低;同时,页岩体系内游离油/吸附油比值与有机碳含量存在负相关关系,表明干酪根不是液态游离烃赋存的主要场所。因此,建立的方法可以作为页岩油赋存机理研究和页岩含油性快速评价的实用手段。      

泥页岩三维定量荧光分析技术与应用

泥页岩含油性评价是陆相页岩油勘探开发的基础。利用三维定量荧光分析,可以对泥页岩样品的含油性进行快速评价。而由于轻烃散失及泥页岩低孔渗特性的影响,以往针对常规油气建立的三维定量荧光分析方法,并不能直接应用于泥页岩样品分析。通过溶剂萃取时间、粒径大小及超声辅助等因素的对比条件实验,确定了泥页岩三维定量荧光分析技术的前处理方法及分析流程,并在江汉盆地页岩油专探井取心段进行了初步应用。结果表明,该井潜江组三段四亚段(潜34)10韵律及潜四段下亚段(潜34)6韵律和15韵律整体含油较高,是有利的页岩油目的层段。对比岩石热解结果,两种方法反映了一致的含油性变化趋势,说明三维定量荧光分析是一种快速、可信的含油性评价方法。     

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。      

湖相烃源岩演化全过程中的孔隙演化机理——基于地质样品与模拟实验的认识

通过对比实际自然演化剖面地质样品和模拟实验样品的孔隙定量结果,认为烃源岩演化的整个过程中,不同尺度孔隙的孔容变化规律基本相似。大孔和介孔对孔隙变化的影响较大,二者应该是岩石总孔隙度的主要贡献者,且不同尺寸孔隙之间存在一定的转化关系。成岩演化、构造变化等作用是导致孔隙变化的主要外部因素,生烃—排烃过程是内在因素。处于不同演化阶段的烃源岩形成的烃类产物所赋存的孔隙空间及大小（规模）存在一定差异,该认识有助于明确泥页岩层系中不同演化阶段对应的常规与非常规油气资源的赋存机理。      

页岩油探井现场地质评价实验流程与技术进展

页岩油勘探钻完井过程中需要及时对页岩含油性及页岩油的可动性进行快速评价,而已有的现场评价技术主要适用于常规砂岩储层,难于满足页岩非均质性描述的需求,迫切需要建立针对性的实验技术序列。根据页岩油探井现场快速地质评价客观需求,结合实验仪器的客观技术指标,提出了现场实验项目、取样保存和实验技术流程,并开展了现场技术方法实验和应用研究,研制磁流体变密度岩石总体积测试装置,解决了易松散形变页岩难于取柱塞样而无法及时获取物性参数的难题,建立了无固定形状页岩物性分析技术;采用液氮冷冻密闭粉碎制样技术避免轻烃损失,岩石热解分析数据更为真实;优化现场测试项目之间以及现场和实验室分析项目之间的衔接,实验支撑更为高效。新技术在江汉盆地潜江组、济阳坳陷沙河街组和鄂尔多斯盆地延长组七段应用效果显著,为陆相页岩油勘探快速地质评价提供了科学依据。同时也需要指出,中国目前页岩油勘探现场实验技术还不完善,还没有相应的规范标准,下一步攻关方向应该是,在完善现场实验技术和应用技术的基础上,形成规范的方法技术体系,搭建页岩油勘探快速地质评价技术平台。