松辽盆地徐家围子地区沙河子组气源岩与致密砂砾岩气资源潜力评价

松辽盆地徐家围子断陷在常规天然气资源勘探方面取得了巨大成功,目前正积极探索深层致密砂砾岩气的资源潜力。针对致密砂砾岩气藏的气源岩层开展研究,系统分析烃源岩的分布、有机非均质性、埋藏史、热史、生烃史,利用化学动力学理论与蒙特卡罗概率法计算烃源岩的生气量,采用类比法和成因法预测致密砂砾岩气的资源量。地震—测井—沉积相综合研究揭示暗色泥岩全区发育,厚度为200~1 200m,煤层仅局部富集,厚度为10~120m。实验测试与测井评价结果得到烃源岩残余TOC平均值为2.21%,Ⅲ型有机质占绝对优势,有机质达到高—过成熟演化阶段。沙河子组沉积以来经历4次沉降,一次明显抬升,明水组以后地层埋深趋于稳定。热流值古高今低,断陷期平均地温梯度为5.2℃/100m,坳陷期平均地温梯度为4.5℃/100m。暗色泥岩与煤岩分别在距今105Ma和90Ma大量生气,生气高峰持续50Ma以上。暗色泥岩与煤层累计生气强度普遍超过50.0×10~8m~3/km~2,按期望值计算,累计生气量为36.3×10~(12)m~3。类比法估算沙河子组致密砂砾岩气的资源量为0.21×10~(12)m~3,成因法估算致密砂砾岩气的资源量为0.15×10~(12)m~3(运聚系数取0.4%,生气量取期望值)。     

松辽盆地北部深层天然气地质特征及勘探方向

通过对深层天然气形成的地质条件研究认为,北部深层发育多个断陷,主要断陷期为沙河子期,主要烃源岩为沙河子组湖相烃源岩,厚度大,分布范围广;发育多种类型储集层,主要为营城组火山岩储层,以近火山口爆发相和溢流相流纹岩物性最好;在登娄库组二段与泉头组一、二段区域盖层控制下发育3套生储盖组合,以下部组合为主;深层发育5种天然气成藏模式,五大因素控制了天然气的形成与分布.在此基础上,指出下一步勘探方向为坚持立足徐家围子断陷、加大预探双城和古龙断陷、积极准备林甸断陷,并指出了有利的勘探区带.     

松辽盆地深层区域地质特征及有利勘探方向

松辽盆地深层东部断陷区徐家围子断陷天然气勘探实现跨越,徐深1井等取得重大发现,提交探明储量超千亿方。作为松辽盆地深层天然气重要接替的西部断陷区,古龙—长岭断陷在地层、构造、沉积等方面与徐家围子断陷具有类似的特征。古龙—长岭断陷烃源岩厚度大于1000m的面积为10692km2,最厚为1400m,总资源量为9435×108m3,勘探前景十分广阔。2005年9月25日长深1井在营城组火山岩中获日产气46×104m3,无阻流量超百万方。长深1井的重大突破和松北徐家围子的勘探成果形成了南北相映的场面,揭示了松辽盆地深层天然气勘探的巨大潜力。     

松辽盆地南部金山气田致密砂砾岩储层特征及分类评价

通过岩心、测井、岩石薄片、铸体薄片、物性和压汞等资料,对金山气田进行储层开展岩石学、沉积特征、物性特征以及储集空间和微观孔喉特征研究。在储层特征分析的基础上,针对砂砾岩储层建立了分流评价标准,开展综合分类评价。     

松辽盆地北部致密油勘探

松辽盆地北部中央坳陷区高台子油层和扶余油层发育致密砂岩油,累计资源潜力超过10×108t。勘探实践证实,这种致密储层具有纵向不集中、横向不连续、单体规模小、物性变化大等非均质特性,且常规技术难以有效开发。自2011年以来,针对大庆油田致密储层非均质特性,从精细落实资源、水平井提产及有效开发等3个方面开展一体化联合攻关,探索建立了以资源精细评价、甜点精细刻画与水平井轨迹精细控制、油层增产改造为代表的致密油勘探适用技术系列,形成了以"实现有效开发"为目的的低成本、高效率工厂化实施方式。经过几年的探索实践,水平井油层平均钻遇率保持在75%以上,压后初期平均日产油30t以上,是周边直井的17倍;建成3个试验区,投产井累计产油超过7×104t;新增三级储量超过2×108t。     

松辽盆地北部深层地质特征与天然气勘探方向

松辽盆地深层包括上侏罗统火石岭组、下白垩统沙河子组、营城组断陷地层和下白垩统登娄库组、泉头组一+ 二段坳陷地层。断陷地层分布于一系列分割断陷中,控陷断裂为北北东向和北西向,断陷沿嫩江断裂带、孙吴—双辽断裂带和哈尔滨—四平断裂带分布。火石岭—沙河子组沉积时期为断陷大规模伸展期,沙河子组沉积末发生了大规模的反转,奠定了断陷期地层的改造格局。断陷期湖相泥岩和煤层是最重要的生烃层系,以登二段、泉一+ 二段和青一段三套区域盖层分开了四套天然气生储盖组合。临近生烃凹陷的古隆起、控陷断裂带和断陷内的古构造是天然气聚集的有利区带。     

松辽盆地营城组优质烃源岩地质特征及勘探意义

为充分认识松辽盆地营城组烃源岩的发育特征,对已钻探井岩心进行地球化学热解和分子有机地球化学研究,在松辽盆地营城组发现了高丰度的Ⅱ型优质成熟烃源岩;结合层序地层及地球物理技术手段,明确了优质烃源岩在层序地层格架内和平面的分布规律。研究结果表明：研究区烃源岩TOC值平均达到2.46%,有机质类型以Ⅱ型为主,有机质中含有大量的水生藻类,镜质体反射率R_o为0.8%~1.0%,处于生烃高峰期。断-坳转换末期相对平稳的构造背景是烃源岩发育的有利环境,生物标志化合物中低Pr/Ph（姥鲛烷与植烷比值）证实具备有机质保存的有利环境。优质烃源岩在垂向上主要发育在SQ1层序和SQ2层序的湖侵体系域和高位体系域,SQ1层序优质烃源岩的发育厚度一般为20~80 m,SQ2层序优质烃源岩的发育厚度一般为10~30 m。油源对比证明双城地区优质烃源岩直接为油藏供烃,双城地区优质烃源岩的发现对于松辽盆地其他断陷的石油勘探也具有重大意义。     

松辽盆地北部深层天然气地质条件、资源潜力及勘探方向

通过对深层天然气形成的地质条件的研究认为,松辽盆地北部深层由多个断陷组成,发育东部、中部、西部3个断陷带,东部断陷带徐家围子断陷地层厚度大、埋藏适中,是勘探重点;断陷期沙河子组湖相泥岩厚度大,分布范围广,生烃条件优越,是主要烃源岩;以基岩、火山岩和碎屑岩为储集层,在登娄库组二段与泉头组一段—二段区域盖层控制下发育上部、中部、下部3套生储盖组合,以中部组合为主;发育基岩风化壳、源储一体致密气、源内火山岩、古隆起带盖层4种成藏模式,营城组火山岩和沙河子组致密砂砾岩是主要含气层系。在地质条件分析基础上,采用成因法、类比法重新计算主要断陷、重点勘探层系资源量累计15 885.67×10⁸m³。依据地质条件及剩余资源规模等因素,进一步明确了下步勘探层次及方向：在徐家围子断陷可通过“精细火山岩,加快致密气”扩大储量规模;在莺山—双城断馅、古中央隆起带加大甩开力度,扩大勘探成果;在林甸—古龙等断陷加强风险勘探,力争实现突破。     

东淮凹陷低渗致密砂岩成因与深层气勘探

东濮凹陷深层天然气储层为深水湖底扇沉积。在埋藏成岩作用过程中经历了异常高压条件下的成岩变化,由于上覆封隔层的屏蔽作用,溶蚀的物质不易迁出,来自泥岩粘土矿物演化析出的Si⁴⁺、Fe²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等离子,就近发生了强烈的含铁碳酸盐沉淀、交代作用和石英的次生加大作用。砂岩的孔、渗率急剧降低,粒间、粒内溶孔和微孔隙成为深层天然气聚集的主要储集空间。这类储气层具有(1)高毛细管压力,(2)高含水饱和度,(3)高压力敏感性和(4)高的非均质性。必须加强地质、地球物理和钻、完井工艺的系统研究,方能提高勘探的成功率。     

松辽盆地深层天然气勘探实践与勘探领域

松辽盆地的油气勘探经历了构造油气勘探、非构造油气勘探和深层油气勘探3个阶段.在深层天然气的勘探实践中,随着徐深1井、长深1井和腰深1井等的相继突破,松辽盆地深层天然气工业基地初具端倪.对松辽盆地深层天然气的勘探得到了3点启迪:1)深化地质认识、创新勘探思路是取得深层勘探突破的基础;2)应用先进、适用的工程技术是深层勘探突破的关键;3)坚持勘探、强化管理、联合作战是实现深层勘探突破的保障.松辽盆地深层勘探程度还很低,可供勘探的领域广阔,具有火山岩勘探、碎屑岩勘探和石炭-二叠系海相勘探3个勘探领域.大力加强深层勘探有望获得更多发现,勘探潜力很大.     

松辽盆地深层天然气勘探取得重大突破

自大庆党委在1974年提出大庆底下找大庆以来,经过15年的勘探,于1988年在芳深1井获工业气流,1989年芳深2井评价钻探成功,从而发现了昌德气田。这是松辽盆地深部油气勘探的重大突破。昌德气田位于松辽盆地古中央隆起的中段,东临徐家围子侏罗系断陷,西邻常家围子侏罗系断陷。侏罗系良好的烃源岩、登娄库组发育的砂岩和泉头组底部稳定的泥岩组成了深部地层的成油系统。     

松辽盆地深层火山岩天然气勘探方向

松辽盆地徐家围子断陷深层勘探程度最高，根据其主力烃源岩生气强度与断陷期地层厚度形态上的相似性，利用航磁异常与断陷期地层厚度叠合的方法，可在其他勘探程度较低的断陷中快速优选火山岩储集层发育并与烃源岩相匹配的深层断陷。结合地质资料以及钻井资料预测，松辽盆地火山岩天然气勘探有利的断陷是长岭断陷以及古龙断陷；根据近烃源岩或沟通烃源岩的航磁异常梯度带附近是火山岩天然气的富集区带这一重要认识，预测了长岭断陷及古龙断陷火山岩天然气勘探富集区带；对风险勘探井进行了评价，推荐钻探长岭断陷的长深1井，并认为古龙断陷古深1井北约6km处火山岩构造更为有利。提出全盆地需要针对火山岩储集层进行1：50000高分辨率航磁勘探的建议。图12参40     

松辽盆地深层煤型气与气源岩地球化学特征

对松辽盆地深层天然气组分和碳同位素组成等地球化学特征进行了系统的分析,认为深层天然气具有多种来源,煤型气在盆地中广泛存在,多个气田具有煤型气的特征或有煤型气的混入,如盆地北部升平气田、盆地南部小合隆及小城子气田等.这些气田天然气的乙烷碳同位素组成均大于-28‰,甲基环己烷碳同位素组成大于-22‰.深层主要烃源岩层系有机质类型主要为Ⅲ型,只有极少部分为Ⅱ型.主力烃源岩层沙河子组有机碳含量平均为1.99%,有机质丰度较高,是良好的气源岩.对钻遇沙河子组煤的井进行的单井沉积相系统研究表明,松辽盆地深层煤主要形成环境为三角洲平原的泥炭沼泽、扇三角洲扇间洼地、滨浅湖、湖泊间湾、湖泊后期淤浅及泛滥盆地环境,构造部位主要分布于断陷边部尤其是箕状断陷的斜坡部位,在湖泊中心区也偶见分布.     

深层砂砾岩中的深部热流体作用及其地质意义

以渤海湾盆地东营凹陷北部陡坡带东段民丰—盐家地区古近系沙河街组四段（沙四段）深层砂砾岩为例,通过岩心和扫描电镜观察、薄片鉴定、流体包裹体、粘土矿物X射线衍射、镜质体反射率、岩心物性和烃源岩热解参数分析等方法,结合构造演化和岩浆活动背景、地层埋藏史和油气成藏史等研究成果,明确深层砂砾岩中的深部热流体作用标记和时间,并初步探讨其地质意义。结果表明：研究区沙四段砂砾岩中存在爆裂角砾、立方体黄铁矿等和伊/蒙混层-铁白云石-磷灰石、伊/蒙混层-磷灰石-黄铁矿、绿泥石-磷灰石-黄铁矿、磷灰石-黄铁矿等反映深部热流体作用的岩石学特征和矿物（组合）;粘土矿物的垂向演化过程中出现伊/蒙混层比值异常增大、高岭石含量短暂激增的现象;在埋深3 400～4 800 m处游离烃含量（S₁）和裂解烃含量（S₂）异常高,埋深5 500 m处S₁和S₂较低,而热解峰温（T_max）异常高,在埋深4 269～4 800 m处的石英裂缝内有异常高温包裹体;天然气稳定碳同位素中δ¹³ C{}_{\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}}值大于 -8 ‰,具有无机成因特征,且具有与深部富CO₂热流体作用相关的NaHCO₃型地层水。以上现象均反映出民丰—盐家地区沙四段砂砾岩在馆陶组-明化镇组沉积时期经历了富CO₂幔源成因的深部流体活动。深部热流体进入砂砾岩储层后对物性起到双重改造作用：引发破裂和促进溶蚀从而改善储层物性;沉淀自生矿物堵塞孔隙,阻碍流体运移,损害储层物性。此外,深部热流体参与沙四下亚段烃源岩热演化及油气生成过程,对烃源岩排烃和原油裂解具有潜在影响。     

松辽盆地北部致密油水平井技术及勘探实践

松辽盆地北部中浅层具有形成大规模、连续型致密油藏的有利地质条件,青山口组烃源岩内部和下部分别发育高台子和扶余2套致密油层,具有很大的资源潜力,但应用常规技术难以有效开发动用。大庆油田按照"预探先行、储备技术、评价跟进"思路积极探索致密油藏勘探开发模式,在建立扶余、高台子油层致密油资源精细分类评价,以及"甜点"识别方法的基础上,秉承"水平井+大规模体积压裂"理念,形成了"三优二精一配套"的水平井设计、钻探跟踪及增产改造技术。在致密油水平井段钻探长度、油层钻遇率、压裂方式、压裂段数、压裂规模等方面取得了突破性进展,水平井提产效果显著。针对扶余和高台子油层特定的致密储层地质条件,优选有利区块,通过个性化井网设计和尝试工厂化作业模式,初步建立了3个水平井开发试验区,为松辽盆地北部致密油全面有效开发积累了经验。     

致密砂砾岩储层纳米吸附气实验分析技术及其应用

松辽盆地徐家围子断陷沙河子组致密砂砾岩气勘探在Xt1井等取得重大突破,拓展了深层天然气勘探的新领域,但致密气储层含气性实验分析技术及评价相对薄弱。利用岩石纳米级样品制备装置和纳米吸附气提取装置,开展致密砂砾岩储层纳米吸附气提取、色谱检测条件及优化实验,确定了岩石纳米级样品最佳制样时间为20 min,纳米吸附气提取的最佳质量为20 g、时间为20 min、温度为80℃;气相色谱检测的最佳分析柱为OV-1填充柱,载气流速为40 mL/min,柱温50℃恒温0.5 min、以10℃/min升温到100℃恒温5 min,实验分析技术具有精确度高、快速等特点。徐家围子断陷沙河子组致密砂砾岩纳米吸附气实验分析结果表明,总烃质量体积为233.21～10 487.38μL/kg,不同井纳米吸附气烃组分特征差别明显,致密气具有近源成藏特征,源岩发育区为致密气有利探区,与致密砂砾岩储层压裂试气结果一致性好,为致密气储层含气性评价及勘探提供了实验依据。     

致密砂砾岩储层裂缝预测方法及应用

裂缝是致密、低渗透油气藏的重要储集空间与运移通道。准噶尔盆地腹部D井区二叠系属于致密砂岩油藏,针对致密砂岩储层裂缝分布非均质性强、难以预测的问题,开展了致密砂砾岩裂缝分布预测研究,并提出了井震结合的地震属性裂缝预测方法。该方法首先利用成像测井解释成果得到的储层段裂缝孔隙度,然后用平均孔隙度与方差、倾角等叠后地震属性预测的裂缝分布结果进行交会,分别确定出这些属性的有效范围,再将有效范围内的属性值进行融合得到叠后大尺度裂缝分布特征;采用叠前分方位CRP道集计算频率衰减属性进行小尺度裂缝预测,并将预测结果与成像测井裂缝孔隙度进行交会得到小尺度裂缝分布;最后融合两种预测结果,得到储层裂缝综合预测结果。     

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。