陆相湖盆富有机质页岩微相特征及对页岩油富集的指示意义——以渤海湾盆地济阳坳陷为例

页岩油作为非常规油气资源的重要组成部分是石油地质学研究的热点之一。中国的页岩油资源大量赋存于陆相湖盆中,由于其储集、封盖、圈闭和运移等与常规油气不同,岩相对于页岩油的控制尤为显著。岩石学、全岩X衍射（XRD）、总有机碳（TOC）含量和油气显示等资料的分析表明,渤海湾盆地济阳坳陷沙河街组三段下亚段-沙河街组四段上亚段富有机质泥页岩的微相构成主要为薄透镜状晶粒灰岩微相（LF1）、纹层状泥晶灰岩微相（LF2）、厚层块状灰质泥岩微相（LF3）、块状泥岩微相（LF4）和黑色页岩微相（LF5）。其中,页岩油发育的有利微相和微相组合为黑色页岩微相（LF5）、块状泥岩微相（LF4）以及薄透镜状晶粒灰岩与黑色页岩的微相组合（LF1+LF5）。济阳坳陷有2种页岩油富集模式：①以块状泥岩微相（LF4）和黑色页岩微相（LF5）为主的"自生自储"模式;②以薄透镜状晶粒灰岩与黑色页岩微相组合（LF1+LF5）为主的"晶粒灰岩储层"模式。晶粒灰岩更有利于页岩油富集和开发生产,薄透镜状晶粒灰岩与黑色页岩的微相组合（LF1+LF5）是济阳坳陷陆相页岩油勘探开发的"甜点"岩相组合。     

渤海湾盆地济阳坳陷陆相页岩油吸附控制因素

在页岩油勘探中,页岩吸附油量及其控制因素对于页岩油资源评价及有利区预测具有重要意义.以渤海湾盆地济阳坳陷沙河街组页岩为研究对象,通过改进的热解实验确定页岩吸附油量,利用分子模拟技术,微观吸附机理和宏观实验测试结果相结合,剖析了页岩物性、矿物组成和页岩油组分、有机质成熟度及温压等因素对吸附量的影响.结果表明:页岩孔隙体积...     

陆相页岩油甜点地球物理表征研究进展

针对中国东部陆相页岩油甜点地球物理预测技术适应性不足等问题，从基础研究入手，构建陆相页岩油层岩石物理模型，分析地球物理响应特征；开展地质-测井-地球物理融合分析，认为富有机质纹层状岩相+裂缝为富集主控因素；在岩相、TOC、物性、含油性、脆性、压力、地应力等地震预测方法研究的基础上，攻关纹层状岩相、裂缝及地应力地球物理预测技术。基于岩石物理模型与各向异性叠前反演，形成层理缝密度预测方法，将层理缝密度地震属性作为沉积约束参数，实现纹层状岩相有效预测；基于正交各向异性介质AVAZ属性，提高裂缝表征精度；基于岩石三模量实现地应力大小预测，基于层间速度变化率预测地应力方向。通过研究，厘清了陆相页岩油甜点要素，明确了甜点要素指标体系以及岩石物理、地球物理响应特征，完善与建立了相应的甜点地球物理表征方法，在济阳坳陷预测了页岩油有利目标区。     

济阳陆相断陷盆地页岩油富集高产规律

济阳坳陷具有丰富的页岩油资源,2019年以来,陆续有YYP1,FYP1,BYP5等多口井获得峰值日产油量超100t/d的高产工业油流,展现了良好的勘探开发前景,总结济阳页岩油地质特征,分析其富集高产规律,对于实现页岩油经济有效开发具有重要指导意义。在对济阳页岩油勘探开发实践回顾的基础上,通过对页岩油岩相特征、储集空间、含油性、可压性的系统分析,明确了济阳页岩油富集高产的主控因素。研究表明,济阳页岩油资源丰富但是分布零散,油藏埋藏深,温度及压力系数高,具有构造复杂、岩相复杂、地应力复杂、流体性质复杂等“四复杂”的特点。烃源岩厚度大、有机质含量高、热演化程度适中、咸化湖盆富碳酸盐岩相发育是页岩油富集的主要因素,无机孔-缝网络发育、地层压力系数高、脆性矿物含量高、可压性好,CO₂扩孔增能、多尺度缝网组合压裂是济阳页岩油高产的主要因素。济阳页岩油的突破,展现了陆相断陷盆地页岩油广阔的勘探开发前景,对中外同类型油藏具有较大的指导与借鉴意义。     

中国东部陆相断陷盆地中—低成熟度页岩油立体开发技术——以济阳坳陷古近系沙河街组为例

济阳坳陷是中国东部陆相断陷盆地的典型代表,新生界古近系沙河街组沉积一套巨厚的中—低成熟度页岩,能否有效开发动用其页岩油对于认识同类型页岩油潜力意义重大。通过50余口取心井系统的岩相、储集性及含油性研究与评价,对比国内外不同盆地页岩油特征差异发现,济阳页岩油咸化湖盆碳酸盐含量高,断陷盆地发育不同尺度裂缝,演化程度低导致储集空间以无机孔-缝为主,储集物性好但原油流动能力差。依据济阳页岩油地质特点,提出了以甜点立体综合评价、立体井网优化设计、立体压裂优化设计、全过程实施优化调控为核心的立体开发技术,建立了整体压裂同步投产、分批压裂逐步投产、立体滚动开发3种立体开发模式,矿场先导试验取得了突破,证实了中—低成熟度页岩油具有广阔的开发潜力。     

渤海湾盆地东濮凹陷陆相页岩油可动性影响因素与资源潜力

可动性好是陆相页岩油富集高产的关键。通过显微镜薄片观察、扫描电镜、X射线能谱分析、岩石多温阶热解、高压压汞等实验,对渤海湾盆地东濮凹陷古近系沙三段页岩油赋存特征与可动性影响因素进行了分析,并运用盆模法预测了可动油资源的分布。页岩油主要以游离态赋存于粒间孔、晶间孔、溶蚀孔和连通裂缝中,并在裂缝周围富集,成熟度和裂缝发育程度是页岩油可动性主控因素,有机质丰度和孔隙度对其影响相对较复杂。东濮凹陷沙三中、下亚段页岩油资源潜力较大,以中—高熟油为主,可动油纵向上主要分布在3 500~4 500 m,平面上主要分布在洼陷带和内斜坡带,其中前梨园洼陷以及文东内斜坡带、濮卫次洼、柳屯洼陷、海通集洼陷可动油丰度较高,是下一步陆相页岩油重要勘探方向。     

潜江凹陷潜江组盐间页岩油储层发育特征及影响因素

以江汉盆地潜江凹陷潜江组潜3~4油组盐间页岩油储层为研究对象,通过岩心观察、岩石薄片鉴定、氩离子抛光-扫描电镜、低温氮气吸附及高压压汞等技术手段对泥页岩的岩相特征、储集空间类型、储层物性特征及影响因素进行研究。结果表明:潜江组潜3~4油组盐间页岩油储层矿物组成复杂,主要发育层状云(泥)质钙芒硝岩相、纹层状泥质云岩相、纹层状云质泥岩相、纹层状泥质灰岩相、纹层状灰质泥岩相和块状云岩相等6种岩相类型;储集空间包括层间缝、晶间孔、晶间溶孔及黏土矿物晶间孔;储层孔隙度平均为11.4%～18.9%,渗透率平均为2.635～4.827mD,属于中孔、特低渗透储层;纹层状泥质云岩相和块状云岩相的物性和含油性好,为最有利的岩相;压实作用及后期硫酸盐矿物的充填作用是造成储层物性变差的主要原因。     

潜江凹陷潜四下段页岩油储层力学性质特征研究

采用矿物成分测定,孔隙结构分析,单-三轴力学参数测定,抗拉强度、界面抗剪切强度测定,以及地应力测定等方法对潜江凹陷潜江组潜四下段典型页岩油储层进行研究.研究结果表明:①矿物成分特征主要是"低黏土矿物、低石英、高碳酸盐、局部高蒸发岩".孔隙主要以次生孔隙为主,包括晶间孔、粒内孔;②潜四下段24韵律储层抗压强度较大,6韵律...     

渤海湾盆地沾化凹陷陆相页岩储层岩石力学特征及可压裂性研究

页岩储层的岩石力学性质与可压裂性对页岩油气的开发具有重要影响。目前对于陆相页岩的岩石力学特征和可压裂性方面的研究较少。利用X射线衍射和岩石力学实验等方法，测试沾化凹陷沙河街组陆相页岩全岩矿物组分、在不同成熟度、不同围压条件下的抗压强度、杨氏模量和泊松比等力学参数，并且对页岩储层的可压裂性进行了分析。页岩矿物成分主要为碳酸盐矿物，平均为44.93%，脆性矿物含量稍高于黏土矿物，分别为30.98%和24.09%；单轴压缩时页岩多为劈裂式破裂，易形成缝网；加围压后破坏形式变为剪切式，抗压强度、杨氏模量和泊松比均增大，可压裂性降低；页岩可压裂性与加热温度，即热成熟度呈正相关。综合考虑页岩矿物成分、力学性质、成岩作用和围压等因素，建立可压裂系数数学模型，可对页岩储层的可压裂性进行定量评价，为压裂选层提供依据。      

陆相泥页岩在水平地应力作用下裂缝的多样性——以济阳坳陷古近系泥页岩为例

基于水平最大主应力（S_H）、水平最小主应力（S_h）和垂向应力（S_V）数据,探讨了济阳坳陷的地应力状态。济阳坳陷中,埋深小于2 600 m的地层总体处于Ⅰ类地应力状态（S_V>S_H>S_h）,埋深大于3 200 m的地层一般处于Ⅲ类地应力状态（S_H > S_V > S_h）,在不同地区由Ⅰ类地应力状态转换为Ⅲ类地应力状态的深度不同。利用岩心资料分析了Ⅲ类地应力状态下的动力学特征,动力学作用表现为横向挤压和错动,并识别出5类典型的Ⅲ类地应力裂缝,即脆性层竖直缝、非均质层竖直主干缝+水平分支缝、雁列式方解石透镜体充填缝、挤压逆冲派生缝和复杂网状缝。由于陆相泥页岩的组成和力学性质在纵向上具有强烈的非均质性,在Ⅲ类地应力状态下更容易形成多样性裂缝。     

渤海湾盆地济阳坳陷樊页1井页岩油与临近页岩中含氮化合物组成特征

采用负离子电喷雾（ESI）—傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）,分析了渤海湾盆地济阳坳陷樊页1井页岩油和临近页岩油产层的两种不同岩相的岩心抽提物组成,重点研究其中吡咯类含氮化合物分子组成的差异。页岩油和岩心抽提物杂原子化合物以N₁类为主。对比高分辨质谱图全貌和指纹细节、3个样品中N₁类化合物的等效双键数及碳数分布以及N₁类化合物的平均分子量,均揭示页岩油中吡咯类氮化物组成与相邻层位的纹层状页岩抽提物组成类似,而与块状页岩抽提物中该类化合物组成差异较大。电喷雾—高分辨质谱具有超高的分辨率,能有效分析不同类型样品中杂原子化合物的精细分子组成差异,可为陆相页岩油近源示踪研究提供借鉴。     

渤海湾盆地东濮凹陷陆相页岩层系储集特征及其主控因素

文中综合运用岩心观察及镜下鉴定、X射线衍射、氩离子抛光扫描电镜、N2吸附-高压压汞联合测定和微米CT等技术手段,系统地研究了东濮凹陷古近系页岩层系储层岩相发育特征及其储集机理。东濮凹陷古近系页岩层系主要发育纹层状碳酸盐岩-碳酸盐质岩相、层状黏土岩-黏土质混合岩相、块状黏土岩-长英质黏土岩相等3种主要岩相类型,各岩相的储集空间、孔径分布及含油性差异明显。纹层状碳酸盐岩-碳酸盐质岩相具有较高的有机质丰度（总有机碳质量分数平均为1.65%）;储集空间主要发育层理缝、生烃增压网状缝等宏观裂缝,黏土矿物晶间孔、碳酸盐矿物晶间孔、溶蚀孔、有机质孔等微观孔隙也较发育;以孔径大于20 nm的孔隙为主,中值孔喉半径为145 nm。研究表明：页岩层系中大孔的发育主要受沉积构造和矿物组分中碳酸盐矿物的含量控制,同时,中—高热演化阶段油气生成产生的有机质孔和生烃增压网状缝促进了储集空间的连通性。因此,处于中—高热演化阶段的纹层状碳酸盐岩-碳酸盐质岩相具有良好的储集空间和较大的孔喉,且含油性较高,是东濮凹陷古近系最有利的页岩油勘探目标。     

中国陆相页岩油开发前景与挑战

随着中国页岩气勘探开发进程的推进,页岩油的勘探开发受到越来越多的关注。通过对国内外页岩油勘探开发现状追踪调研,并结合近年来泌阳凹陷陆相页岩油勘探实践,从页岩油的含义与基本特征入手,对中国陆相页岩油的形成条件、资源规模、勘探开发关键技术及面临的问题进行了深入分析。研究表明中国陆相断陷湖盆页岩油形成条件有利,资源丰富;中国目前现已初步形成了适合于陆相页岩地层的地质综合评价技术、水平井钻完井及多级分段压裂技术,并在泌阳凹陷、济阳坳陷等地区应用取得了页岩油勘探重要进展;目前制约中国陆相页岩油开发进程的主要问题集中反映在陆相页岩油渗流机理、甜点区评价等基础地质认识,旋转导向系统、微震裂缝监测技术等核心工程技术自主化,以及如何实现效益开发等3个方面,它们将是今后陆相页岩油开发进程中的攻关重点。     

陆相页岩油储层评价关键参数及方法

勘探开发证实,陆相湖盆发育类型多样、分布广泛的页岩油,展现出巨量的资源前景。通过梳理中国陆相页岩油的主要勘探进展和地质认识,结合不同类型页岩油地质特征,重点研究了页岩油表征的关键参数及方法。研究结果表明：①页岩油实验项目主要包括有机地球化学、岩矿组分、储集性能、流体性质和岩石力学5个方面,可以优选出页岩TOC、总孔隙度、含油量、游离油量和有效厚度5个关键表征参数;②TOC是页岩中的总有机碳含量,燃烧氧化-非分散红外吸收法是其主要实验方法;③总孔隙度是页岩储集空间占岩石总体积的比例,可采用以物性与饱和度测试方法为核心的综合表征实验方法获得;④含油量是赋存于页岩储集空间内的烃类总量,包括自然条件的赋存烃量和人工干预的潜在烃量,中—高成熟度页岩采用密闭取心方法,中—低成熟度页岩采用含油率方法;⑤游离油量是页岩层系中可动的油气量,包括地层和开发条件下理论与实际的可动油量,采用密闭取心、核磁共振等实验和实际生产资料确定等方法获得;⑥有效厚度是指采用水平井开发时,单井控制的具有商业油气价值产出的页岩层段厚度,其存在上限和下限厚度值,采用测井"七性"评价方法获得。通过针对性优选出适用页岩油表征的关键参数及方法,对支撑中国陆相页岩油储量评价和产能建设具有重要意义。     

南襄盆地泌阳凹陷陆相页岩储层压裂技术研究与应用

页岩气作为三大非常规油气资源之一,资源量十分丰富,近期研究认为南襄盆地泌阳凹陷具备页岩油气成藏条件.针对泌阳凹陷陆相页岩储层的地质特征,开展了陆相页岩储层压裂技术研究,以A1井为例,通过对射孔工艺、压裂液体系、施工参数及压裂工艺技术的优化与研究,形成了适合泌阳凹陷陆相页岩储层的压裂技术.该压裂技术在泌阳A1井现场实施,...     

济阳坳陷页岩油多层立体开发关键工程技术

济阳坳陷页岩油复杂的工程地质条件导致钻井周期长、复杂时效高、固井质量难控制和压裂施工难度大等问题突出。为解决以上工程技术问题,通过技术攻关和技术集成,形成了包括多层立体开发钻井工程设计、钻井提速提效技术、钻井液抗页岩油污染技术、水平段固井技术和高效增产压裂技术的页岩油多层立体开发关键工程技术。FY先导示范井组应用了页岩油多层立体开发关键工程技术,该井组8口井的平均钻井周期59.58 d、平均钻完井周期69.95 d,复杂时效较未应用该技术前降低51%,且顺利完成252段的压裂施工。研究与现场应用结果表明,页岩油多层立体开发关键工程技术能解决济阳坳陷页岩油立体开发存在的技术难点,使济阳坳陷页岩油立体开发工程技术水平得到提高,为济阳坳陷页岩油资源的有效开发提供了工程技术支撑。      

济阳坳陷泥灰质纹层页岩脆性各向异性数值模拟研究

为了掌握济阳坳陷博兴洼陷北部沙四纯上亚段页岩脆性各向异性的规律,选用该区块樊页X井泥灰质纹层页岩岩心,以通过室内试验获得的岩心应力–应变曲线为基准标定岩石力学参数,采用三维数值模拟方法,计算分析了岩心的泊松比、弹性模量和强度参数;并采用4种典型的脆性指数计算方法,计量了所有岩心的脆性指数.研究发现:随着围压升高,各力学...     

滦平盆地白垩系陆相页岩油储层特征

滦探1井首次在滦平盆地白垩系发现页岩油,填补了燕山构造带中生界油气发现的空白。综合岩心、镜下薄片、测井资料、录井资料和X射线衍射等分析化验资料,对滦平盆地白垩系西瓜园组页岩油储层特征展开研究。研究区西瓜园组页岩油储层主要包括泥页岩、粉砂岩、白云岩、长英质混合细粒岩、碳酸盐型混合细粒岩和黏土型混合细粒岩6种岩石类型。储集空间类型以孔隙和裂缝为主,裂缝包括构造缝、异常高压裂缝和层间缝,孔隙以晶间孔和溶蚀孔为主。页岩油储层孔隙度平均为1.6%,渗透率平均为0.265 mD,整体为低孔超低渗储层。根据岩性组合和录井显示,垂向上识别出2套页岩油储层。下部页岩油储层为火山—湖泊沉积,主要包括泥页岩、粉砂岩、白云岩、长英质混合细粒岩和碳酸盐型混合细粒岩等岩石类型,储集空间以孔隙为主,油气显示以黄绿色轻质油为主,见天然气产出;上部页岩油储层属于正常湖泊沉积,岩石类型以泥页岩、粉砂岩、碳酸盐型混合细粒岩、黏土型混合细粒岩和长英质混合细粒岩为主,储集空间以裂缝为主,见黑色重质油和天然气析出。分析认为,沉积环境、成岩作用、构造背景和总有机碳含量是西瓜园组页岩油储层发育的主要控制因素。     

渤海湾盆地青东凹陷古近系原油地球化学特征及油源分析

渤海湾盆地济阳坳陷青东凹陷存在常规原油和生物降解油。选取新参数β-胡萝卜烷/（2×C₂₉藿烷）、伽马蜡烷/（2×C₂₉藿烷）,三环萜烷系列参数（2×C₂₄四环萜烷）/（C₂₆三环萜烷）、（2×C₁₉）/（C₂₈+C₂₉）三环萜烷以及/菲,结合C₂₉ 4-甲基甾烷及碳同位素特征等,将该区原油划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ等4类,烃源岩划分为A、B₁和B₂等3类。Ⅰ类原油来自青东凹陷中北部深洼的沙三下亚段成熟烃源岩,Ⅱ类原油来自凹陷南部沙四上亚段烃源岩,Ⅲ类原油来自中北部洼陷的沙四上亚段烃源岩,Ⅳ类原油来自青南洼陷沙四上亚段烃源岩,而青东8井原油应有青东凹陷南部烃源岩的贡献。     

渤海湾盆地济阳坳陷古近系异常高压成因及其与陆相页岩油富集的关系

为了探索渤海湾盆地济阳坳陷地层异常压力对页岩油富集的影响,运用全岩X-衍射分析、常规热解生烃潜力分析和有机地球化学系统分析等方法,研究了4口页岩油专探井古近系的单井地层压力结构、泥页岩岩相、有机质成烃演化、黏土矿物转化、烃类滞留—次生孔隙和微裂缝分布的关系。研究区靠近洼陷中部的古近系沙河街组沙三中、下亚段和沙四上亚段岩相组合以碳酸盐岩为主,而靠近凹陷边缘以碎屑岩/化学岩混合沉积组合为主。利用声波测井、密度测井和钻录井资料,可有效识别单井压力结构和异常高压特征,并揭示生烃洼陷区以碳酸盐—黏土矿物组合为主的富有机质页岩中地层孔隙压力的影响因素。综合应用地球化学证据证实,济阳坳陷古近系地层超压主要来源于成熟泥页岩的生烃增压,泥页岩自源超压段与滞留烃高峰段及次生孔隙发育带相对应。