渤海海域页岩油气地质条件与勘探前景

渤海海域是渤海湾盆地新生代的沉降中心,在古近系发育了东营组三段、沙河街组一段-二段(沙一二段)和沙河街组三段3套主力烃源岩,具有丰富常规和非常规石油资源,页岩油气作为重要的非常规资源在渤海海域具有巨大的勘探潜力。基于渤海海域勘探开发实际情况,通过与国内外典型页岩油气盆地石油地质条件对比,综合烃源岩地球化学参数、测井资料、镜下薄片观察及X射线衍射全岩矿物分析等,并结合盆地模拟手段,明确了渤海海域页岩油气的资源潜力,并指明了勘探方向及有利目标。研究结果表明:1)渤海海域4个富烃凹陷主力烃源岩品质好,都有利于形成页岩油气,其中渤中凹陷烃源岩成熟度高,形成页岩气可能性更大,黄河口凹陷和辽中凹陷成熟度相对较低,更易形成页岩油,歧口凹陷东三段和沙一二段成熟度低,易形成页岩油,其沙三段成熟高,易形成页岩气;2)3套主力烃源岩脆性矿物平均含量超过63.5%,粘土矿物平均含量低于34.7%,具有良好的可改造性,在3 200 m以深泥页岩进入中成岩B期,伊蒙混层中的蒙脱石大量向伊利石转换,增加了页岩储层的可改造性,结合国内外勘探实践认为3 200～4 200 m是渤海海域页岩油气勘探开发的有利深度范围;3...     

东营凹陷页岩油游离资源有利区预测

基于东营凹陷典型页岩油探井的有机地化参数,提出了一种页岩油有利区预测方法,即利用烃源岩游离烃量(S1)与总有机碳质量分数(TOC)关系的"三分性"、Δlog R测井模型及烃指数(100S1/TOC)剖面,对东营凹陷古近系沙河街组进行页岩油资源分级评价、泥页岩有机非均质性研究及页岩油有利区预测。结果显示:东营凹陷古近系沙四上纯上次亚段-沙三下亚段页岩油,按富集程度分为饱和资源(Ⅰ级)、低效资源(Ⅱ级)和无效资源(Ⅲ级);游离烃主要来源于Ⅰ级和Ⅱ级资源,Ⅲ级资源基本不含游离烃;研究区页岩油游离资源赋存下限为100 mg/g,Ⅰ级游离资源强度在利津洼陷最高。综合分析认为,较高的有机质成熟度、较好的封存条件和纹层状泥页岩发育是页岩油Ⅰ级游离资源分布于利津洼陷的主要原因。     

渤海湾盆地辽西凸起北段锦州20油田原油地球化学特征及油源对比

辽西凸起是渤海海域辽东湾地区目前勘探程度最高的地区之一。通过对辽西凸起北段锦州20油田沙河街组和东营组原油地球化学分析,明确了该区原油的物性、族组分、成熟度和生物标志化合物的特征,在此基础上进行了油源对比研究。结果表明,辽西凸起北段锦州20油田沙河街组和东营组的原油均属于低硫、轻质低成熟原油,饱和烃色谱完整,显示未遭受明显生物降解。原油母质为混合型,并且沙河街组原油陆源有机质输入较少,东营组原油陆源有机质输入较多,原油母质形成于还原—弱还原条件下的微咸水或咸水沉积环境。沙河街组原油主要来源于辽西凹陷沙河街组三段和沙河街组一段烃源岩;东营组原油具有双洼混源的特征,主要来源于辽西凹陷沙河街组三段和辽中凹陷东营组三段烃源岩。     

湖相页岩油有利甜点区优选方法及应用——以渤海湾盆地东营凹陷沙河街组为例

页岩油有利目标区既是页岩油资源甜点区、物性甜点区,又是工程甜点区,因此寻找表征页岩油资源甜点、物性甜点及工程甜点的主地质参数,是建立页岩油有利区优选方法的关键。建立了一种基于主地质参数的页岩油有利区优选综合定量评价方法：①以游离油量、渗透率和杨氏模量为主地质参数并作为评价指标,建立权重评价值函数;②以主地质参数权重评价值乘积构建综合权重因子,确定页岩油勘探开发有利层、低效层和无效层综合权重因子分布范围;③确定页岩油勘探开发有利层系及有利区分布。将该方法应用于渤海湾盆地东营凹陷,评价了27口井沙河街组三段下亚段和沙河街组四段上亚段页岩油层系综合权重因子,预测出页岩油勘探开发有利层系及有利区分布范围,研究结果对东营凹陷页岩油勘探开发具有一定的参考意义。     

渤海湾盆地沾化凹陷页岩油形成影响因素分析

根据沾化凹陷沙河街组三段泥页岩有机地球化学参数分析,研究区以生油为主。通过对沾化凹陷构造运动史、断层活动时间、岩浆活动的研究以及烃源岩生烃门限;结合页岩油的勘探情况,结果表明沾化凹陷沙河街组三段泥页岩生烃潜力巨大,并且泥页岩裂缝发育,油气运移发生在构造运动和岩浆侵入停止之后,油气可运移到泥页岩裂缝储层中,从而预示着沾化凹陷具有形成页岩油的良好地质条件,勘探潜力巨大。     

渤海海域优质烃源岩及其分布预测

采用地质统计和地化分析相结合的手段,初步建立了评价和预测优质烃源岩的方法体系,对渤海海域古近系优质烃源岩的发育分布进行了预测.结果表明,纵向上沙河街组优质烃源岩厚度大、品质好,占暗色泥岩比例较大,东营组尽管暗色泥岩厚度较大,其中能达到优质的部分却很少.平面上,渤中凹陷优质烃源岩厚度最大,分布面积最广,其次是辽东湾地区以及岐口凹陷和黄河口凹陷.沙河街组四段+孔店组烃源岩主要发育辽东湾地区、莱州湾凹陷和岐口凹陷.总体而言,沙河街组为渤海海域的主力烃源岩,且以沙河街组三段最为重要.     

渤海湾盆地歧口凹陷陆相湖盆页岩气富集条件及勘探潜力

为了进一步评价渤海湾盆地歧口凹陷陆相湖盆页岩气富集条件与勘探潜力,利用地震、测井、录井和岩心分析资料,对该区古近系沙河街组三段(以下简称沙三段)泥页岩的沉积环境、岩性及其组合特征、生烃条件、储集空间、岩石脆性、含气性等开展了综合研究,建立了该区页岩气的成藏模式,评价了页岩气的勘探潜力。研究结果表明:(1)该区沙三段泥页岩累计厚度大、分布面积广,在歧口凹陷的中—低斜坡区已进入大量生气阶段,具备形成规模页岩气藏的生烃条件;(2)该区泥页岩中长英质矿物含量占优势,基质孔隙、微裂缝较发育,具有一定的储集空间,同时脆性矿物含量高,黏土矿物中伊利石和伊/蒙间层的合计含量占94%,低膨胀性脆性页岩易于被压裂改造;(3)持续生烃过程中产生的流体膨胀是沙三段超压形成的主要原因,压力系数大于1.2的泥页岩段随钻气测异常明显,具备页岩气成藏条件;(4)凹陷内沙三段埋深介于3 100～4 400 m,页岩气与页岩油伴生,主要以溶解气的形式存在;沙三段埋深介于4 400～4 850 m,以湿气为主;沙三段埋深超过4 850 m,以干气为主。结论认为,歧口凹陷中—低斜坡区是页岩气勘探的有利目标区,有利勘探面积约1...     

黄骅坳陷中区和北区沙河街组陆相页岩气形成条件及资源潜力

以黄骅坳陷中区和北区古近系沙河街组湖相富有机质泥页岩为重点研究对象,在大量样品实验测试数据深入分析与镜下观察的基础上,从页岩的发育特征、有机质丰度、有机质类型、热演化程度及储集性能等方面出发,明确了研究区沙河街组陆相页岩气形成条件及资源潜力。研究区沙河街组有效生烃泥页岩的累积厚度大（大于1 000 m）,有机质丰度高（大于1.0%）,有机质类型适中（以Ⅱ1及Ⅱ2型为主）,热演化程度以成熟—高熟为主,储集性能较好,具备良好的页岩气成藏条件。通过与美国主要产气页岩、中国陆相和海相页岩层段的主要特征参数指标相比较,建立了以富有机质泥页岩的厚度、有机碳含量、镜质组反射率、埋深及地层压力等参数作为页岩气有利区的评价标准,初步优选歧口凹陷西南部及张巨河一带为页岩气勘探的有利区,且以沙三段为页岩气富集的最有利层段。初步估算黄骅坳陷中区和北区沙河街组陆相泥页岩形成的页岩气总远景资源量约为0.46×1012 m3,其中沙三段占73%,充分表明了黄骅坳陷中区和北区沙河街组陆相页岩气资源潜力较大。     

泥页岩沉积特征与生烃能力——以东营凹陷沙河街组三段中亚段—沙河街组四段上亚段为例

泥页岩的沉积环境与形成方式都将控制其矿物、有机质特征并影响岩石的生烃潜力。选取东营凹陷古近系沙河街组泥页岩,开展岩石薄片观察、X射线衍射和热解等检测,研究岩石的矿物学特征和有机质特征,解析各类泥页岩成因与生烃能力的差异。研究发现,研究区的块状、纹层状和含石膏构造泥页岩中构造特征各异,矿物成分(碎屑、黏土、碳酸盐矿物和石膏类矿物等)含量变化大,有机质特征也各不相同。综合分析矿物与有机质的特征及组合关系,发现细纹层页岩和断续纹层页岩是以生物作用为主导形成的沉积产物,生烃能力最强;宽纹层页岩和均匀块状泥岩属化学沉积作用的产物,具有较强的生烃能力;含碎屑块状泥岩主要通过机械作用沉积而成,含石膏构造泥岩则在蒸发环境下通过化学沉淀形成,两者的生烃能力较弱。比较东营凹陷沙河街组三段中亚段—沙河街组四段上亚段的泥页岩类型,发现沙河街组三段中亚段和沙河街组四段纯下次亚段以机械和化学作用形成的含碎屑块状和含石膏构造泥岩为主,导致2个层段的生烃能力较弱;沙河街组三段下亚段和沙河街组四段纯上次亚段以生物或化学沉积作用形成的纹层状页岩为主,导致2个层段的生烃能力较强。因此,关注泥页岩矿物和有机质组合关系,从机械、化学和生物等沉积方式差异的角度探讨各类泥页岩的成因和生烃能力的变化,能够为非常规油气勘探提供新的思路。     

利用盆地模拟技术评价渤东凹陷下第三系油气勘探潜力

盆地模拟结果显示:渤东凹陷东营组下段和沙河街组烃源岩的生油总量为48.71×108t,排油总量为26.37×108t;生气总量为47686×108m3,排气总量为35797×108m3;沙河街组烃源岩的生烃潜力远高于东营组下段烃源岩。据此并结合渤东凹陷内生排烃强度与生排烃量的平面分布特点,预测出该凹陷南部沉积中心周围的渤南凸起、庙西凸起及渤东低凸起南端是油气勘探取得突破的关键地区。     

一组有效区分渤中凹陷烃源岩的生物标志化合物参数

渤中凹陷是渤海湾盆地面积最大的二级构造单元，发育古近系沙河街组一段、沙河街组三段和东营组三段3套优质湖相烃源岩。准确识别东营组三段烃源岩贡献的原油，对于渤中凹陷油气勘探具有重要的理论和实践意义。根据烃源岩和原油芳烃馏分的色谱-质谱分析结果，提出了新的能够鉴别沙河街组三段和东营组三段烃源岩的生物标志化合物参数：C₂₇20R/C₂₈20R三芳甾烷和C₂₈20S/C₂₇20R三芳甾烷。东营组三段烃源岩的判识标准为C₂₇20R/C₂₈20R三芳甾烷>1.1，C₂₈20S/C₂₇20R三芳甾烷≤ 1.2；沙河街组三段烃源岩的判识标准为C₂₇20R/C₂₈20R三芳甾烷≤ 1.1，C₂₈20S/C₂₇20R三芳甾烷>1.2。据此，对渤中凹陷典型油田中原油的来源开展了判识，提出来自东营组三段烃源岩的原油具有近凹成藏的特点。     

渤海湾盆地济阳坳陷沾化凹陷L69井古近系沙三下亚段取心段页岩油勘探有利层段

为探讨渤海湾盆地济阳坳陷沾化凹陷L69井沙河街组三段下亚段（沙三下亚段）取心段页岩油勘探有利层段,对L69井沙三下亚段取心段典型岩相样品和获工业页岩油产量的XYS9井沙三下亚段取心段典型岩相样品,开展了常规热解和多温阶热释法分析,对比研究其含油性与不同赋存形式油含量特征,结合其他影响页岩油产量的因素综合评价页岩油勘探有利层段。结果表明：L69井埋深3 040.35~3 072.10 m富有机质纹层状泥质灰岩段,其游离油总量尤其是轻烃校正后游离油S_1-1含量显著低于获工业页岩油产量的XYS9井沙三下亚段的含量,并且油饱和指数（OSI）均值仅为67 mg/g,不具有页岩油勘探潜力;埋深3 116.90~3 126.70 m含有机质纹层状泥质灰岩段,虽其油饱和指数（OSI）均在100 mg/g以上,平均达204 mg/g（样品数n=8）,但游离油总量和轻烃校正后游离油S_1-1含量显著低于获工业页岩油产量的XYS9井沙三下亚段的含量,页岩油勘探潜力较低;埋深2 994.10~3 010.90 m富有机质层状泥质灰岩、灰质泥岩段,其游离油总量尤其是轻烃校正后游离油S_1-1含量和油饱和指数（OSI）,与获工业页岩油产量的XYS9井沙三下亚段的含量基本相近或相等,并且该层段微裂缝发育、具异常压力、脆性矿物含量高和存在成熟运移油的贡献,为页岩油勘探的有利层段。     

渤海湾盆地保定凹陷东营组油气勘探重要发现与启示

渤海湾盆地保定凹陷早期以潜山和古近系深层为主力目的层进行勘探,历经近60年未获实质性发现。以一次三维地震采集和二维重新处理的地震资料为基础,整体认识地质结构,取得如下成果：一是古近纪早—中期（孔店组—沙河街组二段沉积期）,断陷活动西强东弱,湖盆浅且小;古近纪晚期（沙河街组一段—东营组沉积期）,断陷活动东强西弱,最大湖泛期为广湖盆沉积。二是沙一下亚段咸化湖富有机质藻源岩早期生烃、多期生烃,形成早熟油、低熟油。三是浅层东营组储盖组合好,是主力勘探层系。优选清苑构造带为突破口,构建“双向供烃、断砂输导、浅层富集”油气成藏模式,钻探G77X、BQ1X等预探井,在东营组获高产工业油流,保定凹陷获油气勘探突破,证实太行山前第一排凹陷浅层油气富集,对渤海湾盆地老油区勘探有借鉴意义。     

渤海湾盆地歧口凹陷沙河街组三段一亚段地质特征与页岩油勘探实践

歧口凹陷沙河街组三段一亚段[Es~(3(1))]页岩油勘探获得高产、稳产工业油流,证实湖相页岩油具有较大勘探潜力,并形成亿吨级规模战场,对渤海湾盆地广泛分布的沙河街组页岩油勘探具有重要借鉴意义。针对歧口凹陷沙河街组三段页岩层系沉积环境、岩性、储集性、脆性和含油性等方面展开综合研究,Es~(3(1))半深湖-深湖区泥页岩孔缝发育,脆性指数高、储层敏感性差、含油气性好,具备页岩油富集的生烃、储集、含油和工程改造条件,页岩油成藏地质条件优越。纵向上,将Es~(3(1))划分6个甜点段,由上至下依次为C1—C6,平面分布稳定,单段厚度分布在7～96 m,累计厚度434 m,分布面积在87.4～194.3 km²,平面甜点叠加面积为256 km²,采用体积含油率法,初步计算资源量为4.1×10⁸ t。按"老井控面、水平井提产"的原则,在Bin60-56和F38x1两口大斜度井试油获工业油流,针对C1甜点段部署水平井勘探,QY10-1-1井获得日产百吨高产油气流,Bin56-1H井自喷试采206 d后,累产油3 043.11 t,反...     

莱州湾凹陷东北洼沙河街组致密油地质特征及形成条件

渤海海域沙河街组具有发育致密油的潜力。基于钻井、测井、录井和地震资料,综合岩心观察、岩石薄片鉴定、地球化学及储层物性等分析数据对渤海海域莱州湾凹陷东北洼沙河街组致密油的地质特征及形成条件进行研究。结果表明,莱州湾凹陷东北洼具备发育致密油的地质条件,其油气主要富集于与优质烃源岩共生或对接的大面积分布的有效储集体中。区域内广泛分布的沙三段半深湖-深湖相灰黑色泥岩形成Ⅱ1型干酪根,为研究区致密油形成提供了充足的油源;沙河街组大面积快速堆积的三角洲储集砂体为致密油形成提供了有利的储集空间;优质烃源岩与大面积厚层储集体之间交互沉积形成良好的源储共生关系,为近源成藏提供了有利的配置条件;成藏期异常压力为致密油形成提供了充注动力。     

渤海湾盆地南堡富油气凹陷烃源岩的形成及其特征

渤海湾盆地南堡凹陷近年来油气勘探取得重大发现,已成为该盆地油气富集程度最高的富油气凹陷之一。研究发现：下第三系沙河街组特别是沙三4亚段发育高丰度的优质烃源岩,TOC高达5%以上,由于其形成于南堡凹陷主裂陷幕,此时湖盆水体最深,湖盆范围最广,发育大面积深湖相灰色、灰黑色泥岩、钙质泥岩、油页岩,且厚度大,平面上分布稳定,具有巨大的生烃潜力;沙三3亚段的暗色泥岩,生烃潜力较大。指出沙三段烃源岩是南堡凹陷最重要的烃源岩,其生烃量占南堡凹陷70%以上。沙一段烃源岩虽然没有东营组烃源岩厚度大,但是演化程度比东营组烃源岩高,二者生烃量比较接近,分别占南堡凹陷生油量的15%左右。     

湖相烃源岩生排烃机制及生排烃效率差异性——以渤海湾盆地东营凹陷为例

湖相断陷盆地所形成的烃源岩具有强烈的非均一性,而东营凹陷作为该类盆地的典型代表,其主力烃源岩是古近系沙河街组四段上亚段(Es^4(上))、沙河街组三段下亚段(Es^3(下))和沙河街组三段中亚段(Es^3(中)),它们来自于咸水和淡水两种沉积环境。在沉积相与有机质特征研究的基础上,对比了3套地层中普通烃源岩[有机碳含量(TOC)<2%]和优质烃源岩(TOC>2%)残留液态烃产率、生烃潜力指数的演化特征,分析了排烃机制和排烃效率的差异性。由于沉积环境和埋深的不同,3套烃源岩的生排烃潜力、效率均有明显不同,相比较而言,各自的优质烃源岩是供烃成藏的主要贡献者,体现在该类烃源岩不但能形成更充足的物质基础,而且其多层理的结构也利于排烃。此外,针对不同的沉积环境总结了排烃模式。咸水环境烃源岩存在低熟和成熟两个生烃阶段,其排烃周期长、排烃效率高;而淡水环境烃源岩只存在成熟生烃阶段,其排烃周期短、排烃效率较低。沙河街组四段上亚段对资源量的贡献最大,沙河街组三段下亚段次之,而沙河街组三段中亚段最小。     

北部湾盆地福山凹陷流沙港组页岩特征及页岩油气资源潜力

页岩油气是中国最具潜力和战略性的油气接替资源之一。为了弄清福山凹陷流沙港组页岩油气资源潜力,指导页岩油气的勘探选区,基于钻井、测井、录井及试油资料,利用有机地球化学分析方法,明确了流沙港组页岩特征,参考国内页岩油气勘探的成果经验,建立了研究区流沙港组页岩油有利区划分标准,预测有利区并制定了勘探对策。结果表明：(1)流沙港组不同层段均发育富有机质页岩,整体西薄东厚,皇桐、白莲及海口洼陷为主要厚度中心;页岩TOC平均为1.53%,S₁(恢复后)平均为1.64 mg/g,S₁+S₂平均为4.32 mg/g,氯仿沥青“A”平均为0.12%,OSI在埋深2 800 m以下大于100 mg/g;有机质类型以Ⅱ₁—Ⅱ₂型为主,来源包括藻类与高等植物,属于弱氧化-弱还原环境的淡水湖相沉积;受埋深控制和热事件影响,不同地区页岩成熟度存在差异,但均已处于成熟或生烃高峰的演化阶段,具备发育页岩油气的物质条件。(2)近源成藏的常规油气藏物性特征表明,页岩层段生成的油气具有低密度、低黏度、低硫、低凝固点...     

东营凹陷古近系泥页岩中存在可供开采的油气资源

利用地球化学、岩石矿物、测井及录井等资料系统研究东营凹陷古近系沙河街组泥页岩,认为东营凹陷古近系沙三下亚段—沙四上亚段泥页岩厚度大,有机质丰度高、类型好、成熟度分布范围广,与北美地区已发现页岩气系统地质地球化学参数具有一定的可比性,具备形成页岩气的物质基础:东营凹陷沙三下亚段和沙四上亚段泥页岩全岩矿物组成具有较高石英和碳酸盐含量,粘土矿物含量低于50%,具有一定的脆性特征,且普遍发育微裂隙,有利于页岩油气的开采;东营凹陷古近系湖相泥页岩气测资料的调查发现,钻至沙三下亚段、沙四上亚段2套泥页岩发育段的探井气测显示均表现为高异常,钻井过程中频繁发生井涌和井漏现象,预示着气体的存在;2套泥页岩罐顶气轻烃(C1—C4)丰度随埋深增加而增加,在3 400m以深重烃/轻烃值较低,一般低于0.15,结合对2套泥页岩气油比的研究认为,东营凹陷针对泥页岩的勘探应采取油气兼探的方针。3 400m以浅以勘探泥页岩油藏为主,页岩气的勘探应在3 400m以深。研究表明,东营凹陷古近系泥页岩中存在可供开采的油气资源,是一个值得关注并投入风险勘探的新领域。     

渤海湾盆地渤中凹陷大气田形成条件与勘探方向

渤中凹陷是渤海湾盆地最富油、也最富气的凹陷,凹陷位于渤海海域中部,面积近9 000 km²,新生界厚度最大超过10 km,是渤海湾盆地面积最大、厚度最大的凹陷。渤中凹陷经历了古近纪断陷和新近纪区域拗陷两大阶段。古近纪断陷期双向伸展,形成"四洼一突"格局,断陷经历了由分隔洼陷到汇聚统一的演化过程;拗陷期持续沉降,形成古近系和新近系-第四系"双厚型"结构。渤中凹陷发育沙河街组三段、沙河街组一段及东营组三段3套优质烃源岩层系,优质烃源岩主要发育在沙河街组三段中-上部、沙河街组一段及东营组三段下部,上覆层巨厚,烃源岩演化程度高。基于统计分析重新构建了渤中凹陷不同层系烃源岩的生/排烃模型,从预测结果可以看出,渤中凹陷烃源岩排油量为512.5×10⁸m³、排气量为311.64×10¹¹m³。渤中凹陷潜山和孔店组储层油气源条件好,有近源特点。区域盖层为古近系下部厚层泥岩,成岩程度高、封堵能力强。潜山地层时代老、岩性硬、经历多期构造运动、裂缝发育、受强溶蚀、物性好、产量高,孔店组砂砾岩抗压实能力强。深层圈闭成群成带发育,规模大,勘探前景大,因此渤中凹陷深层具有形成大气田的条件,是发现大气田的有利领域。