泌阳凹陷页岩油富集段资源评价及有利区预测

页岩油资源开发能否取得成功主要取决于2个方面,一是页岩油的资源丰度,二是页岩油的可采性.文中通过建立页岩油富集段划分标准以及泥页岩有机非均质性的测井识别,对我国最早取得页岩油突破的泌阳凹陷进行了页岩油富集段划分,并对其资源潜力进行了评价,结合泥页岩无机非均质性测井识别与原油物性分析指出,泌阳凹陷页岩油勘探开发的有利区为东南部工区.     

泌阳凹陷陆相页岩油资源与有利区评价

泌阳凹陷为中国东部新生代典型富油凹陷,古近系核桃园组沉积了富含有机质湖相泥页岩,前期研究表明,泌阳凹陷深凹区核桃园组具备形成陆相页岩油的有利条件。两年多来,通过开展泌阳凹陷陆相页岩油地质评价和综合研究,形成了包括地质多参数综合评价、岩石学分析、测井储层评价、录井储层评价、地球物理储层预测、资源评价、有利目标评价、水平井优化设计等8项关键技术的地质评价技术系列,其中资源评价及有利区评价技术为页岩油气地质评价最为关键的技术。通过含油气页岩层厚度、面积及含油气量等资源评价关键参数研究,利用体积法计算泌阳凹陷主力页岩层页岩油资源量4.2253×108 t,页岩气资源量729×108 m3。利用有机碳、热演化程度、孔隙度、渗透率等6项页岩油评价指标,结合泌阳凹陷勘探实践,初步建立了泌阳凹陷陆相页岩油有利区评价标准。     

东营凹陷页岩油储层孔隙演化

东营凹陷古近系沙河街组三段下亚段-沙河街组四段上亚段为一套较低成熟度陆相页岩层系,通过岩石薄片、氩离子抛光扫描电镜观察分析、核磁共振、高压压汞和低温氮气吸附实验,获取了页岩储层孔隙结构及孔隙度等信息,分析了矿物成分和有机质含量对孔隙度及孔径的影响,进一步结合成岩热模拟实验,探讨了主要孔隙类型的演化特征。结果表明：①页岩储层孔隙结构复杂,微米-纳米级储集空间具有保存液态烃类的储集能力,游离相原油主要分布在孔径较大的方解石晶间溶蚀孔隙、重结晶晶间孔、黏土矿物晶间收缩缝等孔隙中。②页岩储层孔隙度及孔径主要受控于架构矿物和有机质的含量;孔隙度与长英质矿物含量、有机质含量均呈线性正相关关系,与碳酸盐矿物含量呈负相关。③埋深2 500~3 500 m是孔隙演化的关键深度段,在此深度区间,有机质生烃排出的有机酸浓度以及压力系数增大区间与孔隙度高值段有良好的对应关系;页岩油储层储集空间的形成几乎都与黏土矿物的成岩演化有关;抗压实能力强的方解石等碳酸盐晶粒形成的架构空间,以及伴随生、排烃过程的溶蚀作用形成碳酸盐晶间和晶内溶蚀孔隙,均增加了储层孔隙度;生烃超压和溶蚀的匹配作用造成3 500~3 800 m出现孔隙度局部增大的现象,孔隙大小、分布及连通性明显变好。     

辽河西部凹陷页岩油聚集条件及有利区优选

为了查明辽河西部凹陷沙三中亚段页岩油发育有利区,通过地质背景及各类试验测试分析页岩油聚集条件。结果表明：目的层泥页岩厚度大、分布面积广,有机碳质量分数均值为2.18％,有机质类型以Ⅱ型为主,热演化成熟度均值为0.59%,具备良好的页岩油形成条件;泥页岩脆性矿物含量较高,孔隙和裂缝发育,含油量大,具备良好的页岩油储集及后期改造条件。根据多信息叠合法预测有利区,认为清水洼陷地区页岩油聚集条件和储集性能较优越,是辽河西部凹陷沙三中亚段页岩油勘探开发的有利区域。     

东营凹陷页岩油赋存特征分子动力学模拟

页岩储层储集空间主要为纳米尺度孔隙,页岩油在纳米尺度孔隙中的赋存状态对其流动规律会产生重要影响.利用核磁共振冻融技术得到了东营凹陷页岩孔隙结构的全尺寸孔径分布及纳米尺度孔隙的主频孔隙直径,基于东营凹陷牛斜55井的井流物组成,采用分子动力学模拟方法建立东营凹陷典型纳米尺度孔隙模型,开展原油在有机质纳米尺度孔隙内赋存状态研...     

黄河口凹陷油气资源评价与有利区预测

油气资源评价是油气勘探决策的基础,其评价结果影响着油气的勘探方向和投资方向。对于已有油气田发现的评价单元,统计方法更方便、实用和可靠。根据勘探程度、基于帕莱托定律,应用油田规模序列法对黄河口凹陷资源量进行了评价,并进行了勘探潜力分析。黄河口凹陷目前约有25个具有经济价值的油气田尚待探明,剩余资源总量至少达2.59×108m3,表明该地区具有较大的石油资源和勘探潜力。其中,渤中28-34中央隆起带、南部缓坡带和西部断阶带为下一步最有利的勘探靶区。     

吉木萨尔凹陷致密油有利区预测及潜力分析

吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组发育一套云质岩储集层,是致密油勘探的重点区域和层位。该区域致密油以源储一体及源储互层为特征,形成了良好的源储配置关系。根据钻井、测井、地震及样品实测数据,结合前人研究成果,在详细剖析吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油石油地质特征的基础上,考虑致密油储层的孔隙度、储层厚度以及烃源岩有机碳含量、成熟度等因素,确定了致密油资源评价参数分类标准,将芦草沟组上、下“甜点体”各划分出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类有利区。使用小面元容积法对吉木萨尔凹陷致密油有利区进行资源预测,芦草沟组上、下“甜点体”石油地质资源量分别为4.72×10⁸、7.49×10⁸t。研究表明,吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油具有较大的勘探潜力。     

东营凹陷坨71区块有利储集砂体预测研究

在东营凹陷胜坨油田坨71区块的有利储集砂体预测中,探索应用砂体随机模拟的结果直接对无井区进行有利储集砂体分布预测。综合测井、地震资料．应用示性点过程随机模拟方法,建立了20个等可能的渗透性砂体分布的模拟实现,在对各模拟实现进行概率统计分析的基础上,对模拟结果进行不确定性评价．结合对概率大于0．5和0．7的渗透性砂体的厚度统计结果、构造背景及附近井油层分布情况,预测出坨71井以东和坨深1井东南的2个有利储集砂体分布区。应用砂体随机模拟的结果直接预测无井区的有利砂体分布,有利于降低滚动勘探风险。图5参18     

北美TMS页岩油地质评价及勘探有利区预测

北美页岩油气的商业开发已引起全球各国的高度关注,中国能源企业也将目光投向海外市场,因此,及时掌握海外页岩油气区块地质特征及资源潜力意义重大。对于资料不够丰富、要求快速评价出勘探有利区的海外页岩油气区块来讲,页岩的资源条件和开采条件是最基础的评价内容。对北美X地区TMS(Tuscaloosa Marine Shale)页岩油资源条件和开采条件分析表明,TMS页岩具有页岩厚度大、有机碳含量高、有机质处于生油高峰阶段、页岩埋深和黏土矿物含量适中、页岩储层顶底板保存条件较好等特点,具有很好的页岩油勘探潜力。利用多层次模糊综合评判法优选TMS页岩油有利区,其勘探选区可分为5类,Ⅰ类区综合评价系数大于0.75,为极有利区,主要分布在研究区的中部;25个地理区块中,V区块页岩油勘探潜力最大,P1区块页岩油勘探潜力丰度最高。     

东营凹陷页岩油储集地质特征与有效性

以济阳坳陷东营凹陷古近系泥页岩为研究对象，通过岩心观察、偏光显微镜、氩离子抛光-扫描电镜分析以及高压压汞、小角X射线散射等实验，表征泥页岩不同尺度储集空间类型及组合连通方式，结合孔隙度、含油饱和度等数据，明确其储油的孔径及孔隙度下限。综合热演化程度（R_o）、岩相发育特征、地层压力特征和储集空间发育特征（孔隙度和孔径）等因素，建立东营凹陷泥页岩储集空间发育分布模式，预测页岩有利储集相带。结果表明：①研究区泥页岩储层孔隙类型主要为粒间孔、有机质和粘土矿物收缩孔及碳酸盐晶间孔，且具有三级孔缝网络的连通形式；②粘土片间孔和碳酸盐晶间孔对总孔隙度的贡献率最高，平均可达50%~70%，其次为粘土收缩缝和构造张裂缝；③页岩油赋存的孔径下限、游离油赋存孔径下限以及游离油大量富集的孔径门槛值，分别为5、10和30 nm；④富有机质和富碳酸盐矿物的纹层状页岩在总孔隙度、孔隙连通率和有利于游离油赋存的孔隙所贡献的孔隙度等方面最好，可作为优势岩相类型；⑤泥页岩岩相类型、成岩阶段、地层压力与裂缝发育程度控制了储集空间的发育分布特征，也是页岩油甜点评价的重要因素；有利储集相带预测就是在储集分级评价方案的指导下，寻找富有机质纹层状页岩分布区、相对较高的热演化程度页岩发育区、裂缝发育区、高地层压力发育区等叠合区。     

东营凹陷页岩油储集空间成因及控制因素

断陷湖盆泥页岩储层储集空间类型多样,成因及受控因素均较为复杂。以渤海湾盆地东营凹陷古近系沙河街组三段下亚段-沙河街组四段上亚段泥页岩发育段为研究对象,通过X射线衍射全岩矿物分析、岩石薄片及扫描电镜观察分析技术,结合主、微量元素测试及有机地球化学测试数据,明确泥页岩储层基本特征;从储集空间类型识别及基本特征刻画入手,建立东营凹陷泥页岩储集空间成因分类方案;深入分析影响储集空间发育的关键地质作用机制。结果表明：1东营凹陷泥页岩架构矿物及岩石类型多样、储层非均质性极强、有机质丰度高（TOC普遍介于1.2%~6.7%）、成熟度较低（R_o值为0.51%~0.89%）,孔隙度为2.9%~9.8%,垂直渗透率为0.0034~0.578 mD,孔隙结构复杂;2从成因及发育丰度的角度来看,黏土矿物絮凝成因孔、黏土矿物收缩缝、方解石重结晶晶间孔、白云石化晶间孔、有机质边缘收缩缝、碳酸盐岩溶蚀孔、生烃超压缝、层间微缝等是重要的储集空间类型;3沉积微相控制了孔隙架构矿物的组成、组构及平面分布,气候控制下的湖泊咸化程度影响了细粒物质的垂向叠置混合方式,进而控制了储集空间的类型及其组合;4不同咸化阶段的成岩流体性质、碳酸盐及黏土等自生矿物变化、有机质生烃演化控制了次生孔隙的形成与演化,方解石重结晶作用、黏土矿物的反应与转化、溶蚀作用及有机质生烃作用是控制储集空间发育的重要成岩作用类型。     

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。     

东营凹陷古近系泥页岩中可溶有机质特征与页岩油“甜点”预测

可溶有机质作为页岩油的重要载体,所蕴含的丰富信息对页岩油"甜点"预测具有重要意义。选取东营凹陷沙四段下亚段、沙四段上亚段、沙三段下亚段和沙三段中亚段泥页岩样品,对其可溶有机质族组分及饱和烃色谱进行分析,据可溶有机质含量、族组分及轻质烃含量等特征,确立反映页岩油丰富程度的参数(可溶有机质含量和饱和烃含量)及表征页岩油流动性的参数(流动性指数、轻质烃含量和轻质烃散失量)。结果表明,沙四段上亚段和沙三段下亚段可溶有机质含量与饱和烃含量明显高于沙四段下亚段和沙三段中亚段,以沙四段上亚段最高;沙四段上亚段和沙三段下亚段可溶有机质中流动性指数较沙四段下亚段和沙三段中亚段更高,同时沙四段上亚段具有更高的原始轻质烃含量和轻质烃散失量。综合分析认为,沙四段上亚段和沙三段下亚段是页岩油有利发育层段,其中以沙四段上亚段最好,是东营凹陷古近系页岩油"甜点"优选目标区。     

泌阳凹陷深凹区页岩油勘探实践

河南油田泌阳凹陷经过近40年的勘探,常规资源勘探程度与资源探明率较高,寻找规模性储量难度越来越大。近年来,国外非常规勘探开发理念的引进,微-纳米级孔隙、非达西渗流地质理论的创新,水平井钻完井与多级分段压裂技术的突破,使富有机质页岩成为新的勘探目标。泌阳凹陷深凹区具备形成页岩油气的地质条件,通过页岩油气赋存条件基础研究,部署钻探泌页HF1井获得较高产工业油流,使泌阳凹陷成为国内首个获得陆相页岩油发现与突破的地区,为老油田持续发展开拓了新的勘探领域。     

东营凹陷页岩油储层中方解石的成因及证据

为明确东营凹陷页岩中方解石矿物成因和储层成岩特征,利用薄片、X衍射、碳氧同位素等分析技术,首次发现了牛页1井页岩中方解石脉具有示顶底构造和机械双晶特征,是地质构造运动产生地应力作用于页岩方解石脉上留痕的直接岩石学证据,为页岩地层地应力的研究提供了载体矿物。通过对研究区页岩中泥晶方解石和亮晶方解石的碳氧同位素对比分析发现:页岩中泥晶方解石的形成主要隶属于与甲烷细菌活动生成生物气有关的碳酸盐,亮晶方解石脉极可能为泥晶方解石溶蚀后再沉淀重结晶的产物。生烃增压等作用形成微裂缝是方解石脉形成的先决条件,有机酸对泥晶方解石的溶蚀和再沉淀是必要条件。根据发现的4个岩石学特征和碳氧同位素证据,阐述了从生烃增压、微裂缝形成、有机质热演化排出有机酸、泥晶方解石被溶蚀、方解石重结晶,直至方解石脉形成的整个同生演化过程,并探讨了页岩与相邻砂岩的碳库来源和砂泥岩协同成岩演化过程。     

东营凹陷油源特征分析

东营凹陷油气丰富，发育了古近系沙河街组三段、四段两套有效烃源岩。根据烃源岩及原油的地球化学特征分析，探讨凹陷内各油田的石油来源。将东营凹陷已发现石油划分为沙三型、沙四型及混合型，认为：南斜坡地区原油主要来源于沙四段烃源岩，凹陷中部及北部油田的原油主要源于沙三段或为沙三段、沙四段的混源油；凹陷周边油田的原油大多数来源于沙四上亚段烃源岩，大致呈环状分布于凹陷边部；凹陷中部油田的原油以沙三型为主。各供油洼陷生成的油气就近运移聚集，油气环绕生油洼陷呈环带状分布。图4表1参8     

东濮凹陷沙三段泥页岩有利区评价

东濮凹陷沙三段泥页岩层具有较好的页岩油气潜力。结合岩芯观察与分析测试,对沙三段泥页岩有机地化参数、储集性进行分析,对页岩油气有利区进行预测。     

黄骅坳陷页岩型页岩油富集规律及勘探有利区

近年勘探实践证实渤海湾盆地黄骅坳陷古近系孔店组二段、沙河街组三段和沙河街组一段主力烃源岩层系发育页岩滞留型页岩油,页岩油富集规律不清、有利层/区不明制约了坳陷页岩油扩展勘探和规模开发。基于黄骅坳陷古近系系统取心、岩石薄片、测井、录井、试油及烃源岩评价、滑溜水常压渗吸对比实验等测试资料系统开展页岩油烃源岩、储集性能、保存条件分析,探讨黄骅坳陷页岩型页岩油富集模式及有利区分布规律。研究认为,适中物源供给、适中总有机碳含量(TOC含量为2%～6%)、适中有机质类型(以Ⅰ型为主、Ⅲ型为辅)、适中热演化成熟度(R_o为0.7%～1.2%)等适中的物源及烃源岩条件,高密度微米—纳米纹层(密度可达15 000层/m)、高占比微米—纳米孔缝(孔隙度平均为4.5%)、高滞留可动烃含量(S₁含量平均为4.2 mg/g)等适高的储集条件,顶、底板封堵条件优(盖层厚度为50～100 m)、断裂破坏程度弱(水平井靶层距离为450～550 m)等优良的保存条件,是黄骅坳陷古近系页岩型页岩油富集的主控因素。提出了黄骅坳陷古近系“2优1超1匹配”的“中高匹配”页岩油富集规律,...     

渤海湾盆地东营凹陷古近系页岩油可动性影响因素

为探索渤海湾盆地东营凹陷古近系页岩油可动性与页岩演化程度变化关系,分析了东营凹陷古近系页岩主要粘土矿物演化特征、页岩流体压力发育情况、页岩内烃类流体性质演化规律,以显微荧光方法对页岩的可动油进行了观测,并对页岩可动油率进行了模拟实验测定。研究表明：随页岩埋深增加,伊/蒙混层及蒙脱石含量逐步降低,至3 500 m深度时达到平衡点。埋深大于3 500 m粘土矿物水化膨胀性减弱,有利于页岩油储层的压裂和压裂后裂缝的保持。2 800 m以下,页岩普遍发育自源异常高压,为页岩油的产出提供了有利的天然能量。埋深大于3 000 m,由于进入生烃高峰,页岩内一般具有较高的含油饱和度。在埋深小于4 200 m页岩内以油相为主,至4 300 m进入凝析气相阶段。页岩油粘度随深度增加明显降低,在3 500 m左右降至较低数值。显微荧光观测和可动油模拟实验表明：埋深大于3 000 m页岩中均存在可动油,且随深度增加,可动油比例增大。综合粘土矿物演化特征、流体压力发育情况、页岩内流体性质和可动油实验结果,认为东营凹陷大于3 500 m的古近系页岩油具有较好的勘探前景。     

东营凹陷泥页岩层序地层划分

东营凹陷的页岩油显示出较好的勘探潜力,但目前对泥页岩的系统研究还较少,地震及测井资料难以识别出有效的层序界面,制约了区域层序地层格架的建立。充分借鉴传统水进—水退层序划分的思路,将古水深变化的界面作为泥页岩层序界面识别的理论依据,将元素层序与GR层序划分方法相结合,探索出适合东营凹陷泥页岩层序地层划分的方法,建立了东营凹陷泥页岩层序地层格架。利用古环境、岩相、有机质丰度等资料,分析认为东营凹陷准层序组3与准层序组4界面和准层序组6与准层序组7界面之间的纹层状岩相、有机质富集段为有利的页岩油甜点段,且其横向连续性好。同时提出合理的钻采方式,可进一步提高页岩油勘探开发的经济效益。