准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油富集规律

为进一步揭示准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油富集特征及规律,丰富与发展陆相页岩油成藏理论,更好指导下一步页岩油勘探与开发,综合岩心、岩石薄片、测井、录井、试油资料及X射线衍射全岩矿物组成、岩石热解及分阶热解、核磁共振等分析测试,深化了芦草沟组页岩油富集规律及控制因素的认识。研究区芦草沟组发育湖相混合沉积,岩性以白云质/灰质泥岩、凝灰质泥岩、粉砂质泥岩、碳酸盐岩、粉砂岩为主。泥岩类内部发育"自生自储"滞留型页岩油聚集,良好的生烃潜力和适宜的热演化成熟度主导了其内部页岩油的富集;碳酸盐岩、粉砂岩内部发育"近源运聚"型页岩油聚集,具有含油性更好、游离油含量更高的特点,优质的孔-缝体系和储集物性控制着其内部页岩油的富集成藏。垂向上,泥岩类与碳酸盐岩、粉砂岩构成两相混合(相源混合)型、源区混合(母源混合)型和突变混合(间断混合)型沉积类型,其中,两相混合型沉积和源区混合型沉积具有优质的源储组合,利于发育具良好产能的"源-储一体"湖相混积岩型页岩油。陆相页岩油勘探开发不仅要考虑传统的岩石生烃潜力、储集物性等要素,还需综合分析混合沉积类型、岩性组合和原油可流动性等要素,选取适宜的页岩油开采方式。     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油资源评价

近期,新疆油田非常规致密油领域获得重大突破,有效推动了我国非常规油气勘探。准噶尔盆地东部吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油储集岩主要由泥质粉(细)砂岩、白云质粉(细)砂岩和砂屑白云岩组成,纵向上集中发育为上、下2段,下段以粉砂岩为主,上段以湖相云质岩为主,具有典型的咸化湖相沉积特征。吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组优质烃源岩发育,致密储层大面积连续分布,且具有纵向上“源储共生”、横向上连续分布的源储组合关系;致密油成藏主要受优质烃源岩分布、致密储层物性、含油饱和度控制,沿致密储层集中段富集。基于上述特征,采用小面元、EUR评价方法计算凹陷上、下2段致密油的地质资源量约为20×10⁸t,技术可采资源量约为1.15×10⁸t;其中较为现实的Ⅰ类资源量约为2.5×10⁸t,技术可采资源量为0.16×10⁸t。吉木萨尔凹陷致密油作为典型咸化湖盆地源内互层致密油类型,开展芦草沟组致密油刻度区解剖,获取地质评价与资源评价关键参数,将为类似非常规致密油区块资源评价提供类比及借鉴依据。     

吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油初期开采特征

准噶尔盆地东部吉木萨尔凹陷中二叠统芦草沟组致密油尚处于勘探开发初期。在分析芦草沟组致密油试采生产特征、压力特征、渗流特征、递减特征等基础上,对芦草沟组致密储集层的采收率进行了测算。指出,水平井及多级压裂技术是实现致密油经济有效开发的两大关键主体技术;芦草沟组属正常压力系统,压力系数为1.05~1.20;储集层渗流为非达西流,具有一定的启动压力;油井投产后符合双曲递减规律,初期年绝对油量递减在60%左右,预测最终采收率为5.5%     

吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油储层沉积特征

吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组主要为湖泊和三角洲相沉积,岩石类型主要有泥岩、碳酸盐岩和细粒级碎屑岩。发育上、下2个致密油甜点体,下甜点体以细粒级碎屑岩沉积为主,三角洲前缘远砂坝和席状砂是储层甜点发育的主要微相类型;而上甜点体以碳酸盐岩类沉积为主,微相类型为滨浅湖滩坝。上、下甜点体厚度大,分布稳定,致密油勘探潜力巨大。     

吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油地质特征与勘探实践

吉木萨尔凹陷形成于海西运动晚期,燕山运动期改造作用较强,定型于喜马拉雅运动期,现今为西断东超的箕状凹陷。中二叠统芦草沟组全凹陷分布,以咸化浅湖—深湖相沉积为主,是一套优质的烃源岩,有机质类型主要为Ⅰ型和Ⅱ1型的混合型,目前处于成熟阶段。与其他地区致密油对比,芦草沟组致密油“甜点”具有单层薄、纵向上跨度大的特点,有两段“甜点”发育相对集中段。“甜点”储层以白云质粉细砂岩为主,覆压孔隙度平均10.8%,覆压渗透率为0.001~0.6 mD,以微细溶蚀孔为主。     

吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油地球化学特征及成因

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷中二叠统芦草沟组致密油藏原油物性具有"四高"(较高密度、较高黏度、较高凝固点和较高含蜡量)特征,饱和烃色谱研究表明,原油的正构烷烃分布完整,未遭受生物降解作用;轻烃和甾烷成熟度指标反映,原油整体处于低成熟演化阶段,与芦草沟组烃源岩热演化阶段一致,具有近乎一致的地球化学指纹特征,表明二者具有良好的亲缘性,具"源储一体"的致密油藏成藏特征。通过生烃模拟实验发现,芦草沟组烃源岩在低成熟阶段的累计生、排烃量和排油率,相当于正常烃源岩在成熟阶段的生、排烃量和排油率。半深湖—深湖相沉积、咸化的还原—强还原环境以及优良的生烃母质(Ⅰ型—Ⅱ_1型干酪根),是吉木萨尔凹陷芦草沟组优质烃源岩早期大量生烃、排烃和形成低成熟致密油藏的主要原因。     

吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油、页岩油地质特征与勘探潜力

准噶尔盆地二叠系芦草沟组是中国最为古老的陆相液态烃页岩层系之一,是近海咸化湖盆混积岩沉积,具有丰富的致密油、页岩油资源,吉木萨尔凹陷是准噶尔盆地东部典型富液态烃凹陷。基于页岩层系实际地质资料分析,发现吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩层系发育上、下两个含油系统,具有源储一体、薄层叠置、厚度较大、整体含油、连续分布的特征:(1)近海湖泊沉积环境,间歇性海水注入使湖泊生物群体死亡,利于有机质富集保存;细粒混积岩沉积为主,划分为6层2.5个三级沉积旋回;(2)烃源岩主要发育在芦草沟组第2段(P2l2)和第5段(P2l5),岩性主要为碳酸盐质泥岩和硅质泥岩,有机碳含量多大于4%,Ⅱ型干酪根为主,Ro介于0.6%~1.1%,处于生油窗口;(3)储层普遍较致密,岩性主要为碳酸盐岩、碳酸盐质砂岩、硅质砂岩,孔隙度主体介于6%~12%,空气渗透率小于0.1 m D,连通孔喉直径主体介于几十至几百纳米,以粒内孔、粒间溶蚀孔为主,含油饱和度多介于80%~90%,储油条件较好;(4)地层流体压力系统以常压—弱超压为主,原油密度平均为0.8971g/cm~3,50℃平均黏度为165.2m Pa·s,为低—中等热演化程度产物,地层条件下整体流动性较差。吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油、页岩油资源丰富,经评价致密油技术可采资源量为0.91×10~8t,其中P_2l_1和P_2l_4是致密油"甜点段",致密油"甜点区"主要分布于凹陷中部;页岩油技术可采资源量为1.10×10~8t,其中P_2l_2和P_2l_5是页岩油"甜点段",页岩油"甜点区"也主要分布于凹陷中部。     

吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油源储特征新认识

针对吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油特有的源储特性,对比了国内外典型致密油藏的源储条件和油藏特征;通过烃源岩模拟实验和储层岩石学物理实验,揭示了低成熟重质致密油的成因和致密油储层的脆性属性。对比结果表明,吉木萨尔凹陷致密油无论在烃源条件、储层岩石脆性属性还是在原油性质以及油藏特征方面与美国巴肯和我国鄂尔多斯盆地致密油相比均不及前者,总体上成藏条件较差;芦草沟组烃源岩生烃动力学模拟实验证实了早期低成熟阶段(Ro0.8%)大量生排烃并大规模成藏是原生低熟重质致密油形成的主要成因;吉174井芦草沟组岩石物理学模拟试验结果结合测井岩性解释厚度表明,脆性较好的砂屑云岩、云质砂岩等仅占15.17%,脆性中等的泥晶云岩、长石岩屑砂岩占12.45,脆性较差的富有机质云泥岩、泥岩占到72.38%。因此,总体评价为芦草沟组致密储层岩石脆性较差。这些特性决定了吉木萨尔凹陷致密油资源品位总体较低。     

吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油储层岩石类型及特征

综合运用岩心观察、薄片鉴定、物性测试、高压压汞及有机碳含量分析等手段,以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷吉174井二叠系芦草沟组致密油储层为研究对象,开展了岩石类型及特征的精细研究。结果表明,致密油储层岩石矿物成分复杂、岩石组分多样,为一种过渡型的混合沉积岩类。在岩石组分类型及特征研究的基础上,以有机质组分、陆源碎屑组分、碳酸盐组分及火山碎屑组分作为"四组分",陆源碎屑含量、碳酸盐含量及火山碎屑含量作为"三端元",形成了复杂混合沉积岩石"四组分三端元"划分命名方案,将研究区岩石划分为陆源碎屑岩类、碳酸盐岩类、火山碎屑岩类及正混积岩类4大类型,进一步划分为18小类。不同岩石类型储集空间均以次生孔隙为主,但各类岩石孔喉结构特征存在差异。研究区致密油储层岩石类型以碳酸盐岩类与陆源碎屑岩类为主,部分层段含有少量的火山碎屑岩类与正混积岩类,各类岩石的组构特征、储集性能及含油性存在明显差异,纵向分布具有一定的规律,并且岩石类型与有机碳含量、储层物性及含油性等存在较好的对应关系。     

吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油优质储层评价新方法及应用

准噶尔盆地东部吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油储层岩性复杂、类型多样、岩石中碎屑粒径普遍较细,粉细砂岩、泥岩与碳酸盐岩富集层多呈互层状分布,储层之间在岩性、电性和核磁特征等方面差异较小,一些评价为好的储层,但压裂改造后产能不理想。从试油后的产能出发,分析总结了高、低产能井具有的储层特征,形成了识别优质储层新方法。10多余井层的验证及现场应用表明,本评价方法简单有效,为试油-压裂选层提供依据,对提高单井油产量,降低勘探开发成本具有重要意义。     

吉木萨尔凹陷芦草沟组致密储集层岩石力学特征

吉木萨尔凹陷致密油藏储量巨大,但储集层孔渗性差,其单井产量低、生产周期长、开发成本高,系统地研究储集层岩石物理力学和地应力特征,对致密油藏的勘探开发有着重要意义。为了认识致密油藏储集层的岩石力学特征,建立储集层岩石力学参数测井评价模型,优化工程技术措施,选取吉A井和吉B井全直径岩心,在围压分别为0.689 5 MPa,11.032 0 MPa,22.064 0 MPa 下进行声波测试和三轴抗压测试。结果表明,纵波和横波速度、动静态杨氏模量相互关系显著,三轴抗压强度随围压增大近似线性增大,围压对样品的破坏形态具有显著影响。     

吉木萨尔凹陷芦草沟组上“甜点”段页岩油储层演化特征及差异性评价

吉木萨尔凹陷页岩油是准噶尔盆地重要的油气勘探区域,近年来取得重大突破,以往的研究集中在沉积环境、岩石特征、微观孔隙结构等方面,而对页岩油储层演化特征及储层差异性的研究较为薄弱。为探讨研究区储层演化特征及差异性,选取吉木萨尔凹陷芦草沟组上“甜点”段典型岩心样品,通过岩石薄片、铸体薄片、X-衍射等研究手段,对吉木萨尔凹陷芦草沟组上“甜点”段页岩油储层特征、控制因素进行研究,并对储层演化特征及差异性进行分析。研究结果表明:芦草沟组上“甜点”段页岩油储层主要以砂屑云岩、长石岩屑砂岩、云质砂岩、粉砂质云岩及灰色泥岩为主,岩石矿物成分复杂;溶蚀孔、粒间孔和晶间孔为主要的储集空间类型,偶见少量裂缝发育;在酸碱流体多期演化作用下,储层经历了压实压溶、方解石和白云石胶结以及复杂交代等成岩演化过程,不同岩性储集层的物性、孔喉结构参数及测井响应特征存在差异。该研究为吉木萨尔芦草沟组页岩油的勘探开发提供了有利依据。     

辽河盆地东部凹陷异常高压油气藏成藏模式

利用测井资料和地震资料对辽河盆地东部凹陷典型地区进行了地层古、今压力的研究,认为牛居—青龙台地区沙一段—沙三段地层存在异常高压,牛居地区超压形成于馆陶早期,后期具有封隔油气的能力;青龙台地区超压形成于东营末期,封隔能力不强;葵花岛地区沙三段、沙一段和东三段地层异常高压明显,其中沙三段和沙一段超压形成于东营末期或更早。对牛居构造断裂背斜油气藏和葵花岛构造断鼻油气藏的成藏解剖表明,牛居—青龙台地区油气藏的主要成藏期为东营末期和现今,葵花岛地区油气藏主要成藏期为东营中期、东营晚期和现今。从地层压力演化史和油气藏成藏期的关系出发,提出了高压油气藏的三种成藏模式:早期略超压模式、早期高超压模式和晚期超压模式。     

吉木萨尔凹陷芦草沟组混积型页岩油可动性实验

为确定吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油藏储集层孔喉结构及其原油可动性,利用薄片、扫描电镜、高压压汞等划分储集层;通过驱替与核磁共振联测实验,开展页岩油可动性评价,揭示可动油占比、孔径变化规律及其控制因素,建立页岩油可动性定量评价模型。芦草沟组发育粒间孔型、粒间-溶蚀-晶间孔型、溶蚀孔型、溶蚀-晶间孔型和晶间孔型5类储集空间。粒间孔型发育在粉—细砂岩相和砂质白云岩相中,可动性最好;溶蚀孔型主要发育在白云质粉砂岩相中,可动性中等;其他类型主要发育在泥岩相、泥质白云岩相和石灰质砂岩相中,可动性稍差。厘定页岩油可动孔喉下限为20 nm,可动性明显提高的孔喉界限为60 nm和150 nm,试油产能与之对应较好。页岩油赋存特征和孔喉结构共同影响页岩油可动性,粉—细砂岩相和白云质粉砂岩相的孔喉及页岩油赋存均最佳,为芦草沟组页岩油最有利开发岩相。     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组湖相混合沉积中缝合线发育与有机质富集研究

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组湖相混合沉积中有机质富集并且有缝合线分布。通过Jy74等井的岩心观察发现,沉积岩中有较多的微裂缝与缝合线,缝合线发育程度低,其中的锯齿状缝合线变化幅度较大,主要与单纯的压溶作用有关,往往延伸范围大,可以切穿层理;波状缝合线一般变化幅度小,主要在层面基础上通过压溶作用形成,延伸范围可大可小。缝合线有利于有机质富集,并与微裂缝组合利于油气运移。通过Jy74井有缝合线与无缝合线发育的岩石有机质丰度对比认为,缝合线的形成与有机质丰度和碳酸盐含量的关系不明显。通过不同岩性有机质丰度与矿物成分的相关分析可见,芦草沟组混合沉积的有机质富集受多种因素控制,砂岩、云岩与灰岩以运移烃为主,泥岩主要为残留烃,但部分云岩、砂岩与灰岩不同程度地含有原始固体有机质,具有生烃潜力,以泥岩类的生烃能力最强。     

吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油甜点地震预测方法

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组致密白云岩储集层物性差,非均质性强,甜点储集层与围岩波阻抗差异较小,常规反演方法预测储集层难度较大。因此,首先从岩石物理分析出发,分析致密储集层测井响应特征,寻找反演特征参数。然后分别开展叠前和叠后地震反演预测页岩油甜点,根据与钻井岩心的吻合率,优选出最适合的地震预测方法,形成一套综合的页岩油甜点地震预测方法。结果表明,利用密度与纵波速度交会图坐标旋转结果,可以识别芦草沟组上甜点一类储集层,横波阻抗与纵波阻抗交会图坐标旋转结果可以将芦草沟组下甜点一类储集层和二类储集层与三类储集层和非储集层区分开;核磁孔隙度对甜点识别效果最佳,孔隙度4%是识别下限;对比叠后均方根振幅属性、叠后吸收衰减属性、叠前AVO属性和叠前同步反演的甜点预测结果与试油资料的吻合率,发现叠前同步反演在研究区甜点预测方面更有优势,并划分出3类储集层。     

三塘湖盆地芦草沟组致密油烃源岩总有机碳含量计算

三塘湖盆地芦草沟组烃源岩是二叠系油气的主要来源,研究其有机质丰度对评价该区烃源岩具有重要意义。采用Δlog R法可以定性识别生油岩,并计算总有机碳含量;通过分析烃源岩的测井响应特征得到总有机碳含量与测井曲线之间的关系,进行多元线性回归分析,获得烃源岩总有机碳含量的计算模型。经对比分析,多元回归法能准确反映芦草沟组烃源岩总有机碳含量的变化趋势,且计算简便,可广泛用于三塘湖盆地芦草沟组烃源岩定量评价工作。     

东营凹陷深部异常高压与岩性油气藏的形成

研究了东营凹陷深洼陷内超高压与岩性油气藏成藏的关系。研究表明,深洼陷内砂体的油气充注程度与超高压呈正相关,超高压为其油气向深洼陷内岩性圈闭充注的主要动力;超高压降低了储集层含油藏物性下限,因此,在深洼陷强超压带内,储集层物性条件不是制约油气成藏的主要因素;强超高压的发育有利于超高压裂缝的形成,为油气运移提供有利输导条件;随超高压裂缝的间歇性开启和闭合,油气流体呈混相涌流方式间歇向岩性圈闭充注,圈闭内水则持续缓慢渗出。据此认为,由于强成藏动力的存在,东营凹陷深洼陷内岩性油气藏具有良好的勘探前景。