渤海湾盆地沾化凹陷页岩微观孔隙特征实验研究

页岩的微观孔隙结构是影响页岩油气富集与渗流机理的关键。利用氩离子抛光扫描电镜、低温CO₂吸附、低温N₂吸附、高压压汞及核磁共振等实验方法,对沾化凹陷沙河街组陆相页岩的微观孔隙特征进行了研究。页岩主要发育有机孔、粒间孔、粒内孔、晶间孔、溶蚀孔和微裂缝等6类孔隙。其中微孔、中孔和宏孔均有发育,微孔比表面积约占总比表面积的61.52%,提供了页岩油气吸附的主要空间,而中孔和宏孔则提供了大部分孔体积,分别占比49.99%和41.19%,对页岩油气的储集和运移起主要作用;页岩孔隙度为4.08%~7.04%,有效孔隙度为0.11%~0.64%,孔隙连通性差。     

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。     

东濮凹陷页岩油气富集条件

文中立足于东濮凹陷勘探实践,在岩心观察、有机地化和镜下薄片等资料分析的基础上,总结了页岩油气的富集条件。富集泥页岩发育决定了页岩油气的主力层位,东濮凹陷沙河街组沙三中、下为页岩油气最富集的层位,有机碳质量分数高,主要为Ⅱ1和Ⅰ型干酪根,热演化程度适中(Ro为1%~2%);沉积体系和有利岩相是页岩油气富集的重要因素,富集泥页岩主要分布在深湖—半深湖和前三角洲泥沉积体系中,其中的纹层状灰质泥岩岩相储集空间发育程度和油气富集程度均高,是最有利的岩相类型。脆性矿物体积分数和裂缝发育程度是页岩油气富集的关键,东濮凹陷脆性矿物体积分数超过60%,有利于裂缝的形成及后期压裂改造;盐岩及异常高压的发育是东濮凹陷页岩油气保存的重要原因。运用多因素叠合法预测沙三中4—5、沙三中8、沙三下1—2是最有利的勘探层位,濮卫和柳屯—海通集洼陷是最有利的目标区,并部署实施卫68￣1HF等井,取得初步成效。     

东濮凹陷沙三上盐间段湖相页岩油气成藏条件

东濮凹陷沙三上盐间段发育1套暗色湖相泥页岩,在近年已获得低产页岩油气。为研究湖相页岩油气成藏条件,通过岩心观察、地质实验与测井、录井、钻井资料相结合,对泥页岩发育特征、有机地化特征、吸附气含量、储集性、保存条件进行了综合分析。研究表明,沙三上盐间泥页岩分布广、厚度大、埋深适宜、有机质丰度高、热演化程度适宜、物性差、脆性矿物含量高、比表面积大、微孔隙发育程度高、吸附气含量较高,保存条件优越,生、储、盖组合良好,具有很好的页岩油气成藏条件和勘探开发潜力。     

渤海湾盆地东营凹陷古近系泥页岩孔隙特征及孔隙度演化规律

基于现代实验手段,对渤海湾盆地东营凹陷古近系沙河街组沙三下亚段和沙四上亚段泥页岩孔隙进行观察分析,研究其孔径分布和孔隙度与埋深的变化关系。指出黏土矿物晶间孔、方解石晶间孔、砂质粒间孔、黄铁矿晶间孔和有机孔隙等是东营凹陷古近系泥页岩的主要孔隙类型;泥页岩中纳米级孔隙非常发育,25 nm以下孔隙占孔隙总体积的49.7%~86.3%;并阐明了孔隙度随深度的变化规律。通过对东营凹陷古近系孔隙度演化特征和影响因素的系统研究,建立了泥页岩孔隙演化模式,把东营凹陷古近系泥页岩孔隙演化划分为基本面貌形成阶段、调整改造阶段和结构滞变阶段,深入剖析了各阶段孔隙度演化规律和主控因素,认为第二和第三阶段对页岩油气储集性能的影响最大;指出具有较大的厚度、较高的有机质丰度、黄铁矿较为发育、热硫酸盐还原作用较强是泥页岩储集空间发育的有利条件。     

渤海湾盆地东濮凹陷天然气成因及分布特征

针对东濮凹陷高热演化程度区天然气成因复杂,天然气富集规律及勘探潜力认识不清等问题,文中利用聚类分析、生烃模拟实验等手段,对天然气成因类型及分布特征进行了研究。研究结果表明：东濮凹陷存在油型气、煤成气及混合气3大类天然气。其中：油型气包括低熟油型气(R_o介于0.5%～1.2%)、中熟油型气(R_o介于1.2%～1.6%)和高熟油型气(R_o介于1.6%～2.0%),依次分布于构造顶部、斜坡带、洼陷带;煤成气R_o介于2.0%～3.0%,包括源外高熟煤成气和源内高熟煤成气;而混合气主要分布在高热演化烃源灶的大断裂周围。通过对主力生气区分析发现,油型气和煤成气对应的烃源岩主力生气深度分别介于4 000～5 000,5 000～7 000 m,空间上具有接力特征。东濮凹陷天然气富集程度与生烃洼陷的热演化程度关系密切,中、高热演化洼陷(R_o介于1.0%～3.0%)将是渤海湾盆地和东濮凹陷未来天然气勘探的重点领域。     

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。     

渤海湾盆地东濮凹陷盐湖相成烃成藏特征

盐湖相油气聚集是全球，特别是中国中新生代陆相地层一个有特色的石油地质现象。为丰富发展这一领域研究，文章报道了中国东部渤海湾盆地东濮凹陷的研究进展，通过系统的烃源岩和原油地质地球化学研究，分析了盐湖相烃源岩的成烃和成藏特征，也为区域下步勘探部署提供依据。结果表明，典型盐湖相烃源岩发育在凹陷北部，主要层位为沙河街组三段下亚段（简称沙三下亚段）和沙河街组四段上亚段（简称沙四上亚段），岩性为页岩，发育“双层”结构（下层为有机质和粘土，上层为黄铁矿和方解石），生油具有早生与早排的特点。盐湖相油气聚集呈现出常规与非常规油气藏共同发育的特征，其中常规油气藏具有“有序分布、差异富集”的特点，而非常规页岩和致密油气藏的发育也与盐湖相富有机质烃源岩关系密切，反映了盐湖相富有机质烃源岩对油气成藏的控制。建议下步区域勘探围绕沙三下亚段和沙四上亚段这两套富有机质烃源岩发育区展开多类型油气藏的勘探。这些认识可供其他咸化湖盆油气地质研究和勘探参考。     

东濮凹陷泥页岩盖层测井评价

根据油气藏生成原理。盖层是油气聚集形成油气藏的一个重要条件。盖层封隔性能的好坏直接影响着形成油气藏的质量。即使一个油气藏形成以后。上覆盖层质量的破坏。也会影响油气的聚集，导致油气逸散。因此，为更准确地做好测井解释工作。测井分析应不仅对储层进行研究。还需对盖层的封闭性能进行评价。     

渤海湾盆地东濮凹陷原油地球化学特征研究

对东濮凹陷文留地区原油样和油砂样进行了族组分、碳同位素、饱和烃色谱—质谱实验分析,结果表明,文留地区沙河街组原油与含油砂岩抽提物的饱和烃含量在38.3%-79.3%;原油碳同位素值分布于-27.0‰～-28.0‰,饱和烃碳同位素值在-27.4‰～-28.7‰,族组分之间的碳同位素分馏效应较小;多数样品Pr/Ph小于0.5,具有明显的植烷优势;αααC₂₉20R/20(R+S),C₂₉ββ/(αα+ββ)参数显示处于低熟状态;甾烷系列中C₂₇含量略占优势,重排甾烷含量与成熟度相关,随样品成熟度增高,重排甾烷/规则甾烷值增大,低熟油样品的重排甾烷/规则甾烷值小于0.3。分布在中央隆起带文西断层与文东断层之间地区的样品,其γ-蜡烷含量较高,γ-蜡烷/C₃₀藿烷分布于0.40～0.99,γ-蜡烷/H₃₁22S.分布于2.11～4.15,反映了陆相咸水湖相原油特征。分布于文东断层以东的原油样品γ-蜡烷含量低,γ-蜡烷/C₃₀藿烷分布于0.05～0.15,γ-蜡烷/H₃₁22S分布于0.16～0.28,反映了低盐度的淡水—微咸水相原油特征。      

渤海湾盆地东濮凹陷古生界煤成烃特征模拟实验研究

通过渤海湾盆地东濮凹陷石炭—二叠系煤系地层实际地质条件下煤的半开放体系加水热模拟实验研究,刻画了该区煤岩不同温压介质条件下生排烃特征及潜力。研究表明：（1）东濮凹陷石炭—二叠系煤具有极高的生烃潜力,最高产烃量达254 mg/g,其中气态烃总产率220 mL/g,液态烃最高产率为145.8 mg/g;（2）煤成油的演化呈峰形尖锐的单峰特征,生油高峰在325 ℃（R_o＝1.08%）,生成的液态烃类近40%排出煤体;（3）煤成气的演化呈多阶段性逐渐增大的特征,其中325~450 ℃和500~550 ℃2个区间气态烃类快速增加,前者主要缘于液态烃的大量裂解,后者是煤芳香结构进一步稠合生烃演化产生;（4）东濮凹陷石炭—二叠系煤既生油又生气,其煤成油潜力与吐哈盆地侏罗系煤相当,煤成气潜力与鄂尔多斯石炭—二叠系煤相当。     

渤海湾盆地东濮凹陷上古生界烃源岩成烃特征及成藏意义

为了明确渤海湾盆地东濮凹陷上古生界油气成藏条件和规律,采用烃源岩评价、生烃热模拟实验和盆地模拟相结合的研究方法,定量研究石炭系—二叠系烃源岩生烃历史和强度,并探讨其成藏意义。结果表明：东濮凹陷石炭系—二叠系烃源岩显微组成中富氢的壳质组、基质镜质体含量高（>10%）,烃源岩具有较高生油潜力,成烃演化过程以多阶段性、生气带宽为特征;石炭系—二叠系在燕山期埋藏深度小,R_o在0.6%~0.8%,生气量较小,在喜马拉雅期呈差异化的热演化特征,凹陷西部至西斜坡地区生气强度整体较低,为（1~20）×10⁸ m³/km²,东部深洼带烃源岩埋深大、演化程度高、生气量大,生气强度达（60~110）×10⁸ m³/km²。已有勘探成果分析显示,生气强度大于40×10⁸ m³/km²的区域才能形成天然气富集,前梨园洼陷带生气强度在（60~110）×10⁸ m³/km²,具备形成原生煤成气藏和古生新储煤成气藏的有利条件,是下步有利勘探区带。     

渤海湾盆地东濮凹陷古近系沙河街组层序地层

通过对研究区300多口钻井的地层对比和3000多米岩心的详细观察及区域构造-沉积演化分析,综合运用构造、古生物、岩性、地质年代以及测井和地震反射等6个方面的特征,将东濮凹陷古近系划分为3个超长期层序,分别对应于沙河街组四段下亚段、沙河街组四段上亚段-沙河街组三段、沙河街组二段-东营组;并将沙河街组四段上亚段-沙河街组一段划分为4个长期层序,分别对应于沙河街组四段上亚段-沙河街组三段四亚段、沙河街组三段三亚段、沙河街组三段二亚段-沙河街组三段一亚段、沙河街组二段-沙河街组一段。提出同一套连续沉积的盐岩在长期及超长期层序划分中具不可分割性,并结合东濮凹陷及渤海湾盆地层序划分的实例,指出目前普遍存在的层序地层划分方案与岩石地层划分方案相一致的现象值得商榷。     

渤海湾盆地东濮凹陷北部页岩油富集类型和烃类组成特征——以文410井古近系沙河街组三段为例

为研究渤海湾盆地东濮凹陷北部页岩油的含油性及烃类组成特征,对文410井古近系沙河街组三段岩心样品开展了冷冻热解、三维定量荧光、气相色谱—质谱、岩石薄片等分析测试。东濮凹陷北部沙三段主要发育夹层型和裂缝型2种页岩油富集类型,烃类赋存主要为粒间孔和微裂缝2种形式,有效孔缝组合是页岩油高效富集的关键;岩心样品抽提物烃类组成特征主要以低碳数正构烷烃为主,C₂₇—C₂₈—C₂₉规则甾烷呈“V”型分布,反映出有机质来源主要为陆生高等植物与低等水生生物;伽马蜡烷含量较高,较低的Pr/Ph比值,反映该区有机质沉积环境主要为咸化的还原环境;结合C₃₁22S/(22S+22R)、Ts/(Ts+Tm)、C₂₉ααα20S/(20S+20R)、C₂₉ββ/(αα+ββ)等参数,表明烃源岩处于成熟阶段。     

渤海湾盆地东濮凹陷濮卫洼陷带复杂岩性油气藏形成条件与成藏规律

渤海湾盆地东濮凹陷濮卫洼陷带岩性油气藏形成条件较为复杂。洼陷自身广泛分布的成熟烃源岩是油气成藏丰富的物质基础;物源多、沉积体系类型多、岩性变化快的沉积特点,控制了岩性圈闭的发育分布;多套厚层盐岩的发育、相变,形成了良好的油气遮挡层及盖层,是洼陷带岩性油气藏多层系发育,呈现高压、高充注特点的主要原因;频繁间互发育的非常规储层,多期次油气成藏等地质因素的存在,则使岩性油气藏成藏更为复杂。针对该区发育的砂岩上倾尖灭型圈闭油气藏、砂岩尖灭与断层配置的构造-岩性圈闭油气藏、上倾物性遮挡型圈闭油气藏、透镜状岩性圈闭油气藏等4种主要类型岩性油气藏,通过深入研究生烃层系、岩性相变、非常规储层发育、断裂活动等成藏主控因素,明确成藏规律,对该区下步勘探有重要意义。     

渤海湾盆地东营凹陷泥页岩有机储集空间研究

根据干酪根生烃过程中的体积变化,讨论了渤海湾盆地东营凹陷沙三下亚段和沙四上亚段泥页岩生烃演化对储集空间的贡献。研究认为,东营凹陷这2套泥页岩具有较高的脆性矿物含量,2000～3000m是泥页岩岩石力学性质发生明显转变的阶段,岩石脆性变大,在3000m以下,有机孔隙保存条件较好。在此基础上计算2套不同丰度泥页岩在不同埋深条件下的有机储集空间的大小。结果表明,有机质丰度较低(TOC含量小于2.0%)的泥页岩,生烃次生孔隙非常有限,而高丰度烃源岩(TOC含量大于4.0%),在演化程度较高的条件下生烃转化能形成4%以上的次生孔隙。东营凹陷沙四上亚段埋藏较深,演化程度较高,在深洼处具有较丰富的生烃次生孔隙;而沙三下亚段总体演化程度不高,其生烃产生的次生孔隙仅局部地区发育。