鄂尔多斯盆地准连续型低渗透-致密砂岩大油田成藏模式

文中将致密油藏定义为储层致密、只有经过大型压裂改造等特殊措施才可以获得经济产量的烃源岩外油藏,其绝对渗透率约小于2×10^-3 μm²,孔隙度约小于12%。以往普遍认为,致密油藏属于连续型油气聚集,为非常规油气之一类。研究表明,鄂尔多斯盆地伊陕斜坡三叠系延长组中、下组合主要为致密和近致密砂岩油藏,其成藏模式既非以往认为的典型的常规岩性油藏,又非典型的连续型非常规油藏,而是介于常规与非常规油藏或连续与不连续型油气聚集之间的一种过渡类型,文中称之为准连续型油藏或油气聚集。它主要具有以下成藏特征:①油藏大面积准连续分布,无明确边界;②大面积生烃,高强度充注;③储层物性差,非均质性强;④圈闭介于常规圈闭与无圈闭之间,为非常规圈闭;⑤油、水分异差,无明显边、底水;⑥油藏压力系统复杂,且多具负压异常;⑦油气运移聚集主要为非浮力驱动,近距离运移成藏;⑧油藏形成和分布主要受烃源和储层控制,构造影响小;⑨保存条件好,油藏变化小;⑩资源丰富,勘探开发潜力大。准连续型致密砂岩油藏成藏模式的提出,预示着这类油藏具有较大的勘探潜力,但传统的地质研究和勘探思路需要作出相应的调整。     

鄂尔多斯盆地长6油层组准连续型致密砂岩油藏形成机理

鄂尔多斯盆地陕北斜坡延长组长6油藏为典型的准连续型致密砂岩非常规油藏,主要具有以下7个特点:(1)长6油藏形成和分布对圈闭无严格要求,石油大面积连片分布,油藏分布范围不受圈闭限制;(2)区域相对稳定的大地构造背景条件,以及大面积复合连片分布的致密储集体是长6准连续型致密砂岩油藏形成的外部因素;(3)长7油层组成熟烃源岩大面积连续分布,高强度生、排烃是长6准连续型致密砂岩油藏形成的前提;(4)长6油藏的形成主要是初次运移和短距离二次运移的结果,垂向裂缝和侧向连通砂体有效组合为石油优势运移通道,石油就近运移聚集成藏;(5)石油运移的动力主要是生烃作用产生的异常压力,浮力作用弱,对油藏的形成和分布不起主要作用;(6)长6油藏油水分布规律复杂,无纯油层,油水层、水层、干层共存,无统一的油水界面和压力系统,油藏非均质性强,含油饱和度不均一,储量丰度较低,存在甜点富集区;(7)在石油大规模生成运移时,长6储层已经致密化或同步致密,为形成长6准连续型致密砂岩油藏创造了条件。      

鄂尔多斯盆地致密油、页岩油特征及资源潜力

长庆油田对渗透率为0.3～1mD的超低渗透油藏已实现了规模有效开发。考虑到鄂尔多斯盆地石油勘探开发实际,将储集层地面空气渗透率小于0.3mD,赋存于油页岩及其互层共生的致密砂岩储层中,石油未经过大规模长距离运移的油藏称为致密油,包括致密砂岩油和页岩油2大类。延长组致密油主要发育于半深湖-深湖相区,以延长组7段（简称长7）油层组油页岩、致密砂岩和湖盆中部的延长组6段（简称长6）油层组致密砂岩最为典型。致密油具有分布范围广,烃源岩条件优越,砂岩储层致密,孔喉结构复杂,物性差,含油饱和度高,原油性质好,油藏压力系数低的特点。纳米级孔喉系统广泛发育是致密油储集体连续油气聚集的根本特征,延长组致密砂岩储层中大多数连通的孔喉直径大于临界孔喉直径,满足油气在致密储层中运移的条件。根据致密油层与生油岩层的接触关系,确定了3种致密油储集层类型：①致密块状砂岩储层;②砂岩-泥岩互层型储层;③油页岩型致密储层。鄂尔多斯盆地长6和长7油层组致密油分布广泛,初步预测致密油总资源量约30×10⁸t,其中长7油层组页岩油资源量超过10×10⁸t,长7油层组致密砂岩油资源量约9×10⁸t,长6油层组致密砂岩油资源量约11×10⁸t。致密油资源是长庆油田实现年产油气当量5000×10⁴t并长期稳产较为现实的石油接替资源。     

致密油藏

<正>致密油藏成为全球非常规石油勘探开发的关注领域,主要源自于威利斯顿盆地巴肯致密油开发的重大突破。致密油藏不同于低渗透油藏,它是伴随"非常规油气"的概念而出现的。非常规油气是相对于常规油气而而提出。非常规油气主要指连续分布的油气,无明确圈闭与盖层界限,流体分异差,无统一油气水界面和压力系统,含油气饱和度差异大,油气水常多相共存。由SPE、AAPG、WPC和SPEE联合发布的《石油资源管理系统》认为:连续性矿产和非常规资源基本等同。连续性油气藏一般性地质特征为:缺少明显的盖层和圈闭;弥漫式富油或气;大范围分布;储层基质渗透率低;异常压力;与源岩距离较近。致密油是指以吸附或游离状态赋存于富有机质且渗透率极低的暗色灰岩、泥质粉砂岩和砂岩夹层系统中     

致密砂岩气充注机制及成藏富集规律

致密砂岩气资源量潜力巨大,已成为全球非常规天然气勘探的重点领域。根据成藏期储层物性控制成藏机理,可将致密砂岩气藏划分为先成藏后致密型、先致密后成藏型和复合型3种类型。致密深盆气藏具有近源运聚、持续充注、非达西渗流的特征,成藏动力主要是超压压差和源储压差,含气性受充注压力、储层物性、非均质性和渗透率级变系数的共同控制,特殊的"动力圈闭"成藏机制决定了其成藏过程的多阶段性及复杂的气水分布关系。致密砂岩气大规模富集成藏需要具备大面积高丰度的烃源岩、与源岩紧密接触的大面积非均质致密储层、区域性盖层及平缓的构造背景4个条件。     

齐家地区高台子油层致密砂岩油藏特征及勘探潜力

齐家地区高台子油层致密砂岩油藏烃源岩条件好、分布范围广,储层致密、孔喉结构复杂、砂岩普遍含油,原油性质好、油藏压力系数高。致密砂岩储层发育于青山口组二段成熟烃源岩范围内,砂岩与烃源岩呈互层分布,优越的源储配置关系是致密油形成的关键因素。致密油分布受沉积相及物性控制,三角洲前缘亚相的河口坝和远砂坝微相砂体厚度大、物性好,是勘探的主要目标。初步估算齐家地区高台子油层致密砂岩油具有亿吨级资源潜力,具有较好的勘探前景。     

鄂尔多斯盆地准连续型致密砂岩大气田成藏模式

鄂尔多斯盆地大气田主要赋存于上古生界致密砂岩储层中,且广泛分布于上古生界中下组合特别是二叠系山西组与下石盒子组。研究表明,鄂尔多斯盆地致密砂岩大气田既非典型的不连续型常规气藏,又非典型的连续型非常规气藏,而是介于常规与非常规或不连续型与连续型之间的一种过渡类型,称之为准连续型天然气聚集。其主要特点是:天然气大面积准连续分布,无明确气藏边界;圈闭介于常规圈闭与无圈闭之间,主要由非常规岩性圈闭和动力圈闭组成;气水分布复杂,无明显边、底水;天然气运移为非浮力驱动,近距离成藏。这种大气田的形成与分布主要受烃源岩和储层等因素控制,其中优质烃源岩的大面积分布是控制致密砂岩大气田形成和分布最重要的因素。由于为近距离运移成藏,加之致密储层本身同时可起到一定封盖作用,鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩大气田形成的生气强度下限可以低至10×108 m3/km2左右。准连续型致密砂岩天然气成藏模式的提出,预示着鄂尔多斯盆地上古生界天然气资源丰富,勘探潜力较大。但另一方面,准连续型成藏模式的确认,也意味着传统的常规油气地质学的研究思路及勘探理念在鄂尔多斯盆地并不完全适用。     

鄂尔多斯盆地志丹地区延长组长7致密油成藏条件与成藏特征

采用地质与地球化学相结合的研究方法,通过致密油分布、物理性质、油源地球化学特征、储层特征及非均质性、圈闭条件及油水分布特征综合分析长7致密油成藏条件、主控因素与成藏特征。结果表明:长7致密油藏具备形成准连续型油气聚集的成藏地质条件和特征;长7油层组中发育优质烃源岩,主要以长7³中的张家滩页岩为最优,烃源岩分布范围控制了致密油成藏外边界,烃源岩厚度大于20 m地区为最有利成藏区;长7致密油成藏具有良好的生、储、盖组合配置,重力流砂体主要呈透镜状或条带状分布于泥岩或油源岩中,具有优先捕集油气的优势;长7致密油成藏对圈闭要求相对较低,其遮挡条件主要为岩性、物性及成岩边界,动力圈闭也是重要的圈闭类型。长7致密油富集与局部构造背景没有直接的关系,而主要取决于储集层展布及物性;高强度生、排烃及强充注造成长7储层原始含油饱和度较高;受原始物质组成及成岩强度的影响,长7储层非均质性很强,致使油、气、水在致密储层中分异差,油、水分布复杂。     

歧口凹陷歧北斜坡沙一下亚段致密砂岩油形成条件

综合运用地震、岩心、薄片、地球化学分析资料,分析歧口凹陷歧北斜坡沙一下亚段致密油形成地质要素,明确了勘探潜力。研究认为,歧北斜坡沙一下亚段稳定平缓的构造背景、大面积分布的优质烃源岩、大面积分布的非均质致密砂岩储层、源储共生及近距离运移聚集有利于形成较大规模的致密油。歧北斜坡沙一下亚段发育多期远岸水下扇沉积,其中中扇亚相及断裂发育区储层物性相对较好,形成常规油藏;外扇亚相薄层致密砂岩发育,致密油大面积分布,形成典型的常规油与致密砂岩油纵向相互叠置、横向叠合连片的油藏分布序列。通过储层预测圈定致密油分布范围163km2,板2上薄层浊积席状砂甜点区是致密油钻探的首选区。     

论致密大油气田成藏模式

根据对国内外致密油气聚集成藏特征的分析,提出致密大油气田存在3种成藏模式,即连续型(深盆气型)、准连续型和不连续型(常规圈闭型)。与连续型油气藏相似,准连续型油气聚集也表现为:油气分布面积较大,无明确边界,也无边底水;源、储邻近,广覆式分布;油气运移主要为非浮力驱动,运移动力主要为异常压力、扩散作用力和毛细管压力,浮力作用受限;运移的方式主要为非达西流,以涌流和扩散流为主。所不同的是:准连续型油气聚集由多个彼此相邻的中小型油气藏组成,油气呈准连续分布;油、气、水分布比较复杂,无显著油、气、水倒置;油气充注以大面积弥漫式垂向排驱为主,初次运移直接成藏或短距离二次运移成藏;储层先致密后成藏或边致密边成藏,且非均质性较强;圈闭对油气聚集成藏具有一定控制作用。研究认为,以深盆气或盆地中心气为代表的连续型油气藏与典型的不连续型常规圈闭油气藏,分别代表了复杂地质环境中致密油气藏形成序列中的两种端元类型,二者之间应存在不同的过渡类型。准连续型油气藏就是这样一种过渡类型的致密油气聚集,并且可能是致密储层中大油气田形成的主要方式。事实上,典型的连续型油气聚集应是那些形成于烃源岩内的油气聚集(如页岩气和煤层气),典型的不连续型油气聚集则是那些形成于烃源岩外近源-远源的常规储层中、受常规圈闭严格控制并且具有边底水的油气聚集;而形成于烃源岩外并且近源的致密油气藏则主要为准连续型油气聚集,其次为非典型的不连续型(常规圈闭型)油气聚集,而像盆地中心气或深盆气那样的连续型聚集则较为少见。     

中国陆相湖盆致密油成藏主控因素综述

致密油是指致密储层中的石油聚集,储层主要为致密砂岩和碳酸盐岩2大类,覆压渗透率多小于0.1×10-3μm2,一般无自然产能,需经技术改造方能获工业油流。我国主要发育陆相湖盆致密油藏,通过对比研究分析发现,发育优质烃源岩、存在"甜点区"、具备成藏原动力、近源聚集是我国陆相致密油成藏的主要条件。我国陆相致密油主要发育2类优质烃源岩:Ⅰ类烃源岩有机质类型好、丰度高,有机质成熟度高,生烃潜力大;Ⅱ类烃源岩生烃转化率较高。发育致密砂岩和碳酸盐岩2类储层,储层具有较强的非均质性,横向不连续,垂向叠置分布。生烃增压是我国陆相致密油成藏的主要原动力,强大的源储压差驱替生成的石油向紧邻优质烃源岩的致密储层中持续充注;其中,微裂缝沟通、微—纳米孔发育是致密油运移聚集的关键。微—纳米孔发育增大了致密储层的有效储集空间,微裂缝沟通为致密油的运移聚集提供了有效通道。我国陆相致密油资源丰富,初步预测其有利勘探面积约16×104km2,地质资源量约(160~200)×108t,有利勘探领域主要分布在鄂尔多斯、准噶尔、松辽、渤海湾、柴达木、四川等盆地。     

低渗透致密砂岩储层中石油微观赋存状态与油源关系——以鄂尔多斯盆地三叠系延长组为例

明确低渗透储层孔隙分布及不同尺度孔隙中石油微观赋存状态是认识致密油特征的关键。应用核磁共振测试技术对鄂尔多斯盆地延长组低渗透致密砂岩储层进行研究,发现了鄂尔多斯盆地延长组低渗透致密砂岩储层普遍发育纳米孔隙,具大孔、中孔、小孔、微孔及纳米孔多尺度孔隙发育特征。通过对近源与远源油藏储层多尺度孔隙中石油的微观赋存状态分析,明确了近源油藏储层具从大孔到纳米孔隙连续性赋存石油特征,且微孔至纳米孔隙含油饱满;远源油藏储层石油有选择性地赋存在大至中孔隙中,纳米孔隙不含油。延长组7段(长7)生烃增压产生的异常压力,控制石油在具多尺度孔隙的低渗透致密砂岩储层中差异性赋存,这为认识盆地致密油分布规律提供了理论依据。由此指出长7烃源岩分布区的长8油层组上部、长7油层组和长6油层组下部致密砂岩是今后致密油研究和勘探开发的主要目标。     

辽中南洼C构造区沙三段致密油成藏特征

针对致密油成藏特征复杂的问题,通过调研国内外对致密油的研究,利用测井、录井和分析化验资料对渤海海域致密油进行初步厘定,分析辽中南洼C构造区沙三段致密油成藏的主控因素。结果表明：研究区沙河街组致密砂岩主要位于扇三角洲前缘和外前缘相带,砂体类型多,主要有水下分流河道、河口砂坝以及前缘席状砂;整体表现厚层砂(砾)岩夹薄层泥岩或者砂泥互层特征。研究区沙三段上部发育广覆式分布的优质烃源岩与下伏致密砂岩储层大面积直接接触或指状互层接触,形成上源下储和“三明治”型的源储配置类型。沙三段致密油油藏属于储集层经过复杂成岩过程先致密化然后在生烃增压或超压等形成的源储压差作用下晚期(5 Ma)充注成藏的特征。研究区致密油成藏储层孔隙度下限为7%,剩余压力越高和源储接触面积越大,其含油性越好,含油饱和度越高。源储压差的不同、源储直接接触面积和储层物性三因素耦合控制致密油的成藏与分布。该研究成果对辽中南洼致密油的勘探具有重要指导意义。     

胜利油区致密砂岩油藏水平井开采技术

胜利油区致密砂岩油藏资源量丰富,总体具有油藏埋藏深、储层厚度薄且孔喉细小、储量丰度低和储层纵向分布零散等特点,直井开发存在产能低、初期产量递减快、效益差的问题.为提高致密砂岩油藏的开发水平,开展了水平井开采技术攻关及试验研究,通过设计优化和施工优化,提升了水平井优快钻井技术,突破了致密油藏产能关;通过完善配套压裂完井管柱、现场注储设备和裂缝监测手段,形成了水平井裸眼分段压裂完井技术.截至2013年3月10日,在胜利油区致密砂岩油藏已实施的水平井中,正常生产井28口,工艺成功率为94.4％,累积产油量为58 602.8t,现场取得了明显的生产效果.     

梅塔地区长2油层组储层与油藏特征分析

本文通过铸体薄片、扫描电镜和常规物性分析,认为鄂尔多斯盆地梅塔地区长2油层组的储层属于中低孔、特低孔低渗-特低渗储层。该储集层岩石类型以长石砂岩为主,以泥质和黑云母在压实作用过程中形成的假杂基为主,溶孔和粒间孔是储层的主要储层空间类型。对长221和长213储层各井测井解释的含油性进行统计,重新建立了长221和长213储层的含油性解释标准。梅塔地区长2油层组油藏类型受岩性和构造双重控制,建立了研究区油藏成藏模式:砂岩上倾方向泥岩相变岩性圈闭油藏、砂岩上倾方向物性致密岩性圈闭油藏、构造-岩性复合圈闭油藏三种类型。     

鄂尔多斯盆地林镇地区长4＋5油层组油气成藏条件与机制

在研究鄂尔多斯盆地林镇地区延长组长4＋5油层组油气藏的油气生成、储层条件、运移条件、圈闭和聚集成藏等方面的基础上,综合分析了该区三叠系延长组长4＋5油层组油气藏的形成条件,并总结了其形成机制。结果表明：林镇地区延长组长4＋5油层组油气主要来自长7烃源岩;储层为三角洲前缘亚相各种成因类型的砂体,属于低孔、低渗储层;广泛发育的水下分流间湾暗色泥岩、致密粉砂岩以及粉砂质泥岩可形成良好的盖层;运移的动力主要来自长7泥岩形成的异常高压。长7烃源岩生成的油气在高剩余压力的驱动下,通过垂向叠合砂体与微裂缝向上运移进入长4＋5储层,并沿连通的三角洲前缘砂体横向运移进入圈闭成藏,形成鼻隆构造油气藏、岩性油气藏以及构造-岩性油气藏,其形成受烃源岩、沉积相带、微裂缝、鼻隆构造以及剩余压力等因素的影响。     

松辽盆地齐家地区高台子油层致密油分布及地质特征

近年来,在松辽盆地齐家地区高三油层组、高四油层组发现了资源潜力较大的致密油。为了弄清这些致密油的分布规律及地质特征,通过应用各类地质、地球化学、试油、钻井、录井及分析测试数据,结合沉积学研究与数值模拟技术对致密油分布与地质特征进行了系统研究,结果表明致密油在平面上主要分布在齐家凹陷的中心与凹陷周边的斜坡、阶地部位,纵向上,主要分布在高三油层组、高四油层组。研究区发育青山口组一段、青山口二段+三段、嫩江组一段3套优质烃源岩,为致密油的形成提供了良好的物质基础。致密油储层沉积环境为三角洲相,致密油砂体类型有分流河道、河口坝、席状砂与浅湖砂坝,砂体在平面上分布稳定、范围广,砂体厚度较大,连续性好|致密油储层岩性主要为细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩,部分储层砂岩中含有碳酸盐与泥质胶结物成分,储层物性较差,高三油层组、高四油层组平均孔隙度为8.5%,平均空气渗透率为0.4×10^-3μm²;储层含油性表明研究区细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩含油明显,泥岩基本见不到含油特征,泥岩中的粉砂质条带具有含油现象。储层储集空间以原生粒间孔及次生溶蚀孔隙为主,局部裂缝较发育,孔隙结构主要有粒间孔、粒间溶孔、微裂缝|三角洲前缘相储集岩体直接与烃源岩接触或者呈指状尖灭于湖相烃源岩之中或者与烃源岩互层,源、储配置关系好。这些认识对研究区的致密油勘探具有一定的指导作用。     

鄂尔多斯盆地东南部地区延长组油藏特征研究

鄂尔多斯盆地东南部地区主力含油地层构造简单,局部发育的鼻状隆起对油气富集起一定控制作用;构造-岩性圈闭和岩性圈闭构成的复合圈闭是区内主要的油藏类型;主要含油储层位于河道砂体中;本区油藏具有湖相生成油的特点;油藏的形成和分布受沉积相带及隆起构造背景控制明显,且大多分布在剩余压力相对低值带。进而得出结论:研究区具备石油成藏地质条件发育,以复合圈闭为主,油气性质优良,勘探开发潜力较大;沿优势沉积相带及局部鼻状隆起构造背景,并结合地层过剩压力分布特征进行勘探部署,对寻找新油气资源具有重要的现实指导意义。     

陕北地区延长组长10油层组成藏特征

采用地质与地球化学相结合的方法,通过对长10原油、长7烃源岩和长9烃源岩地球化学特征对比分析,并结合长10储层流体包裹体与长7烃源岩供烃层位储层流体包裹体均一温度分布特征差异性分析,对长10油层组油源进行综合判识。在此基础上,结合沉积及储层特征,对长10油藏的控制因素进行分析。研究结果表明,长9烃源岩为长10油藏的主力烃源岩,长7烃源岩也有贡献,但作用有限。长10油藏的形成受源岩条件、沉积、成岩和微构造等多种因素的影响,成藏条件较为复杂。长9烃源岩的范围及发育程度控制着长10油藏的分布,有利的沉积相带、成岩相带和长9暗色泥岩的过剩压力高值区,为油藏发育的有利目标区。长10油藏受构造和岩性的双重控制,主要发育构造-岩性油藏、砂岩上倾方向尖灭性油藏和上倾方向岩性致密遮挡油藏3种类型。     

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。