苏北盆地溱潼凹陷古近系阜宁组二段页岩油富集高产主控因素与勘探重大突破

在对苏北盆地溱潼凹陷古近系阜宁组二段泥页岩生烃特征、含油性、储集性研究的基础上,剖析页岩油富集的主控因素。溱潼凹陷阜二段泥页岩厚度大、有机碳含量（TOC）中等,具备页岩油富集的物质基础。深凹带阜二段泥页岩镜质体反射率（R_o）为0.9%~1.0%,热演化程度适中,页岩油具有轻烃和气测全烃值高、流动性好的特点;断层不发育,保存条件好,地层压力高,有利于富集高产;脆性矿物含量较高,纹层和天然裂缝发育,可压性好。连续性大面积分布的优质泥页岩是油气富集的基础,保存条件是成藏的关键,热演化程度是含油性的决定因素,异常高压、纹层发育和较高脆性矿物是高产的重要因素。沙垛地区SD1井阜二段页岩油具有低TOC（1%）、低气油比（40~80 m³/t）、高异常压力（1.25 MPa）的特征,该井的成功开发,降低了陆相页岩油评价标准的门限,拓展了页岩油的发展空间。     

苏北盆地高邮凹陷古近系阜宁组二段页岩油成藏条件分析

碳酸盐岩夹层型页岩油为苏北盆地页岩油勘探的主要类型之一,高邮凹陷深凹—内坡带是阜宁组二段（E₁f₂）碳酸盐岩夹层型页岩油勘探的有利区。为进一步明确高邮凹陷E₁f₂页岩油“甜点”层段,运用扫描电镜、高温压汞、氮气吸附、CT扫描、X衍射、三轴力学、多温阶热解等多种研究方法,对比分析了E₁f₂各页岩段的源岩品质、储层品质、工程条件及可动性。E₁f₂^页1、E₁f₂^页2为干热还原咸水的沉积环境,发育优质页岩;有机质丰度较高,平均有机碳含量分别为2.33%和1.63%,干酪根类型以Ⅰ、Ⅱ₁为主,生烃条件最为有利;黏土矿物层片间孔较发育,储集空间以宏孔、裂缝为主;E₁f₂^页1—E₁f₂^页5脆性矿物含量在59.1%~63.6%,黏土矿物以伊/蒙混层和伊利石为主,E₁f₂^页2脆性指数最高为64.25%;在埋深大于3 500 m的范围内伊蒙混层向伊利石转化明显,页岩脆性及可压裂改造条件更好。高邮凹陷深凹—内坡带E₁f₂^页1、E₁f₂^页2页岩层段是下一步苏北盆地页岩油勘探方向之一。     

苏北盆地溱潼凹陷古近系阜宁组二段页岩油形成条件及有利区评价

通过对苏北盆地溱潼凹陷古近系阜宁组二段泥页岩段生烃、储集条件及含油性分析,优选了页岩油勘探有利层段;综合岩性、压力、裂缝预测资料,评价出有利区带。溱潼凹陷阜二段有机碳含量大于1.0%的泥页岩厚度为160~260 m,广泛分布;镜质体反射率R_o为0.5%~1.1%,成熟范围广;有机质类型好,有机显微组分以藻类体为主,具备页岩油形成的物质基础。阜二段孔隙度平均为8.9%,储集空间主要为溶孔、黏土矿物和碳酸盐晶间孔,纹层状泥灰岩和粉砂质泥岩微裂缝较发育,裂缝控制了储层渗透性。阜二段③~⑤亚段脆性矿物含量为62%~65%,以石英、方解石和白云石为主,游离烃含量S₁为0.1~2.7 mg/g,平均为0.54 mg/g,为页岩油勘探的最有利层段。溱潼凹陷阜二段页岩油整体评价为Ⅱ类和Ⅲ类,其中时堰和储家楼深凹带是寻找粉砂质泥岩和泥灰岩油藏最有利区,东斜坡是寻找凝灰岩夹层型页岩油藏有利区。     

苏北盆地古近系阜宁组二段富有机质页岩特征与沉积环境

苏北盆地古近系阜宁组二段（E₁f₂）发育两套富有机质页岩,分布广泛,油气显示丰富,页岩油形成条件有利。通过对大量岩心及薄片的观察,结合系统的有机地球化学、全岩X-衍射及微量元素测试资料,研究了苏北盆地E₁f₂两套富有机质页岩特征及沉积环境。苏北盆地E₁f₂两套富有机质页岩特征截然不同,其中第一页岩层（E₁f₂^页1）以深灰色块状含灰泥岩和硅质泥岩为主,微显层理;页岩有机碳含量平均介于2.21%~3.41%,有机质类型以Ⅰ型为主。第二页岩层（E₁f₂^页2）为灰黑色油页岩与纹层状含云、含灰泥岩、泥云岩、泥灰岩互层,纹层发育,有机碳含量平均介于2.02%~2.99%,有机质类型以Ⅰ型为主。苏北盆地E₁f₂沉积古气候经历了自半干热、还原、半咸水环境向干热、强还原、盐湖环境,再向温湿、氧化、淡水环境演化的过程;富有机质页岩形成于强还原、干热、咸水环境向氧化、温湿、正常淡水环境过渡的最大湖泛面附近,其中E₁f₂^页2形成于强还原、干热的咸水—盐湖环境,E₁f₂^页1形成于强还原、半潮湿—半干热的半咸水环境。沉积环境演化,造就了E₁f₂泥页岩层间及富有机质页岩内部岩性、电性及烃源岩品质的差异。     

苏北盆地溱潼凹陷古近系阜宁组二段页岩油基本特征及成因分析

苏北盆地溱潼凹陷古近系阜宁组二段陆相页岩油具有高产、稳产特征,在剖析页岩油形成条件的基础上,通过原油物性和地化特征分析,揭示了阜二段页岩油的成因。溱潼凹陷阜二段泥页岩分布广、厚度大,有机质丰度和热演化程度适中,具备形成页岩油的良好物质基础。阜二段页岩油具有低气油比、高异常压力特征,为低含硫轻质—中质油,饱和烃和轻烃含量较高,原油伴生气以甲烷为主。页岩油β-胡萝卜烷、伽马蜡烷含量高,ααα-C₂₉甾烷（20R）含量高于ααα-C₂₇甾烷（20R）,形成于咸水的还原环境。热演化程度是控制陆相页岩油品质的关键因素,深凹带阜二段处于生烃高峰,页岩油流动性较好。阜二段Ⅰ、Ⅱ亚段泥页岩普遍含有木栓质体（6.6%）和底栖藻无定型体（11.5%）,在成熟阶段既生油又生气,有利于形成轻质组分。阜二段泥页岩具有相对适中的有机质丰度和矿物组成,吸附油能力较弱,滞留油以游离油（69%~96%）为主。     

苏北盆地高邮凹陷古近系陆相页岩油勘探突破及意义

2022年,苏北盆地高邮凹陷针对古近系阜宁组二段(阜二段)实施了两口重点页岩油探井——HY1HF井和H2CHF井,压裂后在排采阶段分别获得29.7 t/d和50.5 t/d的工业油流,实现了高邮凹陷阜二段页岩油勘探的重大突破。综合来自HY1井等的岩心和岩石薄片观察以及X射线衍射全岩矿物、氮气吸附、核磁共振、冷冻岩心有机地球化学分析等实验资料,结合HY1HF井、H2CHF井等井的生产动态数据,系统分析了高邮凹陷阜二段页岩的地质特征,进一步揭示了苏北盆地阜二段页岩油的富集规律及控制因素。高邮凹陷阜二段发育半深湖—深湖亚相泥页岩,具有纵向厚度大、平面分布广的特征,是其页岩油富集的基础。页岩的岩相控制着“生油甜点”和“储集甜点”在平面上和纵向上的分布,其中,黏土矿物含量相对较高的岩相具有较好的生烃潜力,长英质矿物、碳酸盐矿物含量较高的岩相表现出具有较好的物性和孔喉结构。根据岩性组合特征,阜二段页岩油藏可划分为“自生自储”型、“泥生灰/云储”型和“泥生砂纹储”型。“泥生灰/云储”型页岩油藏的源-储组合中发育优质孔-缝体系,具有含油性好和流动性高的特点,且已有的生产动态资料表明,这类页岩油藏具有较...     

苏北盆地溱潼凹陷古近系陆相页岩油成藏地质特征及资源潜力

苏北盆地溱潼凹陷常规原油的探明率超过40%,资源接替面临较大挑战。与中国其他盆地相比,溱潼凹陷具有“碎、小、贫、深”的特点,其内泥页岩的有机质丰度低,总有机碳(TOC)含量普遍低于1.5%。近年来,通过深化成藏基础地质研究,初步明确了页岩油成藏的主控因素,包括特殊的有机显微组分类型、有利的岩相组合、复杂的立体孔缝系统、良好的保存条件和较好的可改造性,建立了苏北盆地溱潼凹陷页岩油动态成藏模式,建立了低TOC含量陆相页岩油“甜点”评价指标,为页岩油的勘探开发奠定了理论基础。通过部署实施风险探井,SD1井测试获得最高产油量50.9 t/d,自喷累计产油量为1.5×10⁴t,实现了苏北盆地陆相页岩油勘探的重大突破,展现出阜宁组二段(阜二段)页岩油良好的勘探开发前景。资源评价结果认为,溱潼凹陷阜二段页岩油的有利区面积为420 km²,资源量为2.95×10⁸t。溱潼凹陷页岩油的勘探突破改变了中国陆相页岩油的评价标准,提振了中国东部小型陆相盆地页岩油增储建产的信心,具有重要的理论和现实意义。     

苏北盆地古近系阜宁组致密油赋存状态与可动用性

利用多温阶热解与核磁共振测试技术,对苏北盆地古近系阜宁组阜二、阜四段泥页岩、夹层及邻层致密碳酸盐岩、致密砂岩样品系统分析,结合少量泥页岩油试采资料,探讨了阜宁组泥页岩、夹层及邻层致密储层的含油性和致密油可动用性。苏北盆地阜二、阜四段泥页岩中含致密油一般小于5.0 mg/g,油以吸附-互溶态为主,吸附-互溶态油占总滞留油的比例总体随埋藏深度的增大呈降低趋势,轻质游离油总体很低,可动油率小于3%;阜二、阜四段泥页岩夹层和邻层砂岩中含油一般大于5.0 mg/g,以游离油为主,轻质游离油量一般大于0.25 mg/g,可动油率一般在4%~7%之间,与北美Bakken中段致密砂岩油可动油率(5%左右)接近。阜宁组泥页岩内可动致密油主要赋存于裂缝中,即构造裂缝为可动致密油主要赋存空间,部分微孔隙(喉道半径大于0.18 μm)为次要赋存空间;致密油赋存相态应以游离态为主,吸附态次之。阜二、阜四段邻层(阜一、阜三段)裂缝型湖相碳酸盐岩致密油初期产量较高,但产量递减快,生产周期也短,经济可采性有限;相比之下,阜二、阜四段的源内夹层型致密砂岩油初始产量不高,但递减慢,生产周期长,具有较好的经济可采性。     

苏北盆地溱潼凹陷古近系阜二段页岩油甜点评价

古近系阜二段是苏北盆地页岩油勘探重点层段。综合利用溱潼凹陷古近系阜二段538 m系统岩心、薄片、扫描电镜和热解等资料,研究不同类型泥页岩的含油性、储集性、可动性及可压性特征差异。研究结果表明：阜二段纵向上发育3套甜点段,厚度为36～51 m,位于阜二段中下部。一类甜点层具有游离烃含量S₁>1.4 mg/g,含油饱和度指数OSI>150 mg/g,渗透率>0.1 md的特点,主要分布于阜二段Ⅰ和Ⅱ亚段;二类甜点层具有游离烃含量S₁为1.0～1.4 mg/g,OSI为100～150,渗透率为0.04～0.10 mD的特点。压力系数大于1.2、热演化程度大于0.9%、原油密度低、黏度低是页岩油发育的一类有利区,主要位于深凹带;热演化程度为0.7%～0.9%是页岩油发育的二类区。因此,根据富集主控因素综合评价甜点区的分布范围,为溱潼凹陷下步页岩油勘探指明方向。     

苏北盆地陆相“断块型”页岩油地质特征及勘探实践

中国东部陆相断陷盆地群中-新生代发育多套巨厚的湖相富有机质页岩,蕴含丰厚的页岩油资源,但富有机质页岩普遍受断层切割,形成若干独立断块,与北美连续稳定分布的页岩地层条件存在较大差异,能否获得稳定的商业油流是勘探面临的首要问题。基于苏北盆地高邮凹陷古近系阜（阜宁组）二段页岩岩性、烃源岩品质、储层品质研究与综合评价,研究认为阜二段发育3套厚层有利层,具备“多层楼”立体勘探开发条件;基于阜二段有利层、断层和断块发育地质现状,提出水平井在同一断块内或跨断块、在同一或多个有利层长距离穿行的“断块型”页岩油勘探思路;根据断层断距与有利层厚度之间的配置关系,将“断块型”页岩油划分为“连续稳定”型、“微断层切割”型和“跨断块多甜点”型等3种勘探目标类型。通过勘探实践,证实3种勘探目标类型均可获得稳定的商业油流。研究成果丰富了中国陆相页岩油勘探领域和类型,对陆相断陷盆地页岩油勘探具有重要借鉴意义。     

苏北盆地金湖凹陷阜二段砂岩物性影响因素分析

利用岩石薄片、铸体薄片、孔渗分析等实验手段,对苏北盆地金湖凹陷阜二段砂岩储层的矿物岩石特征、储层物性特征、孔隙结构特征以及储层物性的主要影响因素进行了相关分析。研究表明,阜二段储层岩石颗粒总体偏细,不同地区岩石成分成熟度均值差别小、范围值都较宽;西部斜坡带储层物性相对较好,其他地区以低孔、低渗—特低渗储层为主;压实和碳酸盐胶结是导致储层物性变差的主要原因;溶蚀作用和油气充注是抑制物性变差、改善储集性能的重要因素。西部斜坡带等地区是储层物性相对较好的有利地区。     

盐城凹陷阜二段页岩油形成条件及富集规律研究

在岩心观察、分析测试、测录井资料分析的基础上,从页岩岩性、生油性、储集性和脆性等方面分析了盐城凹陷阜二段页岩油的形成条件;在重点油流井和显示井解剖的基础上,结合国内外已发现页岩油层特征,探讨了页岩油的富集规律。认为盐城凹陷阜二段页岩有机质丰度高,微裂缝及微孔隙发育,具有一定储集条件,脆性高,具备页岩油形成条件。页岩油显示平面上主要分布于南洋次凹深凹带,纵向上主要分布于页4、页3段。页岩油富集与有机质丰度、岩石相类型、成熟度、裂缝发育程度、异常压力等因素有关。评价认为南洋次凹深凹带页4段最为有利。     

苏北盆地金湖凹陷阜宁组砂岩储层力学性质及影响因素

储层岩石力学在油气田开发中具有关键作用。以苏北盆地金湖凹陷古近系阜宁组岩心为基础,综合采用岩石力学实验、X衍射、薄片分析、扫描电镜等方法,分析了阜宁组岩性、温度、流体及围压与砂岩力学性质的关系,探讨了各因素的影响机制。岩性是砂岩力学性质的决定性因素,砂岩力学性质与粒度、石英含量、黏土矿物含量、颗粒接触关系以及胶结物含量有关。温度对砂岩力学性质的影响具有分段性：25~100℃时,主导机制为矿物涨缩效应和层间水脱出;100~180℃时,主导机制为热开裂作用。随着油水比例的降低,砂岩力学参数发生规律性变化,砂岩强度弱化与孔隙流体压力、部分饱和作用以及化学作用有关。油田开发中人工措施对砂岩储层力学性质影响显著,在出砂预测和井壁稳定性分析中应引起重视。     

金湖凹陷西斜坡阜二段混积储层产能特征及其影响因素研究

金湖凹陷西斜坡阜二段单井初期产能中等偏低,其分布规律受距物源远近的影响。根据单井射开厚度及考虑产液剖面劈分的单砂体初期产量,结合各井沉积微相、构造位置、各砂体孔渗数据等多种参数进行对比研究,分析影响金湖凹陷西斜坡油井产能的各种因素。研究认为影响西斜坡油井产能的因素主要包括沉积微相、构造位置以及储层物性等,研究区内滨湖砂坝、滨湖砂滩、残留水下分流河道、浅湖砂滩微相的储层产能逐渐变差;构造位置对产能影响较大;随渗透率的增大,各种微相及构造位置的单井采油强度增加幅度不同,容积系数和地层系数对油井产能均具有较好的控制作用。