四川盆地侏罗系致密油勘探开发进展与对策

四川盆地侏罗系原油勘探开发历史悠久,“十二五”期间在致密油地质理论和现代勘探开发工艺等关键技术的指导下,系统开展了攻关研究,取得了多项新进展、新认识。但就目前的认识和勘探开发成效而言,仍处于致密油起步和探索阶段。要实现效益开发主要面临深化理论认识、突破关键技术、加大管理创新、科学有序推进等挑战。基于该区复杂的地质条件和不可预见的国际原油形势,要实现四川盆地侏罗系的效益开发,需加强资源优选,落实“甜点”;突出技术攻关,突破瓶颈;加大管理创新,降本增效;科学合理组织,有序推进。     

四川盆地中部侏罗系大安寨段致密油富集高产控制因素

基于岩心观察、铸体薄片鉴定、储集层荧光、油气地化特征以及测试资料分析,研究四川盆地中部侏罗系自流井组大安寨段致密油富集高产控制因素。川中侏罗系大安寨段介壳灰岩、泥质介壳灰岩以及致密灰岩均含油;不仅介壳灰岩中溶蚀孔和裂缝含油,而且致密灰岩基质孔(微裂隙和晶间孔)也均含油,呈现大面积普遍含油特征,其是油气井低产周期长的主要原因。在大面积普遍含油基础上,来自上三叠统须家河组的天然气为川中低幅度无水大安寨段致密灰岩储集层中石油运聚提供了动力,驱动致密灰岩基质孔中分散原油的运移聚集,使得高气油比井分布较多的川中西部构造石油富集程度较高,而川中东部受华蓥山大断裂的影响,断裂普遍断穿大安寨段,导致储集层中的天然气沿断裂运移到大安寨段以上地层富集或者散失,储集层缺乏天然气驱动,导致其油气富集程度不如西部。     

四川盆地大安寨段介壳灰岩致密油储层特征

四川盆地侏罗系大安寨段油藏是一种未经过大规模长距离运移的源内或近源聚集的非常规致密油，其中大一亚段、大二亚段和大三亚段储层以介壳灰岩为主，大面积连续分布，是一类典型的近源型湖相介壳灰岩致密油。致密油储层岩性复杂、储集空间类型多、孔隙结构复杂，组构选择性微孔隙和微裂缝是重要的有效储集空间。岩石物理实验揭示，储层连通基质孔隙度平均值约为2.13%，虽然低于国内外其他致密油，但高于前期单一酒精法确定的有效孔隙度平均值（0.97%）。生产动态资料证实，大安寨段介壳灰岩致密油不是简单的孔隙型或裂缝型，其具有复杂的孔、喉、缝组合特征或储渗模式；较发育的介壳控制型微裂缝使储层内流体难进易出，虽然孔喉细、分选差、排驱压力高，但储层可动流体饱和度和退汞效率仅略低于部分储渗模式，且好于鄂尔多斯盆地长7油层组，大安寨段是少数具有较高自然产能的致密油储层之一。介壳灰岩致密油具有较大的开发潜力，但其规模有效开发仍面临基质渗流阻力大、单一开发方式效果差等问题，需要借鉴北美Bakken组和中国鄂尔多斯盆地长7油层组致密油的开发经验，研究基于体积压裂和精细施工的有效开发技术以实现规模效益开发。     

四川盆地侏罗系大安寨段致密油多尺度差异化富集及主控因素

致密油的分布呈现大面积低丰度含油背景下局部富集的特征,亦只有在富集区内才能获得可观的商业油流。因此,甜点区的优选是致密油地质研究的重点。为分析致密油的富集规律,服务致密油甜点评价,以四川盆地侏罗系大安寨段为例,依托油田详实的生产数据,运用成藏物理模拟实验、显微薄片、场发射扫描电镜资料,并结合综合地质成图,对致密油的富集主控因素进行了研究。结果表明,研究区致密油的富集具有强烈的非均质性,占总井数22.5%的高产井产出了84.4%的油气,致密油富集程度的差异在盆地和区带尺度的分布上持续存在,并分别受不同因素的差异化控制。在盆地尺度下,受二次运移的影响,烃源岩只能控制致密油的分布外边界,在有利烃源岩区内部无法严格约束甜点区分布。在区带尺度下,有利沉积相带控制了致密油富集区带的分布。致密油富集甜点受有利成岩相和裂缝的控制。基于上述认识,建立了一套致密油富集甜点评价参数体系,为致密油甜点选区提供支持。     

四川盆地公山庙油田大安寨段致密油刻度区地质解剖

近年来,致密油等非常规油气资源开发利用发展迅猛,四川盆地侏罗系致密油经过50多年的勘探开发,上交的三级储量已达1.61×108t。特别是川中大安寨段油层,通过近期的研究认为其具有近源充注、不受局部构造圈闭控制、特低孔特低渗、大面积连续分布的典型致密油特征。公山庙油田具有勘探程度高、地质认识程度高、油气资源探明程度高等"三高"条件,是建立刻度区最为有利的目标区之一,针对致密油特点选用了3种评价方法:EUR类比法、丰度类比法和体积法。对其系统解剖,为资源评价中的类比法提供基础数据。     

川中侏罗系自流井组大安寨段页岩油储层特征及其勘探启示

为进一步指导四川盆地侏罗系自流井组大安寨段页岩油的勘探与开发,亟需理清页岩油的有利赋存岩相。通过岩心观察、薄片鉴定、高压压汞、核磁共振、岩石热解等实验,分析大安寨段页岩层系不同岩相的储集空间类型、孔隙结构特征及含油性。结果表明,大安寨段主要发育块状(泥质)介壳灰岩、层状泥质介壳灰岩、层状介壳页岩、纹层状含介壳页岩、块状含介壳黏土质页岩和页理状含粉砂黏土质页岩6类岩相;页岩物性远优于介壳灰岩,且随着灰质含量的增加孔径逐渐增大,但总孔体积和总连通体积逐渐减小;大安寨段页岩层系平均游离油(S₁)值为1.31 mg/g,含油性中等,页理状含粉砂黏土质页岩与纹层状含介壳页岩S₁值较高,分别为2.37 mg/g与1.82 mg/g。页理状含粉砂黏土质页岩和纹层状含介壳页岩的储集性较好、含油性较高,两者构成的岩相组合可作为大安寨段页岩油的重点勘探对象。     

川中大安寨段致密灰岩储层核磁共振T2谱特征与解析

川中大安寨段致密灰岩储层是致密油发育的重要层位。大安寨段致密灰岩储层为特低孔、特低渗透储层,发育微米级和纳米级孔隙。对研究区30块岩心样品进行饱和水核磁共振T_2谱测量,结果表明,其核磁共振T_2谱特征表现为单峰、双峰(左峰占优和右峰占优)和近似三峰4种类型。综合分析孔隙分量与储层渗透率的关系以及岩石微观孔隙特征发现,研究区具有核磁共振T_2谱单峰特征的岩心样品主要发育纳米级孔隙,且渗透率较低。当核磁共振T_2谱峰值向短弛豫时间方向移动时,若发育连通性好的晶间孔、延伸较远的晶间缝和粘土矿物层间孔,则储层表现为较好的渗透性,且较大级别孔隙分量与渗透率的相关性变好;当核磁共振T_2谱峰值向长弛豫时间方向移动时,若壳间孔和晶间孔局部发育、晶间缝或介壳层间缝延伸长度较小,则储层的渗透率较低,且较大级别孔隙分量与渗透率的相关性变差。微米级构造缝、晶间缝对储层渗透性具有明显的改善作用。     

四川盆地侏罗系页岩层系岩相类型及储集特征

陆相页岩层系岩性复杂、非均质性强,制约了储层甜点优选和探井部署。为查明四川盆地侏罗系页岩层系不同岩相类型的储集特征和含气能力,以元坝地区Y2井自流井组大安寨段为例,采用有机碳含量测定、全岩X射线衍射、岩石薄片鉴定、聚焦离子束扫描电镜、高压压汞—氮气吸附联合测定以及物性分析等手段,划分了大安寨段二亚段（后文简称大二亚段）页岩及夹层的岩相类型,并针对不同岩相类型开展储集物性、孔隙结构、含气性及可压性研究,在此基础上评选了优势岩相和岩相组合。结果表明,Y2井大二亚段页岩层系可划分为3大类6亚类页岩岩相,2大类6小类夹层岩相以及3种宏观岩相组合。页岩孔隙类型以粘土矿物层间孔、方解石溶蚀孔等无机孔为主,为页岩气的赋存提供了储集空间。计算页岩总含气量为2.59～4.38 m³/t,游离气平均占比67 %,具有较好的勘探潜力,但优势岩相的脆性矿物含量仅为50 %,可压性较差。综合评价认为,AB-Ⅰ型岩相组合中页岩页理和纹理发育,生烃条件好,含气量和游离气比例较高,存在可压性较好的夹层,是元坝地区Y2井大二亚段最有利的勘探储层类型。     

岩石密闭热释方法评价页岩含油性特征——以四川盆地侏罗系大安寨段为例

为解决页岩含油性评价受限于游离烃蒸发损失的难题,并考虑页岩含油性评价目的和井场快速分析的需求,在结合井场低温密闭粉碎技术、改进传统岩石热解方法的基础上,建立了一种岩石密闭热释方法定量评价岩石中游离烃含量的方法。对四川盆地侏罗系自流井组大安寨段页岩进行方法对比分析表明,岩石热解方法获得S₀值为0.001~0.046 mg/g,S₁值为0.165~4.648 mg/g,而密闭热释方法获得S₀值为0.026~0.984 mg/g,S₁值为0.113~5.989 mg/g;密闭热释方法获得的S₁值与岩石热解方法获得的S₁值基本相等,而S₀值提高了1~2个数量级。通过改进升温程序,井场密闭热释方法分别获得不加热条件下、90℃以前、90~300℃时单位质量岩石中的烃含量,这不仅获得了更加丰富的含油性数据,而且缩短了检测周期,满足了井场快速分析的需求。结合泥浆气测、页岩地化参数、储层流体性质等参数,评价了研究井大安寨段页岩含油量“甜点”,为页岩油含油性评价提供了一种新的实验手段。     

四川盆地侏罗系致密油二次运移机制与富集主控因素

运用成藏物理模拟实验、铸体、荧光薄片、场发射和环境扫描电镜分析了四川盆地中部侏罗系致密油的二次运移机制和富集主控因素。研究揭示致密油在巨大的运移动力作用下,在低效运移通道中以低速非达西流运移,并依次经历"滞流"、"非线性流"、"拟线性流"3个运移渗流阶段,呈现微观上孔、缝复合输导,宏观上大范围短距离运移的运移模式。致密油有利区带的展布受优质烃源岩的分布控制,生烃强度4.0×10⁵t/km²是研究区致密油有利区带分布的边界,孔隙度和渗透率较高的储层形成致密油甜点,高产井则与裂缝的发育程度关系密切。     

川东地区侏罗系自流井组大安寨段致密储层油气成藏特征

川东地区侏罗系自流井组大安寨段具有“近源成藏”特征。通过烃源岩评价、流体包裹体分析、埋藏史恢复等方法,对川东地区侏罗系自流井组大安寨段储层特征与油气成藏进行了研究。研究结果表明: ①川东地区侏罗系自流井组大安寨段泥页岩有机质类型主要为Ⅱ型,实测残余有机碳质量分数平均为0.67%,生烃潜量为1.53mg/g,有机质热演化程度为1.1%～1.3%,总体上,大安寨段烃源岩有机质丰度中等偏下,处于生烃高峰期。②研究区大一亚段岩性以介壳灰岩和灰岩为主,构造缝为最主要的储集空间类型,其次为沿构造缝发育的溶孔(洞)、溶蚀微孔,储层物性较差,为特低孔特低渗储层。③研究区大安寨段油气藏存在2期原油充注和1期天然气充注,2期原油充注时间分别为距今约140Ma和25Ma,其中第一期为相对低成熟度的原油充注,第二期为相对高成熟度的原油充注,且后者为主要充注期,天然气充注时间与第二期原油充注时间一致,主要为原油伴生气。     

四川盆地及其周缘页岩气勘探开发现状、潜力与展望

历经10余年的探索与发展,中国南方地区已全面进入中浅层海相页岩气规模效益开发阶段,综合评价四川盆地及其周缘页岩气勘探开发潜力和发展前景,是关乎四川盆地能否建成"天然气大庆"的关键。为了给下一步的页岩气勘探开发提供理论支持,通过系统总结四川盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气勘探开发理论和成效,分析了中国南方页岩气勘探开发现状与潜力,预判了未来的发展前景。研究结果表明:①川南地区4 500 m以浅五峰组—龙马溪组海相页岩的页岩气资源量为3.7×10~(12)m~3,其中可采储量超过2×10~(12)m~3,具备建成1 000×10~8m~3页岩气年产规模并稳产10年以上的开发潜力,中国石油天然气股份有限公司迄今已累计提交页岩气探明地质储量1.061×10~(12)m~3,并建成百亿立方米年产量页岩气大气区;②渝东北—鄂西地区、川西南—滇东北复杂构造区五峰组—龙马溪组海相页岩的页岩气资源潜力较好,亦具有良好的勘探开发前景;③四川盆地及其周缘具有三套后备页岩气层系,即下寒武统筇竹寺组海相页岩、上二叠统龙潭组海陆过渡相页岩和下侏罗统自流井组陆相页岩,其中筇竹寺组海相页岩在绵阳—长宁拉张槽内优质页岩厚度较大、压力较高、孔隙较发育,是下一步页岩气勘探开发的重点,而川中—川东北地区自流井组大安寨段陆相页岩也具有一定的页岩油气勘探开发潜力。     

川东侏罗系——四川盆地亟待重视的一个致密油气新领域

四川盆地侏罗系油气勘探开发主要集中在川中和川西地区,长期以来对川东地区侏罗系蕴藏的丰富油气资源与勘探潜力未能给予足够的重视。在四川盆地近60年的勘探开发历史中,川东侏罗系至今几乎还是一片尚待开发的油气资源处女地。事实上,川东地区许多钻井在钻遇侏罗系时都曾发现过大量的油气显示,少量钻井经测试甚至获得过工业油气流。初步研究结果表明,川东地区侏罗系具有与川中地区侏罗系十分相似的油气成藏条件,其烃源岩厚度大、储层致密、油气资源丰富,是四川盆地内除川中侏罗系之外还有希望找到原生油藏的一个有利地区。建议尽快将川东侏罗系油气藏作为四川盆地一个重要的致密油气勘探新领域,开展整体评价研究,实施专层勘探,并采用非常规油气勘探评价技术与方法,在油气保存条件较好的低缓、潜伏构造以及宽缓的向斜区,优选有利区块,开展水平井钻井与储层改造先导性试验。与目前在渝东南等构造复杂区开展的页岩气勘探相比,川东侏罗系油气勘探的地质风险与开采成本将更低,探明油气资源并投入商业开发的成功率与机遇更大,更具有找到规模性油气田（藏）的现实必然性。     

川东南涪陵地区下侏罗统页岩油气地质特征

结合钻井、岩心、野外露头、测井等成果,从富含有机质页岩空间展布、地化特征、岩石矿物学、孔渗性特征和地质力学性质等方面,采用页岩气目标优选评价综合分析方法,对川东南涪陵地区下侏罗统大安寨页岩油气地质特征进行了综合研究,着重定量评价了有机碳含量、镜质体反射率、含气量、孔隙度、脆性矿物含量、岩石矿物成分、岩石力学参数等评价指标,初步证实该区页岩与美国Bakken页岩具有类似特征。涪陵大安寨泥页岩与灰岩、砂岩互层频繁,半深湖-深湖页岩为有机质富集的有利岩相。大安寨上亚段灰岩厚10~30 m,物性表现为低孔、特低渗特征;下亚段富有机质页岩夹薄层灰岩、砂岩,微孔缝发育,孔隙度高。页岩有机碳含量平均为1.33%,粘土矿物平均含量为51.7%~56.1%,石英平均含量为33%,现场实测平均含气量为1.66 m³/t,处于凝析油-湿气的高成熟阶段;杨氏模量为29 GPa,泊松比为0.30,有利于压裂形成网络裂缝。大安寨段中部浅湖相区岩性组合特征更有利于裂缝发育,是大安寨段页岩气勘探有利地区,评价优选出有利区面积820 km²。     

致密油充注过程中储层润湿性变化对含油性影响——以川中侏罗系致密油为例

以四川盆地川中侏罗系致密油储层岩心样品为例,开展了致密油微观充注物理模拟实验。实验模型采用砂岩薄片模型(尺寸为2.5 cm×2.5 cm,厚度约0.6 mm),将实验用油注入模型引槽中,压力由小到大逐步增加至每个模型出口端只出油不出水为止,观测渗流特征并计算含油饱和度。实验结果显示,充注前样品束缚水饱和度与充注后含油饱和度总和大于100%,基于核磁共振法对储层束缚水等流体饱和度与储层润湿性的分析,提出了充注前后储层润湿性的改变(水润湿转变为油润湿)使得最终含油饱和度高于被驱替的动水饱和度。致密油运聚过程中储层润湿性改变抵消了致密油储层高束缚水饱和度对致密油含油性的抑制作用,利于致密油运聚,是致密油成藏含油饱和度提高的重要原因。     

四川盆地侏罗系湖相页岩油气地质特征及勘探开发新认识

近年来,中石油、中石化、壳牌等国内外能源公司相继对四川盆地侏罗系自流井组大安寨段湖相页岩开展了油气勘探工作。为了有效地指导湖相页岩油气的相关勘探开发工作,针对该盆地侏罗系湖相油气资源量与储量不匹配、致密储层物性与油气产量不匹配等矛盾,综合岩心、露头、钻井、测井、试油、分析化验等资料,对侏罗系湖相油气系统开展了页岩油气地质特征、勘探开发对象等方面的研究工作。研究结果表明:①四川盆地侏罗系发育自流井组东岳庙段、大安寨段以及凉高山组上段共计3套优质页岩层系,具有源储一体、源储紧邻的特点,是典型的页岩油气发育层系,其中又以大安寨段为典型代表;②大安寨段页岩层系具有有机质含量高、有机质类型好、热演化程度适中、生烃能力强、页岩物性好、储集性能优、脆性矿物含量高、源储配置关系好、页岩厚度大、含油气性好等特征,是典型的页岩油气藏;③通过对大安寨段万吨井的解剖以及页岩有机质含量、热解参数、储层物性等试验数据揭示,该页岩油气藏存在着页岩与介壳灰岩两类储层的油气补给,并且前者的补给能力可能更强,故而页岩层系是侏罗系湖相页岩油气储量有效动用的主要对象;④基于目前的新认识,以页岩油气为勘探对象,通过非常规油气的技术手段,采用水平井+体积压裂技术,该层系一定会取得新的油气勘探突破。结论认为,该项研究成果可以为四川盆地侏罗系湖相页岩油气的资源发现以及储量有效动用等提供理论和技术支撑。