济阳坳陷页岩油富集主控因素

依据页岩油储集类型、常规油气探明储量单层有效厚度、获页岩油井夹层厚度和夹层比例的分布特征,将济阳坳陷页岩油富集类型划分为基质型、裂缝型和夹层型3种,其中夹层型页岩油夹层厚度上限为2.5 m,夹层比例上限为20%。利用典型井解剖和数理统计相结合的方法,对不同类型页岩油富集主控因素进行了剖析。基质型页岩油富集主控因素包括岩相、储集性能、异常压力和页岩油可动性,其中富有机质纹层状泥质灰岩相和富有机质灰质泥岩相最为有利;出油井段孔隙度大于3%,且储集物性和日产油量呈明显的正相关;异常高压区内的相对低压区页岩油相对富集;S1/TOC1层段页岩油流动性好。裂缝型页岩油富集主控因素包括岩相、裂缝发育程度和封存条件,其中纹层状岩相易形成网状缝,控制了裂缝型页岩油纵向展布;裂缝发育系数大于0.2范围内裂缝发育,裂缝型高产井主要分布在距断层距离小于1.2 km、断距大于100 m的断裂上盘;异常高压区(压力系数大于1.3)页岩油封存条件好,页岩油富集。夹层型页岩油富集主控因素包括储集物性、烃源岩排烃强度和异常压力。     

济阳坳陷不同类型页岩油差异性分析

济阳坳陷具备形成页岩油气的有利条件,但勘探效果不理想,亟需深入研究。为此,从划分页岩油类型入手,分析不同类型页岩油的差异性。根据页岩油的赋存空间和赋存岩石类型,可将研究区的页岩油划分为泥页岩型和夹层型页岩油2种类型;其中,泥页岩型页岩油可划分为基质型和裂缝型页岩油2个亚类,夹层型页岩油可划分为砂岩夹层型和碳酸盐岩夹层型页岩油2个亚类。提出根据裂缝发育系数划分页岩油类型的方法,将济阳坳陷裂缝发育系数大于0.2的泥页岩型页岩油确定为裂缝型页岩油,裂缝发育系数小于0.2的确定为基质型页岩油。研究区不同类型页岩油在空间分布、流体、物性、储集空间、赋存状态和产能等方面均存在差异。裂缝型页岩油和夹层型页岩油赋存于较大的储集空间,物性较好,赋存状态以游离态为主,因此裂缝型页岩油和夹层型页岩油的产能高于基质型页岩油。夹层型页岩油的储集空间小于裂缝型页岩油,气油比高,因此夹层型页岩油的产能低于裂缝型页岩油。     

济阳坳陷古近系页岩油地质特殊性及勘探实践——以沙河街组四段上亚段—沙河街组三段下亚段为例

基于前期基础研究与勘探实践,建立了济阳坳陷沙河街组四段上亚段—沙河街组三段下亚段页岩岩相发育模型,通过剖析济阳坳陷古近系泥页岩的储集性、含油性、可压性和页岩油的可动性及其协同演化特征,形成了针对性的勘探目标评价体系,支撑了济阳坳陷页岩油勘探的全面突破。明确指出了济阳坳陷页岩油6个方面的特殊性：①济阳坳陷古近系泥页岩岩相具有富含碳酸盐、纹层发育、大面积分布的特点;②无机孔隙和微裂缝形成的孔、缝网络体系是页岩油赋存的有利储集空间;③中、高演化程度富含碳酸盐纹层状页岩游离油富集;④有机、无机协同演化控制了泥页岩储集性和含油性的有效匹配;⑤异常高压体系有利于页岩油产出;⑥富含碳酸盐泥页岩具有中等可压性,通过组合缝网压裂工艺可实现有效改造。形成了基于泥页岩"四性"参数的陆相断陷盆地页岩油有利目标评价体系,建立了页岩油分级优选目标评价流程,破解了济阳坳陷页岩油地质—工程双甜点优选难题。中、高演化程度页岩油勘探的突破,特别是中等演化程度页岩油勘探的突破,大大拓展了济阳坳陷断陷湖盆页岩油勘探空间,也将丰富页岩油勘探理论。     

济阳坳陷页岩油富集机理

近年来,由于对页岩油富集机理认识不清,济阳坳陷页岩油勘探未获得突破。 在大量岩心、分析化验资料、模拟实验和数理统计的基础上,明确了济阳坳陷页岩油富集机理：有机质是页岩油生成的基础,页岩储集空间是页岩油富集的空间基础,异常压力是页岩油富集动力,有机质演化程度控制了烃类流体类型,油气的可动性利于页岩油富集,岩相决定了页岩油类型。在此基础上建立了页岩油富集模式,对济阳坳陷页岩油勘探有一定的指导意义。     

陆相富有机质泥页岩中夹层特征及其作用 ——以济阳坳陷为例

陆相富有机质泥页岩中普遍发育贫有机质夹层,但夹层在页岩油评价中的作用不清。针对这一问题,以济阳坳陷系统取心井为研究对象,通过大量地层、地球化学等方面的分析测试,开展富有机质泥页岩中贫有机质夹层特征探讨,并明确其在页岩油勘探中的作用。结果表明:富有机质泥页岩中的夹层需有别于常规储层并可通过常规测井方法识别,将其单层厚度界定为0.5~3 m;济阳坳陷存在砂岩、灰岩与白云岩3种夹层类型,各类夹层的储集空间主要由粒间/晶间孔隙、粒间/晶间微缝及粒内/晶内孔隙组成,白云岩夹层微米孔隙最为发育,孔喉结构最好,砂岩夹层次之,灰岩夹层相对较差;夹层物性较好,且普遍含油,是油气的有效储集体;泥页岩基质渗透率随上覆压力升高而迅速降低,而夹层渗透性则对压力敏感性较弱,地层条件下夹层渗透率远高于泥页岩基质,夹层是页岩油产出的有效通道;夹层中脆性矿物富集,利于大型压裂改造;夹层页岩油应是济阳坳陷页岩油勘探突破的首选类型。     

济阳坳陷古近系页岩油富集规律认识与勘探实践

基于40余口页岩油工业油流井的测试数据和4口取心井累计1 010.26 m系统岩心观察以及上万块次样品测试数据,通过多井次页岩油井钻探和老井压裂先导试验,分析济阳坳陷古近系沙河街组四段上亚段—沙河街组三段下亚段页岩基本特征,明确页岩油富集要素,建立页岩油富集模式,形成页岩油甜点综合评价方法。认为目的层段页岩具有非均质性强、成岩弱、热演化程度低、黏土和碳酸盐矿物含量高等特征;页岩岩相、微裂缝、薄夹层和异常压力是页岩油富集稳产的主控因素,富有机质纹层状岩相储集性、含油性最优,微裂缝网络体系改善了页岩储集性和渗流能力,薄夹层为页岩油稳定产出主要渗流通道,异常高压发育段游离态页岩油富集、含油性好;将目的层段页岩油划分为基质型、夹层型和裂缝型3类,依据页岩油赋存特征,结合国内外页岩油勘探实际,认为夹层型页岩油是目前最具有勘探效益的类型;界定不同类型页岩油选区参数标准,多因素综合评价页岩油有利区。夹层型页岩油井F159、F143、GX26等直井采用"体积压裂"+"高导流通道压裂"组合缝网套管压裂工艺,改造后日产油6t以上,最高可达日产44 t,产能稳定,页岩油有望成为济阳坳陷油气勘探的重要接替阵地。图8表4参24     

济阳坳陷页岩油勘探实践与前景展望

济阳坳陷页岩油是在新生代陆相断陷咸化湖盆沉积的半深湖—深湖相富有机质、富碳酸盐页岩中富集的中—低、中—高演化程度的页岩油,丰度高、资源潜力大,与北美海相盆地和国内其他陆相盆地页岩油有所不同。回顾济阳坳陷页岩油50年的勘探历程,可分为勘探偶遇、主动探索、创新突破3个阶段,目前已在东营凹陷沙河街组沙四上亚段、沾化凹陷沙三下亚段取得了中等热演化程度富碳酸盐纹层基质型、高热演化程度富碳酸盐纹层状—层状基质型等多层系、多类型页岩油勘探的战略性突破,同时低热演化程度富碳酸盐纹层基质型页岩油也取得重要进展。通过近10年的科研攻关与勘探实践,提出济阳坳陷页岩岩相划分方案,取得富有机质页岩储集性、含油性、可动性、可压裂性创新性认识,建立济阳坳陷页岩油“四性”为核心的20项参数地质评价体系,配套地质、工程甜点地球物理预测与钻井工程、压裂工艺技术,形成了适合济阳坳陷地质特点的页岩油“一体化”运行管理模式,有效指导了济阳坳陷页岩油勘探实践。     

济阳坳陷古近系陆相页岩油产量的影响因素

济阳坳陷古近系沙河街组泥页岩发育段有35口井获得了工业油气流,主要产层为沙三下亚段和沙四上亚段,以产页岩油为主。利用分析测试实验、录井、试油及测井资料,分析了影响页岩出油量的地质因素。研究表明,影响陆相页岩出油量的地质因素比较复杂,“甜点”的选取需要综合考虑各种地质要素,其中高丰度有机质含量是页岩油气富集的物质基础,有机质成熟度影响了页岩油气的量和相态,高有机质丰度的纹层状泥质灰岩和灰质泥岩相是页岩油气发育的有利岩相,异常高压影响页岩油气的富集与产出,夹层的分布、裂缝发育和流体流动性是页岩油气局部性富集高产的控制因素。     

渤海湾盆地济阳坳陷古近系异常高压成因及其与陆相页岩油富集的关系

为了探索渤海湾盆地济阳坳陷地层异常压力对页岩油富集的影响,运用全岩X-衍射分析、常规热解生烃潜力分析和有机地球化学系统分析等方法,研究了4口页岩油专探井古近系的单井地层压力结构、泥页岩岩相、有机质成烃演化、黏土矿物转化、烃类滞留—次生孔隙和微裂缝分布的关系。研究区靠近洼陷中部的古近系沙河街组沙三中、下亚段和沙四上亚段岩相组合以碳酸盐岩为主,而靠近凹陷边缘以碎屑岩/化学岩混合沉积组合为主。利用声波测井、密度测井和钻录井资料,可有效识别单井压力结构和异常高压特征,并揭示生烃洼陷区以碳酸盐—黏土矿物组合为主的富有机质页岩中地层孔隙压力的影响因素。综合应用地球化学证据证实,济阳坳陷古近系地层超压主要来源于成熟泥页岩的生烃增压,泥页岩自源超压段与滞留烃高峰段及次生孔隙发育带相对应。     

中国“夹层型”页岩油勘探开发现状及前景

页岩油资源是重要石油接替资源。夹层型页岩油富集主控因素为储集物性、排烃强度和异常压力,开发关键技术是薄层分布预测和压裂改造工艺。在调研相关文献的基础上,介绍了中国夹层型页岩油油气藏分布、勘探历程及勘探开发现状。从夹层型页岩油基础理论、理论技术、勘探技术、工程技术等方面分析了夹层型页岩油藏勘探开发面临的挑战。展望了中国夹层型页岩油藏勘探开发前景。     

济阳坳陷古近系页岩油富集条件与勘探战略方向

济阳坳 陷页岩油勘探实践的重大突破展示出陆相断陷盆地页岩油的广阔前景,使得页岩油地质理论体系逐步完善。济阳坳陷主力富有机质页岩为新生代古近纪陆相咸化湖盆沉积,总体上具有热演化程度低、埋藏深、地层厚、碳酸盐矿物含量高、地层压力高、地层温度高以及岩相多样、构造复杂、流体性质多样的特征。济阳坳陷古近纪多期次断陷活动与咸化沉积水体形成了页岩规模发育与演化的沉积背景。济阳坳陷主力烃源岩多发育于咸化湖盆,具有早生早富、中等演化程度即可大量生烃的特色,富有机质纹层状岩相无机孔缝并存、大孔发育的储集条件,加之中—低成熟的富有机质富碳酸盐页岩层系游离烃多状态赋存是济阳坳陷古近系页岩油富集的重要基础;富有机质页岩体系中生烃层、储集层的"双层结构"与成烃、成储的"二元耦合"使页岩中大孔径、高孔渗的优势岩相与游离油富集区组成无机-有机的有效匹配。结合页岩油资源量评价实验方法的优化,加之巨厚层页岩油勘探实践的不断突破,济阳坳陷古近系新一轮的页岩油资源评价将会重新认识济阳坳陷页岩油资源规模,预计济阳坳陷页岩油资源总量将在目前41×10⁸t游离油量认识基础上得到显著提高。济阳坳陷页岩油勘探实践将坚持:持续探索不同岩相类型、不同热演化程度、不同压力体系页岩油的富集理论与商业产能,进一步拓展济阳坳陷页岩油资源规模,引领陆相断陷盆地页岩油的 勘探。     

陆相湖盆富有机质页岩微相特征及对页岩油富集的指示意义——以渤海湾盆地济阳坳陷为例

页岩油作为非常规油气资源的重要组成部分是石油地质学研究的热点之一。中国的页岩油资源大量赋存于陆相湖盆中,由于其储集、封盖、圈闭和运移等与常规油气不同,岩相对于页岩油的控制尤为显著。岩石学、全岩X衍射（XRD）、总有机碳（TOC）含量和油气显示等资料的分析表明,渤海湾盆地济阳坳陷沙河街组三段下亚段-沙河街组四段上亚段富有机质泥页岩的微相构成主要为薄透镜状晶粒灰岩微相（LF1）、纹层状泥晶灰岩微相（LF2）、厚层块状灰质泥岩微相（LF3）、块状泥岩微相（LF4）和黑色页岩微相（LF5）。其中,页岩油发育的有利微相和微相组合为黑色页岩微相（LF5）、块状泥岩微相（LF4）以及薄透镜状晶粒灰岩与黑色页岩的微相组合（LF1+LF5）。济阳坳陷有2种页岩油富集模式：①以块状泥岩微相（LF4）和黑色页岩微相（LF5）为主的"自生自储"模式;②以薄透镜状晶粒灰岩与黑色页岩微相组合（LF1+LF5）为主的"晶粒灰岩储层"模式。晶粒灰岩更有利于页岩油富集和开发生产,薄透镜状晶粒灰岩与黑色页岩的微相组合（LF1+LF5）是济阳坳陷陆相页岩油勘探开发的"甜点"岩相组合。     

罗家地区泥质岩裂缝性储集层综合研究

山东济阳坳陷沾化凹陷罗家地区沙三段泥质岩为工业产油层的岩性包括油页岩、油泥岩、灰质泥岩和泥灰岩。根据泥质岩裂缝成因,将研究区的裂缝分为4种：构造缝、层间页理缝、成岩收缩缝和异常压力缝。这4种裂缝的特征和成因机制备不相同,但构造、沉积环境、岩相及成岩作用是控制和影响裂缝发育的4个主要因素,其中构造作用影响最大。在运用三维有限元法对构造裂缝进行预测的基础上,综合考虑沉积环境、岩性及成岩作用的影响,运用“四因素法”对裂缝储集层的发育情况进行了综合预测,共划分了7个裂缝发育区带。     

东营凹陷页岩油储集地质特征与有效性

以济阳坳陷东营凹陷古近系泥页岩为研究对象，通过岩心观察、偏光显微镜、氩离子抛光-扫描电镜分析以及高压压汞、小角X射线散射等实验，表征泥页岩不同尺度储集空间类型及组合连通方式，结合孔隙度、含油饱和度等数据，明确其储油的孔径及孔隙度下限。综合热演化程度（R_o）、岩相发育特征、地层压力特征和储集空间发育特征（孔隙度和孔径）等因素，建立东营凹陷泥页岩储集空间发育分布模式，预测页岩有利储集相带。结果表明：①研究区泥页岩储层孔隙类型主要为粒间孔、有机质和粘土矿物收缩孔及碳酸盐晶间孔，且具有三级孔缝网络的连通形式；②粘土片间孔和碳酸盐晶间孔对总孔隙度的贡献率最高，平均可达50%~70%，其次为粘土收缩缝和构造张裂缝；③页岩油赋存的孔径下限、游离油赋存孔径下限以及游离油大量富集的孔径门槛值，分别为5、10和30 nm；④富有机质和富碳酸盐矿物的纹层状页岩在总孔隙度、孔隙连通率和有利于游离油赋存的孔隙所贡献的孔隙度等方面最好，可作为优势岩相类型；⑤泥页岩岩相类型、成岩阶段、地层压力与裂缝发育程度控制了储集空间的发育分布特征，也是页岩油甜点评价的重要因素；有利储集相带预测就是在储集分级评价方案的指导下，寻找富有机质纹层状页岩分布区、相对较高的热演化程度页岩发育区、裂缝发育区、高地层压力发育区等叠合区。     

济阳坳陷不同岩相页岩油赋存机理

通过大量岩心观察、薄片鉴定、X-射线衍射全岩矿物分析和扫描电镜分析,将济阳坳陷古近系泥页岩划分为10余种岩相并分析了主力岩相的特征和形成环境。在岩相划分的基础上,结合氩离子抛光和环境扫描电镜技术,分析了不同岩相的储集空间和页岩油赋存状态。济阳坳陷泥页岩的储集空间主要包括各类基质的孔隙和裂缝。富有机质纹层状泥质灰岩/灰质泥岩储集空间是方解石晶间孔、黏土矿物晶间孔、层间缝,孔隙最大,裂缝最发育;富有机质层状泥质灰岩/灰质泥岩储集空间是方解石晶间孔、黏土矿物晶间孔、(微)裂缝;含有机质块状灰质泥岩储集空间是黏土矿物晶间孔,孔隙最小,裂缝不发育。不同岩相有不同的赋存状态,富有机质纹层状灰质泥岩相/泥质灰岩相和层状灰质泥岩相/泥质灰岩相以游离态为主,含有机质块状灰质泥岩相以吸附态为主。建立了富有机质纹层状-层状岩相和含有机质块状岩相2种页岩油赋存模式。     

陆相页岩油甜点地球物理表征研究进展

针对中国东部陆相页岩油甜点地球物理预测技术适应性不足等问题，从基础研究入手，构建陆相页岩油层岩石物理模型，分析地球物理响应特征；开展地质-测井-地球物理融合分析，认为富有机质纹层状岩相+裂缝为富集主控因素；在岩相、TOC、物性、含油性、脆性、压力、地应力等地震预测方法研究的基础上，攻关纹层状岩相、裂缝及地应力地球物理预测技术。基于岩石物理模型与各向异性叠前反演，形成层理缝密度预测方法，将层理缝密度地震属性作为沉积约束参数，实现纹层状岩相有效预测；基于正交各向异性介质AVAZ属性，提高裂缝表征精度；基于岩石三模量实现地应力大小预测，基于层间速度变化率预测地应力方向。通过研究，厘清了陆相页岩油甜点要素，明确了甜点要素指标体系以及岩石物理、地球物理响应特征，完善与建立了相应的甜点地球物理表征方法，在济阳坳陷预测了页岩油有利目标区。     

渤海湾盆地济阳坳陷陆相页岩油吸附控制因素

在页岩油勘探中,页岩吸附油量及其控制因素对于页岩油资源评价及有利区预测具有重要意义.以渤海湾盆地济阳坳陷沙河街组页岩为研究对象,通过改进的热解实验确定页岩吸附油量,利用分子模拟技术,微观吸附机理和宏观实验测试结果相结合,剖析了页岩物性、矿物组成和页岩油组分、有机质成熟度及温压等因素对吸附量的影响.结果表明:页岩孔隙体积...