东营凹陷古近系泥页岩中可溶有机质特征与页岩油“甜点”预测

可溶有机质作为页岩油的重要载体,所蕴含的丰富信息对页岩油"甜点"预测具有重要意义。选取东营凹陷沙四段下亚段、沙四段上亚段、沙三段下亚段和沙三段中亚段泥页岩样品,对其可溶有机质族组分及饱和烃色谱进行分析,据可溶有机质含量、族组分及轻质烃含量等特征,确立反映页岩油丰富程度的参数(可溶有机质含量和饱和烃含量)及表征页岩油流动性的参数(流动性指数、轻质烃含量和轻质烃散失量)。结果表明,沙四段上亚段和沙三段下亚段可溶有机质含量与饱和烃含量明显高于沙四段下亚段和沙三段中亚段,以沙四段上亚段最高;沙四段上亚段和沙三段下亚段可溶有机质中流动性指数较沙四段下亚段和沙三段中亚段更高,同时沙四段上亚段具有更高的原始轻质烃含量和轻质烃散失量。综合分析认为,沙四段上亚段和沙三段下亚段是页岩油有利发育层段,其中以沙四段上亚段最好,是东营凹陷古近系页岩油"甜点"优选目标区。     

大民屯泥页岩非均质性及对页岩油分布的控制

大民屯凹陷勘探实践证实沙四段存在着丰富的页岩油资源,从泥页岩的有机非均质性入手,借助实验测试及改进模型测井方法,开展泥页岩的有机非均质性评价,从而识别出页岩中有机质富集段。结果表明：有机质富集段的泥页岩ＴＯＣ 高,生烃潜力大,含油性较好,是页岩油发育和聚集的有利层段,也是非常规资源勘探的现实目标。该项研究结果为深入认识页岩油的分布规律和下一步的勘探部署提供依据。     

廊固凹陷古近系沙河街组古湖泊环境与有机质富集机制

通过对廊固凹陷古近系沙四—沙三下亚段泥岩样品的元素地球化学、有机地球化学和同位素地球化学分析,结合湖泊的发育演化和古气候变化特征,探讨湖泊演化过程中水体盐度、氧化还原条件和生产力变化及其有机质富集机制。廊固凹陷在湖泊形成期(沙四段)湖盆构造活动弱,气候干热,湖泊水体盐度高,易形成盐跃层,使底层水处于稳定的缺氧条件,表层水体古生产力较低,有机质富集程度低;在湖泊鼎盛阶段(沙三下亚段)盆地强烈下陷,气候暖湿,湖泊水体为淡水,底层水体为弱还原环境,由于地表径流带来大量营养物质,表层水古生产力较高。湖相沉积物中有机质的富集程度受古湖泊不同演化阶段生产力和氧化还原条件的控制。沙四段有机质富集主要受底层水缺氧环境控制,沙三下亚段有机质富集与表层水的高生产力密切相关。     

渤海湾盆地辽河西部凹陷陆相页岩油气富集条件与分布模式

在大量泥页岩样品化验测试的基础上,分析了渤海湾盆地辽河西部凹陷页岩油气富集的条件,探讨了陆相裂谷盆地页岩油气分布特征和分布模式。研究认为,西部凹陷古近系沙四段和沙三段泥页岩累计厚度大、连续性好,有机质以腐泥型为主,发育一定量的腐殖型;有机质丰度高,TOC平均2.67%,热成熟度中等,R_o值0.4%~1.5%;泥页岩孔隙和裂缝较发育,孔隙以粒间孔和溶蚀孔最为发育,裂缝以构造缝和页理缝为主;储集物性好,含油气量高,具备页岩油气富集的基本条件。受沉积相、有机质类型与热成熟度联合控制,西部凹陷以发育页岩油为主,同时局部地区发育页岩气,页岩油气在纵向上和横向上有规律分布。纵向上,沙四段底部到沙三段上部地层依次发育页岩油气—页岩油—页岩气;横向上,断陷沉积中心以页岩油发育为主,盆地斜坡区为页岩油气频繁互层区域。      

松辽盆地南部陆相页岩油气勘查突破及意义

松辽盆地自下而上发育下白垩统断陷层和上白垩统凹陷层双层结构,其中沙河子组二段和青山口组一段分别是断陷层和凹陷层的重要的页岩富集层系。为查明松辽盆地南部长岭凹陷、梨树断陷页岩油气资源潜力,围绕关键地质和工程问题,系统开展古环境恢复、有机地球化学分析、储层精细评价、参数井钻探和地层含油气性测试等工作,部署实施的吉页油1HF和吉梨页油1井分别获高产工业油流和气流,实现了松辽盆地南部陆相页岩油气勘查突破。研究结果表明：(1)长岭凹陷青一段发育陆相高TOC深水层理型和陆相中—高TOC半深水纹层型页岩,其中层理型页岩有机质丰度高、总含油量高,储集空间以层理缝为主,纹层型页岩有机质丰度中等,可动油含量高,储集空间以粒间孔隙为主;(2)梨树断陷沙二段发育一套富钙质、富硅质、富凝灰质的混积页岩,其沉积受控于火山活动、咸化湖盆、层序有序叠置等多重地质事件,该套页岩具有较好的生烃、储集、保存和压裂条件。(3)长岭凹陷青一段实施的吉页油1HF井水平井,首次实施超临界CO₂+高黏液造缝复合储层压裂后,获得16.4m~3/d的高产页岩油流;梨树断陷沙二段吉梨页油1井,用超临界CO_2...     

断陷湖盆咸化环境沉积与页岩油气关系——以东营凹陷、渤南地区为例

为明确咸化环境沉积与页岩油气的关系,综合应用岩心、扫描电镜及地球化学、测井等资料,在恢复湖盆咸化过程的基础上,建立了不同咸化阶段沉积序列,并对不同咸化阶段沉积岩性的生烃能力、储集性、含油性和可动性等进行综合研究。济阳坳陷整体表现出沙四段上亚段比沙三段下亚段古盐度高的特征,但是不同凹陷咸化演化程度略有不同。盐度变化控制了岩性的演化序列,在高盐水阶段主要形成膏岩—芒硝—膏质泥岩—白云岩的岩性组合序列;在咸水阶段主要形成灰岩—泥质灰岩/灰质泥岩的岩性组合特征,灰质与有机质呈纹层出现;在微咸水—半咸水阶段主要形成泥质灰岩/灰质泥岩—灰质泥岩/泥岩的岩性组合特征。咸水阶段形成的纹层状(层状)泥质灰岩/灰质泥岩生烃能力强、储集性好、含油性高、可动性好,最有利于页岩油气富集。     

博格达地区芦草沟组页岩油散失量研究

页岩油散失是叠合盆地复杂构造区页岩油资源评价中的薄弱环节。保存条件研究对页岩油散失的影响及其量化表征以及对于叠合盆地"残留"页岩油资源的科学评价及勘探具有重要的现实意义。以准噶尔盆地博格达地区中二叠统芦草沟组为例,以大量露头和岩心样品的岩石薄片、全岩X衍射、有机碳及热解等测试资料为基础,对芦草沟组泥页岩层系开展岩性岩相特征、储集特征、有机地球化学特征、含油性及保存评价单元等方面的研究,建立不同岩相、不同保存评价单元的有机质丰度与含油率关系模型,采用相对保存系数对页岩油散失量进行量化表征。结果表明:芦草沟组发育凹陷区、构造稳定区、冲断改造区和地表出露区4类保存评价单元,并发育基质型和夹层型2种页岩油岩相类型;储集空间、孔隙结构及保存条件控制了不同岩相储层的含油性差异,基质型岩相有机碳含量与含油率为幂函数关系,夹层型岩相两者为线性函数关系;建立了不同评价单元基质型和夹层型岩相页岩油的相对保存系数权重量化赋值模型,实现了页岩油散失量的量化表征。研究成果为复杂构造区页岩油资源量评价提供了一种思路方法。     

泌阳凹陷深凹区页岩非均质性与含油性特征分析

页岩的非均质性和含油性研究,对揭示页岩油微观富集规律和页岩油开发都具有重要意义。运用地球化学、核磁共振、岩心观察、X衍射等方法,对南襄盆地泌阳凹陷页岩岩性、矿物组成、有机质丰度、孔渗性和含油性等特征进行了研究。结果表明:泌页1井5号页岩层有机质丰度呈中部高、顶底低的分布特点;中部和底部页岩段的含油量比顶部高;顶部页岩段粉砂质质量分数较高,中部页岩段灰质质量分数较高,底部页岩段云质质量分数较高;页岩中陆源碎屑矿物质量分数随深度增加而增多,黏土矿物质量分数则相反,碳酸盐矿物质量分数呈中部高、顶底低的趋势;页岩渗透率随深度增加而增大,而孔隙度变化不大;页岩层形成于干旱气候下具有中—高等生产力的咸水还原环境中;有机质丰度、脆性矿物质量分数、孔隙度和烃类微运移作用是影响页岩含油量的主要因素;与高有机质丰度页岩层段相邻的泥质粉砂岩和云质页岩夹层是页岩油开采的有利层段。     

汶东凹陷页岩油发育特征及富集控制因素分析

汶东凹陷为鲁西隆起中—新生界中小型断陷盆地,其泥页岩沉积厚度大、埋藏浅,具有较高页岩油勘探价值。根据中国地质调查局新完钻的汶页1井的钻探资料,分析汶东凹陷大汶口组页岩油发育特征及富集控制因素。汶页1井钻探结果显示,在汶东凹陷沉降中心附近的大汶口组中、上段发育厚度约为500 m的有效烃源岩,主要分布于大汶口组上段和中段上亚段;烃类以页岩油形式聚集,含油率普遍大于1.5%,在埋深为440~560和700~820 m发育2个页岩油富集层段,具有一定的页岩油资源潜力。研究区大汶口组页岩油的富集规律受沉积环境、有机质丰度和裂隙(层理)发育程度等3个主要因素控制。研究结果表明,深湖—半深湖沉积环境有利于有机质保存,为油气生成提供物质基础;有机质丰度和含油率呈良好正相关关系,决定了研究区大汶口组的生油能力;裂隙(层理)为页岩油提供良好的储集和渗流通道,有利于页岩油的富集成藏。     

东营利津洼陷沙四段页岩含油气量测定及可动油率分析与研究

建立了页岩内含气量、液态轻质油、重质油的系统测定方法及页岩可动油实验方法,并对东营凹陷利津洼陷古近系沙河街组沙四段页岩样品的含气量、含液态油量、液态油性质及可动油率进行研究。研究结果表明:利津洼陷沙四段页岩含气量较低,勘探以页岩油为主。而液态油中含有较高的轻质油含量,并且具有较高的可动油比例,有利于利津洼陷沙四段页岩油的勘探开发。     

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。     

霸县凹陷古近系烃源岩生物标志化合物特征及对油气成藏的贡献

综合利用地球化学、测井、地震等资料研究霸县凹陷烃源岩的生烃潜力、有机质类型、母质来源及沉积保存条件。根据烃源岩与原油的生物标志化合物参数特征进行油源对比,厘清各套烃源岩对油气成藏的贡献。研究结果表明,霸县凹陷发育沙四段、沙三段下亚段及中亚段、沙一段下亚段4套烃源岩,具有生排烃潜力大、有机质类型好的特点,且均已进入生烃门限。其中,沙四段和沙三段下亚段、中亚段烃源岩分布较广,沙一段下亚段烃源岩仅分布于研究区南部地区。生物标志化合物参数分析结果揭示,研究区4套烃源岩的有机质输入与沉积保存条件存在差异,沙四段和沙三段下亚段有机质供应相对于沙三段中亚段和沙一段下亚段充足,但是沉积保存条件却相对较差。通过油源对比发现,霸县凹陷的原油可以分为3类单源油及2类混源油,沙三段下亚段和中亚段烃源岩是现今已发现油藏的主力贡献烃源岩,沙四段烃源岩的有机质丰度较高、生烃潜力大,但已发现以沙四段烃源岩提供油源的油藏多呈近源零星分布于深层及潜山,表明霸县凹陷以沙四段烃源岩为油源的深层及潜山油藏应具有较大的勘探潜力。     

陆相盆地不同岩性页岩含油性及可动性比较——以渤海湾盆地东营凹陷古近系沙四上亚段为例

根据矿物组成特征,将渤海湾盆地东营凹陷古近系沙河街组四段上亚段页岩划分为2类岩性:灰质泥岩和泥质灰岩。利用X衍射分析、镜下观察、地化分析、孔隙度测试及压汞分析等技术手段,探讨了该区不同岩性页岩在有机质丰度、含油性、储集性特征和页岩油可动条件方面的差异。灰质泥岩比泥质灰岩具有相对更高的有机质丰度和更好的含油性;灰质泥岩具有相对较高的孔隙度,但孔喉一般偏小,而泥质灰岩孔隙度相对较低,但大孔隙喉道更为发育。从含油饱和度指数、矿物对原油的吸附能力、黏土矿物的转化程度方面比较灰质泥岩和泥质灰岩中页岩油的可动性,认为泥质灰岩中的页岩油比灰质泥岩中的页岩油具有更好的可动性条件。      

济阳坳陷古近系页岩油气形成条件

中国东部胜利油区济阳坳陷古近系主要发育陆相泥页岩沉积,至今尚未对陆相页岩油气形成进行系统研究。通过大量试油、录井、测井及测试资料分析认为,济阳坳陷发育沙四段上亚段、沙三段下亚段和沙一段3套陆相泥页岩,其分布面积广,厚度大,有机质丰度高,有机质类型以I—Ⅱ1型为主,有机质成熟度已进入低成熟—高成熟演化阶段,无机矿物中脆性矿物含量高,表现出碳酸盐岩含量高、普遍含有一定量石英的特征,且各类微孔隙、微裂缝发育,形成的网状储集体系为油气的赋存与流动提供了空间,具备形成页岩油气的物质基础和储集条件。济阳坳陷沙四段上亚段页岩油气主要分布于东营凹陷、沾化凹陷和车镇凹陷郭局子洼陷;沙三段下亚段页岩油气主要分布于各凹陷的洼陷中部地区;沙一段页岩油气分布于沾化和车镇凹陷中部地区。     

东濮凹陷北部沙三段页岩油成藏地质条件分析

东濮凹陷北部沙三段泥页岩有机质丰度较高,热演化程度适中,含油泥页岩厚度较大,埋深条件较好。通过ＣＴ 扫描、单偏光显微镜、扫描电镜、比表面分析及全岩分析,认为泥页岩储层孔隙总体以微裂缝为主,结构以中孔为主,脆性矿物含量较高,泥页岩含油率较高,同时盐岩广泛发育,为页岩油的保存提供了良好的条件。结合成藏地质条件、构造因素和常规油气富集条件,认为濮卫次洼、柳屯、胡庆地区为页岩油发育的最优有利区。     

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     

中国典型盆地陆相页岩油组分评价及意义

页岩油组分是揭示页岩油富集机制的基础，也是研究页岩孔隙内油-水-岩相互作用必不可少的参数。选择松辽盆地古龙凹陷白垩系青山口组一段纯页岩型页岩油、渤海湾盆地济阳坳陷东营凹陷古近系沙河街组四段纯上次亚段过渡型页岩油和鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段3亚段纯页岩型页岩油作为研究对象，利用保压取心、常规取心、页岩层段产出油及高压釜热模拟产物，开展全烃色谱、热解气相色谱等实验，进行不同成熟度和不同类型页岩油组分系统评价。总结获取页岩油组分的方法，对比不同方法评价结果，讨论页岩残留烃组分的控制因素，提出页岩油组分评价方案。明确了产出油组分、热释烃组分、抽提物组分和热模拟产物组分间的差异以及上述评价方法的局限，解释了高有机碳丰度层段高含油率原因，高有机碳丰度层段代表高含油率，但不一定代表页岩油可动比例高。页岩热演化程度直接控制页岩油组分，有机质丰度和孔隙结构对页岩残留烃组分有一定影响。在页岩含油率评价、流体赋存特征以及页岩油富集机制研究时需考虑烃类散失，尤其是中-高成熟页岩。不同成熟度页岩油的组分评价为揭示页岩纳米孔内流体赋存特征提供新的方法。     

渤海湾盆地沾化凹陷湖相泥页岩地球化学特征及有机质富集规律

以渤海湾盆地沾化凹陷罗69井沙三下亚段湖相泥页岩为研究对象，在层序地层框架下，研究了不同体系域湖相泥页岩的地球化学特征，阐明了沉积环境的演化过程及有机质富集规律，为非常规页岩油有利目标的识别提供理论支持。测井与岩性组合揭示沙三下亚段层序自下而上分为湖侵体系域、早期高位体系域和晚期高位体系域。生产力和保存条件是有机质富集的控制因素，二者缺一不可。较高的生产力和较好的保存条件共同决定了早期高位体系域最有利于有机质富集，也为其成为良好的页岩油开发层系提供了良好的物质基础。      

湖相页岩滞留烃形成条件与富集模式——以渤海湾盆地黄骅坳陷古近系为例

湖相页岩层系与海相相比地质条件更加复杂,勘探开发难度更大,实现湖相页岩油效益勘探开发首先必须明确页岩滞留可动烃富集高产地质规律。以渤海湾盆地黄骅坳陷古近系孔二段和沙三段页岩层系为例,在前期上万块岩心样品分析联测基础上,结合最新的30余口已钻水平井的试油、试采和地球化学资料,对湖相页岩滞留可动烃富集条件及模式等进行了综合研究和分析。研究表明,适中的有机质丰度(TOC值为2%～4%)可使页岩层系含油性与脆性达到最佳匹配,既富集油又利于工程改造;古湖盆大小和物源供给强度的适中匹配是造成页岩层系有机质丰度与脆性矿物含量最佳耦合的内在因素;适中的热演化成熟度(Ro值为0.7%～1.0%,埋深为3 200～4 300 m)是页岩层系热演化生油与干酪根吸附油最佳匹配区间,该阶段滞留可动烃量大;适中的成岩演化阶段(中成岩A期3 200～4 300 m)利于形成大量的溶蚀孔、有机质孔等,为页岩油的富集提供储集空间;适中的天然裂缝发育程度(未破坏页岩油顶底板盖层条件)利于页岩油的储集、渗流与保存。该研究成果突破了有机质丰度高、成熟度高、天然裂缝发育程度高利于页岩油富集的笼统认识,指导了沧东凹陷孔二段及歧口凹陷沙河街组页岩油气甜点的综合评价及井位部署,沧东凹陷孔二段页岩油实现了工业化开发的重要突破,歧口凹陷沙三段页岩油获重要发现苗头,展示了湖相页岩油良好的勘探潜力。图12表3参47     

辽河西部凹陷页岩油气富集主控因素

研究发现,泥页岩的有机质含量、成熟度、有机质类型、孔缝特征及厚度等内部因素是其能否富集的关键条件。以沙河街组沙三下亚段(Es33)和沙四上亚段(Es41)为例,在页岩油气影响因素研究的基础上,运用多因素综合评价、部分因素重点分析的方法,分别揭示Es33及Es41页岩油气富集的主控因素。综合认为,Es33有效厚度大,有机质丰度中等,热演化程度适中,有机质类型多样,气测异常明显、含油气性好,页岩油气共生,主要受有机质丰度影响;同Es33相比,Es41具有较高的有机质丰度,但有机质类型与热演化程度匹配较差,未能达到页岩气富集的条件,主体发育页岩油。因此,明确页岩油气富集的主控因素,是寻找页岩油气赋存有利区域的前提,对辽河坳陷页岩油气的勘探开发具有现实意义。