陆相页岩油测井评价关键技术获得重大突破

我国陆相页岩油勘探开发亟须解决关键地质参数精细刻画面临的难题,中国石油以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油为主要研究目标,以配套的岩石地化、物性、含油性为基础,在页岩油润湿性、赋存状态等关键地质参数测井表征方法研究方面取得重要突破。     

中国陆相页岩油勘探理论与技术进展

陆相页岩油是一个全新领域,近期的勘探实践已在鄂尔多斯盆地、松辽盆地、渤海湾盆地、准噶尔盆地、柴达木盆地等不同页岩层系取得了重要进展,截止2022年底,页岩油探明、控制、预测三级地质储量达44亿t,2022年产量达318万t。页岩油勘探理论和技术也取得了一系列进展,创新了有机母质类型分析与有机质生排烃实验、储层表征技术、页岩油赋存状态与含油性分析、保压取心与现场测试等页岩实验测试分析技术,基本上能满足页岩油相关实验测试要求;在细粒沉积与有机质富集机理、陆相页岩纹层结构与组合类型、储层孔缝结构与储集性、页岩油富集机理取得了一系列新的认识,指导了重点地区选区选带评价研究。研发了烃源岩品质测井评价、储层品质测井评价、工程品质测井评价、岩石物理敏感参数分析和定量预测、多任务学习储层参数预测、各向异性地应力预测、水平井地震地质导向评价、富集层（甜点）综合评价等技术,并推广应用,在页岩油储量提交、甜点区优选、水平井部署、随钻导向预警和钻完井工程改造方面提供了重要且面向全周期的技术支撑。但陆相页岩油规模勘探与效益开发目前还面临诸多挑战,必须建立全新的研究内容与研究重点,特别需要把研究精度升级并要加强微...     

典型陆相页岩油层系成岩过程中有机质演化对储集性的影响

在简要评述泥页岩层系成岩作用及微纳米孔隙发育特征研究现状基础上,选择渤海湾盆地古近系沙河街组和准噶尔盆地二叠系芦草沟组为实例,围绕陆相富有机质泥页岩层系成岩作用特点及储集空间发育机制进行了分析讨论,重点聚焦于有机质的成岩（生烃）演化过程对储集空间发育的影响。结果表明,早成岩作用阶段,随着成岩压实作用的进行,页岩层系孔隙度显著降低,特别是粗介孔向细介孔转化,致使中-细介孔相对增加;至早成岩作用末期和中成岩作用阶段（东营凹陷3 000~3 700 m深度）,在有机质早期生烃等作用的影响下,孔隙度出现新的峰值;此后,成岩压实又占主导地位,孔隙度又急剧下降,但酸性流体溶蚀形成的次生孔隙增多,微米级孔隙增加。酸性流体的溶蚀作用在沙河街组已有所显示,但以芦草沟组最为突出,是储集空间形成的主要原因。对芦草沟组主要储集岩的地球化学分析表明,有机碳含量越高的样品,其碳酸盐矿物的δ¹³C值越偏负,次生溶蚀孔隙也越发育。因此,富有机质页岩层系的成岩作用与一般泥页岩的成岩作用有显著差异,生烃作用形成的有机酸和酸性CO₂等对储层的溶蚀改造和优化具有重要意义,是控制页岩油“甜点”发育的主要因素之一。     

陆相页岩油宏观结构测井评价及其甜点优选

针对中国陆相页岩油的岩性复杂、宏观结构类型多样、孔隙结构复杂以及含油特征复杂等基本地质特点与油藏特征,基于电成像、二维核磁共振、三分量感应和阵列声波等测井新技术资料的目标化处理成果所精细揭示的页岩油宏观结构特征与微观结构特征,提出了微观结构与宏观结构相融合的页岩油甜点评价新方法（简称“双结构甜点评价法”）。其技术内涵主要有：（1）基于图像边缘检测方法,建立了电成像测井评价地层宏观结构的处理技术及其处理参数的优选方法,并从测量原理、探测体积和井筒环境适用性等3个方面,系统剖析了电成像边缘检测法、三分量感应电各向异性法和阵列声波刚度法等3种宏观结构评价方法的适应性,进而提出优选应用方法;（2）基于典型区块页岩宏观结构特征的系统对比分析,并在岩心精细描述刻度下,建立了上述3种测井评价方法的宏观结构分类标准;（3）基于储层物性、含油性和脆性三要素的微观结构特征,提出了有利宏观结构优选方法。研究表明,松辽盆地古龙地区白垩系青山口组一段、鄂尔多斯盆地三叠系延长组长73亚段以及柴达木盆地英雄岭地区古近系下干柴沟组（E32）页岩油的甜点分别主要赋存在纹层状黏土质页岩、薄互层状硅质页岩和薄互层状灰云质页...     

陆相页岩油储层评价关键参数及方法

勘探开发证实,陆相湖盆发育类型多样、分布广泛的页岩油,展现出巨量的资源前景。通过梳理中国陆相页岩油的主要勘探进展和地质认识,结合不同类型页岩油地质特征,重点研究了页岩油表征的关键参数及方法。研究结果表明：①页岩油实验项目主要包括有机地球化学、岩矿组分、储集性能、流体性质和岩石力学5个方面,可以优选出页岩TOC、总孔隙度、含油量、游离油量和有效厚度5个关键表征参数;②TOC是页岩中的总有机碳含量,燃烧氧化-非分散红外吸收法是其主要实验方法;③总孔隙度是页岩储集空间占岩石总体积的比例,可采用以物性与饱和度测试方法为核心的综合表征实验方法获得;④含油量是赋存于页岩储集空间内的烃类总量,包括自然条件的赋存烃量和人工干预的潜在烃量,中—高成熟度页岩采用密闭取心方法,中—低成熟度页岩采用含油率方法;⑤游离油量是页岩层系中可动的油气量,包括地层和开发条件下理论与实际的可动油量,采用密闭取心、核磁共振等实验和实际生产资料确定等方法获得;⑥有效厚度是指采用水平井开发时,单井控制的具有商业油气价值产出的页岩层段厚度,其存在上限和下限厚度值,采用测井"七性"评价方法获得。通过针对性优选出适用页岩油表征的关键参数及方法,对支撑中国陆相页岩油储量评价和产能建设具有重要意义。     

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。     

沧东凹陷陆相页岩油电性各向异性分析及计算

近年来水平井钻完井技术和分段分簇大型体积压裂技术大量应用于沧东凹陷Ek2段陆相页岩油的开发,由于水平井的电性响应特征与垂直井存在明显差异,以往基于垂直井的页岩油测井评价技术的应用受到限制。通过方岩样不同方向和不同地层角度的柱塞样电阻率测量发现,Ek2段陆相页岩油具有非常强的电性各向异性。分析发现,纹层和层间微裂缝高度发...     

陆相页岩油可动烃富集因素与古龙页岩油勘探潜力评价

通过对中国主要中高熟页岩油探区的地质特征和生产实践分析,结合分析化验结果,提出陆相页岩油能否投入规模开发需要兼备3个条件：初始产量有经济性、单井累计采油量有经济性与经试采证实的可动用储量有规模,明确了可动烃数量与品质是决定页岩油能否经济开发的关键,也是页岩油富集区/段评价需要关注的重点。研究提出可动烃富集评价指标包括：(1)形成滞留烃的物质基础,以TOC>2%为必要条件,3%～4%最好,母质类型为Ⅰ—Ⅱ1型;(2)滞留烃流动性,与烃组分构成及其中轻/重烃组分流动特征密切相关,可从热成熟度(R_o)、气油比(GOR)、原油密度、烃组分构成品质、保存条件等方面评价;(3)工程关联要素,包括孔喉主分布区、储集物性(含裂缝)、页理特征与成岩阶段。据此建立3类13项评价指标及参考值,评价认为古龙页岩油轻质油带可动烃富集条件最有利,其次为稀油带和黑油带,其中R_o>1.2%、压力系数大于1.4、有效孔隙度大于6%、原油密度小于0.82 g/cm³与GOR>100m³/m³的轻...     

泌阳凹陷陆相页岩油地质综合评价技术及应用

介绍了对泌阳凹陷陆相页岩地质综合研究过程中,形成的岩石学分析、测井储层评价、录井储层评价、地震储层预测、资源评价、目标区优选评价、水平井优化设计及开发方案优化设计八项技术。明确了泌阳凹陷页岩储层的岩相类型、储集空间类型及发育特征、测录井响应特征、储层地震响应特征、裂缝分布特征及页岩油资源规模等。利用目标区优选评价技术结合测录井及地震储层预测评价结果,优选评价了泌阳凹陷页岩油勘探有利目标区,通过钻井证实了泌阳凹陷陆相页岩油的良好勘探潜力。利用开发方案优化设计技术初步设计了已取得勘探突破的5号页岩层的开发井网,为页岩油的后期开发提供了保障。     

一种评价页岩油含油性的测井方法

吉木萨尔凹陷位于准噶尔盆地东部,是中国陆相页岩油的典型代表区域。凹陷内芦草沟组发育上、下2套页岩油“甜点”段,储层岩性和孔隙结构复杂、物性较差,利用测井方法进行储层含油性评价难度较大。为准确评价储层含油性,有效识别流体性质,综合利用密闭取心饱和度分析结果和总有机碳含量与油的碳含量之间的约束关系,改进了利用核磁共振测井计算含油饱和度的T_{\mathrm{2}}截止值确定方法,在此基础上计算含油饱和度及储层可采性指数,并深入分析了含油饱和度、储层可采性指数的关系及含油性评价效果。实际应用结果表明,该方法对于准确评价混积岩型页岩油的含油性具有重要实用价值。     

泌阳凹陷页岩油富集段资源评价及有利区预测

页岩油资源开发能否取得成功主要取决于2个方面,一是页岩油的资源丰度,二是页岩油的可采性.文中通过建立页岩油富集段划分标准以及泥页岩有机非均质性的测井识别,对我国最早取得页岩油突破的泌阳凹陷进行了页岩油富集段划分,并对其资源潜力进行了评价,结合泥页岩无机非均质性测井识别与原油物性分析指出,泌阳凹陷页岩油勘探开发的有利区为东南部工区.     

中国陆相页岩油开发前景与挑战

随着中国页岩气勘探开发进程的推进,页岩油的勘探开发受到越来越多的关注。通过对国内外页岩油勘探开发现状追踪调研,并结合近年来泌阳凹陷陆相页岩油勘探实践,从页岩油的含义与基本特征入手,对中国陆相页岩油的形成条件、资源规模、勘探开发关键技术及面临的问题进行了深入分析。研究表明中国陆相断陷湖盆页岩油形成条件有利,资源丰富;中国目前现已初步形成了适合于陆相页岩地层的地质综合评价技术、水平井钻完井及多级分段压裂技术,并在泌阳凹陷、济阳坳陷等地区应用取得了页岩油勘探重要进展;目前制约中国陆相页岩油开发进程的主要问题集中反映在陆相页岩油渗流机理、甜点区评价等基础地质认识,旋转导向系统、微震裂缝监测技术等核心工程技术自主化,以及如何实现效益开发等3个方面,它们将是今后陆相页岩油开发进程中的攻关重点。     

陆相超细粒页岩油储层沉积机制与地质评价

超细粒(粒径＜10μm)沉积储层中蕴含有50％以上的页岩油资源,是页岩油产量二次增长的重要领域,但当前对其成因机制和地质评价方法认识不清,制约了页岩油勘探开发突破.综合利用中国主要陆相页岩油盆地资料,厘定超细粒沉积岩的形成机制,按照其物质来源将超细粒沉积物划分为陆源型、内源型、热液-火山来源型、混合来源型4类,结合沉积...     

松辽盆地陆相页岩油富集条件及勘探开发有利区

陆相页岩油是中国独具特色的非常规油气资源类型,已经成为中国石油增储上产的重要阵地。通过系统阐述松辽盆地古龙地区页岩油(古龙页岩油)的勘探开发历程,总结陆相页岩油富集成藏的地质条件,明确资源潜力,并指出古龙页岩油有利区及下一步勘探开发方向。研究结果表明：(1)古龙页岩油主要经历泥岩裂缝油藏、夹层型页岩油和页岩型页岩油3个勘探开发阶段;(2)古龙地区页岩为陆相淡水—微咸水湖盆成因,层状藻富集,形成了分布面积广、厚度大、生油能力强的富有机质页岩,奠定了古龙页岩油规模发育的物质基础;(3)古龙地区页岩发育大量微米—纳米级有机质生烃缝、孔隙和天然裂缝,为页岩油提供富集空间和渗流通道;(4)古龙页岩油热演化程度高,有机质大量生油,原位超压保存,地层能量充足,有利于页岩油的开发动用;(5)古龙页岩油顶、底板岩性致密,断层封堵性好,为古龙页岩油大规模连片分布提供宏观保存条件;(6)古龙页岩油有利区分布面积为1.46×10⁴km²,为大规模连续分布的超压页岩油藏,资源量巨大,石油资源量为(100～150)×10⁸t,齐家—古龙凹陷轻质油带...     

中国陆相页岩油研究进展与关键科学问题

中国陆相盆地页岩油资源丰富,是中国油气增储上产的重要战略接替领域.限于陆相盆地特殊复杂的地质条件,陆相页岩油的富集规律与主控因素不够明确,中国陆相页岩油勘探所面临的关键科学问题仍然有待进一步研究.通过充分调研国内外以细粒沉积、烃类赋存以及流体运移为重点研究页岩油的最新进展,结合中国陆相页岩油勘探进展,对比总结了陆相和海...     

陆相页岩油有利岩相优选与压裂参数优化方法

综合高精度岩石物理实验、数字岩心以及测井新技术资料,系统描述了鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段3亚段陆相页岩油的页岩岩相特征及其识别方法,根据每类页岩岩相的内幕特征确定了"油气甜点"有利岩相分布层段与平面展布规律.研究认为,高TOC含量页岩岩相是陆相页岩油的源岩基础,但不是产量的主控因素;孔隙结构良好和储集空间发育的页岩岩...     

页岩油综合甜点测井评价——以沧东凹陷孔店组二段为例

地质甜点和工程甜点的识别与融合是实现页岩油效益开发的关键,以沧东凹陷孔店组二段页岩油为例,基于高精度岩石物理实验和常规测井资料,建立了页岩油综合甜点测井评价方法。利用最优化、神经网络、多元非线性拟合以及测井属性分析等技术手段,分别建立了页岩岩性、储集物性、含油性、脆性、断裂韧性、地应力特性以及天然裂缝发育程度等产能敏感参数的测井定量预测模型。进一步构建了表征地质甜点的储油指数、表征工程甜点的可压指数和缝网复杂指数。采用几何平均法建立页岩油综合甜点评价指数,实现了页岩油综合甜点分类,形成了各类综合甜点的地层参数评价标准。通过分析处理沧东凹陷孔店组二段11口页岩油试油井的测井资料,验证了分类方法及评价标准的有效性。研究方法及认识可以为页岩油勘探开发部署、压裂方案优化及储量评价提供必要的技术支撑。     

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。