从传统理论体系到创新理论思维——以含油气盆地研究和烃源岩生烃理论为例

创新理论思维是产生创新理论的基础和前提,而创新理论是相对传统理论体系而言的,创新理论的形成其实就是从传统理论体系到创新理论思维的研究过程.例如目前在含油气盆地研究方面有两种思维方法:一种是传统大地构造理论体系,其研究内容主要是形态描述和成因分析,沉积盆地与油气富集的关系则主要通过含油气盆地类型与油气富集程度之间的统计数据来说明,这既误导了油气勘探的目标和方向,也误导了含油气盆地的研究方向;另一种是石油地质理论思维方法,它认为一个沉积盆地能否成为含油气盆地以及油气是否丰富,主要取决于盆地整体沉降阶段能否沉积完整的生、储、盖层及上覆岩层,特别是能否发育一套优质烃源岩并经热演化实现成烃过程,含油气盆地的研究内容主要是盆地发育史和石油地质演化史.在烃源岩生烃理论研究方面也有两种不同的思维方法:一种是干酪根热降解晚期生烃学说,它实际上是油页岩热解生成页岩油的翻版,其热降解模拟结果存在明显的理论脱离实际的问题,以生油岩的生油潜量代替实际生油量,导致用成因法计算的石油资源量存在概念性错误;针对该学说存在的问题,提出了烃源岩有限空间生烃理论思维的新概念,烃源岩在成岩演化和有机物热演化过程中,提供有机物热降解反应以及容纳生成石油的只能是烃源岩此阶段的孔隙空间,它是有限的,而且随着埋深的增加而减小.     

东道海子凹陷成6井二叠系烃源岩热演化史与生烃史

东道海子凹陷是准噶尔盆地重要的生油生烃凹陷之一,二叠系岩层是东道海子凹陷的主要烃源岩层位和主要油气产层。以成6井为研究对象,通过对该区的油气地质、地球化学分析,运用盆地模拟技术对该井在6490m左右的二叠系下乌尔禾组和风城组的烃源岩进行埋藏史、热演化史模拟分析。分析结果显示,东道海子凹陷从294Ma开始就以100m/Ma的沉降速率开始沉降,从晚二叠系开始沉降速率明显变小,到了早侏罗世(198Ma),东道海子凹陷在5Ma的时间段内快速沉降,到195Ma沉降速率有所下降,在150Ma时经历了一次抬升剥蚀,137Ma以后又进入短时间的快速沉降阶段,最后在110Ma时沉降速率开始缓慢下降,随后保持均匀沉降速率。风城组烃源岩早在中二叠世(265Ma)前就进入了生油门限,对应的古地温为120.4℃;下乌尔禾组的烃源岩在中三叠世左右(约240Ma前后)进入生油门限,对应的古地温为96.39℃。现今两套烃源岩都处于过成熟阶段。早三叠世至中侏罗世(250～166Ma)是两套烃源岩热演化的关键时期,中侏罗世(174Ma)和晚白垩世(96Ma)为两套烃源岩生烃的关键时期。     

美国页岩油开发现状及其巨大影响

美国继页岩气开发取得巨大成就后,在不放弃页岩气的同时,又将开发重点转向页岩油.推动美国页岩油开发的根本原因,是页岩气的快速发展推动天然气价格大幅下降,拉大了油气价差,促使美国液体成分丰富的页岩矿区将开发重点从天然气转向液体成分,从而使美国本土48个州的原油产量从2008年开始增加. 此外,部分页岩矿区的页岩油储量丰富也是原因之一. 目前美国页岩油开发的主要矿区是Bakken页岩层和Eagle Ford页岩层,其中Bakken 页岩油产量在2010年达到近40×l04bbl/d,计划2015年增至80× 104bbl/d;虽然现在Eagle Ford的页岩油产量低于Bakken,但从长远来看,其发展前景更好.不同机构均预测,由于页岩油的外发,美国原油产量会大幅增长,将成为全球第二大甚至最大的产油国. 美国页岩油开发将改变世界石油地缘政治格局,使世界能源供应的中心转移至美洲.同时,页岩油气开发已拉动美国炼油业和石化业复苏,给其国内经济恢复带来了动力. 中国亦拥有丰富的页岩油气资源,且水平井和压裂两大技术系列已整体上居于国际先进水平.但我国在页岩油气开发方面还存在一些问题,特别是在油气勘探开发区块管理上存在重大缺陷,必须继续进行改革,认真实施内外开放政策.     

克拉玛依百口泉油田地层水化学特征与油气成藏关系

石油（天然气）与地层水是一对孪生姐妹，油气的生成、运移、聚集、保存和散失都是在地层水的环境里或是在地层水的参与下进行的。地层水运动是油气运移聚散的动力和载体，其化学成分直接或间接地反映出油气赋存的环境与条件。地层水与油气在地质历史进程中的活动是相瓦依存、制约的因果关系。从水文地质观点和角度研究油气水的演化．剖析水一油相互作用的关系，掌握地层水对油气藏形成和分布的作用，同时利用地层水的某些离子特征和特征系数来反映油气的保存条件、地层的封闭程度、油气的运移规律。研究油田水文地球化学的目的在于寻找不同水文地质条件下油气运聚的水化学特征及其变化规律，而后利用水化学的变化特征来寻找有利的油气聚集带。因此研究不同地区不同层系的油田水文地质。也是寻找油气藏的一种方法，可为油气勘探提供依据，直接为生产服务。同时也是进行含油气远景评价的必备基础。     

2013年国内页岩气钻采技术综述

2013年,国内在页岩气开采方面又取得了一些新进展,特别是页岩气水平井钻井、固井和压裂技术渐趋成熟,针对页岩气开发的需要,形成了页岩气水平井钻井、压前评价技术、大型压裂设计和压后评估技术,并围绕井工厂化作业,初步形成了钻井、压裂等一体化设计和优化,以及边钻井、边压裂、边生产的交叉作业模式,促进了国内页岩气开发进程。基于有关文献,简要介绍了国内在页岩气钻井技术、钻井液技术、固井技术、压裂技术和环境保护方面取得的新进展。在页岩气开发方面,如何在学习借鉴国外先进开采技术和国内已经取得经验的基础上,结合国内页岩气资源实际,积极探索更经济、更高效、更环保的井工厂开发模式,尽快形成完善配套的实验测试、钻井完井、排采和大型分段压裂、环保型压裂液、钻井废液(渣)和压裂返排液处理等页岩气开发关键技术,是今后仍需努力的方向。     

全方位加速油气生产

近期中国油气界针对不同类油气的发展孰先孰后、孰重孰轻出现了一些争论。从主体技术(水平井和压裂)和环保措施上看,致密(砂岩)油气、页岩油气、煤层气等都是基本相同的。我国致密油气成功实现规模生产,已掌握的致密油气成套技术为煤层气和页岩油气的发展奠定了相当雄厚的技术基础,不但水平井和压裂各自形成了完整的技术链,而且配套构成了庞大的技术系列,如果再加上改革和监管体系的重大进展,将使以致密油气、页岩油气、煤层气为主体的非常规油气具备良好的发展前景。据估算,目前我国致密油、致密气的产量至少分别占全国油、气产量的1/4和2/5左右。但即使如此,我国由常规油和致密油、重油构成的石油产量增长缓慢,天然气产量增长远不能满足能源构成调整和城镇化发展的需要,这就迫使我们要拓宽油气供应的思路。就国内生产而言,要确立常规和非常规并举,非常规油气中大力促进后起的页岩油气和煤层气的开拓,关注油页岩、煤制油(气)、生物质制油(气)等的发展,这就构成油气广义多元化发展的战略思维,进而因地因时制宜地全方位加速油气生产。     

部分痕量元素在油页岩中的富集特性及挥发行为

选取吉林桦甸、广东茂名、吉林汪清、辽宁大平4个矿区的油页岩为研究对象,用电感耦合等离子发射光谱技术和原子荧光技术对油页岩中14种痕量元素的含量进行了测定.结果表明,油页岩中的痕量元素含量明显高于中国煤中对应元素的平均含量,特别是Mn、P、Ti.与国外煤相比,痕量元素As、Mn、Zn、V、Cu和Cr在我国桦甸油页岩中表现出高含量特性.与地壳丰度相比,油页岩中痕量元素具有比较明显的富集亲硫元素、贫亲铁和亲石元素的特征.同时,研究了燃烧温度对油页岩中痕量元素的挥发行为的影响.结果表明:所研究元素的挥发性均随燃烧温度的升高而增大,其中As、Pb和Zn表现出较强的挥发行为,茂名油页岩中的痕量元素在燃烧过程中表现出较高的稳定性.     

美国油气法上的联营规则启示

美国油气法上的联营制度是打破资源垄断,促进资源向资本转化的产权通道。油气联营的特殊规则具有促进资源勘探、开采,提高资源集约化经营和经济效益的功能,与我国倡导的整装勘查、集中开采有异曲同工之妙,这一经营方式对中国页岩气产业的制度完善提供了有力的法治参考。     

页岩气水平井钻井液技术的难点及选用原则

我国页岩气资源勘探开发已全面铺开。针对页岩气的成藏特征,页岩气开发以浅层大位移井、丛式水平井布井为主。由于页岩地层裂缝发育、水敏性强,长水平段钻井中不仅易发生井漏、垮塌、缩径等问题,且由于水平段较长,还会带来摩阻、携岩及地层污染问题,从而增大了产生井下复杂情况的几率。解决井壁稳定、降阻减摩和岩屑床清除等问题是目前页岩气水平井钻井液选择和设计的关键。选择页岩气水平井钻井液的原则是确保井壁稳定、润滑、防卡和井眼清洗。油基钻井液可提高水润湿性页岩的毛细管压力,防止钻井液对页岩的侵入,从而有效保持井壁稳定,同时还具有良好的润滑、防卡和降阻作用,是国内外目前采用最多的钻井液体系。当采用水基钻井液的时,利用低活性高矿化度聚合物钻井液或CaCl2钻井液以降低页岩和钻井液相互作用的总压力;采用浓甲酸钾、Al3+盐,可以通过脱水、孔隙压力降低和影响近井壁区域化学变化的协同作用产生良好的井眼稳定作用;对于有裂隙、裂缝或层理发育的高渗透性页岩应使用有效的封堵剂进行封堵;但对于强水敏性页岩地层,水基钻井液在抑制性方面仍然存在局限性。从环境保护的角度出发,甲基葡糖苷钻井液在井壁稳定机理方面与油基钻井液相似,未来可望作为有效的钻井液体系之一。随着以页岩气为代表的非常规油气资源的不断开发,为了满足安全钻井和环境保护的需要,未来页岩气水平井钻井液技术的研究应围绕高效、低成本水基钻井液和低毒油基钻井液来展开。     

国外页岩气资源储量评价方法分析

页岩气指储集在富含有机质的细粒碎屑岩中的天然气,全世界页岩气资源量估计为456×1012m3,主要分布在北美、中亚、中国、拉美、中东、北非和前苏联。目前,国内外页岩气发展势头强劲,明确页岩气资源规模,对于制定页岩气发展规划具有重要指导作用。通过研究分析,总结了国外计算页岩气资源常用的几种方法,包括类比法、体积法、测井分析法、物质平衡法、递减曲线法和数值模拟法等。其中,类比法主要用于页岩气新区、气田开发前和生产早期的资源评价。体积法是天然气资源量评估最常用的方法,它不依赖气井的生产动态趋势,是勘探开发前期和初期资源量及储量评估的最好方法之一。测井分析方法适用于钻井评价和开发期间,是以大量钻井、录井、测井及岩心分析工作为基础。物质平衡法在气田开发的中、后期应用十分普遍。递减曲线法适用于气田开发中、后期,以大量的生产数据为基础。数值模拟方法以生产数据为基础,适用于气藏开发阶段。我国页岩气资源的勘探开发刚刚起步,希望通过借鉴国外页岩气资源计算方法,对我国页岩气的资源开发有所帮助。     

混烧石油焦油页岩循环流化床灰渣特性的试验研究

在1 MW流化床(CFB)燃烧试验台试烧5种不同掺烧比例的石油焦和油页岩混合燃料.对燃烧产生的灰渣特性进行了分析研究.分析结果表明,石油焦和油页岩混合燃料试烧后形成的底渣和飞灰粒度与常规煤种相比趋于偏细;而且,随着混合燃料中油页岩掺烧比例的升高,对灰渣份额、燃烧效率、飞灰比电阻值、飞灰磨损特性等都有明显的影响.在钙硫比...     

新疆油田火山岩气藏体积压裂机理研究及应用

进行火山岩气藏压裂改造时,通常采用形成单一裂缝的增产改造技术,气井稳产时间较短.借鉴页岩气开发理念,深入研究火山岩气藏体积压裂机理.根据缝内压力传导的力学模型,研究不同液体体系对压力传导的影响,分析无滤饼压裂液体系对体积压裂的作用,优选出压裂液体系;建立不同角度天然裂缝开启的力学模型,确立体积形成的关键力学条件,并针对火山岩气藏压裂目的层的地应力结构进行实际分析.从储层矿物角度出发,研究对比火山岩储层的脆性系数;根据力学条件,结合压裂工艺过程,建立相关模型,优化研究体积压裂关键工艺参数,包括排量、压裂规模等;分析降阻水、线性胶、浓胶液三种不同黏度液体对裂缝网络的作用.在上述研究基础上,针对新疆油田DX1413井实际地质条件,分析该井进行体积压裂的有利条件,并进行压裂设计与改造施工,对施工曲线、施工过程、施工结果进行分析,得到了一些有益的结论,这些结论对火山岩气藏的开发有重要的启迪作用.