鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区上古生界气源岩分析

鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区上古生界天然气来源问题一直存在争议。在烃源岩沉积环境、分布特征分析的基础上,讨论了烃源岩的评价方法和标准,利用有机质类型、丰度、成熟度及生烃强度,开展烃源岩评价,确定了主力气源岩层位及分布特征。结果表明：研究区气源岩主要为上古生界太原组及山西组煤系烃源岩,岩性为煤层、炭质泥岩、暗色泥岩,其中煤层为主要的烃源岩;沉积相控制源岩展布,地质历史时期泥炭坪、扇三角洲平原、冲积扇扇缘沼泽等环境煤层发育好,泥岩厚度大;煤层有机质丰度高,炭质泥岩次之,暗色泥岩最差,参照煤系源岩评价标准,区内烃源岩为较好—非常好的烃源岩;研究区镜质体反射率值分布于0.6%~1.8%之间,呈由北向南增大趋势,全区进入生气阶段,泊尔江海子断裂附近及以南进入大量生气阶段;研究区内生气强度主要介于(10~40)×10⁸ m³/km²之间,具备形成大气田的气源条件。因此,研究区天然气来源具有原地性的特征,泊尔江海子断裂南部烃源岩优于北部烃源岩。     

中国大气田勘探领域与前景

2000-2010年,中国共发现大型气田19个,累计探明天然气地质储量达5.98×10¹²m³,开展大气田勘探领域的研究,对于解决储量接替问题、保障国家能源安全等都具有十分重要的意义。为此,分析了大气田形成的气源基础,认为中国天然气资源量大（70.44×10¹²m³）,分布相对集中于松辽、四川、塔里木、鄂尔多斯等7个含油气盆地,层系上主要分布于中生界和上古生界。总结了大气田的分布规律：①中国陆上沉积盆地多具有旋回叠加地质结构特征,古生界与中生界过渡时期的区域海陆沉积旋回形成间互分布的广覆式煤层、砂岩和泥岩,垂向上控制着大气田的分布层位;②烃源岩是大气田形成与分布的决定性因素,生气强度大于10×10⁸ m³/km2的稳定沉积、高效聚集区也能形成大气田;③区域盖层严格控制着大气田的分布。依据天然气的资源潜力、大气田的分布规律和各盆地的天然气勘探现状,认为未来大气田主要有5个勘探领域：致密砂岩领域、礁滩和岩溶领域、火山岩领域、内陆板块活动边缘快速沉积盆地领域和煤层气-页岩气领域。     

鄂尔多斯盆地晚古生代煤层作为气源岩的成烃贡献

鄂尔多斯盆地中部大气田的部分气源来自于上覆晚古生代煤层,为评价晚古生代煤层作为气源岩的成烃贡献,以盆地晚古生代原煤样和显微单组分热模拟实验结果为基础,利用盆地内292组显微组分含量数据参与计算煤的生烃强度,估算出全盆地晚古生代煤成气原始生成量为（328.82~579.48）×10¹² m³,中间值为463.20×10¹² m³,其中边浅部中间值为61.49×）×10¹² m³,中深部为401.71×）×10¹² m³;在讨论该盆地晚古生代煤的成烃贡献时,重点论述了吸附于煤储层本身、未纳入常规天然气贡献之列的理论吸附气量。结果表明,鄂尔多斯盆地晚古生代煤源岩的排烃系数为82%~90%,煤对气体的吸附容纳能力非常有限,绝大部分煤成气在形成之后都运移到了围岩中。     

延长石油集团非常规天然气勘探开发进展

延长石油集团通过强化地质认识,明确了鄂尔多斯盆地陕北斜坡具备形成非常规天然气的地质条件,而致密砂岩气和页岩气是当前最为现实的勘探开发领域。在地质勘探理念上,确定鄂尔多斯盆地的南部物源对古生界砂体的发育具有重要贡献,而频繁的水进水退作用是促进优质储层发育的最主要因素;建立了"成熟烃源灶迁移控藏"的成藏模式,以此预测致密砂岩气藏的空间展布;重视陆相页岩砂质纹层的气体赋存能力,找到游离气赋存空间;以地化、储层、测井、地震等多种学科相结合实现了页岩气储层甜点的地震预测。同时,形成了陆相页岩气水平井钻完井技术、致密砂岩气藏储层保护钻井液体系、VES-CO₂泡沫压裂技术、液态CO₂/滑溜水混合压裂技术等开发技术,保证了致密砂岩气和页岩气的规模化开采。以勘探开发一体化模式为指导,探明中生界页岩气地质储量677×10⁸m³,古生界致密砂岩气地质储量3000×10⁸m³,目前的天然气生产能力已达到6×10⁸ m³/a,基本打破南油北气的开发局面。     

低勘探程度盆地致密油气有利区预测技术在鸡西盆地的应用

针对低勘探程度盆地资料少、致密油气有利区预测难度大等问题,通过对国内外典型致密油气盆地油气聚集机理分析,研究成藏主控因素,形成了低勘探程度盆地致密油气有利区预测理论和流程,并提出相关标准。研究表明,油气生成、储层物性和构造稳定程度直接控制致密油气形成和分布。致密油气分布有利区标准为:存在有效烃源岩,进入生烃门限,且地质历史时期生烃强度下限为7×10⁸～10×10⁸m³/km²,与烃源岩剖面紧邻的储层地表渗透率在1.00 mD以下,区域地层倾角在4 °以下且断裂不发育。鸡西盆地城子河组地层具有有效生烃能力,源储相邻,致密砂岩储层中已有油气发现,具有致密油气远景。根据生烃、储层和构造背景综合分析,致密油气有利区分布在坳陷区附近,面积约为291.3 km²。该方法符合成藏机理且有可操作性,可为类似低勘探程度盆地致密油气勘探提供参考。     

中国致密砂岩气主要类型、地质特征与资源潜力

致密砂岩气已成为全球非常规天然气勘探的重点之一。中国致密砂岩气分布范围广,目前已在鄂尔多斯和四川等盆地实现了规模开发;致密砂岩气藏主要有低缓斜坡型、背斜构造型和深部凹陷型3种类型,其基本地质特征表现为以煤系源岩为主,生烃强度高,具有持续充注的气源条件;致密砂岩与烃源岩紧密相邻,大面积接触,以近距离垂向运移成藏为主;源储有效配置形成致密砂岩气大气区,局部富集。中国致密砂岩气的有利勘探面积约为32×10⁴km²,可采资源量达(8~11)×10¹²m³,目前中国致密砂岩气勘探开发技术已较成熟,具备加快发展的条件,在中国未来天然气发展中必将发挥重要作用。     

鄂尔多斯盆地准连续型致密砂岩大气田成藏模式

鄂尔多斯盆地大气田主要赋存于上古生界致密砂岩储层中,且广泛分布于上古生界中下组合特别是二叠系山西组与下石盒子组。研究表明,鄂尔多斯盆地致密砂岩大气田既非典型的不连续型常规气藏,又非典型的连续型非常规气藏,而是介于常规与非常规或不连续型与连续型之间的一种过渡类型,称之为准连续型天然气聚集。其主要特点是:天然气大面积准连续分布,无明确气藏边界;圈闭介于常规圈闭与无圈闭之间,主要由非常规岩性圈闭和动力圈闭组成;气水分布复杂,无明显边、底水;天然气运移为非浮力驱动,近距离成藏。这种大气田的形成与分布主要受烃源岩和储层等因素控制,其中优质烃源岩的大面积分布是控制致密砂岩大气田形成和分布最重要的因素。由于为近距离运移成藏,加之致密储层本身同时可起到一定封盖作用,鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩大气田形成的生气强度下限可以低至10×108 m3/km2左右。准连续型致密砂岩天然气成藏模式的提出,预示着鄂尔多斯盆地上古生界天然气资源丰富,勘探潜力较大。但另一方面,准连续型成藏模式的确认,也意味着传统的常规油气地质学的研究思路及勘探理念在鄂尔多斯盆地并不完全适用。     

成熟探区有效烃源岩的评价方法——以辽东湾地区为例

油气勘探成熟区预测资源量与勘探发现不符，问题可能在于有效烃源岩（特别是深层烃源岩）及其油气生成潜力没有得到正确地评价。在辽东湾地区，首先利用地球化学和地球物理手段对各凹陷中5套烃源岩进行了分层评价和油气生成模拟实验，计算得到油气生成强度；然后利用烃源岩埋藏过程中油气的生成模型、孔隙度变化模型及其油气饱和度，计算得到油气排出率，并根据烃源岩与砂岩的不同组合形式对油气排出效率进行校正，得到油气排出强度；最后将油气生成强度和排出强度与油气田储量规模进行了相关分析，根据相关性确定有效烃源岩的性质、分布以及对油气聚集的控制规律。结果表明，在辽东湾地区，生油强度大于25×10⁴t/km²（排油强度大于15×10⁴t/km²）的烃源岩可以形成储量规模大于500×10⁴t的油田，为有效烃源岩。其中，生油强度大于200×10⁴t/km²（排油强度大于125×10⁴t/km²）的烃源岩可形成储量规模大于5 000×10⁴t的油田，为优质烃源岩；而当生油强度低于25×10⁴t/km²（排油强度小于15×10⁴t/km²）时，没有规模储量的油气田，此类烃源岩为非有效烃源岩。与以往以有机碳含量的下限值分析为核心的有效烃源岩评价不同，这种利用油气生成强度和排出强度开展有效烃源岩评价的方法有利于推动中国东部成熟探区的油气精细勘探。     

鄂尔多斯盆地天环坳陷北段低生烃强度区致密气成藏富集规律及勘探目标

鄂尔多斯盆地天环坳陷北段上古生界煤系烃源岩生烃强度为（10~20）×10⁸ m³/km²,下石盒子组8段（盒8段）储层平均孔隙度为8.3%,平均渗透率为0.94×10^-3 μm²,裂缝相对较发育;试气出水普遍,同时多口井获高产工业气流,气水关系复杂;天然气富集规律不明,勘探目标优选困难。针对上述问题,通过对构造、烃源岩、储层等成藏地质条件及成藏主控因素的系统分析,明确了天环坳陷北段属低生烃强度区,气藏类型为构造—岩性复合气藏,改造期浮力调整对天然气二次成藏富集起到了关键作用,相对优质储层区局部构造高部位是首选有利区带。经过对烃源岩生烃强度、地层局部构造的精细刻画和储层的综合评价,优选了有利区带,积极助推了天环坳陷北段上古生界天然气勘探取得突破。     

苏里格地区天然气勘探新进展

苏里格地区位于鄂尔多斯盆地西北部,勘探面积约4×10⁴ km²。该区地表条件复杂、地震信噪比低,储层岩性复杂、非均质性较强,气层有效厚度较薄、单井产量低,勘探难度较大。近年来,中国石油长庆油田公司通过深化地质综合研究及勘探技术攻关,明确了苏里格气田有效储层分布和天然气富集规律,创新形成了地震有效储层预测、复杂气层测井评价、致密砂岩储层改造等先进适用的勘探技术。勘探目标从砂体预测转向有效储层与含气性预测,通过整体勘探,探明了我国第一个超万亿立方米储量的整装大气田,探明天然气地质储量规模达2.85×10¹²m³,同时在苏里格南部地区形成了新的资源接替区。预计2015年以前,苏里格地区的天然气储量规模可超过3.5×10¹²m³,天然气年产量将达到230×10⁸ m³。     

延长气田上古生界烃源岩评价及生排烃特征

延长气田位于鄂尔多斯盆地一级构造单元陕北斜坡中南部,是一个新探明的天然气富集区,对烃源岩的研究评价工作相对较薄弱,制约了该区的油气勘探进展。为此,通过对大量新探井岩心样品的有机质丰度、有机质类型、有机质成熟度等资料的综合分析,探讨了该气田上古生界烃源岩的展布特征、地球化学特征和生排烃特征。结果表明:①煤岩为该区最好的烃源岩,其有机碳含量介于60.18%~86.89%,累积厚度介于6~18 m,是该区上古生界天然气最主要的烃源岩,而泥岩则是天然气的第二位供应者,其中山西组泥岩属中等—很好的烃源岩,太原组和本溪组泥岩为好很好的烃源岩;②烃源岩干酪根的类型主要为腐殖型,其R。多大于2.0%,已进入过成熟—干气阶段;③上古生界烃源岩在中晚侏罗世—早白垩世末处于大量生排烃期,现今生烃强度介于(25~65)×10~8m~3/km~2,现今排烃强度介于(15~60)×10~8m~3/km~2,煤的生排烃强度大干泥岩。     

南黄海盆地科学钻探CSDP-2井上古生界-中生界烃源岩评价及海相油气勘探前景

依托南黄海盆地科学钻探CSDP-2全取心井岩心资料及其45块烃源岩样品的地球化学分析数据和12块含烃流体包裹体薄片的测温结果,在总结南黄海盆地烃源岩地球化学特征的基础上详细对比了其与上、中、下扬子板块烃源岩品质的异同并分析了其成因,进而结合油气显示和充注特征探讨了南黄海盆地上古生界-中生界的油气勘探前景。结果表明,CSDP-2井上古生界-中生界发育青龙组、龙潭组-大隆组和栖霞组3套区域性烃源岩层。其中,龙潭组-大隆组的有机质丰度以中-好为主且不乏优质烃源岩存在,其生、排烃强度最高达7.95×10⁶t/km²和1.65×10⁶t/km²;栖霞组烃源岩非均质性较强,碳质泥岩和臭灰岩的成烃演化基本处于成熟-高成熟阶段,生、排烃强度分别为6.52×10⁶t/km²和8.61×10⁵t/km²;青龙组泥质灰岩的生烃能力较弱,有机质丰度集中在中-差级别,排烃强度仅为1.27×10⁵t/km²。在沉积环境、有机质母源和生物生产率的共同影响下,南黄海盆地整体烃源岩品质与下扬子板块苏北盆地相当,但较上扬子板块四川盆地略差。同时,研究区海相地层经历了3期油气充注且已在CSDP-2井发现多处直接油气显示和气测高值异常,彰显了较为广阔的油气勘探前景。     

四川盆地中二叠统栖霞组与茅口组烃源岩的差异性

四川盆地中二叠统栖霞组和茅口组都具有良好的油气勘探前景,目前对这2套烃源岩的横向和纵向分布特征还鲜有报道。为此,通过对17口井111块栖霞组和茅口组岩心样品实测总有机碳含量(TOC)的标定,运用分段平均值法,建立了自然伽马测井曲线与烃源岩TOC的关系式,利用该关系式对全盆地117口井的上述2套烃源岩TOC进行了测井评价。结果表明:(1)横向上,栖霞组和茅口组烃源岩在全盆地均有分布,发育以川东地区为最好;(2)茅口组烃源岩在平面厚度、有机碳含量及生气强度等方面均优于栖霞组,前者厚度介于30~220 m,TOC介于0.5%~3.0%,为中等—好烃源岩,而后者厚度介于10~70 m,TOC介于0.5%~2.0%,为差—中等烃源岩;(3)纵向上,栖霞组烃源岩主要分布在栖一段,茅口组烃源岩主要发育于茅一段和茅二c层。结论认为:(1)栖霞组生气强度很低,绝大部分地区小于10×10~8 m~3/km~2;(2)而茅口组生气强度则明显较高,为10×10~8~60×10~8 m~3/km~2且大部分区域都大于20×10~8 m~3/km~2;(3)后者具备形成大型气田的物质基础。     

长庆油田天然气勘探开发进展与“十三五”发展方向

2013年中国石油长庆油田公司(以下简称长庆油田)在鄂尔多斯盆地建成我国最大的油气生产基地,2015年长庆油田天然气产量达到375×108 m~3。为了持续稳产和提质增效,首先总结了"十二五"期间长庆油田天然气勘探开发的成果,分析了天然气发展的有利条件:1天然气资源丰富;2勘探开发主体技术日趋成熟;3精细化管理水平不断提升;4天然气市场需求潜力大。然后梳理了长庆油田天然气发展所面临的挑战:1资源劣质化趋势明显;2已开发气田稳产能力减弱;3低产井随时间延长不断增多;4天然气市场供需矛盾显现。进而指出了"十三五"期间长庆油田天然气勘探开发的发展方向和目标:1天然气勘探围绕上古生界致密气、下古生界碳酸盐岩和新区新领域3个层次展开,实现天然气储量的快速增长及勘探领域的有序接替;2合理进行开发规划,重点做好老气田稳产工作,提高致密气采收率,加强新区产能建设,实现长庆气区天然气年产量稳中有升;3预计到"十三五"末,长庆油田天然气年产量将达到400×108 m~3。     

鄂尔多斯盆地致密油、页岩油特征及资源潜力

长庆油田对渗透率为0.3～1mD的超低渗透油藏已实现了规模有效开发。考虑到鄂尔多斯盆地石油勘探开发实际,将储集层地面空气渗透率小于0.3mD,赋存于油页岩及其互层共生的致密砂岩储层中,石油未经过大规模长距离运移的油藏称为致密油,包括致密砂岩油和页岩油2大类。延长组致密油主要发育于半深湖-深湖相区,以延长组7段（简称长7）油层组油页岩、致密砂岩和湖盆中部的延长组6段（简称长6）油层组致密砂岩最为典型。致密油具有分布范围广,烃源岩条件优越,砂岩储层致密,孔喉结构复杂,物性差,含油饱和度高,原油性质好,油藏压力系数低的特点。纳米级孔喉系统广泛发育是致密油储集体连续油气聚集的根本特征,延长组致密砂岩储层中大多数连通的孔喉直径大于临界孔喉直径,满足油气在致密储层中运移的条件。根据致密油层与生油岩层的接触关系,确定了3种致密油储集层类型：①致密块状砂岩储层;②砂岩-泥岩互层型储层;③油页岩型致密储层。鄂尔多斯盆地长6和长7油层组致密油分布广泛,初步预测致密油总资源量约30×10⁸t,其中长7油层组页岩油资源量超过10×10⁸t,长7油层组致密砂岩油资源量约9×10⁸t,长6油层组致密砂岩油资源量约11×10⁸t。致密油资源是长庆油田实现年产油气当量5000×10⁴t并长期稳产较为现实的石油接替资源。     

深层—超深层古老烃源岩滞留烃及其裂解气资源评价

我国高-过成熟海相天然气主要成因类型为原油裂解气,滞留烃是原油裂解气的重要来源,对其进行定量研究意义重大。为此,结合正演(实验模拟)和反演(地质剖面解剖)两种方法,求取了我国重点盆地不同类型、不同丰度、不同演化阶段的滞留烃量,建立了5种类型烃源岩(腐泥型、偏腐泥混合型、偏腐殖混合型、腐殖型、煤型)的滞留烃演化模型。结果表明:腐泥型、偏腐泥混合型优质烃源岩在低成熟阶段的排烃效率低于20%,在主生油阶段的排烃效率介于20%~50%,在高成熟阶段的排烃效率介于50%~80%,而相应阶段偏腐殖混合型和腐殖型烃源岩的排烃效率则要低约10%。基于该演化模型,初步计算了四川盆地海相烃源岩中高成熟阶段-现今滞留烃资源分布和裂解排气量:该盆地下寒武统筇竹寺组滞留烃在高演化阶段裂解排出的气态烃总量达230.4×10~(12)m~3,震旦系陡山沱组烃源岩滞留烃裂解气的排出量为12.3×10~(12)m~3,均显示出很好的天然气成藏潜力;进而指出,四川盆地筇竹寺组烃源岩滞留烃裂解气的有利区主要包括高石梯-磨溪、资阳、威远地区,有利分布面积达4.3×10~4 km~2。