泌阳凹陷陆相页岩油富集主控因素分析

南襄盆地泌阳凹陷是中国东部典型的富油凹陷,该区核桃园组页岩具有纵向厚度大、横向分布广、有机碳含量高、储集空间发育、脆性矿物含量高、油气显示丰富等特征,陆相页岩油形成条件有利。研究认为泌阳凹陷陆相页岩油富集主要受页岩岩相、有机质丰度及赋存方式、热演化程度、储集物性、成岩作用及裂缝发育程度等关键因素控制。资源评价结果表明泌阳凹陷陆相页岩油资源量丰富,部署的页岩油水平井BYHF1井实施15级分段压裂,最高日产油23.6 m3,展示了泌阳凹陷陆相页岩油良好的勘探开发前景。     

泌阳凹陷陆相页岩油资源与有利区评价

泌阳凹陷为中国东部新生代典型富油凹陷,古近系核桃园组沉积了富含有机质湖相泥页岩,前期研究表明,泌阳凹陷深凹区核桃园组具备形成陆相页岩油的有利条件。两年多来,通过开展泌阳凹陷陆相页岩油地质评价和综合研究,形成了包括地质多参数综合评价、岩石学分析、测井储层评价、录井储层评价、地球物理储层预测、资源评价、有利目标评价、水平井优化设计等8项关键技术的地质评价技术系列,其中资源评价及有利区评价技术为页岩油气地质评价最为关键的技术。通过含油气页岩层厚度、面积及含油气量等资源评价关键参数研究,利用体积法计算泌阳凹陷主力页岩层页岩油资源量4.2253×108 t,页岩气资源量729×108 m3。利用有机碳、热演化程度、孔隙度、渗透率等6项页岩油评价指标,结合泌阳凹陷勘探实践,初步建立了泌阳凹陷陆相页岩油有利区评价标准。     

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。     

河南油田泌阳凹陷页岩油勘探开发思考

基于能源安全需要,借鉴美国页岩油气勘探成功的经验,国内掀起了页岩气勘探开发的热潮,页岩油的勘探也逐渐升温。适应形势要求,在分析页岩油基本地质特征、储渗空间、开发方式的基础上,明确了页岩油层与油页岩和裂缝性页(泥)岩油层的区别;根据泌阳凹陷S 1井、Y 1井、Y 2井页岩油层钻探实践与效果,结合美国威利斯顿盆地泥盆系-石炭系巴肯组页岩油层特征提出,在选区方面目前应从只专注于成烃指标向成烃与含砂、灰质结合,在选层上应从相对纯页岩层向页岩层系中所夹致密砂层方向转变;对比分析Y 1井、Y 2井压裂投产资料后认为,长水平段与压裂产生的体积缝量不完全呈正相关,均存在优化空间,应充分利用多种资料进行压前评估;对于节能与环保,目前应通过攻关研究实现钻井液及压裂液的循环利用,减少水资源消耗,尽可能降低钻井液、压裂液对环境的影响,并逐步探索非耗水压裂方式。     

泌阳凹陷陆相页岩油气成藏条件

泌阳凹陷AS1井陆相页岩储层压裂后获得最高日产油4.68 m~3、天然气90 m~3,从而在我国东部陆相第三系断陷湖盆页岩油气领域取得了重要突破。页岩油与页岩气通常为共生关系,文章将重点应用地质实验、地质录井、测井等资料对泌阳凹陷深凹区AS1井井区的页岩分布特征、地化特征、储集特征及保存条件进行分析。研究表明AS1井2 450～2 510 m主力页岩段单层厚度大,分布范围广,有机碳含量较高,热演化程度镜质体反射率值一般在0.57%～0.72%,表明烃源岩处于成熟阶段和生烃高峰期。含油气页岩录井气测异常明显,测井曲线上具有"三高两低"的特征;页岩储集空间类型发育微孔隙、微裂缝,储集性能较好;储层石英等脆性矿物含量高,易于页岩油储层压裂改造。采用容积法对泌阳凹陷深凹区页岩油气资源量进行计算,得出泌阳凹陷页岩油气资源量5.4×10~8t,勘探潜力较大,勘探前景良好。     

泌阳凹陷油源对比及油气运移初探

通过对泌阳凹陷中心成熟区与西北部和南部的重油,正常原油的分别对比和重油与凹陷内原油亲缘关系的追踪,探讨了该研究区重油的源岩问题。     

泌阳凹陷阳页油1 HF井目的层段地层的精细识别

针对南襄盆地泌阳凹陷页岩油风险探井阳页油1 HF井在钻探目的层段过程中存在的地层对比方面争议,通过录井、测井、随钻井下测量资料分析,优选气测iC₄/nC₄、Mg元素、自然伽马、电阻率等标志性识别参数,以导眼井阳页油1井完井资料为参照,结合钻井轨迹上下切地层资料,对阳页油1 HF井目的层段的各小层层位进行精细识别,确定不同小层界面深度及钻遇最老地层深度,从而消除现有地层对比上存在的争议,并为该区域随钻地质导向及钻后地层精细对比提供指导。     

泌阳凹陷深凹区页岩油勘探实践

河南油田泌阳凹陷经过近40年的勘探,常规资源勘探程度与资源探明率较高,寻找规模性储量难度越来越大。近年来,国外非常规勘探开发理念的引进,微-纳米级孔隙、非达西渗流地质理论的创新,水平井钻完井与多级分段压裂技术的突破,使富有机质页岩成为新的勘探目标。泌阳凹陷深凹区具备形成页岩油气的地质条件,通过页岩油气赋存条件基础研究,部署钻探泌页HF1井获得较高产工业油流,使泌阳凹陷成为国内首个获得陆相页岩油发现与突破的地区,为老油田持续发展开拓了新的勘探领域。     

河南油田泌页HF1水平井钻井技术

泌页HF1是中石化第一口陆相页岩油长水平段水平井。在对泌页HF1井储层特征、井身结构和井眼轨道剖面特点研究的基础上,认为该井存在泥页岩井壁垮塌、水平段长、摩阻扭矩大、循环压耗高和井眼轨迹控制难等钻井难点,为此,采取了井身结构优化、钻头优选、钻井液性能优化和实钻井眼轨迹优化控制等针对性措施,应用了旋转导向技术和油基钻井液体系,保证了该井的顺利完钻,并大大提高了机械钻速。该井实钻水平段长1044m,平均井径扩大率3%,储层钻遇率100%,井眼轨迹光滑,达到了工程设计要求。     

泌阳凹陷页岩油赋存状态及可动性探讨

泌阳凹陷页岩油资源丰富,具有广阔的勘探前景。利用岩心观察、常规扫描电镜、薄片鉴定、荧光观察,结合高分辨率场发射扫描电镜等分析测试手段,研究了泌阳凹陷页岩油赋存状态及可动性,结果表明:泌阳凹陷页岩油具有微孔型与微缝型两种储集空间;赋存状态有游离、吸附和溶解状态三种,以游离态和吸附态为主,含有少量溶解态页岩油;原油族组分分析及碳同位素分析均表明,泌阳凹陷页岩油无运移或运移距离极短,是自生自储式、源储一体的油气藏。泌阳凹陷页岩油可动性主要取决于泥页岩的特殊孔喉结构、裂缝发育与地层压力。     

南襄盆地泌阳凹陷陆相页岩储层压裂技术研究与应用

页岩气作为三大非常规油气资源之一,资源量十分丰富,近期研究认为南襄盆地泌阳凹陷具备页岩油气成藏条件.针对泌阳凹陷陆相页岩储层的地质特征,开展了陆相页岩储层压裂技术研究,以A1井为例,通过对射孔工艺、压裂液体系、施工参数及压裂工艺技术的优化与研究,形成了适合泌阳凹陷陆相页岩储层的压裂技术.该压裂技术在泌阳A1井现场实施,...     

泌阳凹陷页岩油富集及可动性探讨

中国陆相页岩油资源丰富,但近年来的开发实践并没有取得预期的效果。针对这一问题,本文应用显微镜薄片观察、岩石热解、低温氮气吸附、页岩油吸附实验、高压压汞和核磁共振等实验对泌阳凹陷页岩油富集及可动性主控因素进行了研究。结果表明：页岩油富集层段TOC含量较高,无机大孔隙较为发育。页岩油富集时饱和烃含量较高,沥青质含量较低,由此页岩油的可动性较好。粘土矿物是页岩比表面积的主要贡献者,是页岩油吸附的主要载体,粘土矿物含量越低,页岩油的可动性越好。泌阳凹陷纵向上页岩油富集的最佳深度为2 800 m,页岩油在3 000 m以深API度较高,粘度较低,具较好的可动性。泌页HF1井、安深1井深度为2 400~2 500 m,还未达到页岩油富集、可动的最佳深度段,不利于页岩油的开采。高温条件下小分子烃吸附能力较弱,深层（3 000 m以深）是该区未来的有利勘探目标。泌阳凹陷地层压力系数较小,高声波时差主要是高TOC的反映。     

泌阳凹陷页岩油赋存特征及可动性研究

泌阳凹陷页岩油主要以吸附油和游离油两种方式赋存在较大孔隙及裂缝中,其中游离油主要赋存在层间缝、构造缝以及较大的基质孔隙内,其分布主要受基质孔隙、裂缝影响;吸附油主要赋存在有机质及黏土矿物颗粒表面。通过开展页岩可动油相关实验,建立了页岩可动油评价指标及界限,明确了可动油影响因素,实验表明,游离烃(S1)与有机碳含量比值为60 mg/g、氯仿沥青"A"与TOC比值为0.2、埋深为2 000 m时为页岩可动油门限;可动油富集程度主要与深度、有机碳含量、孔隙度和石英、长石、黏土等矿物含量有关。     

泌阳凹陷陆相页岩有机质特征及富集因素分析

采用地球化学与沉积学理论方法并结合元素分析、高分辨扫描电镜等实验技术手段,以中国典型陆相断陷湖盆泌阳凹陷为例,探讨了页岩中有机质发育特征、形成环境及富集影响因素,研究表明富有机质页岩中有机质是页岩油形成的物质基础,决定着页岩的生烃潜力和生烃量;有机质主要来源于低等的浮游藻类,有机质发育环境主要为缓慢沉积的、干旱-半干旱的还原条件下、具有中等-高生产力的咸水湖泊环境;无定形有机质是有机质的主要赋存形式;生烃作用产生大量有机质孔隙能为页岩油提供有效的储集空间;古环境决定了有机质保存条件,沉积相带控制有机质富集的平面展布。     

泌阳凹陷陆相页岩复杂裂缝起裂及扩展研究

泌阳凹陷陆相页岩油具备较好的形成条件,进行水力压裂改造的可行性较好,但泌阳凹陷已部署的几口页岩油井均存在高产期短、稳产油量低的问题。通过大型真三轴水力压裂物理模拟实验系统,开展泌阳凹陷陆相页岩油储层水力压裂裂缝起裂及扩展的机理研究,结果表明,泌阳凹陷陆相页岩压裂时为了形成复杂裂缝,水平应力差异系数不应大于0.2。当井筒与层理面呈45°夹角时,更有利于形成复杂裂缝;当压裂液排量为25 mL/min(换算实际排量为12.4 m3/min)时比较容易形成复杂裂缝。在此基础上,通过可视裂缝模拟系统优化了具体的压裂施工参数,对下一步泌阳凹陷陆相页岩压裂改造具有一定的借鉴意义。     

旋转导向钻井技术在泌页HF1水平井的应用

针对泌页HF1井增斜水平段钻井难点,采用了旋转导向钻井、高效PDC钻头、油基钻井液等钻井技术,并通过钻井参数、钻具结构优化,实现了一趟钻完成泌页HF1井定向增斜、水平段的钻井施工。其中,水平段长1 044m,平均机械钻速10.26 m/h,钻井周期8.29 d,平均井径扩大率3%,钻出的井眼轨迹圆滑。该井经15级大型压裂试获最高日产油23.6 m³,进一步证实了泌阳凹陷陆相页岩油良好的发展前景。     

泌阳凹陷北部斜坡带生物降解油的油源对比

生物降解油尤其是严重生物降解油,其油源对比一直是个难点。针对严重生物降解油的常规生物标志化合物特征,提出用C29藿烷替代C30藿烷计算伽马蜡烷指数(伽马蜡烷/2×C29藿烷,暂称新伽马蜡烷指数),研究认为它更能反映生物降解油母质形成的水体环境。并用伽马蜡烷/2×C29藿烷和2×C24四环萜烷/C26长链三环萜烷作图版,可以将泌阳凹陷北部斜坡带不同层位原油很好地区分开,达到生物降解油的油源对比目的。油源对比结果,井楼和古城地区核三上段原油和核三下段原油主要源自其相应层段的源岩,新庄以核三上段油源为主,杨楼以核三下段油源为主。     

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。     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷陆相页岩油开发实践

新疆准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组陆相页岩油资源丰富,估算资源量超过15.8×108t。为实现页岩油有效开发,近年来通过对芦草沟组陆相页岩油地质特征、工程技术、生产特征及规律等详细分析,结合开发实践的总结,取得了以下成果及认识:①吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油是陆相咸化湖相细粒沉积的页岩,烃源岩品质优、厚度大,源储一体,页岩段原位聚集,"甜点"段邻源供烃为主、自生为辅的特征,是典型的陆相页岩油;②明确了页岩油体积压裂水平井裂缝控制区内游离孔隙度和游离油储量丰度是页岩油高产的基础;③随着埋深增大,水平两向应力差增大,压裂缝复杂性降低,是部分含油性好的"上甜点体"水平井低产的主要原因;④原油黏度是影响"下甜点体"水平井产量的关键因素;⑤优质"甜点"钻遇长度及压裂米加砂量是吉木萨尔页岩油水平井高产的工程关键因素;⑥页岩油压裂液与基质孔隙原油存在渗吸置换作用,压裂后适当焖井可以提高生产效果;⑦水力压裂缝长度有限,合理井距不应大于200m。通过持续研究和开发实践,页岩油开发取得了较好的效果,水平井单井最高年产突破1.3×10~4m^3,2019年已基本进入规模试验建产,为中国陆相页岩油的工业化开发积累了丰富的经验。     

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.