坳陷湖盆烃源岩发育样式及其对石油聚集的控制——以鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7油层组为例

鄂尔多斯盆地中生界T—J1含油系统,石油富集程度、主力产层和烃源岩分布均具有较强的地区差异性,对该差异性缺少系统研究。对盆地内不同区域8口长取心井长7油层组烃源层开展系统的地球化学分析,结合测井ΔLogR法计算出300口井长7油层组总有机碳丰度与纵向分布,依据工业油流井和低产井划定长8、长7和长6油层组油藏有利分布区。研究发现烃源岩纵向上存在5种分布样式并存在较强的区域性差异：湖盆西北部姬塬地区以底部富集型和全段富集型为主;东北部陕北地区主要以中部富集型和顶部富集型为主;盆地中部地区主要以互层型为主;西南部陇东地区主要为底部富集型为主。源岩类型和石油有利区综合分析,揭示出源岩发育样式对石油分布具有控制性作用。姬塬地区底部富集型源下聚集、全段富集型源上源下双向聚集,长6油层组和长8油层组油层组多层系含油;陕北地区顶部富集型和中部富集型源上聚集,长6油层组为主力产层;陇东地区底部富集型源下聚集,长8油层组原油为主力产层,湖盆中部互层型多层复合成藏,源内致密油和源上源下多层系含油。烃源岩纵向分布样式与石油聚集关系不仅是陆相湖盆源藏分布规律的提升,对优选近源—源内油气勘探领域也具有重要意义。     

次生生物甲烷与生物降解作用的判识——以准噶尔盆地腹部陆梁油气田为例

“次生生物气”是指原油遭受生物降解后生成的天然气,由于其成分几乎全部为甲烷,因此又称为“次生生物甲烷”。以准噶尔盆地陆梁油气田为例,基于天然气组分和稳定碳同位素组成,结合伴生原油的轻烃地球化学特征,系统研究了次生生物甲烷和生物降解作用的判识方法。研究表明：当热成因天然气与次生生物甲烷混合时,甲烷碳同位素组成变轻,天然气组分变干。同时,此类天然气通常与埋深(地温)和生物降解油藏密切相关。通过原油的轻烃化合物特征可以有效判别油藏是否遭受生物降解。次生生物甲烷的生成常常还伴随着原生热成因气中重烃气组分的选择性降解,造成天然气干燥系数变大,重烃气碳同位素组成富集¹³C,甚至发生倒转。目前使用的各类天然气成因判识图版只适用于原生热成因气,使用时必须充分考虑是否存在各类次生改造作用的影响。     

松辽盆地齐家—古龙凹陷青山口组黑色页岩岩相类型与沉积环境

为研究松辽盆地齐家—古龙凹陷白垩系青山口组黑色页岩的沉积环境,利用岩心描述、薄片资料及地球化学数据开展岩相分析与沉积模式建立。结合有机碳含量和矿物组成划分出6种岩相,即富有机质黏土质页岩、富有机质长英质页岩、富有机质含生屑长英质页岩、贫有机质长英质泥岩、贫有机质含生屑长英质泥岩及贫有机质介壳灰岩。青山口组富有机质页岩并不全是静滞水体中悬浮沉积的产物,大量微米级的微波状纹层、透镜状层理、交错层理、粒序层理、冲刷充填构造以及定向排列的介屑佐证了浊流和底流作用的存在。微量元素分析表明,青一段湖盆面积大,水体深,虽有底流和浊流作用,但保持较强的还原环境,形成富有机质的黏土质页岩、粉砂质页岩和含生屑粉砂质页岩的互层,发育各种纹层。青二段、青三段随着湖平面下降,三角洲注入能力增强,贫氧环境受到破坏,有机质保存条件变差,岩相向贫有机质块状泥岩转变。     

准噶尔盆地页岩油“甜点区”评价与关键技术应用——以吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组为例

非常规油气资源已成为准噶尔盆地油气勘探的新领域之一。以吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组为着手点,开展页岩油形成与富集的地质条件、“甜点”评价及预测技术方法等研究。通过总结近年来吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油的勘探成果,梳理出页岩油“甜点”形成的关键地质条件：①广泛分布的优质烃源岩;②致密的储层中发育物性较好的“甜点”段;③源岩层系内频繁的源储薄互层构成源内高效的成藏组合。明确芦草沟组页岩油“甜点”受控于烃源岩、岩性、物性、含油性、敏感性、脆性、地应力各向异性等参数,并基于现场实验参数建立了其评价标准。以“甜点”分布的地质需求为导向,形成了一套多参数“甜点”分布预测技术,涵盖地质、测井、物探以及工程等方面。形成的地质认识丰富了我国陆相页岩油地质理论认识,相关技术方法为准噶尔盆地其他地区页岩油领域以及国内陆相盆地页岩油的评价提供借鉴。     

四川盆地二叠系火山碎屑岩气藏勘探重大发现及其启示

近期,中国石油天然气股份有限公司风险探井——永探1井测试获得22.5×10~4 m~3/d的高产气流,首次在四川盆地发现了喷溢相火山碎屑岩气藏,实现了火山岩气藏勘探的重大突破。为了评价该盆地二叠系火山岩气藏的勘探前景,系统总结了该区火山岩气藏的勘探历程、永探1井区气藏的特征、天然气成藏的控制因素与模式。研究结果表明:①在经历了长达50余年的火山岩持续探索后,得益于勘探思路的转变和地震预测技术的进步,得出了简阳地区二叠系发育爆发相火山岩异常体、天然气成藏条件好,是该盆地又一个重要的天然气勘探新领域和新对象的认识,指导了风险探井——永探1井的部署及重大勘探发现;②永探1井二叠系发育厚逾100 m的优质火山岩孔隙性储层,其储集岩石类型以喷溢相角砾熔岩、含凝灰角砾熔岩为主,储集空间主要为溶蚀微孔、角砾间溶孔及气孔,孔隙度介于6.68%～13.22%、平均为10.26%,渗透率介于0.01～4.43 mD、平均为2.35 mD;③该气藏埋深介于4 500～6 000 m,产层中部地层压力为125.625 MPa,压力系数达2.22,为异常高压气藏,天然气组成中甲烷含量为99.03%,微含硫化氢;④简阳—三台地区发育爆发相火山岩且紧邻德阳—安岳裂陷寒武系优质烃源岩,早期张性深断裂沟通源储,上部发育上二叠统龙潭组泥岩、下三叠统厚层膏岩等多套盖层,具备形成大型构造—岩性复合圈闭气藏的有利条件,有利勘探面积达6 000 km~2。结论认为,永探1井火山岩气藏的发现,证明了该盆地二叠系火山岩具有较大的油气勘探潜力,坚定了转变勘探思路、加快进军新区新领域、寻找更多更大勘探发现的信心。     

四川盆地二叠系基性火山岩测井评价技术——以永探1井区火山岩为例

为了快速、准确、高效的评价四川盆地川西地区二叠系火山岩的岩性,综合运用岩心、薄片、常规测井、元素扫描测井和成像测井等资料,开展了火山岩岩性识别、储层参数建模和流体性质判别等方面的研究。研究结果表明:①永探1井整体以基性火山岩为主,放射性低,结合岩心和测井分析结果,将岩性主要划分为玄武岩、含角砾凝灰熔岩和角砾熔岩;②永探1井自下而上可划分出3个次级喷发旋回,测试获气井段岩性主要为含角砾凝灰熔岩,寻找规模优质喷溢相含角砾凝灰熔岩储层是四川盆地火山岩气藏下一步勘探的重点;③永探1井整体表现出高孔隙度低渗透率特征,采用变密度骨架和变声波时差交会法计算的孔隙度与岩心孔隙度吻合度最好;④受多种因素的影响,电阻率法对火山岩流体识别难度大,利用非电法的热中子宏观俘获截面和泊松比法在该井流体判别中应用效果良好;⑤推广测井新技术应用,取全取准测井资料是该盆地下一步火山岩勘探取得进展的重要保障。     

塔里木盆地中秋1凝析气藏成藏条件及演化过程

2018年12月,塔里木盆地秋里塔格构造带天然气勘探取得重大突破,中秋1井在下白垩统巴什基奇克组测试获高产工业气流,发现了该构造带迄今为止最大的整装凝析气藏。为了给该构造带下一步油气勘探部署提供依据,在充分利用前人研究成果的基础上,基于岩心、薄片、测井及地球化学分析资料,明确了中秋1大型凝析气藏的油气藏特征和气藏类型,分析了该气藏天然气成藏条件并推演其演化过程。研究结果表明:①中秋1大型气藏属于低含凝析油凝析气藏,天然气为煤成气,主要来自区内侏罗系腐殖型煤系烃源岩;②该构造带能够形成大型油气藏的有利地质条件是三叠系和侏罗系发育的两套巨厚高演化烃源岩、白垩系发育的大型辫状河三角洲规模有效砂岩储层、喜马拉雅晚期以来的构造活动形成的大规模楔状叠瓦构造圈闭、古近系和新近系巨厚膏盐岩形成的优越保存条件,以及油气生成与圈闭形成的良好时空匹配;③该气藏具有先油后气、晚期快速气侵聚集成藏的成藏模式,总体上是一个"早期聚油、晚期气侵、改造调整、快速成藏"的成藏过程。结论认为,该构造带油气成藏条件优越,具有广阔的油气勘探前景。     

渤中凹陷深层砂砾岩气藏油气充注与储层致密化

渤海湾盆地渤中凹陷砂砾岩储层致密化成因及其与晚期油气侵位的关系一直没有得到合理地解释。为此,以渤中凹陷西南部地区古近系砂砾岩气藏为研究对象,利用物性、热史、包裹体等分析资料,确定油气首次成藏时间、划分油气充注期次、恢复成藏期储层物性,进而模拟压实作用对储层的影响,并结合包裹体、铸体、扫描电镜、X射线衍射等实验手段明确油气侵位关系,分析石英加大、黏土矿物转化、碳酸盐胶结等关键致密化作用发生的序列,探究储层致密化作用机理及其与油气充注的关系。研究结果表明:①该区深层砂砾岩油气充注至少可分为3期,早期包裹体为重质油,晚期包裹体气油比高;②首次油气充注期为距今5Ma,储层埋深介于2500～2800m,以中孔、中渗储层为主,储集物性较好,成藏后盆地快速沉降、充填,上覆地层增加厚度超过1 000 m;③首次油气充注后砂砾岩进入成岩快速演化期,埋深介于2 500～3 200 m,是砂砾岩快速压实阶段,石英加大在油气充注后经历了两期强烈发育,减孔作用明显,压实减孔作用是储层致密化的重要机制;④埋深介于2 500～3 500 m为该区黏土矿物快速转化区间,花状及丝发状伊利石极其发育,对渗透率的大小产生了决定性的影响;⑤铁方解石及铁白云石沉淀于石英加大之后,使储层进一步致密化,以残余孔隙为主。结论认为,该区古近系砂砾岩气藏具有先成藏后致密的特点,尽管油气充注对储层成岩具有抑制作用,但后者仍然会导致储层的致密化。     

多层疏松砂岩气藏水平井出水机理及防控对策——以柴达木盆地台南气田为例

柴达木盆地台南气田水平井出水已成为制约该气田稳产的主要因素。为破解上述难题,基于核磁共振测井解释技术,对储层束缚水饱和度分布特征进行研究,并结合该气田水平井投产初期的生产情况,确定投产即产出层内水的储层特征参数;通过岩心气驱水实验对束缚水产出的影响因素进行研究,通过隔夹层击穿实验开展隔夹层封隔能力的影响因素研究;采用数值模拟技术研究水平井在不同日产气量下,水平段长度对井底压力的影响;在此基础上,提出了该气田水平井出水防控对策。研究结果表明:①钻遇可动水饱和度大于7.2%、含气饱和度小于63.5%储层的水平井投产初期即会产出地层水;②泥质含量越低、生产压差越大越有利于束缚水的采出,平面非均质性较强的储层束缚水的产出是一个持续的过程;③隔夹层的封隔能力随夹层的垂向渗透率、含水饱和度减小而增强,随泥质含量、夹层厚度增大而增强;④泥质含量大于90%的Ⅰ类泥岩的突破压力约为4 MPa,泥质含量介于80%～90%的Ⅱ类泥岩的突破压力约为2MPa,泥质含量介于60%～80%的Ⅲ类泥岩的突破压力约为1.5MPa。结论认为,通过增加水平段长度和控制生产压差可以延缓边水侵入,延长气井无水采气期;水平井生产初期应均衡采气,生产过程中应加强动态监测,出水后应及时排水,以提高气井的累计产气量。     

四川盆地威荣区块深层页岩气水平井压裂改造工艺

四川盆地南部威荣区块由于地质条件复杂、最大水平主应力和垂向主应力差异小、水平应力差值大、施工泵压高、敏感砂比低等原因,页岩气水平井的压裂施工面临诸多难题。为此,通过剖析该区深层页岩气水平井的工程地质特征及压裂改造难点,借鉴国内外页岩气水平井体积压裂的技术思路,确定了对该区页岩气水平井实施压裂改造的主体思路及技术对策,并在后续页岩气水平井的压裂改造中加以应用。研究结果表明:(1)威荣区块页岩气水平井采用常规压裂工艺形成的裂缝复杂程度低、整体改造体积偏小,射孔簇有效性难以保证,加砂强度低导致压裂后气井的稳产能力较差,并且难以应对套管变形井的压裂改造;(2)针对该区深层页岩气水平井的压裂改造难点,形成了"超高压、大排量、大液量、缝内暂堵转向、变排量"工艺、"分段多簇射孔优化+大排量"及"缝口暂堵转向"技术、"大排量、高黏度、低砂比、低密度、小粒径连续加砂"工艺和"连续油管快速处理+小直径桥塞、射孔枪分体泵送"的套管变形井压裂改造技术;(3)将所形成的压裂工艺应用于该区块5口页岩气水平井,压裂后获得的页岩气无阻流量平均值为26.11×104 m3/d,改造效果较好。结论认为,该研究成果可以为深层页岩气水平井的压裂施工作业提供借鉴。