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。     

致密油藏压裂水平井缝网系统评价方法——以准噶尔盆地吉木萨尔地区为例

压裂水平井缝网系统评价是致密油藏高效开发的关键。针对目前缺乏完善的评价方法这一现状,基于动态反演理论建立了一种致密油藏压裂水平井缝网系统评价方法。首先,基于致密油渗流特征和缝网形态,考虑了非均匀缝网和弱补给等复杂因素,推导了其试井数学模型。利用解析方法获得了其井底压力解,并建立了压裂水平井缝网系统评价方法。其次,为验证评价方法的可靠性,以准噶尔盆地吉木萨尔地区为例,开展了实例应用分析。结果表明,复杂缝网水平井流动阶段包括井筒储集效应和表皮效应阶段、裂缝双线性流、裂缝线性流、压裂改造区窜流、压裂受效区线性流和拟稳态流阶段。同时发现,经过压裂改造后,实例井附近形成了主裂缝和压裂改造区,主裂缝半长为135 m,导流能力为118.87×10^-3 μm²;次裂缝网络储容比为6.30%~17.99%,压裂改造区渗透率为100.8×10^-3 μm²。本次研究工作为致密油藏参数反演、压裂评价及动态监测提供了理论基础。     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷东斜坡二叠系梧桐沟组储层特征及影响因素

依据储层地质学的基本理论和研究方法,综合运用钻井、测井以及分析化验资料,对准噶尔盆地吉木萨尔凹陷东斜坡二叠系梧桐沟组进行了储层特征研究和影响因素分析。研究表明,储层孔隙度相对较高,而渗透率相对较低;孔喉类型主要为中孔-细喉型,且连通性相对较差;储层物性的影响因素为沉积相和成岩作用,其中压实作用是最主要的减孔因素,胶结作用是造成储层渗透率低的主要原因;相对优质储层发育的有利区带为辫状河三角洲平原的辫状河道砂体和辫状河三角洲前缘的水下分流河道砂体。     

玉北地区深部热液活动的发现及其储层改造意义

深部热液对碳酸盐岩储层的改造作用正逐渐受到人们的关注,并成为深部碳酸盐岩油气勘探的新方向。 通过岩心观察、薄片鉴定、阴极发光实验、扫描电镜分析、地球化学分析及包裹体测温等方法,对塔里木盆地玉北地区奥陶系的热液活动进行了研究。 结果表明,该区奥陶系白云岩具有明显硅化且发育溶蚀孔、洞的特征,溶蚀孔、洞中见石英晶簇与白云石等,岩石薄片和扫描电镜下可见具波状消光的白云石、鞍形白云石以及白云石晶间孔中充填的重晶石与黄铁矿等热液矿物。 与普通白云岩相比,研究区硅质白云岩的 Ce 与 Eu 含量相对较富集,Ba 与 Zn 含量相对较高,而 Sr 含量相对较低;从碳、氧同位素上看,硅质白云岩 δ¹⁸O_PDB 明显偏负和具有较高的 n（⁸⁷Sr）/n（⁸⁶Sr）值;流体包裹体具有较高的均一温度和盐度。 结合研究区区域上发育基底深大断裂构造,认为该区奥陶系深部存在热液活动,并且碳酸盐岩经过热液改造后形成了良好的储集空间,这种改造对奥陶系深部白云岩勘探具有一定的指示意义。     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油储层成岩作用与储集空间特征

利用岩芯观察、铸体薄片及荧光薄片鉴定,结合激光共聚焦显微镜、扫描电镜、X射线衍射、恒速压汞等分析测试手段,分析了准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油储层成岩作用与储集空间特征及其相互关系。结果表明:吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油储层主要发育碳酸盐岩类、陆源碎屑岩类、火山碎屑岩类和混积岩类等4种岩石类型,储集空间可分为次生溶孔、晶间孔和微裂缝3类; 不同岩石类型经历了不同的成岩作用过程,发育了不同类型的储集空间。①碳酸盐岩类中,泥晶云岩成分单一,压实致密,胶结作用弱,储集空间以白云石晶间孔为主; 随着粉砂质和凝灰质含量增加,压实作用变弱,长石和凝灰质发生强溶蚀,粉砂质砂屑云岩及凝灰质云岩的储集空间以长石粒内孔、铸模孔及凝灰质溶蚀孔为主。②陆源碎屑岩类中,凝灰质粉砂岩的压实作用中等,粉砂级长石颗粒粒内及边缘、分散状凝灰质溶蚀,且溶蚀孔中有大量的黏土矿物充填,储集空间以蜂窝状长石溶蚀孔、凝灰质溶蚀孔为主; 而云质泥岩压实作用强,溶蚀作用不发育,仅可见晶间孔及微裂缝。③火山碎屑岩类中,粉砂质凝灰岩、云质凝灰岩压实作用中等,长石、凝灰质易溶,但胶结物种类较多,储集空间以次生溶蚀孔为主,发育少量的晶间孔。     

准噶尔盆地东部石炭系天然气勘探潜力

准噶尔盆地火山岩油气藏表现为西油东气的聚集特点,盆地东部吉木萨尔凹陷石炭系火山岩油气藏是勘探的潜在领域。前期该区石炭系烃源岩发育特征及火山岩储集体平面展布形态不清,依据盆地东部克拉美丽气田、五彩湾气田、北三台—吉木萨尔凹陷油气显示井的岩心、薄片鉴定,结合录井、测井、物性分析化验及试油成果资料,系统评价吉木萨尔凹陷石炭系烃源岩生烃潜力,指出火山岩储集体平面展布规律,综合分析成藏条件,总结成藏模式,为该区天然气勘探提供地质依据。结果表明,研究区石炭系存在多套烃源岩,其中松喀尔苏组b段（C₁s^b）烃源岩发育南、北两大烃源槽,南部烃源槽发育区以吉木萨尔凹陷最为有利：烃源岩厚度大、有机质丰度高,已达高成熟阶段,具备形成大中型气田的资源基础;储集体以爆发相火山角砾岩和溢流相安山岩为主,发育孔隙、裂缝双重介质的储集空间;此外研究区石炭系构造变形弱,盖层厚度大,保存条件好,烃源岩生气后沿断裂向上疏导就近运移至圈闭中聚集成藏,天然气勘探潜力大。     

Sedimentary environment and the controlling factors of organic-rich rocks in the Lucaogou Formation of the Jimusar Sag, Junggar Basin, NW China

The Lucaogou Formation in the Jimusar Sag of the eastern Junggar Basin is an important sedimentary stratum accumulating huge amounts of lacustrine tight oil in China, where organic-rich rocks are commonly observed. Focusing on the Lucaogou Formation, a precise analysis of the inorganic and organic petrology and the inorganic geochemistry characteristics was conducted. The paleoclimate and paleoenvironment during sedimentation of the Lucaogou Formation were established, and the key factors that were controlling the accumulation of organic matter during this time were identified. The results of this study suggest that during the sedimentation of the Lucaogou Formation, the paleoclimate periodically changed from a humid environment to an arid environment. As a result, the salinity of the water and the redox environment fluctuated. During the sedimentation period, the lake showed sufficient nutrient supplies and a high primary productivity. The interval studies in the Lucaogou Formation were divided into five sedimentary cycles, where the first, second, and fifth sedimentary cycles consisted of cyclical paleoclimate fluctuations varied from a humid environment to an arid environment and shifted back to a humid environment with levels of salinity from low to high and decreased again. The third and fourth cycles have cyclical fluctuations from a humid to an arid environment and corresponding salinity variation between low and high levels. During the period when organic-rich rocks in the Lucaogou Formation deposited in the Jimusar Sag, the paleoclimate and the water body were suitable for lower aquatic organisms to flourish. As a result, its paleoproductivity was high, especially during the early period of each cycle. A quiet deep water body is likely to form an anoxic environment at the bottom and is also good for accumulation and preservation of organisms. Fine-grained sediments were accumulated at a low deposition rate, with a low dilution of organic matter. Therefore, high paleoproductivity provided a sufficient volume of organisms in the studied area in a quiet deep water body with an anoxic environment and these were the key factors controlling formation of organic-rich rocks.     

新疆吉木萨尔西大龙口地区航空高光谱油气探测

长期的油气渗漏会引起地表岩层或土壤发生烃类及其他蚀变异常,这些异常独特的反射光谱特征为利用遥感技术提取油气渗漏相关信息提供了依据。利用航空高光谱SASI数据,结合野外实测光谱,提取新疆吉木萨尔西大龙口地区油气渗漏引起的烃及高岭土化信息。通过研究区遥感地质解译,发现烃信息主要分布在二叠系芦草沟组、梧桐沟组和侏罗系八道湾组内,高岭土化主要集中于三叠系小泉沟群和侏罗系八道湾组内,不整合面和次级断裂是油气渗漏的主要通道,饱和烃质谱色谱分析结果表明油源来自深部的二叠系芦草沟组。根据区域构造演化和地震剖面资料,油气渗漏可能开始于印支晚期,在喜马拉雅期达到顶峰,如今地表形成的油气渗漏主要为喜马拉雅期构造运动的产物,研究区西部油气渗漏烃异常的深部以及阜康—吉木萨尔逆冲断层下盘是下一步油气勘查值得重视的目标区。     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油滞留聚集机理及资源潜力探讨

近些年来,北美地区海相页岩气的成功开发及致密油、页岩油的勘探突破,带动了全球在烃源岩层内寻找油气的热潮。准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组为一套半深湖—深湖相烃源岩,显示良好的页岩油勘探前景。基于岩心描述、薄片观察、地球化学(TOC、R_O、Rock-Eval等测定)、XRD、压汞、核磁共振等实验数据及资料,研究表明:①芦草沟组烃源岩厚度大,有机质丰度高,主要处于低熟—成熟阶段,为一套优质烃源岩;②页岩油储集空间类型为微裂缝和基质孔隙两大类,前者以纹层理(缝)为主,后者以粒间溶孔为主,大小一般为100～1 000nm。其中纳米级孔喉占孔喉总体约98%,是页岩油储集空间的主体。依据芦草沟组页岩油含量(S₁)与TOC、R_O关系及页岩油(即滞留烃量)富集因素分析,综合研究认为芦草沟组中R_O值为0.7%~1.0%、TOC≥2.0%的烃源岩段是寻找页岩油的最有利层段,页岩油整体上具有“有机质大量吸附,纳米级孔喉大量聚集,微裂缝(纹层缝)有效汇聚” 滞留聚集特征。基于页岩油评价的关键参数及核磁共振等实验结果,采用小面元体积法,初步估算凹陷内芦草沟组页岩油地质资源总量约为25.5×10⁸t,(理论)可采资源量约为4.16×10⁸t,技术可采资源量约为0.40×10⁸t,其富集中心位于吉30井、吉174井、吉251井、吉32井等附近。这些认识对该地区页岩油勘探开发具有重要的指导意义。