陆相页岩油勘探“进源找油”探索与思考——以渤海湾盆地歧口凹陷沙一段为例

基于源岩油气理论和“进源找油”思想,创建提出了陆相页岩油“六定”思路(定背景、定源岩、定储层、定区带、定资源、定甜点)勘探流程,剖析其地质特征及与常规勘探流程的显著差异,并以渤海湾盆地歧口凹陷沙一段为例进行了论述。按“六定”思路地质评价认为,歧口凹陷在古近纪湖盆扩张和咸化环境下,半深湖—深湖、滨浅湖—湖湾相区分布广泛,发育了多个斜坡构造带,页岩油形成和聚集背景有利。沙一下亚段暗色泥岩、油页岩、富有机质页岩发育,厚度大,分布广,主体处于成熟生油阶段,生烃条件好。受内、外物源共同控制,沙一下亚段形成大面积分布的多期重力流沉积粉—细砂岩和泥—微晶白云岩储层,平均厚度为12.7~70.0 m,叠置发育,连片分布,整体呈低孔、特低—超低渗。沙一下亚段源储一体,发育4类源储配置,源储叠合区主要分布在凹陷中心、宽缓斜坡的中—低斜坡区和中斜坡区,纵向上浊积席状砂岩油层与白云岩油层叠置分布,并与高斜坡及裂缝带砂岩常规油藏横向连片。两类页岩油地质资源量合计中值为5.86×108 t,剩余资源占比大于60%,埋深适中,勘探潜力较大。沙一下亚段已有多口探井钻获工业油流,页岩油富集受构造、微相、成岩共同控制,发育致密砂岩、白云岩2类甜点体和4个甜点段,歧北低斜坡、歧南斜坡、板桥斜坡、歧北中斜坡是歧口凹陷近期勘探的有利甜点区。基于“进源找油”思想提出:需高度重视碳酸盐岩烃源岩生烃贡献和分布研究;应开拓一些“非常规思维”,探源岩(区)挖潜力、究储层找甜点、常规非常规结合立体综合勘探;要持续探索和重点攻关页岩油甜点区(段)识别和评价方法技术,解决选区评价面临的技术难题。     

北部湾盆地福山凹陷流沙港组致密油成藏条件及主控因素

查明北部湾盆地福山凹陷流沙港组致密油成藏条件并分析其控制因素,对于进一步明确致密油分布、厘定有利探区具有重要的指导意义。基于地震、录井、测井、岩心及分析化验等资料的综合分析,对北部湾盆地福山凹陷流沙港组有效烃源岩、有利储层、源储匹配关系等进行了研究。结果表明,流沙港组在最大湖泛期于皇桐和白莲两次凹内形成优质烃源岩,具有有机质丰度高、热演化程度适中的特点,提供了致密油形成的物质基础;受多物源供给影响,致密砂岩深入两次凹内,具有源储叠置、分布广泛的特点,溶蚀孔隙与构造裂缝发育,有利于致密油的近源运移与富集;主要烃源岩进入生油高峰期时凹陷构造已基本定型,无大型断裂发育,相对稳定的构造条件有利于致密油形成和保存。因此,福山凹陷流沙港组具备致密油成藏的有利条件,致密油纵向上主要分布在流一下亚段和流二段,平面上主要分布在皇桐次凹和白莲次凹,其形成和分布主要受控于优质烃源岩展布、富溶蚀孔隙"甜点"储层分布及有利的源-储叠置组合。      

西湖凹陷中央构造带中南部油气成藏条件、特征及富集规律

基于大量钻测资料、油气地球化学特征和流体包裹体测试分析,从烃源岩、储集层、盖层、圈闭等成藏要素及其时空匹配等对西湖凹陷中央构造带中南部纵向地层油气成藏条件、特征及富集规律进行了研究。源岩方面,平湖组煤系源岩为主要烃源岩,还原-弱还原和水动力较弱的沉积环境使源岩有机质得到很好保存;储集层方面,常规油气藏储层物性好,主要孔隙类型为原生孔和次生孔,下部低渗近致密-致密砂岩气藏物性较差,局部发育的“甜点”是有利储集体;盖层方面,花上段发育的区域盖层对花港组油气起到了较好的封闭,花下段和平湖组近致密-致密砂岩气除了常规泥岩盖层封闭外,还有致密砂岩物性封闭、气毛细管封闭和超压增压封闭;圈闭方面,花上段油气聚集在挤压反转型背斜圈闭中,而花下段、平湖组油气则聚集在非常规岩性圈闭或与构造叠加的复合圈闭中;成藏要素匹配方面,两者油气充注期与生储盖等成藏条件及其时空上都表现出有利匹配。两类油气藏的富集规律存在差异,断裂输导体系、圈闭条件和保存条件控制着花上段常规油气富集,源岩有机质丰度和物性控制平湖组近致密-致密砂岩油气富集,构造反转和断裂可能也对致密气也存在一定控制作用。      

苏里格地区上古生界连续型致密砂岩气成藏条件及过程分析

致密砂岩气成藏过程复杂,而有利的成藏要素是连续型致密砂岩气大规模运聚成藏的基本条件,因此明确成藏条件及成藏过程对致密砂岩气理论研究及勘探实践都具有重要意义。利用烃源岩地球化学数据、地层测试数据、综合测井数据等资料并结合前人研究,对苏里格地区上古生界连续型致密砂岩气藏形成的主要因素(烃源岩、储集层、盖层、构造运动)进行了分析,总结了研究区连续型致密砂岩气的有利成藏条件并剖析了其成藏过程。研究表明:烃源岩广覆式生烃,源储紧邻,大面积分布的致密储层,有效的区域盖层及相对稳定的构造环境是苏里格地区上古生界连续型致密砂岩气成藏的可靠保证;研究区致密气砂岩成藏孔隙度下限约为2%;苏里格地区上古生界连续型致密砂岩气藏形成过程可以分为4个演化阶段:早侏罗世前的连续型致密砂岩气藏孕育阶段,即致密储层形成阶段;中侏罗世天然气开始大规模持续充注,为连续型致密砂岩气藏发展阶段;早白垩世气藏规模达到最大,为连续型致密砂岩气藏成型阶段;晚白垩世到现今为气藏萎缩阶段。      

低渗透背景下西湖凹陷致密砂岩气藏的成藏条件

东海盆地西湖凹陷天然气资源丰富,油气勘探发现古近系砂岩储层渗透率普遍较低,低渗透气藏在多个含油气构造均有分布且表现出致密砂岩气藏特征。根据致密砂岩气藏成藏机理对西湖凹陷的石油地质条件进行了分析,并与致密砂岩气勘探开发程度较高的鄂尔多斯盆地进行了对比。结果表明,低渗透砂岩大范围分布背景下西湖凹陷具备形成致密砂岩气藏的构造、沉积、气源岩、储层及封盖保存条件,埋深≥3 500 m的古近系砂岩普遍进入致密储层阶段,是致密砂岩气藏发育的有利层位,与鄂尔多斯盆地在致密砂岩气藏形成的生-储-源储配置条件上具有一定的相似性。综合分析认为,西湖凹陷初步具备形成致密砂岩气藏的地质条件。      

东北通化盆地群下白垩统页岩油气成藏地质条件

东北通化盆地群油气勘探程度低,非常规油气地质条件的研究少,资源潜力不清。以新钻获的3口地质调查井岩心为对象,采用岩心对比、烃源岩地球化学测试和岩矿鉴定等方法,结合野外地质调查成果,研究通化地区下白垩统泥页岩油气地质条件。结果表明:研究区泥页岩分布范围广,沉积厚度大,生油岩具有中等—好的有机质丰度,干酪根类型以Ⅱ型和Ⅰ型为主,局部为Ⅲ型,处于成熟—高成熟阶段;泥页岩脆性矿物质量分数分布在27.00%～85.00%之间,平均为51.73%,有利于压裂改造;属于特低孔特低渗致密储层,有机质孔隙、微裂缝、溶蚀孔较发育,颗粒间孔隙、颗粒内孔隙、晶间孔隙次之。生烃基础、存储空间和保存条件是页岩油气富集的主要控制因素。通化盆地群下白垩统具备页岩油气形成和富集的良好地质条件。该结果对东北通化盆地群下白垩统湖相页岩油气地质研究具有借鉴意义。     

歧口凹陷沙一下亚段页岩形成环境及页岩油潜力综合评价

渤海湾盆地是目前我国主要的陆相页岩油资源开采区,歧口凹陷位于盆地腹地,是渤海湾盆地内典型的富油气凹陷之一,但长期以来缺少对不同层位页岩形成环境及页岩油潜力的综合评价。选取歧口凹陷沙一下亚段富有机质页岩为研究对象,综合运用地化录井技术和生排烃模拟技术,进行歧口凹陷沙一下亚段页岩沉积特征的描述和页岩油潜力的综合评价。研究结果显示,①歧口凹陷沙一下亚段沉积于水体盐度较高的还原-强还原环境,营养物质丰富,气候炎热湿润,适宜生物大量繁殖,生产力水平高;②结合生排烃模拟实验结果,研究区沙一下亚段页岩生烃能力强、生烃效率高、排油率较低,生成的原油仍大部分残留在页岩中,具有良好的勘探潜力;③研究区沙一下亚段页岩中含有适量碳酸盐矿物,在成岩过程中改善了储集条件,为页岩油提供了良好的储集场所。歧口凹陷西南缘海侵的发生从沉积环境、古生产力及对成岩作用影响等方面促进了沙一下亚段有机质的富集,而有机质富集、生烃强度高以及良好的储集条件共同控制了沙一下亚段页岩油的大面积分布。研究区沙一下亚段页岩油储层可分为碳酸盐岩和混合沉积岩2种类型,综合2种储层的含油性特征后发现,碳酸盐岩矿物含量和脆性指数对页岩含油性有着极大影响。有利勘探区域为构造裂缝发育的宽缓斜坡区和白云岩化程度较高的地区; 有利勘探层段为孔隙和微裂缝发育的白云岩、白云质页岩和灰质页岩层段。该研究成果可为歧口凹陷页岩油的勘探开发提供指导。      

传统油气地质理论的突破与创新及非常规油气资源潜力

在油气勘探实践中,传统油气地质理论为石油工业的发展做出了重大贡献,但随着油气勘探向非常规油气资源转变,传统油气地质理论与认识遇到了诸多问题与挑战,已不能有效指导非常规油气勘探。从非常规油气成藏条件来看,"源"不只是生成油气的岩石,而且是勘探的储集层和目的层;致密岩层也可以成为有效储层;非常规油气的封闭机制与常规油气不同;连续和准连续成藏不需传统圈闭条件;滞留和短距离运移均可成藏;保存条件的评价方法也与常规油气不同。从油气成藏机制而言,非浮力也可成藏,且是以大面积、连片富集成藏为主;从赋存状态而言,油气除呈游离态赋存外,还可以呈吸附态、溶解态等方式赋存;从富集分布模式而言,油气除在圈闭和高点富集成藏外,盆地的洼陷、斜坡均可富集成藏并达到满凹含油。世界上非常规油气资源是常规油气资源的4倍以上,展示出巨大的勘探前景。     

鄂尔多斯盆地东南部下寺湾—云岩区二叠系山西组页岩气形成条件

鄂尔多斯盆地东南部下寺湾—云岩区页岩气资源量较大,二叠系山西组作为主要的目的层系之一.基于钻井资料和暗色泥页岩样品化验资料,从暗色泥页岩生烃条件、储层特征、含气性等方面研究研究区山西组暗色泥页岩中页岩气的形成条件.结果表明:山西组暗色泥页岩分布广泛,且厚度大,平均厚度为80m,有机碳质量分数较高(平均为2.37%),有机质类型以Ⅰ、Ⅱ型为主,成熟度处于成熟—过成熟阶段,具有很强生烃潜力.矿物组成以石英和黏土矿物为主,黏土矿物中主要为伊蒙混层,吸附能力强.硅质、碳酸盐岩等矿物较多,岩石脆性大,造缝能力强.研究区山西组泥页岩中裂缝极为发育,储集条件优越,泥页岩段气测显示活跃,结合页岩含气层显著的测井响应,显示暗色泥页岩段含气性好,页岩气资源潜力较大.鄂尔多斯盆地东南部下寺湾—云岩区二叠系山西组具有良好的页岩气形成地质条件,厚层泥页岩分布区如下寺湾区、云岩区北部黑家堡、关庄及研究区中部延安等,是页岩气成藏的有利发育区.     

渤中凹陷西斜坡新近系油气成藏主控因素及有利勘探方向

近年来,渤中凹陷西斜坡新近系油气勘探相继取得重大突破,成为深入挖潜的重要区带。在对渤中凹陷西斜坡新近系油气分布和油源分析的基础上,总结了该斜坡新近系油气成藏的主控因素。结果表明:源岩发育特征、断裂展布特征以及圈闭类型主控了油气分布;研究区西部多洼共生,沙河街组烃源岩发育,并且被长期活动性油源断裂深切洼陷,为新近系浅层油气成藏提供了优越条件;研究区南部由于缺乏深切沙河街组烃源岩的大断裂,难以将油气运移至浅层,不利于油气聚集成藏。因此,渤中凹陷西斜坡应该遵循"环洼选区、主断控带"的勘探理念,重视次洼周边的勘探,以寻找生烃次洼周边有效的运移断层为工作重点,研究区西北部为新近系油气勘探的有利区带。     

鄂尔多斯盆地华池地区X96井长7烃源岩地球化学特征及其对致密油成藏的意义

为深化致密油成藏机理,优选湖盆中部华池地区X96井展开全取芯的有机碳、热解、饱和烃色谱色质、干酪根镜检等分析及排烃、成藏等综合地质研究。重点利用这些分析测试资料对X96井长7烃源岩地球化学特征展开详细评价并探讨优质烃源岩在致密油成藏中的作用。X96井长7烃源岩包括油页岩、泥岩与粉砂质泥岩等3种类型,其中油页岩的有机质丰度高(平均15.8%),有机质组分以无定形体为主,有机质类型好(Ⅰ型为主),并处于生油高峰阶段,属于优质烃源岩。优质烃源岩生烃量大,强大的体积膨胀作用为其提供了充足的排烃动力,排烃作用较强,造成油页岩相对较低的残留沥青"A"转化率、饱和烃/芳烃值与产率指数,排烃效率超过70%。区域上,油页岩稳定分布于长7底部,上覆大范围致密砂岩,源储直接接触。此类广覆式展布的优质烃源岩大范围、高强度的排烃作用为致密油成藏提供了物质基础与动力来源,对近源致密油的成藏意义重大。     

页岩油气资源体系成藏控制因素与储层特征

随着常规油气资源的日益减少,以及开发成本和价格的持续上涨,作为非常规资源的页岩油气受到越来越多的关注。
其中以页岩气的开发最为成功,由于页岩气藏储量大、开采周期长,已经成为常规天然气的有利补充。而页岩油的开发也渐受关
注,相对于页岩气来说,页岩油的商业价值更高,开采空间也很大。主要以页岩油气开发最为成功的美国典型页岩油气藏为研究
对象,对页岩油气的成藏条件和特征进行了详细描述,总结了页岩油气的成藏控制因素以及储层特征。同时结合我国页岩油气前
景区(如四川盆地、鄂尔多斯盆地)的地质特征,并与美国的典型页岩油气藏进行了比较,以便为我国页岩油气藏的评价提供依据。      

湘中涟源凹陷下石炭统天鹅坪组页岩气成藏条件及主控因素

下石炭统天鹅坪组页岩是湘中地区页岩气勘探的新层系。基于野外地质调查、页岩气钻井的样品采集和分析测试等对湘中涟源凹陷石炭系天鹅坪组泥页岩的发育特征、有机地球化学特征、储层特征和含气性等页岩气成藏地质条件进行了分析。结果表明:涟源凹陷石炭系天鹅坪组有机质丰度较高,w（TOC）分布在0.78%~2.84%之间,有机质类型以Ⅱ₁型为主,有机质成熟度R_o分布在1.48%~2.09%之间,处于高成熟演化阶段;泥页岩矿物成分以石英和黏土矿物为主,黏土矿物主要由伊蒙混层、伊利石和绿泥石组成;泥页岩有机质孔较发育,孔隙度平均为1.97%,渗透率平均为0.847×10-3 μm2,但大多小于0.1×10-3 μm2;湘新地4井天鹅坪组泥页岩含气量分布在1.64~4.29 m3/t,平均2.69 m3/t（不含残余气）。结合区域构造-沉积演化背景的分析表明,涟源凹陷下石炭统天鹅坪组页岩气成藏条件的主控因素为沉积环境、构造保存条件,其中深水陆棚相是页岩气有利相带,复杂构造背景下由对冲式构造样式形成的向斜对页岩气保存条件最为有利,是研究区页岩气勘探的"甜点区"。研究成果可以为该区后续油气勘探提供参考。      

致密储层源储结构对储层含油性的控制作用——以鄂尔多斯盆地合水地区长6～长8段为例

鄂尔多斯盆地长6～长8段致密油是中国典型的致密油分布区。源储紧密接触是致密油的典型特征与成藏条件。致密油层非均质性强,石油运移多以垂向短距离为主。已有研究表明,储层非均质性是影响鄂尔多斯盆地合水地区剩余油分布的重要因素,但是目前对合水地区储层含油性影响因素的研究很少。通过分析合水地区长6～长8段源储结构及其与含油性的关系,研究其对储层含油性的控制作用。结果表明:合水地区长6～长8段源储结构复杂,长7段为源储一体型岩性组合,可细分为源夹储型、源储互层型与储夹源型3种类型,长6与长8段为研究区主要储层,与烃源岩形成邻源型岩性组合,细分为源储接触型、源储过渡型与源储间隔型3种类型;长7段源夹储型岩性组合的含油性最好,长6与长8段源储接触型岩性组合的含油性最好,最有利于致密油聚集;长6～长8段形成干酪根网络→孔隙+微裂缝型、干酪根网络+构造裂缝→孔隙+微裂缝型两种石油运移通道组合,为致密油充注提供有利的通道网络。     

致密页岩油气赋存运移机理及应用模型

致密页岩油气已经成为当前非常规油气资源勘探与开发的核心领域,致密页岩油气的赋存运移机理研究对于这项资源的勘探、资源评估、开发方式等方面都具有重要意义。近些年随着北美页岩气革命的兴起,国内外开展了大量研究工作,主要的研究进展包括:致密储层微观孔隙结构的观察与描述,表明致密储层中的微纳米孔隙大量发育,对油气的赋存与运移有重要影响;页岩气在低渗储层中的流动运移机理,其中以渗流-扩散-解吸附为框架的模型已经被广泛接受和应用;单井产量与可采资源量预测,以L型衰减曲线为代表的单井产量模型和EUR预测模型在生产中已经大量采用。然而当前的研究还存在许多不尽完善之处,例如:微观孔隙结构的表征尚未能为宏观分析提供很好的量化参数;现有的页岩气流动运移理论不适用于页岩油;非常规资源评估方法经验性太强等。      

英台断陷火山岩气藏特征及有利区预测

基于英台断陷深部火山岩气藏的烃源岩及储层特征,分析火山岩气藏源/储品质、耦合关系、输导体系和气藏特征等,研究成藏主控因素和成藏规律,预测研究区天然气勘探有利区.结果表明,英台断陷火山岩气藏存在下生上储和侧生侧储两种类型,其中下生上储型主要发育于大屯地区,主要以断裂为输导通道沟通沙河子组源岩,沟通源储的断裂控制气藏的分布;侧生侧储型主要发育于五棵树地区,成藏的关键在于火山岩储层能否在侧向上与营城组二段有效烃源岩直接相连,对接面处易于气藏的形成,且气藏规模大、丰度高,随着天然气运移距离的增加,气藏规模和丰度逐渐降低.该成果有助于认识英台断陷火山岩气藏及剩余资源的分布,确定勘探有利区.     

乌石凹陷烃源岩生烃特征及差异成藏模式

针对乌石凹陷生烃特征不清和不同层系油气成藏差异性问题,通过烃源岩评价、生烃史演化分析、油源精细对比等手段对其烃源岩生烃特征及其差异成藏模式展开了研究.研究结果表明,乌石凹陷存在流二段上部和下部２套烃源岩,为形成于还原环境的中深湖沉积油页岩和泥页岩,富含无定形有机质和非海相沟鞭藻等藻类,以Ⅰ型和Ⅱ１ 型干酪根为主,为好－优质烃源岩.生烃动力学及生烃演化史分析显示,Ⅰ型干酪根生油能力最高,Ⅱ１ 型干酪根具有较高的生油能力,烃源岩存在２期生烃高峰期,第一期生烃高峰为涠洲组沉积末期(约２３ Ma),第二期为角尾组沉积末期(约１０ Ma),对应２期生烃高峰都伴生明显的生烃增压过程,是造成近洼带流二段普遍发育异常高压的原因.油源精细对比分析表明,中浅层涠洲组、流一段原油来自于流二段上部烃源岩,主要赋存于近洼带;流二段、流三段原油来自于流二段下部烃源岩,主要赋存于远洼带.综合研究认为,乌石凹陷表现为近洼带源外中浅层富集、远洼带源内富集的油气差异成藏规律.研究成果对于该区优化勘探、进一步扩大勘探成果具有重要指导意义.      

准噶尔盆地白家海凸起二叠系、三叠系油气来源及成藏模式

准噶尔盆地白家海凸起北临东道海子凹陷,南靠阜康凹陷,东接五彩湾凹陷,是油气聚集的有利指向区。通过对比研究区周缘生烃凹陷的烃源岩和原油地球化学特征,并结合流体包裹体分析和盆地模拟技术,对白家海凸起二叠系、三叠系油气的来源、成藏期次以及成藏模式进行了探讨。结果表明白家海凸起二叠系、三叠系油气主要来自于北部的东道海子凹陷二叠系平地泉组烃源岩。油气发生过两期充注:第一期从白垩纪早期持续到白垩纪末期,第二期从白垩纪末期持续到第四纪,为油气充注高峰期。综合研究区构造特征和油气成藏过程,建立了二叠系和三叠系近源充注、断裂高效输导、先油后气充注、晚期调整成藏的油气成藏模式。      

海安凹陷曲塘次凹阜二段页岩油形成条件及勘探潜力

海安凹陷曲塘次凹古近系阜宁组二段源内良好的油气显示,预示着巨大的页岩油勘探潜力。在大量岩心薄片观察基础上,结合区域地质背景、测试资料、测录井油气显示情况等,分析了阜二段上、中、下3个亚段湖相页岩油形成的地质条件及资源潜力。研究结果表明:阜二段泥页岩层系厚度大、分布广,埋深适中;中、上亚段Ⅰ-Ⅱ₁型有机质相比下亚段Ⅱ₁-Ⅱ₂型有机质丰度高,但热演化程度均较低,呈低熟-早成熟页岩油;上、下亚段以裂缝型储层为主,而中亚段为混合岩性型储层,微孔隙、微裂缝发育,储集性较好;碳酸盐和石英等脆性矿物含量高,可压裂性好。曲塘次凹页岩油源内滞留富集主要受有机质成熟度和保存条件影响,中亚段(“七尖峰”)页岩油滞留程度高,油气显示好,而下亚段排烃率高、上亚段生烃量小,页岩油规模较小;中部深凹带和北部断阶带有机质成熟度较高,断裂发育少,页岩油保存条件好。据初步计算,区内阜二段页岩油资源总量为1 940×104t,Ⅰ-Ⅱ级潜在有效资源量1 530×104 t,并以中亚段勘探潜力最大,上、下亚段次之。      

地震岩石物理分析在致密砂岩储层预测中的应用

松辽盆地北部发育典型非常规致密砂岩油,基于"甜点"储层地震预测实际需求,采用面向储层预测的测井数据评价、岩石物理扰动模拟和地震数据刻度技术,分析该地区致密砂岩储层地震岩石物理规律.结果表明:研究区致密孔隙介质的弹性特征变化主要受岩性和物性控制,岩性控制作用更大,孔隙流体影响小;利用纵波阻抗和纵横波速度比(或泊松比)双元弹性参数交会可识别"甜点"储层;基于岩石物理刻度的叠前AVO反演是实现"甜点"储层地震预测的有效途径.研究区水平井钻探实例证明,地震岩石物理分析在基础资料认识、优化,以及"甜点"储层地震预测中具有重要作用.