松辽盆地三肇凹陷青山口组页岩油地震甜点预测方法及应用

松辽盆地三肇凹陷上白垩统青山口组一段泥页岩油气资源丰富.为了厘清该区页岩油甜点分布,指导参数井部署,在单井甜点关键参数测井评价的基础上,利用三维地震数据,井震结合开展甜点预测方法研究.首先利用测井资料、岩心实验分析数据交汇分析,建立岩性、物性（孔隙度、渗透率）、含油性（饱和度）、有机地化参数（TOC、S₁）、地层孔隙压力、地层可压性的测井评价模型;然后通过宽频约束反演技术预测岩性,应用叠前弹性参数反演预测物性、含油性和地层可压性,利用约束迪克斯公式反演与模型约束波阻抗反演结合技术预测地层压力;最终实现对地质甜点和工程甜点的"双甜点"预测,建立一套适合于松辽盆地青山口组页岩油地震甜点识别技术流程.实践表明,利用三维地震资料能有效预测页岩甜点区,实钻结果与钻前预测基本吻合,证明了本技术流程的有效性.     

页岩油资源定量评价中关键参数的选取与校正——以松辽盆地北部青山口组为例

页岩油资源评价过程中,常用热解参数(S1)反映含油性。由于实验关系,所测得的S1存在轻烃、重烃的损失,为更准确的对页岩油资源进行定量评价,本文通过有机质成烃动力学研究以及对样品抽提前后的热解参数进行对比,对S1进行轻、重烃补偿校正,获得泥页岩总含油率参数,根据泥页岩排烃门限确定其可动油含量参数(S1/TOC)。研究结果表明,松辽盆地北部青山口组泥页岩S1校正前后相差2~3倍,排烃门限对应的S1/TOC=75mg/g TOC,结合黏土矿物含量(表征可压裂性),优选出页岩油勘探开发有利区:青一段有利区主要集中在齐家古龙凹陷中北部及龙虎泡大安阶地中部,青二、三段集中在龙虎泡大安阶地中部与齐家古龙凹陷中南部。     

松辽盆地三肇凹陷青山口组一段泥页岩岩石学特征及岩相划分——以松页油3井为例

以松辽盆地三肇凹陷松页油3井青山口组一段泥页岩为例,对其沉积构造、有机质丰度及矿物组成等岩石学特征关系进行研究.结果表明,三肇凹陷青一段泥页岩发育块状构造和纹层状构造两种沉积构造;TOC含量介于0.50%~6.82%,平均值为3.16%,S₁+S₂介于2.01×10^-3~49.41×10^-3,平均值为23.02×10^-3,总体为好-最好的烃源岩;矿物组成以长英质矿物为主,黏土矿物次之,碳酸盐矿物、黄铁矿含量较低.基于岩石学特征研究,按照"有机质丰度-岩石沉积构造-矿物组成"分类标准,将青山口组一段划分为9类岩相,其中高有机质纹层状长英质泥页岩岩相具有较好的生烃潜力,是三肇凹陷页岩油勘探的最有利的岩相类型.     

鄂尔多斯盆地合水地区延长组有机碳测井解释模型

有机碳含量是评价烃源岩优劣的重要指标。本文以合水地区延长组富有机质页岩为研究对象,以研究层段实测TOC值为基础,采用电阻率测井方法,根据多元回归分析的方法建立TOC与电阻率对数、自然伽马三者的数学模型。根据建立的模型对庄50井、宁70井TOC实测点与预测点误差分析显示,误差率为3.1%;运用模型对未实测井段进行TOC计算并画出长7段TOC平面分布分析,发现与长6段油藏有利区叠合度高,从侧面证明了该模型的有效性,可以在该地区推广运用。     

鄂尔多斯盆地合水地区延长组有机碳测井解释模型

有机碳含量是评价烃源岩优劣的重要指标。本文以合水地区延长组富有机质页岩为研究对象,以研究层段实测TOC值为基础,采用电阻率测井方法,根据多元回归分析的方法建立TOC与电阻率对数、自然伽马三者的数学模型。根据建立的模型对庄50井、宁70井TOC实测点与预测点误差分析显示,误差率为3.1%;运用模型对未实测井段进行TOC计算并画出长7段TOC平面分布分析,发现与长6段油藏有利区叠合度高,从侧面证明了该模型的有效性,可以在该地区推广运用。     

松辽盆地古龙页岩油地质特征及关键科学问题探索

截止目前古龙凹陷页岩油的开发已见成效,总结古龙页岩油富集的地质条件对下一步的勘探开发工作尤为重要.对当前古龙页岩油基础地质特征及勘探成果进行了梳理总结,归纳了规模见产可能面临的科学技术问题,并探讨了下一步科研攻关方向.松辽盆地北部青山口组一段页岩具有机质丰度高（TOC为2.0%～3.0%,平均2.7%）、类型好（以I型干酪根为主,生烃母质为层状藻类体）、成熟度高（Ro为1.20%～1.67%）、黏土矿物含量高（大于35%）等典型特征.受益于较高的地温梯度,古龙凹陷青一段有机质达到高成熟阶段,油质轻（地面密度小于0.8 g/cm3）、气油比高（大于50 m3/m3）,具备高熟页岩油规模开发潜力.页岩油甜点评价标准的厘定、单井EUR预测存在不确定性及规模效益开发配套技术欠缺是古龙页岩油勘探开发目前面临的主要挑战.黏土矿物对油水赋存状态乃至含油饱和度的影响、复合润湿性对压裂液渗吸置换效率的控制等陆相页岩油特有机理研究的突破,将会推动国家级开发示范区产油目标的快速实现,并有望在轻质油带开发基础上向稀油带扩大古龙页岩油勘探开发成果.     

松辽盆地北部上白垩统青山口组泥岩特征及页岩油有利区优选

以松辽盆地北部为研究区域,以上白垩统青山口组一、二段泥岩为研究对象,通过国内外页岩油研究资料收集整理分析、典型井岩心观察、样品测试数据分析等,对研究区青山口组一、二段泥岩的岩性、物性、电性、含油气性、烃源岩、脆性及地应力特征七方面页岩油评价参数进行了研究,结果表明,松辽盆地北部上白垩统青山口组一、二段具有页岩油发育的有利石油地质条件,其中古龙凹陷为页岩油的有利区,具有良好的勘探前景。     

松辽盆地南部青山口组一段页岩油富集地质特征及资源潜力

松辽盆地南部长岭凹陷青一段发育一套优质的半深湖-深湖相暗色页岩,沉积厚度大,分布稳定.页岩层系内存在大量滞留烃,具有可观的页岩油资源潜力.利用大量录井、测井、试油、岩心及分析测试资料,对青一段页岩滞留烃含量及分布、岩相组合、储集空间、矿物组成等富集主控因素进行了全面分析.结果表明,青一段页岩中滞留烃性质以中-轻质油为主,流动性好,在纵向上主要富集在1800~2500 m范围内.青一段页岩可划分为层理型、纹层型、互层型3种岩相类型,其中层理型和纹层型滞留烃含量高,TOC主体大于1.5%,有机质类型以I、II₁型为主,热解S₁主体大于2×10^-3,孔隙度大于5.5%,孔径以介孔-宏孔为主,脆性矿物含量大于50%,可压性好,是主要的页岩油富集模式.通过富集主控因素叠合及有利岩相评价,优选乾安富集区部署实施吉页油1HF井,经压裂测试获得16.4 m³/d的高产页岩油流.采用热解S₁法初步估算长岭凹陷青一段页岩油资源量为35×10⁸ t,证实了松辽盆地南部具有可观的页岩油资源潜力.     

松辽盆地齐家和古龙凹陷页岩油含油性参数优选与资源量计算

松辽盆地齐家和古龙凹陷青山口组一段页岩油资源丰富.以往主要基于不完整的老岩心资料,以校正后的热解S₁或氯仿沥青"A"作为含油性参数计算页岩油资源量,校正参数的准确性受样品新鲜程度、测试手段及校正方法等多种因素影响,导致上述参数的应用存在一定的局限性.根据最新页岩油勘探进展,对比分析了页岩油资源量计算的含油性参数（包括热解S₁、氯仿沥青"A"和含油饱和度）的应用差异,认为含油饱和度可反映游离油和溶解烃含量,不用考虑吸附油影响,且无需进行轻烃、重烃和NSO化合物校正,在具有新鲜样品测试数据的条件下,更适合作为研究区页岩油资源量计算的含油性参数.基于最新页岩油参数井钻探成果和测试数据,明确了有效泥页岩厚度、有机质丰度（TOC）、有机质成熟度（R_o）和埋深的平面分布.通过多因素叠合法查明了齐家和古龙凹陷青山口组一段页岩油富集区面积分别为1 957.23 km²和4 509.09 km².结合密闭冷冻样品的含油饱和度、页岩油密度实测数据和有效孔隙度测井解释数据,通过体积法计算出齐家和古龙凹陷青山口组一段页岩油富集区资源量分别为19.79×10⁸ t和27.29×10⁸ t,表明研究区基质型页岩油具有很好的勘探前景.     

页岩能源共生矿产成矿（藏）地质条件研究--以松辽盆地上白垩统青山口组为例

页岩能源矿产已成为国内外研究热点,并掀起一场“页岩革命”,其主要包括油页岩、页岩油、页岩气等非常规页岩能源资源。这套页岩能源矿产与富有机质泥岩密切相关,其在成因上存在一定的联系和共生规律,但成矿（藏）条件又存在明显的不同。松辽盆地上白垩统青山口组发育厚层的暗色泥岩,由于其面积巨大,泥岩中有机质丰度高,埋藏深度差异明显,具备形成页岩能源共生矿产成矿（藏）的地质条件。初步分析认为,松辽盆地青山口组下部暗色泥岩有机质丰度较高,有机质类型主要为I~II₁型,为油页岩成矿,页岩油、页岩气成藏提供足够的有机质来源,其中在松辽盆地东南隆起区,青山口组埋藏较浅（深度＜1 000 m）,有机质热演化程度较低（Ro＜0.7%）,为良好的油页岩成矿场所。埋藏浅的富有机质泥岩可能因微生物活动而形成生物成因页岩气,较弱的成岩压实作用和极为丰富的有机质为页岩气成藏提供足够的空间（孔隙度4%~14%）。从盆地东部的隆起带到中央凹陷区,随着埋深加大（深度＞1 000 m）,热演化程度逐渐增强（Ro:0.7%~1.2%）,基本处于成熟-过熟阶段,有机质大量排烃,为页岩油、页岩气成藏提供足够的来源。异常高压和排烃造孔形成良好的储层,使泥页岩具备页岩油、气成藏的良好条件。因此,松辽盆地可能存在呈环形的页岩能源矿产成矿（藏）规律,其中在东南隆起区和中央凹陷隆起地区为油页岩成矿和生物型页岩气有利成藏带;中央凹陷大部分地区可能为页岩油、热解型页岩气有利成藏带;中央凹陷埋藏最深部位可能发育热裂解型页岩气有利成藏带。     

松辽盆地北部白垩纪青山口组黑色页岩元素地球化学特征及沉积古环境恢复

对松辽盆地北部青山口组118块页岩样品进行有机碳和元素地球化学测试,运用一系列判别古气候、古盐度、古生产力和古氧化还原条件的地化指标,恢复青山口组黑色页岩的沉积环境,探讨富有机质页岩成因机制。青山口组沉积期为温暖半湿润亚热带气候,古气温>15℃,水体为陆相微咸水—半咸水环境,盐度5‰~10‰。青山口组底部发育厚度约30 m的富有机质页岩,TOC最高达到9.39%,自下而上有机碳含量逐渐变低。富有机质页岩Cu、Ni、Mo和Zn含量高,发育大量胶磷矿、藻席,表明青山口组早期湖盆生产力达到峰值,为有机质富集提供物质基础。U元素含量以及V/(V+Ni)、V/Sc比值较高,表明青山口组早期水体为强还原环境,为富有机质页岩保存提供有利条件。中-晚期随着湖盆收缩、水体变浅,还原环境遭到破坏,有机碳含量降低。TOC与古生产力及氧化还原指标呈正相关关系,表明有机质含量的变化主要受控于湖盆生产力和氧化还原环境。古海侵事件带来丰富营养物质,极大提高了湖盆生产力,保证有机质大量供应;同时海侵造成盐度分层,使底部水体的强还原环境不受破坏,促进了有机质的保存。松辽盆地青山口组在白垩纪全球缺氧事件影响下形成了面积约5×10^-3km;的黑色页岩,是页岩油勘探的重要目标。     

松辽盆地北部青一段油页岩地球化学特征及其记录的古湖泊学信息

油页岩地球化学特征及其记录的古湖泊学信息是揭示油页岩成矿富集规律的关键佐证。根据含油率、TOC、岩石热解、元素分析、生物标志化合物检测及有机显微组分分析,精细刻画了松辽盆地北部ZY1井青一段油页岩的地球化学特征,并分析了其记录的古湖泊学信息,探讨了古湖泊对油页岩有机质富集的控制作用。结果表明：青一段发育8层中等偏好品质的油页岩,下部为高品质油页岩富集层段;油页岩的含油率和TOC质量分数相关性极好,处于未熟—低成熟度演化阶段,生烃潜力大;油页岩中含丰富的萜类和甾类化合物,有机质类型主要为Ⅰ型,有机质来源主要为层状藻占优势的湖泊水生生物。地球化学参数指示,青一段下部古湖泊生产力呈现3个低→高的旋回,对应的古湖泊水体盐度呈现为3个半咸水-咸水旋回、古湖泊水体氧化还原性表现为还原-强还原-还原的厌氧环境,其中旋回Ⅱ后期湖泊生产力最高,对应的水体盐度最高、还原性最强。表明湖泊富营养化造成的高湖泊生产力是青一段高品质油页岩有机质富集的物质基础,盐度分层控制下强还原的湖底环境是高品质油页岩有机质富集的良好保存条件。     

Characterization of a Lacustrine Shale Reservoir and the Evolution of its Nanopores: A Case Study of the Upper Cretaceous Qingshankou Formation in the Songliao Basin,Northeastern China

The Songliao Basin is one of the most important petroliferous basins in northern China. With a recent gradual decline in conventional oil production in the basin, the exploration and development of unconventional resources are becoming increasingly urgent. The Qingshankou Formation consists of typical Upper Cretaceous continental strata, and represents a promising and practical replacement resource for shale oil in the Songliao Basin. Previous studies have shown that low-mature to mature Qingshankou shale mainly preserves type Ⅰ and type Ⅱ1 organic matter, with relatively high total organic carbon(TOC) content. It is estimated that there is a great potential to explore for shale oil resources in the Qingshankou Formation in this basin. However, not enough systematic research has been conducted on pore characteristics and their main controlling factors in this lacustrine shale reservoir. In this study, 19 Qingshankou shales from two wells drilled in the study area were tested and analyzed for mineral composition, pore distribution and feature evolution using Xray diffraction(XRD), scanning electron microscopy(SEM), low-pressure nitrogen gas adsorption(N2-GA), and thermal simulation experiments. The XRD results show that clay, quartz, and feldspar are the dominant mineral constituents of Qingshankou shale. The clay minerals are mostly illite/smectite mixed layers with a mean content of 83.5%, followed by illite, chlorite, and kaolinite. There are abundant deposits of clay-rich shale in the Qingshankou Formation in the study area, within which many mineral and organic matter pores were observed using SEM. Mineral pores contribute the most to shale porosity;specifically, clay mineral pores and carbonate pores comprise most of the mineral pores in the shale. Among the three types of organic matter pores, type B is more dominant the other two. Pores with diameters greater than 10 nm supply the main pore volume;most are half-open slits and wedge-shaped pores. The total pore volume had no obvious linear relationship with TOC content, but had some degree of positive correlation with the content of quartz + feldspar and clay minerals respectively. However, it was negatively correlated with carbonate mineral content. The specific surface area of the pores is negatively related to TOC content, average pore diameter, and carbonate mineral content. Moreover, it had a somewhat positive correlation with clay mineral content and no clear linear relationship with the content of quartz + feldspar. With increases in maturity, there was also an increase in the number of carbonate mineral dissolution pores and organic matter pores, average pore diameter, and pore volume, whereas there was a decrease in specific surface area of the pores. Generally, the Qingshankou shale is at a low-mature to mature stage with a TOC content of more than 1.0%, and could be as thick as 250 m in the study area. Pores with diameters of more than 10 nm are well-developed in the shale. This research illustrates that there are favorable conditions for shale oil occurrence and enrichment in the Qingshankou shale in the study area.     

松南上白垩统青山口组一段不同赋存状态页岩油定量评价

松辽盆地南部青山口组一段页岩油资源丰富,多口井试油获得工业及高产油流,具有较大的勘探开发潜力。本文以青山口组一段下段为研究对象,以页岩油赋存状态为切入点,重点针对研究区页岩油富集优质岩相,即高有机质薄片状页岩和中有机质纹层状页岩中溶胀油、吸附油以及游离油量进行定量评价,揭示页岩油在地下页岩层系储层中的赋存特征。青山口组一段页岩油主要以干酪根溶胀态、干酪根吸附态、有机质孔隙游离态、无机矿物吸附态及无机孔隙游离态等5种赋存形式存在于页岩层系储层中。其中：高有机质薄片状页岩中页岩油赋存状态以干酪根溶胀油、干酪根吸附油和有机质孔隙游离油等有机赋存油为主,有机赋存油量可高达253.0 mg/g TOC,以TY1井页岩油赋存量最大,其次为CY8井,H238井页岩油量最低;中有机质纹层状页岩中页岩油赋存状态以无机矿物吸附油、无机孔隙游离油等无机赋存油为主,可达167.0 mg/g TOC,CY8井页岩油赋存量最大,H258井次之,H238井页岩油量最低。TY1井、CY8井位于半深湖—深湖区,发育大套泥页岩;H238井位于三角洲外前缘,离物源区较近,导致其页岩油赋存量明显低于半深湖—深湖区。因此,沉积环境是导致不同工区页岩油赋存量差异的主要原因。     

松辽盆地北部油页岩资源潜力评价

为评价松辽盆地北部油页岩资源潜力,开展了14口地质井的钻探、2 100多口老井的复查和多项油页岩的样品分析测试工作。根据油页岩分析测试资料,结合录井、测井、地震、沉积等研究成果,总结了油页岩主要特征,并用体积丰度法初步估算了埋深小于1 km的油页岩和页岩油潜在资源量。结果表明:松辽盆地北部油页岩主要发育在青山口组一段和嫩江组一、二段沉积时期的湖相沉积中,是盆地两次最大湖泛期的产物;嫩江组和青山口组油页岩平均岩石密度分别为2.20和2.18 t/m³,平均含油率分别为5.55%和5.39%;油页岩有机质类型为Ⅰ型和Ⅱ₁型,处于未成熟低成熟阶段,有机质丰度极高,是最好的生油岩。松辽盆地北部油页岩分布广泛、层位稳定、资源潜力巨大,初步估算埋深小于1 km的油页岩潜在资源量为6 008.40×10⁸ t,页岩油潜在资源量为297.50×10⁸ t。油页岩可以成为未来大庆油田常规油气的重要补充或接替资源。     

基于数字岩心技术的陆相页岩油微观结构特征及主控因素——以松辽盆地白垩系青山口组一段泥页岩为例

数字岩心技术为大庆齐家-古龙地区青山口组一段的页岩油评价提供了可靠的基础数据,助力了松辽陆相盆地页岩油的勘探突破.针对泥页岩储层超低孔、超低渗的物性特征,综合利用微纳米CT、MAPS和QEMSCAN等数字岩心配套实验,对泥页岩储层岩石学特征、岩相类型、孔隙结构等进行了研究.将青山口组一段划分为5种岩相类型,分别为低有机质纹层状黏土质灰岩相、低有机质纹层状长英质灰岩相、中有机质纹层状长英质页岩相、中有机质夹层粉砂岩相、高有机质纹层状硅质页岩相.青山口组一段主要孔隙类型包括粒间孔、粒内孔和有机质孔.岩石相是青山口组一段孔隙、层理缝发育的主控因素.高有机质纹层状硅质页岩相储集空间主要由粒内孔和层理缝所构成,其孔隙-裂缝系统是青山口组一段页岩油甜点开发的重点层段.     

松辽盆地北部中浅层油页岩分布特征及资源潜力

利用有机碳含量、镜质体反射率等手段,对松辽盆地北部上白垩统青山口组一段、嫩江组一段、嫩江组二段三个层位油页岩的分布、地球化学特征及富集条件进行研究表明:目标层主要以深湖相、半深湖相的黑色泥岩和页岩为主,厚10~30m不等;有机质丰度较高,TOC值介于1.873%~10.625%之间,平均6.47%,干酪跟类型以Ⅰ型、ⅡA型为主,成熟度Ro普遍为0.41~0.78,处于低成熟阶段;三个层位油页岩有机质来源以湖生生物及海侵带来的藻类等母源物质为主,沉积时期主体处于海侵深水、强缺氧环境,有机质保存条件较好。     

齐家-古龙地区页岩油参数井泉头组—青山口组沉积微相特征

沉积微相发育特征对页岩油赋存及开发潜力具有重要的影响.以松辽盆地北部齐家-古龙地区松页油1井和松页油2井泉头组四段上部-青山口组二三段下部岩心为研究对象,通过大比例尺岩心观察和精细描述,以岩心岩性、层理构造、化石、含有物、电性特征为依据,开展沉积微相研究.研究认为,松页油1井和松页油2井岩心中,主要发育湖泊相沉积,分为浅湖和半深湖-深湖2种沉积亚相,可进一步识别出浅湖滩坝砂、介壳滩、泥质浅湖、半深湖-深湖泥和油页岩5种沉积微相.青一段下部主要发育半深湖-深湖亚相,浅湖亚相主要分布在青一段上部、青二三段下部和泉四段上部层位.泥质浅湖微相、半深湖-深湖泥微相以及油页岩微相均是有利于页岩油形成的沉积微相类型.     

火山活动与海侵影响下的典型湖相页岩有机质保存差异分析

黑色富有机质页岩是页岩油气生成和赋存的主要母体,是强还原环境水体的沉积产物,在其形成过程中,细菌硫酸盐还原作用(BSR)对水体环境影响明显,但BSR强度如何影响有机质的保存尚未得到关注。我国陆相湖盆富有机质泥页岩广泛发育,形成过程中常常伴随有火山活动或者海侵等事件,大量硫酸盐进入湖盆,改变水体的沉积环境,不同环境下BSR对黑色页岩有机质保存的影响明显不同。本次研究选取鄂尔多斯盆地延长组长7段页岩、松辽盆地青山口组和嫩江组页岩作为对象,同时与现代沉积物进行对比。研究表明,TOC与TS之间关系复杂,但细菌硫酸盐还原强度指数(SRI)与TOC呈现幂指数变化,且表现出两阶段变化的特征。当SRI大于1.375时,TOC整体偏低,指示了强硫酸盐还原作用消耗大量有机质;当SRI小于1.375时,TOC明显较高,指示了弱硫酸盐还原作用对有机质消耗相对较少,更有利于有机质保存。火山活动和海侵作用均向水体提供了大量硫酸盐,但对陆相湖盆页岩中有机质的保存影响不同。火山活动影响的长7段页岩SRI普遍小于1.375,BSR对有机质消耗相对弱,页岩TOC高。而受海侵影响的青山口组一段底部和嫩江组一段底部页岩SRI大于1.375,BSR过度消耗了大量有机质,使得页岩TOC偏低。嫩江组一段下部SRI指数更高,海侵强度更大,BSR反应更强,更不利于有机质保存。