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。     

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。      

基于测井方法的辽河坳陷沙河街组页岩发育特征评价

以辽河坳陷沙四段—沙三段富有机质页岩为研究对象,根据测井、录井和有机地球化学实验分析等资料,采用多元线性回归及Δlg R方法,识别富有机质页岩;从纵向发育、横向分布和平面展布等方面,对页岩发育特征进行综合评价.结果表明:研究区富有机质泥页岩呈现"展布面积广、连续厚度大"特点,其中西部凹陷沙三下亚段富有机质页岩平均厚度约为75.20m,且厚度大于90m的富有机质页岩分布面积达到210.26km2,为页岩油气勘探的首选层位.该结果为研究区乃至东部渤海湾地区寻找新的天然气勘探领域具有指导作用.     

济阳坳陷青东凹陷古近系沙河街组烃源岩地球化学特征及生烃潜力综合评价

采用有机地球化学方法和盆地模拟技术,结合济阳坳陷青东凹陷古近系沙河街组构造、沉积等方面的研究成果,分析研究区古近系烃源岩的生烃潜力、演化特征等。结果表明:研究区主要存在沙三下亚段和沙四上亚段两套烃源岩,烃源岩具有"北厚南薄"的发育特征,在凹陷中—北部深洼带最为发育,往南厚度变小;烃源岩有机质丰度较高,有机质类型较好(Ⅰ—Ⅱ1),具有良好的生烃物质基础;烃源岩处于低熟—成熟阶段,成熟烃源岩的分布范围有限,主要局限于北部洼陷和中部洼陷的深洼区,但研究区沙四段烃源岩具有形成低熟油的基本条件,为研究区油气聚集创造一定的物质基础。     

断陷湖盆页岩油形成的地质要素匹配: 以辽河西部凹陷沙三段为例

为了研究我国断陷湖盆陆相页岩油发育的地质条件和富集机理,以辽河西部凹陷沙三段为例,归纳总结了断陷湖盆页岩油聚集的有效性。通过沉积构造分析,岩心观察,岩矿、地球化学、含油量、生烃模拟等实验测试方法研究了泥页岩的生烃潜力、赋存空间和富集条件。结果表明沙三段页岩有机质丰度较高,w(TOC)平均在2%左右;有机质类型以Ⅰ和Ⅱ₁等偏腐泥型干酪根为主;有机质热演化程度偏低,Ro介于0.4%~0.9%之间,干酪根以生油为主;岩心和薄片扫描电镜均观察到各类孔隙和微裂缝的大量存在,反映断陷湖盆背景下发育的厚层泥页岩具有较好的页岩油聚集条件匹配关系,页岩油资源前景较好。脆性矿物含量较低的特征也为陆相页岩油的开采技术提出了挑战。      

有机相在非常规油气储层评价中的应用——以束鹿凹陷富有机质泥灰岩储层为例

为分析有机相对非常规油气储层的影响并对储层进行评价,以束鹿凹陷富有机质泥灰岩储层为例,根据岩石热解参数、干酪根元素组成和有机质来源等划分有机相类型,确定储层评价参数及标准。结果表明,有机质在热演化过程中生成有机质孔隙,在排烃过程中产生的酸性流体和异常高压等形成溶蚀孔隙及裂缝,可以改善储集性能。研究区有机相包括AB、B、BC、C、CD及D六种类型,缺少A类型发育。有机相变化对储层的储集性能具有重要控制作用,可作为非常规油气储层评价的参数。束鹿凹陷沙三下亚段层序2的坡折带及洼槽区部位发育具有优质有机相AB类型的高有机质泥灰岩,储集性能较好,为有利目标区。该结果对评价页岩油气等非常规油气储层具有指导意义。     

基于低温氮气吸附和高压压汞表征潜江凹陷盐间页岩油储层孔隙结构特征

为了更全面地表征潜江凹陷潜江组页岩油储层孔隙结构特征,系统选取了距物源不同距离的A井和B井多块页岩样品进行了分析测试,通过场发射扫描电镜、低温氮气吸附和高压压汞实验综合分析了页岩孔隙结构特征;通过对比抽提前后场发射扫描电镜图像、低温氮气吸附和高压压汞实验数据,进一步研究了页岩中滞留烃的赋存空间特征;通过对典型页岩样品的二次压汞实验,探讨了页岩中连通孔隙的孔径分布特征。结果显示:潜江凹陷潜江组页岩油储层孔隙大小为纳米-微米级,孔径2~180 nm的黏土矿物层间孔和白云石晶间孔是该区发育最主要的两种孔隙类型;A井页岩中的滞留烃主要赋存在孔径2~20 nm的黏土矿物层间孔中,滞留烃含量较低,连通孔径主要集中在3~15 nm范围内,B井页岩中的滞留烃赋存在孔径8~100 nm的白云石晶间孔中,滞留烃含量多,连通孔径主要分布在10~130 nm范围内;白云石和黏土矿物的存在都有利于页岩储层储集空间的发育,但远离物源的生物成因的白云石更有利于滞留烃的赋存和可动性。研究成果可以为潜江凹陷页岩油的勘探和开发提供一定的理论支撑。      

潍北凹陷孔店组二段页岩气资源潜力分析

潍北凹陷是昌潍坳陷的次一级凹陷盆地,也是胜利油田外围常规油气开采区。潍北凹陷孔店组二段发育了较厚的暗色泥页岩,是页岩气形成最有利层段,也是常规油气的生烃母岩。利用昌页参1井数据,结合以往资料,对潍北凹陷孔店组二段岩性特征,有机地球化学特征、矿物组成、泥页岩含气性特征等进行分析研究,认为孔店组二段上亚段下部和中亚段下部具备页岩气资源勘查开发潜力。     

渤海海域渤东凹陷烃源岩特征与勘探潜力

近年来渤东凹陷内油气勘探因一直未取得重大突破而陷入低谷,主力烃源岩不明确是制约该区油气勘探的核心问题。结合地震、钻井、测井和分析化验等资料,对渤东地区烃源岩地球化学指标、分布特征及成因环境进行了分析,借助盆地模拟和油源对比结果,明确了渤东凹陷的主力烃源岩层系和勘探潜力。渤东凹陷发育东三段、沙一段、沙三段和沙四段4套烃源岩,其中,沙三段烃源岩有机质类型好、丰度高,为很好的烃源岩,其生烃量占凹陷总生烃量的61%,是渤东凹陷的主力烃源岩。地质分析表明,PL9-1油田的油气主要来自渤东凹陷,预示渤东凹陷具备较大的勘探潜力。油源对比结果表明,PL9-1油田75%的原油来自于沙三段烃源岩,渤东凹陷及周缘地区今后的勘探应以寻找沙三段烃源岩生成的油气为主。      

渤海湾盆地济阳拗陷沙三段页岩气地质条件分析

沙河街组三段的湖相富有机质泥页岩是济阳拗陷常规油气的主力烃源岩,也是该拗陷页岩气勘探的重点研究层系.分析沙三段暗色泥页岩的地球化学指标、页岩储层特征、含气性等,探讨济阳拗陷沙河街组湖相泥页岩形成页岩气的地质条件.结果表明:沙河街组湖相泥页岩沉积厚度大,平均大于200m;有机碳含量高,干酪根类型好,以Ⅰ型为主,Ⅱ1和Ⅱ2为辅;成熟度以成熟—高熟为主,与美国产气页岩和中国南方上扬子地区海相富有机质页岩地球化学特征具有可比性.湖相泥页岩脆性矿物质量分数高,石英与碳酸盐岩所占比例大,黏土矿物质量分数为10%～30%,页岩储层裂缝类型多样.由于砂泥岩互层频繁,粉砂或砂质夹层孔隙可以有效改善页岩储层储集性能,为页岩气提供有效的储集空间.泥页岩层段气测显示异常,指示其良好的含气性.沙三段富有机质泥页岩是济阳拗陷页岩气勘探的优选层系,具有良好的页岩气勘探潜力.     

泌阳凹陷下二门地区核桃园组油气成藏再认识

泌阳凹陷下二门地区位于泌阳凹陷东部,区内已发现下二门油田。该油田在核三上段至核二段下部为纯油藏,核二段上部为具气顶的油藏,核一段和廖庄组为纯气藏。经过40多年勘探开发,在下二门地区油气藏的发现难度越来越大,油气勘探陷入瓶颈期。为了进一步扩大该区勘探规模,取得新的油气发现,需要对该地区油气成藏机制再认识进而决定其下一步勘探方向。利用最新勘探和油藏资料,通过烃源条件分析、油源对比、天然气成分分析及油藏精细解剖,重新认识了该地区油气成藏机制。研究结果表明:泌阳凹陷深凹区的核二段泥页岩发育广,生烃指标较好,已进入低成熟阶段,具备较好的生油条件;下二门地区各层系油气与深凹区的源岩关系明确,表明油气以顺层运移为主,即核二段低熟油应该来自深凹区核二段低熟烃源岩,核三上段和核三下段原油分别来自深凹区核三上段和核三下段的成熟烃源岩;下二门地区核二段产出的天然气为低成熟伴生气,明显不同于深层凝析气,并非深层油气沿断层调整而来;下二门地区深层油气资源量大,但目前已发现储量规模有限,这预示着该区仍有较大的勘探潜力。因此,总结下二门地区的油气成藏特点及成藏模式,不仅可为该区油气勘探提供指导,而且可为我国东部类似断陷湖盆含油构造的进一步勘探提供借鉴。      

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。      

牵引流化重力流沉积过程与堆积机制:以渤海湾盆地歧口凹陷为例

以具备牵引流特色的重力流沉积体为载体的高效储集体,是陆相湖盆沉积学研究与勘探突破的重要领域.渤海湾盆地歧口凹陷沙一段发育的大规模多期次陆相重力流具有其沉积特征的独特性(面积约940km2,纵向分布厚度约1.1km).依据水动力条件及沉积过程机制,存在层级递进继承型、渐进过渡型、兼并融合型3种牵引流与重力流动力学过程,细分为泥质碎屑流、砂质碎屑流、过渡型同生流、(高密度-低密度悬浮)似涌浪浊流、(高密度-低密度)准稳态浊流5种机制类型,并依据其发育背景识别出了滨海地区中央隆起带上以重力流水道为主导特征的水道型重力流沉积体系和受次洼地貌控制的面流型重力流.本研究细化了沉积动力学过程-堆积机制-沉积相-岩相一体化的关联性,确定了牵引流化重力流发育的关键控制因素.作为极具潜力的优质储层目标,陆相牵引流化重力流沉积体的研究成果在丰富理论体系的同时,对油气勘探新领域的拓展与突破具重要意义,具备生产实践价值,对于其他陆相湖盆油气勘探具有重要的借鉴作用.     

东海盆地丽水凹陷有效烃源岩判定及分布预测

丽水凹陷作为东海陆架盆地具有较大勘探潜力的凹陷，其勘探程度较低，近年来钻探成果较小，因此亟需对烃源岩进行综合评价。通过烃源岩岩石热解实验，饱和烃气相色谱及饱和烃色质分析，对丽水凹陷烃源岩进行综合评价。结果表明，丽水凹陷烃源岩有机质类型以Ⅲ型为主，存在少量的Ⅱ₁及Ⅱ₂型。月桂峰组烃源岩处于成熟到过成熟阶段，灵峰组烃源岩处于成熟阶段，多数明月峰组烃源岩成熟度较低。根据烃源岩热解参数S₁及有机碳含量（TOC）的关系确定月桂峰组有效烃源岩w（TOC）下限为0.7%，灵峰组有效烃源岩w（TOC）下限为1.0%，明月峰组有效烃源岩w（TOC）下限为0.9%。生标参数显示丽水凹陷烃源岩有机质具有混合来源特征，沉积于海陆过渡环境中。有效烃源岩平面分布预测显示，丽水凹陷有效烃源岩的分布较为局限，丽水凹陷西次凹的东北部为有效烃源岩的集中分布区。月桂峰组及灵峰组烃源岩具有较大的产气潜力，应加大丽水凹陷西次凹东北部的气藏勘探力度。      

陆相页岩气的泥页岩评价——以延长下寺湾区上三叠统延长组长7段为例

以鄂尔多斯盆地的延长下寺湾区中生界延长组长7段陆相泥页岩为研究对象,在样品实验数据分析和单井岩心观察的基础上,根据泥页岩的发育与分布特点和有机地球化学特征对陆相页岩气的泥页岩进行评价.结果表明:延长下寺湾区延长组长7段泥页岩主要为浅湖—深湖相沉积,泥页岩累计厚度适宜,有机质类型以Ⅱ1为主,有机质丰度较高,具备页岩气生成的物质基础,有机质演化主要处于成熟阶段.分析美国海相产气页岩与中国陆相产气页岩的综合特征,长7段泥页岩脆性矿物质量分数大于25%,有利于储层的后期改造.相对美国储层物性较好的页岩,根据现场解析法测得的长7段泥页岩含气量较高(平均为4.5m3/t),埋深适中,分布稳定,具有勘探潜力和开发前景.     

歧口凹陷中部沙一下亚段异重流沉积识别特征与控制因素分析

分析陆相断陷湖盆异重流沉积的识别特征、异重流水下扇沉积体系的横向、垂向沉积序列、以及不同物源碎屑成因的异重流的沉积差异性, 从而探讨陆相断陷湖盆中异重流沉积的控制因素。以歧口凹陷沙一下异重流沉积为研究对象, 对研究区钻井岩心、测录井、地震属性以及粒度分析资料进行综合分析。结果表明, 研究区异重流具有3种典型沉积识别特征: ①两类沉积序列, 分别为下部逆粒序、上部正粒序的纺锤状二元结构沉积序列以及厚度较大且粒度特征变化不明显的均一结构沉积序列; ②粒度分析特征以递变悬浮载荷为主, 累计概率曲线类型以复杂多段式、上拱曲线式、低斜率两段式为特征; ③岩相特征为侵蚀充填沉积、广泛发育且类型多样的层理构造, 其次为陆源褐红色泥质层、褐红色泥砾以及大量的植物茎干碎片和炭质碎屑。研究区异重流沉积接受多支物源供给表现出水道化特征, 葛沽物源为最主要物源, 总体具有长距离搬运、多个朵体发育、大范围沿路沉积等特征。建立了研究区扇三角洲和辫状河三角洲物源重力流沉积模式。断陷湖盆背景下异重流沉积的控制因素为古物源、古地貌、古气候3个方面, 异重流沉积是断陷湖盆中广泛发育的沉积类型, 其中异重流水道砂岩具有良好的储集物性, 是陆相断陷湖盆油气勘探的重要方向与突破点。      

Gas accumulation mechanism in Denglouku Formation of Changling fault depression,southern Songliao Basin,China

The Changling gas field is occurs in tight sandstone reservoirs of the Lower Cretaceous Denglouku Formation in the Changling fault depression , southern Songliao Basin , China, which constitutes a new gas-pro-ducing area in the depression .Using information on the source-reservoir-cap rock assemblage of the Denglouku Formation, fault activity, and single well burial history of well CS 1, together with data on reservoir fluid inclu-sion and laser Raman spectroscopy , we described the formation of the Changling gas field and determine that this fault depression did not possess suitable conditions for hydrocarbon generation .Coal-derived methane gen-erated from underlying hydrocarbon source rock accumulated in the Lower Cretaceous Yingcheng Formation .At the end of the Late Cretaceous Qingshankou Stage , underwater volcanic eruptions occurred in the northern part of the Changling gas field near Qian'an, resulting in the reactivation of deep faults .Mantle-sourced inorganic CO2 migrated along faults to hydrocarbon gas reservoirs in volcanic rocks of the Yingcheng Formation ;Mean-while, displaced methane ( hydrocarbon gas ) migrated upward to sand reservoirs of the Denglouku Formation . The methane accumulated and formed secondary gas reservoirs ,Therefore fault activity was the main factor con-trolling the generation of gas reservoirs in the Denglouku Formation .The main accumulation period of the Yingcheng hydrocarbon gas reservoirs was 82 Ma.Whereas gas reservoir formation in the overlying Denglongku Formation was 79 Ma, slightly later than the time of formation of the Yingcheng gas reservoir in CS 1 well area. At 79 Ma, the burial depth of the Denglouku Formation was 1800-2000 m, the diagenesis is relatively weak and the physical properties of the reservoir are relatively favorable for accumulation .This period is not only at gas generation peak time of three sets of source rock but also at the reactivation of deep faults during the forma -tion of fault-bound depressions , thereby providing favorable conditions for the migration and accumulation of methane .     

New insights into marine hydrocarbon geological conditions in the South Yellow Sea Basin: evidence from borehole CSDP-2

The South Yellow Sea Basin(SYSB) has multiple sets of proven source rocks and good hydrocarbon prospects,but no industrial oil and gas has been explored at present.To solve this puzzle for petroleum geologists,we systematically investigated the marine hydrocarbon geological conditions based on cores and testing data from borehole CSDP-2,the first exploration well with continuous coring in SYSB.The qualities of source rocks are evaluated in detail according to organic matter abundance,type,and maturity.The reservoir characterization mainly includes porosity,permeability,and reservoir space.Displacement pressure test and stratum thickness are the main foundations for defining the caprocks.Then,the oil-source rock correlation in the Permian and stratum model are analyzed to determine the favorable source-reservoir-caprock assemblages.The results show that three sets of effective source rocks(the Lower Triassic,Upper Permian,and Lower Permian),two sets of tight sandstone re servoirs(the Upper Permian and Lower Silurian-Upper Devonian),and two sets of caprocks(the Lower Triassic and Carboniferous) combine to constitute the hydrocarbon reservoir-forming as se mblages of "lower-ge neration and upper-accumlation" and "self-generation and self-accumlation",thus laying a solid foundation for promising petroleum prospects.The three sets of marine source rocks are characterized by successive generation and expulsion stages,which guarantees multistage hydrocarbon accumulation.Another three sets of continental source rocks distributed across the Middle Jurassic,Upper Cretaceous,and Paleogene depression areas,especially in the Northern Depression,may supplement some hydrocarbons for the Central Uplift through faults and the Indosinian unconformity.The favorable Permian exploration strata have been identified in the Central Uplift of SYSB.First,the Lower Permian and Upper Permian source rocks with high organic matter abundance and high thermal maturity supply sufficient hydrocarbons.Secondly,the interbedding relationship between the source rocks and sandstones in the Upper Permian strata ensures that hydrocarbons have been migrated into the nearby Upper Permian sandstones,reflecting near-source hydrocarbon accumulation.Finally,the good sealing property of the Lower Triassic Qinglong Formation caprocks plays an indispensable role in hydrocarbon preservation of the Permian reservoirs.This conclusion is supported by direct oil shows,gas logging anomalous layers,and hydrocarbon-bearing fluid inclusions.