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.     

松辽盆地陆相页岩油地质研究方法与勘探评价进展

针对陆相页岩油储层结构非均质性强、孔隙结构复杂、产能主控因素不明等勘探开发面临的挑战和技术瓶颈,建立了有机、无机地球化学与沉积学结合的陆相细粒沉积旋回及古环境演化重建的沉积地球化学方法,厘清了古水体性质与矿物组成、有机质富集的响应关系;建立了陆相富有机质页岩岩相划分标准和测井识别方法,分析了细粒沉积储层结构非均质性;厘...     

陆相页岩地层地质-工程一体化水平井精确钻探技术——以松辽盆地吉页油1HF井为例

【研究目的】陆相页岩油是中国能源重要的接替领域,长水平井精确钻探是实现页岩油商业开发的关键技术。但由于陆相页岩具有黏土矿物含量高、非均质性强、层理发育等特点,导致水平井井壁失稳严重、薄目标靶层精确导向困难等钻探技术难题。【研究方法】以松辽盆地南部青一段页岩为研究对象,综合利用地球化学、地球物理、岩石力学、地应力分析等手段,开展地质工程一体化研究。【研究结果】青一段上部页岩为层理型页岩不适合作为水平井穿行层段,青一段中下部纹层状页岩中的含油薄砂条兼具含油性、可钻性、可压性,可作为穿行目标层;页岩地层需选择强抑制KCL聚胺钻井液体系和油基钻井液体系实施水平井钻探,泥浆密度窗口随水平应力差和井轨迹倾角的增大而增高;测井GR和录井总烃可以精确反映目标靶层岩性非均质变化,结合高精度地球物理,可实时精确调控钻井轨迹。【结论】经应用实践,吉页油1HF井沿1.94m超薄目标靶层安全钻进1252m,钻遇率100%,实现了陆相页岩油长水平段精确钻探的技术突破,为吉页油1HF井获得高产工业油流奠定了基础,对中国同类型陆相页岩油长水平段精确钻探具有引领和借鉴意义。     

中国陆相页岩油地质特征与勘探实践

陆相页岩油作为我国油气增储上产的重要接替领域日益受到广泛关注.本文系统阐述了我国陆相页岩油地质特征、理论与技术研究进展,并对陆相页岩油的发展前景进行了展望:①中国陆相页岩与北美海相页岩相比,具有非均质性强、累计厚度大、分布面积小、热演化程度相对较低、有机质类型多样的特点;②中国陆相湖盆主要有断陷和坳陷两类盆地,页岩沉积...     

陆相页岩油研究进展及开发地质面临的问题

针对页岩油开展了广泛文献调研,在页岩油概念的提出、演化及研究历程基础上,对陆相页岩油资源量分布、类型和潜力及若干关键问题等研究进展进行了综述,提出了陆相页岩油效益开发面临的关键开发地质问题。具体如下:1）阐述了页岩油概念的由来及最新定义。国内外页岩油均历经三个发展阶段,对页岩油的理论认识不断深入,开发效果和水平逐渐提升。我国陆相页岩油资源丰富、潜力巨大,是今后一个时期的重点攻关对象。2）陆相页岩油可按不同方式进行分类。按成熟度演化阶段划分固态有机质阶段、滞留烃阶段、液态烃阶段、液态烃裂解天然气阶段等四类;按源储组合类型划分源储共存型、源储分离型和纯页岩型三类;按开发方式分为夹层型、混积型、页岩型和裂缝型四类。3）陆相页岩油在细粒岩分类及沉积模式、源储岩石微观特征、富集机制、“七性特征”和工业化开采技术等方面取得了较大的进展。4）陆相页岩油源储结构表现出极强的非均质性,亟待加强细粒页岩沉积超高频基准面旋回对比模式、半深湖—深湖相低级次构型单元成因及分布模式、相控储层质量差异分布模式和地质工程一体化及甜点快速评价等开发地质方面的研究,以提高页岩油开发经济效益和采收率。     

松辽盆地北部陆相页岩油调查取得重大突破

按照中国地质调查局工作部署,沈阳地质调查中心组建页岩油技术创新中心,承担“大庆齐家-古龙地区页岩油气战略调查与评价”“松辽盆地北部页岩油战略调查”项目,联合大庆油田有限责任公司开展松辽盆地北部页岩油科技攻坚.2016~2019年,在松辽盆地北部实施的4口页岩油参数井均获得工业油流,实现了我国陆相页岩油调查重大突破.     

南襄盆地泌阳凹陷陆相页岩油地质特征与评价

南襄盆地泌阳凹陷中部深凹区发育有淡水环境及咸水环境沉积的深湖—半深湖相页岩。该套页岩岩相复杂、类型多、变化快, 可分为泥质粉砂岩、粉砂质页岩、隐晶灰质页岩、重结晶灰质页岩及白云质页岩, 总体富含有机质, 这为陆相页岩油的形成提供了充分的物质基础。研究区页岩具有纵向厚度大、横向分布广、有机质丰度高及类型好、热演化程度适中、脆性矿物含量高及含油气性好等特征, 具备良好的陆相页岩油形成条件。在明确泌阳凹陷具备良好的陆相页岩油形成条件基础上, 进一步开展了陆相页岩油地质评价方法的研究, 提出了一套包含岩石学分析、地质多参数综合评价、有利区带评价等8项关键技术的地质评价方法, 并明确了泌阳凹陷陆相页岩油富集的主控因素及有利目标区, 进而优化部署页岩油水平井, 取得了中国陆相页岩油勘探的重大突破, 展示了中国陆相页岩油良好的勘探开发前景。     

中国陆相页岩油示范区发展现状及建设可行性评价指标体系

页岩油示范区建设对引领和推动我国陆相页岩油规模效益开发、产业持续发展意义重大.基于现有国家级页岩油示范区发展现状与建设进展跟踪评述及其面临形势与挑战分析,创建了（拟建）示范区可行性评价方法、评价参数与指标体系.研究表明：我国已建陇东、吉木萨尔、古龙、济阳4个国家级页岩油示范区,取得2项重大战略突破与储量发现、5方面关键技术突破和集成创新,多项工程技术参数实现了阶梯式跨越提升、地质工程一体化应用与提质增效,形成了组织管理、生产施工、技术攻关、措施保障四方面机制模式与重要经验.示范区发育三种页岩油类型,个别成效低于审批规划目标,增储上产、规模效益开发潜力与压力并存.根据页岩油可行性评价重点内容、主要方法和指标体系构建原则,建立起由资源可行性、地质条件可行性、开发技术可行性、环保节能可行性、经济可行性、风险对策可行性6个大类一级指标、18类二级指标、126个三级指标组成的页岩油示范区可行性评价参数与指标体系框架.4个国家级页岩油示范区建设推进总体顺利、平稳发展,可行性评价指标体系在内容上注重资源与地质特性、开发技术与经济评价结合,在方法上突出参数类比法、经济评价法与综合分析法、排队比选法结合...     

页岩油研究热点与发展趋势

页岩油储量巨大、分布集中、前景广阔,是世界石油增储上产的一个主要领域.为厘清页岩油研究的热点与发展趋势,使用CiteSpace和VOSviewer软件对近十年国内外文献进行科学知识可视化分析,结合世界页岩油盆地研究及勘探开发成果,系统梳理了页岩油近十年的主题演化及热点领域,总结了当前页岩油研究面临的挑战.结果认为全球页岩油研究热点聚焦于页岩油形成的物质基础、页岩油储集空间、页岩油可动性及可压裂性4方面;相比北美海相页岩油构造沉积背景稳定,页岩油生产技术持续迭代,我国页岩油沉积相变快,孔隙类型受成岩作用影响较大,缺乏系统的可动性评价方法,水力压裂易诱发地震和造成环境污染;未来应加强细粒沉积岩研究、定量表征页岩油储集空间、明确页岩油赋存状态、建立全面的页岩油可动性评价方法、加强新型绿色压裂技术研发,从而精准预测页岩油“地质-工程”甜点,以推动我国能源结构的快速转型.     

南川页岩气地质工程一体化优化中的参数敏感性分析

地质工程一体化综合施策是页岩气降本增效、提高开发效益的重要途径,综合、定量是一体化优化决策研究的重要发展方向.但目前的定量优化更多针对单井进行,常以优化得到的单井最优的裂缝半长/水平井长作为井网部署的依据.在利用运筹学技术构建的单井和区块效益目标函数的基础上,以中国南方海相页岩气为例,对比分析了单井和区块优化结果对主要地质条件和工程参数变化的敏感性.结果表明,尽管随着压裂规模（裂缝半长）的增大,单井和区块的效益都呈现先增后减的趋势,但最优的裂缝半长明显不同.同时,随孔隙度、含气饱和度、压力系数、天然气价格、压裂成本、钻井成本的升高,优化所得的单井和区块的最优裂缝半长变化规律不同.这表明,单井优化的结果不能作为井网部署的依据,区块和单井得到的最优值并不一致,应该以区块地质工程整体一体化优化的结果来布井.这一认识对页岩气及其他非常规油气井网优化部署和效益开发有现实的指导意义.     

深层页岩气地质工程一体化体积压裂关键技术及应用

针对深层页岩气埋深大、两向水平应力差大、垂向应力差小、岩石塑性特征强等地质特征,以地质工程一体化为设计理念,建立了包括测井曲线、页岩总有机碳含量、孔隙度、全烃、关键录井元素、矿物组分、过量硅、矿物脆性、岩石力学参数等评价方法,开展沿水平井段的地质工程双甜点研究,实现地质与工程一体化优选甜点段和最优甜点段准确识别,为深层页岩气水平井压裂改造提供依据.然后,基于高导流的立体缝网为体积压裂的目标函数,开展深层页岩气窄压力窗口下的体积压裂注入模式及工艺参数优化研究,包括迂回双暂堵工艺优化,支撑剂在复杂缝网下的动态运移规律与导流能力研究,以及一体化变黏度高降阻滑溜水研发等.研究成果在现场的应用结果表明,上述基于地质工程一体化的体积压裂技术,压后测试产量较邻井能提高30%～50%以上,可大幅度提高深层页岩气的经济开发效果,对今后垂深超过4 500 m的超深层页岩气的经济有效勘探与开发,也同样具有重要的指导和借鉴意义.     

陆相页岩层系石油富集区带优选、甜点区段评价与关键技术应用

陆相页岩层系石油包括致密油和页岩油,是国内陆上"进(近)源找油"的主要对象,目前已进入战略突破期。以"十三五"国家油气重大专项课题联合攻关研究成果为基础,本文系统阐述了近5年我国陆相页岩层系石油聚集条件、富集区带、甜点区段、关键技术等方面的研究进展:(1)陆相湖盆主要发育陆源、内碎屑和混积岩-沉凝灰岩3种类型富液态烃页岩层系,提出有利储集相带、近源或源内、构造背景3个共性富集要素,评选出页岩层系石油富集区带33个,资源规模约110×10⁸ t;(2)储层甜点评价是页岩层系石油甜点区段评价的核心内容,发现砂岩、混积岩-沉凝灰岩集中发育段是主要有利储层甜点段,形成以储层甜点为核心的测井甜点段评价、地震甜点区预测方法,预测优选出55个甜点区,资源规模约32×10⁸ t;(3)以"甜点+水平井+密切割"为核心,集成配套地质评价、甜点预测、优快钻井、复杂缝网、效益开发等关键技术系列,支撑了5个亿吨级页岩层系油区快速发展。页岩层系石油预计待识别甜点区面积约17000 km²,待探明资源约130×10⁸ t,有望...     

陆相页岩油效益开发的若干问题

我国陆相页岩油已经取得一系列重大勘探开发突破,但大规模开发的抗风险能力和可持续发展能力存在较大挑战.实现陆相页岩油规模效益开发,理念变革是关键,为此提出“全生命周期可接受经济指标条件下最大化采收率、最小化环境影响为根本目标”的效益开发理念.为了支撑上述开发理念,提出需系统性评价陆相页岩油的流动能力、改造能力和提高采收率能力并梳理出关键评价内容,对前人较少关注的页岩油原油性质空间非均质性、微观润湿性、大分子滞留、细观-宏观多尺度力学性质、主动应力干扰机理等关键评价问题进行剖析阐述.指出：页岩油流动能力是甜点评价和提高采收率的基础,地质时间尺度页岩油流-固耦合演化过程形成的累积效应具有控制性作用;页岩复杂组构多尺度力学性质及诱导应力场动态演化行为是改造能力的关键,可通过主动应力干扰提高“人工渗流体”的有效性;陆相页岩油在工作介质介入条件下的可流动能力是微观驱油效率的核心,在立体开发条件下构建和强化特殊的提高采收率机制;流体非均质性、微观润湿性、细观力学性质及人工渗流体基质有效渗透率是需要高度关注的基础性评价参数并强化其定量表征和理论建模.建议加强针对性实验装备研制和实验方法创新,强化陆相页...     

我国陆相页岩油勘探开发进展与发展建议

【研究目的】中国页岩油资源丰富且快速发展,但仍存在探明率低、开采难度大、产量低等关键问题,因此需要分析中国陆相页岩油勘探开发进展与形势,提出页岩油发展建议,服务国家能源安全保障。【研究方法】通过梳理国内外页岩油发展历程,分析近些年我国陆相页岩油勘探开发取得重大突破、重要进展的方向与领域,总结页岩油储产量增长点。【研究结果】鄂尔多斯盆地探明了国内首个10亿t页岩油大油田、松辽盆地古龙凹陷新增页岩油预测地质储量12.68亿t、渤海湾盆地古近系多口探井试获高产工业油流、准噶尔盆地吉木萨尔页岩油三级地质储量达5亿t等8项重大进展;形成了具有中国特色的页岩油富集理论和勘探开发技术;截至2021年底,全国页岩油探明地质储量12.2亿t,待探明地质资源量271.06亿t,探明率为4.3%,勘探潜力巨大;八个大中型含油气盆地取得多个层系页岩油调查勘探的重大突破,展示了中国陆相页岩油广阔的发展前景。【结论】鄂尔多斯盆地、渤海湾盆地、松辽盆地、准噶尔盆地、四川盆地、江汉盆地是页岩油未来勘探开发主要地区,有望成为“十四五”油气现实接替领域;渤海湾盆地济阳坳陷渤南地区古近系、鄂尔多斯盆地陇东和伊陕斜坡三叠系、...     

陆相致密油与页岩油藏特征差异性及勘探实践意义:以渤海湾盆地黄骅坳陷为例

陆相致密油和页岩油同属低孔低渗油气藏,二者具有很大相似性,常具有共生关系,然而其成藏特征存在较大的差异,不加区分极易误导油气勘探.利用系统取心、测井、录井和各类测试化验分析资料,综合分析渤海湾盆地黄骅坳陷孔店组、沙河街组,梳理致密油和页岩油的成藏条件及其富集规律差异性,进一步探讨致密油与页岩油勘探选区评价方法.研究结果...     

松辽盆地长岭凹陷乾安地区青山口组一段沉积相特征与古环境恢复——以吉页油1井为例

松辽盆地上白垩统青山口组一段富有机质泥页岩岩发育,层系内部滞留烃富集,具有可观的页岩油资源潜力。沉积古环境控制了泥页岩的分布、有机质发育特征及滞留烃富集程度。因此,恢复青一段泥页岩沉积古环境,明确沉积特征,对揭示青一段泥页岩中页岩油富集规律具有重要意义。本文基于长岭凹陷乾安地区青一段取心井——吉页油1井的岩心观察及测井曲线组合特征,划分了青一段泥页岩沉积微相,应用自然伽马能谱测井、岩性扫描测井数据,选取环境评价参数,对青一段沉积古环境及其演化过程进行了恢复,分析了古环境参数与泥页岩中滞留烃含量的相关性。结果表明:松辽盆地长岭凹陷乾安地区青一段泥页岩是在三角洲外前缘-浅湖-半深湖-深湖沉积体系中形成的,主要发育半深湖-深湖泥、浅湖泥沉积微相。青一段泥页岩沉积古环境经历了水深由浅变深,气候由半潮湿到潮湿,水体由淡水-微咸水,还原性由弱到强,水动力条件由中等到弱的演化,在青一段地层中存在明显的沉积环境变化界面,上下层段沉积环境不同。青一段泥页岩中滞留烃含量主要受沉积古气候、古氧化还原条件控制,潮湿气候还原条件下形成的泥页岩有机质类型好,以腐泥质为主,生油能力强,滞留烃含量高。     

川南泸州地区页岩气甜点地质工程一体化关键要素耦合关系及攻关方向

页岩气甜点地质工程一体化关键要素分析与评价是页岩气高效勘探开发的必要工作.从甜点优选、钻完井工程、压裂工艺等多方面对川南泸州地区开展研究,结合地质工程一体化研究思路,系统分析了工程要素与地质要素的耦合关系.结果表明：泸州地区地质条件复杂,水平最大主应力方向为NWW-SEE向,由西向东裂缝发育程度减少;天然裂缝方向与最大主应力方向和井轨迹有效匹配提高压裂改造体积,井轨迹方位与地应力夹角大于60°、与裂缝主方向夹角大于20°时,水平井压裂效果越好;通过加密分簇、提高排量、暂堵转向、提高加砂强度等技术优化,可保证深层页岩改造体积及缝网有效性.综上,利用工程与地质双因素耦合分析,开展深层井轨迹与甜点预测关系、深层裂缝体积改造与地应力关系、深层钻-完井工程与岩石力学关系技术攻关,能够有效推动地质工程一体化的动态运行,提高单井最大可采量和区块最大动用量.