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...     

松辽盆地陆相页岩油地质工程一体化高效勘查关键技术与工程示范

我国陆相页岩油资源潜力巨大,但页岩储层具有高黏土矿物含量、强非均质性、低地层能量的特点,严重制约着我国陆相页岩油的高效勘查.围绕甜点优选、水平井钻探、体积压裂、试油求产等关键环节,综合利用吉页油1HF井系统取心、测井、录井及分析测试资料,开展地质工程一体化创新攻关.结果表明,松辽盆地青一段页岩可划分为高TOC层理型黏土质页岩和中TOC纹层型长英质页岩两种岩相类型,前者以地质甜点为主,后者以工程甜点为主;建立地质工程一体化双甜点评价标准,提出“钻砂压页”的水平井设计理念,优选出1.94 m厚的双甜点目标靶层,采用三维地球物理-地质工程一体化的超薄目标靶层导向技术,实现超薄目标靶层水平钻进1 252 m,钻遇率100%的技术突破;依据超临界CO2的破岩、溶蚀、驱油、增能4大优势,创新形成超临界CO2+大型水力携砂复合压裂工艺及控压蓄能返排技术,实现了吉页油1HF井陆相页岩地层的大型体积改造,并获得16.4 m3/d高产稳产页岩油突破,形成的地质工程一体化方法、技术、工艺及参数体系,对松辽盆地及同类型的陆相页岩油高效勘探开发具有借鉴意义.     

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...     

关于吉木萨尔凹陷页岩油的思考

吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油储层是我国典型的陆相咸化湖盆页岩油藏,甜点体呈现典型的薄互层特征,岩性组合变化迅速,非均质性强烈,储层改造难度较大。其中：芦草沟组储层地质力学参数垂向分布特征及对水力裂缝拓展的影响亟需进一步研究。本文针对芦草沟组页岩油储层下甜点段,对钻井岩芯样品进行高密度取样和力学测试,揭示了芦草沟下甜点段地质力学参数在垂向上的非均匀分布特征,基于数值模拟研究了非均匀分布的力学参数对水力裂缝拓展过程的影响规律。结果表明：(1)芦草沟组地层地质力学参数在垂向上变化剧烈,呈现明显的薄互层特征;(2)芦草沟组地应力和破裂压力变化剧烈,对水力裂缝穿层拓展具有较大的潜在影响;(3)储层非均匀分布的地质力学参数对裂缝垂向拓展影响显著,提高压裂液排量和黏度均可有效促进裂缝穿层。本文研究内容为芦草沟组页岩油有效开发提供了地质力学参数基础,可为储层压裂改造提供重要的理论支撑和设计依据。     

页岩油气储层纵向多重非均质性及其对开发的影响

页岩油气作为烃源岩层系内自生自储的油气资源,其可开发性受页岩储层特征的控制明显。由于不同类型富有机质页岩形成环境的差异性,页岩油气储层在纵向上具有多重非均质性,包括岩性的纵向非均质性、储层物性的纵向非均质性、岩石力学参数的纵向非均质性、地应力的纵向非均质性以及含气性特征的纵向非均质性等,这造成了页岩油气储层的纵向非均质性明显强于横向非均质性,有机质丰度、孔隙度、渗透率、储层的可压裂性、地应力、含气性及吸游比等参数在纵向上的变化均较大,且直接影响了后期页岩油气开发方案的设计与实施。优质开发目的层段的选择首先要考虑单段页岩油气储层的连续厚度在30~50 m左右、有机碳含量均值达到2.0%以上、有效孔隙度大于2.0%、岩石泊松比小于0.25、脆性较大、最小主应力相对上下邻层较小、含气性较高的层段。页岩油气开发井型的选择,水平井段的部署,压裂分段的长短、射孔簇的设计等均要充分考虑这种非均质性的影响。     

页岩油层系储集层微观孔隙非均质性及控制因素——以吉木萨尔凹陷芦草沟组为例

吉木萨尔芦草沟组页岩油层系岩性复杂,揭示不同类型储集层微观孔隙特征及非均质性控制因素,有利于指导该区页岩油甜点评价及优选.本文优选芦草沟组30块页岩油储集层样品,采用场发射扫描电镜、高压压汞、核磁共振等实验手段,刻画页岩油储集层微观孔隙结构,探讨混积型页岩油孔隙非均质性的控制因素.结果表明,芦草沟组发育7类孔隙和3类孔...     

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。