大庆油田古龙凹陷青山口组页岩油储层方解石脉中发现藻生物层

<正>顺层方解石脉是页岩油储层中比较常见的一种构造,虽然它的体量不大,但是携带的地质信息很多,近年来颇受重视,取得了很多成果(何文渊等,2022,2023;杨勇等,2023)。近期大庆油田在古龙凹陷青山口组获得了页岩油的资源量可达15.1 Gt,已引起广泛关注,但还有一些地质问题没有解决,严重地影响了页岩油的勘探开发。因此,对古龙凹陷青山口组页岩的基础地质进行深入研究具有重要意义。     

松辽盆地青山口组页岩有机碳含量分布特征

总有机碳（TOC）含量是页岩油气资源量评价的关键参数之一.为定量分析松辽盆地青山口组页岩TOC含量分布特征,预测有利勘探区,以测井资料为基础,首先建立研究区构造模型,应用恢复古埋深法计算镜质体反射率（R_o）,通过?logR方法预测研究区TOC含量,最后利用地质统计学方法建立了研究区页岩TOC三维量化模型.结果表明,纵向上,青一段页岩TOC含量整体分布在0%~4%范围,青二段和青三段TOC含量明显低于青一段.平面上,青一段TOC含量在三肇凹陷南部及朝阳沟阶地中部最高,青二段TOC含量整体低于2%,其在古龙凹陷北部最高,青三段TOC含量普遍低于1.4%.研究成果为松辽盆地页岩油勘探开发有利区选取提供了重要指导和参考.      

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。     

苏北盆地上白垩统—第三系页岩油气成藏层位及有利区带

苏北盆地上白垩统—第三系分布广,地层完整。其中泰州组二段、阜宁组二段和阜宁组四段泥页岩发育,厚度为100～250m,有机质丰富,有机碳一般大于1.0%,演化程度高,并在泥页岩中见到了良好的油气显示,表明苏北盆地具备了泥页岩油气成藏的地质条件。通过对苏北盆地上白垩统—第三系基本石油地质条件分析,指出苏北盆地的金湖凹陷、高邮凹陷、海安凹陷和盐城凹陷的深凹带是泥页岩油气勘探、开发的有利区带。     

中国地质学会2020年度“十大地质科技进展”

大庆油田等:松辽盆地北部古龙页岩油勘探取得重大发现大庆油田在松辽盆地北部古龙凹陷青一段地层的纯页岩内实现水平井产量重大战略突破,试油获高产工业油气流,定产试采表现出稳定的高产能力,平面上15口直井试油证实古龙页岩油平面分布范围广,规模立体含油,轻质油带具有较好的产油能力,轻质油带页岩油气资源量达到几十亿吨。通过岩心精细描述及实验分析化验数据,建立了以古沉积环境控制原始优质烃源岩发育、适中的热演化程度控制油气富集。     

松辽盆地古龙凹陷青山口组页岩油储层中有机质微孔特征

页岩油储层中的有机质一直是页岩油研究的重点。用电子背散射（HDBSD）详细地研究了古龙页岩油储层中的有机质中的微孔,发现了古龙页岩油储层有机质中的微孔非常发育。有机质微孔可以分为4种类型：①结构镜质体微孔;②均质镜质体微孔;③沥青质体微孔;④有机黏土微孔。有机质微米孔的直径多在1 μm到数微米,圆形、近圆形或不规则;研究还发现,古龙页岩油储层中的孔隙度与有机碳呈一定的正相关关系。对有机质中的微孔孔隙度进行了初步的定量分析,获得了平均值为2239%;初步计算表明有机微孔对储层孔隙度总的贡献在044%左右（有机碳取20%）。有机质中的微米孔（包括其他微米孔）可以与更高一级的微缝和页理缝互相联结,构成了一个很好的空间联通网络系统,为古龙页岩油的有效开发奠定了物质基础。     

松辽盆地古龙凹陷青山口组页岩油储层中有机质微孔特征

页岩油储层中的有机质一直是页岩油研究的重点。用电子背散射(HDBSD)详细地研究了松辽盆地古龙凹陷古龙页岩油储层中的有机质中的微孔,发现了古龙页岩油储层有机质中的微孔非常发育。有机质微孔可以分为4种类型：(1)结构镜质体微孔;(2)均质镜质体微孔;(3)沥青质体微孔;(4)有机黏土微孔。有机质微米孔的直径多在1μm到数微米,圆形、近圆形或不规则;研究还发现,古龙页岩油储层中的孔隙度与有机碳呈一定的正相关关系。对有机质中的微孔孔隙度进行了初步的定量分析,获得了平均值为22.39%;初步计算表明有机微孔对储层孔隙度总的贡献在0.44%左右(有机碳取2.0%)。有机质中的微米孔(包括其他微米孔)可以与更高一级的微缝和页理缝互相联结,构成了一个很好的空间连通网络系统,为松辽盆地古龙页岩油的有效开发奠定了物质基础。     

松辽盆地古龙凹陷页岩油储层中的纳孔纳缝及其原位成藏理论初探

古龙凹陷青山口组页岩油的,地质资源量达151亿t,是重要后备的油气资源。用电子背散射(HDBSD)发现了古龙页岩油储层中纳米孔和纳米缝非常发育,电子探针表明这些纳孔纳缝均被沥青充填。纳米孔的直径多在10～50 nm,中位数在20～30 nm,形态多不规则,多呈多角形,主要是一种E-F纳孔,其次为E-E纳孔,多与纳米缝联结。纳缝宽度多在10～50 nm,中位数也在20～30 nm。它们主要是由黏土片(黏土域)的F-F凝聚形成的。黏土的凝聚与有机质密切相关。黏土胶体由于同晶置换会带负电荷,使得其周围会吸附带正电的金属阳离子,形成一个带正电的黏土团。这种带正电的黏土团又会吸附带负电的腐殖酸(有机质)和初步降解的藻,形成一个有机黏土絮凝体。这种有机黏土絮凝体进入生排烃门限后,由于生排烃有机质体积会收缩,体积收缩最高可达87%。生排出的烃会就近充填在这种收缩形成的孔隙中,又由于纳孔纳缝的毛细阻力(约12 MPa)等使得排出的烃无法运移出去便形成了古龙页岩油的特殊连续原位油藏。     

湘中涟源凹陷下二叠统梁山组页岩气勘探前景

基于涟源凹陷二叠系梁山组泥页岩野外露头、钻井等资料,通过有机地化分析测试、X-衍射分析、扫描电镜观察、等温吸附等实验测试分析,系统研究了梁山组泥页岩的地质及地化特征、矿物组成、孔隙结构及吸附性能等。研究结果表明,梁山组有效泥页岩单层厚度为6.15～35.18m;有机质丰度较高,多数大于1%,平均为1.77%;有机质类型主要为I型,岩石热解峰温Tmax(450～533℃)和镜质体反射率(1.51%～1.83%)表明泥页岩属于高成熟阶段富有机质泥页岩。泥页岩矿物组成以石英为主,黏土矿物含量次之,黏土矿物以伊利石为主,有利于改善泥页岩储集性能。孔隙类型多样,有机质孔、粒间孔、粒内孔及微裂缝为页岩气赋存提供空间。页岩吸附气含量达0.65m3/t,具有一定的气体吸附能力。总体上梁山组泥页岩在涟源凹陷普遍发育且规模较大,特别是向斜区南部是页岩气有利勘探区。     

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。     

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。     

延安地区长7段页岩气成藏富集条件及发育模式

【研究目的】鄂尔多斯盆地中生界延长组长7段页岩具有岩性岩相、沉积厚度变化快、有机质丰度高但成熟度偏低、黏土含量高、地层普遍低压—常压的特点,对长7段页岩开展页岩气富集条件及发育模式的研究,利于探寻适合长7页岩气勘探开发的地质理论,以期对该地区下一步勘探工作提供指导,进一步完善陆相页岩气地质理论。【研究方法】基于钻井、岩心和分析测试资料,从生烃条件、储集条件、保存条件等方面,对长7段页岩气成藏富集条件进行了系统研究,建立页岩气富集发育模式。【研究结果】研究认为：（1）研究区长7页岩有机质丰度高,TOC基本大于1.5%,且处于大量生油气阶段,Ro基本在0.8%～1.3%,生气潜力较大;（2）黏土矿物含量高,基本在40%～60%,利于页岩气吸附,具有吸附气产出的特征;（3）相对稳定的构造背景是页岩气得以保存的重要条件;（4）页岩气富集模式可分为页岩与砂质纹层互层式和厚层富有机质页岩式两种模式,砂质纹层有效改善页岩储层物性,连续沉积的厚层富有机质页岩是气保存的重要形式。【结论】依据对长7页岩气富集特征的解剖,将长7页岩气富集规律总结为“两大一多”的特征：生气潜力大、连续厚度大、砂质纹层多。     

陆相页岩气形成条件及勘探开发潜力 ——以川东涪陵北地区侏罗系东岳庙段为例

陆相泥页岩是页岩气勘探开发的重要接替领域。利用四川盆地涪陵北地区最新钻井(FY10井)资料及大量样品的分析测试结果,从页岩矿物组成、有机地球化学特征、储集特征、含气性等方面研究了侏罗系自流井组东岳庙段页岩气形成条件与勘探潜力。研究结果表明:研究区东岳庙段一亚段优质页岩厚度大于20 m,有机质含量较高(TOC为1.31%～4.04%,平均值大于1.5%),有机质类型以Ⅱ型为主,有机质已进入高成熟演化阶段;页岩中无机矿物孔与有机质孔均较发育,平均孔隙度大于4%,储集性能好;岩心浸水实验显示气泡密集、持续性好,页岩气形成与富集条件好;东岳庙段整体埋藏深度适中,页岩中发育大量灰质介壳纹层,有利于增强压裂改造效果,因此具备良好的页岩气勘探开发潜力。     

黔北地区牛蹄塘组页岩有机质富集及有机质孔隙发育机制研究

基于上扬子黔北地区下寒武统牛蹄塘组典型钻孔剖面,通过对代表性样品TOC含量、矿物组成、主量元素、微量元素、孔隙特征等测试分析,对黔北地区下寒武统牛蹄塘组页岩有机质特征、沉积环境以及孔隙发育机制开展了系统研究,为黔北地区牛蹄塘组页岩气的勘探提供参考。黔北地区牛蹄塘组中、下段发育富有机质页岩,TOC含量平均值为2.53%,TOC含量大于2.0%的富有机质页岩累积厚度约80 m。对氧化-还原环境敏感参数U/Th、Mo/Al和U/Al的研究表明,富有机质页岩形成于强还原性的沉积环境。牛蹄塘组中段富含黏土矿物的中等TOC含量页岩段较底部贫黏土矿物的高TOC含量页岩段孔体积和孔比表面积更高,有机质孔发育更好,可能与剖面下段排烃效率较高有关。富含黏土矿物的中等TOC含量页岩黏土矿物粒间孔较为发育,为生烃期原油或者运移沥青提供了一定的储集空间,并在更高热演化条件下二次裂解成气产生有机质孔。牛蹄塘组中段中等TOC含量页岩段较底部的高TOC含量页岩段为更有利的页岩气富集层段。     

松辽盆地古龙页岩油储层干酪根的有机元素组成及其N元素的地球化学意义

对青山口组页岩的317件干酪根样品进行了工业、元素及能谱分析,对样品进行两次校正,引入合理评价干酪根C、H、O、N的指标Ccc、Hcc、Occ、Ncc概念。研究结果显示：古龙凹陷青山口组泥页岩Ⅰ型干酪根具有较高的Hcc、Ncc和很低的Occ,而Ⅲ型干酪根的Occ则较高,Hcc、Ncc较低。Ⅱ干酪根的Hcc和Ncc低于Ⅰ型干酪根,而高于Ⅲ型干酪根;Ⅱ干酪根的Occ高于Ⅰ型和Ⅲ型干酪根。Ncc主要以有机官能团（NH3+）方式存在的于黏土的F F纳缝中,而不是存在于黏土晶胞间的无机N（NH4）。微量元素研究表明,古龙青山口组页岩油储层沉积时经历了十几次干旱咸水环境,因为咸水环境有利于形成黏土的F F凝聚,使发育有NH3+官能团的有机质被吸附在黏土片的F F纳缝之间。随着深度的增加,Ncc的克分子量增加速率是Ccc克分子量增加速率的0. 96~2. 04倍,在青山口组1300~2550 m深度内青一段干酪根的Ncc含量明显比上部的干酪根相对高,主要原因与下部青一段藻类较富集有关,其次与Hcc的快速脱落而使Ncc相对富集有关,间接地揭示了青一段生烃能力较上部强。通过研究Ncc可以间接地知道古环境中的咸度、黏土的孔隙类型及其干酪根的来源。经过论证,Occ和Ncc越大,页岩的封存性也就越好,含油气性也越好。因此,Occ和Ncc值可以作为判别页岩油发育程度的指标。古龙页岩油储层的Ncc和Occ的研究可以提供一些重要的沉积环境、地球化学、黏土结构、干酪根有机质类型和成岩成储及成藏等信息,应该受到重视。     

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。     

基于地球物理和地球化学数据的页岩油甜点区综合预测:以泌阳凹陷核三段5号页岩层为例

我国页岩油气勘探开发不断取得实质性进展,有望成为未来油气资源的重要接替能源.而提高页岩油储层钻遇率和油气产量的关键是甜点区的预测和评价.以泌阳凹陷核桃园组三段5号富有机质页岩层为研究对象,综合利用多种地球物理方法和地球化学指标,通过岩相、含油性、储集条件和地层压力等关键评价参数分析,探讨了综合信息叠合的页岩油甜点区预测方法.研究表明:（1）脆性矿物含量普遍大于50%,以灰质页岩和粘土质页岩夹粉砂质页岩为主的岩相是页岩油赋存的优势岩相;（2）低自由烃差值和高含油饱和指数均指示高含量游离态页岩油,指示了页岩含油性最好区域;（3）夹层主要发育在深凹区周缘,断裂控制的相互重叠区域或派生断裂控制区微裂缝更为发育;（4）异常高压对页岩油微距离运移和富集的影响较大;（5）基于不同参数门槛值对页岩储层进行综合评价划分,采用综合信息叠合法预测出3类甜点区.本文为多参数综合评价和识别陆相页岩油甜点区提供了有效范例,对指导陆相页岩油勘探具有重要的实践意义.      

松辽盆地古龙凹陷白垩系青山口组储集空间与油态研究

松辽盆地古龙凹陷有丰富的页岩油气资源.但是目前对古龙凹陷页岩油储层的岩石学特征和页岩油的状态,尤其是储集空间的类型及其组合关联性认识不清.通过对古龙凹陷白垩系青山口组岩芯的精细描述及其薄片分析和电子显微镜观察及三维CT深入研究,发现古龙青山口组页岩油的储集空间具有多样性和多尺度性.除了纳米孔缝外,还有页理缝.根据页理缝...     

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.     

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。