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中国页岩油气源-储耦合类型划分及勘探意义
郭旭升, 胡宗全, 申宝剑, 杜伟, 孙川翔, 万成祥, 王冠平, 李敏, 王濡岳
2024, 45 (11): 1565-1578. DOI: 10.7623/syxb202411001
摘要3161)      PDF (10461KB)(815)   
基于页岩油气源-储耦合思路识别源-储耦合类型及配置是明确页岩油气勘探思路、实现页岩油气高效勘探开发的基础。然而,目前尚无学者将页岩油气纳入统一评价体系进行源-储耦合类型的划分,这在一定程度上制约了页岩油气的勘探开发进程。鉴于此,通过解剖中国典型海相、陆相页岩油气层系的源-储配置特征,将页岩油气的源-储耦合关系划分为3类,明确了不同源-储耦合类型的地质内涵及其控制油气富集的机理,提出了中国页岩油气整体评价的高效勘探思路。研究结果表明:页岩油气的源-储耦合类型可分为源-储分离型、源-储共生型和源-储一体型3类;源-储分离型的烃类运移距离在米级以上,储层近源捕获油气,形成甜点,其代表性层系为四川盆地下寒武统筇竹寺组、鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段1亚段+2亚段和准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组;源-储共生型为多源供烃,源-储共存,烃类就近运移至优势储层内,层系整体含油气,其代表性层系为四川盆地二叠系吴家坪组二段、四川盆地侏罗系凉高山组和渤海湾盆地济阳坳陷古近系沙河街组四段;源-储一体型即烃源岩和储层为同层,烃类在层内发生微运移,其代表性层系为四川盆地奥陶系五峰组—志留系龙马溪组和松辽盆地白垩系青山口组;沉积环境、生物硅、热成熟度和生/排烃效率等是影响页岩油气源-储配置关系的核心要素,而源-储配置关系进一步控制了页岩油气的富集。以中国典型页岩油气层系为例,进一步厘清了不同成熟度下纵向上多类型源-储耦合配置关系的勘探层次和勘探思路。研究成果有利于快速识别和优选页岩油气的有利层段,为中国页岩油气的高效勘探开发提供重要科学依据。
松辽盆地古龙页岩油重点地区资源潜力
孙龙德, 贾承造, 张君峰, 崔宝文, 白静, 霍秋立, 徐兴友, 刘卫彬, 曾花森, 刘伟
2024, 45 (12): 1699-1714. DOI: 10.7623/syxb202412001
摘要2959)      PDF (7955KB)(1097)   
松辽盆地是中国已采出油气最多的大型超级盆地,古龙页岩油勘探评价已取得战略性突破,但资源潜力和规模尚不明确。基于古龙页岩的有机碳、岩石热解、镜质体反射率、保压岩心游离烃含量等大量地球化学分析数据,结合测井资料和生产数据,系统开展了以齐家—古龙凹陷为主的多类型页岩油的资源评价。建立了以有机质成熟度、储集类型等为核心指标的松辽盆地页岩油分类方案,制定了以总有机碳、含油量、有效孔隙度和含油饱和度等为核心参数的页岩油分级标准,形成了以含油量精细评价、游离烃恢复和可采系数标定等为核心技术的页岩油资源评价方法。基于生产动态数据,对页岩油的地质资源量进行了现有工艺技术条件下的技术可采资源潜力评估,实现了页岩油资源可利用性预测分析。综合评价认为:松辽盆地齐家—古龙凹陷中—高成熟页岩油的地质资源量为107.73×10 8t (其中,Ⅰ级地质资源量为42.08×10 8t,Ⅱ级地质资源量为33.67×10 8t),技术可采资源量超过8×10 8t;溶解气的地质资源量为1.75×10 12m 3,技术可采资源量为0.13×10 12m 3。资源评价结果显示,松辽盆地古龙页岩油的有利资源主要分布在齐家—古龙凹陷,是松辽盆地重要的战略接替资源,预计在未来随着开采技术升级,页岩油的可动用潜力将进一步增大。
四川盆地寒武系筇竹寺组页岩气勘探发现及其意义
雍锐, 吴建发, 吴伟, 杨雨然, 徐亮, 罗超, 刘佳, 何一凡, 钟可塑, 李彦佑, 朱逸青, 陈丽清
2024, 45 (9): 1309-1323. DOI: 10.7623/syxb202409001
摘要2803)      PDF (19168KB)(823)   
寒武系筇竹寺组是中国最早进行页岩气勘探和研究的层系之一,早期由于整体地质认识不清,加之受工程技术条件限制,仅在埋深小于3 500 m、构造相对平缓的威远背斜和长宁背斜实施勘探评价工作,但生产情况不佳,未实现大规模的商业开发。近期,资201井和威页1H井取得重大勘探突破,标志着"德阳—安岳"裂陷槽筇竹寺组深层页岩气在地质认识上取得了重大进展。"德阳—安岳"裂陷槽控制了筇竹寺组的沉积环境,槽内深水硅质泥棚相和槽缘斜坡深水含粉砂质泥棚相为优势沉积相带,有利于页岩气富集成藏。筇竹寺组在纵向上发育多套页岩储层,以1小层、3小层、5小层和7小层为主。其中,5小层为主力突破层,其总有机碳含量为2.7% ~3.1%, 孔隙度为4.2% ~4.9%, 脆性矿物含量为69.5% ~76.5%, 含气量为7.8~9.5 m 3/t,成熟度适中,为3.0% ~3.5%; 3小层为潜力勘探层。筇竹寺组有望实现多层段立体开发。裂陷槽 中段寒武系底界构造简单,无明显大断层,筇竹寺组的地层压力系数主体在1.8以上,保存条件良好。裂陷槽的存在提供了充足的沉积空间和物质基础,使得筇竹寺组页岩的烃源丰富,生气量高;乐山—龙女寺古隆起的存在避免了筇竹寺组页岩过高热演化。建立了"槽-隆"页岩气富集模式,明确了筇竹寺组有利勘探面积为4 400 km 2,资源量为2×10 12m 3。筇竹寺组页岩气的勘探突破开辟了又一个万亿立方米储量、百亿立方米产量的页岩气增储上产新阵地。下一步将复制资201井地质—工程一体化高产模式,将其推广应用到整个南方上扬子地区海相深层—超深层页岩气勘探开发领域。
中国深层—超深层页岩气压裂:问题、挑战与发展方向
赵金洲, 雍锐, 胡东风, 佘朝毅, 付永强, 吴建发, 蒋廷学, 任岚, 周博, 林然
2024, 45 (1): 295-311. DOI: 10.7623/syxb202401017
摘要2653)      PDF (14117KB)(2471)   
中国历经10余年的页岩气压裂理论创新与工程实践,已形成中浅层(<3 500 m)海相页岩气压裂理论与技术体系,支撑了海相页岩气规模效益开发。中国深层(3 500~4 500 m)—超深层(>4 500 m)页岩气技术可采资源量占页岩气总可采资源量的56.63%,实现高效开发是页岩气产业发展和保障油气安全的主战场;四川盆地及其周缘深层—超深层页岩气可采资源量占其总可采资源量的65.8%,是高效开发页岩气和建设"气大庆"的主阵地。基于中国深层—超深层页岩气压裂的前期探索与实践认识,根据深层—超深层页岩气压裂的10大特征,分析了由此衍生并亟待解决的6个基础问题或面临的挑战,提出了亟需创新的5个关键理论和方法,指出了深层—超深层页岩气压裂的10个发展方向,并强调:中国页岩气开发要"深浅并重",中浅层要继续规模建产和提高采收率;深层—超深层要实现高效开发,进军深层—超深层机遇和挑战并存,尚需不断"砺剑",加快建立中国深层—超深层页岩气压裂理论与技术体系。
中国石油工业上游前景与未来理论技术五大挑战
贾承造
2024, 45 (1): 1-14. DOI: 10.7623/syxb202401001
摘要2586)      PDF (7199KB)(2463)   
中国石油工业上游取得了举世瞩目的成就,在资源困难的条件下原油年产量保持在2×10 8t水平,天然气产量实现了快速增长,2022年的天然气产量达2 200×10 8m 3。中国已成为世界第四大产气国。通过探讨中国石油天然气的勘探开发形势,分析中国石油工业上游面临的理论技术挑战,展望了未来中国石油工业的发展前景。中国油气勘探开发已全面进入深层、深水、非常规领域。预测直到2035年中国的原油产量将在2×10 8t稳产,天然气产量将在3 000×10 8m 3稳产。中国石油工业上游的发展面临着来自深层、深水、非常规、老油气田提高采收率以及碳捕集与封存(CCS)/碳捕集、利用与封存(CCUS)五大领域的理论与技术挑战。未来石油工业的发展将更多地依靠深层、深水、非常规领域的油气地质理论和技术创新。形成新一代适应深层、深水、非常规油气勘探开发的理论、技术、装备与高效施工作业队伍是目前实现油气高效益、低成本开发的关键。先进的适应深层、深水、非常规油气勘探开发,以及老油田提高采收率和CCS/CCUS业务的技术与装备是未来一段时期发展的关键。
四川盆地天府气田沙溪庙组大型致密砂岩气藏形成条件及勘探开发关键技术
杨雨, 谢继容, 曹正林, 文龙, 王小娟, 肖尧, 杨建, 唐青松, 唐大海, 李明秋, 关旭, 曾青高, 陈伟华, 陈康, 肖红林
2023, 44 (6): 917-932. DOI: 10.7623/syxb202306003
摘要2514)      PDF (23435KB)(1048)   
四川盆地天府气田于2019年和2021年分别在沙溪庙组二段(沙二段)和沙溪庙组一段(沙一段)发现大型致密砂岩气藏;2022年,气藏探明储量为1 349×10 8m 3,产量为15.7×10 8m 3。基于岩心和地球化学分析等资料,对天府气田沙溪庙组的沉积储层特征、天然气地球化学特征、气藏类型及气藏形成条件开展了研究。研究结果认为:天府气田沙一段为浅水三角洲—湖泊相沉积,沙二段为河流相沉积;储层的岩性以长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩为主,储集空间主要为残余粒间孔,其次为长石溶孔;天然气的气源主要来自三叠系须家河组;沙一段和沙二段1亚段6砂组、8砂组、9砂组的天然气以煤型气为主,少量为混合气,而沙二段1亚段7砂组具有混合气和油型气的特征;天府气田沙溪庙组气藏整体为大型岩性气藏,具有"双源多期充注、断砂复合输导、环源规模聚集、河道差异富集"的成藏规律。通过研究天府气田沙溪庙组大型致密砂岩气藏,配套形成了一系列勘探开发关键技术:①高精度等时地层格架约束下的精准选层技术;②以三维地震为核心的砂体精细刻画及靶体精准预测技术;③以水平井+体积压裂为核心的提速提产配套技术;④以快建快投、优化简化为目的的地面配套集输处理;⑤以规模效益开发为核心的一体化技术经济模板。天府气田的发现提升了中国致密砂岩气的勘探开发水平,丰富了致密砂岩气的勘探方法,有效推动了四川盆地致密砂岩气的勘探开发进程。
中国深部煤层气地质研究进展
秦勇
2023, 44 (11): 1791-1811. DOI: 10.7623/syxb202311004
摘要2463)      PDF (1979KB)(2001)   
深部煤层气是中国未来天然气规模性增储上产的重要领域,回顾深部煤层气地质研究历史与进展,评述面临问题和探索方向,可为发展适应性勘探开发技术提供借鉴。分析表明,中国在20余年的深部煤层气地质研究中主要取得3方面进展。第一,界定了深部煤层气基本概念及其科学内涵,发现深部煤层吸附气含量存在临界深度,这一深度主要取决于地温梯度和地应力梯度两者的耦合关系,其他地质因素对临界深度具有调整作用;吸附气含量降低可能导致游离气含量随之增高,结果是形成煤层气在深度序列上的有序聚集,在深部形成富含游离气的高饱和—超饱和煤层气藏。第二,对深部煤层地质属性的研究进展显著,认识到深部煤层吸附性减弱及游离气含量增高是地层压力正效应与地层温度负效应之间动态平衡的结果;发现在深度剖面上地应力状态转折带附近存在煤层"高渗窗",与深部煤层可改造性相关的地层温度、压力指标可能具有"门限"性质,温度补偿效应和变孔隙压缩系数效应可能使得深部煤层渗透率衰减速率显著降低。第三,对深部煤层气成藏作用与地质评价的研究逐渐深入,对成藏作用原理的探讨聚焦在由埋深变化引起的煤层含气性、渗透率垂向分布及其地质控制等5个方面,初步揭示了煤层气成藏"深度效应"。对现场案例进行的剖析经历了由盆地到有利区、由有利区到"甜点"、由控藏到控产的认识深化过程。分析认为,基础地质(成藏作用)、勘查地质(评价优选)、开发地质(动态过程)3方面有机衔接和深度耦合,是面向深部煤层气勘探开发地质—工程一体化所需探索的关键方向,建议未来研究应聚焦"深度效应",包括深部煤层气藏特征的系统描述和气藏工程对地质条件响应的刻画。
全油气系统中的致密油气:成藏机理、富集规律与资源前景
贾承造, 姜林, 赵文
2025, 46 (1): 1-16,47. DOI: 10.7623/syxb202501001
摘要2378)      PDF (12958KB)(1705)   
全油气系统理论建立了统一的常规油气与非常规油气成藏机理、富集规律和地球动力学控制条件,致密油气是全油气系统的重要组成部分。通过回顾致密油气的发展历史,展望致密油气的资源前景,阐述中国典型致密油气藏的地质特征,从全油气系统理论的视角揭示了致密油气的成藏机理与富集规律。研究结果表明:①中国致密油气资源前景广阔、开发潜力巨大,并在勘探开发领域取得了较大成果,但未来仍面临着巨大挑战,包括地质理论、工程技术以及提高采收率技术等。②致密油气的储层物性处在常规油气与页岩油气之间,其成藏过程同样处在常规油气与页岩油气之间;致密储层内由孔喉组成的复杂毛细管网络是致密油气自封闭成藏的核心。③中国不同含油气盆地中的油气资源呈现出鲜明的差异富集的特点,鄂尔多斯盆地是一个超级致密油气富集盆地;4基于源-储耦合关系,可以将致密油气藏分为"远源型"、"近源型"和"源内型"。
全球古老油气成藏组合资源潜力、重大发现及启示
窦立荣, 温志新, 王兆明, 贺正军, 陈瑞银, 宋成鹏, 刘小兵
2024, 45 (8): 1163-1173. DOI: 10.7623/syxb202408001
摘要2364)      PDF (11332KB)(814)   
全球已证实存在6套优质烃源岩,发育于前中生界的3套烃源岩构成了古老油气成藏组合的主要烃源岩。已发现的前中生界古老油气成藏组合有5个特点:①盆地类型以前陆盆地、被动陆缘盆地、克拉通盆地为主;②油气资源类型以常规油气为主,页岩油气发展迅速;③油气主要富集于二叠系、泥盆系、石炭系和奥陶系;④储层岩性主要为灰岩、砂岩、页岩和白云岩;⑤埋深以中—浅层为主,深层勘探潜力大。古老油气成藏组合的重大发现也具有在克拉通周缘、碳酸盐岩储层、页岩油气层系和基岩潜山4个领域富集的特征。通过对重点领域的重大发现解剖,指出长期处于低纬度热带辐合带的克拉通周缘易于形成优质生-储-盖组合;全球重大事件对烃源岩发育和页岩油气富集起着重要控制作用,可在全球重大事件时序框架下,通过重建成藏要素古位置超前优选潜在成藏组合。根据已发现油气可采储量和待发现油气资源自主评价结果,明确了常规油气资源应重点关注阿拉伯盆地、扎格罗斯盆地、塔里木盆地等;基岩潜山/残留层系也是值得重点关注的勘探领域;页岩油气应重点关注俄罗斯蒂曼—伯朝拉盆地和伏尔加—乌拉尔盆地泥盆系多玛尼克组页岩、中东地区阿拉伯盆地志留系热页岩、北非地区古达米斯盆地志留系和泥盆系、中国四川盆地和准噶尔盆地的页岩层系等领域。
中国深层—超深层钻完井关键技术及发展方向
刘岩生, 张佳伟, 黄洪春
2024, 45 (1): 312-324. DOI: 10.7623/syxb202401018
摘要2324)      PDF (3995KB)(4280)   
深层—超深层油气资源是中国油气增储上产的重要接替资源,实现深井、超深井安全优快钻完井对于深层—超深层油气资源效益开发具有重要意义。通过回顾中国深井、超深井发展历程,梳理对比深井、超深井钻完井技术发展现状、关键技术进展及应用效果,结合面临的主要问题指出了下一步的发展方向。通过对比全球及中国深井、超深井钻完井关键钻井装备、井身结构优化与拓展、钻井提速、钻井液、固井、随钻测控技术与装备、试油完井关键技术指标及应用情况,指出抗高温高压、高稳定性是当前存在的主要技术差距。剖析了支撑中国实现陆上8 000 m超深井常态化,钻深能力迈上9 000 m台阶,正向万米挺进的深井自动化钻机、井身结构优化、控压钻井、高效PDC钻头、抗高温超高密度油基钻井液、高效堵漏、高强度韧性水泥浆及自动化固井、抗高温酸压、深层连续管作业机等一批高端装备、尖端工具、核心助剂的最新进展及应用情况。针对超深层超高温、超高压、复杂地应力和多压力系统等给安全高效钻完井带来巨大挑战,提出进一步开展井身结构拓展、抗超高温高压井下工具仪器、超高温井筒工作液、超深高效破岩及提速工具、超高温特高压试油完井工具、超高温低伤害压裂液和酸液体系、数字化智能化钻完井装备与技术等攻关研究,加速关键核心技术的突破与迭代升级,为深层—超深层油气资源高效勘探开发提供支撑与保障。
鄂尔多斯盆地页岩油开发井网优化技术及实践——以庆城油田为例
何永宏, 李桢, 樊建明, 张超, 张旭泽, 马兵
2024, 45 (4): 683-697. DOI: 10.7623/syxb202404006
摘要2308)      PDF (13389KB)(994)   
鄂尔多斯盆地庆城页岩油纵向油层多期叠置,横向非均质性强、变化快,开发井网优化难度大。针对庆城页岩油地质特征,为实现储量动用程度最大化,综合利用矿场实践、油藏工程和数值模拟等方法对水平段方位、长度、井距和立体开发井网合理隔层开展了系统研究。研究结果表明:水平井的方位主体采用与最大主应力方向垂直的方案,但在靶前区、地面受限区要综合考虑砂体展布方向、地下储量动用程度和地面井场位置,水平段布井方位可以适当偏转;优化水平段长度主体为1 500 m,受砂体延伸长度短影响的水平段长度为600~800 m;优化单井控制储量为(25~30)×10 4t,主体井距为500 m,不同油层厚度部署区有所差异;纵向上隔层厚度大于10 m的油层段开展立体开发。基于以上研究,形成了页岩油多层系立体式布井模式。研究成果支撑庆城油田页岩油单井EUR达到(2.6~2.8)×10 4t,产油量达到165×10 4t/a,实现了规模效益开发。
准噶尔盆地吉木萨尔凹陷昌吉页岩油成藏条件及勘探开发关键技术
吴宝成, 吴承美, 谭强, 褚艳杰, 梁成钢, 李文波, 张金风, 陈依伟, 徐田录, 王良哲
2024, 45 (2): 437-460. DOI: 10.7623/syxb202402009
摘要2211)      PDF (30155KB)(2009)   
准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组自发现页岩油以来,历经十年的勘探开发,提交三级储量4.3×10 8t,并于2020年成为国家级陆相页岩油开发示范区,在2023年产油量突破60×10 4t。吉木萨尔凹陷页岩油在成藏地质理论、配套勘探开发技术、效益管理等方面取得了一系列理论创新和技术突破。研究结果表明:吉木萨尔凹陷为稳定构造背景下的广阔湖盆,沉积了多组分、高有机质富集的混积岩,厚度达275 m;源-储的薄互层一体式分布为页岩油的富集与保存起了重要作用;高源-储比(4.5∶1)、高有机质丰度(3.24%)、咸化湖沉积环境提高了凹陷内原油的成熟度(镜质体反射率 R o达1.05%);凹陷内普遍发育超压(压力系数平均为1.36),源-储压力差提高了充注效率和石油富集程度,形成了高含油饱和度、高压力系数的油藏。吉木萨尔凹陷页岩油目前的配套勘探开发技术基本成熟定型:宽频激发、井地联采的精细三维地震提高了地质认识;页岩油"甜点"精细表征和分类评价为开发部署提供了依据;"黄金靶体"钻遇率是水平井获得高产、稳产的基础;"复杂缝网"定制是高效开发页岩油的有效手段;合理排采制度有利于充分发挥水平井的生产能力;市场化降本是推进吉木萨尔凹陷页岩油效益开发的关键。吉木萨尔凹陷页岩油的技术、管理、效益都走在中国页岩油开发的前列,为中国陆相页岩油的高效勘探开发提供了借鉴与示范。
准噶尔盆地油气勘探新领域、新类型及勘探潜力
宋永, 唐勇, 何文军, 龚德瑜, 晏奇, 陈棡, 单祥, 刘超威, 刘刚, 秦志军, 阿布力米提·依明, 尤新才, 任海姣, 白雨, 高岗
2024, 45 (1): 52-68. DOI: 10.7623/syxb202401004
摘要2182)      PDF (21752KB)(914)   
准噶尔盆地油气资源丰富,发育石炭系、二叠系和侏罗系3套主力烃源岩,储集层类型多样,岩性包括火山岩、砾岩、砂岩及碳酸盐岩型混积岩等,其中,分布于盆地富烃凹陷边缘及斜坡区的砾岩是盆地规模增储上产的主体。盆地发育3套区域性泥岩盖层,与储层呈纵向叠置,形成"三层楼"结构,并由此构建3大油气系统,即石炭系油气系统、二叠系油气系统和侏罗系油气系统。近年来,通过地质认识创新,突出风险勘探,强化集中勘探与精细勘探,准噶尔盆地"下凹进源",走向深层—超深层领域的勘探取得了丰硕成果。围绕新区、新领域、新层系与新类型,通过继承前期研究工作、深化含油气系统成藏条件分析,创新了"全油气系统" "他源型煤层气" "石炭系自生自储与新生古储"等成藏认识,在南缘冲断带下组合天然气、西部坳陷风城组全油气系统、富烃凹陷周缘古隆起以及盆地内侏罗系煤层气4个领域取得了重要新突破。通过系统梳理近期的勘探新成果,综合分析各领域特征,指出了未来的勘探方向及重点领域,明确了盆地未来应坚持"常非并重、油气并举、全油气系统"的综合勘探思路,围绕准噶尔盆地南部中—下组合天然气、西部坳陷深层—超深层常规构造—非常规轻质油气以及侏罗系煤层气开展深化勘探。
大庆油田古龙页岩油-CO 2高压相态及传质规律
宋兆杰, 邓森, 宋宜磊, 刘勇, 鲜成钢, 张江, 韩啸, 曹胜, 付兰清, 崔焕琦
2024, 45 (2): 390-402. DOI: 10.7623/syxb202402005
摘要2154)      PDF (5596KB)(1758)   
大庆油田古龙页岩油轻质油带分布广泛,具有与CO 2形成混相的有利组分、温度和压力条件,注CO 2前置压裂和吞吐提高采收率潜力较大,但目前对于古龙页岩油-CO 2高压相行为的认识尚不充分。在状态方程和气液两相相平衡理论的基础上,通过与页岩油恒质膨胀实验、细管实验等结果校验,构建了考虑纳米限域效应的古龙页岩油-CO 2两相相平衡热力学模型和基于相平衡模型的油气最小混相压力计算方法。以古页2HC井和古页9HC井页岩油为研究对象,阐明了成熟度、油/CO 2比例、压力、纳米限域效应等因素影响的页岩油-CO 2相间传质规律。研究结果表明,随着CO 2摩尔分数的增加,古页2HC井和古页9HC井页岩油的饱和压力逐渐降低。在储层温度和压力条件下,古页2HC井和古页9HC井页岩油能够与CO 2混相。在相同的CO 2注入量条件下,古页2HC井页岩油的分子量和黏度更高,降幅也更大,饱和压力和膨胀系数更小,变化幅度也更小。注CO 2多级接触过程显示,CO 2在古页2HC井和古页9HC井页岩油中的溶解能力和抽提效果较为接近。在充分接触后,古页2HC井和古页9HC井注气后缘油相中C 1—C 6组分全部被抽提到气相中,油相中CO 2的摩尔分数分别攀升至86.63%和87.35%。纳米限域效应的存在,减小了纳米孔内油气间组成差异,导致了界面张力和最小混相压力的降低,有利于CO 2与页岩油相溶、混相。纳米限域效应对古页2HC井和古页9HC井页岩油的影响无明显差异,当孔隙半径由100 nm降低到10 nm时,古页2HC井和古页9HC井页岩油与CO 2的最小混相压力分别降低20.90%和21.31%。通过明确页岩油藏流体相态变化规律,可为注CO 2开发优化设计提供理论指导。
中国海洋油气钻井技术发展现状及展望
杨进, 李磊, 宋宇, 仝刚, 张明贺, 张慧
2023, 44 (12): 2308-2318. DOI: 10.7623/syxb202312019
摘要2138)      PDF (8799KB)(2970)   
海洋油气勘探开发在中国正处于蓬勃发展阶段,在渤海湾浅水海域和中国南海深水及超深水海域积累了大量的油气钻井作业经验,形成了一系列适用于中国海洋油气钻井作业的关键技术,为中国海洋油气工程技术发展奠定了良好的基础。浅水钻井以丛式井、水平井、大位移井、高温高压井、多分支井等钻井技术为主,深水钻井则主要集中在深水浅层建井技术、深水深层钻井技术等领域。渤海"优快钻井"发展历程及南海荔湾22-1-1井的深水钻井作业实践,充分体现了中国海洋油气钻井技术的飞速发展,其中,浅水钻井技术与国外同步,特别在隔水导管设计与安装等技术领域已经处于国际领先地位。深水钻井技术由于起步较晚,在水下井口、水下防喷器、隔水管等关键装备方面仍存在一定差距,面对深水钻井关键技术装备领域的"卡脖子"挑战,需要加大技术攻关和创新力度,才能应对未来深水、超深水油气钻井技术发展需求。
鄂尔多斯盆地东缘深部煤层气成藏演化规律与勘探开发实践
徐凤银, 王成旺, 熊先钺, 徐博瑞, 王红娜, 赵欣, 江山, 宋伟, 王玉斌, 陈高杰, 吴鹏, 赵靖舟
2023, 44 (11): 1764-1780. DOI: 10.7623/syxb202311002
摘要2136)      PDF (11331KB)(1803)   
中国深部煤层气(埋深>1 500 m)资源丰富,具有吸附气与游离气共存的赋存特征,其赋存状态、成藏特征和开发规律与中—浅部煤层气存在显著差异,成藏演化规律尚不清晰制约了其高效勘探与开发。以鄂尔多斯盆地东缘大宁—吉县区块深部8号煤层为例,通过精细刻画深部煤层气的成藏特征,模拟深部煤层的埋藏演化史、热演化史、生烃演化史,完善了深部煤层气的富集成藏规律和成藏模式,并提出了针对性勘探开发对策。研究结果表明,大宁—吉县区块深部8号煤层全区发育、有机质热演化程度高、干酪根类型为Ⅲ型、生烃潜力大,总生烃强度为(20.2~34.7)×10 8m 3/km 2;深部煤储层发育割理、裂隙、组织孔、胞腔孔、气孔、晶间孔和溶蚀孔等储集空间,为深部游离态煤层气提供了良好的储集条件;构造-岩性-水动力耦合封闭利于深部煤层气保存。研究区深部煤层的成藏演化可以划分为初始生烃阶段(阶段Ⅰ,306~251 Ma)、第1次热成因生烃阶段(阶段Ⅱ,251~203 Ma)、有机质热演化作用减缓阶段(阶段Ⅲ,203~145 Ma)、生烃高峰阶段(阶段Ⅳ,145~130 Ma)和成藏状态定型阶段(阶段Ⅴ,130 Ma至今)5个阶段。研究区深部煤层气表现为游离态与吸附态共存,提出了深部煤层气"广覆式生烃、箱式封闭、微构造调整、自生自储、毯式成藏"的富集成藏规律,建立了微幅褶皱与物性耦合控藏(Ⅰ型)、微幅单斜与水动力耦合控藏(Ⅱ型)、物性与水动力耦合控藏(Ⅲ型)3类深部煤层气成藏模式。研究认识有效指导了大宁—吉县区块深部煤层气勘探有利区的优选,建立了深部煤储层有利区评价指标体系,针对不同成藏模式发育区,提出了差异化开发方案,助力研究区实现了深部煤层气真正意义上的效益开发。研究认识对于中国其他区块开展深部煤层气勘探与开发具有重要参考与借鉴意义。
苏北盆地高邮凹陷古近系陆相页岩油勘探突破及意义
朱相羽, 段宏亮, 孙雅雄
2023, 44 (8): 1206-1221,1257. DOI: 10.7623/syxb202308002
摘要2124)      PDF (26850KB)(753)   
2022年,苏北盆地高邮凹陷针对古近系阜宁组二段(阜二段)实施了两口重点页岩油探井——HY1HF井和H2CHF井,压裂后在排采阶段分别获得29.7 t/d和50.5 t/d的工业油流,实现了高邮凹陷阜二段页岩油勘探的重大突破。综合来自HY1井等的岩心和岩石薄片观察以及X射线衍射全岩矿物、氮气吸附、核磁共振、冷冻岩心有机地球化学分析等实验资料,结合HY1HF井、H2CHF井等井的生产动态数据,系统分析了高邮凹陷阜二段页岩的地质特征,进一步揭示了苏北盆地阜二段页岩油的富集规律及控制因素。高邮凹陷阜二段发育半深湖—深湖亚相泥页岩,具有纵向厚度大、平面分布广的特征,是其页岩油富集的基础。页岩的岩相控制着"生油甜点"和"储集甜点"在平面上和纵向上的分布,其中,黏土矿物含量相对较高的岩相具有较好的生烃潜力,长英质矿物、碳酸盐矿物含量较高的岩相表现出具有较好的物性和孔喉结构。根据岩性组合特征,阜二段页岩油藏可划分为"自生自储"型、"泥生灰/云储"型和"泥生砂纹储"型。"泥生灰/云储"型页岩油藏的源-储组合中发育优质孔-缝体系,具有含油性好和流动性高的特点,且已有的生产动态资料表明,这类页岩油藏具有较好的页岩油产能。良好的保存条件和页岩加熟生烃增压是页岩油高产、稳产的关键。高邮凹陷阜二段页岩油的勘探突破表明苏北盆地古近系页岩油具有良好的勘探前景,高邮凹陷是增储上产的重点领域。该研究成果对于中国东部陆相断陷盆地页岩油的勘探开发具有重要的借鉴与指导意义。
中国碳捕集、驱油与封存技术进展及发展方向
杨勇
2024, 45 (1): 325-338. DOI: 10.7623/syxb202401019
摘要2065)      PDF (4089KB)(6814)   
CO 2捕集、驱油与封存(CCUS-EOR)在提高石油采收率的同时可以实现碳封存,对保障国家能源安全和实现"双碳"目标具有重要意义。通过梳理国内外CCUS-EOR的发展历程,系统阐述了CO 2捕集、驱油与封存等不同环节的技术进展及工程实践现状,指出了CCUS-EOR的下一步发展方向。针对CO 2捕集技术,分析了燃烧前、燃烧后、富氧燃烧和其他新型碳捕集技术的原理、技术特点以及应用场景,指出捕集成本高、工艺创新不足是制约CO 2捕集技术商业化进程的主要问题。剖析了中国CO 2驱油与封存从非混相驱、混相驱到高压混相驱的技术发展历程,创新发展了以提高原油混相程度和扩大波及为核心的陆相沉积油藏CO 2高压混相驱油与封存开发理念,形成了涵盖井网井距优化、水气交替、注采耦合和化学封窜的CO 2驱油与封存油藏工程设计技术,并形成了长距离管道输送、高效注入和安全监测等相关配套技术。针对中国CCUS-EOR发展过程中面临的挑战和重大技术需求,提出大力发展CO 2低浓度气源高效低能耗捕集技术、CO 2驱油与封存一体化优化关键配套技术、CO 2排放源与含油气盆地源汇匹配优化技术和CCUS全链条产业化集群化体系建设的攻关方向,从而为CCUS-EOR实现大规模商业化应用提供支撑。
四川盆地渝西地区大安深层页岩气田的勘探发现及成藏条件
梁兴, 单长安, 张磊, 罗瑀峰, 蒋立伟, 张介辉, 朱斗星, 舒红林, 李健
2024, 45 (3): 477-499. DOI: 10.7623/syxb202403001
摘要2055)      PDF (24747KB)(875)   
浙江油田自2021年6月获得渝西地区大安流转区块以来,全力加大、加快深层页岩气勘探评价及实施,地质认识和工程技术不断深化,多口井产量测试实现工业突破,发现了渝西地区大安深层页岩气田。通过系统介绍四川盆地渝西地区大安区块近两年的勘探发现历程,从区域地质特征、沉积岩相、有机地球化学、孔隙-裂缝、物性、含气性、断裂特征、地质岩石力学性质和优质储层分布特征等对地质成藏条件进行了综合分析,归纳了通过实践创新形成的大安深层页岩气勘探开发关键技术。大安区块五峰组-龙马溪组一段1亚段沉积期整体处于江南-雪峰加里东期造山带北麓上扬子前陆盆地沉积中心,下部优质页岩层为深水陆棚相,强还原缺氧环境为其提供了良好的源储条件,有机生物富碳硅质页岩相发育、有机地球化学指标优良、微观储集空间发育、物性好、页岩自封闭性好、含气性高,表现为过成熟度干气的超压连续型页岩气藏。基于良好的页岩顶、底板条件和隔档式褶皱构造形变的特点,建立了基于"窄陡背斜断层遮挡-宽缓向斜连续分布,构造转折带与低幅背斜构造富集高产"的渝西地区大安深层页岩气富集成藏模式(埋深为3 500~4 500 m),体现了"多场协同、多元耦合、多素叠置"的山地页岩气富集成藏赋存理论内涵。通过实践探索形成了适用于大安深层页岩气勘探开发的5项综合评价方法与技术,包括多尺度天然裂缝精细识别与稳定性评价技术、井平台全生命周期一体化评价与设计技术、高温安全优快钻井配套技术、密切压碎缝控增储提产兼顾套变防治的水平井分段体积压裂2.0工艺技术、基于高频压力连续监测和人造气藏动态评估优化的深层页岩气精细控压返排技术。渝西地区大安深层页岩气田的勘探发现,进一步推动了中国海相深层-超深层页岩气的快速发展。
鄂尔多斯盆地天然气勘探新领域、新类型及资源潜力
席胜利, 闫伟, 刘新社, 张才利, 殷亮亮, 董国栋, 井向辉, 魏柳斌
2024, 45 (1): 33-51,132. DOI: 10.7623/syxb202401003
摘要2050)      PDF (37279KB)(904)   
鄂尔多斯盆地蕴藏多种类型天然气资源。随着勘探领域由常规到非常规、浅层到深层深入,鄂尔多斯盆地逐渐展现出一批新领域、新类型天然气藏。基于近年来的勘探成果,梳理出深部煤层气、太原组灰岩气和铝土岩气、奥陶系盐下气、海相页岩气和深层元古界气等新类型气藏,并从沉积构造背景、源-储配置、封盖保存条件等方面进行了深入分析。通过分析其生-储-盖配置关系,总结不同类型天然气的成藏特征与差异,认为这些气藏整体上具有近源成藏、自生自储的成藏模式。在落实气藏富集特征的基础上,评价了各领域天然气藏的有利勘探区,明确了其资源潜力和储量规模。深部煤层气的有利含气区面积为6.9×10 4km 2,资源量预计为13.80×10 12m 3,预计可落实万亿立方米储量规模;太原组灰岩气藏的有利含气区面积为1.5×10 4km 2,初步估算资源量为1.6× 10 12m 3,储量规模达5 000×10 8m 3;太原组铝土岩气藏的勘探面积为7 000 km 2,天然气资源量超过5 000×10 8m 3;奥陶系盐下马家沟组四段天然气的有利勘探面积为2.5×10 4km 2,预计储量规模超过7 000×10 8m 3;乌拉力克组海相页岩的有利含气区面积为9 000 km 2,天然气资源量预计为1×10 12m 3,并落实了含气富集区2个;深层元古界优选出2个天然气有利区,勘探面积为5.71×10 4km 2。鄂尔多斯盆地天然气资源仍具有较大的勘探潜力。

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