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1. 鄂尔多斯盆地新领域油气勘探发现与前景展望
付金华, 赵会涛, 董国栋, 韩天佑, 任军峰, 黄正良, 卢子兴, 朱保定, 朱静, 殷亮亮, 李士祥
天然气地球科学    2023, 34 (8): 1289-1304.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.06.004
录用日期: 2023-07-28

摘要528)   HTML37)    PDF(pc) (14744KB)(438)    收藏

鄂尔多斯盆地是中国第二大沉积盆地,油气资源丰富,中国石油长庆油田公司经过50余年勘探实践,创新形成了内陆坳陷湖盆大型三角洲、陆相致密砂岩气、奥陶系岩溶古地貌等成藏地质理论,2022年油气产量跨越6 500×104 t油气当量,其中天然气年产量首次突破500×108 m3,建成了中国第一大油气生产基地和第一大天然气产区。近年来,长庆油田公司为进一步夯实油气持续稳产上产的资源基础,不断深化地质综合研究,强化技术攻关,加大新区新领域风险勘探力度,油气勘探取得丰硕成果。通过创新中生界延长组长73纹层型页岩油和新层系长82滩坝型致密油成藏理论认识,新增石油规模储量为4×108 t;创新盆地奥陶系盐下、太原组致密灰岩和盆地西缘乌拉力克页岩油气成藏理论,新增天然气规模储量超4 000×108 m3;同时攻关形成了地球物理、压裂等一系列非常规油气勘探新技术,油气勘探取得重大发现,预计盆地新增石油资源潜力(20~40)×108 t、天然气资源潜力(2~3)×1012 m3,为保障长庆油田公司6 500×104 t以上油气当量稳产奠定了坚实的资源基础。

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2. 鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组米探1井天然气成因与来源
孟强,史江龙,赵恒,黄军平,刘艳,王镱清,谢小敏,徐耀辉
天然气地球科学    2023, 34 (10): 1696-1709.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.05.011
录用日期: 2023-10-08

摘要227)   HTML19)    PDF(pc) (3226KB)(387)    收藏

鄂尔多斯盆地中东部米探1井在奥陶系马家沟组四段钻获高产工业气流,实现了奥陶系盐下天然气勘探的重大突破,但目前对其成因来源存在争议。实测结果表明,米探1井天然气以烷烃气为主(95.18%),气体干燥系数(C1/C1-5)为0.947,非烃气体中H2S含量为3.49%,还有少量的N2和CO2。天然气中甲烷、乙烷、丙烷的碳同位素值分别为-45.5‰、-26.4‰、-24.3‰。基于区域地质背景、潜在烃源岩特征和天然气地球化学特征,认为米探1井天然气为奥陶系盐下碳酸盐岩自生自储的油型气,但其存在甲烷碳同位素组成偏轻和乙烷碳同位素组成具有煤型气特征等地球化学异常。结合生烃热模拟实验和岩石残余气特征认为米探1井特殊的地球化学特征与普遍存在的膏岩关系密切:一方面,普遍存在的膏岩提供了良好的盖层使得很多早期生成的天然气得以留存;另一方面,膏岩的存在促进了H2S和乙烷等重烃类气体的生成。此外,小于5%的H2S含量和较高的重烃气体(C2+)含量说明即使发生了硫酸盐热化学还原作用(TSR)也应该不太强烈,此时甲烷不会受到TSR影响,乙烷碳同位素组成可能是识别TSR的敏感指标。

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3. 鄂尔多斯盆地低渗岩性气藏型储气库建库设计与运行优化关键技术
李进步, 夏勇, 王德龙, 赵晨阳, 张建国, 王蕾蕾, 何依林, 安文宏
天然气地球科学    2023, 34 (8): 1442-1451.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.03.005
录用日期: 2023-07-28

摘要189)   HTML3)    PDF(pc) (3427KB)(358)    收藏

鄂尔多斯盆地低渗岩性气藏改建地下储气库的储层条件多样,封闭条件复杂,局部含硫化氢等,地质评价和建设运行难度大。从储气库选址评价、指标设计、运行优化3个方面对鄂尔多斯盆地低渗岩性气藏改建地下储气库开展研究攻关,总结了低渗岩性气藏型储气库建库设计与运行优化关键技术。通过研究:建立了低渗岩性气藏型储气库选址评价技术与库址筛选指标体系,筛选出建库有利区10块;形成低渗岩性储气库指标设计技术,提升气井注采能力,扩大了运行压力区间,优选注采井型和部署模式,有效支撑了4座储气库优化设计;形成储气库全生命周期运行优化技术,持续提升在役储气库调峰能力,优选硫化氢采气淘洗模式,地质—井筒—地面一体化进行完整性管理与评价,实现了低渗岩性储气库的长期安全运行。3项关键技术成功应用于鄂尔多斯盆地SH、YU、SD和LW储气库的选址、设计与运行,方案设计指标与实际动态评价基本吻合,建成调峰能力7.5×108 m3,实现了8年以上的安全运行。

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4. 孔隙—溶孔型碳酸盐岩气驱水动态网络模拟
杨鑫, 李星甫, 唐雁冰, 戴隽成, 戚涛, 李闽, 刘旭
天然气地球科学    2023, 34 (6): 973-979.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.02.007
录用日期: 2023-06-16

摘要228)   HTML3)    PDF(pc) (2196KB)(311)    收藏

碳酸盐岩溶孔发育程度、注气速度是影响气水两相渗流的重要因素,也是目前碳酸盐岩气藏研究的重点。提出采用卷积算法构建岩心尺度的孔隙—溶孔双重介质孔隙网络模型的方法,分析了碳酸盐岩溶孔发育特征。与之前的方法相比,这个方法考虑了气体的压缩性、压力传播过程和时间等影响因素,建立了孔喉特征更为准确的孔隙—溶孔双重介质模型,并通过与实际岩心的气驱水渗流实验结果进行对比,验证了该方法的可靠性,从而能更加准确地从微观孔喉尺度反映注气速度对气水两相渗流的影响。研究结果表明,溶孔越发育,相渗曲线气水两相共渗区越宽,气水同流周期更长;同时注气压力与毛管力和黏性力间的平衡会影响气体波及效率,产生不同的气水空间分布情况、注气流量与注气压力。研究结果为碳酸盐岩气藏的开采提供了更精确的技术支撑和理论指导,对提高碳酸盐岩气藏的开发开采效率具有重要意义。

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5. 鄂西地区上二叠统海相页岩气富集条件差异与控制因素——以红星区块吴家坪组二段和恩施地区大隆组为例
宋腾, 李世臻, 张焱林, 包汉勇, 刘皓天, 徐秋晨, 李浩涵, 王昱荦, 王亿, 谢通, 段轲
天然气地球科学    2023, 34 (8): 1425-1441.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.03.018
录用日期: 2023-07-28

摘要268)   HTML5)    PDF(pc) (17117KB)(304)    收藏

鄂西地区上二叠统海相页岩气资源潜力大,近年来在恩施、红星等地区获得诸多勘探发现,但不同地域页岩气勘探效果不同,储集性能、含气性等富集条件存在诸多差异。以红星区块吴家坪组二段和恩施地区大隆组为研究对象,综合利用钻井、测井、地震和实验室分析测试等资料,开展页岩气富集差异特征精细刻画和控制因素分析。研究发现:①吴家坪组二段与大隆组原始品质较为相似,富有机质页岩厚度略有差异;②吴家坪组二段储集性能、“源—储耦合”性和含气性均优于大隆组,有机质孔保存带来的储集性能差异是造成含气性差异的主要原因;③扬子周缘中—新生代强烈的构造挤压导致恩施地区大隆组初始抬升时间更早、上覆地层剥蚀量更大,页岩气保存条件相对较差;④埋深和构造样式可以有效指示现今保存条件,红星区块吴家坪组二段埋深大、发育在宽缓背斜内,较恩施地区复向斜浅埋藏的大隆组更有利于页岩气富集。综合提出勘探建议,认为两套页岩具有不同的勘探开发难点,应加强对比研究,分类施策。

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6. 准噶尔盆地天然气地球化学特征及成因判识新图版
陈大伟, 李剑, 郝爱胜, 国建英, 李志生
天然气地球科学    2023, 34 (9): 1666-1680.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.06.005
录用日期: 2023-09-01

摘要230)   HTML12)    PDF(pc) (3760KB)(293)    收藏

准噶尔盆地是中国西部典型的多烃源叠合盆地,发育石炭系、二叠系佳木河组、二叠系风城组、二叠系下乌尔禾组及侏罗系5套气源岩层系,主要气源岩在盆地内广泛分布,部分地区处于高—过成熟阶段,进入气源岩主生气期,具备勘探大气田的物质基础。准噶尔盆地天然气来源多、混源、成因复杂,常规天然气成因判识指标对部分地区天然气的成因判识不准确。针对这一问题,系统梳理和分析不同层系、不同地区天然气地球化学特征,结合不同烃源岩生烃特征,建立天然气成因判识新图版,据此图版对准噶尔盆地天然气成因进行判识,结果表明:①准噶尔盆地高演化阶段的油型气与低演化阶段的煤型气难以用传统方法界定,无法有效划分天然气类型与成熟度将会影响该地区的气源判识和成因研究工作,需要建立新的判识方法;②建立准噶尔盆地天然气成因及来源判识新图版,能够有效判识不同地区天然气成因及来源,且对低演化阶段煤型气以及高演化阶段油型气较为适用;③西北缘玛湖、沙湾大量存在二叠系风城组及下乌尔禾组油型气,石炭系、二叠系佳木河组、侏罗系烃源岩也有显著贡献;准南以侏罗系煤型气为主,从低成熟气到过成熟气均有分布;准东和腹部以高演化阶段石炭系和侏罗系煤型气为主,并混入了二叠系的油型气。

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7. 基于多因素的煤储层气水两相非稳态流入动态评价方法及应用
张鹏, 王相春, 封从军, 郑力会, 张妍, 孙萌思
天然气地球科学    2023, 34 (9): 1641-1651.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.03.016
录用日期: 2023-09-01

摘要181)   HTML2)    PDF(pc) (1410KB)(291)    收藏

煤层气开发中,流入动态是制定合理排采制度的重要依据,能够最大化延长稳产时间,提高最终产量。针对目前无井底压力与多因素的显式方程来评价非稳态流入动态的问题,采用理论推导和多因素拟合方法,建立了井底压力与时间、应力敏感系数、表皮系数、总产量、启动压力梯度的显式计算模型,同时结合生产数据对模型进行验证,并对井底压力的影响因素进行分析。结果表明,从初始生产阶段到压力稳定阶段,所建模型的准确率可达82.3%~94.76%,可有效评价多种因素对产量和井底压力的影响程度,为优化排采制度提供了技术支持。

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8. 鄂尔多斯盆地延长组长73亚段纹层型页岩油储层孔隙结构特征与影响因素
梅启亮, 郭睿良, 周新平, 程国峰, 李士祥, 白玉彬, 刘江艳, 吴伟涛, 赵靖舟
天然气地球科学    2023, 34 (5): 851-867.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.02.016
录用日期: 2023-05-06

摘要490)   HTML10)    PDF(pc) (32784KB)(291)    收藏

以鄂尔多斯盆地延长组长73亚段纹层型页岩油储层为研究对象,综合运用TOC分析、岩石热解分析、X射线衍射分析、偏光和荧光显微镜观察、场发射扫描电镜观察和低压氮气吸附分析,对纹层型页岩的岩相类型、孔隙微观定性特征和定量结构参数,以及孔隙结构的主控因素进行了系统研究。根据沉积、地球化学和矿物组成特征和差异,长73亚段可划分出凝灰质—有机质纹层页岩、黏土质—有机质纹层页岩和长英质—黏土质纹层页岩3种岩相类型,孔隙主体分别以有机质生烃增压缝、黏土矿物—长英质晶间粒间复合孔以及长英质粒间孔缝系统为主。样品中介孔最为发育,“凝灰质—有机质”“黏土质—有机质”“长英质—黏土质”的孔隙体积和比表面积依次增加,孔隙网络非均质性和孔隙表面粗糙程度则分别呈逐渐减弱和增强的趋势。有机质孔隙整体发育有限,以有机质—黄铁矿—黏土矿物复合孔为主,是微孔的主要组成部分,与石英刚性颗粒相关的原生粒间孔缝系统是介孔和宏孔的主要组成部分,也是整个孔隙网络的主体,长石溶蚀孔发育局限,对于孔隙网络贡献较小。

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9. 柴达木盆地北缘古近系稀土元素地球化学特征及其地质意义
苑广尧, 李凤杰
天然气地球科学    2023, 34 (8): 1374-1384.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.03.020
录用日期: 2023-07-28

摘要195)   HTML4)    PDF(pc) (3313KB)(282)    收藏

柴达木盆地古近系古始新统路乐河组和渐新统下干柴沟组古环境和古气候具有较高的研究价值。以柴达木盆地北缘为例,运用稀土元素测试数据,探讨古近系路乐河组和下干柴沟组沉积源区的构造背景、古气候和古氧化还原条件,揭示其古环境和古气候变化规律。研究表明:古近系路乐河组和下干柴沟组的样品具有明显的Eu负异常及轻微的Ce负异常,氧化还原指标δCe<0.95、Ceanom<0和U/Th<0.75一致指示氧化条件;古气候指标ΣREE值为63.38~170.88、Eu负异常和Rb/Sr值(平均值为0.44),均指示温暖湿润气候;Sm/Nd值为0.18~0.28,表明其物质来源于上地壳,(La/Yb)N-ΣREE的对应关系反映沉积物主要来源于沉积岩。

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10. 海上高温高压凝析气藏凝析水产出机理及预测方法
熊钰, 彭杨, 吴道铭, 冯棚鑫, 张玉龙, 孙泽威
天然气地球科学    2023, 34 (7): 1103-1111.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.02.015
录用日期: 2023-07-13

摘要231)   HTML7)    PDF(pc) (1984KB)(272)    收藏

随着近年来海上气藏勘探深度的增加,越来越多的超高温高压凝析气藏被发现。这些高温高压凝析气藏在生产后期凝析水产量大幅上升,给生产动态分析和地面凝析水的处理增加了难度。针对南海异常高压高温凝析气藏的3个井区开展了开发过程中PVT水气比变化实验,和随气藏压力下降时长岩心中地层水蒸发实验,对比了3个井区随气藏压力下降时凝析水气比的差异,讨论了地层温度下PVT测试和长岩心测试所获得的凝析水气比的变化特点,分析了模拟储层条件的长岩心中地层水蒸发比PVT筒中高的机理,建立了预测高温凝析气藏凝析水气比的模拟方法,并进行了实例对比验证。研究表明:高温高压凝析气藏地层中水蒸发比PVT筒中高的根本原因是储层中微小孔径使凝析气各组分的临界性质受孔径影响发生了偏移,不仅会导致在多孔介质中凝析气的两相区收缩,而且使地层水的饱和蒸汽压升高,使地层水向凝析气中传质增强;所建立的高温凝析气藏地层水蒸发模拟预测方法可以准确预测凝析水产出变化。

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11. 深层碳酸盐岩气藏水平井三项式产能方程——以四川盆地安岳气田灯影组储层为例 
胡江涛, 杨胜来, 王蓓东, 鄢友军, 邓惠, 赵向上
天然气地球科学    2023, 34 (7): 1112-1122.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.02.014
录用日期: 2023-07-13

摘要189)   HTML7)    PDF(pc) (2831KB)(269)    收藏

碳酸盐岩储层内部跨尺度储渗介质横纵交错分布,非均质性极强,气井产气规律复杂。因此,有必要在把握储层渗流规律的基础上,通过室内物理实验和数学模型计算相结合的方式探讨气井产能主控因素。为此,首先开展了原始储层条件下气体渗流实验,然后有针对性地开展了拟启动压力测定实验、高速非达西系数测定实验和应力敏感性实验,最后建立起综合考虑高速非达西效应、低速非达西效应和应力敏感性的三项式产能方程。数值计算结果表明:①气井产能高低与储层类型直接相关,缝洞型储层是最优质储层,孔隙型储层虽然渗流能力最弱,但是仍然具备一定的开采价值;②缝洞型储层需同时考虑应力敏感性和高速非达西效应,两者共同作用导致的产能损失高达41.82%;③孔洞型储层的低速非达西效应微弱,若只考虑应力敏感性,由此产生的产能损失为12.53%;④孔隙型储层应力敏感性微弱,若只考虑低速非达西效应,由此产生的产能损失为23.42%。上述研究成果对于四川盆地安岳气田灯影组气藏气井合理配产和气藏生产开发动态预测具有重要的指导意义。

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12. 鄂尔多斯盆地二叠系太原组致密灰岩储层特征及主控因素
董国栋, 刘新社, 裴文超, 付勋勋, 曾旭, 张道锋, 赵小会
天然气地球科学    2023, 34 (6): 1018-1027.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.02.005
录用日期: 2023-06-16

摘要509)   HTML5)    PDF(pc) (11665KB)(263)    收藏

鄂尔多斯盆地二叠系太原组发育一套致密灰岩储层,近年来风险勘探取得重大突破,成为天然气勘探关注的重点领域。通过野外露头、岩心观察、薄片鉴定、扫描电镜和稳定碳、氧同位素等分析测试,开展岩石学、储集空间、储层物性及微观特征研究,系统分析了致密灰岩储层发育特征及有利储层控制因素。研究认为:太原组可作为良好储集层的岩石类型为生屑粉晶灰岩、生屑泥晶灰岩、藻黏结灰岩,储集空间主要为溶孔、残余生物体腔孔、晶间孔及微裂缝,储层平均孔隙度为2.1%,平均渗透率为0.22×10-3 μm2,属于低孔、低渗储层。太原组灰岩有利储层形成受多种因素控制,其中生屑滩、生物丘有利沉积微相是储层形成的物质基础,决定了储集空间类型及平面大面积分布;高频旋回控制下的准同生岩溶作用有利于溶蚀孔的形成,能有效改善储层的储集性能,为厚层灰岩储层的发育创造了条件;裂缝对改善致密灰岩储层渗流能力具有至关重要的作用。研究成果为鄂尔多斯盆地太原组灰岩的下一步勘探指明了方向,同时,也对华北地台生物碎屑灰岩储层研究及勘探目标优选具有重要借鉴意义。

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13. 鄂尔多斯盆地东胜与大牛地气田壳源氦气成藏差异性
高宇,刘全有,吴小奇,朱东亚,李朋朋
天然气地球科学    2023, 34 (10): 1790-1800.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.06.003
录用日期: 2023-10-08

摘要184)   HTML3)    PDF(pc) (2640KB)(253)    收藏

当前研究发现,氦气的成藏与天然气具有耦合效应,二者表现为异生同储关系,但氦气的成藏理论尚不完善。研究从氦源岩、运移方式等方面入手,剖析鄂尔多斯盆地东胜与大牛地气田氦气成藏差异性,研究表明:①2个气田主要氦源均为基底岩石氦气,东胜气田可能氦源岩有富U、Th的基底岩石、煤层,大牛地气田可能氦源岩有基底岩石、煤层与铝土岩层;②东胜气田内部发育连通基底的断裂,为烷烃气与氦气运移提供通道,大牛地气田下方也存在基底断裂,但气田内部靠生烃作用产生的微裂缝进行运移;③对比二者成藏模式,认为连通基底与储层的深大断裂对于氦气成藏具有促进作用。

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14. 烃类包裹体赋存碳酸盐矿物U-Pb定年及其在油气成藏期次研究中的应用——以川中震旦系灯影组为例
邓宾, 吴娟, 李文正, 鲁鹏达, 田腾振, 姜华, 杨荣军, 王恒, 刘树根
天然气地球科学    2023, 34 (11): 1887-1898.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.07.007
录用日期: 2023-11-24

摘要158)   HTML11)    PDF(pc) (7653KB)(253)    收藏

中国西部叠合盆地古老深层碳酸盐岩成岩演化特征复杂,有效定量研究其油气成藏过程是一项关键性技术难题。碳酸盐矿物激光原位U—Pb定年受矿物低放射性元素丰度制约的同时,普遍存在微量元素分馏、质量歧视、普通铅校正等缺点,基于高质量标样、207Pb?和208Pb?校正方法等能有效降低其U—Pb年龄误差值。为有效进行古老碳酸盐岩油气成藏期次年代学研究,采取烃类包裹体赋存碳酸盐矿物U—Pb定年“五步法”分析过程,包括岩心观察、同位制片、显微无损观测分析、原位主—微量元素测试和激光U—Pb定年,能够有效指导定量成藏年代学过程中点位选取,最大限度降低矿物微量元素非均一性等缺陷对测试结果的影响。川中地区震旦系灯影组成藏期次定量化研究表明:灯影组储层流体活动可分为粉晶白云岩/栉壳状白云石(509±38 Ma)→第一期沥青→中—粗晶白云石(453±52 Ma)→鞍形白云石/萤石(240±34 Ma)→第二期沥青→石英多期充注过程。进一步综合研究表明,川中地区筇竹寺组烃源岩历经早寒武世—中奥陶世、早二叠世—三叠纪多期生烃过程,灯影组储层内油气历经早寒武世—中奥陶世、早二叠世—三叠纪幕式油气充注过程,以及侏罗纪—白垩纪原油原位裂解生气成藏过程。

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15. 氦气与氮气富集耦合作用及其重要意义
秦胜飞, 周国晓, 李济远, 陶刚, 赵姿卓
天然气地球科学    2023, 34 (11): 1981-1992.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.10.020
录用日期: 2023-11-24

摘要146)   HTML8)    PDF(pc) (1852KB)(253)    收藏

氦气是重要的稀有战略资源,目前主要来自天然气。氦气如何在气藏中富集是当前研究热点,也是氦气勘探迫切需要解决的关键问题。在柴达木盆地、四川盆地和准噶尔盆地采集天然气样品进行氦气和氮气含量测试及分析,并结合对其他国内外主要富氦气田天然气组分和氦气含量研究,发现富氦气田中氦气含量与氮气具有很好的相关性。不仅如此,一些贫氦气田也存在该现象。据此,提出氦气富集与氮气具有耦合作用,二者同时在天然气中富集,都与地下水有关,可能来自相同的源岩。氦气与氮气耦合关系的提出,或许能够真正找到氦气富集的奥秘,为寻找富氦资源打开新思路,为氦气富集理论提供依据。

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16. 《天然气地球科学》2023年10期封面及目次
《天然气地球科学》年期封面及目次
天然气地球科学    2023, 34 (10): 2310-.  
录用日期: 2023-10-08

摘要123)      PDF(pc) (4611KB)(251)    收藏
《天然气地球科学》2023年10期封面及目次
相关文章 | 多维度评价
17. 鄂尔多斯盆地页岩油水平井开发关键科技问题
雷启鸿, 何右安, 郭芪恒, 党永潮, 黄天镜, 刘长春
天然气地球科学    2023, 34 (6): 939-949.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.01.001
录用日期: 2023-06-16

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中国石油长庆油田分公司以鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段(长7段)富有机质泥页岩层系中的重力流砂岩薄夹层为目标,实现了陆相低压淡水湖盆夹层型页岩油的规模效益开发,发现并探明了10亿吨级庆城页岩油大油田,累计提交探明储量10.52×108 t,率先建成了中国第一个百万吨页岩油整装开发区。随着产建规模不断扩大,地质体差异明显,单井初期产量低且递减快、采收率低、开发成本高等问题越来越突出。通过多年的矿场实践,提出了页岩油开发中的关键科技问题,并根据系统分析提出了合理建议。页岩油水平井钻遇率可分为纵向钻遇率及横向钻遇率,提高优质储层纵向、横向钻遇率是提高单井产量的重要举措;水平井部署时可优先考虑优质储层的延伸方向,提高优质储层的钻遇率;压裂液弹性能对采收率贡献占比相对较低,储层改造不能过度强调大砂量、大液量、大排量,要充分考虑井距、纵向隔夹层分布、裂缝发育情况,优化压裂规模、施工排量等参数;烃源岩品质变化和成岩作用的强弱是造成砂体含油性差异的主要原因,影响有利区选取及优质储层分布;前置CO2增能体积压裂增能效果明显,是降黏提高采收率的有效手段。深化地质综合研究,明确页岩油差异成藏主控因素、精细刻画三维甜点展布、探索更加有效的开发方式,是保障长庆油田页岩油高效开发的重要举措。

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18. 基于测井响应特征的烃源岩古超压成因分析——以鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段烃源岩为例
徐泽阳, 刘震, 赵靖舟, 党佳城, 李军, 唐子怡
天然气地球科学    2023, 34 (11): 1950-1960.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.09.009
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成藏期古压力对油气分布具有重要影响,但对其识别及成因分析的难度也远高于现今压力。为探讨鄂尔多斯盆地长7段是否存在古超压及其测井响应机制,提出了一套有机质含量影响的定量分析模型。通过经典超压成因判识模板反演分析与盆地模拟正演分析相结合,讨论了研究区长7段古超压成因及其成藏意义。结果显示:长7段高有机质含量对测井参数具有显著影响,定量分析认为由有机质引起的声波时差增量及密度减量分别在2.56~169.78 μs/m和0.01~0.61 g/cm3之间。以去除有机质贡献的声波时差和密度资料为依据,利用计算孔隙度对比法以及声波—密度交会图法进行分析,认为长7段存在过古超压,且生烃导致的流体膨胀增压是成藏期超压的主要来源。结合盆地模拟,指出生烃增压在时间上与烃源岩热演化匹配,在空间上与油藏分布吻合,进一步佐证了生烃增压成因的认识。认为古压力是重要的成藏主控因素之一,烃类聚集分布于高剩余压力区域中的局部低剩余压力区。

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19. 黔北正安区块页岩气压裂返排液/采出水地球化学特征
倪云燕, 刘松, 李林芝, 张波, 姚立邈, 隋建立, 陈建平
天然气地球科学    2023, 34 (11): 2009-2020.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.05.012
录用日期: 2023-11-24

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贵州省页岩气资源丰富,近年来,与四川盆地毗邻的黔北正安区块在上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组的页岩气勘探开发上取得了重要进展。由于页岩气分布区地质条件复杂,生态环境脆弱,页岩气开采可能存在严重的环境污染风险,因此,针对黔北地区正安区块AY7?4井页岩气压裂返排液/采出水进行了元素和氢氧同位素分析。结果表明,AY7?4井返排液/采出水K、Na、Ca、Mg、NH4+等组分含量都很高,平均分别为118 mg/L、7 616 mg/L、266 mg/L、47 mg/L、76 mg/L,其中Na、Ca、Mg含量与威远页岩气压裂返排液/采出水的相近,但低于长宁和涪陵;NH4+含量则与长宁的类似,但远高于威远的;Cl平均含量为11 605 mg/L,与威远的相近,但比长宁和涪陵的低;Br平均含量为48 mg/L,稍低于威远的,是长宁和涪陵的一半左右。相应地,AY7?4井Br/Cl值最低,反映其Br含量相对较低。AY7?4井Li、B、Sr平均含量分别为17 mg/L、10 mg/L、45 mg/L,但与威远、长宁、涪陵3个气田相比,四者之间的Li、Sr整体分布规律与Cl、Br、Na相近,但相对来说,AY7?4井B含量最低,B/Cl值也最低。AY7?4井返排液/采出水与压裂用配水、滑溜水之间的Br和Cl含量之间、δD和δ18O之间有着很好的线性关系,说明AY7?4井返排液/采出水主要为低盐度的压裂注入液与高盐度的页岩地层滞留卤水的混合产物。其氢氧同位素值随着返排时间增长而逐渐变大,说明返排液/采出水中高盐端元地层滞留卤水的占比越来越大。AY7?4井返排液/采出水Cl、Br、Na、NH4+等含量都远高于允许的排放值,存在潜在环境污染风险,不能直接排放。

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20. 致密凝灰质砂岩储层孔隙结构特征与储层分类评价
石晓敏,位云生,朱汉卿,王晨辉,黄苏琦,程敏华
天然气地球科学    2023, 34 (10): 1828-1841.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.03.014
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致密凝灰质砂岩作为一种特殊的致密砂岩类型,其孔隙结构、孔隙度—渗透率配置关系与普通致密砂岩相比有较大差异,沿用常规传统致密砂岩储层分类方法难以满足该类储层分类评价的需要。以松辽盆地南部德惠断陷营城组致密凝灰质砂岩为研究对象,以核磁共振和压汞实验为主要手段,探究了致密凝灰质砂岩储层孔隙结构特征,分析对比了其与常规致密砂岩孔隙结构的区别。运用相关性分析法,综合考虑储层的渗流能力和有效储集能力,优选出R50(进汞饱和度为50%时所对应的喉道半径)和可动流体饱和度,建立针对致密凝灰质砂岩的储层分类标准。结果表明:该区优质储层主要发育粒间、粒内溶蚀孔等较大尺度有效孔隙,具有明显偏右的T2谱峰值,可动流体饱和度较高;储层主要发育凝灰质溶蚀孔、晶间孔等小尺度孔隙,具有明显偏左的T2谱峰值。以高压压汞和恒速压汞为手段分析孔隙结构特征,识别出大孔—细喉、中孔—细喉、中孔—微喉和小孔—微喉4类典型压汞曲线,对应的凝灰质含量逐渐升高,分析认为凝灰质堵塞关键喉道进而降低渗透率是造成孔渗相关性差的主要原因。结合微观评价参数对致密凝灰质储层和常规致密储层进行对比,发现致密凝灰质储层发育更多小孔,孔渗相关性比常规致密储层更差,核磁共振T2谱与压汞曲线显示出凝灰质储层的有效储集能力和孔隙连通性都不如常规致密储层。运用R50与可动流体饱和度新建储层分类标准,将致密凝灰质砂岩储层划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类储层和干层,分类结果与现场试气结果吻合度较高。

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21. 基于真三轴物理模拟多簇裂缝均衡起裂及延伸规律实验
孔祥伟, 严仁田, 许洪星, 李松
天然气地球科学    2023, 34 (7): 1123-1136.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.03.010
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针对鄂尔多斯盆地致密砂岩油藏岩石致密、非均质性强、常规压裂工艺形成的裂缝形态单一而无法实现储层立体改造,开展了非常规压裂技术多簇压裂裂缝均衡起裂及延伸行为规律研究。利用大尺寸真三轴模拟实验系统,基于量纲分析法(π定理)物理模拟实验相似准则设计,经多次实验配比、养护、力学测试等方法,得到了与目标层位相近岩石力学参数的人工养护岩体,利用30 cm×30 cm×30 cm的人工试样系统开展了非常规体积压裂物理模拟实验。以常规压裂工艺为参照,通过改变实验条件及设计参数,模拟了水力脉冲预处理、簇间暂堵、限流法、循环加卸载和脉冲间歇压裂5种非常规体积压裂工艺下的压裂裂缝均衡起裂与延伸行为,明确了不同压裂工艺对应的多簇压裂裂缝均衡起裂及扩展延伸规律。对比常规压裂对压裂裂缝存在应力干扰而抑制其扩展,5种非常规体积压裂方法均能减小多簇压裂裂缝间的应力干扰,有利于裂缝均匀起裂扩展,获得复杂裂缝和更大的改造体积,其中簇间暂堵压裂工艺获得复杂缝网的效果最好。形成并完善了体积压裂多簇裂缝均衡起裂与延伸控制技术,有助于提高非常规致密油气藏整体改造、立体动用程度。

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22. 页岩气开发潜在水环境风险与应对措施
董翼昕, 倪云燕, 张津川
天然气地球科学    2023, 34 (11): 2021-2035.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.10.017
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全球规模不断扩大的页岩气开发对水环境的潜在影响正逐渐受到世界各国的普遍重视。明确页岩气开发过程对水环境的潜在影响及机理、制定相关环保应对措施,对于页岩气行业的绿色可持续发展具有重要意义。页岩气开发过程中潜在的水环境风险主要包括水资源污染和水资源短缺两大类型。引发水资源污染的主要原因有:①烃类气体沿页岩气井、天然断裂体系或邻近油气井迁移至浅部地下水或地表水;②压裂液或添加剂在地表储存、输送、混合以及入井过程中,由于机械故障、容器或管线破裂等原因而发生的压裂液或添加剂的泄漏;③返排液发生泄漏或不当排放。气候干旱地区大规模页岩气水力压裂作业可能引发局部地区地下水位下降或河水流量降低,增大区域水资源压力。页岩气开发过程中水资源风险的主要应对措施包括:优化完井与施工,做好页岩气井完整性监测;加强管理,防止发生压裂液、返排液泄漏事故;优化返排液处理技术,加强返排液排放管理;依据区域水资源现状,制定合理的页岩气开发方案,并通过废水再利用等降低页岩气开发对区域淡水资源的影响;同时,选取典型区域开展持续性水资源污染监测,及时发现问题并解决问题。

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23. 四川盆地复兴地区中侏罗统凉高山组页岩油富集条件及勘探潜力
王鹏威, 刘忠宝, 张殿伟, 李雄, 刘皓天, 杜伟, 周林, 李倩文
天然气地球科学    2023, 34 (7): 1237-1246.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.01.012
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复兴地区中侏罗统凉高山组陆相页岩是四川盆地页岩油气勘探重要接替领域之一。通过岩石热解及有机岩石学等有机地球化学方法查明了凉高山组页岩生烃潜力,综合储层物性、孔隙类型及微观结构、储层含油气性及烃类可动性表征,明确了凉高山组页岩储层品质,在此基础上探讨了复兴地区凉高山组页岩油勘探有利层段及勘探潜力。研究结果表明,复兴地区凉高山组发育浅湖—半深湖相富有机质泥页岩,半深湖相泥页岩主要发育在凉二段底部④小层,具有厚度大、有机质丰度中等、有机质类型好、热演化适中、生烃潜力高等特征,具备形成大型原位凝析油—轻质油藏的物质条件。半深湖相泥页岩储层以黏土矿物孔为主,与有机质相关的微裂缝较丰富,孔隙以介孔—大孔为主,含油气性好,烃类流体可流动潜力大,是页岩油勘探的有利层段。与四川盆地其他地区相比,复兴地区拔山寺向斜内凉高山组半深湖相页岩具备稳定的凝析油—轻质油原位富集物质条件,具有良好的页岩油勘探前景。

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24. 致密砂岩气储层微观孔隙结构与分形特征——以松辽盆地长岭气田登娄库组为例 
李磊, 鲍志东, 李忠诚, 孙圆辉, 赵晨旭, 陈建文, 崔映坤, 陈港
天然气地球科学    2023, 34 (6): 1039-1052.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.02.002
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致密砂岩储层的孔隙结构是决定其储层物性及油气产能的重要因素,也是当前致密储层研究的热点。以松辽盆地长岭气田登娄库组致密砂岩为研究对象,通过核磁共振、恒速压汞、铸体薄片及扫描电镜等实验资料,用定性和定量相结合的方法对致密气储层孔隙结构特征进行表征;基于饱和和离心状态下测量的T2谱进行分形分析,探讨孔隙结构参数与可动流体之间的关系,开展储层孔隙结构分类评价研究。结果表明:登娄库组致密气储层孔隙类型多样,主要发育残余粒间孔、长石溶蚀孔和黏土矿物晶间孔,孔喉关系以大孔细喉和小孔粗喉为主,核磁共振T2谱呈双峰或单峰分布。研究孔隙结构特征与可动流体关系发现,最大连通喉道半径才是控制可动流体大小的主要因素。致密气储层孔隙结构具有分形特征,离心状态T2谱计算的分形维数D2(2.355 1~2.803 5)要高于饱和状态的D1(2.239 9~2.755 7),表明微小孔隙域决定了微观复杂性,中大孔隙域控制了宏观储层品质。综合储层的储集能力和流体的赋存特征将长岭气田登娄库组致密气储层划分为3种类型,Ⅰ类孔隙结构多为小孔粗喉类型,最大连通喉道半径下限为0.8 μm,分形维数小,为优质储层。研究成果定量表征了孔隙结构的复杂性,为致密气储层评价与分类提供了新思路,可以指导致密气储层的勘探开发。

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25. 鄂尔多斯盆地西缘下古生界奥陶系包裹体特征及油气充注史
陈志雄, 张凤奇, 赵振宇, 高建荣, 李程善, 付玲, 张兰馨
天然气地球科学    2023, 34 (6): 1028-1038.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.01.005
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鄂尔多斯盆地西缘下古生界奥陶系碳酸盐岩储层油气成藏期次尚不明确。选取研究区内5口典型井8块下古生界储层碳酸盐岩样品,进行流体包裹体岩相学分析、显微测温及激光拉曼光谱分析,结合典型井埋藏史—热史恢复,确定了鄂尔多斯盆地西缘下古生界奥陶系油气成藏期次。结果表明,鄂尔多斯盆地西缘下古生界奥陶系碳酸盐岩储层中流体包裹体可分为2期:第Ⅰ期包裹体主要以液态烃类包裹体及其伴生的大量盐水包裹体为主,荧光显示为黄色,主要呈串珠状分布在溶孔填充方解石和早期裂缝填充方解石中,其伴生盐水包裹体均一温度的峰值介于120~130 ℃之间;第Ⅱ期包裹体主要发育气态烃类包裹体及其伴生的大量盐水包裹体和少量沥青包裹体,呈带状分布在晚期裂缝填充方解石中,无明显荧光显示,其伴生盐水包裹体均一温度的峰值介于150~170 ℃之间。研究区下古生界奥陶系储层经历了2期烃类充注过程:第一期发生在早侏罗世晚期,为大量油气充注时期;第二期充注发生在早白垩世早期、中期,为大量天然气充注时期。

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26. 四川盆地蓬莱气区灯二段储集层特征及主控因素
张本健, 马华灵, 李文正, 张亚, 张自力, 严威, 曾乙洋, 王鑫, 钟原, 李堃宇, 谷明峰, 杨岱林, 徐哲航
天然气地球科学    2023, 34 (11): 1899-1915.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.09.002
录用日期: 2023-11-24

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四川盆地蓬莱气区灯二段油气勘探的突破揭示该层在川中古隆起北斜坡区域勘探潜力巨大。基于岩心薄片、物性测试、碳氧同位素测试和碳酸盐岩U-Pb定年等综合分析,明确蓬莱气区灯二段优质微生物白云岩储层成因机制。结果表明,灯二段主要岩石类型为微生物白云岩,垂向上底部以微生物丘间微相泥—粉晶白云岩为主,中部以微生物丘核微相凝块石白云岩、泡沫绵层石白云岩为主,上部以微生物丘坪微相纹层—叠层石白云岩、砂屑白云岩为主。其中,丘核建造为主的层段孔、渗特征和孔隙结构最好,以丘坪建造为主的层段次之,而丘间的泥—粉晶白云岩储层物性较差。蓬莱气区微生物丘沉积微相展布是控制灯二段优质白云岩储层发育分布的基础,同沉积断层活动使得准同生期角砾白云岩优质储层连片发育,准同生期与表生期溶蚀作用的叠加最终决定了灯二段微生物岩优质储层形成。

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27. 鄂尔多斯盆地盒8段致密气藏气水分布特征及成因分析
刘晓鹏, 韩兴刚, 赵会涛, 虎建玲, 荆雪媛, 陈宇航
天然气地球科学    2023, 34 (11): 1941-1949.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.07.011
录用日期: 2023-11-24

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鄂尔多斯盆地上古生界盒8段致密砂岩气藏含气饱和度分布范围为17%~87%,不同地区气水分布特征存在明显差异,成因机理不明确。通过对盒8段致密砂岩储层特征和压差、浮力作用下致密砂岩储层中天然气运聚特征的分析,阐明了不同区块盒8段气藏气水分布特征及成因机理。研究结果将盒8段气藏划分为超低含水饱和度区、束缚水区、局部自由水区3类。超低含水饱和度区位于盆地东部的子洲、清涧地区,成因为天然气饱和充注后高温天然气对束缚水进一步蒸发汽化;局部自由水区主要分布于盆地西部和盆地北缘的鄂托克前旗、鄂托克旗和伊金霍洛旗地区,成因为天然气充注量及动力不足,对地层水驱替不彻底,浮力作用下在储层物性较好或裂缝发育的构造高部位气水发生分异,含气富集受储层物性和局部构造双重控制;束缚水区主要位于乌审旗、定边、吴起和横山地区,成因为致密储层可动水基本被天然气全部驱替,束缚水主要分布于孔隙的边角处和微细毛管中,浮力不发挥作用,气水混储。

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28. 塔里木盆地超深层千吨井油气地质与高效区分布规律
韩剑发, 王彭, 朱光有, 张银涛, 李世银, 谢舟
天然气地球科学    2023, 34 (5): 735-748.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2022.12.015
录用日期: 2023-05-06

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断控缝洞型碳酸盐岩油气资源潜力巨大,但其控储控藏控富机理十分复杂,超深领域勘探开发难度更大、成本更高,培育高产井、高效井是推动超深领域资源优势转化为效益优势的重要途径。基于地球物理、油气地质、油层物理、地球化学等多学科动静态结合研究,阐明了多源流体、多期溶蚀、叠加复合的断控岩溶缝洞体形成机理与走滑断裂、不整合面为输导格架的多期成藏机理,构建了塔里木盆地富满油田超深断控缝洞型碳酸盐岩油气成藏地质模型,揭示了以Ⅰ级断裂破碎带为主线、大型缝洞体为主体、正地貌为背景的高效井分布规律;同时,创新形成了定断裂带、定富集段、定目标井、定井型与选位置、选靶点、选靶层、选靶向的“四定+四选”井位部署配套技术。据此部署的具有“主干断裂+正地貌+长串珠”特征的一批井点均获高产或成为千吨井,大幅提高了单井产量与最终可采储量(EUR),指导了勘探开发领域向纵深挺进,发现落实富满油田10×108 t油气储量并建成300×104 t级大油气田。

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29. 哈萨克斯坦苏克气田富氦天然气藏地质特征及成藏主控因素
谷晓丹,贾承造,陈践发,姜林
天然气地球科学    2023, 34 (10): 1801-1814.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.05.008
录用日期: 2023-10-08

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根据13口新井岩心、物性、测井、试气、气组分和氦气分布等资料,结合区域构造演化、沉积背景和典型气藏剖面,分析并总结富氦天然气藏地质特征及成藏主控因素。研究结果表明:自下而上发育基底花岗岩和变质岩裂缝型气藏、上泥盆统致密砂岩构造气藏和下石炭统大面积分布的连续型碳酸盐岩气藏;构造高点裂缝发育形成高产,构造低点普遍含气;干气天然气中富含氦气,氦气含量自下向上逐渐减少;广覆式分布的前泥盆系花岗岩和变质岩基底为氦气主要来源,上泥盆统和下石炭统百米厚度高伽马砂岩作为次要氦源;断层形成双向输导,一方面将下石炭统烃源岩生成的烃类气体向下运移至上泥盆统和基底圈闭;另一方面将下部生成的氦气向上运移至下石炭统气藏中;下石炭统顶部发育厚层、互层状硬石膏和致密灰岩作为区域盖层对富氦天然气藏起到保存作用。

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30. 鄂尔多斯盆地大宁—吉县区块深部煤层含气饱和度测井计算方法及分布特征
刘之的, 韩鸿来, 王成旺, 王伟, 季亮, 陈高杰, 陈龙, 王舵, 谢正龙
天然气地球科学    2024, 35 (2): 193-201.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.08.004
录用日期: 2024-01-26

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煤层含气饱和度的精准计算及分布特征直接关系到煤层气富集区预测和开发方案有效制定。以鄂尔多斯盆地大宁—吉县煤层气田深8#煤储层为研究对象,从煤层气等温吸附曲线出发,给出煤层含气饱和度计算模型之后,充分利用地球物理测井资料建立了煤层含气饱和度与兰氏体积、兰氏压力、储层压力及含气量等参数的测井求取方法,进而形成了深部煤层含气饱和度测井计算方法。将该套方法程序化,实现研究区内各井深8#煤层的含气饱和度计算机可视化自动处理,并编绘了研究区含气饱和度平面分布图。研究表明:所述方法能够较好地用于研究区深部8#煤储层含气饱和度计算;研究区煤层含气饱和度整体上由东向西递增,由北向南先递减后递增、再递减后递增。其中,过饱和气藏区位于研究区南部DJ50井、DJ37井一带,饱和气藏区主要位于研究区的北部、中部,欠饱和气藏区在研究区广泛分布。该方法可为地球物理测井预测深部煤层含气饱和度提供一种新途径,为煤层气富集区预测提供基础参数。

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31. 鄂尔多斯盆地苏39区块致密气藏气水分布及其主控因素
易发新,庞宏,赵国英,朱新佳,王琦,吴则鑫,李博,孙雪珍,李悦悦,马奎友
天然气地球科学    2023, 34 (10): 1815-1827.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.06.013
录用日期: 2023-10-08

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鄂尔多斯盆地苏里格气田发育典型的致密砂岩油气藏,其中苏39区块位于伊陕斜坡和天环坳陷交界部位的气水过渡带上,气水关系复杂,深入探索苏39区块的气水分布关系,对致密砂岩气藏的有效开发具有重要意义。综合试产、测井、储层以及地质背景等资料,系统研究了苏39区块致密砂岩气藏太原组(P1t)—盒8段(P2h8)气水分布关系,总结了气水分布关系的主控因素,划分了气水分布模式。研究结果表明:根据含气水特征、气水分布产状、储层物性特征、测井解释以及产能情况,可以将研究区气水分布关系划分为纯气型、气水同层型、上气下水正常型、上水下气倒置型和纯水无气型5种。研究区气水分布关系主要受生烃强度、源储距离、局部构造、断层以及储层物性和非均质性的影响。生烃强度控制了气水分布的范围,源储距离影响气水的纵向分布;断层沟通了烃源岩和储层,对于气水有一定的调整作用;区域构造起伏对气水分异有一定的影响;储层物性控制储层局部的气水分布,储层非均质性影响着气水纵向分布关系。根据不同源储组合的差异,分别建立了源储一体(源内)型和源储相邻(近源)型2种致密砂岩气水分布模式。

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32. 四川盆地天府含气区侏罗系沙溪庙组一段致密砂岩储层特征及主控因素
肖尧, 王锦西, 肖柏夷, 曹脊翔, 李唐律, 钟梓月, 范存辉
天然气地球科学    2023, 34 (11): 1916-1926.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.07.021
录用日期: 2023-11-24

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四川盆地中部地区是中国致密气勘探开发的重点地区,复杂的砂体分布以及优质储层的形成机制和分布规律是制约该地区天然气勘探开发的关键科学问题。基于岩石学、铸体薄片、物性测试及高压压汞等方法,综合研究天府含气区沙溪庙组一段储层岩石类型、储集物性、储集空间及成岩作用,并据此分析储层主控因素。结果表明:研究区沙溪庙组一段致密砂岩储层主要发育在中—粗粒岩屑长石砂岩及长石岩屑砂岩中,储集空间以原生粒间孔为主,其次为长石、浊沸石溶孔,喉道多呈片状及缩颈型喉道。沙溪庙组致密砂岩储层受沉积作用、物质组成及成岩作用共同制约,其中高能稳定的沉积相是形成优质储层的先决条件,长石含量决定了储层整体溶蚀孔隙发育程度,岩屑类型的不同导致后期差异成岩作用的产生。绿泥石包壳及早期形成的胶结物抵抗压实作用使原生孔隙得以保存,长石及早期浊沸石的溶蚀成为储层物性改善的关键,而晚期的浊沸石和方解石胶结是导致储层被破坏的主要因素。

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33. 含水砂岩气藏储量动用分级评价实验
江良冀, 王国锋, 胡勇, 王继平, 李忠诚, 焦春艳, 郭世超, 郭长敏, 陈璐瑶
天然气地球科学    2023, 34 (7): 1137-1145.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.03.003
录用日期: 2023-07-13

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针对含水砂岩气藏储量动用规律认识不清这一难题,采用长岩心多点测压物理模拟实验方法及装置,选用渗透率分别为0.047×10-3 μm2、0.064×10-3 μm2、0.154×10-3 μm2、0.175×10-3 μm2、0.602×10-3 μm2、1.74×10-3 μm2 6个渗透率级别天然基质岩心,开展了含水饱和度分别为0%、30%、40%、50%、60%、70%左右条件下系列衰竭开采物理模拟实验,研究了储层基质渗透率和含水饱和度大小对储层瞬时产气量、压降波及特征,以及不同开发阶段(稳产期末、废弃条件和极限条件)储量动用程度(R)的影响。结果表明:①储层基质产气能力和储量动用程度受储层基质渗透率和含水饱和度双重控制,但在气藏开发不同阶段其敏感界限值不同,应高度关注开采过程中不同渗透率储层的含水饱和度变化特征,尽可能要将含水饱和度控制在临界值范围内才能实现有效动用;②依据废弃条件下储量动用程度特征图,以储量动用程度分别为60%和80%对应的储层渗透率和含水饱和度为指标,构建了一套储量动用分级评价界限图版,划分出优先动用、条件动用、潜力动用3个层级,明确了各层级对应的储层参数界限,可为现场优质储层优先和确定储量动用序列提供前瞻性指导。

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34. 鄂尔多斯盆地神木—米脂地区本溪组含铝岩系地球化学特征
潘博, 赵伟波, 刘蝶, 刘燕, 王怀厂, 余瑜
天然气地球科学    2023, 34 (6): 1072-1089.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.01.009
录用日期: 2023-06-16

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近年来,鄂尔多斯盆地陇东地区铝土岩天然气勘探获重大突破,但对盆地东部本溪组铝土岩研究较少,亟需加强基础地质研究。通过岩心观察、铸体薄片等技术手段,结合主微量及稀土元素测试开展地球化学分析,研究含铝岩系的古盐度、古氧化还原环境、古气候及物源特征。结果表明:①晚石炭世本溪期历经多期海侵海退,沉积环境由海相咸水环境向陆相淡水环境过渡,并在湖田段沉积末期转变为海相咸水环境,期间氧化还原环境交替出现;②含铝岩系受化学风化作用影响显著,本溪早期受晚古生代冰期影响,温度下降,之后因全球变暖事件,气温升高;③含铝岩系底部铝土质铁矿物源自下伏马家沟组碳酸盐岩,中上部铝土岩及泥岩源于硅酸盐岩及岩浆岩等,物质来源多样。

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35. 黏土矿物和孔喉特征对致密砂岩可动流体分布的影响——以鄂尔多斯盆地东部山西组储层为例 
李咪, 郭英海, 杨亦浩, 简阔, 茹忠亮, 李冠霖
天然气地球科学    2023, 34 (9): 1627-1640.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.04.004
录用日期: 2023-09-01

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开展致密砂岩可动流体分布的影响因素研究可有效提高储层开发潜力评价的准确性。选取鄂尔多斯盆地东部山西组典型致密砂岩样品,联合铸体薄片观察、扫描电镜观测、X射线衍射分析、恒速压汞及核磁共振测试,分析了黏土矿物及孔喉特征对可动流体分布的影响。根据致密砂岩的孔隙类型,将其划分为“粒间孔—溶孔—晶间孔型”、“溶孔—晶间孔型”及“晶间孔型”储层。砂岩样品的可动流体百分数介于9.39%~78.79%之间,平均为41.63%,且与渗透率呈中等正相关性。研究发现,黏土矿物的存在不利于流体的可动性,半径>200 μm区间的孔隙与半径>1 μm区间的喉道有利于流体的可动性。伊利石含量较高,呈搭桥式分割孔隙,对流体的可动性具有较强的抑制作用。“粒间孔—溶孔—晶间孔型”砂岩中半径>200 μm区间的孔隙占比较高,同时半径>1 μm区间的喉道占比大于50%,可动流体百分数较高。“溶孔—晶间孔型”砂岩的可动流体百分数变化较大,但随着溶孔的增多、晶间孔的减少,孔喉对流体的束缚性减弱,可动流体百分数增高。“晶间孔型”砂岩以半径<200 μm区间的孔隙为主,同时半径<0.5 μm区间的喉道占比大于50%,可动流体百分数极低。

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36. 松辽盆地梨树断陷东南斜坡白垩系主力烃源岩特征及生烃史
周城汉, 李卓, 杨磊磊, 胡静, 向世琦, 王孟
天然气地球科学    2023, 34 (6): 1053-1064.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2022.12.007
录用日期: 2023-06-16

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松辽盆地梨树断陷主力烃源岩尚未明确。为揭示梨树断陷东南斜坡白垩系油气成藏规律,对梨树断陷东南斜坡区沙河子组、营城组泥页岩样品进行烃源岩评价和油气源对比,并且恢复烃源岩的生烃史。研究结果表明,梨树断陷东南斜坡白垩系沙河子组和营城组烃源岩有机碳含量和生烃潜力相对较好,为中等—好烃源岩。干酪根组分与生物标志物鉴定表明,东南斜坡白垩系烃源岩属于Ⅱ—Ⅲ型干酪根,为水生生物和陆生高等植物混合来源并形成于还原环境,热演化程度中等,现今仍处在生油阶段。油源对比结果表明,东南斜坡区油气均来自沙河子组烃源岩。生烃史重建结果显示,沙河子组与营城组烃源岩分别于97 Ma与94 Ma达到生烃门限,于92 Ma与89 Ma进入生烃高峰;66 Ma之后,梨树断陷整体抬升,地温梯度减小,生烃作用减弱。地球化学分析结合生烃史重构技术可以很好地用于确定多旋回叠合盆地主力烃源岩的特征,对弄清油气藏的分布规律具有重要作用。

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37. 川西北缘晚三叠世源—汇体系构造年代学与沉积响应特征
曹正林, 邓宾, 胡欣, 杨荣军, 徐宏远, 刘重江, 邱玉超, 郑超, 芦刚, 刘四兵
天然气地球科学    2023, 34 (11): 1871-1886.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.07.010
录用日期: 2023-11-24

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四川盆地西北缘上三叠统多源—汇体系导致盆内砂泥岩展布规律复杂多变。为定量追索上三叠统须家河组源—汇体系,开展碎屑锆石磷灰石裂变径迹年代学和盆缘造山带物源区构造年代学编图对比分析,建立了四川盆地西北缘晚三叠世多源—汇体系构造年代学多期响应模式。结果表明:①川西北地区工农镇和汉旺须家河组露头剖面碎屑锆石裂变径迹年龄为143~226 Ma,分异系数为15%~35%,220余颗单颗粒碎屑锆石裂变径迹年龄大部分大于其沉积地层年龄,反映不同物源区构造变形与抬升剥蚀特征;②碎屑锆石裂变径迹峰值年龄集中为325±16 Ma、228±11 Ma、213±16 Ma、196±15 Ma,分别代表了物源区石炭纪和中—晚三叠世3期构造抬升剥蚀事件;③晚三叠世3个裂变径迹年龄峰值分别对应了盆地北缘大巴山—武当古陆、米仓山—汉南古陆、摩天岭古陆和松潘—甘孜地区的晚三叠世印支期早幕(约230 Ma)、印支期中幕(约210 Ma)和印支期晚幕200 Ma构造抬升剥蚀事件。因此,四川盆地西北缘晚三叠世多源—汇体系具有明显的构造年代学和沉积响应特征,体现出由北向南渐进式盆山系统构造—沉积耦合特点。

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38. 塔里木盆地雅克拉地区氦气资源评价与成藏模式
张朝鲲, 弓明月, 田伟, 何衍鑫, 朱东亚, 王磊
天然气地球科学    2023, 34 (11): 1993-2008.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.08.008
录用日期: 2023-11-24

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塔里木盆地北部雅克拉地区发现具有开采价值的含氦气田,其中古生界氦气的平均含量为0.31%,是氦气资源量最丰富的层位,高于氦气工业生产标准,但其氦气资源潜力和成藏模式尚不清楚。基于雅克拉地区14口钻井的自然伽马能谱测井资料,对雅克拉地区古生界氦气资源生成量进行了定量评估,并结合成藏要素进行综合分析,根据氦气的运聚过程及载体特征,总结出氦气成藏模式。结果表明:雅克拉地区古生界平均生氦潜量为2.37×10-10 cm3/g,氦气生成总量为3.22×109 m3。生氦潜量最高的区域位于沙15井附近区域,其次为沙49井附近区域,从沙5井至沙49井的呈带状展布的狭长地带是生氦主力。区域内古生界沉积岩系供给含氦气藏的氦气量可高于天然气藏中的氦气总量,沉积岩系可为有效氦源岩,生成氦气以主要形成于加里东—海西构造期的断裂、裂缝为运移通道,在地下水和天然气的协助下持续运移,以古老地层水运移聚氦模式、天然气沿古老储层运移聚氦模式进行聚集成藏,上覆3套厚度较大的泥岩层、膏岩层,可对气藏有效的封存保护。

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39. 构造变形对于页岩储层孔隙结构的影响——以渝东北龙马溪组为例
尚福华, 苗科, 朱炎铭, 王猛, 唐鑫, 王阳, 冯光俊, 高海涛, 密文天
天然气地球科学    2023, 34 (7): 1247-1259.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.03.019
录用日期: 2023-07-13

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为探究构造改造对于页岩储层孔隙结构的影响,系统采集渝东北地区2组变形序列(断层和褶皱)龙马溪组页岩样品,开展了物质组成和孔隙结构表征系列实验,分析了不同构造变形(断层和褶皱)对孔隙结构的改造机制。实验结果表明:相较于廖子变形剖面样品,田坝变形剖面样品具有相对较小的TOC含量和黏土矿物含量,而石英矿物含量则相对要高一些;变形较强的断层带页岩样品中包含了相对更多的介孔和宏孔,而微孔则出现了减少的趋势;变形较强的褶皱带页岩样品中包含了相对更多的宏孔,而微孔和介孔均出现了减少的趋势;断层带页岩的总孔体积随着变形程度的增强而增大,具体表现为较大规模的粒间孔、微裂隙和微通道特别发育,极大地改善了页岩储层的储集性和渗透性;褶皱带页岩总孔体积出现了减小,具体表现为发育的粒间孔、微裂隙和微通道仅能增强页岩储层局部的储集性和渗透性,但不会使页岩气分子发生长距离运移和逸散。研究结果将为中国后续复杂构造区页岩气资源量评估提供理论依据。

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40. 页岩中裂缝脉体地球化学指标对页岩气保存条件的指示——以下扬子二叠系乐平组富有机质页岩为例 
卢宽, 黄亚浩, 何生, 文志刚, 徐耀辉, 孟江辉, 封栋洋, 吴忠锐
天然气地球科学    2023, 34 (6): 1090-1102.   DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.03.008
录用日期: 2023-06-16

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近年来二叠系海陆过渡相页岩逐渐成为未来非常规页岩气资源的重要勘探目的层,但不同构造应力产生的页岩裂缝对于页岩气的富集或调整改造的作用机制尚未被深入研究。通过对低角度顺层滑脱裂缝脉体以及高角度剪切裂缝脉体中成岩流体和烃类流体的地球化学指标进行分析研究,阐明不同成因类型裂缝对于页岩气的影响机制。基于裂缝脉体中流体包裹体岩相学观察,显微拉曼光谱定量分析和碳酸盐岩U-Pb同位素年代学及成脉流体环境分析,认为低角度顺层滑脱裂缝脉体主要在地层埋藏—生烃阶段形成,其中主要捕获高温高压的CH4—C2H6流体包裹体,脉体来源于热液或者成岩流体成因,以封闭还原环境为主。高角度剪切裂缝方解石脉体未发育大量烃类气包裹体,方解石脉体成因是大气淡水来源,以开放氧化环境为主,碳酸盐岩U-Pb定年结果显示喜马拉雅期构造运动的地层抬升导致高角度剪切裂缝形成。低角度顺层滑脱裂缝脉体对于页岩气的富集具有建设意义,而多数高角度剪切裂缝脉体对页岩气起到破坏和调整作用。

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