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苏北盆地溱潼凹陷阜宁组二段页岩油储层裂缝形成机制及对烃类赋存的影响

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地学前缘 2024年第5期31卷 35-45页

作者：高玉巧花彩霞蔡潇白鸾羲卢葭页岩油气富集机理与高效开发全国重点实验室中国石油化工股份有限公司华东油气分公司

苏北盆地溱潼凹陷阜二段是页岩油勘探开发的有利区段，页岩天然裂缝发育，是页岩油的重要储集空间和渗流通道，对页岩油的开采与增产有重要影响。综合利用岩心观察、成像测井、薄片观察、实验分析测试等资料，应用先进环境扫描电镜、激... 详细信息

苏北盆地溱潼凹陷阜二段是页岩油勘探开发的有利区段，页岩天然裂缝发育，是页岩油的重要储集空间和渗流通道，对页岩油的开采与增产有重要影响。综合利用岩心观察、成像测井、薄片观察、实验分析测试等资料，应用先进环境扫描电镜、激光扫描共聚焦显微镜等仪器，对溱潼凹陷阜二段页岩天然裂缝的成因类型和发育特征、形成机制、赋存状态和对油气赋存的影响开展了研究。溱潼凹陷阜二段天然裂缝以构造裂缝和沉积成岩裂缝为主，沉积成岩裂缝主要以层理缝为主，发育少量缝合线；构造裂缝包括穿层剪切裂缝、顺层剪切裂缝和层内张裂缝。在纵向上阜二段各小层裂缝发育特征差异较大，裂缝发育强度从Ⅰ亚段到Ⅴ亚段裂缝裂缝发育类型逐渐单一，裂缝密度逐渐减小，裂缝的延伸长度逐渐增大，并且裂缝的填充性逐渐减弱。阜二段页岩天然裂缝受沉积成岩、构造和异常高压等多种因素作用形成复杂的缝网，沟通储层基质孔隙形成了立体的孔-缝系统，为页岩油的储集提供了良好的空间，也极大的提升了储层的渗流能力。环境扫描电镜和激光扫描共聚焦显微图像显示阜二段页岩油主要以游离态和吸附态两种赋存形式存在，游离油主要以液态油滴形式赋存于孔隙和微裂缝中，吸附油以油膜形式包裹于矿物颗粒表面。裂缝中原油主要以轻质组分为主，孔隙中既有轻质组分又包含重质组分。天然裂缝发育，明显提高了页岩的储集物性，又利于后期压裂改造，是溱潼凹陷阜二段页岩油得以富集并实现高产的重要保障。

关键词：溱潼凹陷阜二段页岩油天然裂缝发育特征

CO_(2)快速吞吐提高页岩油采收率现场试验

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天然气工业 2024年第3期44卷 10-19页

作者：姚红生高玉巧郑永旺邱伟生龚月钱洋慧中国石化华东油气分公司

页岩油注CO_(2)吞吐提高采收率技术处于探索阶段,目前面临着CO_(2)与页岩储层及流体相互作用机制不明确、数值模拟技术不成熟、缺乏规模注采及低成本回收工艺等技术难题。为探索页岩油注CO_(2)提高采收率主控机理,以苏北盆地溱潼凹陷古... 详细信息

页岩油注CO_(2)吞吐提高采收率技术处于探索阶段,目前面临着CO_(2)与页岩储层及流体相互作用机制不明确、数值模拟技术不成熟、缺乏规模注采及低成本回收工艺等技术难题。为探索页岩油注CO_(2)提高采收率主控机理,以苏北盆地溱潼凹陷古近系阜宁组二段页岩油为对象开展了超临界CO_(2)水岩反应实验,分析了高温高压条件下页岩矿物溶蚀作用及其对孔隙度和渗透率的影响,并通过注CO_(2)恒质膨胀实验、最小混相压力测试评价了地层超压条件下注CO_(2)后原油高压物性变化特征,并在此基础上开展考虑多因素数值模拟研究优化了设计注入参数,最终通过矿场试验验证了技术可行性。研究结果表明:(1) CO_(2)水岩反应以碳酸质矿物溶蚀占主导,长英质矿物部分溶解,生成中大孔隙;(2)在地层原油中注入适量的CO_(2),显著萃取了原油中间烃组分,原油黏度从5.151 mPa·s下降到1.250 mPa·s,且CO_(2)首先萃取轻烃组分,随生产时间增加萃取组分逐渐变为重烃;(3)基于人工压裂与天然缝网混合介质组分数模模型,优化设计单井吞吐注气量1.7×10~4 t,注气速度500~600 t/d,焖井时间50 d;(4)低压侧加热的页岩油CO_(2)吞吐地面工艺,可依据CO_(2)注入地面工艺多参数数据模型,实现精准控温,避免注入管线冻堵及井下油管和套管材料低温脆断问题;(5)产出气CO_(2)浓度高于80%时,采用气相回收直注工艺,实现产出气回收成本降至104元/t。结论认为,CO_(2)快速吞吐有效提高了页岩油采收率,形成的机理认识和技术系列可为页岩油注CO_(2)吞吐开发提供参考和借鉴。

关键词：页岩油注CO_(2) 水岩反应机理混合介质组分数模快速吞吐地面工艺现场试验

苏北盆地古近系阜宁组二段页岩油储集空间特征及甜点段评价——以溱潼凹陷QY1井为例

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石油实验地质 2024年第5期46卷 916-926页

作者：高玉巧蔡潇夏威吴艳艳陈云燕中国石化华东油气分公司勘探开发研究院南京210000 中国石化深层煤层气勘探开发重点实验室南京210000

苏北盆地古近系阜宁组二段是常规油重点产层,同时也是中国东部陆相页岩油勘探开发的优选层位。对溱潼凹陷QY1井岩心样品进行分析测试表明,该套页岩具有低有机质丰度、较低镜质体反射率(R_(o))、矿物组分均衡及孔隙网络复杂的特点;运用... 详细信息

苏北盆地古近系阜宁组二段是常规油重点产层,同时也是中国东部陆相页岩油勘探开发的优选层位。对溱潼凹陷QY1井岩心样品进行分析测试表明,该套页岩具有低有机质丰度、较低镜质体反射率(R_(o))、矿物组分均衡及孔隙网络复杂的特点;运用岩石学及地球化学方法等对该页岩油储层的岩相特征、储集空间特征、含油性与可动性、脆性指数与可压性特征等进行研究,指明了生产甜点段。阜二段是一套混积页岩纹层型储层,矿物组成以黏土、长英质和碳酸盐矿物为主,有机碳含量平均值为1.32%,R_(o)为0.9%~1.1%;平均孔隙度中下部为4%,上部为2.2%。根据“有机质丰度+构造特征+岩性”将阜二段页岩划分为6种岩相,其储集性具有明显差异,纹层发育特征的差异是导致不同岩相具有不同储集空间特征的重要原因。除低有机质纹层/层状灰云质页岩外,其他岩相都具有较好的含油性;高有机质层状灰质页岩的有机碳含量最高。纹层数量与油气可动性具有较好的对应性,从中有机质纹层状含灰云页岩到高有机质块状泥岩,平均含油饱和度指数从202.62 mg/g降至77.83 mg/g。高有机质块状泥岩由于存在大量塑性矿物,造缝效果是6种岩相中最差的。中有机质纹层状含灰云页岩是最优岩相,中有机质层状含灰云页岩和中有机质纹层/层状灰云质页岩略差,但也可以作为优势岩相成为勘探开发的重点。根据优势岩相在纵向上的分布,优选阜二段Ⅰ亚段③—⑤小层和Ⅱ亚段②—④小层为该区地质甜点段。

关键词：储集空间甜点段评价页岩油阜宁组古近系溱潼凹陷苏北盆地

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页岩气勘探开发实验技术研究进展与发展方向

天然气工业 2024年第7期44卷 12-26页

作者：何希鹏蔡潇高玉巧丁安徐姜志高何贵松夏威曾隽中国石化华东油气分公司页岩油气富集机理与高效开发全国重点实验室中国石化华东油气分公司勘探开发研究院

页岩气开发的成功得益于全新地质理论的建立及工程技术的进步,其中地质理论的创新离不开实验技术的突破与发展,但随着页岩气进入全面开发的新阶段,对实验方法、基础理论等方面提出了更高要求和技术挑战。为此,针对页岩气勘探开发过程中... 详细信息

页岩气开发的成功得益于全新地质理论的建立及工程技术的进步,其中地质理论的创新离不开实验技术的突破与发展,但随着页岩气进入全面开发的新阶段,对实验方法、基础理论等方面提出了更高要求和技术挑战。为此,针对页岩气勘探开发过程中的关键问题,从页岩矿物组成、岩石物性、孔隙结构、含气性及可压性等5个方面展示了地质实验研究的进展和应用实例,分析了页岩气勘探开发实验研究面临的问题和挑战,并展望了其未来的发展方向和趋势。研究结果表明:①薄片鉴定和X射线衍射是页岩矿物分析最有效的定性定量方法,开展矿物成因实验研究对于揭示页岩成储规律及地质工程甜点段优选有着更重要的指导意义;②页岩物性测试方法多且标准不统一,需要根据研究目的选择适用的测试方法,开展地层条件下的物性测试对储量计算及开发效果评价更有帮助;③页岩孔隙结构表征已形成了从宏观到微观、从定性到定量、从二维到三维的综合评价方法,可指导开发层系划分和水平井靶窗优选;④页岩含气性评价已形成了现场含气量测试、等温吸附、气体碳同位素监测等实验方法,揭示了页岩气赋存状态和解吸规律,可有效指导气井生产制度制订和采收率提高;⑤页岩可压性评价已形成了X射线衍射、多尺度的裂缝网络刻画、三轴力学、差应变法、声波各向异性法及声发射法等实验方法,可指导水平井设计和压裂工艺优化。结论认为,建立跨尺度多方法深度融合的实验体系、加强原位条件下的页岩气储层评价、开展关键参数的动态演化和基于大数据模型的人工智能实验评价等是下一步研究方向,持续完善页岩气实验地质技术体系方可为页岩气高效勘探开发提供更好的理论基础和技术支撑。

关键词：页岩气实验地质技术储层评价跨尺度人工智能进展展望

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渝东南南川大型常压页岩气田发现及勘探关键技术

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中国科技成果 2024年第16期25卷 10-11页

作者：无姚红生云露何希鹏王运海张国荣高玉巧房大志刘明蒋永平韩克宁何贵松张培先中国石油化工股份有限公司华东油气分公司不详中国石化华东油气分公司党委

四川盆地及周缘页岩气资源丰富,主要发育超压和常压两种类型,其中超压页岩气在涪陵、长宁、威远等地区实现大规模商业开发.与超压页岩气相比,常压页岩气具有构造更为复杂、保存条件变差、孔隙变小、含气量和游离气占比低、应力差异系数... 详细信息

四川盆地及周缘页岩气资源丰富,主要发育超压和常压两种类型,其中超压页岩气在涪陵、长宁、威远等地区实现大规模商业开发.与超压页岩气相比,常压页岩气具有构造更为复杂、保存条件变差、孔隙变小、含气量和游离气占比低、应力差异系数大、地温梯度低等地质特点,资源禀赋差、单井产量低,实现商业突破和规模增储面临富集高产规律不清、甜点优选难度大、高效勘探技术尚未形成等新挑战.

关键词：地温梯度含气量高效勘探保存条件游离气商业开发页岩气资源禀赋

歧口凹陷西坡白水头构造沙一段下部油气成藏期次研究

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岩石学报 2003年第2期19卷 359-365页

作者：高玉巧欧光习谭守强刘立吉林大学地球科学学院长春130026 核工业部北京地质研究院北京100029 大港油田勘探开发技术研究中心天津300280

根据储层的成岩序次、油气包裹体特征及含烃盐水包裹体均一温度,结合构造活动特征及烃源岩的演化史,对歧口凹陷西坡白水头构造沙一段下部油气藏进行了成藏期次综合研究。认为该油气藏有三期油气充注过程:第一期发生在馆陶组末到明化镇... 详细信息

根据储层的成岩序次、油气包裹体特征及含烃盐水包裹体均一温度,结合构造活动特征及烃源岩的演化史,对歧口凹陷西坡白水头构造沙一段下部油气藏进行了成藏期次综合研究。认为该油气藏有三期油气充注过程:第一期发生在馆陶组末到明化镇组下段沉积早中期,约为11.5～8Ma,源区沙三段烃源岩有机质处于低成熟阶段,油气来源不足,成藏规模小;第二期发生在明化镇下段沉积末期到明化镇上段沉积初期,约为5Ma±,白水头构造各主要断层活动强烈,沙三段烃源岩开始进入生排烃高峰,油气运聚规模较大;第三期发生在明化镇上段沉积中晚期到第四系初期,约为3.5～2Ma,烃源岩整体处于生排烃高峰,各大断层活动有所减弱,但仍控制着油气的大规模垂向运移,成藏规模大。

关键词：白水头构造成岩序次油气包裹体均一温度油气成藏期次

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含片钠铝石砂岩的基本特征及地质意义

地质论评 2007年第1期53卷 104-111页

作者：高玉巧刘立吉林大学地球科学学院长春130061

含片钠铝石砂岩是一种含片钠铝石自生矿物的砂岩,一般为富含长石的砂岩,与片钠铝石稳定共生的自生矿物主要为铁白云石、菱铁矿等碳酸盐矿物。砂岩中片钠铝石的含量变化较大,其存在与否不受砂岩结构的制约。含片钠铝石砂岩往往分布在断... 详细信息

含片钠铝石砂岩是一种含片钠铝石自生矿物的砂岩,一般为富含长石的砂岩,与片钠铝石稳定共生的自生矿物主要为铁白云石、菱铁矿等碳酸盐矿物。砂岩中片钠铝石的含量变化较大,其存在与否不受砂岩结构的制约。含片钠铝石砂岩往往分布在断裂和岩浆岩体附近,既可以作为CO2气储层,又可以作为油气储层。含片钠铝石砂岩是一种具有特殊地质意义的砂岩,表现为:①含片钠铝石砂岩记录了深、浅部层圈之间及烃源岩—储层之间的物质转移;②在含油CO2气藏和油藏中,含片钠铝石砂岩记录了CO2与油气双重充注,其中含油CO2气藏中的含片钠铝石砂岩记录了CO2充注驱油现象;③含片钠铝石砂岩是进行CO2地下储存研究的理想的天然实验室。

关键词：含片钠铝石砂岩物质转移 CO2与油气双重充注 CO2地下储存

大港滩海白唐马沿岸带中浅层油气来源及成藏历史分析

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大港滩海白唐马沿岸带中浅层油气来源及成藏历史分析

作者：高玉巧吉林大学

学位级别：硕士

大港滩海白唐马沿岸带北起驴驹河，南至马棚口，西以海岸线、过路水面和海堤为界，东达海图 2m 水深线附近，构造上位于北大港潜山构造带东翼倾没端，包括白水头、唐家河、马东-马东东、马棚口四个局部构造，勘探面积 300km2。滩海... 详细信息

大港滩海白唐马沿岸带北起驴驹河，南至马棚口，西以海岸线、过路水面和海堤为界，东达海图 2m 水深线附近，构造上位于北大港潜山构造带东翼倾没端，包括白水头、唐家河、马东-马东东、马棚口四个局部构造，勘探面积 300km2。滩海地区中浅层是指埋深在 3500m 以上的地层，在白唐马沿岸带包括上第三系的明化镇组、馆陶组和下第三系的东营组和部分沙一上。本次以唐家河油田为例，对大港滩海白唐马沿岸带中浅层主要含油层系油气来源及成藏历史进行了深入研究。论文的研究目的是，明确大港滩海白唐马沿岸带中浅层主要产油层系油气的来源，探讨各主要产油层系油气的运聚、成藏期次与时间，为建立研究区中浅层典型油气藏成藏模式提供油藏地球化学依据。在研究中，主要采用了碳同位素、色谱、色谱-质谱等地球化学测试技术、岩石常规薄片鉴定、扫描电镜观察及能谱图象分析、铸体薄片分析、透射单偏光观察、荧光显微镜分析、冷热台分析等方法与技术。通过唐家河油田中浅层各层系原油及白唐马沿岸带所有层系烃源岩样品的碳同位素、色谱、色谱-质谱等地球化学分析，选取δ13C、合适的生物标志物参数即 G/ C30H、O/ C30H、Ts/Tm、ααR C27/C29、ααR C28/C29、C3122S/(S+R)、 C2920S/(S+R)等进行油源综合对比，结果表明，唐家河地区中浅层各层系原油来源于深层沙三及沙二烃源岩,而沙一段和东营组的贡献不大。考虑到沙二段烃源岩厚度小，生油能力有限，认为唐家河地区沙三段烃源岩是该区油气的主要母质来源，但不排除有沙二段烃源岩供油的可能。在常规薄片鉴定的基础上，通过扫描电镜观察及能谱图象分析、铸体薄片 I 摘要分析等技术和手段，研究储层砂岩的成岩共生序次与流体演化阶段，认为沿岸带东三段储层胶结物和自生矿物的共生序列及形成次序为：Ⅰ碱性流体阶段：早期微晶方解石、蒙脱石的形成;Ⅱ酸性流体阶段：表现为长石、方解石的溶蚀溶解以及石英、长石次生加大、自生石英、高岭石的充填;Ⅲ碱性流体阶段：黄铁矿、绿泥石、晚期孔隙充填方解石、白云石的形成。运用透射单偏光显微镜观察、荧光显微镜分析技术测定碎屑石英愈合微裂隙、石英次生加大边中有机包裹体荧光特征及发育程度，结合储层成岩共生序列确定油气成藏的期次及主要成藏期。本区至少发生三期油气充注，第一期、第三期为主要充注成藏期。第一期油气充注发生在石英次生加大之前，油气包裹体赋存于未切穿石英次生加大边的愈合微裂隙中，发育程度较高;第二期油气充注发生在石英次生加大期间，油气包裹体赋存于石英愈合微裂隙和石英次生加大边中，发育程度低;第三期油气充注发生在晚期方解石、白云石沉淀期间，油气包裹体赋存于碎屑石英愈合微裂隙中，发育程度最高。应用冷热台分析技术测定与各期次烃类包裹体分别伴生的含烃盐水包裹体均一温度，恢复热史、埋藏史，运用 BASIMS 软件自动生成埋藏史曲线，采用埋藏史-均一温度法确定各期次尤其是主成藏期油气充注的时间。与第一期油气包裹体伴生的含烃盐水包裹体均一温度分布范围为 80～85℃，充注期为明下段末期—明上段早期，时间约 7-5Ma;与第二期油气包裹体伴生的含烃盐水包裹体均一温度分布范围为 85～90℃，充注期为明上段沉积中期，时间约 5-4Ma;与第三期油气包裹体伴生的含烃盐水包裹体均一温度分布范围为 95～105℃，充注期为明上段沉积末期—第四系沉积早期，时间近 3-1Ma。通过以上研究，结合传统方法关于成藏期的分析，即构造演化与圈闭发育史法、烃源岩生排烃史法及饱和压力法，综合分析油气成藏过程，建立油气成藏模式。唐家河构造受白水头断层控制，沙二段沉积时期开始形成，东营组末期基本定型，构造形成较早，为油气储存提供了有利的圈闭条件。明下段晚期 II 大港滩海白唐马沿岸带中浅层油气来源及成藏历史分析沙二段、沙三段大部分源岩处于较高成熟演化阶段，由于主断层及其分支断层较强烈的活动，深部源岩生成的油气沿断层运移进入东三段储层，碎屑石英中未切过加大边愈合微裂隙中的有机包裹体记录了这一油气充注过程，此期油气运移规模较大，油气来源充足，是该区的主要油气运聚期;明上段沉积早中期，沙三、沙二段源岩整体进入生排烃高峰期，但由于该区构造活动微弱，此期未发生大规模油气运移，石英加大边及碎屑石英的愈合裂隙中的烃包裹体记录了此期油气充注过程;明上段沉积末—第四系早期，沙三、二段源岩仍处于生排烃高峰期，可达高成熟阶段，生成高成熟轻质油及天然气，伴随主断层及其分支断层的再次较强烈活动，深层高成熟油气在断层的疏导作用下再次大规模运聚至东三段储层中。有机包裹体发育程度高，烃类成熟度较高，反映深源较高成熟油气运移、充注，为唐家河地

关键词：油气来源成藏历史中浅层大港滩海

海拉尔盆地乌尔逊凹陷片钠铝石的碳氧同位素组成及流体来源探讨

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岩石学报 2007年第4期23卷 831-838页

作者：高玉巧刘立张福松张延洁吉林大学地球科学学院长春130061 中国科学院地质与地球物理所北京100029 吉林大学测试科学实验中心长春130026

作为胶结物或交代自生矿物,片钠铝石(分子式为NaAlCO_3(OH)_2)大量发育于海拉尔盆地乌尔逊凹陷下白垩统南屯组、大磨拐河组砂岩中。根据片钠铝石稳定同位素组成,探讨了片钠铝石中碳的来源。片钠铝石的δ^(13)C分布连续,其范围为-5.253‰... 详细信息

作为胶结物或交代自生矿物,片钠铝石(分子式为NaAlCO_3(OH)_2)大量发育于海拉尔盆地乌尔逊凹陷下白垩统南屯组、大磨拐河组砂岩中。根据片钠铝石稳定同位素组成,探讨了片钠铝石中碳的来源。片钠铝石的δ^(13)C分布连续,其范围为-5.253‰～-1.210‰(PDB),δ^(18)O分布范围为-24.896‰～-20.960‰(PDB),考虑到海拉尔盆地探井中未钻遇碳酸盐地层,片钠铝石属岩浆成因碳酸盐范畴。结合与片钠铝石平衡的CO_2的δ^(13)C值,含片钠铝石井和幔源CO_2气井分布相吻合且位于燕山期花岗岩或附近的深大断裂带上,认为海拉尔盆地乌尔逊凹陷岩浆活动-砂岩成岩(片钠铝石形成)-幔源CO_2气成藏不论在物质成分上还是在时空上均具备较好的耦合关系,形成片钠铝石所需的CO_2气为与燕山期岩浆作用有关的幔源CO_2气,深大断裂是深部CO_2气向上运移到浅部砂岩的主要通道,片钠铝石形成时因油气充注而介入少量生物成因碳。

关键词：片钠铝石碳氧同位素流体来源海拉尔盆地