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页岩油气水平井压裂技术进展与展望

石油勘探与开发 2022年第1期49卷 166-172,182页

作者：雷群胥云才博管保山王欣毕国强李辉李帅丁彬付海峰童征李涛张浩宇中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油天然气集团有限公司油气藏改造重点实验室河北廊坊065007

通过对“十三五”以来国外页岩油气储集层水平井压裂技术进展的系统总结,阐述了水平井压裂技术在页岩油气储集层多层叠置立体开发、小井距密井网布井、水平井重复压裂、施工参数优化与降低成本方面的新特征;结合中国页岩油气水平井压裂... 详细信息

通过对“十三五”以来国外页岩油气储集层水平井压裂技术进展的系统总结,阐述了水平井压裂技术在页岩油气储集层多层叠置立体开发、小井距密井网布井、水平井重复压裂、施工参数优化与降低成本方面的新特征;结合中国页岩油气水平井压裂技术需求,论述了水平井压裂技术在多裂缝扩展模拟、水平井压裂设计、电驱压裂装备、可溶化系列工具、低成本入井材料与工厂化作业方面的新进展。在此基础上,结合非常规页岩油气“十四五”规划对水平井压裂改造技术的需求分析,提出了7个方面的发展建议:①强化地质工程一体化联合研究;②深化页岩储集层改造基础理论及优化设计技术研究;③完善大功率电驱压裂装备;④研发长井段水平井压裂工具及配套作业装备;⑤加强水平井柔性开窗侧钻剩余油挖潜技术攻关;⑥发展长井段水平井压裂后修井作业技术;⑦超前储备智能化压裂技术。

关键词：页岩油气水平井压裂压裂装备压裂参数立体开发智能化压裂

页岩油气最终采收量地质主控因素——以美国海湾盆地鹰滩页岩为例

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石油勘探与开发 2021年第3期48卷 654-665页

作者：侯连华于志超罗霞林森虎赵忠英杨智吴松涛崔景伟张丽君中国石油勘探开发研究院北京100083

基于白垩系鹰滩组下段1317口生产井和72口系统取心井991组分析化验数据,分别按油和天然气,采用两种页岩油气最终采收量(EUR)经典模型预测单井最终采收量,以消除工程因素的预测均值作为最终结果,全面厘清控制页岩油气EUR的关键地质因素... 详细信息

基于白垩系鹰滩组下段1317口生产井和72口系统取心井991组分析化验数据,分别按油和天然气,采用两种页岩油气最终采收量(EUR)经典模型预测单井最终采收量,以消除工程因素的预测均值作为最终结果,全面厘清控制页岩油气EUR的关键地质因素。研究表明:储集能力、资源量、流动能力和可压性是控制页岩油气EUR的4个关键地质因素。储集能力直接受控于总孔隙度和含烃孔隙度,间接受控于TOC和R_(o);资源量受控于含烃孔隙度、有效页岩厚度等参数;流动能力受控于有效渗透率、原油密度、气油比、凝析油气比、地层压力梯度和R_(o)等参数;可压性直接受控于脆性指数,间接受控于黏土体积含量。页岩油气EUR主要受控于6个地质参数,EUR与有效页岩厚度、总有机碳含量、裂缝孔隙度呈正相关关系,与黏土体积含量呈负相关关系,与R_(o)、地层压力梯度呈先增大后减小关系。现有水平井压裂技术的单井有效压裂厚度上限约65 m;EUR下限值为3×10^(4)m^(3)油当量条件下,当TOC页岩油气的有利发育区。

关键词：页岩油气甜点最终采收量总有机碳含量镜质体反射率有效页岩厚度黏土体积含量地层压力系数裂缝孔隙度鹰滩组下段

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从能耗比论低熟富有机质页岩原位改质转化的经济可行性及增效途径

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地学前缘 2023年第1期30卷 187-198页

作者：卢双舫王峻李文镖曹怿昕陈方文李吉君薛海涛王民东北石油大学三亚海洋油气研究院海南三亚572025 东北石油大学陆相页岩油气成藏及高效开发教育部重点实验室黑龙江大庆163318 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院深层油气实验室山东青岛266580

在原位改质技术开发中,对低熟页岩的巨大的油气资源潜力的技术可行性质疑不多,但由于致热页岩耗能巨大,经济可行性还面临重重质疑,也缺乏有力的定量论证。本文从能量守恒原理出发,对致热页岩过程中生成油气的获能和裂解有机质的耗能、... 详细信息

在原位改质技术开发中,对低熟页岩的巨大的油气资源潜力的技术可行性质疑不多,但由于致热页岩耗能巨大,经济可行性还面临重重质疑,也缺乏有力的定量论证。本文从能量守恒原理出发,对致热页岩过程中生成油气的获能和裂解有机质的耗能、页岩吸热耗能、围岩散热耗能分别进行了定量评价,得到了不同条件下的能耗比及其影响因素,结果表明:能耗比随TOC含量的升高快速增大,对倾油性的页岩,能耗比为3时对应的TOC含量≈4.2%,表明,当TOC含量较高时,有望通过大规模作业摊薄工程成本,使考虑工程成本之后的能耗比>1,即原位加热改质技术可以具有经济效益。从有关因素对能耗比的影响幅度来看,提高经济可行性的增效途径之一是探寻高效致热页岩、减少围岩传导耗热的技术;途径之二是探寻高效转化有机质为油气的技术,即探索具有催化效应/能力的技术,减少页岩吸热和致热时间;途径之三是探寻综合考虑能耗比、时间成本、工程成本的水平井综合布井技术。

关键词：页岩油气原位改质能耗比高效致热有机质高效转化

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中美页岩油气开采工程技术对比及发展建议

石油勘探与开发 2023年第4期50卷 824-831页

作者：雷群翁定为管保山师俊峰才博何春明孙强黄瑞中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油天然气集团有限公司油气藏改造重点实验室河北廊坊065007

通过对比中美在页岩油气开发理念、储集层改造对策、压裂施工参数、压裂装备工具与材料、采油采气技术、数据成果共享6个方面的技术进展及差距,系统总结了中国页岩油气资源开发在渗流规律认识、油气储量动用、复杂裂缝监测、重复改造技... 详细信息

通过对比中美在页岩油气开发理念、储集层改造对策、压裂施工参数、压裂装备工具与材料、采油采气技术、数据成果共享6个方面的技术进展及差距,系统总结了中国页岩油气资源开发在渗流规律认识、油气储量动用、复杂裂缝监测、重复改造技术、采油采气技术、套变防治技术、井筒维修技术7个方面存在的短板。在此基础上,结合中国页岩油气的地质要素与工程要素,从宏—细观角度提出了建设基础创新工程、开采技术工程、油气稳产工程、配套提效工程这“四大工程”的发展建议,以促进页岩油气产业链与创新链快速、高效、稳定、绿色和规模化发展,从而实现“稳油增气”的目标。

关键词：页岩油气储集层改造采油采气技术油气开发理念储集层改造对策渗流规律

四川盆地下侏罗统大安寨段页岩油气地质特征及勘探有利区优选

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天然气工业 2023年第4期43卷 32-42页

作者：杨跃明文龙王兴志洪海涛祝海华熊钰李明秋路俊刚曾德铭杨巍中国石油西南油气田公司西南石油大学地球科学与技术学院

四川盆地下侏罗统大安寨段是页岩油气(致密油气)分布的主要层系之一,但由于钻探、测试效果均较差,急需开展有利层段地质特征和勘探有利区优选等研究工作。为此,利用野外露头、岩心、测录井及地球物理等资料研究了大安寨段页岩油气地质特... 详细信息

四川盆地下侏罗统大安寨段是页岩油气(致密油气)分布的主要层系之一,但由于钻探、测试效果均较差,急需开展有利层段地质特征和勘探有利区优选等研究工作。为此,利用野外露头、岩心、测录井及地球物理等资料研究了大安寨段页岩油气地质特征,分析了页岩油气富集的主控因素,并优选了勘探有利区。研究结果表明:①大安寨段为一套介壳石灰岩与黑色页岩的混积地层,页岩矿物类型以黏土为主,其次为石英、方解石,少量长石、黄铁矿,脆性矿物含量中等;②孔隙类型以无机孔隙为主,含少量有机孔,发育介壳壳缘缝、节理缝等多尺度裂缝,物性随介壳含量的增加而降低;③页岩有机质丰度为中等—好,TOC平均值为1.34%,有机质类型以混合型为主,少量腐泥型和腐殖型,R_(o)平均值为1.11%,热演化程度南低北高,整体处于成熟—高成熟阶段,含油性中等,氯仿沥青“A”含量平均为0.26%;④热解游离烃S1值平均为1.27 mg/g,OSI平均值为84.35 mg/g,页岩油气富集的烃源下限是TOC>1.5%,R_(o)>0.9%,纵向上排烃效率较低,含油指标较高段(OSI>100 mg/g)主要分布于厚层页岩中部;⑤可动油饱和度普遍小于20%,受纹理缝和页理缝影响,石灰岩—页岩互层型、页岩夹石灰岩型样品的油可动性好于石灰岩和页岩。结论认为,大安寨段页岩层系具有较好的页岩油气勘探开发潜力,高生烃品质、多尺度裂缝以及高地层压力是盆地页岩油气富集高产的关键因素,有利油气勘探区主要分布于川中地区三台—仪陇以及南充一带。

关键词：四川盆地大安寨段页岩油气储层特征含油性可动流体 OSI 有利目标区

二氧化碳地质封存及提高油气和地热采收率技术进展与展望

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地球科学 2023年第7期48卷 2733-2749页

作者：蒋恕张凯杜凤双崔国栋中国地质大学构造与油气资源教育部重点实验室湖北武汉430074 中国地质大学油气勘探开发理论与技术湖北省重点实验室湖北武汉430074 长江大学石油工程学院湖北武汉430100

国内外碳捕集、利用与封存(CCUS)技术已取得初步进展.通过系统调研及研究实践,总结了二氧化碳地质封存及提高油气和地热采收率的技术进展,并对下一阶段的研究趋势进行了展望.研究表明:二氧化碳提高油气采收率是目前CCUS的主流应用方向,... 详细信息

国内外碳捕集、利用与封存(CCUS)技术已取得初步进展.通过系统调研及研究实践,总结了二氧化碳地质封存及提高油气和地热采收率的技术进展,并对下一阶段的研究趋势进行了展望.研究表明:二氧化碳提高油气采收率是目前CCUS的主流应用方向,并且CCUS项目主要应用于常规油气藏,每注入1 t二氧化碳可采出原油0.1~0.6 t.如何应对二氧化碳气窜是二氧化碳提高油气采收率面临的关键问题.下一阶段的研究主要围绕二氧化碳提高非常规油气藏的采收率,如何使注入的二氧化碳能够有效地进入页岩或煤层基质仍是该类油气藏提高采收率的研发重点方向.除了二氧化碳提高油气采收率之外,二氧化碳还可用于提高地热采收率,目前的研究主要围绕二氧化碳与水作为工质开发地热的效果对比,温度场、应力场、渗流场、化学场的耦合作用对二氧化碳开发地热过程的影响仍有待进一步的研究.在同一个油气藏中利用二氧化碳作为工作流体先后开展提高油气采收率、提高地热采收率和二氧化碳地质封存一体化可能成为CCUS的发展趋势.该研究对加速CCUS部署以及油气和地热的协同开发及实施双碳战略有重要意义.

关键词：碳捕集利用与封存二氧化碳提高油气采收率二氧化碳开发地热二氧化碳压裂页岩油气煤层气.

页岩油气革命与页岩油气、致密油气基础地质理论问题

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石油科学通报 2023年第6期8卷 695-706页

作者：贾承造姜林赵文中国石油天然气集团有限公司北京100007 中国石油勘探开发研究院北京100083

页岩革命使美国摆脱了对进口石油天然气的依赖,成为了石油天然气净出口国。本文回顾了美国页岩革命历程,总结了页岩油气、致密油气的特点,分析了我国页岩革命的发展现状,提出了页岩油气、致密油气基础地质理论问题。研究表明:(A)美国具... 详细信息

页岩革命使美国摆脱了对进口石油天然气的依赖,成为了石油天然气净出口国。本文回顾了美国页岩革命历程,总结了页岩油气、致密油气的特点,分析了我国页岩革命的发展现状,提出了页岩油气、致密油气基础地质理论问题。研究表明:(A)美国具有资源禀赋好、科学技术创新能力强、投资能力巨大、工程施工能力强大等优势,已经实现了页岩革命,中国页岩革命正在进行中。(B)与常规油气相比,页岩油气致密油气的成藏模式、开发方式均有所不同。其具有连续性大面积分布,油气自封闭成藏,开发生产工程量巨大,油气田生产的“分布式”特点可灵活应对建产减产,以及采收率低的特点。(C)我国页岩油气进一步大幅上产需要满足7个条件:(1)资源清楚;(2)水平井、压裂技术成熟;(3)成本可控;(4)后期提高采收率工程空间大;(5)符合环境要求;(6)充分的资本投资;(7)强大的工程施工能力。(D)全油气系统具有常规油气—致密油气—页岩油气序列成藏的规律。页岩油气、致密油气藏具有储层致密、流体组成与相态复杂、油藏驱动方式多样的基本特征,面临着储层地质模型与流动模型不清的问题。需要进一步开展全油气系统理论研究,并大力发展甜点评价技术与压裂技术。

关键词：页岩革命页岩油气致密油气基础地质理论问题

中国陆相页岩油气沉积储层研究进展及发展方向

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石油学报 2023年第1期44卷 45-71页

作者：姜在兴张建国孔祥鑫谢环羽程浩王力中国地质大学(北京)能源学院北京100083

针对中国陆相页岩油气沉积类型多样、储集空间复杂及储层成因机理不清等关键科学问题,系统综述近10多年来国内外尤其是中国在陆相深水沉积层序、沉积体系、页岩油气储层等方面的研究进展,重点结合近年来所开展的陆相页岩油气沉积储层方... 详细信息

针对中国陆相页岩油气沉积类型多样、储集空间复杂及储层成因机理不清等关键科学问题,系统综述近10多年来国内外尤其是中国在陆相深水沉积层序、沉积体系、页岩油气储层等方面的研究进展,重点结合近年来所开展的陆相页岩油气沉积储层方面的地质研究工作,根据成因将陆相深水细粒沉积岩划分为陆源型、内源型、火山-热液型、混源型4类,提出基于无机矿物含量(即碳酸盐矿物、长英质矿物、黏土矿物三端元)、有机质含量(TOC含量以2.0%和4.0%为界)和沉积构造(纹层状、薄层状、块状)的细粒沉积岩综合分类方案;归纳总结了适于陆相深水细粒沉积地层细分对比的基于米兰科维奇天文轨道周期的高频旋回地层学研究方法,并在高频旋回地层对比基础上,提出了陆相深水细粒沉积岩微相平面工业化制图的方法,对于评价预测有利的页岩油气沉积储集岩相具有重要应用价值。根据孔隙赋存的基质类型将陆相页岩油气细粒沉积岩储层孔隙分为矿物基质孔隙(即无机孔)、有机质孔隙、裂缝孔隙3大类,其中,与有机溶蚀作用有关的矿物基质孔隙是页岩油气重要的储集空间,有机质孔隙的发育程度主要与有机质热演化程度有关,通常热演化程度较高有利于有机质孔隙的发育,裂缝孔隙是页岩油气的重要渗流通道。指出了细粒沉积岩沉积作用、页岩油气储层形成机理和甜点评价、页岩系地层高精度对比方法有待深入研究的问题与发展方向。

关键词：页岩油气陆相沉积层序储层中国

燕山构造带滦平盆地中生界油气形成条件与勘探发现

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石油学报 2022年第2期43卷 167-179页

作者：姜在兴张元福袁晓冬潘树彪中国地质大学(北京)能源学院北京100083 中国地质大学(北京)科学研究院北京100083 中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室广东广州510640

前人研究认为滦平盆地中生界烃源岩不发育、后期构造破坏严重,不利于油气藏的形成和保存,油气勘探一直没有突破。在野外露头发现大量暗色泥页岩的基础上,针对白垩系西瓜园组和侏罗系土城子组设计并完钻滦探1井、滦探2井和滦探3井,首次... 详细信息

前人研究认为滦平盆地中生界烃源岩不发育、后期构造破坏严重,不利于油气藏的形成和保存,油气勘探一直没有突破。在野外露头发现大量暗色泥页岩的基础上,针对白垩系西瓜园组和侏罗系土城子组设计并完钻滦探1井、滦探2井和滦探3井,首次在西瓜园组发现页岩油气流。综合露头、岩心、测井和试油资料,对滦平盆地中生界烃源岩、储层、保存条件和油气组分等成藏特征进行系统分析。西瓜园组深湖相黑色泥页岩的总有机碳含量最高达3.60%,干酪根类型以Ⅱ型为主,有机质热演化成熟度达1.32%,整体处于成熟阶段。页岩油气储集层岩性主要为黏土质页岩、粉砂质页岩、白云质页岩和混合型页岩,平均孔隙度为1.6%,平均渗透率为0.265 mD,属于低孔超低渗储层。分析认为,对原型盆地认识的欠缺是制约前期页岩油气研究与勘探的主要原因。滦平盆地后期构造抬升以掀斜运动为主,有利于油气保存;火山-陆源-内源相互沉积作用为盆地内寻找页岩油气甜点开辟了新思路。试采阶段,滦探1井原油平均产量为3.23 t/d、天然气产量为3600 m^(3)/d,工业化油气流的发现填补了滦平盆地乃至燕山构造带中生界油气发现的空白。研究认识和勘探突破对于深化燕山构造带石油地质基础认识和进一步开展油气勘探具有重要理论与指导意义。

关键词：页岩油气石油地质条件中生界滦平盆地燕山构造带