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氦气地质理论认识、资源勘查评价与全产业链一体化评价关键技术

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地学前缘 2024年第1期31卷 351-367页

作者：陶士振吴义平陶小晚王晓波王青陈胜高建荣吴晓智刘申奥艺宋连腾陈荣李谦杨怡青陈悦陈秀艳陈燕燕齐雯中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油勘探开发研究院西北分院甘肃兰州730020

鉴于我国氦气产业链理论技术需求,针对国内外尚无系统的氦气地质理论认识,缺乏针对性的氦气资源评价方法、参数取值标准,缺乏氦气含量综合准确检测、有利富集区优选方法,无成本指标优化体系及全产业链一体化评价方法等卡点和难点,本文... 详细信息

鉴于我国氦气产业链理论技术需求,针对国内外尚无系统的氦气地质理论认识,缺乏针对性的氦气资源评价方法、参数取值标准,缺乏氦气含量综合准确检测、有利富集区优选方法,无成本指标优化体系及全产业链一体化评价方法等卡点和难点,本文运用地质、地球化学、重磁电震、投资经济等多学科方法及实验技术,集中力量攻克氦气成藏机理、资源评价及资产评价的关键技术瓶颈。研发形成1项地质理论认识和3项关键技术:基于典型富氦气藏解剖、地下流体中“氦-气-水”相平衡及相-势耦合分析,研究提出氦气“水溶相、气容相、游离相”3种主要赋存状态、“集流、渗流、扩散”3种运移机理、“近氦源、邻断裂、低压区、高部位”4项分布富集控制因素,初步建立了基于“优质氦源、高效输导、适宜载体”的氦气“生-运-聚”地质理论认识。针对国内氦气含量检测技术参差不齐、部分准确度差、与国外数据差别大、无针对性的氦气资源评价方法等系列难题,以氦气源及氦气含量为核心,研发氦气含量综合准确检测技术,构建4类10种氦气资源评价方法,解决了氦气资源分级分类评价的技术瓶颈。针对基底氦源分布、岩性识别、通源断裂刻画及含氦储层评价难题,创建了归一化重磁下延方案,研发了基于深度学习的多尺度断裂智能识别技术和不同氦气含量下的气藏声学性质模拟方法,为氦源岩分布预测、通源断裂刻画、含氦储层测井解释评价及预测奠定了基础。通过建立多元控氦的富氦区带与目标优选技术,解决了富氦区带与目标优选难题。针对国内贫氦实际情况,以提氦装置投资和操作成本最小化为目标,采用响应面法建立优化目标与各主要工艺参数的非线性回归模型,建立了氦气全产业链一体化评价技术,初步解决了天然气低成本提氦工艺流程优化的技术需求。研究成果为我国长期、安全、规模利用氦气资源资产提供了有效支撑。

关键词：氦气氦源岩氦气成藏机理资源评价区带目标优选响应面法深度学习回归模型

南羌塘盆地BK4井曲色组油页岩生物标志物异常组合现象及意义

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天然气地球科学 2024年第2期35卷 327-343页

作者：魏学斌张小军张世铭盛军伍坤宇马新民郭笑魏巍王朴苟迎春中国石油青海油田公司勘探开发研究院甘肃敦煌736202 中国石油勘探开发研究院西北分院甘肃兰州730020 中国石油天然气集团公司油藏描述重点实验室甘肃兰州730020

生物标志物的组合特征,是烃源岩沉积环境、有机质来源和有机质成熟度的综合反映。对南羌塘盆地BK4井曲色组油页岩的研究表明,显微组分组成中,存在较丰富的高等植物生源输入物,如镜质组、惰性组和壳质组,同时也存在较高丰富的无定形有机... 详细信息

生物标志物的组合特征,是烃源岩沉积环境、有机质来源和有机质成熟度的综合反映。对南羌塘盆地BK4井曲色组油页岩的研究表明,显微组分组成中,存在较丰富的高等植物生源输入物,如镜质组、惰性组和壳质组,同时也存在较高丰富的无定形有机质,主要为腐殖无定形体。生物标志物组合特征的剖析表明,在化合物的来源特征上,具有高等植物来源意义的化合物的丰度较低,但与细菌生源有关的生物标志物丰度较高。在与沉积环境有关的生物标志物的组成与分布上,部分化合物表现为“海相或盐湖相”烃源岩的分布特点,如低的Pr/Ph值、高丰度的芳构化甲藻甾烷和硫芴系列化合物等。但在具有这些特征的烃源岩中,却含有异常高丰度的重排甾烷、高丰度的C29Ts和极低丰度的伽马蜡烷,也表现出一定的异常性;油页岩中高丰度细菌生源化合物的出现,说明生物化学作用阶段,细菌微生物的作用对生物标志物组合面貌具有重要影响。陆生和水生有机质来源和堆积过程的差异及生物化学作用过程的差异,可能是造成生物标志物异常组合现象的主要原因。

关键词：生物标志物异常组合沉积环境油页岩曲色组南羌塘盆地

鄂尔多斯盆地陇东地区太原组铝土岩跨频段岩石物理实验及认识

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天然气工业 2024年第7期44卷 77-88页

作者：李斐闫国亮杜广宏高建虎张盟勃赵万金佘钰蔚何润瞿长低渗透油气田勘探开发国家工程实验室中国石油长庆油田公司勘探开发研究院中国石油勘探开发研究院西北分院

鄂尔多斯盆地西南部陇东地区二叠系太原组铝土岩天然气勘探已实现突破,多口探井获得高产工业气流,铝土岩天然气勘探成为该区热点领域。但针对该区铝土岩频散特征的基础研究尚未开展,为了进一步探索铝土岩的地震波频散特征及其油气勘探意... 详细信息

鄂尔多斯盆地西南部陇东地区二叠系太原组铝土岩天然气勘探已实现突破,多口探井获得高产工业气流,铝土岩天然气勘探成为该区热点领域。但针对该区铝土岩频散特征的基础研究尚未开展,为了进一步探索铝土岩的地震波频散特征及其油气勘探意义,通过跨频段实验分析了太原组铝土岩的岩石物理特性,明确了铝土岩的频散特征,并运用改进的Gurevich喷射流模型解释了实验结果。研究结果表明:①铝土岩主要矿物成分为—水硬铝石和黏土矿物,储集空间类型主要包括粒内溶蚀孔洞、晶间溶孔和微裂缝,储层类型为裂缝—孔隙型储层,孔隙度为0.2%~28.7%,平均值为10.7%,渗透率为0.004~38.550 mD,平均值为4.040 mD,储层物性条件好;②孔隙度大小是决定含铝岩石频散特征的主要因素之一,饱和水铝土岩和铝土质泥岩均存在频散现象,孔隙度较高的铝土岩样品频散特征明显强于孔隙度较低的样品,1~10 Hz范围内频散特征较强;③孔隙度是影响岩石压力敏感性的主要因素之一,高孔隙度铝土岩样品随着压力增加,超声波测试的纵波速度与低频应力—应变计算的速度相近,纵波速度变化范围超过700 m/s,远大于低孔隙度样品;④含水饱和度与超声波速度之间呈现震荡变化关系,存在多个局部极值点。结论认为:①高孔隙度铝土岩样品速度测试结果与频散理论模型计算结果一致,而低孔隙度样品频散主要出现在10 Hz以上,超声频段实验结果与频散理论模型计算结果不符;②通过跨频段实验探索了铝土岩的频散岩石物理特征,为采用频散理论预测铝土岩储层分布及含气性奠定了理论基础。

关键词：鄂尔多斯盆地太原组铝土岩岩石物理跨频段频散

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断陷湖盆陡坡带扇三角洲—滑塌扇复合扇体的沉积演化及油气地质意义——以中非地区Melut盆地A凹陷白垩系为例

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沉积学报 2024年第3期42卷 1058-1072页

作者：陈彬滔马轮洪亮史忠生庞文珠薛罗王磊代寒松赵艳军中国石油勘探开发研究院西北分院兰州730020 中国石油天然气集团公司油藏描述重点实验室兰州730020 中国石油国际勘探开发公司北京100034

【目的】扇三角洲—深水滑塌扇组成的复合扇体作为断陷盆地陡坡带重要的粗粒沉积体系和油气储层,其展布范围、演化期次、成藏模式等一直是湖盆沉积和成藏研究的热点。【方法】以中非地区Melut盆地A凹陷高精度三维地震和钻测井资料为基础... 详细信息

【目的】扇三角洲—深水滑塌扇组成的复合扇体作为断陷盆地陡坡带重要的粗粒沉积体系和油气储层,其展布范围、演化期次、成藏模式等一直是湖盆沉积和成藏研究的热点。【方法】以中非地区Melut盆地A凹陷高精度三维地震和钻测井资料为基础,采用岩心观察、层序划分、地震反射特征与地震属性分析等方法,对扇三角洲—滑塌扇复合扇体的沉积特征与演化规律进行了研究。【结果与结论】发现研究区复合扇体的沉积相类型包括扇三角洲和重力流成因的滑塌扇,滑塌扇具有两类形貌特征,第一类为受坡折控制的线状供源滑塌扇,第二类为受较陡地形坡度控制的单点供源多级滑塌扇。白垩系研究层段刻画出五期扇体,单期复合扇体内部具有退积特征,多期复合扇体具有“先进积、后退积”的垂向演化特征,其中下白垩统Renk组沉积末期复合扇体规模最大,达到148 km^(2)。复合扇体演化主要受幕式构造活动、古地貌和物源供给,以及相对湖平面变化的影响,构造活动强烈、物源供给充足、短轴构造隆升幅度大的时期,复合扇体规模更大,相对湖平面下降初期和上升初期滑塌扇最为发育。提出A凹陷早白垩世和晚白垩世发生沉积格局转换的新认识,明确了断陷期陡坡带扇三角洲-滑塌扇复合扇体的勘探潜力,指导了勘探部署。

关键词： Melut盆地白垩系复合扇体沉积扇三角洲滑塌扇沉积演化成藏模式

射线域弹性阻抗反演在阿姆河右岸碳酸盐岩气藏储层预测中的应用

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岩性油气藏 2024年第6期 56-65页

作者：张天择王红军张良杰张文起谢明贤雷明郭强张雪锐中国石油勘探开发研究院中国石油勘探开发研究院西北分院中国石油玉门油田公司勘探开发研究院

阿姆河右岸阿盖雷气田中上侏罗统卡洛夫—牛津阶碳酸盐岩储层勘探难度大、地震反射能量弱、地震资料信噪比低。以储层特征及岩石物理分析为基础，通过叠前道集优化处理、井-震联合低频阻抗建模以及叠前射线域弹性阻抗反演方法，对该地... 详细信息

阿姆河右岸阿盖雷气田中上侏罗统卡洛夫—牛津阶碳酸盐岩储层勘探难度大、地震反射能量弱、地震资料信噪比低。以储层特征及岩石物理分析为基础，通过叠前道集优化处理、井-震联合低频阻抗建模以及叠前射线域弹性阻抗反演方法，对该地区含气储层进行了预测。研究结果表明：(1)阿盖雷气田中上侏罗统卡洛夫—牛津阶储层主要为台地前缘缓坡相碳酸盐岩，岩性主要为砂屑灰岩和生屑灰岩，储集空间以孔隙-裂缝型为主，具有低孔、低渗和非均质性强的特征；有效含气储层主要表现为低纵波阻抗、低剪切模量、低体积模量特征，剪切模量对含气储层的敏感程度最高。(2)通过预测剔除去噪，奇异值分解去噪和谱平衡能量补偿手段对叠前道集进行处理可以有效去除异常振幅等高频及随机噪音，提升有效信号强度并增强远偏移距AVO特征；井-震联合建模方法通过引入低频层速度解决因地震数据低频信息缺失而造成的反演多解性问题，提高了反演精度的同时有效表征了储层横向变化；叠前射线域弹性阻抗反演方法在研究区应用效果好，纵、横波阻抗反演体在纵、横向上均表现出较高的分辨能力，预测的含气储层厚度与测井解释的成果吻合度达85%以上，反演体显示气层的横向连续性较差，符合缓坡滩沉积特征。(3)研究区碳酸盐岩储层具有良好的勘探开发潜力，东部和西南部的未钻区域有多处明显的含气显示；上部Gap—XVhp段含气显示更好。

关键词：射线域弹性阻抗反演碳酸盐岩储层叠前道集优化井-震联合岩石物理分析 Gap—XVhp 卡洛夫—牛津阶侏罗系阿盖雷气田阿姆河右岸

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煤层微观孔隙特征及沉积环境对孔隙结构的控制作用-以鄂尔多斯盆地8号煤层为例

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煤炭科学技术 2024年第6期52卷 142-154页

作者：赵伟波刘洪林王怀厂刘德勋李晓波中国石油长庆油田勘探开发研究院陕西西安710021 中国石油非常规油气重点实验室北京100083 国家能源页岩气研发(实验)中心河北廊坊065007 中国石油勘探开发研究院北京100083

寻找深部煤层气资源分布,亟待查明深部煤储层沉积环境和孔隙分布特征。为此,在开展鄂尔多斯盆地煤岩显微组分、核磁共振孔隙和电镜分析的基础上,查明了煤岩显微组分和孔隙分布特征,评价了鄂尔多斯盆地8号煤的煤沉积环境和孔隙结构特征... 详细信息

寻找深部煤层气资源分布,亟待查明深部煤储层沉积环境和孔隙分布特征。为此,在开展鄂尔多斯盆地煤岩显微组分、核磁共振孔隙和电镜分析的基础上,查明了煤岩显微组分和孔隙分布特征,评价了鄂尔多斯盆地8号煤的煤沉积环境和孔隙结构特征之间的关系。结果表明:①研究区8煤层煤岩有机显微组分以镜质组为主,成煤早期植物类型应主要为木本植物,后期随着覆水程度增大而逐渐转变为木本+草本混生植物为主;②本溪期8号煤由早期为湿地森林沼泽逐步演化为后期开阔水域沼泽,沼泽水体相对滞留,沼泽环境稳定,利于有机质富集和煤层结构稳定;③研究区8煤大孔占比与结构保存指数(TPI)两者呈正相关,而与凝胶化指数(GI)呈负相关;④基质镜质体发育密集气孔群或稀疏带状气孔群,团块镜质体中发育少量气孔,结构镜质体中发育原始组织孔,多为矿物充填,均质镜质体气孔不发育。研究认为榆林地区煤层孔隙分布受到煤沉积环境和显微组分控制,开阔水域沼泽相的煤层孔隙结构呈现三峰,其中微孔和大孔发育最好,湿地森林沼泽相煤层孔隙结构呈现双峰,微孔发育好,大孔发育较差。

关键词：深部煤层气煤相孔隙结构煤岩显微组分鄂尔多斯盆地

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中国氦气资源成藏规律与开发前景

天然气地球科学 2024年第5期35卷 851-868页

作者：李剑王晓波徐朱松崔会英王晓梅张斌国建英陶士振陈践发谢增业田继先王义凤中国石油集团科学技术研究院有限公司北京100083 中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院北京100083 中国石油天然气集团有限公司天然气成藏与开发重点实验室河北廊坊065007 中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249

氦气是一种关系国民经济和高新技术产业发展的全球性稀缺资源,中国工业用氦主要依赖进口,因此急需明确氦气成藏富集规律、寻找富氦气田,落实中国氦气资源家底和开发潜力。系统梳理了全球氦气资源分布及开发现状,开展国内氦气资源普查与... 详细信息

氦气是一种关系国民经济和高新技术产业发展的全球性稀缺资源,中国工业用氦主要依赖进口,因此急需明确氦气成藏富集规律、寻找富氦气田,落实中国氦气资源家底和开发潜力。系统梳理了全球氦气资源分布及开发现状,开展国内氦气资源普查与分布研究,剖析了国内典型富氦气田气藏特征及成藏条件,明确了中国主要富氦气田氦气成因来源和富集成藏主控因素,认为中国天然气中氦气主要以壳源为主,指出相对浅埋的富铀钍古老花岗岩基底或侵入体、早期形成的大型稳定古隆起或古潜山、良好的上覆巨厚膏盐岩或泥岩盖层、沟通基底和储层的运移通道是氦气成藏富集的主控因素,建立了富氦常规气、富氦页岩气、富氦非烃气和富氦水溶气4种不同类型富氦气藏的成藏模式并预测富氦有利勘探区。在此基础上分析了中国氦气资源开发前景,提出了寻找富氦气田,加强中、低丰度氦气资源综合开发利用是未来提高中国国内氦气产量的重要方式。

关键词：氦气富氦气藏富集主控因素资源潜力氦气开发前景

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煤岩气:概念、内涵与分类标准

石油勘探与开发 2024年第4期51卷 783-795页

作者：李国欣张水昌何海清何新兴赵喆牛小兵熊先钺赵群郭绪杰侯雨庭张雷梁坤段晓文赵振宇中国石油天然气股份有限公司北京100007 中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油油气和新能源分公司北京100007 中国石油长庆油田公司西安710018 中石油煤层气有限责任公司北京100028 中联煤层气国家工程中心北京100028 中国石油天然气集团有限公司非常规油气重点实验室河北廊坊065007

近年来,准噶尔、鄂尔多斯等盆地深层煤岩储层中的天然气勘探开发取得重大突破。针对目前工业界和学术界对这种新类型非常规天然气表述不一致的现状,在前人研究的基础上定义了“煤岩气”概念,并系统对比剖析其赋存状态、运储形式、差异... 详细信息

近年来,准噶尔、鄂尔多斯等盆地深层煤岩储层中的天然气勘探开发取得重大突破。针对目前工业界和学术界对这种新类型非常规天然气表述不一致的现状,在前人研究的基础上定义了“煤岩气”概念,并系统对比剖析其赋存状态、运储形式、差异聚集和开发规律。在地质上,煤岩气不同于传统意义上的煤层气,具有游离气与吸附气并存、富含游离气,自生自储-微距运移并可有他源的聚集,煤岩割理裂缝发育、游离气差异富集等特点,埋深超过2000m的深层煤岩气具有“高压力、高温度、高含气、高饱和、高游离”的“5高”地质特征;在开发上,与页岩气、致密气特征相似,人工改善储层连通性后,无需排水降压,高势能游离气弹性驱动产出、压降后吸附气解吸接替,可依靠地层自然能量开采,游离气与吸附气连续接力长周期产气。按照埋深、煤阶、压力系数、储量规模、储量丰度和气井产量等,提出了煤岩气的分类标准和资源/储量估算方法。初步估算埋深超过2 000 m的中国煤岩气地质资源量超过30×1012m3,是国家重要的战略资源。提出鄂尔多斯、四川、准噶尔和渤海湾等盆地是煤岩气的规模富集有利区,梳理了技术与管理挑战并指出攻关方向,为中国煤岩气管理与勘探开发奠定理论、评价和生产实践基础。

关键词：煤岩气煤层气吸附气游离气分类标准储量估算方法

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智能物探技术的过去、现在与未来

岩性油气藏 2024年第2期36卷 170-188页

作者：杨午阳魏新建李海山中国石油勘探开发研究院西北分院兰州730020

通过梳理国内外人工智能技术在地球物理勘探(物探)领域中的发展历程、主要研究进展以及发展方向,总结了智能物探的优势和面临的难题,并提出了解决方案。研究结果表明:(1)物探技术在人工智能发展的第2次浪潮中开始与人工智能技术相结合,... 详细信息

通过梳理国内外人工智能技术在地球物理勘探(物探)领域中的发展历程、主要研究进展以及发展方向,总结了智能物探的优势和面临的难题,并提出了解决方案。研究结果表明:(1)物探技术在人工智能发展的第2次浪潮中开始与人工智能技术相结合,得益于物探领域数据量的指数级增长、硬件算力的高速发展以及不断出现的新深度学习框架,智能物探技术从早期的机器学习发展为目前的深度学习,在地震资料处理、解释等方面的应用中取得了大量研究成果。(2)目前智能物探技术被广泛应用于标签集的构建、去噪、断裂检测、层位与层序解释、地震相分类和异常体检测、岩性识别与油气藏开发、地震反演成像等方面,大幅提高了工作效率,降低了工作成本,克服了人工交互操作和人工经验的主观性和不可靠性,助力打破传统物探技术瓶颈。(3)智能物探技术的发展面临着缺少公开的标签数据集、缺少解决地球物理领域问题的智能化框架及尚未形成适用于地球物理领域共享的智能化开发平台等难题,可以从解决数据基础、构建智能平台、开展网络架构基础性研究及与应用场景结合等方面着手解决;此外,智能物探技术的发展方向还包含智能地震成像方法研究,储层成像方法研究,油气大数据挖掘、智能风险评估与智能决策以及超算软件装备研发等方面。

关键词：智能物探大数据人工智能机器学习深度学习标签数据集深度学习框架智能处理与解释地震资料

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