全球致密油的十大聚集特征及盆地选择
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全球致密油的十大聚集特征及盆地选择文|马锋等中石油勘探开发研究院20世纪90年代北美的“页岩气革命”引发全球页岩油气勘探开发热潮。
各石油公司在开发页岩气的同时,将页岩气生产技术用于页岩油领域,并且获得了突破。
2010年,美国境内致密油生产井达2362口,单井日产油12t。
预测北美致密油可采资源量达680×108t,2010年生产致密油3000×104t,预测2020年将达到15×108t。
中国致密油勘探目前也在多个盆地取得突破,2011年,在南襄盆地泌阳凹陷AS1井古近系陆相断陷湖盆页岩储集层压裂获得最高日产油4.68m3,日产天然气90m3。
在济阳凹陷泥页岩油藏预测有利勘探面积达2316km2,此外,在鄂尔多斯盆地长6-长7段、准噶尔盆地二叠系和四川盆地侏罗系相继取得了良好勘探效果,展示了致密油勘探的巨大潜力。
笔者在收集国内外有关致密油研究成果的基础上,分析了成熟探区致密油聚集特征,提出了致密油潜力盆地评价优选标准,旨在揭示全球具有致密油勘探潜力盆地的分布特征。
1、致密油定义及内涵目前关于致密油的定义,存在常规定义(狭义)和广义定义、国内定义和国际定义的区别。
(1)致密油常规定义为,产自致密页岩的石油,储集层以页岩和页岩中的砂岩、碳酸盐岩夹层为主,物性较差,储量规模较大。
此定义强调生油岩为页岩,自生自储,源内成藏,与美国目前开发的页岩油(shale oil)同义。
(2)致密油广义定义为,产自低孔低渗储集层的石油,储集层可以是致密砂岩、致密碳酸盐岩和页岩。
此定义强调储集层致密,与国内目前Tight Gas 相对应为Tight Oil,石油属于近源和自生自储。
(3)国内致密油的定义为,以吸附或游离状态赋存于富有机质且渗透率极低的暗色页岩、泥质粉砂岩和砂岩夹层系统中,自生自储、连续分布的石油。
该定义与常规定义相近,但强调储集层是夹持在生油岩中的粉-细砂岩、碳酸盐岩等,物性差,储量规模大,连续分布的特征。
致密油藏开发方式探讨摘要:随着我国经济的稳定增长,对各类资源的需求量越来越高,就油气资源而言,已经不能满足现代化开采需求,所以我们将开采目标逐渐转移到了非常规油气藏上。
致密油藏是非常规油藏的组成部分,致密油藏在我国分布的范围比较广泛,资源较为丰富,可以很好的解决我国目前石油需求。
基于此,本文就对致密油藏及其相关开采技术进行研究。
关键词:致密油;开采技术;技术探讨1、致密油藏特征及定义美国是最早开采页岩气的国家,页岩气的出现打破了传统的能源市场需求,对世界能源发展趋势有着一定程度上的影响,在之后的一段时间里,美国将开采页岩气的工艺技术应用到了低渗透油藏原油开采中,这里的低渗透油藏原油就是致密油。
致密油指的是:一种蕴藏在低渗透油层,以吸附或游离态存在于生油岩中,紧挨着致密砂岩且未经大规模长距离位移的石油聚集。
对致密油所采用的开发技术较为多样化,目前我们主要使用水平井技术和压裂技术,不同的开采技术其应用优势不同,需要根据致密油实际情况合理选择开采技术。
致密油藏的主要特征表现为储集层物理抗性较差,能源分布具有一定层次性,含油量较高,油气分布呈连续性特点。
致密油的油质较轻,在单井开采的情况下,一般是没有产量或者低产量,通过相关的工艺技术可以在一定程度上提高致密油开采量。
致密油的形成是一个循序渐进的过程,当然也要满足一定的需求条件才能形成,比如致密储层的分布比较连续,并且有着成熟状态下的生油层。
2、致密油藏开发机理致密油藏因流体性质和储层物性的差异,与常规高渗透率油藏有着不同的渗流规律和渗流机理,通常表现为低速非线性渗流特征。
致密油藏内狭小的孔喉和复杂的环境使得油水通道细微,有着很大的渗流阻力和液固界面相互作用力,储层渗透率低。
上覆有效应力对低渗透多孔介质物性参数有较大影响,影响到渗流规律,偏离达西定律,出现低速非线性渗流现象。
致密油藏渗流与常规油藏渗流的主要区别在于应力敏感特征和启动压力梯度现象。
岩石润湿性、有效围压和原油黏度都会对启动压力梯度造成影响,在一定渗透率和孔隙结构相似的情况下,启动压力梯度会随着原油黏度的增加而提升。
致密油储集层基本特征作者:马荣誉来源:《智富时代》2018年第12期【摘要】近几年来,围绕致密油的界定以及储集条件一直存在较大争议。
在进行大量文献调研后,给出了致密油的基本定义,在实际调研部分致密油储集层特性后,选取其中部分致密油层典型特征以及运移聚集条件予以说明特征围绕。
【关键词】致密油源岩;储集层孔隙结构一、致密油定义致密油是指以吸附或游离状态赋存于生油岩中,或与生油岩互层、紧邻的致密砂岩、致密碳酸盐岩等储集岩中,未经过大规模长距离运移的石油聚集(图1)。
一般来说,致密油具有4个明显的标志:①大面积分布的致密储层(孔隙度2.1 致密油源岩特征充足的油源条件是致密油聚集的前提。
致密油烃源岩有机质丰度高,演化程度较高,生烃潜力较强,分布面积广。
例如,四川盆地侏罗系致密油有效烃源岩展布面积为10.0×104km2,厚度为40~240m,TOC值为0.8%~3.0%,生烃潜量为6.59~7.24mg/g,RO值介于0.9%~1.4%之间,生烃强度较高[4]。
这些烃源岩在一定条件下能生成大量的油气,与储层产生较大的压力差,为致密油聚集提供良好的物质条件与动力条件。
2.2致密油储层特征储层岩性与物性致密油储层岩性一般为粉细砂岩,其中鄂尔多斯盆地延长组致密油有效储层主要为粉细砂岩,Bakken组致密油有效储层主要为白云质粉砂岩和粉砂岩。
2.3致密油宏观聚集条件国内外学者研究表明,致密油主要聚集条件为大面积分布的优质烃源岩与致密储层在空间上紧密接触。
这种聚集条件可归纳为3个方面:①广覆式分布的优质烃源岩层;②大面积分布的致密储集层;③连续型分布的致密储集层与烃源岩紧密接触的共生层系。
2.4储层孔隙结构目前对于致密砂岩储层微观孔隙结构的研究主要集中在储层微观孔隙结构的表征以及微观孔隙结构与储层宏观性质如渗透率等之间的关系等方面的研究;并探讨了成岩作用对微观孔隙结构的控制,除了压实、胶结等减孔作用和溶蚀等增孔效应外,黏土矿物以及微晶石英对孔隙结构的作用也有较多研究。
致密油藏开发方式探讨致密油藏是指储层孔隙度低、渗透率低、储集空间小的油气藏。
由于储层特性的限制,致密油藏的开发一直是石油工业面临的重大难题。
随着技术的不断进步和研究的深入,针对致密油藏的开发方式也得到了不断地探讨和改进。
本文将探讨致密油藏的开发方式,并针对其中的一些关键技术进行分析和讨论。
一、致密油藏的特点及挑战1. 储层特性致密油藏的储层孔隙度低,渗透率低,储集空间小,使得其开发难度较大。
储层孔隙度低意味着储层的吸附能力强,难以释放储层中的油气;渗透率低意味着储层对流体的渗透能力差,难以形成有效的采收;储集空间小则意味着油气分布不均匀,导致开采困难。
2. 传统开发方式不适用传统的石油开发方式往往以储层中原生孔隙中的游离流体为主要开采对象,而致密油藏中的原生孔隙中的常规油气资源相对较少,大部分油气储存在毛细孔喉裂隙中,这就导致了传统的开采方式不再适用于致密油藏的开发。
二、致密油藏的开发方式1. 压裂技术目前,压裂技术是致密油藏开发的主要方式之一。
通过使用高压液体将储层中的毛细孔隙进行人工压裂,从而形成油气流通通道,提高油气的产能和采收率。
目前,压裂技术已经在致密油藏的开发中得到了广泛应用,但是由于压裂技术需要大量的水资源和化学添加剂,存在着对环境的潜在危害,因此在实际开发中需要合理使用和管理。
2. 气体驱替技术气体驱替技术是指通过注入高压天然气等气体,推动储层中的原油向井口移动,提高采收率的一种方法。
相比于传统的水驱法和聚合物驱替法,气体驱替技术能够有效地改善储层的渗透性,并且对储层有很好的适应性,因此在致密油藏的开发中具有很大的潜力。
3. 气矿扩容技术气矿扩容技术是指通过注入高压二氧化碳等气体,将其与储层中的原油相溶,从而提高原油的粘度,减小原油与孔隙介质之间的相互作用力,显著改善了储层的微观流体动力学性质,提高了产量和采收率。
4. 水平井技术水平井技术是指通过水平钻井技术,将井眼在垂直方向上延伸到油气层水平方向上,从而利用水平井眼提高储层的有效接触面积,提高油气采收的效率。
吐哈盆地侏罗系七克台组致密油储集层特征朱有信;李新宁;蒲振山;赵昊;马强;宋学良【摘要】应用大量烃源岩和储集层测试数据,结合测井与地震研究成果,系统地研究了吐哈盆地侏罗系七克台组致密油有利区的分布和致密油形成的地质条件.结果表明,致密油储集层主要分布在七克台组上段,在台北凹陷大面积分布,厚度一般30~130m.岩性以灰质白云岩、暗色泥岩和泥灰岩为主,普遍发育构造缝、晶间微孔及溶蚀微孔,脆性矿物(石英+碳酸盐矿物+长石)平均含量高于65%.致密储集层下伏一套区域稳定分布的半深湖相泥岩,与上覆储集层大面积叠置接触.通过叠合优质烃源岩和致密储集层,预测了致密油勘探的有利地区,甜点区面积约550 km2,主要集中在胜北11井—胜北10井—连砂2井周围地区.【期刊名称】《新疆石油地质》【年(卷),期】2014(035)002【总页数】4页(P168-171)【关键词】吐哈盆地;台北凹陷;七克台组;致密油;脆性矿物;储集层特征【作者】朱有信;李新宁;蒲振山;赵昊;马强;宋学良【作者单位】中国石油吐哈油田分公司勘探开发研究院,新疆哈密839009;中国石油吐哈油田分公司勘探开发研究院,新疆哈密839009;中国石油吐哈油田分公司勘探开发研究院,新疆哈密839009;中国石油吐哈油田分公司勘探开发研究院,新疆哈密839009;中国石油吐哈油田分公司勘探开发研究院,新疆哈密839009;中国石油吐哈油田分公司勘探开发研究院,新疆哈密839009【正文语种】中文【中图分类】TE112.23致密油目前已在全球能源结构中占据重要地位[1-2],其成藏需满足3方面条件:①大面积分布的致密储集层;②广覆式分布的、成熟的优质生油层(Ⅰ型或Ⅱ干酪根、平均有机碳含量大于1%、镜质体反射率为0.5%~1.3%);③连续分布的致密储集层与生油岩紧密接触的共生层系,甜点控制[3-4]。
致密油评价的核心就是地质评价优选甜点,工程评价选技术。
中国致密油评价标准、主要类型、基本特征及资源前景摘要:致密油是指以吸附或游离状态赋存于生油岩中,或与生油岩互层、紧邻的致密砂岩、致密碳酸盐岩等储集岩中,未经过大规模长距离运移的石油聚集。
在明确了致密油的概念和内涵基础上,提出了10项评价致密油的关键指标。
据孔隙度与渗透率划分出3类致密油储层。
根据致密油层与生油岩层紧密接触的成因关系,确定了3种致密油类型:①湖相碳酸盐岩致密油;②深湖水下三角洲砂岩致密油;③深湖重力流砂岩致密油。
中国致密油分布广泛,目前在鄂尔多斯盆地三叠系延长组长6—长7段、准噶尔盆地二叠系芦草沟组、四川盆地中-下侏罗统、松辽盆地白垩系青山口组—泉头组等获得了一些重要的勘探发现。
分析未来致密油发展前景,运用资源丰度类比法初步预测中国致密油地质资源总量(106.7~111.5)×108t,是中国未来较为现实的石油接替资源。
关键词:致密油;评价标准;致密油类型;致密油储层;资源潜力Assessment criteria,main types,basic features and resource prospects ofthe tight oil in ChinaAbstract:The tight oil refers to an oil that accumulates in source rocks in a free or adsorbed state or in tight sandstones and carbon-ates interbedded with or adjacent to source rocks.Generally,this oil accumulation has not yet experienced a large-scale,long-dis-tance migration.Based on the clarity of the tight oil concept and connotation,we proposed ten key indices to evaluate the tight oil.Tight oil reservoirs can be generally divided into 3 different types based on porosity and permeability,while the tight oil itself can bealso classified into 3 types depending on the genetic relationship of a close contact between tight reservoirs and source rocks,i.e.①tight oil in lacustrine carbonate rocks;②tight oil in deep-lake gravity flow sandstones and③tight oil in deep-lake delta sand-stones.The tight oil is widely distributed in China,currently,a number of important exploration discoveries of the tight oil havebeen achieved in the Triassic Chang-6 and Chang-7 sections of Yanchang Formation in the Ordos Basin,the Permian Lucaogou For-mation in the Junggar Basin,the Middle-Lower Jurassic of the Sichuan Basin and the Cretaceous Qingshankou-Quantou Formation ofthe Songliao Basin.To expect the tight oil prospect in China,we preliminary forecast that the tight oil geological resources in Chinaare about(106.7~111.5)×108t.Combined with the analysis of future prospects of petroleum development,we can come to a con-clusion that the tight oil in China should be a realistic replacement resource of the conventional oil.Key words:assessment criterion;tight oil;type of tight oil;tight oil reservoir;resource prospect 致密油是继页岩气之后全球非常规油气勘探开发的又一新热点[1-2],被石油工业界誉为“黑金”[3]。
【大家】全球三大盆地类型油气富集规律分析2014-03-25石油观察文|康玉柱中国工程院院士全球发育的含油气盆地上千个,大体分为三大类:克拉通盆地、断陷盆地和前陆盆地。
克拉通盆地油气主要分布在盆地内的古隆起、古斜坡、区域性不整合及断裂带内;断陷盆地油气主要分布在深凹带内构造带、陡坡带、缓坡带;前陆盆地油气主要分布在前陆断褶带、斜坡带、逆掩带及坳陷带。
厘清这些盆地油气分布规律,对全球油气勘探具有重要意义。
克拉通盆地:从寒武系-白垩系各层系都发现油气富集全球克拉通盆地主要分布于古生界及部分中生界内,油气层位分布具有多时代层段特征。
目前,从寒武系-白垩系各层系都发现了油气田,但发现最多、储量最大的层系主要是石炭-二叠系、侏罗-白垩系、寒武-奥陶系,特别是阿拉伯地块二叠系油气储量大,天然气占比高达57.4%。
近年来的勘探成果表明,全球克拉通盆地大油气田主要分布于古隆起区、古斜坡区、断裂带及不整合面。
古生代隆起是油气聚集的有利地区。
在加里东期到燕山期的历次构造变动中,我国塔里木盆地沙雅隆起始终处于构造变动的隆起部位,有利于接受两侧生油坳陷不同时期的油气聚集。
在早古生代,东南侧的满加尔坳陷发育有利生油的巨厚寒武系-奥陶系盆地相沉积,北侧的库车坳陷发育有三叠-侏罗系烃源岩,隆起成为油气运移指向区。
因而,塔里木盆地、鄂尔多斯盆地古生界大气田均分布在古隆起-古斜坡区。
古斜坡一般处于古隆起和坳陷区之间的过渡带。
从油气源分析,坳陷内生成的油气,首先向斜坡部位运移,如遇有较好的储层和圈闭条件即可成藏。
目前我国在塔里木盆地麦盖提斜坡和鄂尔多斯盆地伊陕斜坡均发现多个大气田。
位于美国西得克萨斯州的油气田,是一个与二叠系不整合有关的油气圈闭,处于二叠盆地中央隆起区内,大多数油气藏位于该隆起斜坡上,产层为奥陶系-泥盆系碳酸盐岩。
我国各地块区域性不整合面,是以加里东中期构造运动形成的奥陶系顶部不整合面。
地质学家在不整合面上、下发现一系列油气田的事实,证明了不整合控油的重要性。
全球致密油的十大聚集特征及盆地选择文|马锋等中石油勘探开发研究院20世纪90年代北美的“页岩气革命”引发全球页岩油气勘探开发热潮。
各石油公司在开发页岩气的同时,将页岩气生产技术用于页岩油领域,并且获得了突破。
2010年,美国境内致密油生产井达2362口,单井日产油12t。
预测北美致密油可采资源量达680×108t,2010年生产致密油3000×104t,预测2020年将达到15×108t。
中国致密油勘探目前也在多个盆地取得突破,2011年,在南襄盆地泌阳凹陷AS1井古近系陆相断陷湖盆页岩储集层压裂获得最高日产油4.68m3,日产天然气90m3。
在济阳凹陷泥页岩油藏预测有利勘探面积达2316km2,此外,在鄂尔多斯盆地长6-长7段、准噶尔盆地二叠系和四川盆地侏罗系相继取得了良好勘探效果,展示了致密油勘探的巨大潜力。
笔者在收集国内外有关致密油研究成果的基础上,分析了成熟探区致密油聚集特征,提出了致密油潜力盆地评价优选标准,旨在揭示全球具有致密油勘探潜力盆地的分布特征。
1、致密油定义及内涵目前关于致密油的定义,存在常规定义(狭义)和广义定义、国内定义和国际定义的区别。
(1)致密油常规定义为,产自致密页岩的石油,储集层以页岩和页岩中的砂岩、碳酸盐岩夹层为主,物性较差,储量规模较大。
此定义强调生油岩为页岩,自生自储,源内成藏,与美国目前开发的页岩油(shale oil)同义。
(2)致密油广义定义为,产自低孔低渗储集层的石油,储集层可以是致密砂岩、致密碳酸盐岩和页岩。
此定义强调储集层致密,与国内目前Tight Gas 相对应为Tight Oil,石油属于近源和自生自储。
(3)国内致密油的定义为,以吸附或游离状态赋存于富有机质且渗透率极低的暗色页岩、泥质粉砂岩和砂岩夹层系统中,自生自储、连续分布的石油。
该定义与常规定义相近,但强调储集层是夹持在生油岩中的粉-细砂岩、碳酸盐岩等,物性差,储量规模大,连续分布的特征。
(4)国外关于致密油的定义则差异较大,IEA、EIA等机构报告中阐述致密油为赋存在泥(页)岩中,自生自储页岩裂缝油藏;挪威国家石油公司(Statoil)将其定义为产自低孔低渗储集层的石油,储集层可以是页岩或者其他致密岩性;Hart Energy报告中将其定义为产自低孔低渗储集层(页岩)的轻质油,利用水平井和压裂技术进行开采的资源;AAPG、Daniel M. Jar⁃vie等期刊和专家将其定义为产自致密泥岩和页岩的石油,这种泥岩或页岩中发育砂岩、碳酸盐岩等常规储集层。
本文根据近两年国内针对致密油的研究成果与认识,定义致密油为聚集于生油岩体系内部及其顶底部,储集层主要为致密碎屑岩和碳酸盐岩,渗透率小于1mD,孔隙度小于12%,只有经过大型压裂改造等措施,才可以获得经济产量的连续聚集石油。
该定义综合了常规定义中强调生油岩为页岩、石油源内聚集特征,同时根据国内外目前致密油勘探开发储集层特征,厘定致密储集层物性特征和经济开发的特点。
2、致密油10大聚集特征目前,北美石油地质专家总结出北美页岩区块致密油成功勘探开发的关键参数为:烃源岩有机质丰度、烃源岩成熟度、页岩层厚度、页岩层矿物成分含量、页岩层脆性、储集层孔隙压力、储集层孔隙度、区块地质资源量和产量。
与页岩气相比,致密油聚集对储集层品质要求更高。
常规油气储集层孔径主要集中在毫米和微米级别,而页岩气和致密油等非常规资源储集层孔径集中在微米和纳米级别。
页岩气储集层孔径为5~200nm,致密砂岩气储集层孔径为40~700nm,致密油储集层孔径为30~400nm,致密油灰岩储集层孔径为40~500nm,致密油砂岩储集层孔径为50~900nm。
(1)特定的页岩类型原油分子直径为0.5~23nm,这就要求页岩必须有一定的渗透率和孔隙度,才能满足石油运移并聚集到夹层。
北美致密油勘探实践表明,致密油主要聚集于致密页岩、混合型页岩和裂缝型页岩3种类型中,以裂缝型页岩为主,混合型页岩次之。
致密页岩以巴奈特页岩、Tuscaloosa页岩为代表,具有极低孔隙度和渗透率,孔隙度小于4%,基质渗透率最低达10-14mD,产气页岩低于10-6mD。
混合型页岩指页岩层内发育厚度大于1m非页岩,油气发生初次或二次运移,渗透率为0.1~1mD,孔隙度为5%~12%,以中巴肯组、Niobrara组、Eagle Ford 组和英国上侏罗统基末利阶页岩为代表。
裂缝型页岩具有中等渗透率和低孔隙度,渗透率50×10-6~1000×10-6mD,孔隙度2%~9%,以Monterey组、Pierre 组和上巴肯组裂缝型页岩为代表。
(2)生油岩有机质丰度达到一定指标有机质向烃演化过程就是有机质不断去氧、加氢和富碳的过程。
有机碳含量在碳酸盐岩中为0.1%~0.5%,在页岩中为0.5%~4%,一般烃源岩有机碳含量下限为0.5%,好的烃源岩有机碳含量一般大于2%,北美致密油页岩的有机碳含量一般大于3%。
(3)有机质热成熟度在生油窗范围之内烃源岩演化研究表明,一般镜质体反射率小于0.5%,有机质处于未成熟阶段;镜质体反射率为0.5%~1.3%时有机质处于成熟阶段,主要生油;镜质体反射率1.3%~2.0%时,处于湿气和凝析气带;镜质体反射率大于2.0%,有机质处于过成熟阶段,主要生干气。
不同类型的干酪根生油峰的镜质组反射率范围存在差异,Ⅰ型干酪根生油峰镜质体反射率为0.6%~1.3%,Ⅱ型和Ⅲ型干酪根生油峰镜质体反射率为0.5%~1.3%。
致密油和常规石油一样,要求其烃源岩有机质演化处于成熟阶段,即镜质体反射率为0.5%~1.3%。
(4)有机质类型以Ⅰ型和Ⅱ型干酪根为主不同类型的有机质具有不同的生烃潜力,Ⅰ型干酪根来自藻类堆积物,以湖相沉积为主,原始氢含量高,氧含量低,生油潜能大;Ⅱ型干酪根多来源于海相浮游生物和微生物的混合有机质,原始氢含量较高,但稍低于Ⅰ型干酪根,生油潜能中等;Ⅲ型干酪根多来源于陆地高等植物,原始氢含量低,氧含量高,不利于生油,埋藏到足够深度,可成为有利生气来源。
威利斯顿巴肯组页岩层对应深度为1828~3048m,有机质类型以Ⅰ型和Ⅱ型干酪根为主,其生油岩热解干酪根产量S2和总有机碳含量值较大。
(5)富有机质页岩分布须达到一定规模通常,油气有效聚集量只占总生烃量的1%~20%,生烃总量的70%滞留于原地层中,正是这部分滞留烃构成了非常规油气资源,要满足地层中足够的滞留烃量,必须要求生烃量巨大,要求有规模化分布的富有机质页岩。
含油气盆地中富有机质页岩分布面积和厚度,是衡量其规模的重要指标。
北美及其他大区主要致密油和页岩气盆地的富有机质页岩分布面积为1.7×104~24×104km2,厚度为6~300m,主体厚度大于10m(表)。
(6)具有较好的保存条件,页岩间存在孔渗较好的夹层在构造稳定区带,页岩间夹致密砂岩和碳酸盐岩层,形成上下页岩层的隔挡,有利于页岩中生成的油气就近聚集。
北美巴肯组、鹰滩组及巴奈特组致密油勘探实践表明,其页岩中都存在白云质砂岩、泥质灰岩或灰岩夹层,孔隙度为2%~18%,渗透率为0.05~0.3mD,为致密油的聚集提供了优越条件(图)。
(7)存在超高压条件超高压可以驱动纳米级孔隙中滞流的油气聚集。
泥页岩快速沉积形成的欠压实作用以及流体增压作用都可以导致孔隙度异常和流体压力的异常增高。
流体增压作用主要来自蒙脱石脱水作用和有机质生烃作用:蒙脱石等膨润性黏土矿物,含大量孔隙水和结构水,在压实和热力作用下,将排出孔隙水和部分结构水,在排液不畅时,会形成高压;富有机质页岩中干酪根在热演化过程中生成的产物会产生增压作用,生成流体体积超过干酪根体积的25%,从而形成局部的高压。
巴肯组孔隙流体压力梯度为0.017MPa/m,高于其层位正常流体静压力梯度(0.012MPa/m),其异常超压分布区与生烃中心分布一致,推测其异常高压与深部有机质生烃作用有关。
钻井资料揭示,蒙特利组页岩层孔隙流体压力也随有机质成熟度增大而增大,分布在高温过成熟区的页岩孔隙流体压力普遍大于成熟区的孔隙流体压力,表明其异常高压的形成与有机质生烃作用密切相关。
(8)页岩具有高杨氏模量和低泊松比页岩如果具有高杨氏模量和低泊松比,就更易诱发形成裂缝,也就更有利于致密油的开发。
页岩的杨氏模量和泊松比一般取决于硅质矿物和白云石含量,实际应用中可以通过声波测井获得。
(9)脆性矿物含量高硅质矿物或钙质矿物含量高,如果存在诱发机制,更易形成裂缝网络,有利于石油的产出。
北美勘探实践表明,页岩中脆性矿物(石英、方解石和长石)含量大于30%,黏土矿物含量小于40%的条件下,页岩通常具有较大脆性,易于压裂。
(10)原油油质较轻,流动性好,利于开采根据北美致密油开发实践总结认为,致密油的密度要小于0.87g/cm3(20℃),黏度小于10MPa·s,才能实现经济有效开采。
北美原油密度平均值为0.81g/cm3,黏度平均值为0.36MPa·s,只有小于这两个个数值,才能是真正意义上的轻质,流动性好的原油,因此,致密油的密度和黏度决定其产量、开发方式和管线运输方式。
3、致密油与页岩气成藏参数差异性对比通过对上述10个相关参数的分析表明,致密油对烃源岩品质和储集层物性要求比页岩气更高一些,其页岩类型一般为混合型和裂缝型,有机质成熟度要在生油窗内,有机质类型以Ⅰ型和Ⅱ型为主,页岩间最好存在夹层,孔渗性能要好,存在异常高压带,原油为轻质油,流动性好(表)。
4、全球致密油潜力盆地选择与分布4.1 北美致密油地质条件北美发育5套富集页岩气和致密油的主要页岩层系,这5套主力页岩地层分别为:志留系页岩(Ⅱ型和Ⅲ型干酪根,产气为主);泥盆系页岩(Ⅰ型和Ⅱ型干酪根,产油和气);石炭系页岩(Ⅱ型和Ⅲ型干酪根,产油和气);侏罗系—白垩系页岩(Ⅱ型和Ⅲ型干酪根,产油和气);新生界页岩(Ⅱ型和Ⅲ型干酪根,产气)。
致密油主要分布在中生界和古生界页岩层系,以威利斯顿盆地的巴肯组、二叠盆地的二叠系、丹佛盆地的Niobrara组和鹰滩组为主(图)。
致密油地质条件分析和勘探开发研究的基础上,其研究基础为研究区的石油地质条件,因此应用这些标准进行致密油潜力盆地的优选,首先要开展研究区石油地质研究工作。
笔者在分析了北美致密油地质条件基础上,对比全球其他含油气盆地致密油地质条件,以有机碳含量大于2%,镜质体反射率为0.5%~1.3%,致密油密度小于0.87g/cm3,黏度小于10mPa·s,作为致密油盆地页岩潜力评价基础标准,在数据丰富的地区,进行上述10个标准的分析。
对南美、非洲、欧洲、亚洲、俄罗斯及远东、中东、中亚和澳大利亚9个大区的含油气盆地页岩地层进行上述标准的分析,优选出全球98个盆地具有致密油勘探潜力,集中分布在中生界、古生界(图)。