中国陆相页岩油分类及其意义.pdf
《中国陆相页岩油分类及其意义.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《中国陆相页岩油分类及其意义.pdf(19页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 44 卷 第 4 期2023 年 8 月OIL&GAS GEOLOGY中国陆相页岩油分类及其意义金之钧1,2,3,张谦1,2,朱如凯4,董琳2,付金华5,刘惠民6,云露7,刘国勇8,黎茂稳3,赵贤正9,王小军10,胡素云4,唐勇8,白振瑞3,孙冬胜3,李晓光11(1.北京大学 能源研究院,北京 100871;2.北京大学 地球与空间科学学院,北京 100871;3.中国石化 石油勘探开发研究院,北京 102206;4.中国石油 勘探开发研究院,北京 100083;5.中国石油 长庆油田公司,陕西 西安 710018;6.中国石化 胜利油田公司,山东 东营 257001;7.中国石化 华东油
2、气分公司,江苏 南京 210019;8.中国石油 新疆油田公司,新疆 克拉玛依 834099;9.中国石油 大港油田公司,天津 300280;10.中国石油 大庆油田有限责任公司,黑龙江 大庆 163458;11.中国石油 辽河油田分公司,辽宁 盘锦 124099)摘要:中国陆相页岩油资源潜力巨大,是中国常规油气的重要战略接替资源。然而,陆相页岩油研究基础薄弱、成因和富集机理不清、“甜点”评价难度较大且标准不一,严重制约着这些资源的开发利用。基于前人研究成果,立足于勘探开发实际,建立了一套简化的陆相页岩油分类评价标准。依据页岩油储集岩石类型和赋存空间,将其分为夹层型、裂缝型和纯页岩型,重点讨论
3、了纯页岩型页岩油。依据纯页岩型页岩油的沉积构造,将其划分为纹层状、层状和块状页岩油。划分方案中未将岩石颗粒粒径作为划分页岩油类型的参数,但保留了传统矿物三端元大类及混合类,去除了进一步细分的亚类。同时,用岩石热解滞留烃含量(S1)代替了有机质丰度和成熟度指标,将页岩油划分为低含油、中等含油和高含油3类。另外,将地层压力系数小于0.8划分为异常低压、0.8 1.2划分为正常压力、大于1.2划分为异常高压,原油黏度不参与页岩油类型划分。依据研究划分方案给出了陆相页岩油一类、二类和三类甜点的定义,并分析讨论了中国典型陆相盆地代表性页岩油地层。期望利用该页岩油分类方案,进一步明确陆相页岩油甜点评价标准
4、、认识甜点岩石类型、预测甜点分布特征以及更加准确计算页岩油资源量,从而简化实际勘探开发工作流程进而起到更好指导生产的作用。关键词:压力系数;矿物成分;沉积构造;滞留烃S1;地质甜点;资源评价;陆相页岩油中图分类号:TE122.1 文献标识码:Classification of lacustrine shale oil reservoirs in China and its significanceJIN Zhijun1,2,3,ZHANG Qian1,2,ZHU Rukai4,DONG Lin2,FU Jinhua5,LIU Huimin6,YUN Lu7,LIU Guoyong8,LI Ma
5、owen3,ZHAO Xianzheng9,WANG Xiaojun10,HU Suyun4,TANG Yong8,BAI Zhenrui3,SUN Dongsheng3,LI Xiaoguang11(1.Institute of Energy,Peking University,Beijing 100871,China;2.School of Earth and Space Science,Peking University,Beijing 100871,China;3.SINOPEC Petroleum Exploration and Production Research Institu
6、te,Beijing 102206,China;4.PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration&Development,Beijing 100083,China;5.PetroChina Changqing Oilfield Company,Xi an,Shaanxi 710018,China;6.PetroChina Shengli Oilfield Company,Dongying,Shandong 257001,China;7.SINOPEC East China Oil&Gas Company,Nanjing,Jiang
7、su 210019,China;8.PetroChina Xinjiang Oilfield Company,Karamay,Xinjiang 834099,China;9.PetroChina Dagang Oilfield Company,Tianjin 300280,China;10.PetroChina Daqing Oilfield Company,Daqing,Heilongjiang 163458,China;11.PetroChina Liaohe Oilfield Company,Panjin,Liaoning 124099,China)Abstract:China has
8、significant potential for the exploration of lacustrine shale oil,which serves as an important alternative resource for conventional oil and gas.However,the development and recovery of lacustrine shale oil face significant constraints due to the lack of fundamental research,unclear mechanisms of its
9、 formation and accumulation,and the absence of standardized criteria for evaluating“sweet spots”.To address these issues,the authors proposed a set of simplified standards for lacustrine shale oil classification,taking into account previous research and the practical conditions of exploration and de
10、velopment.Based on the storage space and type of reservoir rocks,shale oil reservoirs 文章编号:0253-9985(2023)04-0801-19doi:10.11743/ogg20230401收稿日期:2023-06-30;修回日期:2023-07-20。第一作者简介:金之钧(1957),男,教授、中国科学院院士,石油地质理论和能源战略研究。E-mail:。基金项目:国家自然科学基金项目(42090020,42090025)。第 44 卷石 油 与 天 然 气 地 质are commonly classif
11、ied into three major types,namely interbedded sand-shale,fractured shale,and pure shale,with the last type being taken as the focus of discussion in this paper.The pure shale type can be classified into laminated,bedded and massive shale oil reservoirs based on the sedimentary structure.Although the
12、 grain size was not taken as one of the parameters for shale oil classification,we kept the traditional three terminal element category and mixed category of minerals,and removed further subdivided subcategories;the Rock-Eval S1 was used instead of TOC and Ro to divide shale oil reservoirs into thre
13、e types:low oil content,medium oil content and high oil content;the formation pressure coefficient less than 0.8 is defined as abnormally low pressure,0.8 1.2 is classified as normal pressure,and greater than 1.2 is classified as abnormally high pressure;the crude oil viscosity is not involved in th
14、e classification of shale oil reservoir types.In addition,this study designated type,and sweet spots,and discussed the representative types of shale oil reservoirs in typical continental basins in China.This paper enhances our understanding of the assessment standards,the type of rocks and the distr
15、ibution of“sweet spots”in shale oil reservoirs.As a result,this research contributes to the advancement of shale oil exploration and development,providing valuable insights for future endeavors in this field.Key words:pressure coefficient,mineralogical composition,sedimentary structure,residual hydr
16、ocarbon S1,geologic sweet spot,resource assessment,lacustrine shale oil引用格式:金之钧,张谦,朱如凯,等.中国陆相页岩油分类及其意义 J.石油与天然气地质,2023,44(4):801-819.DOI:10.11743/ogg20230401.JIN Zhijun,ZHANG Qian,ZHU Rukai,et al.Classification of lacustrine shale oil reservoirs in China and its significance J.Oil&Gas Geology,2023,4
17、4(4):801-819.DOI:10.11743/ogg20230401.对于“页岩”“页岩油”及“致密油”的概念,国内外长期以来没有形成统一意见,尤其是对“页岩油”与“致密油”的理解,不同学者之间存在较大差异1-26。这主要是中国学者与欧美学者对于“mud(泥)”的定义有差异,欧美学者一般将“泥”界定为粒径小于0.062 5 mm的沉积物,包括黏土级颗粒与粉砂级颗粒。在中国,“泥”的粒径对应黏土级颗粒即小于0.003 9 mm,粉砂的粒径在0.003 9 0.062 5 mm。在欧美国家,页岩定义为由黏土、泥、粉砂固结形成的具有层理、纹层状构造的岩石27-28。在中国的沉积岩石学教材中,泥
18、岩被定义为由泥固结形成的岩石,呈块状,不含化石,页岩通常分层且易剥裂(易剥裂性是指分裂成薄片的特性),泥页岩指固结程度更高的泥岩29。最近修订的石油天然气行业标准(SY/T 53682016)中将粒径小于0.015 6 mm的碎屑颗粒含量大于或等于50%的碎屑岩定义为泥岩。页岩是指具有页理构造的、黏土矿物含量大于50%的沉积岩,颗粒粒径小于0.00 5 mm14。随着细粒沉积学的发展,结合勘探实践,页岩的概念不再受到岩石矿物组成的制约,由传统的黏土岩延伸至细粒沉积岩,甚至将碳酸盐矿物含量大于50%的纹层状混积岩也称为页岩,例如美国鹰滩盆地白垩系混积岩层。国家标准 页岩油地质评价方法(GB/T
19、387182020)定义页岩是一种具有页状或片状层理,粒径小于0.062 5 mm的细粒沉积岩。根据沉积环境的差异,可将页岩分为海相、陆相和海-陆过渡相。目前,中国对于页岩油的定义,有广义和狭义之分,狭义的页岩油是指富有机质泥页岩中自生自储型(源内)石油聚集;广义的页岩油泛指蕴藏在页岩层系中(包括页岩、致密砂岩以及碳酸盐岩等)源内以及近源聚集的石油资源6,10,30。与常规石油和致密油相比,页岩油藏具有以下特点:未发生运移或发生了短距离运移,自生自储;分布范围较广且不受构造高点控制,广泛发育在斜坡及洼陷区域;资源丰度较低且储层致密,因此通常需要大规模实施人工储层改造才能实现经济效益开采11,3
20、1。中国陆相页岩油资源潜力巨大,是实现国家原油增储上产的重要接替资源,也是保障国家能源安全的压舱石1-22,30-31。近年来,中国陆续在准噶尔盆地二叠系芦草沟组和风城组、鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段、渤海湾盆地古近系沙河街组和孔店组、松辽盆地白垩系青山口组、四川盆地侏罗系大安寨组、江汉盆地古近系潜江组和新沟嘴组等主要陆相沉积盆地的一些典型富有机质页岩地层中取得了页岩油勘探突破11,32-33。但与美国海相页岩相比,中国陆相页岩具有横向连续性较差、热演化程度较低、地层能量较低等特点。而页岩油则具有原油黏度较大,其生产单井产量低、稳产周期短、且高产和低产井分布极不均匀、整体采收率偏低及经济效益差
21、等特点11,20。由于陆相页802第 4 期金之钧,等.中国陆相页岩油分类及其意义岩分布的非均质性特征,中国不同陆相盆地页岩油类型多样,到目前为止,各油田企业、各研究单位对于页岩油类型的划分仍不统一。不同学者根据陆相页岩油的沉积环境、相态、储层类型、热成熟度、岩性组合、源-储组合等参数指标对页岩油提出了多种分类方案(图1)。但由于考虑的因素不同,有些参数指标比较宽泛,对于页岩油资源评价、勘探部署、开发方案设计的指导性不强。笔者在综合分析前人研究方案的基础上,以简单实用为指导思想,主要依据岩石成分及其物理化学性质,包括矿物组分、沉积组构、岩性组合、生烃潜力及地层能量,建立了一套普适性较强的陆相页
22、岩油分类评价标准,以期为中国陆相页岩油的勘探开发,特别是新一轮油气资源评价提供借鉴。1现存主要分类原则目前,页岩分类的原则主要是基于岩石的成因。相比于海相页岩,陆相页岩具有更为丰富的岩石类型、产状及结构,更为多样的矿物种类与岩性组合关系,其分类方案长期处于百家争鸣的状态。尽管关于页岩油分类的原则有相同的趋势,但目前对陆相页岩油尚未形成统一的划分方案。为简化分类方案并增强其实用性,笔者重点考虑沉积构造、矿物成分、岩石热解滞留烃含量(S1)及地压力系数等主要指标,它们基本上能够反应页岩的储集性、含油性、可压性、可动性等基本属性。黏土矿物含量与成熟度对可压性起关键作用,所以,简化起见,没有把可压性纳
23、入分类指标。1.1沉积构造姜在兴等认为页岩中常发育4种纹层,包括富有机质纹层、黏土纹层、碳酸盐纹层和富碎屑纹层,且其组合和比例不同,岩相也不同9。王勇等基于显微镜精细薄片观察,根据沉积纹层的厚度,将页岩划分为纹层状(纹层厚度1 mm)和块状(纹层不发育)33。王勇等按照纹层类型进一步将沉积构造划分为水平纹层、波状纹层、透镜状纹层、交错纹层、粒序层理和冲刷面34。刘惠民等在综合考虑岩石矿物成分的基础上,结合沉积构造特征,包括夹层状、平直纹层、不平直纹层和块状构造,将渤海湾盆地东营凹陷沙河街组三段下亚段细粒沉积划分为11种不同岩相:夹层灰岩;平直纹层灰岩;不平直纹层灰岩;块状灰岩;块状云岩;平直纹
24、层黏土岩;块状黏土岩;粉砂岩;平直纹层混合岩;不平直纹层混合岩;块状混合岩35。由上述内容可知,沉积构造与结构类型复杂多样,基本属于定性描述,未建立统一的划分标准。1.2颗粒粒度与矿物成分在陆相页岩类型划分中,颗粒粒度通常被划分为小于 0.003 9 mm的泥级,0.003 9 0.062 5 mm 的粉20102011201220132014201520162017201820192020202120222023砂岩薄夹层型泥岩裂缝型纯页(泥)岩型盐间型泥页岩夹脆性层型纯页(泥)岩型基质孔隙与微裂缝型夹层与微裂缝型大尺度裂缝与微裂缝型大尺度裂缝和薄夹层复合型裂缝不发育型微孔微缝型夹层型微裂缝
25、富集型中低熟中高熟基质型裂缝型混合型夹层型混积型页岩型互层型薄层型纯页岩型基质含油型夹层富集型裂缝富集型页岩储层中的石油(裂缝不发育、裂缝性、夹层型)和经过短距离运移后赋存于其他致密储层中的石油(邻近、相隔较远)型(纯砂岩型)型(砂-泥型)型(纯泥页岩型)源-储一体型源-储分异型纯页岩型源-储共存型源-储分离型纯页岩型纯页岩油含夹层页岩油致密油型过渡型纯正型油气中心(2011)武晓玲等(2013)宋国奇等(2015)刘文卿等(2016)宋明水等(2019)王广昀等(2021)焦方正等(2020)张金川等(2012)赵俊龙等(2015)付金华等(2019)杜金虎等(2019)胡素云等(2020)
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 中国 页岩 分类 及其 意义
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。