石油勘探与开发

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致密碳酸盐岩储集层特征与天然气勘探潜力——以鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东部奥陶系马家沟组为例

魏新善, 陈洪德, 张道锋, 代榕, 郭彦如, 陈娟萍, 任军峰, 柳娜, 罗顺社, 赵俊兴

石油勘探与开发, 2017, 44(3): 319-329. https://doi.org/10.11698/PED.2017.03.01

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基于钻井、试气、分析化验等资料的综合分析,对鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东部奥陶系马家沟组马五₁₊₂亚段致密碳酸盐岩储集层特征及其成因进行研究,并对天然气勘探潜力进行分析。研究提出致密碳酸盐岩储集层为孔隙度小于2%、渗透率小于0.1×10^-3 μm²的储集体。伊陕斜坡东部马五₁₊₂亚段致密碳酸盐岩储集层以含膏泥粉晶白云岩、泥粉晶白云岩及岩溶角砾白云岩为主,孔隙类型以裂缝-溶孔、裂缝-晶间孔为主,非均质性强,储集层呈薄层大面积展布。奥陶系顶部不整合面构造调整导致的储集层“造孔”与“填孔”作用,以及埋藏期溶蚀增孔与沉积充填减孔共同作用是储集层大面积致密化的主要原因。薄层白云岩致密储集层与上覆广覆式上古生界煤系烃源岩紧邻形成大面积致密碳酸盐岩气成藏组合,含气普遍,气藏埋深浅（1 900~2 500 m）,与上古生界致密砂岩气组成立体含气模式,因此鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东部勘探开发潜力大。图9表1参28

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尼日尔Termit裂谷型叠合盆地油气成藏特征与主控因素

周立宏, 苏俊青, 董晓伟, 史卜庆, 孙志华, 钱茂路, 楼达, 刘爱平

石油勘探与开发, 2017, 44(3): 330-339. https://doi.org/10.11698/PED.2017.03.02

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基于中—西非裂谷系构造演化及沉积充填特征研究,结合区域地质背景,对尼日尔Termit裂谷型叠合盆地的油气成藏特征进行剖析,并探讨其油气富集主控因素。Termit盆地是早白垩世、古近纪2期断陷活动形成的裂谷型叠合盆地,发育1套广泛分布的上白垩统Yogou组海相烃源岩。古近系Sokor组1段和白垩系Yogou组2套储集层以石英砂岩为主,具有较好的孔渗特征,在古近系Sokor组2段区域盖层之下可形成多套有利储盖组合。断裂样式与油气运聚方式决定了构造带油气运聚模式,形成Araga地堑“Y”型油气侧向及垂向运聚模式、Dinga断阶“多阶型”油气垂向运聚模式和Fana转换带“复式”油气运聚模式。油气富集受裂谷盆地构造控制,即2期裂谷作用形成的断裂带控制油气的平面展布,晚期裂谷层序内的有利储盖组合控制油气垂向富集程度。图13表1参23

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走滑断裂带贯穿过程与发育模式的物理模拟

肖阳, 邬光辉, 雷永良, 陈婷婷

石油勘探与开发, 2017, 44(3): 340-348. https://doi.org/10.11698/PED.2017.03.03

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结合实际地质资料设计9组砂箱模拟实验,并利用断层CT扫描技术研究简单剪切走滑带演化规律与发育机制。结果表明,R（Riedel）剪切断裂形成早、数量多,并有一组与主走滑带低角度相交,P剪切断裂（与R剪切断裂对称分布的压剪破裂）与Y剪切断裂（与主位移带近平行的剪切破裂）形成滞后,并在Y剪切断裂发育后才从分段构造连接成贯穿的走滑带。走滑带贯穿连通过程可划分为4个阶段：萌芽阶段、R剪切断裂发育阶段、P剪切与Y剪切断裂发育阶段、走滑带贯穿阶段。实验揭示了走滑断裂由基底向盖层递进传播的发育过程,萌芽阶段剖面上断裂逐渐向上散开发育,R剪切断裂发育阶段平面上向外散开后逐渐向主位移带收敛。雁列构造具有“螺旋-拖曳”发育模式,雁列断裂的长度增长速度呈约2倍于深度增长速度线性增长,而与主位移带夹角随深度呈二次函数变小。分析表明,最大主应力方向、盖层厚度是导致雁列构造“螺旋-拖曳”结构差异的主控因素。走滑断裂的物理模拟为塔里木盆地海相碳酸盐岩断裂解析与分层、分段的勘探开发实践提供了模型基础。图8表2参23

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台缘微生物礁结构特点及储集层主控因素——以塔里木盆地阿克苏地区下寒武统肖尔布拉克组为例

白莹, 罗平, 王石, 周川闽, 翟秀芬, 王珊, 杨宗玉

石油勘探与开发, 2017, 44(3): 349-358. https://doi.org/10.11698/PED.2017.03.04

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基于5条野外露头剖面、162块薄片、12块扫描电镜（SEM）样品及52套孔渗物性数据等资料,分析塔里木盆地阿克苏地区下寒武统肖尔布拉克组台缘微生物礁的结构特点及储集层主控因素。台缘由小型微生物礁群组成,单一礁体可分为前礁相、礁前相、礁脊相、礁后相,镜下可见礁岩具有不同的显微结构。微生物礁发育微生物结构储集空间和非生物结构储集空间,前者包括窗格孔、格架孔、铸模孔及超大溶孔,后者包括微裂缝和缝合线。孔渗数据统计结果表明：于提希剖面微生物礁孔隙度基本小于5%,渗透率一般小于1.0×10^-3 μm²,主要为特低孔特低渗储集层,而苏盖特布拉克剖面孔隙度多为3%~10%,渗透率为（0.1~50.0）×10^-3 μm²,整体跨度较大,且礁内物性非均质性较强,主要为低—中孔、低—中渗储集层。说明不同微生物礁的物性特征具有较大的差异,同一微生物礁内亦具有明显的储集非均质性。古地貌特征控制微生物礁的发育,沉积作用控制相带的展布及原生孔隙的发育,而溶蚀作用受控于古地貌特征和沉积作用,最终决定微生物礁储集层孔隙的演化。图9参29

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深层储集层长石溶蚀增孔的物理模拟与定量计算

高志勇, 冯佳睿, 崔京钢, 王晓琦, 周川闽, 石雨昕

石油勘探与开发, 2017, 44(3): 359-369. https://doi.org/10.11698/PED.2017.03.05

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以塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带白垩系巴什基奇克组深层储集层为例,开展成岩物理模拟实验研究,定量计算巴什基奇克组砂岩在早期长期浅埋—后期快速深埋地质过程下,长石骨架颗粒的溶蚀率及溶蚀增孔量。运用场发射扫描电镜大面积扫描分析技术,定量计算大北、克深地区实际岩心样品中长石骨架颗粒的溶蚀度及溶蚀增孔量值,实验数值与实际岩心数值相互校验,由此建立了陆相深层较高长石骨架颗粒含量储集层中长石溶蚀增孔量的演化过程模型。定量计算出克深地区长石在早期长期浅埋—后期快速深埋地质过程下,最大溶蚀增孔量为0.86%~2.05%,模拟的埋深超过7 000 m砂岩的长石溶蚀增孔量值稍稍偏大,校准后绝对误差值为0.23%。大北地区次生溶蚀孔隙的贡献者主要是方解石,长石次之,定量计算出该地区长石最大溶蚀增孔量为0.62%~1.48%,模拟埋深超过7 000 m砂岩中长石溶蚀增孔量值稍稍偏大,校准后绝对误差值为0.15%。造成误差的原因有二：①模拟实验代表了深层储集层的均一、理想状态;②实际地质情况下深层储集层的非均质性强,不同地区溶蚀作用强弱存在差异。图5表4参25

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四川盆地中部高石梯地区柱状下拉异常体分布特征及成因

杨平, 丁博钊, 范畅, 朱兴卉, 王亚静, 杨沛

石油勘探与开发, 2017, 44(3): 370-379. https://doi.org/10.11698/PED.2017.03.06

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以四川盆地中部高石梯地区为研究对象,通过对地震资料进行逆时偏移重新处理并结合高精度相干分析,对地震剖面上柱状下拉异常体的分布特征及成因进行分析。研究发现柱状下拉异常体在高石梯地区广泛分布,研究认为其是在走滑拉分形成的微型地堑的基础上,经多期热液活动的长期改造而形成的热液通道。以灯影组储集层为例,通过地震、地质联合分析,证实热液活动以溶蚀作用为主,对碳酸盐岩储集层进行了持续的建设性改造,进而提出热液通道和裂缝发育带是储集层发育的有利区。热液通道的发现对落实高产井位、扩大勘探领域具有一定指导意义。图9参33

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南海西部深水区大气田凝析油成因与油气成藏机制——以琼东南盆地陵水17-2气田为例

黄合庭, 黄保家, 黄义文, 李兴, 田辉

石油勘探与开发, 2017, 44(3): 380-388. https://doi.org/10.11698/PED.2017.03.07

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基于凝析油及天然气地球化学特征,结合区域地质背景,对南海西部琼东南盆地深水区陵水17-2大气田凝析油的来源与成因进行剖析,并探讨油气成藏机制。陵水17-2气田凝析油具有密度低、含蜡量低和Pr/Ph值高等特征,凝析油为烃源岩成熟阶段所生,共生天然气以高成熟的煤型气为主。油气均来自渐新统崖城组富陆源有机质烃源岩,凝析油的形成既与源岩性质有关,又与后期“气洗”改造密不可分。油窗阶段生成的轻质油气聚集于储集层中后被晚期大规模注入的高成熟天然气“气洗”发生强烈的蒸发分馏。崖城组具备丰富的气源,底辟断裂构成有利的油气运移通道,油气两期充注成藏。中央峡谷发育的中新统黄流组浊积砂岩岩性圈闭及更靠近烃源灶的古近系构造圈闭是下步油气勘探的有利区域。图12参31

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油基钻井液条件下裂缝声波测井评价方法——以塔里木盆地库车坳陷克深地区致密砂岩储集层为例

唐军, 章成广, 信毅

石油勘探与开发, 2017, 44(3): 389-397. https://doi.org/10.11698/PED.2017.03.08

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为解决油基钻井液井依据流体导电原理的测井裂缝识别效果变差难题,分别从斯通利波、纵横波以及交叉偶极子声波等3方面拓展了声波测井在裂缝定量刻画中的应用,并考虑裂缝径向延伸特性,建立了与产能关系密切的裂缝测井评价模式。利用斯通利波反射系数确定裂缝位置,可弥补常规微电阻率成像测井过程中裂缝的漏拾。考虑孔隙度影响,根据裂缝宽度-声波衰减系数测量实验,建立了依据纵、横波能量信息计算裂缝宽度的经验公式。利用交叉偶极子阵列声波测井处理得到的频率谱相关系数、能量差值可进行裂缝评价：地层裂缝越发育,能量差值越大,谱相关系数越小,产量也越高。裂缝有效性评价参数分为表征垂向张开特性与径向延伸特性的两大类参数,依据常规测井与阵列声波测井（包括交叉偶极子测井）提取的裂缝特征参数组合,建立了与产能关系密切的裂缝径向延伸评价模式。图10表1参21

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安岳气田龙王庙组气藏地质特征与开发技术政策

李熙喆, 郭振华, 万玉金, 刘晓华, 张满郎, 谢武仁, 苏云河, 胡勇, 冯建伟, 杨炳秀, 马石玉, 高树生

石油勘探与开发, 2017, 44(3): 398-406. https://doi.org/10.11698/PED.2017.03.09

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综合地震、钻井、测井、生产动态等资料,针对四川盆地安岳气田磨溪区块下寒武统龙王庙组储集层特征与展布、气水分布等影响开发效果的关键地质问题开展研究,确定开发技术对策。结果表明：①磨溪区块垂向发育4期颗粒滩体,平面呈现“两滩一沟”格局;②储集层可分为溶蚀孔洞、溶蚀孔隙和基质孔隙3种类型,有效储集层以溶蚀孔洞和溶蚀孔隙型为主;③储集层基质物性较差,受高角度构造缝影响,整体表现为低孔、中—高渗特征;④气藏由西向东,气水界面逐渐降低,呈“三段式”结构,建产区统一气水界面为-4 385 m。在气藏地质特征认识基础上,结合数值模拟结果与国内外相似气田开发经验,确定开发技术政策：以颗粒滩主体发育区作为优先建产目标区;在构造高部位集中布井,延缓边水非均匀推进速度,延长气田稳产期;部署水平井,提高单井产能;确定气井合理配产和调峰气井产量,提升气藏开发效果。图12表2参11

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三角洲砂体构型对水驱波及特征的影响——以南图尔盖盆地Kumkol South油田J-Ⅱ层为例

赵伦, 王进财, 陈礼, 张祥忠, 曹海丽, 王成刚, 赵亮东

石油勘探与开发, 2017, 44(3): 407-414. https://doi.org/10.11698/PED.2017.03.10

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以哈萨克斯坦南图尔盖盆地Kumkol South油田上侏罗统J-Ⅱ层为例,运用砂体精细表征、水淹层综合解释、产吸剖面统计分析和油藏数值模拟方法,研究了三角洲砂体构型特征及其非均质性,明确了砂体构型对水驱波及特征的影响。研究结果表明,三角洲砂体构型特征复杂,为泥岩隔层和泥质夹层发育的“镶嵌式”构型模式,砂体构型特征控制其水驱波及特征：三角洲各单砂体之间由于非渗透或弱渗透边界、水下分流间湾泥岩的侧向或垂向遮挡,砂体叠置结构特征复杂,注入水优先流向物性较好的水下分流河道和河口坝砂体,致使这两类砂体水淹作用强,采出程度高,水驱平面波及效果好;单砂体内部,水下分流河道和河口坝单砂体一方面由于内部发育泥质夹层,对注入水具有纵向阻挡和分流作用,砂体纵向动用程度高,水驱波及效果好,另一方面由于单砂体内渗透率级差大,水驱优势通道发育程度高,水驱波及不均匀,而侧缘席状砂为均质薄层细粒砂,物性差,水淹均匀,水驱波及效果差。图11表2参17

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致密储集层跨尺度耦合渗流数值模拟模型

方文超, 姜汉桥, 李俊键, 王青, KILLOUGH John, 李林凯, 彭永灿, 杨晗旭

石油勘探与开发, 2017, 44(3): 415-421. https://doi.org/10.11698/PED.2017.03.11

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考虑致密储集层岩石及流体可压缩性和基质中流体的非线性渗流,建立了体积压裂致密储集层跨尺度渗流离散裂缝数值模拟模型,对模型进行了验证并进行了应用实例分析。模型采用两点流动近似方法计算传导率,并引入“星形-三角形”转换算法消除裂缝相交处的极细小网格,改善了计算稳定性。在时间域内采用全隐式离散,模型求解采用自动微分方法,提高了建模效率和计算精度。采用Eclipse软件模拟结果及新疆油田某致密储集层1口长体积压裂水平井的实际生产数据验证了模型的可靠性。实际应用结果表明,所建立模型能成功模拟大规模复杂缝网发育的储集层;缝网改造区越大,水平井产能越高;裂缝密度平面分布差异性及连通程度是影响致密油平面动用非均匀性的关键因素。图12参25

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水力裂缝平面应变假设的适用条件与解析修正

赵金洲, 彭瑀, 李勇明, 田植升

石油勘探与开发, 2017, 44(3): 429-436. https://doi.org/10.11698/PED.2017.03.13

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鉴于平面应变假设在模拟水力裂缝周围应力、位移分布的模型中得到了广泛应用,通过对比椭圆裂缝解和平面应变解,探讨了平面应变假设的适用条件并给出了修正方法。在前人研究的基础上推导、补充并修正了扁平椭圆裂缝的应力、位移场表达式,与平面应变假设条件下的计算结果进行了比较,结果表明：若在缝高方向考虑平面应变假设,长高比大于10后,平面应变解与椭圆裂缝解之间的差异可以忽略,而在主要受缝面法向正应力控制的问题中,平面应变解的适用条件可以放宽到长高比大于5;当长高比满足适用条件时应用平面应变假设具有较高精度,长高比较小时需要对平面应变解进行修正。给出了不同长高比条件下裸眼水平井起裂附加应力和单条裂缝宽度的平面应变解修正图版,发现拟三维模型的缝宽更易于修正。图11参21

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碳酸盐岩储集层钻井井涌特征及井涌风险评价

郭艳利, 孙宝江, 高永海, 李昊, 武长富

石油勘探与开发, 2017, 44(3): 437-444. https://doi.org/10.11698/PED.2017.03.14

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以塔中顺南地区碳酸盐岩储集层为例,分析碳酸盐岩储集层钻井井涌特征,建立井涌风险定量评价方法,并进行算例分析。依据钻井地质资料,分析塔中顺南地区碳酸盐岩储集空间特点与气体侵入井筒机制,发现储集层裂缝及孔洞发育,气体主要以压差与气液置换方式侵入井筒。综合考虑气体侵入井筒机制、气体在井筒中运移规律和井筒温度-压力场,并引入井筒气相体积分数密度函数,建立了井涌风险定量评价方法和井控风险分级方法。算例分析结果表明：可采用施加井口回压法判定井底气体侵入方式;碳酸盐岩储集层孔缝洞发育特征和酸性气体对井筒气相体积分数影响较大,易引发难监测、高强度井涌;井深、井径、钻井液密度、钻井液排量、钻井液黏度和钻速对井涌风险的影响依次减弱。图8表2参30

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煤岩定向井水力裂缝起裂及非平面扩展实验

谭鹏, 金衍, 侯冰, 韩珂, 周英操, 孟尚志

石油勘探与开发, 2017, 44(3): 445-451. https://doi.org/10.11698/PED.2017.03.15

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基于真三轴压裂装置对天然煤岩开展室内压裂模拟实验,对比了直井和定向井两种井型压裂水力裂缝的起裂特征及扩展形态,主要研究了不同相对方位角条件下,地应力、煤岩割理对定向井压裂水力裂缝非平面扩展规律的影响。实验结果表明,水力裂缝的整体扩展方式由相对方位角、割理和地应力状态共同决定：随着相对方位角的增加,水力裂缝形态复杂程度、泵注压力以及裂缝延伸压力增加;当水力裂缝沿着与井筒斜交方向起裂时,受割理影响在扩展过程中裂缝转向并发生扭曲,引起近井筒区域裂缝形态复杂化,起裂点附近出现多裂缝。相比直井形成的“工”或“十”型裂缝形态,近井筒主裂缝扭曲扩展并伴随着多次级裂缝的复杂裂缝形态,是造成煤层定向井压裂水力裂缝延伸困难的主要因素。图6表2参18

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含碳酸钙的海泡石钻井液的封堵性能

ETTEHADI Ali, ALTUN Gursat

石油勘探与开发, 2017, 44(3): 452-461. https://doi.org/10.11698/PED.2017.03.16

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通过室内实验和理论分析,研究了不同温度、压力条件下添加碳酸钙前后海泡石水基钻井液对不同渗透性地层的封堵性能,论证将碳酸钙作为堵漏剂添加到海泡石钻井液中的可行性。在实验温度为27~204 ℃、实验压力为

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新型防垂荡型半潜式钻井平台

陈博, 喻志勇, 吕勇, 李骁健, 李春芳

石油勘探与开发, 2017, 44(3): 462-468. https://doi.org/10.11698/PED.2017.03.18

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设计出一种新构型的半潜式钻井平台,采用数值模拟软件分析了新型平台在频域和时域的垂荡响应,并与双浮体四立柱结构和垂荡板结构的半潜式钻井平台进行了对比。介绍了新型平台的设计原理以及进行相关分析时的理论基础、数学模型和边界条件。结果表明,与双浮体四立柱和垂荡板结构平台相比,频域分析中新型平台的垂荡响应最大值和均值都显著减小;新型平台的垂荡固有周期显著增加,能有效防止共振的发生;系泊时域耦合分析中,新型平台的纵荡、横荡、横摇响应较小,且垂荡响应大幅减小;谱分析中新型平台有更小的垂荡响应谱峰值和更好的波频特性。新型平台防垂荡性能优异,结构合理、可行,可为新一代半潜式钻井平台的设计、选型提供参考。图8表2参18

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库车前陆冲断带多尺度裂缝成因及其储集意义

刘春, 张荣虎, 张惠良, 王俊鹏, 莫涛, 王珂, 周露

石油勘探与开发, 2017, 44(3): 469-478. https://doi.org/10.11698/PED.2017.03.17

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以库车前陆冲断带深层白垩系巴什基奇克组砂岩储集层为例,利用地表露头、岩心、薄片和成像测井等资料,运用工业CT、激光共聚焦、阴极发光、电子探针、扫描电镜等技术手段,基于裂缝开度大小对裂缝进行分级分类,系统研究库车前陆冲断带砂岩储集层天然裂缝类型、特征、成因、期次及形成序列等,并分析不同尺度天然裂缝的储集意义。库车前陆冲断带深层致密砂岩储集层天然裂缝可分为4级：百微米级以上宏观构造裂缝（Ⅰ级）切割单砂体,形成优势运移通道,提高储集层渗透率;十微米级—百微米级微细构造伴生缝（Ⅱ级）切割基质颗粒,连通基质大孔隙,改善渗流性能;微米级粒缘显微成岩缝（Ⅲ级）连通中小孔隙,改善孔隙连通网络,提高天然气运移充注效率;纳米级基质裂隙（Ⅳ级）沟通粒内微孔隙,扩大储集空间,增加储量规模。Ⅰ级与Ⅱ级构造成因裂缝主要发育有3期,其中早期和中期裂缝主要为半充填—充填,是油气大规模充注前的上新世早期以前形成,晚期开启裂缝与油气大规模充注同期或略晚,形成于上新世末期之后。裂缝网络对孔隙度贡献率较低,但在平行裂缝走向上,裂缝可以提高渗透率2~3个数量级。图10表1参22

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松辽盆地南部致密油源岩下限与分级评价标准

卢双舫, 黄文彪, 李文浩, 薛海涛, 肖佃师, 李吉君, 王民, 王伟明, 陈方文, 张俊, 邓守伟, 唐振兴

石油勘探与开发, 2017, 44(3): 479-486. https://doi.org/10.11698/PED.2017.03.19

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以松辽盆地南部为研究区,基于物质平衡法对源岩的排烃强度进行定量评价,利用PetroMod软件的超压模块对源岩内超压进行评价。通过建立源岩排烃强度与残余有机碳含量及超压的关系,根据拐点确定出岩石排烃量

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2017年, 第44卷, 第3期　刊出日期：2017-06-23

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