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2017年, 第44卷, 第1期 刊出日期:2017-02-20
  

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    油气勘探
  • 贾承造
    石油勘探与开发, 2017, 44(1): 1-11. https://doi.org/10.11698/PED.2017.01.01
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    面对非常规油气规模快速发展引发的全球能源行业诸多重大转变,亟需深入思考非常规油气革命对经典石油天然气地质学理论的深刻影响,重新审视油气成藏要素地质概念和油气系统理论框架,赋予石油天然气地质学新时期全新的学科内涵。基于此,总结了近期全球非常规油气勘探开发的重大进展,指出非常规油气革命不仅具有油气资源大幅增加的经济意义,而且对石油天然气地质学理论带来重大革新,因此具有重要的科学意义。归纳了经典石油天然气地质学生烃、储集层、分布和开发等4方面的理论核心内容,全面回顾了石油天然气地质学理论发展历史中的5个重要节点,包括背斜与圈闭理论、有机质生烃与油气系统理论、陆相油气地质、海洋深水油气地质、连续型油气聚集与非常规油气地质理论。非常规油气对经典石油天然气地质学在圈闭、储集层、盖层、资源分布、富集规律等基本理论概念方面产生了重大突破,推动油气地质基础研究向全过程生烃、全类型储集层、全成因机制、全种类油气资源转变,深化非常规油气地质理论研究,推动石油天然气地质学理论体系发展与重构,对中国乃至世界油气从常规向非常规战略发展具有重要意义。图4参78
  • 杨华, 梁晓伟, 牛小兵, 冯胜斌, 尤源
    石油勘探与开发, 2017, 44(1): 12-20. https://doi.org/10.11698/PED.2017.01.02
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    鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段为典型陆相致密油大油区。以大量岩心分析及室内模拟实验为基础,结合盆地致密油勘探开发实际,研究长7段形成致密油大油区的地质条件和主要控制因素。研究表明,长7段致密油具有分布范围广、烃源岩条件优越、砂岩储集层致密、孔喉结构复杂、物性差、含油饱和度高、原油性质好、油藏压力系数低的特点。长7沉积期西南陡、东北缓的湖盆底形和活跃构造条件有利烃源岩及储集岩沉积与分布;广覆式分布的优质烃源岩为致密油大油区的形成提供充足油源;大规模沉积砂体为致密油大油区的形成提供储集条件;发育的构造裂缝是形成致密油的有利运移通道;盆地稳定的沉积及构造演化为致密油区提供良好保存条件。长7段致密油富集的主控因素:①有效源储配置和持续充注是致密油形成的关键因素;②密集发育的微小孔隙是致密油富集的前提;③持续强大的石油充注控制致密油富集高产。图9参30
  • 刘忠宝, 高波, 张钰莹, 杜伟, 冯动军, 聂海宽
    石油勘探与开发, 2017, 44(1): 21-31. https://doi.org/10.11698/PED.2017.01.03
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    通过露头、岩心、薄片、矿物X衍射、氩离子抛光、扫描电镜及钻井资料的综合研究,在上扬子地区寒武系梅树村组沉积期—筇竹寺组沉积期沉积地层中识别出9种页岩岩相、5类沉积相标志,提出了页岩沉积相类型精细划分方案,建立了页岩沉积演化发育模式。指出梅树村组沉积期与筇竹寺组沉积期在沉积作用方式、沉积体系类型及沉积相分布上均存在差异:梅树村组沉积期以机械-化学沉积和生物沉积为主,主体为碳酸盐缓坡台地—陆棚—斜坡—深水盆地沉积体系;筇竹寺组沉积期以砂质机械沉积、泥质絮凝及生物沉积为主,主体为滨岸—陆棚—斜坡—深水盆地沉积体系。资阳—长宁近南北向展布的地区、东南部鄂西—渝东—黔中及东北部宜昌—房县一线的地区为两个深水陆棚相富有机质页岩沉积中心,是页岩气勘探有利地区,但前者富有机质页岩以多层、薄层为特点,后者以连续厚层为特点,今后应考虑其差异进行有针对性的页岩气勘探部署。图8表2参23
  • 王晓梅, 张水昌, 王华建, 苏劲, 何坤, 王宇, 王晓琦
    石油勘探与开发, 2017, 44(1): 32-39. https://doi.org/10.11698/PED.2017.01.04
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    以中国元古界下马岭组页岩为例,基于野外露头、镜下观察和地球化学特征分析,对不同尺度的烃源岩非均质性及烃类的微观赋存特征进行研究。岩石圈板块运动和古纬度位置导致烃源岩宏观旋回性和非均质性,天文轨道力控制的气候变化可能是导致烃源岩微观非均质性的最主要原因。因此,烃源岩非均质性是恒定存在的,不仅体现为有机质含量的差异,还包括碎屑物来源和孔隙度的差异。在油气资源评价,尤其是非常规油气资源评价时需要充分考虑烃源岩的非均质性。烃源岩非均质性特征为油气生成、排驱和储集提供了良好的“源储组合”,为估算非常规油气经济可采储量提供了新的参考指标。因此烃源岩非均质性的定量化研究对非常规油气形成机理及资源量预测具有重要意义。图7参28
  • 张纪智, 王招明, 杨海军, 徐志明, 肖中尧, 李中璇
    石油勘探与开发, 2017, 44(1): 40-47. https://doi.org/10.11698/PED.2017.01.05
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    基于塔里木盆地中深地区储集层样品、原油样品和天然气样品的地球化学特征分析,研究中深地区寒武系盐下白云岩油气来源及油、气差异聚集现象。通过质谱检测发现储集层及原油样品重排甾烷含量低、C28甾烷含量高,伽马蜡烷含量高,原油中存在芳基类异戊二烯烃化合物;通过天然气组成分析发现N2含量低,为0.24%~4.02%。由此判断油气来源于寒武系—下奥陶统烃源岩。中寒武统天然气δ13C1值为-51.4‰~-44.7‰,干燥系数为0.65~0.78,为原油伴生气;下寒武统天然气δ13C1值为-41.4‰~-40.6‰,干燥系数为0.99,为原油裂解气。塔里木盆地深层存在硫酸盐热化学还原反应生成的高含H2S裂解气的充注,中寒武统储集层物性差、裂缝网络体系不发育,故充注程度低,天然气中H2S含量低(0.003 8%~0.200 0%);下寒武统储集层物性好、裂缝网络体系发育,故充注程度高,天然气中H2S含量也高(3.25%~8.20%)。综上,塔里木盆地中深地区寒武系盐下白云岩油气来源于寒武系—下奥陶统烃源岩,其差异聚集是储集层物性以及裂缝网络体系发育程度的综合影响所致。图4表4参34
  • 付金华, 邓秀芹, 王琪, 李继宏, 邱军利, 郝乐伟, 赵彦德
    石油勘探与开发, 2017, 44(1): 48-57. https://doi.org/10.11698/PED.2017.01.06
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    采用物理压碎、酸液处理与分步抽提相结合的方法,对储集层样品中不同赋存状态的烃类进行分离;再利用气相色谱-质谱联用仪进行组分分析,并结合包裹体均一温度、荧光光谱分析,研究了各类烃之间的关系及充注期次。结果表明,鄂尔多斯盆地三叠系延长组长8含油砂岩中存在4种不同赋存状态的烃类,即游离烃、封闭烃、碳酸盐胶结物包裹体烃以及长石与石英包裹体烃。其中,游离烃的含量在抽提物中占绝对优势,平均为93.4%。包裹体烃荧光光谱λmaxQF535Q650/500等参数对比分析表明,长石、石英、碳酸盐胶结物包裹体烃成熟度依次增大,其中长石和石英中包裹体烃的荧光光谱各项参数数值相近,而与碳酸盐包裹体烃差异较大。C29ββ/(αα+ββ)与C2920S/(20S+20R)值和甲基菲比值对比分析表明,长石与石英包裹体烃、碳酸盐胶结物包裹体烃、封闭烃、游离烃的热演化程度呈现依次增高的趋势,且游离烃与封闭烃的热演化程度相近。成岩序列、热演化程度分析等综合研究认为长8油藏是一个连续成藏过程,该过程包括3期主要充注,其中晚期充注代表了主成藏期,储集层具有先致密后成藏的特征。图9表3参24
  • 金民东, 谭秀成, 童明胜, 曾伟, 刘宏, 钟波, 刘庆松, 连承波, 周星合, 许浒, 罗冰
    石油勘探与开发, 2017, 44(1): 58-68. https://doi.org/10.11698/PED.2017.01.07
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    基于四川盆地高石梯—磨溪地区三维地震和钻孔资料,论证并选取龙王庙组顶—寒武系底界印模地震厚度来表征震旦系灯影组四段岩溶古地貌。灯四段岩溶古地貌可进一步划分为岩溶台面、斜坡和叠合斜坡3种地貌单元,且不同地貌单元具有不同的古水文条件,进而控制了岩溶作用强度和储集层质量差异。其中,叠合斜坡区域溶蚀作用最强,发育较大型的溶沟、溶洞系统,其储集空间主要为蜂窝状溶蚀孔洞,质量最好;台面斜坡溶蚀作用有所减弱,发育较小型的溶沟、溶洞系统,储集层质量相对变差;岩溶台面区域溶蚀作用最弱,主要发育小型花斑状岩溶系统,储集空间多为针孔—较小的溶蚀孔洞,整体质量相对较差,局部也存在质量较好储集体。结果表明,除高勘探程度的西部台缘带外,台内勘探程度较低的台面斜坡也可作为灯四段有利勘探区带。图11表1参23
  • 腾格尔, 申宝剑, 俞凌杰, 仰云峰, 张文涛, 陶成, 席斌斌, 张庆珍, 鲍芳, 秦建中
    石油勘探与开发, 2017, 44(1): 69-78. https://doi.org/10.11698/PED.2017.01.08
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    综合运用有机超显微组分识别、聚焦离子束扫描电镜、高温高压等温吸附和页岩气稀有气体同位素年龄测定等技术,深入研究四川盆地涪陵地区页岩气主力产层上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组的烃源品质、有机质孔隙发育特征、页岩气赋存形式和封存机制。结果表明:①五峰组—龙马溪组富有机质页岩主要形成于表层水生产力高、底层水缺氧的沉积环境,TOC值呈两段式分布,下段TOC≥3%,主要由浮游藻类、疑源类、细菌和笔石等成烃生物及残留沥青组成,其中笔石是TOC值的主要贡献者之一,但页岩气主要来自浮游藻类、疑源类等富氢富脂质有机质及由其生成的液态烃裂解。②有机质孔隙主要发育在固体沥青和富氢有机质中,是页岩气的主要储集空间。笔石等大量有机质呈纹层状、堆积式分布,为页岩气提供了更多的储存空间和各类孔隙连通、流体流动的优势通道。③涪陵页岩气处于超临界状态,以游离气为主。页岩气封闭体系的形成时间与生气高峰期之间的有效匹配,以及后期构造活动对页岩气封存条件的改造程度低是复杂构造区高热演化页岩气滞留富集的关键,页岩的吸附作用、毛管封闭以及低速扩散形成了页岩气微观滞留富集机制。可见,复杂构造区高热演化海相页岩气的形成与富集受缺氧的沉积环境、优质的烃源品质、优越的储集空间和良好的封存条件综合控制。图10表1参35
  • 戴晓峰, 张明, 江青春, 冯周
    石油勘探与开发, 2017, 44(1): 79-88. https://doi.org/10.11698/PED.2017.01.09
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    基于近年来新的测井和地震资料,综合利用地球物理技术对四川盆地中部(川中地区)下二叠统茅口组岩溶储集层开展研究。定量岩石物理建模和分析表明,随着孔隙度、泥质含量以及含气饱和度的增加,岩溶储集层的纵、横波速度和密度均呈减小的趋势。基于岩石物理模型的地震正演分析结果证实,川中地区岩溶储集层在茅口组顶面具有弱振幅、低频率的“暗点”地震反射特征。通过地震属性和波阻抗反演预测了4个规模有利岩溶储集层发育带。综合评价认为川中地区茅口组岩溶储集层具备形成上倾岩性尖灭型岩性气藏的成藏条件,预测射洪西部和盐亭地区为川中地区最为有利的勘探区带。图11表1参14
  • 油气田开发
  • 成友友, 穆龙新, 朱恩永, 张培军, 郭春秋, 冷有恒, 魏占军, 陈鹏羽, 邢玉忠, 程木伟, 史海东, 张良杰
    石油勘探与开发, 2017, 44(1): 89-96. https://doi.org/10.11698/PED.2017.01.10
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    以土库曼斯坦阿姆河右岸气田为例,系统研究碳酸盐岩气藏气井出水规律及机理。阿姆河右岸碳酸盐岩气藏主要出水来源为凝析水、工程液和地层水,根据单一与混合2种出水来源,分别建立水性-水气比判别法和氯离子守恒判别法,以此甄别出产出地层水的气井。通过建立产水诊断曲线,将气井出水规律划分为“1型”、“2型”和“3型”3种模式。结合储集层静、动态研究成果综合分析认为:“1型”出水模式气井的储集层类型以孔隙(洞)型为主,出水机理为底水沿基质孔隙的锥进;“2型”出水模式气井的储集层类型以裂缝-孔隙型为主,出水机理为底水沿天然裂缝的突进;“3型”出水模式气井的储集层类型以缝洞型为主,出水机理为底水沿大型缝洞的上窜。图16表1参14
  • 刘彦成, 罗宪波, 康凯, 李廷礼, 蒋曙鸿, 张俊, 张章, 李云婷
    石油勘探与开发, 2017, 44(1): 97-103. https://doi.org/10.11698/PED.2017.01.11
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    基于对蓬莱19-3油田多层砂岩油藏定向井初期产能主要影响因素的研究,提出基于岩相约束的渗透率解释模型,建立了适用于海上多层砂岩油藏的定向井初期产能预测公式。蓬莱19-3油田定向井初期产能主要影响因素为渗透率和含油饱和度。利用蓬莱19-3油田岩心、扫描电镜、铸体薄片、测井和生产动态等资料,综合考虑储集层宏观沉积特征和微观孔隙结构对渗透率的影响,建立了基于岩相约束的多层砂岩油藏渗透率解释新模型。在渗透率校正的基础上,引入电阻增大率表征含油饱和度的影响,修正Vandervlis的定向井产能公式,得到适用于陆相多层砂岩油藏定向合采井初期产能的计算公式。研究结果表明,考虑岩相约束后的渗透率并引入电阻增大率后的产能预测公式计算精度高。图7表4参15
  • 刘晓蕾, 秦积舜, 韩海水, 李实, 姬泽敏
    石油勘探与开发, 2017, 44(1): 104-109. https://doi.org/10.11698/PED.2017.01.12
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    选取正二十烷、正二十四烷、正二十八烷、正三十二烷4种C16+重质正构烷烃,分别与CO2组成二元体系,通过系列恒质膨胀实验,获取各体系的泡点压力,分析了重质正构烷烃-CO2体系的相变边界变化规律及其机理。研究表明,重质正构烷烃-CO2体系的泡点压力随CO2含量的增加大幅度升高,随温度升高呈直线增大趋势。CO2摩尔分数小于等于50%时,重质正构烷烃-CO2体系的泡点压力随碳数增加略有下降,且CO2摩尔分数越大降幅越大;CO2摩尔分数等于75%时,重质正构烷烃-CO2体系泡点压力随碳数增加略有增加。CO2含量小于等于50%时,随烷烃碳原子数的增加,体系的泡点压力受温度变化的影响减小;CO2含量等于75%时,随烷烃碳原子数的增加,重质正构烷烃-CO2体系泡点压力受温度变化的影响基本不变。从微观尺度分析,重质正构烷烃-CO2体系相变边界呈上述变化规律的原因在于重质正构烷烃分子链较长,分子间间隙较大,容纳CO2分子的能力较强,且易发生蜷曲。图7表1参16
  • 周亚洲, 王德民, 王志鹏, 曹睿
    石油勘探与开发, 2017, 44(1): 110-116. https://doi.org/10.11698/PED.2017.01.13
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    采用岩心驱替实验模拟油藏中原油乳化过程,通过可视岩心驱替实验研究乳状液形成机理,分析不同运移距离、乳化剂浓度和注入速度下形成乳状液的粒径分布及孔喉级别乳状液形成条件,通过测量形成的乳状液黏度、储能模量和耗能模量,研究乳状液的黏弹性。研究表明:多孔介质中乳状液形成机理主要为残余油卡断作用和乳化剂溶液的剪切作用。当运移距离大于1/3倍注采井距、乳化剂浓度为0.4%~0.5%、注入速度为0.3~0.4 mL/min时,能够形成稳定性较好的孔喉级别乳状液。当乳化剂浓度为0.4%和0.5%、剪切速度为7.34 s-1时,乳状液黏度可达48.6~70.3 mPa·s。随着乳化剂浓度的增加,乳状液的储能模量和耗能模量增大,乳状液黏弹性增强。图10表4参23
  • 石油工程
  • 赵金洲, 陈曦宇, 李勇明, 付斌, 许文俊
    石油勘探与开发, 2017, 44(1): 117-124. https://doi.org/10.11698/PED.2017.01.14
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    针对缝间应力干扰造成的段内各裂缝非均匀延伸问题,建立综合考虑应力干扰、流固耦合、多裂缝流量分配的分段多簇压裂裂缝动态延伸数值模型。基于建立的数值模型,研究了射孔孔眼摩阻、射孔簇间距、储集层岩石弹性模量、压裂液黏度对多条水力裂缝延伸形态的影响。模拟结果表明,考虑射孔孔眼摩阻时裂缝发育较为均衡;随着簇间距缩小、岩石弹性模量或压裂液黏度增大,应力干扰增大,导致部分裂缝缝宽变窄而减少进液,加剧了段内各裂缝的非均匀延伸。合理的孔眼摩阻能够有效促进多裂缝均匀延伸,为此提出了简便的射孔孔眼摩阻优化计算方法。通过估算压裂过程中缝间诱导应力值,定量计算出维持压裂段内裂缝均匀延伸所需的孔眼摩擦系数,并以此优选合理的射孔工程参数。采用射孔摩阻优化方法对1口水平井射孔参数进行计算,数值模拟结果及现场压裂效果显示,优化后的射孔参数能够有效维持各裂缝均衡发育。图7表2参20
  • 范宜仁, 吴俊晨, 吴飞, 周灿灿, 李潮流
    石油勘探与开发, 2017, 44(1): 125-129. https://doi.org/10.11698/PED.2017.01.15
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    在攻克大尺寸样品模块饱和加压、侵入室设计、钻井液侵入装置密封保压和钻井液侵入全过程动态监测等关键技术难题的基础上,设计并制造了地层模块尺度下的钻井液侵入多功能物理模拟系统,总结了钻井液侵入过程中砂岩地层模块的电阻率、压力和泥饼参数的变化规律。介绍了该系统的设计思路、组成和各部分的功能,实施了砂岩地层模块钻井液侵入实验,结果表明:盐水钻井液侵入过程中,地层模块径向电阻率向远离井筒方向依次开始减小;侵入初期泥饼逐渐形成,其厚度增加而孔隙度、渗透性降低,地层模块径向压力梯度迅速降低,侵入中后期泥饼性质、砂岩模块径向压力梯度趋于稳定。设计的系统仿真度高、利用率高、可操作性强,可用于揭示砂岩储集层钻井液侵入机理、分析钻井液侵入特征、完善测井响应钻井液侵入校正方法等。图10参16
  • JAMALI Ali,ETTEHADTAVAKKOL Amin
    石油勘探与开发, 2017, 44(1): 130-136. https://doi.org/10.11698/PED.2017.01.16
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    针对电容电阻模型在大型成熟油田应用时存在的问题,选用了生产井电容电阻模型(CRMP),提出了其在大型成熟油田的简化应用方法,并进行了实例分析。结合大型成熟油田的特征,给出了CRMP简化推导方法。通过优化求解方法缩短求解时间、提高收敛速率,包括应用全局优化算法,计算CRMP目标函数的解析梯度向量及Hessian矩阵并应用于解算器中,进行参数缩放等,使CRMP可以应用于大型油田。通过逐步历史拟合可提高CRMP模拟结果的可靠性。实例分析结果表明,采用该方法得到的连通性分析结果与生产实际相符,验证了该方法的可靠性。根据CRMP模拟结果,可以有效分析注入井与其周围生产井的连通性,并进行相关分析,例如判断哪些注水井可以改注二氧化碳以及某二氧化碳注入井是否适宜注二氧化碳等。图6表3参12
  • 郑雅丽, 赵艳杰, 丁国生, 武志德, 陆守权, 赖欣, 邱小松, 杨冬, 韩冰洁, 王玲欣
    石油勘探与开发, 2017, 44(1): 137-143. https://doi.org/10.11698/PED.2017.01.17
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    针对目前国内盐矿普遍发育厚夹层的问题,通过室内实验、数值模拟和现场试验,分析厚夹层是否可以垮塌,以实现上下盐层连通,扩大单腔储气空间。分析夹层的水溶机理、水浸后力学参数变化规律后发现:水浸后夹层呈蜂窝状溶解且产生裂缝,利于剥落,剥落残渣占据空间较小;水浸后夹层力学强度明显降低,易发生破坏,有利于夹层垮塌。利用夹层垮塌临界跨度计算模型可预测夹层垮塌时机,通过数值模拟获得了厚夹层垮塌规律,表明夹层厚度越小,夹层埋深、腾空跨度和盐腔高度越大,夹层垮塌的可能性越大。提出了“充分浸泡夹层、二次建槽”的设计思路,针对某储气库12 m厚夹层进行造腔试验设计,并在2口井进行了现场试验,表明厚夹层可以垮塌,且增加了造腔高度,提高了单腔工作气量,具有技术和经济可行性。图4表2参11
  • 综合研究
  • 邹才能, 丁云宏, 卢拥军, 刘先贵, 陈建军, 王欣, 杨正明, 才博, 杨智, 何春明, 王臻, 骆雨田
    石油勘探与开发, 2017, 44(1): 144-154. https://doi.org/10.11698/PED.2017.01.18
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    低渗透、致密油气及页岩油气在全球能源格局中占据愈发重要的地位,面临动用难度大、产量递减快、采收率低、开采成本高等亟需解决难题。为此提出“人工油气藏”开发新概念、新理念及技术方法新体系。提出以“甜点区”为基本单元,对渗透性差的油气区采取压裂、注入与采出一体化方式,形成一个“人工油气藏”,以提高采收率并进行规模经济开发。通过井群开发、压裂造缝和针对性流体介质注入,改变地下流体渗流环境和补充地层能量,在“甜点区”单元内形成“人造高渗透区”与“重构渗流场”,建立了“人工油气藏”地质、开发、生产、管理和决策综合信息管理系统,实现低渗透、致密油气与页岩油气大规模、有效益、可持续开发。创建了基于大数据的三维地震地质“甜点区”评价技术、井群大平台开发技术、体积改造人工智能造缝技术、渗吸置换与能量补充开采技术、基于云计算的“人工油气藏”智能管理技术,构建智慧油气田。在国内5大致密油气、页岩气区开展235井次先导性试验,致密油压采效果比以往常规技术提高2倍,页岩气实现商业开发,展示出良好应用前景。图4表2参37
  • 学术讨论
  • 刘文汇, 腾格尔, 王晓锋, 黎茂稳, 胡广, 王杰, 卢龙飞, 赵恒, 陈强路, 罗厚勇
    石油勘探与开发, 2017, 44(1): 155-164. https://doi.org/10.11698/PED.2017.01.19
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    以塔里木盆地海相碳酸盐岩层系为重点,研究烃源岩发育与油气藏之间的关系,探讨中国高热演化程度、低TOC值(小于0.5%)海相碳酸盐岩层系作为烃源岩的可能性及其生烃机理。通过对塔里木盆地烃源岩分布与塔河油田油气藏的匹配关系、烃源岩成烃生物组合及其与油气藏的地球化学特征对比分析,建立海相碳酸盐岩烃源岩成烃物质评价方法。研究得出塔里木盆地塔河油田原油并非来自泥质烃源岩,而具有来源于碳酸盐岩烃源岩的明显特征,进一步揭示高热演化碳酸盐岩中被低估的生烃物质(有机酸盐)及碳酸盐岩中优质成烃生物组合是高热演化碳酸盐岩可以作为烃源岩的关键,有机酸盐具有高温裂解成烃、主体成气和成烃转化率高的生烃特征。塔里木盆地寒武系—中下奥陶统有效碳酸盐岩烃源岩的发育模式以陆棚模式为主。图6表1参85