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页岩油是我国中东部陆相含油盆地一种重要的非常规油气资源,但其勘探开发程度还远低于页岩气。
目前国内外相关研究的一个明显的薄弱环节在于,对页岩非均质性(包括有机质发育、分布的非均质性和无机矿物组成的非均质性)的重视不够、研究不够深入,因而缺少有效的描述技术;对于无机矿物组成(主要是粘土矿物)的非均质性,前人主要通过测井方法确定砂岩储集中的粘土矿物含量,而针对页岩中粘土矿物含量的测井评价还鲜见报道。
正是有机组成的非均质性决定着页岩油气的富集、分布规律、无机组成的非均质性制约着“储层”的可改造、压裂性,从而制约其可采性。
该项目围绕页岩油资源潜力分级评价、富集主控因素研究及应用取得主要创新点如下:
1. 首次依据物质平衡原理(容留油+排出油=生成油;容留油>饱和油,则排出;反之,则吸附/容留),在国内外30多个盆地(坳陷)3万余页岩热解数据统计基础上,建立含油性的三分性图版将页岩油资源分为三级:分散资源、富集资源、低效资源。
2. 建立了页岩储层的岩性、岩相分类标准,剖析了其成因、分布及其与有机质富集的关系。
3. 在微观孔喉特征表征及分类的基础上,探索建立了致密储层成储下限及分级评价标准。
4. 针对页岩有机-无机非均质性强的特点,建立了页岩有机-无机非均质性评价模型原理是在测井对页岩油/岩石矿物响应(岩-电)实验基础上,联合页岩热解实验数据/矿物XRD数据通过优化求取改进的ΔLogR模型/全体积模型得到。
5. 提出页岩层系的划分标准,在页岩层系概念内,结合地质-地球物理刻画的页岩厚度与分布数据、测井有机-无机非均质性评价结果图件及页岩油分级评价标准,应用体积法评价模型和氯仿沥青“A”和S1的重烃、轻烃恢复方法,编写了非常规油气资源评价平台软件。
6. 构建了可动油量评价方法,设计研发油气吸附脱附驱替实验装置,并评价了靶区目标层位的可动油资源量。
7. 总结了页岩油富集、可采的主控因素及成藏模式,预测了页岩油有利区。主控因素包括5个方面:①生烃基础;②存储空间;③保存条件;④疏导通道;⑤原油物性。建立了3项分类/分级标准:①泥页岩岩相分类标准;②页岩油资源分级评价标准;③泥页岩储层分级评价标准。形成了3项技术:①不同岩相泥页岩数字岩心模型构建技术;②页岩油吸附量/游离量/可动量评价技术;③泥页岩储层无机非均质性和可压裂性评价技术。
该成果发表论文130篇,其中SCI收录50篇,EI收录57篇;授权国家发明专利20项、软件著作权14项;
培养博士10名、硕士35名成果在国内外30余个盆地/坳陷进行了成功应用,在西加盆地都沃内特特高含凝析油页岩气项目的勘探开发中取得了突破,实现了页岩油气的增储上产。
2013-2015三年间,累计产油气当量151.4万吨,新增利税47529万元,具有明显的经济效益和社会效益,推广应用前景广阔。