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内容介绍
本书对照国内外典型盆地致密油地质特征，系统总结了以鄂尔多斯盆地上三叠统延长组长7段为代表的陆相致密油勘探地质理论和配套技术新进展，阐述了近年来鄂尔多斯盆地致密油勘探实践取得重大突破的成功经验。本书在综合分析细粒沉积大面积展布、致密储层成藏机理及特征的基础上，预测了鄂尔多斯盆地致密油资源潜力，并对勘探成效进行阐述，将地质与地震、测井、钻完井等关键配套技术有机地融合，以进一步启发和指导非常规致密油气勘探的思路和方法，对中国非常规致密油气勘探起到一定的借鉴作用。

目录
目录
序
前言
第*章 绪论 1
第*节 致密油的概念 1
第二节 致密油分布及特征 4
一、国内外致密油的分布 5
二、国内外致密油特征 7
第三节 致密油的勘探历程 11
参考文献 15
第二章 致密油形成的区域地质背景 18
第*节 晚三叠世盆地构造格局 18
一、晚三叠世湖盆形成的区域动力背景 18
二、湖盆边界范围与构造属性 20
三、盆内沉积地层厚度与结构变化 25
四、晚三叠世鄂尔多斯湖盆原型与构造演化 29
第二节 晚三叠世盆地物源供给体系与沉积充填特征 30
一、物源供给体系 30
二、物源体系与盆内细粒沉积分布特征 31
三、盆内古地理、古地形变化对细粒沉积物分布的影响 34
第三节 晚三叠世盆地原型及构造演化对细粒沉积物的影响 37
一、晚三叠世盆地原型及构造演化对沉积物分散样式的控制 38
二、盆地沉积物分散样式对细粒沉积物分布的影响 39
三、晚三叠世盆地事件沉积对细粒沉积物分布的影响 39
参考文献 40
第三章 致密油大面积富砂特征与成因机理 43
第*节 致密油砂体沉积体系及特征 43
一、曲流河三角洲－湖泊沉积体系 43
二、辫状河三角洲－重力流－湖泊沉积体系 47
第二节 致密油细粒砂岩类型、特征与分布 54
一、致密油细粒砂岩的内涵及特征 55
二、致密油砂体结构类型及特征 57
三、致密油砂体空间展布 62
第三节 致密油砂体沉积过程模拟 67
一、水槽实验模型与参数的确定 68
二、实验过程与结果 72
三、实验结果分析 72
第四节 致密油大面积富砂成因机理 75
一、湖盆底形对砂体成因类型的控制作用 75
二、构造活动与物源供给耦合对富砂的控制作用 76
三、重力流沉积对深水区成砂的控制作用 77
四、湖平面变化对砂体空间展布的控制作用 79
参考文献 80
第四章 致密油储层精细表征与评价 83
第*节 致密油储层表征技术与方法 83
一、致密油储层常规表征技术 84
二、致密油储层非常规表征技术 86
三、致密油储层多尺度孔喉综合表征方法 88
第二节 致密油储层岩石学及储集特征 89
一、储层岩石学特征 90
二、储层微观孔隙结构特征 95
三、储层物性特征 108
第三节 致密油储层致密成因 111
一、沉积作用是储层致密的内在因素 112
二、成岩作用是储层致密化的关键 115
第四节 致密油储层裂缝发育特征及裂缝分布预测 127
一、致密油储层裂缝发育特征 128
二、致密油储层裂缝的影响因素 132
三、致密油储层裂缝分布预测 135
第五节 致密油储层敏感性与渗流特征 139
一、致密油储层敏感性 140
二、致密油储层润湿性 144
三、致密油储层渗流特征 145
第六节 致密油储层综合评价 147
一、致密油储层评价参数 147
二、储层评价标准及储层分类 150
参考文献 152
第五章 致密油烃源岩地球化学特征 156
第*节 烃源岩地球化学特征及成因机理 156
一、有机地球化学特征 156
二、成因机理 165
第二节 优质烃源岩的强排烃特征与意义 170
一、强排烃的地球化学效应 170
二、强排烃特征及意义 172
第三节 优质烃源岩的展布特征 174
一、优质烃源岩的分类识别 174
二、优质烃源岩的空间展布规律 177
参考文献 179
第六章 致密油成藏特征与富集规律 182
第*节 致密油特征 182
一、致密油油藏类型 182
二、致密油的微观赋存特征 183
三、致密油成藏组合 187
第二节 致密油聚集过程研究 189
一、致密油成藏期次 189
二、致密油充注动力 196
三、致密油成藏机理 200
第三节 致密油成藏主控因素与成藏模式 201
一、致密油成藏主控因素 201
二、成藏模式 209
参考文献 211
第七章 致密油地震勘探技术 214
第*节 致密油储层地震预测技术 214
一、岩石物理分析 214
二、地震波形分类及地震相分析 216
三、致密储层厚度及结构预测 219
第二节 致密油储层含油性地震预测技术 221
一、叠前弹性反演 221
二、叠前高亮体 222
第三节 储层脆性指数地震评价方法 224
一、变权系数岩石力学脆性指数预测 224
二、相控脆性指数预测 227
参考文献 230
第八章 致密油水平井钻完井技术 231
第*节 水平井快速钻井技术 231
一、钻头优化设计 231
二、防塌钻井液技术 232
第二节 丛式三维水平井钻井技术 235
一、三维水平井概述 235
二、井身结构优化设计 236
三、井眼轨迹控制技术 241
第三节 水平井固井技术 245
一、长水平段套管下入与居中技术 245
二、水泥浆体系 247
参考文献 250
第九章 致密油“三品质”测井定量评价技术 251
第*节 致密油评价参数体系 251
第二节 烃源岩品质测井评价 253
一、烃源岩测井响应特征 253
二、烃源岩分类标准建立 253
三、烃源岩品质定量评价 255
第三节 储层品质测井评价 261
一、岩石组分测井精细解释方法 261
二、砂体结构测井表征方法 266
三、孔隙结构测井评价方法 268
第四节 工程力学品质测井评价 271
一、地应力计算和地应力方向确定 271
二、岩石脆性参数定量计算 273
三、压裂缝高度预测技术 274
参考文献 277
第十章 致密油储层体积压裂改造技术 278
第*节 致密砂岩体积压裂裂缝网络特征 278
一、致密砂岩体积压裂裂缝特征 278
二、致密砂岩压裂形成复杂裂缝的关键地质因素 280
三、改造体积*大化设计 281
第二节 致密油长水平井体积压裂主体工艺 285
第三节 低成本体积压裂材料与工厂化作业模式 295
一、致密油滑溜水压裂液体系 295
二、工厂化作业模式 296
参考文献 298
第十一章 致密油资源评价与勘探成效 299
第*节 盆地致密油资源评价 299
一、致密油资源评价方法优选 299
二、盆地致密油资源评价 311
三、致密油储量计算标准 325
第二节 盆地致密油勘探成效 331
一、落实20亿吨级致密油规模储量 331
二、发现中国首*亿吨级致密油田 332
三、实现致密油有效动用 332
参考文献 335

在线试读
第*章 绪论
　　致密油是一种重要的非常规油气资源。随着世界经济的发展，各国对油气资源的需求量持续增加，常规油气资源越来越难以满足工业和经济发展的需求。目前，非常规油气资源的研究与利用已经成为世界油气勘探、开发的趋势。其中，致密油是非常规油气资源*具现实意义的一种。致密油资源在全球范围内均有分布，其中北美地区致密油资源特别丰富，勘探开发较早，且效果*为突出。北美地区致密油勘探的突破及商业性开发的成功，改变了美国乃至全球石油供应格局，并对世界油气勘探产生深远的影响。同时，在致密油勘探、开发目标驱动下，带动了一系列地质理论和工艺技术革新，被称为“致密油工业革命”。受之启发，我国开展了陆相盆地致密油攻关研究和勘探实践，并在鄂尔多斯、松辽、准噶尔、三塘湖等多个盆地获得重要发现。其中，鄂尔多斯盆地中生界三叠系延长组长7段致密油是我国陆相盆地致密油的典型代表，勘探成效非常显著，已形成较系统的理论和技术体系，在国内外引起广泛关注。
　　本章首先介绍致密油的概念，然后对全球范围内致密油的分布及不同地区致密油的基本特征进行介绍，*后以鄂尔多斯盆地致密油为重点，详细说明其勘探现状和勘探历程。
　　第*节 致密油的概念
　　在石油地质领域，“致密油”是一个新生名词，以至于尚未正式收入油气勘探、开发科技词汇中，仅在百度等网络词库中能检索到。应该说，致密油的名称*初译自国外，但在外文文献中其名称却并不统一，见到较多的有tight oil(直译为致密油)和shale oil(直译为页岩油)。例如：美国能源信息署(U. S. Energy Information Administration，EIA)解释致密油是低渗透率的砂岩、碳酸盐岩或页岩储层中生产的原油(原文为‘Tight oil’refers to crude oil and condensates produced from low-permeability sandstone，carbonate，and shale formations.)(EIA，2012①)，“页岩油”则指利用人工化学处理技术(包括地面热解或地下原位改质技术)在油页岩中开采出的油(原文为EIA use the terminology shale oil in that case when oil is made from the oil-shale，rock with kerogen，by artificial chemical process，pyrolysis，which can be surface or subsurface，in situ，technology.)(Papay，2014)。加拿大非常规资源协会(Canadian Society for Unconventional Resources，CSUR)解释致密油是一种赋存在很低渗透率岩石(砂岩、碳酸盐岩和页岩)中的轻质油，并指出这种石油只有经过诸如水平井加多级压裂等技术才能达到经济开采(原文为Tight oil is conventional light oil that is found with in very low permeability rocks，sandstones，carbonates，and shales. This oil will not flow at economic rate without，e. g. horizontal drilling coupled with multi-stage fracturing.)。关于致密油的渗透率界限也不统一，如：EIA ARI(先进资源国际公司)(2013①)界定致密油储层渗透率小于0.1×10－3μm2，Papay(2014)考虑到流度界定致密油储层渗透率小于1×10－3μm2。实际上，大多数情况下，外文文献中既没有对致密油(tight oil)进行严格定义也没有严格区分致密油(tight oil)和页岩油(shale oil)，只是其所指的地质目标与国内基本一致。如：北美的巴肯(Bakken)致密油藏，有的称为页岩油藏(shale oil play)，有的称为致密油藏(tight oil reservoir)。Crain(2011)在文中就把致密油(tight oil)和页岩油(shale oil)作为并列语用，并且指出：“实际上，常说的页岩气(shale gas)或致密油(tight oil)其储层也并不是真正的页岩(shale)，而是低孔隙度的泥岩或成层的泥质砂岩。”因此，作者认为外文文献中，“tight oil”和“shale oil”两种名称一般情况可以等同，都可以理解为致密油，只有特定情况下才需要加以区分。
　　在国内文献资料中，*早以定义形式提出“致密油”的是林森虎等(2011)撰写的“美国致密油开发现状及启示”。在该文中，作者首次对致密油给出了如下定义：致密油指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的自生自储、连续分布的石油聚集。文中指出，此处的页岩储集层是指富有机质的暗色页岩以及薄夹层状存在的粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩、砂岩地层，并总结了致密油的生产特点：一般无自然产能或低产，单井生产周期长；要开发好致密油资源需要的关键技术是多级水力压裂、重复压裂等储层改造技术和水平井开采技术。实际上，在此之前，国内也有少量文章中出现过致密油的叫法，但重点指致密油藏或致密储层，并没有做过明确的定义。在此之后，致密油的名称逐渐出现在专业会议和技术报道中。如：2011年12月，中国石油网刊登的文章“我国致密油气开发亟待升温”就再次引述邹才能等人对致密油的定义：致密油是指生油岩层系的各类致密储层中聚集的石油，经过了短距离运移，储层岩性主要包括粉砂岩、泥质粉砂岩以及碳酸盐岩等。
　　2011年12月18日，国家油气重大专项“中国大型油气田及煤层气勘探开发技术发展战略”(2011ZX05043)与中国石油长庆油田分公司在西安组织召开了“我国致密油勘探进展与资源潜力研讨会”，对致密油定义的形成具有里程碑意义。会议以“致密油——全球非常规石油勘探开发新热点”为主题，交流了国内外致密油勘探新进展、地质新认识与技术；研讨了中国致密油的类型、地质特征、评价标准及资源前景；分析了中国致密油的勘探开发前景，提出了未来发展的战略重点和建议(许怀先、李建忠，2012)。在这次会议上，关于致密油的地质概念形成了以下5个方面重要的认识：第*，致密油不等同于页岩油，主要类型有致密砂岩油和致密灰岩油等。第二，中国致密油有5个地质特点：①主要为陆相湖盆体系；②与良好生油岩互生，有机碳含量(TOC)高、成熟度(Ro)适宜；③白云岩、砂岩储集层类型多样，砂岩横向变化大，部分为薄互层；④面积、规模相对较小；⑤晚期构造变动复杂。第三，致密油有10项基本评价指标：①孔隙度与渗透率；②基质孔类型(有机/无机)；③流体品质、可流动性；④储集层压力；⑤可压裂性(脆性、矿物含量、天然裂缝)；⑥烃源岩TOC、Ro值；⑦储集层厚度；⑧构造复杂性；⑨埋藏深度；⑩地面压裂条件(水、环保因素、井场)。第四，中国致密油资源潜力大，应加快发展鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7段、准噶尔盆地二叠系和四川盆地侏罗系致密油。第五，应加强基础研究，深化致密油气孔喉结构渗流机理认识，重新评价地质和技术油气资源量，加强水平井和压裂技术攻关，整体突破非常规致密油新领域。这次会议是在中国致密油勘探和研究起步的关键时期召开的一次重要会议。会议基本确定了国内致密油的地质概念和致密油研究攻关的目标，对未来中国致密油的发展起到了重要的推动作用。此后，致密油的名称在学术领域被广泛采用。
　　然而，新的名称还缺乏严格的定义，造成应用过程中一些与致密油相似的概念很容易相互混淆。例如：“页岩油”、“致密储层”、“致密气”、“页岩气”、“非常规资源”、“低渗透、特低渗透、超低渗透”等。因此，不同的专家尝试对致密油进行了定义(赵政璋等，2012；贾承造等，2012；邹才能等，2012；姚泾利等，2013；童晓光，2012；景东升等，2012；姜在兴等，2014)，采用的定义语有所差别，未能得到统一。更为重要的是，不同单位或学者对致密油范畴的理解存在偏差，这制约甚至阻碍对致密油的研究和开发，特别是没有统一明确的致密油概念，不能区分攻关目标和对象，很难抓住核心问题开展研究。
　　随着国家对非常规油气资源的重视及油气勘探、开发技术的进步，准确定义致密油概念被提上日程并得到重视。2013年，在历经3年研究和实践的基础上，行业标准《致密油地质评价方法》(SY/T6943－2013)正式发布。在该标准中，致密油被定义为：“储集在覆压基质渗透率小于或等于0.2×10－3μm2(空气渗透率小于2×10－3μm2)的致密砂岩、致密碳酸盐岩等储集层中的石油；单井一般无自然产能或自然产能低于工业油流下限，但在一定经济条件和技术措施下可获得工业石油产量。通常情况下，这些措施包括酸化压裂、多级压裂、水平井、多分支井等。”从文字表述来看，该标准主要是通过储层渗透率来定义致密油的。根据这个定义，我国主要盆地均不同程度地发育致密油。特别是很多盆地以往所说的“低渗透储层”、“表外储层”、“致密难动用储层”等都被列入致密油的范畴。
　　以低渗透著称的鄂尔多斯盆地，空气渗透率小于2×10－3μm2的储层占三叠系储层中的近一半，且通过研究攻关，以西峰油田、华庆油田为代表的储层空气渗透率在0.3×10－3~2×10－3μm2的油藏都已经成功开发(付金华等，2014，2015)，若再列入致密油范畴，将给油藏分类、攻关研究造成很大的困惑。考虑到鄂尔多斯盆地实际情况，为聚焦攻关目标，并与生产和研究需求相统一，长庆油田在企业标准《鄂尔多斯盆地致密油储层评价方法》(Q/SYCQ 3534－2015)中对鄂尔多斯盆地致密油做了专门的定义：“指赋存于与烃源岩互层共生或紧邻的致密储层中，未经过大规模运移的石油聚集，其地面空气渗透率一般低于0.3×10－3μm2，以三叠系延长组长7段致密砂岩油*为典型。这种石油资源一般无自然产能，须对储层进行大规模体积压裂改造或通过水平井方式开采方可以获得商业性开发。”
　　需要指出的是，鄂尔多斯盆地致密油的定义与行业标准并不矛盾，与之具有统一性，只是鄂尔多斯盆地致密油的界定标准更为严格，也更加符合盆地石油勘探、开发实际。在本书中，对于鄂尔多斯盆地致密油采用长庆油田的定义，国内其他盆地致密油主要依据行业标准界定，国外致密油则采用更为广义的致密油概念。
　　目前，鄂尔多斯盆地致密油已逐渐为行业内所熟悉，然而其名称和地质概念的建立实属不易(牛小兵等，2016)。从*初国外“页岩油”概念引入国内，到后来“致密油”、“页岩油”混用的模糊状态，以至引发了地质研究人员很长一段时间的困惑：“到底什么是致密油？”，“致密油和低渗透有什么本质区别？”。面对这些困惑，长庆油田的地质工作者主要从以下几个方面进行了厘定：首先，从国内学者一般认可的覆压渗透率小于0.1×10－3μm2(地面空气渗透率小于1×10－3μm2)的基本概念入手，大致圈定盆地“致密油”的资源分布(长庆油田中生界已有石油探明储量的50％以上、资源量70％以上属于这个范围)。其次，这种用渗透率划定的致密油界限是依据十分宽泛的国内不同油田和盆地给定的，是否符合鄂尔多斯盆地的生产实际，还需要分析其必要的界定条件，即“常规工艺改造难以有效动用”和“水平井＋体积压裂技术可以实现效益开发”两个必要条件。*后，无论国外还是国内，无论海相还是陆相，对致密油有一点共识即“与烃源岩互层共生或紧邻的致密储层”，这也是划定是否为致密油的重要地质依据。因此，将盆地致密油定义为“与烃源岩互层共生或紧邻的致密砂岩储层(地面空气渗透率<0.3×10－3μm2)中聚集的石油”就符合长庆油田的实情。目前，鄂尔多

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