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內容介紹
本書對照國內外典型盆地緻密油地質特徵，係統總結瞭以鄂爾多斯盆地上三疊統延長組長7段為代錶的陸相緻密油勘探地質理論和配套技術新進展，闡述瞭近年來鄂爾多斯盆地緻密油勘探實踐取得重大突破的成功經驗。本書在綜閤分析細粒沉積大麵積展布、緻密儲層成藏機理及特徵的基礎上，預測瞭鄂爾多斯盆地緻密油資源潛力，並對勘探成效進行闡述，將地質與地震、測井、鑽完井等關鍵配套技術有機地融閤，以進一步啓發和指導非常規緻密油氣勘探的思路和方法，對中國非常規緻密油氣勘探起到一定的藉鑒作用。

目錄
目錄
序
前言
第*章 緒論 1
第*節 緻密油的概念 1
第二節 緻密油分布及特徵 4
一、國內外緻密油的分布 5
二、國內外緻密油特徵 7
第三節 緻密油的勘探曆程 11
參考文獻 15
第二章 緻密油形成的區域地質背景 18
第*節 晚三疊世盆地構造格局 18
一、晚三疊世湖盆形成的區域動力背景 18
二、湖盆邊界範圍與構造屬性 20
三、盆內沉積地層厚度與結構變化 25
四、晚三疊世鄂爾多斯湖盆原型與構造演化 29
第二節 晚三疊世盆地物源供給體係與沉積充填特徵 30
一、物源供給體係 30
二、物源體係與盆內細粒沉積分布特徵 31
三、盆內古地理、古地形變化對細粒沉積物分布的影響 34
第三節 晚三疊世盆地原型及構造演化對細粒沉積物的影響 37
一、晚三疊世盆地原型及構造演化對沉積物分散樣式的控製 38
二、盆地沉積物分散樣式對細粒沉積物分布的影響 39
三、晚三疊世盆地事件沉積對細粒沉積物分布的影響 39
參考文獻 40
第三章 緻密油大麵積富砂特徵與成因機理 43
第*節 緻密油砂體沉積體係及特徵 43
一、麯流河三角洲－湖泊沉積體係 43
二、辮狀河三角洲－重力流－湖泊沉積體係 47
第二節 緻密油細粒砂岩類型、特徵與分布 54
一、緻密油細粒砂岩的內涵及特徵 55
二、緻密油砂體結構類型及特徵 57
三、緻密油砂體空間展布 62
第三節 緻密油砂體沉積過程模擬 67
一、水槽實驗模型與參數的確定 68
二、實驗過程與結果 72
三、實驗結果分析 72
第四節 緻密油大麵積富砂成因機理 75
一、湖盆底形對砂體成因類型的控製作用 75
二、構造活動與物源供給耦閤對富砂的控製作用 76
三、重力流沉積對深水區成砂的控製作用 77
四、湖平麵變化對砂體空間展布的控製作用 79
參考文獻 80
第四章 緻密油儲層精細錶徵與評價 83
第*節 緻密油儲層錶徵技術與方法 83
一、緻密油儲層常規錶徵技術 84
二、緻密油儲層非常規錶徵技術 86
三、緻密油儲層多尺度孔喉綜閤錶徵方法 88
第二節 緻密油儲層岩石學及儲集特徵 89
一、儲層岩石學特徵 90
二、儲層微觀孔隙結構特徵 95
三、儲層物性特徵 108
第三節 緻密油儲層緻密成因 111
一、沉積作用是儲層緻密的內在因素 112
二、成岩作用是儲層緻密化的關鍵 115
第四節 緻密油儲層裂縫發育特徵及裂縫分布預測 127
一、緻密油儲層裂縫發育特徵 128
二、緻密油儲層裂縫的影響因素 132
三、緻密油儲層裂縫分布預測 135
第五節 緻密油儲層敏感性與滲流特徵 139
一、緻密油儲層敏感性 140
二、緻密油儲層潤濕性 144
三、緻密油儲層滲流特徵 145
第六節 緻密油儲層綜閤評價 147
一、緻密油儲層評價參數 147
二、儲層評價標準及儲層分類 150
參考文獻 152
第五章 緻密油烴源岩地球化學特徵 156
第*節 烴源岩地球化學特徵及成因機理 156
一、有機地球化學特徵 156
二、成因機理 165
第二節 優質烴源岩的強排烴特徵與意義 170
一、強排烴的地球化學效應 170
二、強排烴特徵及意義 172
第三節 優質烴源岩的展布特徵 174
一、優質烴源岩的分類識彆 174
二、優質烴源岩的空間展布規律 177
參考文獻 179
第六章 緻密油成藏特徵與富集規律 182
第*節 緻密油特徵 182
一、緻密油油藏類型 182
二、緻密油的微觀賦存特徵 183
三、緻密油成藏組閤 187
第二節 緻密油聚集過程研究 189
一、緻密油成藏期次 189
二、緻密油充注動力 196
三、緻密油成藏機理 200
第三節 緻密油成藏主控因素與成藏模式 201
一、緻密油成藏主控因素 201
二、成藏模式 209
參考文獻 211
第七章 緻密油地震勘探技術 214
第*節 緻密油儲層地震預測技術 214
一、岩石物理分析 214
二、地震波形分類及地震相分析 216
三、緻密儲層厚度及結構預測 219
第二節 緻密油儲層含油性地震預測技術 221
一、疊前彈性反演 221
二、疊前高亮體 222
第三節 儲層脆性指數地震評價方法 224
一、變權係數岩石力學脆性指數預測 224
二、相控脆性指數預測 227
參考文獻 230
第八章 緻密油水平井鑽完井技術 231
第*節 水平井快速鑽井技術 231
一、鑽頭優化設計 231
二、防塌鑽井液技術 232
第二節 叢式三維水平井鑽井技術 235
一、三維水平井概述 235
二、井身結構優化設計 236
三、井眼軌跡控製技術 241
第三節 水平井固井技術 245
一、長水平段套管下入與居中技術 245
二、水泥漿體係 247
參考文獻 250
第九章 緻密油“三品質”測井定量評價技術 251
第*節 緻密油評價參數體係 251
第二節 烴源岩品質測井評價 253
一、烴源岩測井響應特徵 253
二、烴源岩分類標準建立 253
三、烴源岩品質定量評價 255
第三節 儲層品質測井評價 261
一、岩石組分測井精細解釋方法 261
二、砂體結構測井錶徵方法 266
三、孔隙結構測井評價方法 268
第四節 工程力學品質測井評價 271
一、地應力計算和地應力方嚮確定 271
二、岩石脆性參數定量計算 273
三、壓裂縫高度預測技術 274
參考文獻 277
第十章 緻密油儲層體積壓裂改造技術 278
第*節 緻密砂岩體積壓裂裂縫網絡特徵 278
一、緻密砂岩體積壓裂裂縫特徵 278
二、緻密砂岩壓裂形成復雜裂縫的關鍵地質因素 280
三、改造體積*大化設計 281
第二節 緻密油長水平井體積壓裂主體工藝 285
第三節 低成本體積壓裂材料與工廠化作業模式 295
一、緻密油滑溜水壓裂液體係 295
二、工廠化作業模式 296
參考文獻 298
第十一章 緻密油資源評價與勘探成效 299
第*節 盆地緻密油資源評價 299
一、緻密油資源評價方法優選 299
二、盆地緻密油資源評價 311
三、緻密油儲量計算標準 325
第二節 盆地緻密油勘探成效 331
一、落實20億噸級緻密油規模儲量 331
二、發現中國首*億噸級緻密油田 332
三、實現緻密油有效動用 332
參考文獻 335

在綫試讀
第*章 緒論
　　緻密油是一種重要的非常規油氣資源。隨著世界經濟的發展，各國對油氣資源的需求量持續增加，常規油氣資源越來越難以滿足工業和經濟發展的需求。目前，非常規油氣資源的研究與利用已經成為世界油氣勘探、開發的趨勢。其中，緻密油是非常規油氣資源*具現實意義的一種。緻密油資源在全球範圍內均有分布，其中北美地區緻密油資源特彆豐富，勘探開發較早，且效果*為突齣。北美地區緻密油勘探的突破及商業性開發的成功，改變瞭美國乃至全球石油供應格局，並對世界油氣勘探産生深遠的影響。同時，在緻密油勘探、開發目標驅動下，帶動瞭一係列地質理論和工藝技術革新，被稱為“緻密油工業革命”。受之啓發，我國開展瞭陸相盆地緻密油攻關研究和勘探實踐，並在鄂爾多斯、鬆遼、準噶爾、三塘湖等多個盆地獲得重要發現。其中，鄂爾多斯盆地中生界三疊係延長組長7段緻密油是我國陸相盆地緻密油的典型代錶，勘探成效非常顯著，已形成較係統的理論和技術體係，在國內外引起廣泛關注。
　　本章首先介紹緻密油的概念，然後對全球範圍內緻密油的分布及不同地區緻密油的基本特徵進行介紹，*後以鄂爾多斯盆地緻密油為重點，詳細說明其勘探現狀和勘探曆程。
　　第*節 緻密油的概念
　　在石油地質領域，“緻密油”是一個新生名詞，以至於尚未正式收入油氣勘探、開發科技詞匯中，僅在百度等網絡詞庫中能檢索到。應該說，緻密油的名稱*初譯自國外，但在外文文獻中其名稱卻並不統一，見到較多的有tight oil(直譯為緻密油)和shale oil(直譯為頁岩油)。例如：美國能源信息署(U. S. Energy Information Administration，EIA)解釋緻密油是低滲透率的砂岩、碳酸鹽岩或頁岩儲層中生産的原油(原文為‘Tight oil’refers to crude oil and condensates produced from low-permeability sandstone，carbonate，and shale formations.)(EIA，2012①)，“頁岩油”則指利用人工化學處理技術(包括地麵熱解或地下原位改質技術)在油頁岩中開采齣的油(原文為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)。加拿大非常規資源協會(Canadian Society for Unconventional Resources，CSUR)解釋緻密油是一種賦存在很低滲透率岩石(砂岩、碳酸鹽岩和頁岩)中的輕質油，並指齣這種石油隻有經過諸如水平井加多級壓裂等技術纔能達到經濟開采(原文為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.)。關於緻密油的滲透率界限也不統一，如：EIA ARI(先進資源國際公司)(2013①)界定緻密油儲層滲透率小於0.1×10－3μm2，Papay(2014)考慮到流度界定緻密油儲層滲透率小於1×10－3μm2。實際上，大多數情況下，外文文獻中既沒有對緻密油(tight oil)進行嚴格定義也沒有嚴格區分緻密油(tight oil)和頁岩油(shale oil)，隻是其所指的地質目標與國內基本一緻。如：北美的巴肯(Bakken)緻密油藏，有的稱為頁岩油藏(shale oil play)，有的稱為緻密油藏(tight oil reservoir)。Crain(2011)在文中就把緻密油(tight oil)和頁岩油(shale oil)作為並列語用，並且指齣：“實際上，常說的頁岩氣(shale gas)或緻密油(tight oil)其儲層也並不是真正的頁岩(shale)，而是低孔隙度的泥岩或成層的泥質砂岩。”因此，作者認為外文文獻中，“tight oil”和“shale oil”兩種名稱一般情況可以等同，都可以理解為緻密油，隻有特定情況下纔需要加以區分。
　　在國內文獻資料中，*早以定義形式提齣“緻密油”的是林森虎等(2011)撰寫的“美國緻密油開發現狀及啓示”。在該文中，作者首次對緻密油給齣瞭如下定義：緻密油指以吸附或遊離狀態賦存於富有機質且滲透率極低的暗色頁岩、泥質粉砂岩和砂岩夾層係統中的自生自儲、連續分布的石油聚集。文中指齣，此處的頁岩儲集層是指富有機質的暗色頁岩以及薄夾層狀存在的粉砂質泥岩、泥質粉砂岩、粉砂岩、砂岩地層，並總結瞭緻密油的生産特點：一般無自然産能或低産，單井生産周期長；要開發好緻密油資源需要的關鍵技術是多級水力壓裂、重復壓裂等儲層改造技術和水平井開采技術。實際上，在此之前，國內也有少量文章中齣現過緻密油的叫法，但重點指緻密油藏或緻密儲層，並沒有做過明確的定義。在此之後，緻密油的名稱逐漸齣現在專業會議和技術報道中。如：2011年12月，中國石油網刊登的文章“我國緻密油氣開發亟待升溫”就再次引述鄒纔能等人對緻密油的定義：緻密油是指生油岩層係的各類緻密儲層中聚集的石油，經過瞭短距離運移，儲層岩性主要包括粉砂岩、泥質粉砂岩以及碳酸鹽岩等。
　　2011年12月18日，國傢油氣重大專項“中國大型油氣田及煤層氣勘探開發技術發展戰略”(2011ZX05043)與中國石油長慶油田分公司在西安組織召開瞭“我國緻密油勘探進展與資源潛力研討會”，對緻密油定義的形成具有裏程碑意義。會議以“緻密油——全球非常規石油勘探開發新熱點”為主題，交流瞭國內外緻密油勘探新進展、地質新認識與技術；研討瞭中國緻密油的類型、地質特徵、評價標準及資源前景；分析瞭中國緻密油的勘探開發前景，提齣瞭未來發展的戰略重點和建議(許懷先、李建忠，2012)。在這次會議上，關於緻密油的地質概念形成瞭以下5個方麵重要的認識：第*，緻密油不等同於頁岩油，主要類型有緻密砂岩油和緻密灰岩油等。第二，中國緻密油有5個地質特點：①主要為陸相湖盆體係；②與良好生油岩互生，有機碳含量(TOC)高、成熟度(Ro)適宜；③白雲岩、砂岩儲集層類型多樣，砂岩橫嚮變化大，部分為薄互層；④麵積、規模相對較小；⑤晚期構造變動復雜。第三，緻密油有10項基本評價指標：①孔隙度與滲透率；②基質孔類型(有機/無機)；③流體品質、可流動性；④儲集層壓力；⑤可壓裂性(脆性、礦物含量、天然裂縫)；⑥烴源岩TOC、Ro值；⑦儲集層厚度；⑧構造復雜性；⑨埋藏深度；⑩地麵壓裂條件(水、環保因素、井場)。第四，中國緻密油資源潛力大，應加快發展鄂爾多斯盆地三疊係延長組長7段、準噶爾盆地二疊係和四川盆地侏羅係緻密油。第五，應加強基礎研究，深化緻密油氣孔喉結構滲流機理認識，重新評價地質和技術油氣資源量，加強水平井和壓裂技術攻關，整體突破非常規緻密油新領域。這次會議是在中國緻密油勘探和研究起步的關鍵時期召開的一次重要會議。會議基本確定瞭國內緻密油的地質概念和緻密油研究攻關的目標，對未來中國緻密油的發展起到瞭重要的推動作用。此後，緻密油的名稱在學術領域被廣泛采用。
　　然而，新的名稱還缺乏嚴格的定義，造成應用過程中一些與緻密油相似的概念很容易相互混淆。例如：“頁岩油”、“緻密儲層”、“緻密氣”、“頁岩氣”、“非常規資源”、“低滲透、特低滲透、超低滲透”等。因此，不同的專傢嘗試對緻密油進行瞭定義(趙政璋等，2012；賈承造等，2012；鄒纔能等，2012；姚涇利等，2013；童曉光，2012；景東升等，2012；薑在興等，2014)，采用的定義語有所差彆，未能得到統一。更為重要的是，不同單位或學者對緻密油範疇的理解存在偏差，這製約甚至阻礙對緻密油的研究和開發，特彆是沒有統一明確的緻密油概念，不能區分攻關目標和對象，很難抓住核心問題開展研究。
　　隨著國傢對非常規油氣資源的重視及油氣勘探、開發技術的進步，準確定義緻密油概念被提上日程並得到重視。2013年，在曆經3年研究和實踐的基礎上，行業標準《緻密油地質評價方法》(SY/T6943－2013)正式發布。在該標準中，緻密油被定義為：“儲集在覆壓基質滲透率小於或等於0.2×10－3μm2(空氣滲透率小於2×10－3μm2)的緻密砂岩、緻密碳酸鹽岩等儲集層中的石油；單井一般無自然産能或自然産能低於工業油流下限，但在一定經濟條件和技術措施下可獲得工業石油産量。通常情況下，這些措施包括酸化壓裂、多級壓裂、水平井、多分支井等。”從文字錶述來看，該標準主要是通過儲層滲透率來定義緻密油的。根據這個定義，我國主要盆地均不同程度地發育緻密油。特彆是很多盆地以往所說的“低滲透儲層”、“錶外儲層”、“緻密難動用儲層”等都被列入緻密油的範疇。
　　以低滲透著稱的鄂爾多斯盆地，空氣滲透率小於2×10－3μm2的儲層占三疊係儲層中的近一半，且通過研究攻關，以西峰油田、華慶油田為代錶的儲層空氣滲透率在0.3×10－3~2×10－3μm2的油藏都已經成功開發(付金華等，2014，2015)，若再列入緻密油範疇，將給油藏分類、攻關研究造成很大的睏惑。考慮到鄂爾多斯盆地實際情況，為聚焦攻關目標，並與生産和研究需求相統一，長慶油田在企業標準《鄂爾多斯盆地緻密油儲層評價方法》(Q/SYCQ 3534－2015)中對鄂爾多斯盆地緻密油做瞭專門的定義：“指賦存於與烴源岩互層共生或緊鄰的緻密儲層中，未經過大規模運移的石油聚集，其地麵空氣滲透率一般低於0.3×10－3μm2，以三疊係延長組長7段緻密砂岩油*為典型。這種石油資源一般無自然産能，須對儲層進行大規模體積壓裂改造或通過水平井方式開采方可以獲得商業性開發。”
　　需要指齣的是，鄂爾多斯盆地緻密油的定義與行業標準並不矛盾，與之具有統一性，隻是鄂爾多斯盆地緻密油的界定標準更為嚴格，也更加符閤盆地石油勘探、開發實際。在本書中，對於鄂爾多斯盆地緻密油采用長慶油田的定義，國內其他盆地緻密油主要依據行業標準界定，國外緻密油則采用更為廣義的緻密油概念。
　　目前，鄂爾多斯盆地緻密油已逐漸為行業內所熟悉，然而其名稱和地質概念的建立實屬不易(牛小兵等，2016)。從*初國外“頁岩油”概念引入國內，到後來“緻密油”、“頁岩油”混用的模糊狀態，以至引發瞭地質研究人員很長一段時間的睏惑：“到底什麼是緻密油？”，“緻密油和低滲透有什麼本質區彆？”。麵對這些睏惑，長慶油田的地質工作者主要從以下幾個方麵進行瞭厘定：首先，從國內學者一般認可的覆壓滲透率小於0.1×10－3μm2(地麵空氣滲透率小於1×10－3μm2)的基本概念入手，大緻圈定盆地“緻密油”的資源分布(長慶油田中生界已有石油探明儲量的50％以上、資源量70％以上屬於這個範圍)。其次，這種用滲透率劃定的緻密油界限是依據十分寬泛的國內不同油田和盆地給定的，是否符閤鄂爾多斯盆地的生産實際，還需要分析其必要的界定條件，即“常規工藝改造難以有效動用”和“水平井＋體積壓裂技術可以實現效益開發”兩個必要條件。*後，無論國外還是國內，無論海相還是陸相，對緻密油有一點共識即“與烴源岩互層共生或緊鄰的緻密儲層”，這也是劃定是否為緻密油的重要地質依據。因此，將盆地緻密油定義為“與烴源岩互層共生或緊鄰的緻密砂岩儲層(地麵空氣滲透率<0.3×10－3μm2)中聚集的石油”就符閤長慶油田的實情。目前，鄂爾多

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