在分析世界页岩气资源潜力和勘探开发的基本趋势、我国页岩气资源潜力和勘探开发基本形势的基础上,提出了加快我国页岩气资源调查和勘探开发的指导思想、战略目标、战略构想及措施与建议:1)加快开展全国页岩气地质及资源调查,优选富集有利目标区和勘探开发区,建立页岩气勘探开发先导试验区;2)研究我国页岩气富集、成藏地质理论,大力推进页岩气勘探开发技术的创新,构筑支撑页岩气勘探开发的技术体系;3)培养页岩气资源战略调查和勘探开发人才队伍,建设页岩气地质资料信息共享和社会化服务体系;4)制定页岩气资源调查和勘探开发规划,制定鼓励页岩气勘探开发政策,完善页岩气矿业权管理制度,加强国际合作与交流,加快制定页岩气技术标准和规范。
苏北盆地是典型的箕状断陷,具"坳(K2t—E1f)-断(E2d—E2s)-坳(N1-2y)"3层结构,分"裂陷、断-坳、断-翘"3种类型,历经3次抬升改造,是古近纪晚期的"残留盆地"。苏北盆地发育不同类型的断裂组合,北东、北西方向构造。文章探讨了箕状断陷形成机理,指出地层掀斜不可能通过"旋转"产生,大量的张性断层主要产生于先期逆断的盆地基底和力偶反向,箕状盆地是凹陷在同一方向上遭受拉张、裂陷和挤压、基底拱升交替作用时接受沉积或抬升削蚀的结果。而拉张和挤压的动力主要来自印度板块、太平洋-菲律宾板块对欧亚大陆的俯冲、碰撞,两者的交替作用使中国东部在北西方向上形成张-压交替的"手风琴式"力学环境,从而造就了基底拱升式断-坳结合型箕状盆地。
渤东低凸起位于渤海海域中部偏北地区,其形态为近北东走向的狭条状,东西剖面呈两断夹一隆的地垒形态。三套断裂体系形成了渤东低凸起深层东西分块、浅层南北分带的复杂构造特征。低凸起的构造演化可以分为凸起形成期(前古近纪东营期)、走滑构造发育期(古近纪东营期)和新构造运动期(新近纪)。由于渤东低凸起独特的地理位置,决定了渤东低凸起良好的成藏条件,三个凹陷的供烃作用、三套储层的聚烃作用、三种运移通道的输导作用、三类圈闭的藏烃作用以及良好的后期保存为低凸起的油气成藏提供了有利的保证。
运用层序地层学理论分析了东营凹陷古近系岩性地层油气藏的形成诸要素及分布规律。研究认为,层序对岩性地层油气藏生、储、盖、运移和聚集等成藏诸要素具有重要的控制作用。岩性地层油气藏主要分布于坡折带之下、不整合面和湖泛面附近;体系域和沉积基准面旋回对油藏类型具有重要的控制作用,湖侵体系域发育以地层为主的油气藏,低水位体系域、高水位体系域发育以岩性为主的油气藏;不同级别层序界面附近砂体成藏率不同。
新近系浅水三角洲油气藏是渤海海域近年来最主要的油气发现类型之一。利用沉积相分析、粒度特征、古生物标志和古环境响应等资料,总结了渤海海域浅水三角洲的沉积特征和发育背景,明确了浅水三角洲的展布特征和控制因素,探讨了浅水三角洲有利的成藏条件。研究表明,浅水三角洲发育于浅的地形平缓的淡水湖泊,湖平面的周期性变化造成多期砂泥岩互层,水下分流河道是浅水三角洲主要的沉积类型,区域分布稳定。上述沉积特征决定了浅水三角洲储盖组合优良,同时晚期走滑伴生断层利于多种圈闭的发育,油源充足且运移通畅。浅水三角洲成藏条件良好,具有广阔的勘探前景。
济阳坳陷东营凹陷北带丰深1井区深层古近系沙四段下亚段以产出凝析油气为特征。根据天然气烃类气体组成、氮气含量、气体碳同位素、储层显微荧光薄片观察与测试结果以及热模拟实验结果综合分析,丰深1井区天然气属于原油裂解气,且储层孔隙大量分布热蚀变焦沥青。结合储层地温史和烃源岩生烃史,证实该区深层沙四下砂砾岩体存在古近纪末期(Es1末)古油藏,并在新近纪明化镇组沉积期至今(Nm—Q)因热力作用发生裂解,形成现今的深层凝析气藏。同时发现,在古油藏边缘,如丰深3井区存在源岩干酪根裂解与原油裂解成因的混合气;储层大量微观泄压缝的存在是凝析气藏保持正常压力系统的主要原因。
以松辽盆地深层徐家围子断陷兴城和升平火山岩气藏为解剖对象，研究了火山岩体对火山岩气藏的各种控制作用，包括对火山岩气藏的纵-横向分布、气-水关系、盖层、气藏类型等多个方面的控制。正是由于其控制作用，火山岩气藏分布纵向延伸空间大，在4000～5000m深度仍能发现气藏，并具有多套气藏叠置的特征;横向上呈串珠状分布的特点。火山岩气藏气-水关系十分复杂，主要受火山岩体及火山喷发期次的控制。每个火山岩体具有独立的气-水系统，而同一火山岩体及同口井中则存在多套气-水系统。火山岩气藏具有自储、自盖的特征，从而使气藏对区域盖层要求弱化。火山岩气藏的类型总体有4大类，以构造-岩性复合气藏为主，主要受岩性控制，在构造高部位聚集;而低幅背斜-岩性复合气藏则是火山岩气藏特有的一种气藏类型，它是火山喷发过程中形成的一种特殊的背斜构造。
通过对新疆准噶尔盆地克拉美丽气田烃源岩特征、油气来源以及天然气成藏过程的分析，并利用烃源岩分析技术、油气源对比技术和成藏综合分析技术等方法解释了克拉美丽气田的主力气源岩，初步明确了气田的成藏过程和形成主控因素。研究认为克拉美丽气田主力气源岩为石炭系烃源岩，油气成藏以近源为主，具有“早期聚集、晚期保存”的成藏过程，油气成藏经历了海西晚期、印支晚期和燕山中期的多期油气充注，不同地区油气成藏具有时序性。石炭系烃源岩展布、火山岩体展布和二叠系乌尔禾组区域盖层是克拉美丽大气田成藏的主控因素。
济阳坳陷车镇凹陷套尔河洼陷普遍发育异常高压，且异常高压的演化与油气生成、运移、聚集具有内在的联系。通过古地层压力恢复确定地史时期地层压力的演化规律，对比有机质热演化阶段的划分，能有效地确定地层压力演化不同阶段与油气生成、运移和聚集的阶段性，最终确定地层流体在不同压力演化阶段的流动样式。车镇凹陷地层压力演化存在两期超压积累-释放过程，早期超压积累过程形成的微裂缝是烃类初次运移的主要通道;晚期超压积累过程形成的次生孔隙和微裂缝是烃类大量运移的二次运移通道和集聚空间。
基于三维地质建模技术,利用地震、钻井解释等资料,通过分析断层在空间的延伸及相互切割关系,建立了东濮凹陷马寨油田卫95块古近系沙三下亚段的构造模型,明确了研究区的构造特征,包括断层的走向和空间展布状况等。基础数据的准确性和可靠性是三维地质建模工作的关键,而马寨油田卫95块属于典型的复杂断块油藏,地层对比特征往往不明显,许多钻井上的断点位置很难准确识别,导致基础地质研究成果存在很多问题。在建模过程中,将三维建模软件特有的技术手段与基础地质研究相结合,在精细构造落实、精细地层对比等基础地质研究方面发挥了重要作用,解决了许多通过常规方法难以解决的问题,保证了模型的精度。
通过岩石薄片分析、岩心观察描述,运用成像测井分析技术、基于BP神经网络和判别分析方法的常规测井分析技术对火山岩单井岩性进行识别。运用三维地震分析技术追踪出长深1火山体、长深103火山体和长深1-1火山体,并建立了火山岩速度反演模型,分析各种岩性速度特征。以序贯指示模拟方法与协同克立金方法相结合,建立了火山岩储层三维岩相模型,为长岭气田火山岩气藏的进一步勘探与开发奠定基础。
在油气勘探与开发的整个历程中,无论是勘探阶段还是进入开发后的任何时期,尤其在对水平井区目的层的砂体预测时,始终离不开对储层沉积特征的分析,州57井研究区主力油层为葡萄花油层,其沉积时期处在松辽盆地北部大型三角洲沉积体系中的前缘相带到湖相的过度带之上,沉积地层较薄,沉积单砂体一般不超过2 m。因为砂体的三维展布特征受控于地质历史时期沉积体系的时空变迁及演化,每一次的湖进湖退严格控制砂体的分布与走向,因此,在精细刻画小层砂体过程中,首先要精细的地质研究,然后利用储层地震波阻抗反演对油田小层砂体进行预测,为后期调整注采关系、提高采收率提供重要参考依据。
砂岩透镜体及构造-岩性油气藏是东营凹陷胜坨地区深层增储上产的重要岩性油气藏类型，通过物理模拟实验对其成藏特征进行研究表明:充足且有效的油气源条件、充注方式、砂岩透镜体自身物性变化及沟通源岩与砂体的断层与砂体的相对构造位置是决定岩性油气成藏的重要条件，其中是否有沟通有效烃源岩的通道是岩性油气藏成藏的关键，砂体物性变化及断层与砂体相对位置是影响油藏含油饱和度的主控因素。研究认为砂岩透镜体中心及构造-岩性油气藏断层上盘砂体为该区下一步的勘探目标。
在地震资料频率一定的情况下，地震子波旁瓣效应会增加薄砂岩识别和解释的难度。为了研究子波旁瓣的影响程度，设计系列正演模型，利用不同频率的零相位雷克子波合成人工地震剖面，确定砂体位置、频率与地震子波旁瓣效应的关系，研究振幅类属性与薄砂体描述的关系。结果表明，综合利用多频带地震剖面和振幅类属性，可以可靠地解释和描述厚度大于1/8波长的辫状河流相薄砂岩储层。
新疆克拉玛依油田砾岩油藏经过40年的注水开发，目前已进入高含水开发阶段，准确识别水淹层、定量划分水淹级别已经成为老区油藏开发调整的重点和难点。以克拉玛依油田六中区克下组砾岩油藏为研究对象，利用2006年重点调整的3口密闭取心井的岩心资料，结合砾岩油藏的实际地质特点，分析了砾岩油藏各种储层参数的影响因素。选择符合砾岩油藏地质特征和开发规律的测井曲线，基于交会图和多元线性回归的方法，建立了六中区克下组物性、岩性、产水率以及水驱指数等各种解释模型，并从中提取出产水率、含油饱和度和水驱指数3个水淹特征参数。以3个参数为定量判断水淹级别的主要依据，结合水淹层电阻率的定性识别图版，制定了砾岩油藏水淹层定量识别的规则和方法。以上技术应用到六中区克下组实际的水淹层解释中，综合解释符合率为84.36%，达到了实际解释的精度，最终形成了一套砾岩油藏水淹层定量识别的评价技术，提高了水淹层的解释精度和符合率。
由于火山岩气藏储层存在基质和裂缝双重介质、原始含水饱和度较高的特点,导致渗流过程中存在启动压力梯度的影响,常规砂岩气藏的单一介质、达西渗流理论已经不适用于此类气藏。从物质守恒理论出发,建立了考虑启动压力梯度的双重介质气、水两相渗流数学模型,利用有限差分方法进行数值求解,编写了数值模拟计算程序;结合室内实验研究结果,确定了模型中的相关参数的取值,渗透率小于0.1×10-3μm2、束缚水饱和度大于20%时,要考虑启动压力梯度的影响。利用XS气田实际单井进行数值模拟研究表明:模拟结果符合客观实际,考虑比不考虑启动压力梯度影响时的稳产时间、稳产期产气量、稳产期采出程度、最终采收率等生产开发指标小。在生产过程中,应考虑启动压力梯度对火山岩气藏生产开发的影响。
利用格林函数，研究了双调和样条内插方法的原理及特点，推导了一维空间到多维空间双调和样条内插公式。这种算法的一种特点是滤波的曲率最小。在运用双调和样条内插方法的基础上，利用网格节点值会聚算法，把网格节点的值向着被它们包围的测井构造数据处的值的趋近、会聚，将分散的各口井的测井构造数据以一定的形式影响、改变附近的地震构造数据。从而，实现了测井数据和地震数据的整合。 通过胜利油田永3断块典型的复杂构造油气藏测井和地震数据的应用实例，并对其地质效果进行了讨论，证明了双调和样条内插方法的有效性。实际应用地实例显示，采用双调和样条插值算法，基于高精度三维地震数据作出的构造图的分辨率较高的特性，较好克服了单纯利用测井资料作出的构造图的分辨率较低而产生的误解。双调和样条插值算法，较好地解决了这两种资料在预测地层构造面中的有效整合，消除了单一资料的不确定性，使预测结果更准确、更合理。
低渗透油气藏中的储层裂缝不仅为油气储集提供了空间，而且是油气渗流的重要通道，目前对裂缝的研究多限于定性描述。准确计算裂缝的开度、密度、孔隙度和渗透率等参数是裂缝定量研究的主要内容，也为油气田开发奠定基础。基于岩石破裂准则，建立了苏北盆地桥河口油田阜二段第三砂层组造缝时期古地应力和现今地应力与裂缝参数之间的关系，通过构造解析确定了造缝时期古地应力的性质和方向，用声速法、水力压裂法和声发射法计算了现今地应力的方向和大小，将古今地应力场的数值模拟结果代入裂缝参数计算模型中，模拟计算了桥河口油田阜二段第三砂层组裂缝的开度、密度、孔隙度和渗透率。靠近主断层的构造高部位裂缝发育程度较高，不同方向裂缝渗透率的差异反映了裂缝自身的方向性，岩心统计和测井解释验证了模拟计算结果的可靠性。
利用孤岛中一区注聚区注聚前和见聚后两口取心井岩心分析化验资料,对比讨论储层经过长期注聚开发后物性参数变化规律。通过分析认为,储层经过长期注入聚合物后,使一部分小喉道变大,孔隙之间的畅通性进一步变好,孔隙迂曲程度减小。在储层微观参数上表现为最大孔喉半径、平均孔喉半径和孔喉半径中值的增加,排驱压力和汞饱和50%压力的减小,变异系数减小,均值系数增加。在宏观参数上则表现为渗透率的增加,储层渗透性变好,而孔隙度变化值在误差允许的范围基本不变。
在不同温度下,高凝油具有不同的流动特点,给油田注水开发带来一系列困难,因此,通过实验室研究成果,并结合地质建模和油藏数值模拟一体化技术研究,分析在不同地表注水温度下油藏的温度场分布,确定温度60℃是一个重要的临界温度,高于此温度,原油呈牛顿流体状态,蜡晶不会析出,粘度降低。研究结果表明,以地表注水温度80℃为最优注水开发方式,并进一步对井间温度场分布和预测进行分析研究,这亦为改善高凝油油藏开发效果、提高采收率的优化方案设计提供指导依据。
