Main factors controlling the medium-mature shale oil enrichment and exploration breakthrough in the Paleogene lower E<sub>3</sub><italic style="font-style: italic">s</italic><sup>1L</sup> in Qikou Sag， Bohai Bay Basin

Lihong Zhou; Haiqing He; Xujie Guo; Changwei Chen; Guomeng Han; Fei Yang; Jianying Ma; Suyan Zhou

doi:10.11743/ogg20220506

Petroleum Geology | Views : 0 下载量: 19 CSCD: 10

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Main factors controlling the medium-mature shale oil enrichment and exploration breakthrough in the Paleogene lower E₃s^1L in Qikou Sag， Bohai Bay Basin
Vol. 43, Issue 5, Pages: 1073-1086(2022)
Received：31 December 2021，

Revised：2022-07-13，

Published：01 October 2022
DOI： 10.11743/ogg20220506
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周立宏，何海清，郭绪杰，等.渤海湾盆地歧口凹陷古近系沙一下亚段中等成熟页岩油富集主控因素与勘探突破［J］.石油与天然气地质，2022，43（5）：1073-1086.DOI：10.11743/ogg20220506. DOI：

Zhou Lihong， He Haiqing， Guo Xujie， et al.Main factors controlling the medium-mature shale oil enrichment and exploration breakthrough in the Paleogene lower E₃s^1L in Qikou Sag， Bohai Bay Basin［J］.Oil & Gas Geology，2022，43（5）：1073-1086.DOI：10.11743/ogg20220506. DOI：

摘要

陆相湖盆中等成熟页岩油资源丰富，而该类型资源具有岩相变化快、成岩演化程度低、储层敏感性强及原油粘滞性高等特点，工程开发对策仍处于探索阶段。以渤海湾盆地歧口凹陷西南缘古近系沙河街组一段下亚段（沙一下亚段）典型湖相中等偏低成熟烃源岩为研究对象，分析该类型页岩油富集主控因素及工程应对策略，探索中等成熟页岩油开发动用方案。研究表明：云灰质页岩夹薄层碳酸盐岩段粘土含量矿物小于30 %，海水基滑溜水防膨压裂液体系能够抑制该类储层敏感性，并解决因粘土矿物吸水膨胀而导致的地层坍塌问题；储层脆性、生烃条件、含油性和储层水敏性是中等成熟页岩油甜点分布的主控因素，甜点厚度一般在10～12 m左右，应用叠前偏移数据体开展储层预测、读准靶点深度、旋转导向精准定向、打准甜点段及提高甜点钻遇率是获得高产-稳产的前提条件；采用海水基压裂液防膨、趾端蓄能体积压裂和前置CO

增能降粘可实现压裂提产。利用新认识优化QY1H井部署和实施方案，该井437 d累产油7 303.28 t（平均日产16.75 t），实现中等成熟度页岩油高产-稳产勘探突破。

Abstract

Continental lacustrine basins are rich in shale oil resources of medium maturity， which features rapid lithofacies change， low diagenetic evolution， strong reservoir sensitivity， and high crude oil viscosity. Engineering development strategies in this regard are thereby still in the exploratory stage. The typical lacustrine source rocks of medium maturity in the lower sub-member of the first member of the Paleogene Shahejie Formation （E

） at the southwestern margin of Qikou Sag， Bohai Bay Basin are analyzed to discover the major control factors of medium-mature shale oil enrichment and engineering countermeasures to them， and explore the development and production plan of medium-maturity shale oil. The research shows that the clay mineral content in the dolomitic limy shale intercalated by thin-bedded carbonate rocks is less than 30 %， and the anti-swelling fracturing fluid system of seawater-based slickwater can inhibit the sensitivity of such reservoirs and solve the problem of formation collapse caused by the water swelling of clay minerals； Factors including reservoir brittleness， hydrocarbon generation condition， oil content and reservoir water sensitivity are the key in controlling the distribution of medium-maturity shale oil sweet spots， and the thickness of these sweet spots generally ranges between 10 m and 12 m. Application of pre-stack migration data volumes to carry out reservoir prediction， accurately reading the depth of the landing point， accurately steering rotary drilling， accurately keeping lateral within the sweet spot interval， and improving the drilling encounter rate of sweet spots， all are the prerequisites for gaining high and stable production； and swelling resistance with seawater-based fracturing fluid， volume fracturing with energy accumulated at the toe end， and energy enhancement and viscosity reduction with CO

as pad fluid， can help realize production enhancement by fracturing. These new understandings have been applied to optimize the completion of Well QY1H， resulting in a total production of 7 303.28 tonnes of oil in 437 days （a daily output of 16.75 tonnes on average）， which marks a breakthrough made in the exploration of the medium-maturity shale oil.

关键词

Keywords

references

周志，阎玉萍，任收麦，等 . 松辽盆地页岩油勘探前景与对策建议［J］. 中国矿业， 2017 ， 26 （ 3 ）： 171 - 174 .

Zhou Zhi ， Yan Yuping ， Ren Shoumai ， et al . Prospects and strategy for shale oil exploration in Songliao Basin， China ［J］. China Mining Magazine ， 2017 ， 26 （ 3 ）： 171 - 174 .

杜金虎，胡素云，庞正炼，等 . 中国陆相页岩油类型、潜力及前景［J］. 中国石油勘探， 2019 ， 24 （ 5 ）： 560 - 568 .

Du Jinhu ， Hu Suyun ， Pang Zhenglian ， et al . The types， potentials and prospects of continental shale oil in China ［J］. China Petroleum Exploration ， 2019 ， 24 （ 5 ）： 560 - 568 .

赵文智，胡素云，侯连华，等 . 中国陆相页岩油类型、资源潜力及与致密油的边界［J］. 石油勘探与开发， 2020 ， 47 （ 1 ）： 1 - 10 .

Zhao Wenzhi ， Hu Suyun ， Hou Lianhua ， et al . Types and resource potential of continental shale oil in China and its boundary with tight oil ［J］. Petroleum Exploration and Development ， 2020 ， 47 （ 1 ）： 1 - 10 .

邹才能，杨智，孙莎莎，等 . “进源找油”：论四川盆地页岩油气［J］. 中国科学：地球科学， 2020 ， 50 （ 7 ）： 903 - 920 .

Zou Caineng ， Yang Zhi ， Sun Shasha ， et al . “Exploring petroleum inside source kitchen”： Shale oil and gas in Sichuan Basin ［J］. Science China Earth Sciences ， 2020 ， 50 （ 7 ）： 903 - 920 .

王林生，叶义平，覃建华，等 . 陆相页岩油储层微观孔喉结构表征与含油性分级评价——以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组为例［J］. 石油与天然气地质， 2022 ， 43 （ 1 ）： 149 - 160 ..

Wang Linsheng ， Ye Yiping ， Qin Jianhua ， et al . Microscopic pore structure characterization and oil‑bearing property evaluation of lacustrine shale reservoir：A case study of the Permian Lucaogou Formation in Jimsar Sag，Junggar Basin ［J］. Oil & Gas Geology ， 2022 ， 43 （ 1 ）： 149 - 160 ..

范柏江，晋月，师良，等 . 鄂尔多斯盆地中部三叠系延长组7段湖相页岩油勘探潜力［J］. 石油与天然气地质， 2021 ， 42 （ 5 ）： 1078 - 1088 .

Fan Bojiang ， Jin Yue ， Shi Liang ， et al . Shale oil exploration potential in central Ordos Basin： A case study of Chang 7 lacustrine shale ［J］. Oil & Gas Geology ， 2021 ， 42 （ 5 ）： 1078 - 1088 .

张君峰，徐兴友，白静，等 . 松辽盆地南部白垩系青一段深湖相页岩油富集模式及勘探实践［J］. 石油勘探与开发， 2020 ， 47 （ 4 ）： 637 - 652 .

Zhang Junfeng ， Xu Xingyou ， Bai Jing ， et al . Enrichment and exploration of deep lacustrine shale oil in the first member of Cretaceous Qingshankou Formation， southern Songliao Basin， NE China ［J］. Petroleum Exploration and Development ， 2020 ， 47 （ 4 ）： 637 - 652 .

赵贤正，蒲秀刚，周立宏，等 . 深盆湖相区页岩油富集理论、勘探技术及前景——以渤海湾盆地黄骅坳陷古近系为例［J］. 石油学报， 2021 ， 42 （ 2 ）： 143 - 162 .

Zhao Xianzheng ， Pu Xiugang ， Zhou Lihong ， et al . Enrichment theory， exploration technology and prospects of shale oil in lacustrine facies zone of deep basin： A case study of the Paleogene in Huanghua Depression， Bohai Bay Basin ［J］. Acta Petrolei Sinica ， 2021 ， 42 （ 2 ）： 143 - 162 .

刘占国，张永庶，宋光永，等 . 柴达木盆地英西地区咸化湖盆混积碳酸盐岩岩相特征与控储机制［J］. 石油勘探与开发， 2021 ， 48 （ 1 ）： 68 - 80 .

Liu Zhanguo ， Zhang Yongshu ， Song Guangyong ， et al . Mixed carbonate rocks lithofacies features and reservoirs controlling mechanisms in the saline lacustrine basin in Yingxi area， Qaidam Basin， NW China ［J］. Petroleum Exploration and Development ， 2021 ， 48 （ 1 ）： 68 - 80 .

张宇，杜垚，刘耘，等 . 四川盆地侏罗系大安寨段湖相页岩油气基本特征及勘探方向［J］. 中国地质， 2022 ， 49 （ 1 ）： 51 - 65 .

Zhang Yu ， Du Yao ， Liu Yun ， et al . Characteristics and exploration direction of lacustrine shale oil and gas in Da´ anzhai Member of Jurassic in Sichuan Basin ［J］. Geology in China ， 2022 ， 49 （ 1 ）： 51 - 65 .

周立宏，陈长伟，韩国猛，等 . 陆相致密油与页岩油藏特征差异性及勘探实践意义：以渤海湾盆地黄骅坳陷为例［J］. 地球科学， 2021 ， 46 （ 2 ）： 555 - 571 .

Zhou Lihong ， Chen Changwei ， Han Guomeng ， et al . Difference characteristics between continental shale oil and tight oil and exploration practice： A case from Huanghua Depression，Bohai Bay Basin ［J］. Earth Science ， 2021 ， 46 （ 2 ）： 555 - 571 .

周立宏，赵贤正，柴公权，等 . 陆相页岩油效益勘探开发关键技术与工程实践——以渤海湾盆地沧东凹陷古近系孔二段为例［J］. 石油勘探与开发， 2020 ， 47 （ 5 ）： 1059 - 1066 .

Zhou Lihong ， Zhao Xianzheng ， Chai Gongquan ， et al . Key exploration & development technologies and engineering practice of continental shale oil： A case study of Member 2 of Paleogene Kongdian Formation in Cangdong Sag， Bohai Bay Basin， East China ［J］. Petroleum Exploration and Development ， 2020 ， 47 （ 5 ）： 1059 - 1066 .

周立宏，韩国猛，杨飞，等 . 渤海湾盆地歧口凹陷沙河街组三段一亚段地质特征与页岩油勘探实践［J］. 石油与天然气地质， 2021 ， 42 （ 2 ）： 443 - 455 .

Zhou Lihong ， Han Guomeng ， Yang Fei ， et al . Geological characteristics and shale oil exploration of E s 3（1） in Qikou Sag，Bohai Bay Basin ［J］. Oil & Gas Geology ， 2021 ， 42 （ 2 ）： 443 - 455 .

周立宏，陈长伟，韩国猛，等 . 渤海湾盆地歧口凹陷沙一下亚段地质特征与页岩油勘探潜力［J］. 地球科学， 2019 ， 44 （ 8 ）： 2736 - 2750 .

Zhou Lihong ， Chen Changwei ， Han Guomeng ， et al . Geological characteristics and shale oil exploration potential of Lower First Member of Shahejie Formation in Qikou Sag， Bohai Bay Basin ［J］. Earth Science ， 2019 ， 44 （ 8 ）： 2736 - 2750 .

周立宏，韩国猛，马建英，等 . 歧口凹陷西南缘沙河街组一段下亚段古环境特征与沉积模式［J］. 石油学报， 2020 ， 41 （ 8 ）： 903 - 917 .

Zhou Lihong ， Han Guomeng ， Ma Jianying ， et al . Palaeoenvironment characteristics and sedimentary model of the lower submember of Membei 1 of Shahejie Formation in the southwestern margin of Qikou Sag ［J］. Acta Petrolei Sinica ， 2020 ， 41 （ 8 ）： 903 - 917 .

邓运华，张服民 . 歧口凹陷沙一段下部碳酸盐岩储层的成岩后生作用研究［J］. 石油学报， 1990 （ 4 ）： 33 - 40 .

Deng Yunhua ， Zhang Fuming . Epidiagenesis of carbonate rocks in the First Subgroup of Shahejie Formation in Qikou Depression ［J］. Acta Petrolei Sinica ， 1990 （ 4 ）： 33 - 40 .

王振升，周育文，刘艳芬，等 . 歧口凹陷西南缘湖相碳酸盐岩油气聚集规律浅析［J］. 中国石油勘探， 2012 ， 17 （ 2 ）： 17 - 21 .

Wang Zhensheng ， Zhou Yuwen ， Liu Yanfen ， et al . Elementary analysis on hydrocarbon accumulation of lacustrine carbonate rocks in Southwest margin of Qikou Sag ［J］. China Petroleum Exploration ， 2012 ， 17 （ 2 ）： 17 - 21 .

李燕，金振奎，杨有星，等 . 歧口凹陷沙一下亚段湖相碳酸盐岩储层质量差异机理［J］. 天然气地球科学， 2014 ， 25 （ 2 ）： 201 - 211 .

Yang Yan ， Jin Zhenkui ， Yang Youxing ， et al . Mechanism of reservoir quality difference of lacustrine in Lower Member 1 Shahejie Foramtion in Qikou Sag ［J］. Natural Gas Geoscience ， 2014 ， 25 （ 2 ）： 201 - 211 .

赵贤正，曾溅辉，韩国猛，等 . 渤海湾盆地黄骅坳陷板桥凹陷深层低渗透（致密）砂岩气藏充注特征及成藏过程［J］. 石油与天然气地质， 2020 ， 41 （ 5 ）： 913 - 927 .

Zhao Xianzheng ， Zeng Jianhui ， Han Guomeng ， et al . Charging characteristics and accumulation process of deep low‑permeability （tight） sand gas reservoirs in Banqiao Sag， Huanghua Depression ［J］. Oil & Gas Geology ， 2020 ， 41 （ 5 ）： 913 - 927 .

周立宏，蒲秀刚，陈长伟，等 . 陆相湖盆细粒岩油气的概念、特征及勘探意义：以渤海湾盆地沧东凹陷孔二段为例［J］. 地球科学， 2018 ， 43 （ 10 ）： 3625 - 3639 .

Zhou Lihong ， Pu Xiugang ， Chen Changwei ， et al . Concept，characteristics and prospecting significance of fine‑grained sedimentary oil gas in Terrestrial Lake Basin： A case from the second member of Paleogene Kongdian Formation of Cangdong Sag，Bohai Bay Basin ［J］. Earth Science ， 2018 ， 43 （ 10 ）： 3625 - 3639 .

高福红，张永胜，蒲秀刚，等 . 白云岩化作用类型及机理——以歧口凹陷古近系沙河街组一段为例［J］. 吉林大学学报（地球科学版）， 2017 ， 47 （ 2 ）： 355 - 369 .

Gao Fuhong ， Zhang Yongsheng ， Pu Xiugang ， et al . Type of dolomization and formation mechanism： A case study of Palaeogene E s 1 in Qikou Sag ［J］. Journal of Jilin University （Earth Science Edition）， 2017 ， 47 （ 2 ）： 355 - 369 .

闫伟鹏，杨涛，李欣，等 . 中国陆上湖相碳酸盐岩地质特征及勘探潜力［J］. 中国石油勘探， 2014 ， 19 （ 4 ）： 11 - 17 .

Yan Weipeng ， Yang Tao ， Li Xin ， et al . Geological characteristics and hydrocarbon exploration potential of lacustrine carbonate rock in China ［J］. China Petroleum Exploration ， 2014 ， 19 （ 4 ）： 11 - 17 .

郎东江，伦增珉，吕成远，等 . 页岩油注二氧化碳提高采收率影响因素核磁共振实验［J］. 石油勘探与开发， 2021 ， 48 （ 3 ）： 603 - 612 .

Lang Dongjian ， Lun Zenmin ， Lyu Chengyuan ， et al . Nuclear magnetic resonance experimental study of CO 2 injection to enhance shale oil recovery ［J］. Petroleum Exploration and Development ， 2021 ， 48 （ 3 ）： 603 - 612 .

胡永乐，郝明强，陈国利，等 . 中国CO 2 驱油与埋存技术及实践［J］. 石油勘探与开发， 2019 ， 46 （ 4 ）： 716 - 727 .

Hu Yongle ， Hao Mingqiang ， Chen Guoli ， et al . Technologies and practice of CO 2 flooding and sequestration in China ［J］. Petroleum Exploration and Development ， 2019 ， 46 （ 4 ）： 716 - 727 .

张海龙 . CO 2 混相驱提高石油采收率实践与认识［J］. 大庆石油地质与开发， 2020 ， 39 （ 2 ）： 114 - 119 .

Zhang Hailong . Practice and understanding of enhancing the oil recovery by CO 2 miscible flooding ［J］. Petroleum Geology & Oilfield Development in Daqing ， 2020 ， 39 （ 2 ）： 114 - 119 .

曹绪龙，吕广忠，王杰，等 . 胜利油田CO 2 驱油技术现状及下步研究方向［J］. 油气藏评价与开发， 2020 ， 10 （ 3 ）： 51 - 59 .

Cao Xulong ， Lyu Guangzhong ， Wang Jie ， et al . Present situation and further research direction of CO 2 flooding technology in Shengli Oilfield ［J］. Reservoir Evaluation and Development ， 2020 ， 10 （ 3 ）： 51 - 59 .

陈祖华 . 苏北盆地注CO 2 提高采收率技术面临的挑战与对策［J］. 油气藏评价与开发， 2020 ， 10 （ 3 ）： 60 - 67 .

Chen Zuhua . Challenges and countermeasures of EOR by CO 2 injection in North Jiangsu Basin ［J］. Reservoir Evaluation and Development ， 2020 ， 10 （ 3 ）： 60 - 67 .

王千，杨胜来，拜杰，等 . CO 2 驱油过程中孔喉结构对储层岩石物性变化的影响［J］. 石油学报， 2021 ， 42 （ 5 ）： 654 - 668 .

Wang Qian ， Yang Shenglai ， Bai Jie ， et al . Influence of pore throat structure on changes in physical properties of reservoir rock during CO 2 flooding ［J］. Acta Petrolei Sinica ， 2021 ， 42 （ 5 ）： 654 - 668 .

汤翔，李宜强，韩雪，等 . 致密油二氧化碳吞吐动态特征及影响因素［J］. 石油勘探与开发， 2021 ， 48 （ 4 ）： 817 - 824 .

Tang Xiang ， Li Yiqiang ， Han Xue ， et al . Dynamic characteristics and influencing factors of CO 2 huff and puff in tight oil reservoirs ［J］. Petroleum Exploration and Development ， 2021 ， 48 （ 4 ）： 817 - 824 .

邓宝康，李军建，高银山，等 . 鄂尔多斯盆地致密油藏注CO 2 吞吐微观剩余油分布特征［J］. 大庆石油地质与开发， 2020 ， 39 （ 6 ）： 119 - 125 .

Deng Baokang ， Li Junjian ， Gao Yinshan ， et al . Microscopic remained oil distribution characteristics of CO 2 huff and puff in the tight oil reservoir in Ordos Basin ［J］. Petroleum Geology & Oilfield Development in Daqing ， 2020 ， 39 （ 6 ）： 119 - 125 .

李一波，何天双，胡志明，等 . 页岩油藏提高采收率技术及展望［J］. 西南石油大学学报（自然科学版）， 2021 ， 43 （ 3 ）： 101 - 110 .

Li Yibo ， He Tianshuang ， Hu Zhiming ， et al . A coprehensive review of enhanced oil recovery technologies for shale oil ［J］. Journal of Southwest Petroleum University（Science & Technology Edition）， 2021 ， 43 （ 3 ）： 101 - 110 .

赵贤正，蒋有录，金凤鸣，等 . 富油凹陷洼槽区油气成藏机理与成藏模式——以冀中坳陷饶阳凹陷为例［J］. 石油学报， 2017 ， 38 （ 1 ）： 67 - 76 .

Zhao Xianzheng ， Jiang Youlu ， Jin Fengming ， et al . Hydrocarbon accumulation mechanism and model of sub-sags in hydrocarbon-rich sag： A case study of Raoyang Sag in Jizhong Depression ［J］. Acta Petrolei Sinica ， 2017 ， 38 （ 1 ）： 67 - 76 .

陈方文，赵红琴，王淑萍，等 . 渤海湾盆地冀中坳陷饶阳凹陷沙一下亚段页岩油可动量评价［J］. 石油与天然气地质， 2019 ， 40 （ 3 ）： 593 - 601 .

Chen Fangwen ， Zhao Hongqin ， Wang Shuping ， et al . Evaluation of movable shale oil reserves in the E s 1L of the Raoyang Sag， Jizhong Depression ［J］. Oil & Gas Geology ， 2019 ， 40 （ 3 ）： 593 - 601 .

王祥，王应斌，吕修祥，等 . 渤海海域辽东湾坳陷油气成藏条件与分布规律［J］. 石油与天然气地质， 2011 ， 32 （ 3 ）： 342 - 351 .

Wang Xiang ， Wang Yingbin ， Lyu Xiuxiang ， et al . Hydrocarbon accumulation conditions and distribution patterns in the Liaodong Bay Depression， the Bohai Sea ［J］. Oil & Gas Geology ， 2011 ， 32 （ 3 ）： 342 - 351 .