中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所承担的中国石化科技开发项目——“泥岩盖层封堵机理与保存条件评价技术”，经过为期4年的刻苦攻关，实现了从勘探需求—仪器研发—方法创新—实际应用的盖层评价目标，研究成果整体达到国际领先水平。近期，该项目获得2013年度中国石化技术发明一等奖。

    据该项目技术首席、无锡石油地质研究所高级工程师刘伟新博士介绍，泥岩是世界范围内沉积盆地的主要组成部分，由于泥岩样品难于保存和实验周期长等原因，泥岩研究的程度并不高。我国南方海相蕴藏着丰富的油气资源，但由于南方海相泥岩盖层经历地质历史复杂，泥岩成岩阶段普遍较高，盖层封闭能力要求苛刻，如何评价高成岩泥岩的油气封盖能力，一直缺少非常有效的方法技术。

    为攻克泥岩盖层评价技术难题，中国石化科技开发部设立了“泥岩盖层封堵机理与保存条件评价技术”基础研究项目。实施该项目的科研人员，多次奔赴中上扬子、鄂尔多斯盆地南部、鄂西渝东、川东南、塔西南及东部断陷盆地等地区，开展野外泥岩盖层剖面观察和样品采集，进行泥岩及盖层评价常规与专项实验分析和大量的实验比对。在此基础上，该项目科研人员针对目前油气勘探中泥岩盖层和保存条件评价中存在的技术难点进行攻关，取得了多项技术创新成果，并在科研生产应用中有效地指导了油气勘探实践与选区评价。

    重大科研成果的获得，往往以检测仪器和技术方法上的突破为先导。基于这一认识，该项目研发人员围绕科研项目攻关的需求，致力于提供有效的实验测试手段。针对泥岩盖层裂缝产生分析难度大的特点，他们首次研制出盖层韧性测试仪，用于测量泥岩的受力弯曲变形量与能承受的应力，即挠度和抗弯模量参数，进行泥岩盖层评价及脆性指数的计算，从而开辟了盖层评价技术新领域。他们通过岩石物性分析及流动模拟实验，自行设计研制了驱替法突破压力测定仪，改进、完善了驱替法突破压力测试方法与标准，并利用该仪器开展模拟地层条件下的泥岩突破压力研究，取得了突破压力分析技术进步与封堵机理的新认识。他们还成功研制出盖层岩石模拟实验仪，并加载了岩石韧性测试装置，指出脆延转化分析技术在泥岩盖层评价中的重要性，为盖层有效性动态评价提供了新的研究思路与手段。

    该项目科研人员从泥岩盖层以纳微米孔隙为主及存在各向异性的特点出发，建立了泥岩盖层微观结构及非均质性可视化分析技术，包括扫描电镜微观结构分析技术、CT扫描分析技术和FIB-SEM分析技术，把泥岩盖层孔隙及结构非均质性与泥岩成岩作用阶段联系起来，把泥岩盖层分为5类，并得到较好的地质应用。建立了泥岩岩石物理性质分析技术，开展泥岩的突破压力与厚度关系研究，澄清了突破压力与泥岩厚度成正比的认识。创建了泥岩盖层评价的韧性分析技术，并将材料力学的韧性指标——挠度、抗弯模量、载荷强度引用到泥岩盖层评价领域，提出泥岩盖层脆性指数概念，使盖层评价技术取得了重要突破。他们首次提出了泥岩盖层脆延转化动态评价技术，认为泥岩的封盖性能除与岩石物性有关外，泥岩盖层脆延特征、脆延转化才是泥岩盖层评价的重点，并指出成岩作用是影响泥岩盖层封盖能力的重要因素，首先把泥岩盖层分成3个不同成岩作用阶段，结合不同成岩阶段泥岩脆性、物性特点，创新了泥岩盖层的脆延转化动态评价准则与流程，提出了在国内外盖层评价中从没有过的泥岩盖层评价两个模板，即脆性指数—突破压力模板和比表面积—突破压力模板。

    项目研究人员通过技术研发，形成并申报了具有中国石化自主知识产权的国家发明专利10项，其中有8项专利获得国家知识产权局授权。他们研发形成的泥岩盖层与保存评价技术及方法，不仅改变了长期以来油气盖层评价技术徘徊不前的局面，而且已在国家973项目、重大专项及海相油气勘探项目、中国石化油气勘探与基础研究以及西北分公司、胜利油田分公司、南方分公司盖层研究中得到了广泛应用，起到了技术支撑作用。

    他们通过对川东南、鄂西渝东、东营凹陷与鄂尔多斯盆地南部不同地质时代泥岩封盖条件对比研究，揭示了不同地区泥岩盖层封盖能力的差异，使盖层评价技术与勘探实验紧密结合收到良好效果。通过泥岩成岩作用、泥岩物性及脆延转化分析，指出塔里木盆地巴楚地区石炭系泥岩的脆延转化深度大于2000米时最有利于油气成藏；通过对川东南某两口井志留系泥岩盖层分析，指出这两口井泥岩盖层封盖失效的原因与泥岩脆性及裂缝产生有关；通过鄂西渝东三叠系泥岩脆延转化分析，其脆延转化点深度在1500米实际埋深条件下具较好封盖性，是勘探有利保存区。他们把盖层评价技术应用于非常规页岩气可压性研究，分析有利可压层段，还可为非常规油气勘探提供技术支持。他们对胜利油田两口井第三系泥页岩进行韧性和脆延转化分析，指出有利的可压裂深度与层段，有效指导非常规勘探。同时，还应用盖层评价新技术为国内外多家油气勘探公司提供泥岩盖层样品测试，不仅盖层分析准确度高，而且每年创经济效益达200万元。

    该项目研究成果还在中国石化西北分公司、南方分公司、西南油气分公司、上海海洋局等单位进行了宣传推广，并两次开展中国石化盖层评价技术培训。他们表示，将进一步加大宣传推广力度，更好地服务于中国石化上游油气勘探尤其是盖层与保存评价薄弱的南方海相油气勘探工作。（江其勤）