东营凹陷沙三段泥岩盖层超压演化及其对油气成藏的影响

泥岩盖层封闭性随超压演化呈阶段性变化,在超压释放期封闭性降至最低点,随着泥岩的愈合,超压逐渐增大,封闭性也逐渐增强,直至超压再一次释放.经计算,东营凹陷沙三段泥岩超压在埋深904～1 713m开始形成,在埋深2 200～2 800m开始第1次释放.据此评价了沙三段泥岩盖层的封闭能力及其对油气成藏的影响.研究结果表明:①东营凹陷沙三段泥岩超压形成于沙一段-东营组沉积早期,而深部烃源岩的大量排烃期为馆陶期,超压形成期比排烃期早,因此超压泥岩能够有效地封闭烃源岩生成大量的油气;②沙三段泥岩超压在馆陶组沉积末期发生第1次释放,而后泥岩愈合,超压再次增加,目前正处于第2次超压演化过程中;③现今沙三段泥岩超压值约为8MPa,具有较强的超压封闭能力,是深层油气成藏的重要条件之一.     

渤海湾盆地压力特征及超压带形成的控制因素

渤海湾盆地纵向上压力分段特征显着,浅部以正常静水压力为特征,深部出现超压带,其间为压力过渡带。压力过渡带厚度和超压带深度由东向西逐渐加大,与地温场呈明显的镜像关系,受区域地温场控制。压力过渡带与成岩作用关系密切(常常是钙质胶结物的增大带).洼陷区过剩压力高于隆起区;膏盐岩发育区过剩压力高于一般区。砂泥岩盖层分布区,超压形成主要受控于有机质降解作用和断层的封闭;膏盐岩盖层分布区超压形成受控于膏盐层及断层封闭的综合作用。     

天然气藏的封存条件研究――以冀中坳陷北部地区为例

由于天然气\"易扩散\"的个性,在拉张伸展的裂谷盆地成藏过程中,其封存条件(盖层)十分重要,特别是纯气藏。冀中北部地区发育类型丰富的天然气藏,除了具备良好的生气条件以外,还与封存条件密切相关。基于该区天然气藏实钻资料的统计,系统分析了盖层的封存特性,讨论了封存能力。首次将本区盖层划分为3个封存系统,归纳出3个封存特性(毛细管力作用、超压封存作用和烃浓度封存作用),确定出毛细管力封存标准。同时认为, - 类盖层为好―较好盖层, - 类盖层为较差―中等盖层,能够形成天然气藏。石炭―二叠系的本溪、山西组煤系地层的排替压力大于5MPa,具备 - 类毛细管力封存条件,属于较好盖层。下第三系孔店组―沙三段泥岩的排替压力大于0.5MPa,最大值达2.83MPa,欠压实带发育,也是主要烃源层段,具备良好的超压和烃浓度封存作用,评价为较好―中等盖层。影响盖层封存能力的因素主要有2个方面:一是岩石与成岩作用,由于泥岩砂质含量增加,封闭能力减小,单层泥岩厚度大可以降低天然气的扩散速度,故中等成岩程度的泥岩就具备好的封存能力,也就是说,本区具备早成岩B期―晚成岩A期阶段的盖层封存性能;二是地层与构造,由于地层压力高不利于盖层的封存,一般...     

东营凹陷深层天然气泥质盖层地质特征及封盖性研究

东营凹陷沙三中、下亚段泥岩发育程度好且横向分布稳定,封气性能较强,是深层天然气的主要区域盖层.依据实测的样品数据,对泥岩盖层的突破压力及孔隙流体压力进行了详细研究,在全面分析深层泥岩盖层宏观发育特征及微观封闭机理的基础上,选取盖层累计厚度、泥岩单层厚度、泥地比、突破压力及异常孔隙流体压力为评价参数,采用模糊综合评价方法,对东营凹陷深层泥岩盖层的封盖性进行了评价.结果表明,封盖能力中等-好的泥岩盖层主要分布于利津-民丰洼陷、牛庄洼陷及中央背斜带.     

东营凹陷古近系页岩成岩事件及其对页岩储集空间发育特征的影响

以东营凹陷古近系页岩为研究对象,通过岩心和岩石薄片观察、扫描电镜分析、电子探针分析及碳氧同位素测试等方法,研究页岩成岩事件及其对页岩储集空间发育特征的影响。结果表明:(1)东营凹陷页岩纹层特征显著,矿物岩石类型复杂,碳酸盐矿物尤其是方解石含量普遍较高,有机质含量高,镜质组反射率中等;纹层状泥质灰岩孔隙度相对较高;游离相油主要分布在微孔隙与裂缝中。(2)页岩主体处于中成岩阶段,3 000～3 600 m是孔隙发育演化的关键深度区间,黏土矿物收缩转化、碳酸盐矿物重结晶以及有机质持续生烃、酸性溶蚀等是页岩成岩史中的关键成岩事件,也是页岩成储的重要因素。(3)重结晶可形成解理缝及晶间孔,伴随生排烃过程的溶蚀作用产生碳酸盐矿物内部溶蚀孔,形成有效的储集空间组合,从而增加了储层孔隙度。(4)层理缝并不是严格意义上的裂缝,其发育与超压及超压引起的渗流力有关,当埋深大于3 000 m时,单纯靠流体超压无法克服上覆岩层压力将裂缝撑开,酸性溶蚀、有机质生烃超压及黏土矿物脱水收缩等成岩事件的继承与匹配,形成更易于流体流动的储集空间(组合),从而成为有效的渗流通道和储油空间。     

超压对泥岩盖层封闭各种相态天然气的作用研究

研究超压对泥岩盖层封闭各种相态天然气的作用结果表明,超压使泥岩盖层致密层孔渗性降低、排替压力增大、封闭游离相天然气能力增强,超压值越大,封闭游离相天然气能力越强,反之则越弱.超压使泥岩盖层致密层压实成岩程度增强,吸附阻力增大,封闭水溶相天然气能力增强,超压值越大,封闭水溶相天然气能力越强,反之则越弱.超压使具生烃能力的泥岩盖层中含气浓度增大,对扩散相天然气形成了更强的浓度封闭作用,超压值越大,对扩散相天然气的浓度封闭能力越强,反之则越弱.     

塔里木盆地塔中地区奥陶系碳酸盐岩封盖性能

利用5口区探井碳酸盐岩的矿物组成、微孔特征和测井资料等对塔里木盆地塔中地区奥陶系碳酸盐岩封盖性能进行了研究。结果表明,塔中奥陶系良里塔格组和鹰山组位于中成岩A-B亚段和晚成岩A亚段。良里塔格组中颗粒灰岩的突破压力为1.81～29.76 MPa,突破半径为13.89～77.35 nm,变化较大;泥灰岩的突破压力为14.33 MPa,突破半径为9.77 nm;含泥质条带泥晶灰岩的突破压力为3.15～5.41 MPa,突破半径为25.90～44.51 nm。鹰山组灰云岩的突破压力为0.98～10.35 MPa,突破半径为13.52～142.60 nm。因此,良里塔格组泥灰岩、部分颗粒灰岩及鹰山组云灰岩均有一定的封盖能力,其连续厚度大于5 m,突破压力大于5 MPa,突破半径介于10～20 nm,孔喉半径小于0.1μm。塔中鹰山组内分布稳定、厚4～10 m的高电阻含云灰岩构成的致密层段可作为局部封盖层,是中1井奥陶系鹰山组上油、下气油气分布的主要原因之一。     

南堡凹陷厚层泥岩的封盖作用及期与油气的关系

南堡凹陷下第三系内共发育了5套厚层泥岩,属中-深湖相沉积,具有分布广、厚度大、含砂率低等特点,对热、流体形成有效封盖作用,导致其内部及下伏地层高古地温梯度、高矿化度以及深蚀作用等异常带发育,同时也是研究区异常高压发育的主要原因之一.厚层泥岩内能形成岩性油气藏;它们的封盖作用增强了异常带内的热演化,促进了有机质的热成熟和生烃作用发生;深蚀作用使异常带内砂岩次生孔隙发育,改善了储层物性;厚层泥岩封盖作用评价对分析深部(4000m以下)含油性提供了理论依据;根据北堡和老爷庙地区异常热流体活动特征合理推测了超压分布,对油气勘探具有重要的指导意义.      

惠民凹陷临南洼陷古近系沙河街组超压成因机制及分布预测

渤海湾盆地惠民凹陷临南洼陷古近系沙河街组油气勘探过程中钻遇不同规模的异常高压,超压成因的不确定性限制了压力预测的可靠性。利用临南洼陷丰富的钻杆测试（DST）压力数据、泥浆密度和测井资料,细致分析了渗透性砂岩流体压力发育特征和超压段泥岩测井响应,依据常压和超压段声波速度、密度测井数据建立判识超压成因的有效应力-测井响应图版,综合讨论了沙河街组超压的成因机制,并预测了异常高压的空间分布。研究发现,临南洼陷沙河街组砂岩储层超压主要发育在3 000 m以深的沙三段（Es³）和沙四段（Es⁴）,最高过剩压力分别为23.82 MPa和14.04 MPa;超压段泥岩测井响应表现为偏离正常压实趋势的异常高声波时差、低密度和高中子孔隙度,具有典型的欠压实特征。沙河街组储层超压最主要的成因是相邻泥岩机械压实不平衡作用形成超压的传递,表现为大多数的超压数据均符合加载曲线趋势,只有深洼陷区（埋深为4 000~4 300 m）的超压呈现出卸载特征,可能存在由于富有机质泥岩深埋达到较高成熟度（R_o为0.90%~1.05%）引起的生烃增压贡献。利用平衡深度法计算的流体压力与DST压力数据吻合度高,印证了沙河街组超压主要来自泥岩不均衡压实作用的认识,沙三段过剩压力呈现围绕着洼陷中心呈环状分布,向周围的斜坡区和隆起带逐渐减小为常压。研究成果可以为临南洼陷钻前压力评估提供有价值的指导和借鉴。     

渤海湾盆地惠民凹陷临南洼陷沙河街组现今超压分布特征及成因

临南洼陷是渤海湾盆地济阳坳陷惠民凹陷中的主要富烃洼陷,油气田主要分布在洼陷内及其南北两侧的断裂构造带,临南洼陷深部沙河街组超压较发育。利用钻井、钻杆测压（DST）、测井和地震资料,结合Eaton超压预测经验公式,对砂岩实测压力特征、超压测井响应、超压剖面和平面分布特征以及成因进行了研究。临南洼陷沙河街组砂岩DST实测超压深度约为3 005~4 355 m,剩余压力约为7.95~30.45 MPa,压力系数约为1.21~1.78;超压带内的泥岩和砂岩均表现为偏离正常趋势的高声波时差响应特征,并对应泥岩高电阻率异常;层位上沙四上亚段至沙三中、下亚段地层主要发育弱超压,局部出现中—强超压;剖面上深洼区超压带分布的深度范围约在3 000~4 500 m;平面上发育多个小的中—强超压区,超压区主要分布在深洼区和中央断裂带范围,超压顶界面深度约为2 500~3 700 m。临南洼陷古近系砂岩占比高是超压发育比较局限的主要控制因素。该凹陷超压砂岩储层主要为含油层,含烃流体充注为临南洼陷深层沙三、四段砂岩超压的主要原因;优质烃源岩埋深大,超压烃源岩镜质体反射率约为0.5%~1.5%,处于生油阶段且不具有低密度特征,表明生油作用是烃源岩增压的主要因素。      

超压泥岩盖层中断裂垂向封闭性的定量评价

超压泥岩盖层内断裂能否形成垂向封闭,关键取决于其断裂带内泥岩盖层岩石排替压力的大小,排替压力越大,封闭能力越强;反之则越弱。根据不被破坏泥岩盖层与断层带内泥岩盖层岩石排替压力之间的关系,利用超压使断裂带内泥岩盖层排替压力的改变系数,建立了一套超压泥岩盖层内断裂垂向封闭能力的评价方法,并将其应用于海拉尔盆地乌尔逊凹陷苏仁诺尔断裂在大一段超压泥岩盖层内断裂垂向封闭性评价中,结果得到其均具有较好的封闭能力,较大一段泥岩盖层封闭能力还强,与目前该凹陷南二段油气分布十分吻合,表明该方法用于超压泥岩盖层内断裂垂向封闭性评价是可行的。     

声波时差在研究非均质盖层综合封闭能力中的应用

为了利用声波时差资料研究非均质盖层毛细管综合封闭能力，在盖层毛细管封闭机理及影响因素分析的基础上，首先利用实测泥岩排替压力与声波时差之间的关系建立了求取实际地层中泥岩排替压力的公式；然后再利用砂岩和泥岩排替压力之间的关系，推导了求取砂岩排替压力的公式。通过砂、泥岩排替压力和砂、泥岩在非均质盖层中所占厚度的比值，利用串连原理建立了非均质盖层毛细管综合封闭能力的研究方法。将此方法应用于松辽盆地北部徐家围子地区登二段非均质盖层毛细管综合封闭能力的研究，结果表明，该地区泥岩盖层具有良好的毛细管综合封闭能力，对天然气的聚集保存十分有利。     

盖层、压力封盖和异常压力系统研究

通过对四川盆地川西坳陷中生界非常规致密砂岩气藏的研究,认为物性盖层的遮盖能力不仅取决于其孔隙,还取决于其缝隙及其孔隙水的压力。对辽河西部凹陷第三系油气藏的研究发现,欠压实超压封盖是一种非常有效的封盖,并将盖层分为微孔型、微缝型和欠压实超压型3种类型,提出应用饱和度与对应毛细管压力的比值,即主峰饱压比,作为区分微孔型和微缝型盖层的参数。盖层的孔隙水异常压力常常是由泥岩欠压实形成的,与通常的泥岩遮盖机理并不相同,欠压实泥岩盖层在埋藏浅—中等的地层中具有重要作用,对于浅层气更加重要。微孔型盖岩的发育可以导致封存箱的形成,在埋藏中等—深的地层中最为重要,也是最常见的具封存和遮挡作用的盖岩类型。异常压力系统是具有一定体积的地质体,根据其成因可分为封闭型(封存箱)、滞排型(与欠压实有关的超压带)、顶封滞排型和入侵型4种类型。根据异常压力和压力遮盖封闭研究,勘探的优先目标是一大(体积大)、一高(压力系数高)、一低(压力梯度低)的封存箱或封存包,或者是欠压实滞排超压带压力遮盖闭合区主遮盖面的紧下方,可概括为异常压力系统封存或遮盖聚集油气,也简称为超压封盖油气的理论认识。      

超压泥岩盖层中断层垂向封闭能力研究方法及其应用

为了研究断裂在油气聚集与保存中的作用,在有、无超压泥岩盖层中断裂垂向封闭油气作用及差异性研究的基础上,针对断层垂向封闭能力的对比,利用围岩排替压力与其泥质含量和压实成岩埋深之间的经验关系,计算并求取断层岩排替压力,从而建立了一套超压泥岩盖层中断裂垂向封闭能力的研究方法,并将其应用于海拉尔盆地乌尔逊凹陷苏仁诺尔断裂带内,定量得出断层岩排替压力,完成苏仁诺尔断裂超压泥岩盖层内的垂向封闭性评价。结果表明,苏仁诺尔断裂在大磨拐河组一段具有较弱的封闭能力,不利于油气聚集与保存,这与该断裂带油气分布广但储量丰度低这一现象吻合较好,由此证实,该方法用于定量研究超压泥岩盖层中断裂垂向封闭能力是可行的。     

准噶尔盆地南缘吐谷鲁群盖层评价及对下组合油气成藏的意义

通过分析准噶尔盆地南缘下储盖组合吐谷鲁群盖层岩性、泥岩累计厚度和泥岩单层厚度等宏观评价参数以及渗透率和排替压力等微观评价参数,认为下储盖组合主力盖层为呼图壁组,岩性表现为泥岩、粉砂质泥岩及泥质粉砂岩薄互层,泥地比以80%~95%为主,平均泥岩累计厚度为337 m,泥岩最大单层厚度达138 m。吐谷鲁群泥岩渗透率为（0.000 001 84~0.000 24）×10^-3 μm²,排替压力为4.72~44.85 MPa,根据国内盖层封闭能力分类评价标准属Ⅰ-Ⅱ类盖层。通过恢复盖层排替压力的动态演化过程,认为泥岩封闭能力形成时期与烃源岩生、排烃时期具有较好的匹配关系,盖层能够封闭侏罗系烃源岩生成的石油及晚期生成的天然气,同时后期抬升运动及喜马拉雅构造活动产生的多条逆冲断层对盖层的封闭能力未产生较大影响。综合分析认为,吐谷鲁群盖层具有封闭大中型气田的能力。     

鄂尔多斯盆地延长组长7和长8油层组流体过剩压力特征与油气运移研究

为了揭示鄂尔多斯盆地中生界延长组岩性油藏的成藏动力特征及油气运移规律,利用测井声波资料计算延长组各油层组的过剩压力值,分析延长组泥岩压实特征与流体过剩压力的分布特征,并以长8油藏为例探讨长7油层组和长8油层组之间的油气运移聚集规律。结果表明:延长组下部广泛发育稳定的欠压实带,长7油层组过剩压力值普遍较高,主要分布在8～14MPa之间,最高可达到18MPa;长8油层组过剩压力相对较低,只在局部地区达10MPa以上。泥岩厚度和性质是影响过剩压力分布的重要原因,高泥岩厚度分布区与过剩压力的高值区相吻合。长7油层组与长8油层组之间存在着较大的过剩压力差,该过剩压力差是油气纵向运移的主要驱动力;在横向上过剩压力低值区为油气运聚成藏的有利区。     

川东北YB地区陆相地层超压特征及压力预测

川东北YB地区存在多套压力系统,上三叠统—侏罗系陆相地层普遍发育超压及强超压。根据钻杆测试和测井资料,分析了YB地区现今压力特征和3口典型井泥岩超压段的测井响应特征,结果表明,YB地区陆相地层上三叠统—侏罗系压力系数分布在1.3～2.2之间,该区普遍发育超压至强超压,超压的顶界面约在3600～4 000m左右;超压段泥岩测井响应特征显示,声波时差和泥岩密度变化相对较小,泥岩电阻率变化较大,这可能与超压段古埋深与现今埋深差别较大、地层含气饱和度较高有关。采用Eaton公式利用泥岩声波时差换算出的地层压力与实测结果接近。研究认为,利用实测压力校正泥岩声波测井的压力预测模型,有可能取得更好的预测效果。      

沿不同时期断裂运移的油气被泥岩盖层封闭所需条件的差异性——以三肇凹陷青一段和南堡凹陷5号构造东二段为例

为了研究含油气盆地下生上储式断裂发育区油气分布规律,在不同时期断裂本身特征及其附近压力条件差异性研究的基础上,对油气沿断裂运移特征及其泥岩盖层封闭运移油气所需条件进行了研究。结果表明,泥岩盖层封闭沿不同时期断裂运移油气所需的条件不同。油气沿活动断裂运移的动力既有地层剩余压力,又有油气本身浮力;以伴生和诱导裂缝为输导通道,孔渗性相对较好,阻力相对较小,易于油气穿过泥岩盖层运移;泥岩盖层封闭沿活动断裂运移油气的条件是断裂在泥岩盖层内上下不连接。而油气沿静止期断裂运移的动力仅为油气本身浮力;以断层岩孔隙为输导通道,孔隙性相对较差,阻力相对较大,不易于油气穿过泥岩盖层运移,泥岩盖层封闭沿静止期断裂运移油气所需的条件是断层岩排替压力大于或等于其下储层剩余压力。     

MINERALOGICAL,BIB‐SEM AND PETROPHYSICAL DATA IN SEAL ROCK ANALYSIS: A CASE STUDY FROM THE VIENNA BASIN,AUSTRIA

The Vienna Basin is a major hydrocarbon province with a long exploration history. Within the basin, secondary migration from Upper Jurassic source rocks into stacked Middle Miocene (Badenian) sandstone reservoirs was formerly considered to have occurred almost entirely along major fault zones. However recent exploration data has suggested that in areas where no major faults are present, oil may have migrated vertically through the sandy mudstone intervals separating individual reservoir units, which are therefore imperfectly sealed. In order to investigate possible secondary migration through the semi‐permeable mudstones, this study links variations in gross depositional environment (GDE) to variations in mudstone properties (e.g. mineralogy and pore size distribution). The study focussed on the mudstones which seal reservoir sandstones referred to locally as the “8.TH” and “16.TH” units. The bulk mineralogical composition of 56 mudstone and sandy mudstone (and minor intercalated muddy sandstone) samples from seal layers in 22 wells was studied by X‐ray diffraction analysis, broad ion beam – scanning electron microscopy (BIB‐SEM), mercury intrusion porosimetry (MICP) and N₂ adsorption. These data are interpreted in the context of GDE maps of the Vienna Basin which were previously established using seismic and well log data. Results indicate that the gross depositional environment strongly controlled the pore space characteristics of the mudstones. The sandy mudstones in the NW part of the study area were influenced by a complex eastward‐prograding deltaic system which deposited coarse detritus into a major palaeo depression (“Zistersdorf Depression”) located in the centre of the basin. Higher overall porosity and a dominance of larger pore size classes, probably resulting in reduced seal quality, were observed for sandy mudstones from well locations within feeder channels and also from within the Zistersdorf Depression. Similarly, sandy mudstones from locations associated with the long‐term input of coarser sediments in shoreline, coastal and proximal offshore settings in the NW and central parts of the study area are considered to be of lower sealing quality compared to fine‐grained mudstones deposited in distal, open‐marine settings which prevailed in the SE part of the study area throughout the Middle Miocene. In general, pore geometries were influenced by mineralogical composition; quartz‐ and detrital carbonate‐rich samples show equidimensional pores, while more elongated pores (with a higher average aspect ratio) characterize clay‐rich samples. Furthermore, matrix mesopores (2‐50 nm) determined by N₂ sorption are more abundant in clay‐rich versus quartz‐rich samples, and show a pronounced positive trend with increasing percentage of illite‐smectite mixed‐layer clay minerals. This study shows that regional‐scale mudstone seals in the Vienna Basin have been influenced by variations in sedimentation associated with lateral variations in gross depositional environment during the Middle Miocene. The observed pore characteristics will serve as input data for future models of secondary migration.