泥岩盖层封气性演化阶段及其研究意义

在研究泥岩盖层封气性的形成条件及演化特征的基础上,对3种类型泥岩盖层的封气性演化阶段进行了划分：既无生气能力又无异常孔隙流体压力的泥岩盖层,其演化不存在阶段性,仅有毛细管封闭,具生烃能力但不具异常孔隙流体压力的泥岩盖层,其演化可分为毛细管封闭和毛细管 压力封闭两个阶段,既具生烃能力又具异常孔隙流体压力的泥岩盖层,其演化可分为毛细管封闭、压力封闭 毛细管封闭 抑制封闭和毛细管封闭 替代封闭3个阶段。研究泥岩盖层封气性演化阶段,可以正确评价泥岩盖层的封气能力及其有效性。以松辽盆地三肇凹陷青山口组和泉头组一、二段两套泥岩盖层为例,讨论了泥岩盖层封气性演化阶段的划分及其意义。     

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压力封闭是毛细管封闭明显不同的盖层封油气机理，主要靠盖层与储集层之间孔隙流体压力差来封闭油气的，它既可封闭游离相的油气，又可封闭水溶相的油气。压力封闭的形成仅存在于具有欠压实的泥岩盖层中，其封闭能力的大小可根据等效深度法和利用声波时差值计算得到。     

欠压实泥岩在封盖油气中的作用

本文在研究盖层封闭油气机理的基础上，分析了欠压实泥岩在封盖油气中的作用。欠压实泥岩具有压力封闭油气的能力，既可以封闭呈游离相运移的油气，又可以封闭呈水溶相运移的油气。当泥岩为生烃岩时，欠压实泥岩具有较强的烃浓度封闭能力，可完全封闭呈扩散相运移的天然 气。即使欠压实泥岩中有断裂，因已存在孔隙流体异常压力也会使断层具封闭性。因此，欠压实泥岩是封闭油气最有利的封闭盖层。     

泥岩盖层古抑制浓度封闭能力恢复方法的应用

在泥岩盖层抑制浓度封气机理及其能力研究的基础上，建立了其异常含气浓度和异常孔隙流体压力之间的函数关系。在古异常孔隙流体压力恢复的基础上，对泥岩盖层古异常含气浓度进行了恢复，建立了一套泥岩盖层古抑制浓度封闭能力的研究方法。利用此方法对松辽盆地北部汪家屯气田青山口组泥岩盖层古抑制浓度封闭能力进行了研究，结果表明汪家屯气田青山口组泥岩盖层各地质时期均具较强的抑制浓度封闭能力，对封闭沙河子组气源岩生成排出的扩散相天然气是有效的。这说明该方法用于恢复泥岩盖层古抑制浓度封闭能力是可行的。     

欠压实泥岩在封盖油气中的作用

本文在研究盖层封闭油气机理的基础上,分析了欠压实泥岩在封益油气中的作用.欠压实泥岩具有压力封闭油气的能力,既可以封闭呈游离相运移的油气,又可以封闭呈水溶相运移的油气.当泥岩为生烃岩时,欠压实泥岩具有较强的烃浓度封闭能力,可完全封闭呈扩散相运移的天然气.即使欠压实泥岩中有断裂,因已存在孔隙流体异常压力也会使断层具封闭性.因此,欠压实泥岩是封闭油气最有利的封盖层.     

异常孔隙流体压力对各种相态天然气的间接封闭作用

在异常孔隙流体压力形成机制及条件的基础上,对异常孔隙流体压力在封闭各种相态天然气的作用方面进行了研究。指出:异常孔隙流体压力不能直接对游离相天然气进行封闭,但可使泥岩盖层毛细管封闭能力增强,间接地对封闭游离相天然气起作用;异常孔隙流体压力也不能直接对水溶相天然气进行封闭,但可通过使泥岩盖层吸附阻力增强,间接地对水溶相天然气起作用;异常孔隙流体压力也不能直接对扩散相天然气进行封闭,但可通过形成异常含气浓度,间接地对封闭扩散相天然气起作用。     

乌尔逊凹陷大一段泥岩盖层封闭能力及其研究意义

在盖层对各种相态油气封闭机理及其影响因素分析的基础上,系统研究了乌尔逊凹陷大一段泥岩盖层对各种相态油气的封闭特征,证实该泥岩盖层对整个凹陷游离相油气具有好的毛细管直接封闭能力,在凹陷中部具有好的异常孔隙流体压力的间接封闭能力,向凹陷边部变为较好和中等异常孔隙流体压力的间接封闭能力;在凹陷的大部分地区对水溶相天然气和扩散相天然气具有好的封闭能力,在凹陷边部具有较好封闭能力。而且证实泥岩盖层对各种相态油气封闭能力的形成均早于南一段源岩大量排烃期,可以封闭住南一段源岩生成排出的各种相态油气,有利于其在南二段中聚集成藏,这是造成该段油气富集的根本原因。     

泥质岩盖层对扩散相天然气封闭性演化的作用

在研究泥质岩盖层对扩散相天然气封闭机理及作用类型的基础上，对不同类型泥质岩盖层对扩散相天然气封闭性演化阶段的作用进行了研究，认为：具生烃能力但不具异常孔隙流体压力的泥质岩盖层对扩散相天然气封闭性演化不存在阶段性；而既具生烃能力又具异常孔隙流体压力的泥质岩盖层对扩散相天然气封闭性演化可分为抑制浓度封闭和替代浓度封闭2个阶段。此研究不仅可以预测其对扩散相天然气封闭能力的演化，而且可以研究其封闭扩散相天然气的有效性。然后以松辽盆地北部三肇凹陷登二段和青山口组2套泥质岩盖层为例，通过对扩散相天然气封闭性演化特征与沙河子组气源岩大量排气期之间的匹配关系研究，认识到它们在该区天然气聚集与保存中起到了重要作用。     

利用声波时差资料研究泥岩盖层封闭能力的方法

目前，盖层封闭性研究由于受井点数，取心和实验经费等因素的限制，只能用有限个实验数据来研究装置层的封闭能力，使盖层评价的准确性受到影响。本文为了获取更多的盖层封闭性信息，在分析盖层毛细管和压力封闭机理及方要影响因素的基础上，通过声波时差与泥岩排替压力，声波时差与泥岩异常孔隙流体之间的函数关系的确定，讨论了利用声波时差研究泥岩盖层毛细管封闭能力在剖面上和和平面上的变化特征，以及压力封闭能力和其形成时期     

用声波时差资料确定欠压实泥岩盖层压力封闭形成时期及其意义

首先在研究欠压实泥岩盖层压力封闭机理及其形成时间的基础上,通过声波时差与孔隙率以及也隙率与异常孔隙流体压力之间的关系,利用声波时差建立了一套欠压实泥岩盖层压力封闭时期的确定方法,然后以此为基础,通过其与烃源岩大量排烃期的比较,阐明了压力封闭形成时期在欠压实泥岩盖层压力封闭油气有效性研究中的意义。最后以松辽盆地三肇凹陷青山口组泥岩盖层为例,利用上述方法对其压力封闭形成时期及封闭侏罗系和自身天然气的有效性进行了研究,其结果表明该方法是可行的。     

盆地发育不同阶段天然气封盖条件的差异性--以松辽盆地北部为例

松辽盆地北部深部和中下部组合处于盆地的不同发育阶段,天然气封盖条件存在着明显的差异,登二段、泉一、二段泥岩盖层不仅厚度和空间分布较青山口组、嫩一、二段小,而且与源岩的配置关系也较青山口组和嫩一、二段差。青山口组和嫩一、二段泥岩盖层除了毛细管封闭能力外,还具有压封闭和抑制封闭天然气能力,而泉一、二段仅具毛细管封闭能力,登二段除了具毛细管封闭能力外,还具有替代封闭能力,青山口组和嫩一、二段泥岩盖层与青山口组源岩之间的时间配置关系也优于登二段、泉一、二段泥岩盖层与沙河子组－营城组源之间的时间配置关系。以上这些是造成该区中下部天然气富集程度和分布明显好于深部的重要原因。     

油气藏盖层封闭性研究现状及未来发展趋势

盖层直接决定了油气富集规模,大中型油气田盖层岩性主要为泥岩、膏盐岩和碳酸盐岩。近几十年来,盖层封闭性研究在封闭机理与评价方法方面取得了很大进展。不同学者先后提出了毛细管封闭、水力封闭、超压封闭和烃浓度封闭机理,针对不同封闭机理建立了盖层封闭性评价行业标准,在区带评价和勘探目标选择过程中起到重要的指导作用。传统盖层封闭性主要是静态评价,经历多期埋藏-抬升的盖层封闭能力是变化的。金之钧等建立了盖层封闭能力动态演化过程定量评价方法,利用埋藏过程孔隙度-毛细管压力、抬升过程渗透率-毛细管压力关系和OCR定量预测盖层毛细管封闭能力变化过程,为多期构造演化盆地油气富集规律研究提供了合理依据。基于对以上机理和方法的研究,指出断层、构造裂缝和水力裂缝是盖层完整性破坏的关键因素,明确了油气穿越盖层运移条件,为寻找次生油藏提供了思路。断裂和裂缝形成演化过程及其对盖层完整性破坏取决于盖层岩石力学特征,即盖层脆-韧性变形,基于泥岩密度和岩石力学特征建立了泥质岩脆-韧性变形转换判别方法;基于拜尔利摩擦定律和盖茨准则建立了膏盐岩脆-韧性变形转换判别方法,明确了断裂和裂缝在脆性、脆-韧性和韧性盖层中形成演化机理和对盖层破坏作用。现今,盖层封闭性仍有许多问题需要深入探索,包括不同级别盖层对油气保存的影响,宏观地质因素对盖层封闭能力的影响,泥页岩岩石成岩阶段划分及封闭能力动态演化过程,盖层脆-韧性转化及破裂条件定量表征,深层断层对油气输导和保存,盖层完整性定量评价方法等。     

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。      

有机质类型及演化阶段对泥岩盖层浓度封闭作用的影响

在分析泥岩盖层浓度封闭机制及类型的基础上,研究了含有不同类型有机质的泥岩盖层在不同演化阶段的生油气特征及孔隙水的变化情况,确定了其存在相态,并分析了其在不同演化阶段的浓度封闭作用特征。结果表明：生化阶段和高成就－过成熟阶段,含腐殖型和含腐泥型有机质的泥岩盖层均具有较强的替代封闭作用;低成熟－成熟阶段早期,２种类型的泥岩盖层均具有弱的替代封闭作用;成熟阶段高峰期－结束,含腐殖型有机质泥岩盖层具强的抑     

泥岩盖层对各种相态天然气封闭性演化阶段划分及意义

在泥岩盖层对各种相态天然气封闭机理及形成条件研究的基础上,针对不同类型泥岩盖层对各种相态天然气封闭性演化阶段进行了研究.以松辽盆地北部三肇凹陷泉一段、泉二段、登二段和青山口组3套泥岩盖层为例,通过划分其对不同相态天然气封闭性演化阶段,研究其对各种相态天然气的封闭特征;通过其封闭性形成时期与沙河子组-营城组气源岩大量排气期之间的匹配关系,研究了它们在该区天然气聚集与保存中的作用.     

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。     

川东石炭系气藏的岩性封堵与高压流体封堵

川东地区是四川盆地稳定地块中的相对构造活动区,发育10排高陡构造带。20世纪90年代以来,高陡构造带石炭系成组气田勘探获得巨大突破。石炭系气藏的直接盖层是下二叠统梁山组泥岩层。从梁山组的渗透率、孔喉中值半径值分析可知,其属于较差盖层,封盖能力较低;而从孔隙度和突破压力看,梁山组具较强的封闭能力,但这种单一因素的封闭能力还不能完全封盖住研究区具有较高含气高度的石炭系丰富的天然气藏。从压力封闭的机理来考察,上覆层系对下伏层系天然气聚集产生的封闭条件必须是上部地层的原始地层压力大于下伏层系,上部地层的原始地层压力系数大于下伏层系。石炭系上覆二叠系阳新统具有异常高的孔隙流体压力,形成了阻挡烃类逸散的高质量封闭层,从而对下伏石炭系天然气聚集产生高压流体封堵。部分高陡构造带上“通天”破裂逆断层出现压力释放和油气大量散失的现象。研究与勘探实践表明,可将二叠系阳新统现今流体压力系数1.30作为压力封闭的临界值,超过此值即能对下伏石炭系气藏起压力屏蔽作用。