断陷盆地油气运聚成藏的动力学模型与方程——以北部湾盆地迈陈凹陷为例

随着油气勘探的逐渐深入和勘探条件的日益复杂,油气运聚成藏动力学定量化的研究已经成为石油地质研究的趋势和重要方向。该文以商业规模的油气体为研究对象,选择宏观层面的油气成藏动力和阻力参数,建立了一种新的定量计算油气运聚成藏动力和阻力的方法。该方法主要针对断陷盆地幕式成藏的特点,按照油气生排烃、运移、聚集成藏的不同过程,从油气运聚动力和阻力的角度,分析动力与阻力在幕式成藏关键时期的相互关系,建立4种动力学模型:超压驱动动力学模型、持续运移动力学模型、侧向封闭动力学模型和浮力驱动动力学模型,给出了相应的动力学方程,并以北部湾盆地迈陈凹陷为例,通过计算关键时期成藏动力与阻力,绘制平面等值线图,定量判断油气运聚的方向和距离,最终指出油气聚集有利圈闭。      

伊通盆地莫里青断陷地层压力演化与油气运移模拟

应用钻井测试资料、地震资料和盆地模拟技术对伊通盆地莫里青断陷地层压力演化史和油气运移史进行了研究.莫里青断陷地层压力经历了3次"幕式"聚集与释放,压力演化与构造运动关系密切;莫里青断陷现今地层压力以常压为主,局部残留弱超压;岩相、沉积速率、生烃作用及断裂活动对地层压力差异分布有重要的影响;莫里青断陷超压释放期油气运移活跃,超压释放为油气运移提供了驱动力;渐新世中晚期是莫里青断陷油气运移的主要时期;尖山构造带和靠山凹陷处于双阳组油气运移的有利指向区;靠山凹陷西北部油气成藏条件优越,油气富集程度较高,是研究区油气勘探的有利区带.图5表2参25     

沉积盆地超压形成机制及其对油气运聚成藏过程的影响

超压在全球沉积盆地分布广泛,超压对油气勘探具有重要的意义。超压形成机制主要分为3类：①与应力有关的生压作用;②地层孔隙流体体积增大引起的生压作用;③流体流动和浮力的增压作用。指出超压不仅能改善深部储层的储集性能,增加其上覆盖层的封盖能力,而且是油气运移聚集的重要动力,能够加快和促进油气幕式运聚成藏,但是,对超压的形成机制和意义还存在一些争议,诸如超压对有机质生烃的具体影响和幕式成藏的周期性等问题,尚待进一步深入研究。     

断陷盆地烃类流体运动的非均一性

为研究断陷盆地中烃类流体的运动特征,对断陷盆地中烃源岩的分布、排烃过程及油气二次运移通道及过程进行了分析.结果表明,断陷盆地中烃源岩的分布存在强烈的非均一性,宏观上烃源岩的分布呈现旋回式,微观上烃源岩分布具有一定的波动性.非均一性是烃类运移的本质特征,烃类运移存在优先的运移方向、通道及目标.流体压裂是驱动超压封存箱幕式演化的重要方式,随着超压封存箱的幕式演化,烃类进行幕式排放、幕式运移及幕式成藏.在烃源岩体系中讨论不同规模盆地内油气的运移规律时,应该充分考虑到油气运移通道的不连通性,重视突变性的油气运移规律.     

陆相断陷盆地油气差异聚集模式探讨 ——成藏动力、输导、方式的关系

油气差异聚集模式是石油地质学的经典模式之一,在基本条件和机理分析的基础上对其在陆相断陷盆地环境中的存在条件和适用范围进行了探讨。油气差异聚集模式的实现条件隐含单一烃源岩层系或持续生烃演化过程、连续的排烃和以浮力为主的二次运移过程、以渗透性连通砂层为主要输导体系、统一的流体动力系统等;而当前陆相断陷盆地成藏理论研究中不连续的生烃演化过程、幕式充注过程、输导体系时间和空间有限性、异常流体封存箱与流体分隔体系等,已成为主要观点,严格符合差异聚集模式的油气运聚只能是特殊简单状态,油气充注很可能是在盆地输导体系一定范围内同时对圈闭进行充注,区别在于充注数量以及方式的差异,而对于盆地系列圈闭油气成藏模式的影响,是理解为多个不同成藏阶段油气差异聚集过程的复合叠加,还是不同时间段油气差异聚集作用的简单叠加,以及由此产生的不同类型油藏与不同性质流体的分布空间模式差异性,还有待于在实践中深入探讨。     

南海北部边缘盆地油气地质特征及成藏主控因素

南海北部边缘盆地发育三套主力烃源岩,包括断陷期湖相和海陆过渡相烃源岩,以及坳陷期海相烃源岩。储层发育"三套两类",即陆相砂岩、海陆过渡相砂岩以及海相砂岩和碳酸盐岩。断陷期湖相泥岩为较好局部盖层,中新世以来广泛沉积的海相泥岩是良好的区域盖层。圈闭丰富,其类型主要有构造、地层和复合圈闭。南海北部边缘盆地表现出油气共生、阶梯状输导、环洼聚集、断裂控藏的油气成藏特征。分析认为,烃源岩和热场共同控制着南海北部边缘盆地的油气分布;输导体系是油气运移的必经通道,并决定着油气藏层位的分布;此外,环洼分布的构造带是油气运聚的有利指向区。     

东营凹陷超压系统的幕式排烃

东营凹陷烃源岩具有沉积速度快、连续沉积厚及高热流、高地温、高有机质含量的特征;同时,主力烃源岩段(沙河街组三段、四段)发育大套的泥岩,烃源岩主要以砂岩嵌入式、泥包砂及纯泥岩形式存在。这些条件导致在成熟的烃源岩段超压系统十分发育,同时也使得幕式排烃成为东营凹陷烃源岩一个重要的排烃方式。东营凹陷超压体系幕式排烃分为"构造幕"和"压力幕"两种方式。"构造幕"的机制是外部构造活动的破坏,其排烃方式主要是沿着断裂面及构造裂缝运移;"压力幕"的机制是超压体系内部"剩余"能量的积累和释放,其排烃方式主要是沿着压裂形成的微裂缝排放。在发生幕式排烃作用的超压体系内,排烃效率、烃指数分别较上下层段明显增大和减小。幕式排烃具有的高能量、快运移的特征,使得其在油气勘探中具有重要的意义。     

南堡凹陷油气成藏的有利地质条件

在含油气盆地不同级别、不同类型、不同作用形式的界面中,石油地质研究中关注最多的是与含烃流体生、排、运、聚有关的不同新生流体的作用界面。在对断陷盆地生排烃、超压、次生孔隙发育、耗水等界面定义、特征及作用方式分析的基础上,以济阳坳陷东营凹陷为例,提出了断陷盆地成藏作用面的概念,初步定义为盆地新生流体运动过程、能量形式及其相互耦合的作用面,是生排烃、超压、次生孔隙发育、耗水4种界面耦合作用的结果,既是流体作用转换面、不同类型储集空间分界面,也是流体不同类型能量转换面和油藏类型分布转换面。成藏作用面通过对断陷盆地不同类型流体势能分布及叠加的控制作用,影响了不同类型油藏分布特征,因此通过对不同类型流体作用面的识别、研究和评价,能够有效预测油藏类型、分布样式,进而有效预测盆地油藏的丰富程度,对于盆地评价具有重要意义。     

东营凹陷超压储层的不同类型及其成藏意义

东营凹陷储层内普遍发育的超压主要有邻源和他源超压类型.仅与周围泥岩压实相关形成邻源超压的储层含油气性变化大,而与周围泥岩内的生烃增压机制相关的邻源超压则是有利于油气聚集的能量场表现.通源断裂是超压含烃流体从深部油源向浅层圈闭实现穿层运移的物质和能量通道.通源断裂附近形成的他源超压区是有利的动态圈闭区.     

盆地综合模拟系统BASIMS

油气盆地数值模拟是近十多年发展起来的新技术.它基于石油地质机理,应用多学科知识,定量模拟一个探区(盆地、坳陷、凹陷、次凹)的地史、热史、生烃史、排烃史和运移聚集史,从而进行综合评价,指出有利勘探地带.本文以我院研制成的盆地综合模拟系统BASIMS为例,着重介绍地史、热史、生烃史、排烃史和运移聚集史这五大模型的最新方法以及油气资源综合评价技术.     

富台油田成藏期与生排烃期的匹配关系

利用模拟实验数据,建立并标定了研究区沙三段泥岩有机质成油、成气的化学动力学模型。由此出发,评价了源区车西洼陷的生排烃剖面,并对生油门限、生油高峰、排油门限的概念进行了深入讨论。在此基础上,对车西洼陷3套可能源岩的生排烃史进行了定量评价,认为潜山区主力油源车西沙三段的排烃期为东营组沉积后的晚近期,这与由包裹体的均一化温度确定的区内流体运聚成藏期完全一致,从而相互佐证了生排烃期和成藏期研究的认识。     

东营凹陷下第三系地层异常高压体系及其石油地质意义

地层流体压力异常是含油气盆地存在的一个普遍现象。选用丰富的声波测井资料,根据等效深度法首次计算了东营凹陷下第三系地层异常压力和剩余压力值,分析了异常高压体系的发育特征及其对油气的控制作用。研究表明：高压体系的发育与欠压实、蒙脱石向伊利石转化以及油气的生成有关。异常高压是油气运移、聚集的主要动力,异常高压体系产生的流体压裂、幕式排烃作用对油气的运移聚集十分有利。油气主要分布在高压体系中的相对低压区。东营凹陷中央隆起带的塑性拱张构造是异常高压体系的泄压区,也是油气聚集的最有利区,其较深层位（Ｅｓ３中下─Ｅｓ４上）是今后油气勘探的有利目标。     

分阶段排烃模拟模型研究

本文提出了一种新型实用的排烃模拟模型。根据该模型可将排烃分为单因素排烃和双因素排烃两个阶段。在单因素排烃阶段,含油饱和度是烃类排出的唯一控制因素,排烃的动力是压实作用;在双因素排烃阶段,排烃受临界含油饱和度和临界破裂压力的双重控制,排烃的动力是流体超压。这突破了以往单阶段或单因素排烃模拟研究的局限并避开了对排烃复杂相态的研究,避免了误差的积累。该模型的关键是两阶段的划分标准及临界含油饱和度(S_c)及临界破裂压力(p_c)的确定和流体超压的求取。该模型在辽河盆地东部凹陷驾掌寺洼陷烃源岩定量评价中取得了良好的应用效果。      

沉积盆地超压体系划分及其与油气运聚关系

以生成油气的烃源岩为线索,依据超压成因的主控因素,将沉积盆地中超压体系划分为两类:即深部超压体系及浅部超压体系。前者具有成熟至过成熟的烃源岩,超压分布广,尤其是在中新生代盆地;而后者缺乏成熟的烃源岩,且分布局限,一般仅见于前陆盆地,也就是在前陆盆地存在双超压体系。深部超压体系的形成与生烃作用密切相关,其他因素只是促使压力的进一步增大,而上部超压体系的形成则是后期构造侧向挤压的结果。正确区分两类超压体系,对于探讨油气生成、运移及聚集成藏有着至关重要的作用。从油气勘探的角度分析,深部超压体系显得尤为重要,它是油气生成的化学反应炉,油气运移的原动力,并决定油气的运移相态、方式及成藏特征等。深部超压体系一般难以成藏,但构造抬升或断裂作用使原有的温压平衡系统遭受破坏时也可以成藏。     

莺歌海盆地地层压力特征及其石油地质意义

利用地震速度、声波测井和中途测试等资料,研究了莺歌海盆地地层压力的特征及分布,分析了早期自源超压及其伴生的滞烃作用和它们对油气初次运移的影响,莺歌海盆地强烈超压主要是压实不均衡的结果,超压的分布受沉降－沉积速率和盆地充填岩性的控制,超压界面明显起伏,超压层段异常低的热解峰温和高生成指数反映了超压的滞烃作用,超压及其滞烃作用是有机质热演化异常的主要原因,也是决定盆地天然气成藏过程的重要因素。     

用超压释放法确定烃源岩排烃期次——以古龙凹陷青山口组为例

为了研究松辽盆地古龙凹陷青山口组超压烃源岩排烃期次,在超压烃源岩排烃机制分析的基础上,利用声波时差建立的超压释放期次的研究方法,得到青山口组超压曾发生过3次释放,它们分别是嫩一段沉积末期,嫩四段沉积中后期和明水组沉积末期,目前正处于第4次演化过程中。经超压释放期与烃源岩生烃门限期的比较,认为古龙凹陷青山口组超压烃源岩的主要排烃期是明水组沉积末期,与大庆油田萨尔图、葡萄花、高台子等油气藏的圈闭形成期是同期的,这是大庆油田形成的重要条件之一。     

莺歌海盆地地层压力特征及其石油地质意义

利用地震速度、声波测井和中途测试等资料 ,研究了莺歌海盆地地层压力的特征及分布 ,分析了早期自源超压及其伴生的滞烃作用和它们对油气初次运移的影响。莺歌海盆地强烈超压主要是压实不均衡的结果 ,超压的分布受沉降 -沉积速率和盆地充填岩性的控制 ,超压界面明显起伏 ;超压层段异常低的热解峰温和高生成指数反映了超压的滞烃作用 ,超压及其滞烃作用是有机质热演化异常的主要原因 ,也是决定盆地天然气成藏过程的重要因素。     

应用PetroMod软件研究车西地区含油气系统

应用PetroMod2D软件对车西地区的含油气系统进行模拟研究，对软件涉及的各种参数进行了试验分析。划分了车西洼陷的含油气系统，对沙三段和沙一段含油气系统油气的生成、排出、运移、聚集、散失的过程以及油气的有利聚集场所等进行了系统的分析和模拟，总结和探讨了油气运聚规律。从模拟结果可以看出车西洼陷油气主要成藏期在东营组和上第三系沉积时期。渗透性储层、断层和不整合面共同组成了复式油气输导系统，对油气由洼陷中心向周边运移起重要作用。     

东营凹陷沙四下亚段超压环境与油气成藏

断陷盆地盐湖相地层发育超压系统,在东营凹陷超压对沙四下亚段盐湖相烃源岩生烃的抑制作用和延缓现象不明显,但对于沙四上亚段和沙三段湖相烃源岩有机质生烃具有明显的抑制作用;超压环境有利于烃类转化,使得凝析气成藏所需要的储层物性下限值降低;超压环境有利于砂岩储层保留原生孔隙,超压流体溶蚀作用产生溶蚀孔隙,富含硅质或钙质的砂泥岩和碳酸盐岩在超压环境形成裂缝,大大改善储层储集性;超压还控制了油气运移和聚集作用;东营凹陷北部陡坡带是沙四下亚段盐湖相地层油气成藏和分布的主要区带。