油气藏形成与分布:从连续到不连续——兼论油气藏概念及分类

根据对常规与非常规油气藏成藏特征的综合研究,探讨了油气藏的概念、分类及其形成和分布的基本规律。重新厘定的油气藏概念为:储层中连续的油气聚集,具有独立或统一的压力系统。按照油气藏的聚集方式或分布样式将其划分为连续型、准连续型和不连续型油气聚集,认为含油气盆地中油气藏的形成往往是一个由连续到不连续的过程,在此过程中形成了以上3种类型的油气聚集。1连续型聚集:形成于烃源岩内,典型代表为页岩油气藏和煤层气藏。其主要特点是:储层致密-超致密,渗透率在纳达西-毫达西之间;油气呈游离态、吸附态、溶解态等多相态形式存在;一个连续型聚集实际上仅由一个油气藏构成,其油气在有效烃源岩分布范围内广泛而连续分布,缺乏明确边界,不存在边水和底水;油气主要是原位或就近聚集成藏,无需经过显著运移;油气聚集基本不受圈闭控制。2准连续型聚集:主要形成于邻近烃源岩的致密储层中,大多数致密油气藏属于此类。其特点是:油气呈大面积准连续分布,一个准连续聚集由多个彼此相邻的中小型油气藏组成;油气聚集缺乏明确边界,边、底水无或仅局部分布,无区域性油气水倒置;油气为大面积弥漫式充注,初次运移直接成藏或短距离二次运移成藏;油气运移聚集主要为非浮力驱动,非达西流运移;油气聚集基本不受背斜圈闭控制,而主要受非背斜圈闭特别是岩性圈闭控制。3不连续型聚集:又称为常规圈闭型油气聚集,主要形成于常规储层中,少数致密油气藏、煤层气藏甚至页岩油气藏亦属此类。其特点是:油气藏呈孤立分散不连续分布;油气藏边界明确,通常具有完整边、底水;油气藏形成一般需要经过二次运移,浮力是油气运移成藏的主要动力;油气藏形成严格受包括构造圈闭在内的各种圈闭控制。在含油气盆地中,上述3种油气聚集可同时存在,且往往形成于一个共同的烃源灶,其相互之间存在着密切联系,并具有各自独特的分布规律。因此,在油气勘探中,应当将三者作为一个统一体进行通盘考虑和研究,从而最大限度地提高勘探成效。     

鄂尔多斯盆地三叠系延长组富有机质页岩孔隙特征及发育机制

页岩储层孔隙发育特征是页岩储层评价的重要内容,也是开展页岩油气赋存机理研究的基础。提出了通过“基质类型—孔隙产状—孔隙成因”划分孔隙类型的方案。利用氩离子抛光和场发射扫描电镜技术观察孔隙发育情况,根据基质类型和孔隙产状,识别了4类孔隙：粒间孔、粒内孔、有机质孔和微裂缝,并根据孔隙成因将粒间孔分为碎屑颗粒间原生孔、黏土矿物片体间孔和颗粒间溶蚀孔,将粒内孔分为长石颗粒内溶蚀孔、黏土矿物片体内孔和黄铁矿晶体间孔。有机质孔主要为有机质颗粒内的微裂缝和有机质内孤立分布的孔径较小的孔隙。微裂缝主要表现为纹层缝或页理缝。综合孔隙图像分析、低温液氮吸附实验结果、孔隙结构参数与矿物组成、有机碳含量和有机质成熟度等参数相关性分析,认为沉积条件、成岩作用和有机质热演化控制了孔隙的形成和保存。半深湖—深湖沉积环境下,富有机质页岩中发育重力流成因的薄层砂质纹层,纹层段碎屑颗粒含量高,有利于形成碎屑颗粒粒间孔、碎屑颗粒粒内孔和顺层微裂缝。早期成岩作用阶段形成黄铁矿,有利于形成黄铁矿晶间孔,但黄铁矿也是压实作用的主要参与者;压实作用造成粒间孔和粒内孔的孔径变小和孔体积降低,碎屑颗粒和黄铁矿与有机质颗粒间呈凹凸接触,有机质孔在压实作用下闭合导致有机质孔不发育;溶蚀作用促进长石粒间溶孔和长石粒内溶孔的形成,一定程度改善储层质量。在成熟度达到一定阶段(R_O≈0.75%)后,开始出现有机质孔。有机质孔发育程度差,一方面受成熟度的影响,另一方面可能是压实作用造成的。此外,富有机质泥页岩渗透性较差,烃类被吸附在有机质表面或溶于干酪根内部,造成干酪根体积膨胀也可能是有机质孔不发育的一种原因。     

火山岩相类型、特征和岩相-地震相响应关系——以准噶尔盆地克百地区佳木河组为例

准噶尔盆地克百地区佳木河组是含火山岩地层,建立火山岩相-地震相响应关系有助于火山岩识别、火山岩相研究.地质与地球物理技术结合是进行火山岩相研究的有效途径.火山岩相-地震相研究的基本原则:一是采用物理参数加几何外形描述地震相类型;二是以合成地震记录为桥梁,用钻井资料标定地震相类型;三是考虑断层和古地貌对火山活动和火山岩相的控制作用.通过对佳木河组地质和地震资料的分析,建立了佳木河组火山岩相-地震相关系,识别出4种岩相组合类型和与之对应的地震相类型.建立的火山岩相-地震相响应关系表明,火山岩为强振幅反射,区别爆发相和溢流相的标志是地震反射的连续性及振幅的变化,溢流相地震反射连续性好于爆发相,振幅强度比爆发相强.利用火山岩相-地震相响应关系,预测的火山岩分布范围和实际钻井资料具有较好的一致性,可以有效地进行火山岩相研究,预测火山岩分布范围.     

三肇凹陷扶余油层方解石胶结物特征及其对储层致密化的影响

方解石是三肇凹陷扶余油层致密砂岩中广泛发育的胶结物,同时方解石胶结作用也是导致储层致密化的重要因素。以方解石胶结物为研究对象,综合利用薄片鉴定、阴极发光、包裹体测温、激光拉曼和扫描电镜能谱等资料,分析方解石形成时期及其成因。研究结果表明:扶余油层方解石胶结物主要类型为细晶方解石和粗晶方解石2种。其中细晶方解石充填粒间孔中,呈连晶式生长,或以细小晶体交代长石,在长石表面的溶蚀孔及微孔内沉淀,有时呈嵌晶状胶结多个颗粒;粗晶方解石以残留孔隙充填为特征,呈不规则状分布。方解石胶结物发育2期:第1期为嫩江期(距今78~77 Ma),形成温度为89.5~110.2℃;第2期为明水期(距今73~65 Ma),形成温度为122.6~134.3℃。早期方解石胶结物形成与生物气有关,晚期方解石胶结物形成与有机酸脱羧作用有关,2期方解石胶结物均极大破坏了储层物性,也是导致研究区储层致密化的重要因素。     

非均匀介质交错网格高阶差分地震波数值模拟

地震波数值模拟是解决地震正反演问题的重要手段和了解地下地质构造的有力工具。从波动方程出发建立一阶速度-应力方程组,用Taylor级数和交错网格差分技术对方程组进行高阶差分离散,避免了直接对波动方程二阶导数进行差分带来运算量大的问题;采用特征分析法处理边界问题,对边界反射进行很好的吸收。文中给出了相应差分精度的稳定性条件,并用高阶交错网格有限差分法对非均匀介质模型进行了数值模拟。计算结果表明,该方法具有较高的稳定性和精度,适合于复杂介质的弹性波场模拟。     

苏北盆地始新统三垛运动剥蚀厚度恢复

前人运用不同的方法对苏北盆地三剁事件剥蚀量进行过计算,但主要集中在某一凹陷或某一方面,缺少从整个盆地大的成因环境中分析和考虑,其所得的结果具有片面性。在评价前人计算方法的基础上,通过综合运用泥岩声波时差法、地层厚度趋势外推法,对三垛事件剥蚀厚度进行了恢复。结果表明,苏北盆地该事件中的最大剥蚀量在1000～1200m之间,主要位于建湖隆起区;深凹处剥蚀量最少,一般在300～500m左右;斜坡和低凸起的剥蚀量一般在600～900m左右;盆地南部的剥蚀量较北部来说相对较少。这对重新认识苏北盆地的油气成藏史以及油气藏分布规律具有重要意义。     

川南地区龙马溪组页岩有利储层发育特征及其影响因素

下志留统龙马溪组是四川盆地南部重要的烃源岩和页岩气勘探层位,为查明其有利储层的发育特征及其影响因素,通过对昭通、长宁、威远地区7口页岩气井的钻井岩心观察及野外露头地质调查,结合岩石薄片鉴定、扫描电镜观察、比表面积测定以及岩石物性等分析结果,明确了该区龙马溪组页岩地层展布、岩性组合、矿物组成、储集空间类型等特征：①龙马溪组页岩在地层发育、岩性组合及富有机质程度上具有很强的各向异性,有效页岩储层以高有机质层段为主;②页岩储层具有高成岩作用、高热演化程度特点,发育无机物质孔、有机物质孔和微裂缝等储集空间类型;③对页岩气储集有贡献的主要是黏土矿物层间孔和有机质孔,孔径分布在50 nm~2 μm,其形成与黏土矿物和有机质的含量、成岩作用及有机质热演化作用有关。在此基础上,分析认为：页岩沉积环境、矿物组成、有机质含量是影响页岩储集能力的重要因素,有机物质富集有利于页岩气的生成与吸附,脆性矿物的存在提高了储层的脆性,有利于储层的增产改造。     

鄂尔多斯盆地华庆地区长7油层组致密油成藏条件与成藏模式

利用钻井、测井、录井、试油资料、薄片观察以及分析化验等资料,研究鄂尔多斯盆地华庆地区长7油层组致密油的储层条件、烃源岩条件和运移聚集条件,建立致密油成藏模式。结果表明,长7油层组储层岩性主要为长石岩屑砂岩,平均孔隙度为7.4%,平均渗透率为0.134×10^-3 μm²,储集空间以次生溶蚀孔隙为主,占到总面孔率的70.6%,孔隙半径分布范围多数小于1 μm,属于纳米级孔隙。长7油层组烃源岩以长7³最好,有机碳含量平均为8.99%,明显高于长7²和长7¹,后两者的有机碳含量分别为2.17%和1.12%,均属于好-最好烃源岩。长7³烃源岩厚度分布在28～36 m,长7¹⁺²厚度为35～55 m,主要为I型干酪根,镜质体反射率介于1.02%～1.2%,处于生烃高峰期,生油强度可达到600×10⁴ t/km²。运移通道为水平裂缝、斜交裂缝和砂体构成的三维网状输导体系,尤其是源储界面的斜交裂缝为初次排烃的重要通道。运移动力为生烃作用产生的超压,其分布范围在15～22 MPa。长7油层组致密油藏发育岩性尖灭油藏、透镜体油藏和成岩圈闭型油藏,数量多,横向连片、纵向叠置,呈现出准连续分布特征。长7³烃源岩与长7¹和长7²储层形成下生上储型成藏组合,长7¹和长7²烃源岩与自身储层形成源内间互型成藏组合,构成“下生上储-源内间互双源供烃准连续型”成藏模式。     

鄂尔多斯盆地准连续型低渗透-致密砂岩大油田成藏模式

文中将致密油藏定义为储层致密、只有经过大型压裂改造等特殊措施才可以获得经济产量的烃源岩外油藏,其绝对渗透率约小于2×10^-3 μm²,孔隙度约小于12%。以往普遍认为,致密油藏属于连续型油气聚集,为非常规油气之一类。研究表明,鄂尔多斯盆地伊陕斜坡三叠系延长组中、下组合主要为致密和近致密砂岩油藏,其成藏模式既非以往认为的典型的常规岩性油藏,又非典型的连续型非常规油藏,而是介于常规与非常规油藏或连续与不连续型油气聚集之间的一种过渡类型,文中称之为准连续型油藏或油气聚集。它主要具有以下成藏特征:①油藏大面积准连续分布,无明确边界;②大面积生烃,高强度充注;③储层物性差,非均质性强;④圈闭介于常规圈闭与无圈闭之间,为非常规圈闭;⑤油、水分异差,无明显边、底水;⑥油藏压力系统复杂,且多具负压异常;⑦油气运移聚集主要为非浮力驱动,近距离运移成藏;⑧油藏形成和分布主要受烃源和储层控制,构造影响小;⑨保存条件好,油藏变化小;⑩资源丰富,勘探开发潜力大。准连续型致密砂岩油藏成藏模式的提出,预示着这类油藏具有较大的勘探潜力,但传统的地质研究和勘探思路需要作出相应的调整。     

鄂尔多斯盆地延长组长7油层组页岩-致密砂岩储层孔缝特征

鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7油层组是富有机质页岩和致密砂岩共生发育的富油层位,富有机质页岩既是生油层又是储层,并为致密砂岩提供油源。揭示页岩储层和致密砂岩储层之间的孔缝特征,对认识页岩油和致密油赋存空间和运移机理具有重要意义。综合岩心描述、场发射扫描电镜、激光共聚焦显微镜、核磁共振实验、高压压汞和低温吸附实验等手段,定性描述和定量表征相结合,刻画了富有机质泥页岩和致密砂岩储层中的孔隙类型和孔径大小。富有机质泥页岩孔隙类型包括粒间孔、粒内孔、有机质孔,页岩中孔隙的孔径范围总体分布在50 nm以下。页岩中的裂缝包括水平缝、低角度缝、高角度缝和近直立缝。致密砂岩储层孔隙类型包括剩余原生粒间孔、晶间孔和次生孔,且次生孔是主要的孔隙类型。致密砂岩孔隙直径多在2 μm以上,孔喉半径多集中在73.5 nm以下,但对渗透率起贡献作用的孔喉半径区间为73.5~735 nm,致密砂岩中同样发育微裂缝和高角度裂缝。页岩和致密砂岩孔隙的形成和演化均受沉积作用和成岩作用的影响,成岩作用流体和烃类流体的运移和充注将页岩和致密砂岩构成了有机整体。延长组长7油层组页岩-致密砂岩系统中存在3类孔缝网络和石油运移路径：①页岩内纳米-微米级孔隙-裂缝网络,形成页岩油的存储空间和石油源内运移的路径;②致密砂岩内纳米级喉道和微米级孔隙的孔隙网络系统,形成致密油的存储空间;③页岩和致密砂岩间差异孔喉结构-微裂缝-裂缝孔喉网络系统,构成源内石油向源外运移的路径。