异常高压,流体压裂与油气运移（上）

本文根据济阳坳陷、美国湾岸、苏联阿塞拜疆及其它油气区的实际资料,提出了一种油气运移机理。该机理要点如下:(1)由于快速沉积,生烃泥质沉积在埋藏浅处即发生排水受阻并保留了大量的水;(2)由于半渗透膜作用,在生烃泥岩体周围与砂岩接触处形成致密“壳”;(3)有机质的全部演化过程都是在这种被“壳”包围的高温欠压实泥岩中进行的;(4)当“壳”以上的载荷不平衡时,“壳”下的欠压实泥岩和(或)塑性盐体即发生上拱并使“壳”的水平压应力降低。欠压实泥岩中的孔隙流体压力随深度加深而升高。二者结合使“壳”的上拱部位发生天然流体压裂。这样,含烃流体从异常高压带向静水压力带运移,这种过程是反复而间歇地进行的。笔者据此机理认为,在地质历史上凡与古异常高压生烃泥岩体接通过的圈闭储集空间,都有可能形成油气藏。     

利用地层原油物性和油层压裂梯度研究陕甘宁盆地侏罗系油气二次运移

甲烷含量与油气比关系曲线可用来区分两种不同的运移方式;此曲线结合其它资科为查明中生界垂向运移提供了一些重要依据;菱形图和P.C.卡西莫夫运移系数可初步确定侏罗系油藏油气侧向运移的方向和距离;压裂梯度结合岩芯资科,可以判断裂缝类型,区分运移方式,进行油(气)藏预测.本文所提供的成果和认识有助于研究侏罗系古地貌油田的形成和分布,并指导侏罗系的勘探.     

石油运移路径和聚焦：三维模拟

盆地内石油运移路径由不连续封闭面（通常平行于层理面）的三维空间展布决定，在封闭面下面石油选择构造上最为有利的路径运移，我们采用本文讨论的参数，编制相应的程序，利用个人计算机模拟含气系统内石油运移路径的空间展布，通过把这种模型应用于巴黎盆地和威利斯顿盆地下展示预测的运移路径和已发现的油气聚集区之间的良好相关性，在盆地中部生烃区的上面和石油运移路径为致密的网状，向盆地边缘，由于封闭面形态变化，这些运移路径汇集成分离的通道，最终，这些运称通道出路地表成为油苗，在石油运移模拟中结合地表现露的运称 道非常重要，封闭面下石油输导层岩相变化，断层并置和穿层封闭（如盐体侵入等）形成横向封闭遮挡，这会引起在封闭面下面石油的运移偏离构造上最为有利的运移路线，在水动力条件下由于地形驱动地下水的流动，也可以使油气运移的路径发生改变，石油垂直运移带通常和岩相变化有关，如从封闭面沿水平方面过渡到非封闭面，或者由断层导致封闭面地层并置，在正常或异常力地层中石油最有可能向盆内较高部位（这里石油可以聚焦，也可以由于临时封闭的破裂而发生运移）的正常或低压地层中垂直运移，从油田和油苗到可能源岩的单一路径的反演是是一种强有力的勘探工具，它有助于预测油气聚焦的泄漏边界或石油排出区。     

异常高压,流体压裂与油气运移（下）

(三)“壳”的破裂与流体运移上述实例表明,现存异常高压生烃泥岩体中的孔隙流体压力是巨大的,原始的古异常高压还要更大一些(甚至等于地静压力)。但是,古异常高压生烃泥岩体排液的先决条件是异常高压带与静水压力带的“接通”。引起“接通”的途径主要有两个:“壳”被天然水力压裂和“壳”被断层活动所断裂。     

烃源岩孔隙流体介质对石油初次运移的影响

利用自主研制的地层孔隙热压生排烃模拟仪,系统开展了氮气—水蒸气、水蒸气—液态水体系、液态水和无水体系系列生排烃模拟实验,通过对排油效率的分析对比,探讨了烃源岩孔隙流体介质对石油初次运移的影响.在生油气阶段,烃源岩孔隙空间是保持一定温度和压力的多组分(烃气、非烃气、石油、地层水)流体共存的一种相态.液态地层水是石油初次运移过程中不可缺少的运移载体.水可能是首先吸附在岩石矿物的表面,起到了一种"润滑剂"的作用,阻止了石油在矿物表面的吸附,从而有利于石油的运移.同时,生油气过程中伴生的大量的CO2,由于其独特的超临界特性,易于溶解孔隙流体中的石油,降低了油水之间的界面张力和石油的黏度,减小了石油运移阻力,促进了石油的初次运移.     

泥岩压实动态分析法定量评价石油初次运移

在分析影响油气初次运移主要因素的基础上，剖析应用泥岩压实静态分析方法研究油气初次运移的局限性，提出应用泥岩压实动态分析方法定量评价油气初次运移的观点，并建立了相应的地质模型、数学模型和模拟流程。以栓辽盆地乾长凹陷为例，对主要烃源层青山口组进行压实动态分析，并估算其油气初次运移量，计算结果与其它多种方法计算结果以及前人计算结果十分接近。     

济阳坳陷透镜状砂岩成藏模拟实验

从济阳坳陷下第三系沙河街组三段透镜状油藏物性特征统计发现,砂体物性与圈闭充满度呈正比关系,而且存在一个砂体物性门限值,即当平均孔隙度大于12%时,砂体内才有油气的聚集。利用核磁共振技术对储集层岩石的孔隙性、渗透性和含油性及其空间分布进行定量描述的优点,以同一围岩含油饱和度,相同温度、压力,以不同物性相同规格的人工岩芯进行模拟实验,实验证实砂体物性是影响砂体含油饱和度的重要因素。砂体含油性有随砂体物性增加而变好的趋势。成藏模拟实验与统计结果具有很好的一致性。从透镜状油藏成藏机理分析来看,在毛细管力差和烃浓度差的作用下,油气首先从较大孔隙进入砂岩透镜体中,油气的进入占据了砂岩透镜体中的孔隙空间。在孔喉半径小、物性差的砂体内应无油气的聚集,即砂体不能成藏     

复合含油气系统中油气运移流向研究的意义

含油气系统划分的核心是循着油气从源岩到圈闭的过程,追踪确定三维地质单元的相对独立的流体运动的最大外边界。其中油气运移研究居于重要地位。中国复合含油气系统表现为多源多灶多期生烃和成藏的复杂性。油气从生烃灶生成以后,往往发生了多次运移。有些是从生烃灶向圈闭的多次运聚过程;有些则是已聚集烃类的散失破坏;还有些则是油气从古油气藏向新油气藏的调整。对不同阶段油气运移流向的确定,既可划清含油气系统的交叉、共生与分立的空间关系和范围,又可了解油气保存与破坏规模及油气现今分布的有利地区。本文主要讨论复合含油气系统的划分要注重油气运移流向研究,在定源前提下,以顺藤摸瓜的方式,确定油气运聚单元。在此基础上,根据各运聚单元相互关系最终圈定含油气系统的最大外边界。     

江汉盆地西南缘油气运移及其成藏模式

对江汉盆地西南缘的油源对比和流体势分析表明,北部地区的原油主要来自梅槐桥—牛头岗洼陷高成熟度烃源岩,南部地区的原油与本地的低成熟度烃源岩具有亲缘关系,中部地区的原油则具有混源特征.该区的油气明显具有运移距离短、近源聚集的特点;其分布与聚集受到断层和圈闭类型等因素的影响.断层活动使上升盘储层与下降盘烃源岩对接,是新生古储型油气藏成藏的关键;断层的封闭性上部要优于下部,控制着油气富集的层位.圈闭类型以断鼻和断块为主,断鼻油气藏主要分布在断层的下降盘,而断块油气藏主要分布在断层的上升盘.根据油气聚集特点和储集层位的差异,将本区的油气藏划分为自生自储、新生古储和下生上储3种成藏模式.     

断陷盆地中含油气系统的特征

我国东部断陷盆地含油气系统具有与盆地结构及勘探程度相对应的多层次性,其基本单元是以单一生烃凹陷(洼陷)为中心的子系统。复式含油气系统的基础是在盆地中存在不同地质时期的活跃烃源岩,它是强烈的多期块断运动和高地热场的产物。断层的活动强度及活动时间和期次控制了盆地中油气系统的分布及特征。用生物标志物进行油源对比可以划分系统并确定其分布范围,从而进一步研究成藏规律。以济阳坳陷中的沾化凹陷为例说明复式含油气系统的形成及特征。盆地中三套主要的生油层系分别是始新统的沙河街组第三段、第四段及渐新统的沙河街组第一段。这几套生油岩形成于不同的沉积环境,经历了不同的成熟演化阶段并形成了各自的原油。三类原油的特征明显地反映在其中生物标志物的组成上。以这三套生油层系为核心,三个成藏期为标志,形成了复式含油气系统。这些系统有着各自的生储盖组合,运移通道及分布范围,它们在空间中叠置或交叉,在时间上呈现阶段性。     

石油二次运移的分子地球化学特征

该文采用索氏抽提法获得模拟实验中不同运移距离的油样,用GC/MS对这些油样中的饱和烃、芳烃馏分进行了分析。正构烷烃、烷基菲、烷基硫芴以及烷基芴在石油二次运移初期分馏效应的研究结果表明:极性非常小的正构烷烃进入充满水的疏导层后,受粘土矿物物理吸附的影响较大,导致nC_18-/nC₁₉₊的峰值比在一定的运移距离内呈现递减的趋势,当物理吸附达到平衡后,nC_18-/nC₁₉₊峰值比则有明显的递增趋势;极性较大的芳烃馏分在地质色层效应的影响下,烷基菲、烷基硫芴、烷基芴表现出明显的高分子滞后的运移分馏效应;正构烷烃和芳烃馏分在石油二次运移初期首先受到物理吸附的作用,并且这种作用对正构烷烃在时间、空间上的影响远大于芳烃馏分。这些实验认识为合理有效地评价油气运移过程提供了有力的研究依据。     

塔河油田奥陶系油气地球化学特征与油气运移

通过对塔河油田奥陶系油气地球化学特征与油气运移关系的研究,认为:a)油气物理性质可以宏观地反映油气运移的方向;b)原油轻烃、生物标记物和含氮化合物可以较好地反映油气运移方向,饱和烃生物标记化合物反映了相对轻质原油的油气运移方向,含氮化合物则主要反映了相对早期原油的运移方向;c)塔河油区存在着早期由南向北、晚期由南向北、由东向西的油气运移充注过程.      

油气初次运移的动力学背景与条件

利用数值盆地模型模拟分析在砂岩-烃源岩-砂岩所构成的油气初次运移系统内流体压力的分布形式和演化特征,讨论油气以游离相态通过烃源岩的孔隙喉道、微裂隙和干酪根网络等通道形式发生初次运移的动力学条件。模拟结果表明,烃源岩保持较高的过剩压力或相邻砂岩发生高压释放的地质过程有利于油气初次运移的发生。相关的地质条件与动力学背景的定量分析应是在宏观上研究油气初次运移的有效途径。     

纳米材料在压裂液体系中的应用进展

纳米材料具有的粒径小,表面大等特殊性质使其在油田开发中拥有广阔的应用前景。当其与传统压裂液技术相结合时可克服传统压裂液体系所遇到的困难。综述了国内外纳米材料在压裂液前置液、压裂液交联剂、压裂液破胶剂、处理压裂废液和VES清洁压裂液等油田压裂液体系中应用成果。     

应用“聚油单元”研究济阳坳陷的石油资源潜力

在济阳坳陷下第三系石油资源评价中,根据"含油气系统——从烃源岩到圈闭"的基本研究思路,加强主运移通道控烃的研究,提出了"聚油单元"的概念,强调"聚油单元"是盆地数值模拟和资源潜力分析的基本单元.根据研究,将济阳坳陷划分为28个聚油单元,并在盆地数值模拟和排、聚系数研究的基础上,计算了各聚油单元的资源量.从石油资源量、远景石油资源量和远景石油资源丰度等方面分析了各聚油单元的资源潜力后认为,济阳坳陷在新领域、新层系和新类型的石油勘探潜力仍然很大.      

深部流体活动对油气运移影响初探

近年来,深部流体已经成为地质学研究的一个热点,在很多沉积盆地都发现了深部流体活动的证据.当这种流体出现在沉积盆地中时,必定会对盆地的地质构造、岩石演化、流体活动和油气成藏产生重大影响,油气运移作为其中的一个重要环节也不例外.研究表明,深部流体在地幔和深部地壳以超临界态存在,这种相态的流体具有很强的溶解和扩散能力,它可以萃取和富集沉积物中的分散有机质并直接运移.其次,深部流体对生烃有显著的加氢作用,通过大量生烃而促进油气初次运移.再次,流体与围岩或储层发生物理和化学反应,可以显著改善储层的孔渗条件,促进油气二次运移.此外,深部流体熔融地壳岩石形成的火成岩可以形成盖层,遮挡油气使其聚集成藏.