盖层对油、气封闭能力的差异性分析

油和气属于不同相态的流体,它们在性质上存在较大差异,致使盖层对油和气的封闭能力不同。认为盖层对气的毛细管封闭能力大于对油的毛细管封闭能力;在2500～3000m以上,同样封闭能力的盖层所能封闭的最大油柱高度大于其所能封闭的最大气柱高度,而在大约2500～3000以下,盖层所能封闭的最大气柱高度大于所能封闭的最大油柱高度;在相同压差下,差层阻止油渗滤的能力大约是阻止气渗滤能力的10~3倍;在相同浓度差下,盖层阻止油扩散的能力大约是阻止气扩散能力的10~2倍。     

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储层中的油气呈连续介质状态通过盖层微孔隙渗滤的现象称之为盖层的微渗漏。不同孔径的盖层，油气发生渗漏的临界高度差异极大，常温常压下具有毛细管孔隙的盖层天然气发生渗漏的最大临界高度比具有超毛细管孔隙的盖层大2508倍。只要盖层孔隙属于毛细管孔隙，盖层就具一定的封闭能力，盖层孔隙越小，封闭能力越强。当圈闭内油气柱高度大于盖层封闭能力时，盖层开始发生微渗漏，直到油气柱高度减小到与盖层封闭能力达到平衡时为止。可用盖层排替压力与油气藏的剩余压力的比较来判断盖层是否发生微渗漏。     

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大庆长垣以东地区封闭深源气的区域盖层是下白垩统青山口组巨厚泥岩层，下白垩统泉头组及其以下地层中的泥岩层为局部盖层。青山口组盖层封闭水溶气和游离气能力强于泉头组及其以下盖层，盖层封闭扩散气能力随着盖层埋藏深度的增加而增加。     

泥质岩盖层对扩散相天然气的封闭作用及研究方法

在深入分析天然气通过盖层扩散作用及其影响因素的基础上,对泥质岩盖层封闭扩散相天然气作用及影响因素进行了分析,提出泥质岩盖层对扩散相天然气的3种封闭作用,即依靠浓度的封闭作用、依靠浓度和自身品质的封闭作用和依靠自身品质的封闭作用。并根据气藏与盖层之间含气浓度差、天然气通过盖层扩散系数和厚度,通过对气藏与泥质岩盖层之间含气浓度差、泥质岩盖层扩散速度和单位浓度差下的天然气通过盖层扩散速度的计算,探讨了泥质岩盖层对扩散相天然气3种封闭能力的研究方法。实例应用结果表明这些研究方法是可行的,可以客观地反映泥质岩盖层的实际封闭能力。      

厚度在泥岩盖层封盖油气中的作用

在总结前人工作的基础上,通过理论分析、实验结果和油气田实际资料,对厚度在泥岩盖层的空间分布、毛细管、压力和烃浓度封闭能力中所起的作用进行了深入全面研究。认为:厚度越大,泥岩盖层的空间分布面积就大(即使被断裂破坏,也不易失去横向分布的连续性),毛细管封闭能力、压力封闭能力和烃浓度能力越强;相反,泥岩盖层空间分布面积小(被断裂破坏易失去横向分布的连续性),毛细管封闭能力、压力封闭能力和烃浓度封闭能力就弱。     

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。     

油气封盖的主控因素及其作用分析

在研究盖层封盖油气作用各种因素的基础上,指出厚度、异常孔隙流体压力和断层封闭性是控制油气封盖的主要影响因素,大厚度盖层原始空间分布连续性好,即使被断裂破坏,也不易失去分布的连续性。大厚度盖层毛细管封闭能力强,易形成异常孔隙流体压力和抑制浓度封闭作用。异常孔隙流体压力可使盖层毛细管封闭能力增强,可使盖层形成抑制封闭作用,使断层具封闭性。断层封闭可以恢复盖层的质量和分布的连续性。     

东濮凹陷深层气盖层封闭性及有效性研究

在油气源充足的条件下,盖层的分布与封闭性能控制着油气的运移、聚集与保存,良好的盖层可以阻滞油气渗流运移并降低天然气的扩散散失,使其在盖层下聚集成藏。与油藏相比,天然气藏对盖层条件要求更高。文章从宏观、微观及时空配置关系等方面对东濮凹陷深层气盖层的特征、封盖能力及有效性进行了分析,认为东濮凹陷深层气盖层主要是沙三段的暗色泥岩及盐岩,盖层品质好、分布广、厚度大;盖层物性封闭能力以好为主,部分为中等;沙三段地层普遍存在的异常压力,对其下伏气藏构成超压封闭;深部盖层本身也是烃源岩,其中的天然气浓度高于下伏储层中的天然气浓度,烃浓度封闭作用明显;盖层初步具有封闭能力对应的封气门限时间大大早于生烃期;盖层的有效性显著。     

泥岩源岩层在封盖油气中的特殊作用

针对作为盖层的泥岩源岩层与普通泥岩层的不同之处,深入分析了泥岩源岩层在封盖油气中的特殊作用。泥岩源岩层依靠所含的大量有机质,可使其毛细管封闭能力较普通泥岩层增强,还可以通过其生成油气的排出与其内组分作用形成次生的方解石和黄铁矿,堵塞其渗漏空间,有效地阻止游离相油气的逸散,它又可形成部分或完全的烃浓度封闭,减少或完全阻止呈分子扩散相天然气的逸散。泥岩源岩层是封盖油气十分有利的盖层。     

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。     

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。     

天然气扩散与浓度封闭作用的研究

盖层是天然气聚集的必要条件,盖层封闭作用除物性封闭、压力封闭之外,还有一种重要的封闭机理,即浓度封闭.本文在研究盖层浓度封闭机理的基础上,建立了天然气通过盖层的扩散模型,提出烃浓度封闭的定量研究方法,并以川西平落坝构造为例,分析了几个气藏的浓度封闭特征,说明浓度封闭对气藏的保存起重要作用.     

泥岩盖层对各种相态天然气封闭能力综合评价方法

为了研究泥岩盖层对各种相态天然气封闭能力综合评价方法, 在研究其对各种相态天然气封闭机理的基础上, 利用游离相、水溶相和扩散相天然气在外加压力和浓度作用下通过泥岩盖层的 渗滤和扩散速度, 分别建立了泥岩盖层对游离相、水溶相和扩散相天然气封闭能力评价参数Vs, Vw, Vd。以此为基础, 通过Vs, Vw, Vd 的加权平均建立了泥岩盖层对各种相态天然气封闭能力的综合评价方法, 并将其应用于滨北地区青山口组泥岩盖层对各种相态天然气封闭能力的综合评价中, 结果认为青山口组泥岩盖层主要为中等能力封闭区, 仅在盆地北部讷河和东部绥棱以东局部地区为差封闭区, 其对各种相态天然气封闭能力差是造成该区扶余和杨大城子油层天然气显示差的重要原因 之一。     

盖层发育特征及对油气成藏的作用

在研究盖层形成和发育的地质条件的基础上,按形成环境将盖层的发育特征分为大厚度连续分布的盖层和小厚度互层断续分布的盖层两大类。通过理论和实例分析,说明了:第一类盖层较第二类盖层具更强的毛细管封闭能力;第一类盖层往往具超压封闭,第二类盖层则不具超压封闭;第一类盖层应具抑制封闭作用,而第二类盖层有则只能为替代封闭作用。第一类盖层较第二类盖层在油气成藏中起着更重要的作用。     

四川盆地安岳气田龙王庙组气藏多层盖层天然气扩散量

四川盆地安岳气田是古老高热演化程度原油裂解气大气田,其原油大量裂解生气及气藏定型时间在侏罗纪-白垩纪。根据中国大气田成藏特征以及对天然气分子小、易扩散特点的认识,早期成藏的大气田随着扩散时间增长,其天然气散失量也会不断增加。针对安岳气田在早期成藏但仍能保存为大气田的问题,开展深层天然气扩散模型分析和古老天然气藏扩散量评价,目前已成为认识深层古老气田能否有效保存的关键问题。多层盖层模型利用了气田上覆地层的综合扩散系数,考虑了深层气田上覆多套地层的综合封盖效应。以安岳气田为例,采用单层盖层和多层盖层扩散模型分别计算寒武系龙王庙组气藏的扩散量,并通过古气藏与现今气藏的天然气密度比例计算天然气散失总量。按照经典的单层盖层扩散模型进行计算,气田经历从90 Ma至今的累积扩散量(3 340×10⁸m³)将远远超过天然气散失总量的上限(1 020×10⁸m³),这表明单层模型不适用。而多层盖层扩散模型计算的累积扩散量为920× 10⁸m³,比单层盖层扩散模型的计算结果大幅降低。深层气田上覆多套区域盖层,可大幅降低天然气扩散量。研究结果提供了一种评价深层气藏扩散量的方法,有助于深化对深层古老气田保存条件的认识。     

天然气藏盖层研究进展及发展趋势

从天然气藏盖层分类、盖层封闭机理、盖层封闭能力影响因素、盖层封闭能力定量评价的实验测试技术和地球物理研究方法、盖层封闭能力综合评价等几个方面,总结了近年来天然气藏盖层的研究进展,分析了盖层对天然气成藏的重要控制作用,并对天然气藏盖层研究发展趋势作了展望,指出加强天然气藏盖层研究,对于完善天然气成藏地质理论,指导天然气勘探,具有重要的理论和实践意义。     

利用气势能研究盖层封闭天然气的能力

本文依据流体运动规律计算盖层与其下伏储集层之间的气势能差值,建立了评价盖层封闭天然气能力的方法。用其研究三肇地区青一段泥岩盖层对扶余油层中天然气的封闭能力,表明该方法可以定量评价盖层封闭天然气的能力,还可以将盖层封闭天然气能力的评价扩展到整个平面上,是一种较为全面和有效的研究方法。     

盖层烃浓度封闭能力评价方法探讨

在深入研究盖层烃浓度封闭机理的基础上,根据费克定律,通过计算在假设外加浓度差作用下通过盖层的扩散速度大小,建立了盖层烃浓度封闭能力评价指标CHSI.应用于大庆长垣及其西部地区盖层评价中,其结果表明该方法不仅可以定量评价盖层的烃浓度封闭能力,而且可以把盖层的评价扩展到平面上。这是一种可行的盖层烃浓度封闭能力评价方法。     

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。     

盖层断接厚度封气下限及其对天然气分布的控制——以松辽盆地徐家围子断陷为例

在输导断裂和盖层发育及分布特征研究基础上,采用二者空间匹配及其与天然气分布之间关系分析的研究方法,对徐家围子断陷盖层断接厚度封气下限及其对天然气分布的控制作用进行了研究。结果表明:徐家围子断陷营一段顶火山岩盖层被断裂破坏程度高,分布连续性差,断接厚度封气下限约为2m。而登二段泥岩盖层被断裂破坏程度低,分布连续性好,断接厚度封气下限约为67m。它们对天然气分布的控制作用主要表现在3个方面:①封闭区天然气仅在盖层之下分布,主要表现在徐中断裂中南部、徐东断裂中南部和徐西断裂北端;②不封闭区天然气在盖层上下分布,主要表现在徐中断裂北部、徐西断裂南端中部和南部;③封闭区内天然气较不封闭区天然气富集。