源断盖配置油气聚集时期预测方法及其应用

为确定含油气盆地油源断裂处油气富集程度,在烃源岩、断裂和盖层配置及油气聚集机制研究基础上,通过油源断裂活动期、烃源岩排烃期和泥岩盖层形成期,建立了一套源断盖配置下的油气聚集期的预测方法,并利用其预测渤海湾盆地歧口凹陷沙一下亚段内油气聚集时期。结果表明,沙三段烃源岩排烃、南大港断裂开启和沙一中亚段区域性泥岩盖层形成,均为馆陶组—明化镇组沉积期,三者配置关系良好且时期较长,有利于沙三段烃源岩排出的油气在沙一下亚段内聚集成藏,预测结果与勘探成果吻合。     

断盖配置垂向封油气所需的最小断距预测方法及其应用

为方便地判断断盖配置是否垂向封闭油气,在断裂破坏泥岩盖层封闭机理及其与断距关系研究的基础上,通过确定断裂停止活动时期、泥岩盖层厚度、压实成岩时间和下伏储层岩石泥质体积分数,建立了断盖配置垂向封油气所需最小断距预测方法。以渤海湾盆地南堡凹陷南堡5号构造F3断裂为例,利用钻井和地震等资料得到F3断裂在9条测线处断距,结果表明:南堡5号构造F3断裂与东二段泥岩盖层配置垂向封油气所需最小断距在不同测线处存在差别,在测线L1、L4、L6、L8和L9处F3断裂断距小于其与东二段泥岩盖层配置垂向封油气所需最小断距,断盖配置垂向封闭,有利于油气在其下聚集与保存;而在测线L2、L3、L5和L7处F3断裂断距大于其与东二段泥岩盖层配置垂向封油气所需最小断距,断盖配置垂向不封闭,不利于油气在其下聚集与保存。研究结果与南堡5号构造F3断裂附近东二段泥岩盖层之下油气分布相吻合,证明该方法用于预测断盖配置垂向封油气所需最小断距可行。     

泥岩盖层内断裂垂向封闭油气能力综合评价方法

泥岩盖层内断裂垂向封闭油气能力主要受断层岩排替压力、泥岩盖层断接厚度和下伏储层油气剩余压力的影响,断层岩排替压力越大、泥岩盖层断接厚度越大、下伏储层油气剩余压力越小,泥岩盖层内断裂垂向封闭油气能力越强;反之则越弱。通过确定断层岩排替压力、泥岩盖层断接厚度和下伏储层剩余压力,根据油气在下伏储层剩余压力的作用下通过泥岩盖层内断裂渗滤、散失速度的相对大小,建立了一套泥岩盖层内断裂垂向封闭油气能力的综合评价方法。对海拉尔盆地贝尔凹陷呼和诺仁构造的断裂垂向封闭油气能力综合评价结果表明：油气在剩余压力作用下通过14个测点处大一段泥岩盖层内断裂F1渗滤、散失速度均小于0,表明大一段泥岩盖层内断裂F1垂向封闭油气能力均相对较强,有利于油气在南二段聚集与保存,与目前断裂F1附近南二段已发现大量油气分布相吻合,说明文中方法适用于综合评价泥岩盖层内断裂垂向封闭油气能力。     

断裂对盖层封闭时间有效性破坏程度的研究方法及其应用

为了研究含油气盆地断裂发育区油气分布规律,在盖层封闭时间有效性研究的基础上,通过确定断裂与盖层的封闭能力形成时期,建立了一套断裂对盖层封闭时间有效性破坏程度的研究方法,并将其应用于海拉尔盆地乌北凹陷苏仁诺尔油田F1断裂研究中。研究表明:苏仁诺尔油田大一段泥岩盖层约在伊敏组沉积末期开始形成封闭能力,而F1断裂与大一段泥岩盖层内断层岩封闭能力形成时期约为青元岗组二段沉积时期;F1断裂对大一段泥岩盖层封闭时间有效性破坏程度较高,使原来大一段泥岩盖层封油气较好的时间有效性变成现今断层岩封闭油气较差的时间有效性,不利于油气在其下聚集与保存。研究结果与苏仁诺尔油田油气分布相吻合,表明用该方法研究断裂对盖层封闭时间有效性破坏程度是可行的。     

断-盖空间配置类型及其对油气成藏的控制作用

为了研究含油气盆地断裂发育区油气分布规律,通过研究断裂对盖层破坏程度及其对下伏油气封闭能力,剖析了断-盖空间配置类型及其对油气运移和聚集的控制作用。断-盖空间配置分为不封闭型和封闭型,其中不封闭型包括盖层完全被断裂错开和盖层断接厚度小于其封油气所需的最小断接厚度的2种断-盖配置类型,封闭型是指盖层断接厚度大于其封油气所需最小断接厚度的断-盖配置类型。断-盖空间配置对油气运移的控制作用主要表现为:封闭型断-盖配置对油气垂向运移起变径作用,对油气侧向运移起连接作用;不封闭型断-盖空间配置对油气垂向运移起减慢作用和部分变径作用,对油气侧向运移起变径作用。断-盖空间配置对油气聚集的控制作用主要表现为:封闭型断-盖空间配置油气均在其下聚集分布;不封闭型断-盖空间配置油气可在其上下聚集分布。     

油源断裂伴生圈闭形成时期厘定方法及其应用

为了研究含油气盆地油源断裂附近油气分布规律,在油源断裂伴生圈闭形成机制及形成时期研究的基础上,通过不同地质时期油源断裂的断距-位移曲线反映出来的断裂开始形成时期和分段生长连接时期,确定油源断裂伴生圈闭形态开始形成的时期;通过分析油源断裂断层岩的排替压力与时间变化关系和储层排替压力与时间变化关系,确定油源断裂侧向封闭开始形成时期,二者叠合建立了一套油源断裂伴生圈闭形成时期厘定方法,并将其应用于渤海湾盆地歧口凹陷大张坨断裂在沙一下亚段内伴生圈闭形成时期的厘定中。结果表明：大张坨断裂在沙一下亚段内伴生圈闭形成时期为2.35 Ma,虽晚于沙三段烃源岩大量排出油气时期,但仍可以捕获沙三段烃源岩排出的大量油气,较有利于下伏沙三段烃源岩排出的油气在大张坨断裂附近沙一下亚段内聚集成藏,与目前大张坨断裂附近沙一下亚段已发现油气分布相吻合,表明该方法用于厘定油源断裂伴生圈闭形成时期是可行的。研究结果对认识油气分布及油气勘探的深入具有一定的指导意义。     

大港油田沙一段中部和东二段泥岩盖层封油气作用的差异性

利用钻井资料和实测分析资料对大港油田沙一段中部和东二段2套区域性泥岩盖层封闭条件的差异性进行了研究,认为造成沙一段中部泥岩盖层之下油气较东二段泥岩盖层之下油气富集的主要原因是盖层条件的差异性,差异性主要表现在2个方面:沙一段中部泥岩盖层较东二段泥岩盖层不仅厚度大、分布面积广,而且具有更强的微观封闭作用和综合封闭能力;沙一段中部泥岩盖层封闭沙三段泥岩生成排出的油和气均是有效的,而东二段泥岩盖层封闭沙三段泥岩生成排出的气是有效的,但封闭沙三段泥岩生成排出的油则是无效的.     

南堡凹陷中浅层盖-断组合控油模式及有利含油层位预测

对南堡凹陷中浅层油气的垂向分布起控制作用的盖层有3套,分别是明化镇组下段泥岩、馆陶组三段火山岩和东营组二段泥岩。由于受到断层的切割,盖层封闭油气的能力受到了不同程度的破坏。通过对各盖层封闭油气的断接厚度临界值进行研究,结合断层垂向断穿层位、平面分布以及活动历史等特点,配合油气纵向和平面分布规律的分析,发现上述3套盖层与断层组合的空间匹配控油模式有3种：①下全封模式,油气有利于在东营组二段盖层之下聚集成藏;②下开中封模式,油气有利于在馆陶组三段盖层之下聚集成藏;③中下有限封盖模式,从下至明化镇组底部皆可能有油气聚集成藏。利用所提出的3种封盖模式,在研究了南堡1-5区块盖层与断层等特征的基础上,对该区的油气有利聚集层位进行了预测,指出f1-3断裂和f2-12断裂控制区域属于下开中封模式,有利油气聚集层位为馆陶组四段、东营组一段及二段以下的各套地层;f4-48断裂控制区域属于下全封模式,有利油气聚集层位在东营组二段盖层之下;f13-1断裂控制区域属于中下有限封盖模式,明化镇组下段盖层之下的所有储层均可能有油气的聚集。提出的模式有效地指导了研究区有利含油层位预测。     

断裂致泥岩盖层封闭形成期滞后程度的预测方法及其应用

准确地预测断裂导致泥岩盖层封闭形成时间滞后程度对于正确认识断裂附近油气分布的规律至关重要,但是目前相关研究却很少且缺乏理论依据。为了正确地认识断裂附近油气分布的规律,在研究断裂导致泥岩盖层封闭形成时间滞后程度及其影响因素的基础上,厘定泥岩盖层和断层岩封闭形成的时间,提出了一套评价断层导致泥岩盖层封闭形成时间滞后程度的方法,并进行了实例验证。研究结果表明:(1)断裂导致泥岩盖层封闭形成时间的滞后程度主要受到泥岩盖层封闭形成时间和断层岩封闭形成时间相对早晚的影响,断层岩封闭形成时间相对于泥岩盖层封闭形成时间越晚,断裂导致泥岩盖层封闭形成时间滞后程度越大,反之则越小;(2)新方法克服了以往的方法难以准确求取断层岩压实成岩埋深和将1 MPa作为盖层和断层岩封闭形成时间下限的不足;(3)新方法预测渤海湾盆地南堡2号构造F4断裂在古近系东营组二段(以下简称东二段)泥岩盖层内断层岩封闭形成时间为距今1.1 Ma,东二段泥岩盖层封闭形成时间为距今25.8 Ma,F4断裂导致东二段泥岩盖层封闭形成时间滞后程度为0.96,F4断裂不利于古近系沙河街组三段和沙河街组一段源岩生成的油气在东二段砂岩储层中聚集和保存。结论认为,新方法对F4断裂的预测结果与目前的油气勘探实际情况相吻合,可用于预测断裂导致泥岩盖层封闭形成时间滞后的程度。     

上覆不同储盖组合油源断裂输导油气时期厘定方法及其应用

为研究含油气盆地油源断裂带附近不同储盖组合的油气富集规律,在上覆不同储盖组合油源断裂输导油气时期研究的基础上,通过确定油源断裂活动时期、源岩排烃时期和区域性泥岩盖层渗漏时期,组合三者建立了一套上覆不同储盖组合油源断裂输导油气时期的厘定方法。实例应用结果表明：渤海湾盆地歧口凹陷上覆沙一下亚段储盖组合南大港断裂输导油气时期为馆陶组至明化镇组沉积时期,有利于油气在沙一下亚段聚集成藏;上覆东三段储盖组合南大港断裂输导油气时期为明化镇组沉积中期至末期,不利于油气在东三段聚集成藏;上覆馆陶组储盖组合南大港断裂输导油气时期为零,无油气在馆陶组聚集成藏。这与南大港断裂附近目前已发现油气在沙一下亚段相对较多,东三段相对较少和馆陶组无相吻合,表明该方法用于厘定上覆不同储盖组合油源断裂输导油气时期是可行的。     

古龙凹陷嫩一、二段泥岩盖层抑制浓度封闭有效性研究

嫩一、二段的暗色泥岩古龙凹陷中部含油气组合的主力烃源岩,同时又是萨尔图、葡萄花和高台子油层的区域性盖层,开展古龙凹陷嫩一、二段泥岩盖层抑制浓度封闭形成与演化和封闭青山口组源岩排出的扩散相天然气有效性研究,对于研究该区中部含油气组合扩散相天然气的聚集与保存具重要意义.在超压形成与演化研究的基础上,对古龙凹陷嫩一、二段泥岩盖层抑制浓度封闭形成与演化进行了研究,认为在四方台组沉积早期开始形成抑制浓度封闭,在第四系沉积末期降为最弱点,目前已结束第1次演化阶段,正进入第2次演化阶段.通过古龙凹陷嫩一、二段泥岩盖层抑制封闭形成与演化和青山口组源岩生烃史匹配关系研究得到,古龙凹陷嫩一、二段泥岩盖层抑制浓度封闭形成时期早于青山口组源岩大量排气期,可抑制封闭住青山口组源岩排出的大量扩散相天然气,第四系沉积末期抑制浓度封闭降为最弱点时扩散相天然气损失量并不大,有利于扩散相天然气在萨、葡、高油层中的聚集与保存.     

超压泥岩盖层中断层垂向封闭能力研究方法及其应用

为了研究断裂在油气聚集与保存中的作用,在有、无超压泥岩盖层中断裂垂向封闭油气作用及差异性研究的基础上,针对断层垂向封闭能力的对比,利用围岩排替压力与其泥质含量和压实成岩埋深之间的经验关系,计算并求取断层岩排替压力,从而建立了一套超压泥岩盖层中断裂垂向封闭能力的研究方法,并将其应用于海拉尔盆地乌尔逊凹陷苏仁诺尔断裂带内,定量得出断层岩排替压力,完成苏仁诺尔断裂超压泥岩盖层内的垂向封闭性评价。结果表明,苏仁诺尔断裂在大磨拐河组一段具有较弱的封闭能力,不利于油气聚集与保存,这与该断裂带油气分布广但储量丰度低这一现象吻合较好,由此证实,该方法用于定量研究超压泥岩盖层中断裂垂向封闭能力是可行的。     

源断盖配置油气运聚有利部位预测方法及其应用

为了研究含油气盆地下生上储式生储盖组合油气的运聚成藏,在源断盖配置油气运聚有利部位及其影响因素研究的基础上,通过成熟区源岩及油源断裂有利部位确定有利油气输导源断配置关系和通过断盖配置断接厚度及其封油气所需的最小断接厚度确定断盖配置封闭油气区,将二者叠合建立了一套源断盖配置油气运聚有利部位预测方法,并将其应用于渤海湾盆地南堡凹陷西部东二段源断盖配置油气运聚有利部位的预测中。结果表明:南堡凹陷西部东二段源断盖配置油气运聚有利部位主要分布在老爷庙构造、南堡5号构造东部和南堡1号构造南部,有利于东二段油气聚集成藏,与目前南堡凹陷东二段已发现油气分布(南堡1号构造未发现油气是因为其构造顶部断盖配置不封闭,油气散失所致)相吻合,表明该方法用于预测源断盖配置油气运聚有利部位是可行的。     

断层对盖层的动态破坏及其对油气输导的影响——以渤海湾盆地歧口凹陷港东断裂为例

断层对泥岩盖层破坏程度的静态评价在分析油气垂向输导时具有一定的局限性,采用动态评价方法可预测油气沿断层突破盖层的时间及油气成藏区域。以地层去压实校正法和断层最大断距相减法恢复的地层古厚度和断层古断距为依据,可得到沿断层各测点处不同地质时期的"盖层连接厚度"这一定量评价参数,然后结合研究区内烃源岩的生、排烃历史,可预测油气沿断层突破盖层的时间及油气成藏区域。以渤海湾盆地歧口凹陷港东断层对盖层的动态破坏为例,根据港东断层对沙河街组一段中部泥岩盖层的破坏程度,可将断层的动态破坏分为3个主要阶段:沙河街组一段沉积期,泥岩盖层遭受完全破坏的区域比较局限;东营组—馆陶组沉积期,尽管泥岩盖层被破坏的规模有所增大,但断层的活动性与烃源岩的排烃史的耦合性不佳;明化镇组沉积期至今,泥岩盖层完全破坏的区域向西侧略有延伸,且烃源岩的生、排烃能力和断层活动性均较强,深层油气可以通过港东断层突破沙河街组一段中部盖层进入浅部地层。在港东油田明化镇组中,已发现港东油田内油气的分布范围与港东断层在明化镇组沉积期对沙河街组一段中部盖层造成完全破坏的区域范围相吻合,表明渤海湾盆地港东断层的动态破坏对油气的输导和成藏具有重要的控制作用。     

由地震资料预测断-盖配置有效封闭部位

当盖层受到断裂破坏后,其能否封闭油气不再取决于其本身的封闭能力,而取决于断—盖配置的封闭能力,即：断层岩石排替压力大于或等于下伏储层岩石排替压力,则油气被断—盖配置封闭;相反,油气则不被断—盖配置封闭。基于上述原理,研究了含油气盆地断—盖配置对油气的控制作用。从断—盖配置封闭油气机理及其影响因素研究入手,通过计算一条断裂不同点处的断—盖配置封闭油气所需的最大破坏程度值,比较断—盖配置破坏程度与其封闭油气所需的最大破坏程度的相对大小,建立了一套利用地震资料预测断—盖配置有效封闭部位的方法。该方法在渤海湾盆地南堡凹陷南堡5号构造的NP5-1断裂与东二段泥岩盖层配置封闭部位的预测结果与已发现油气藏分布相吻合,表明该方法是可行的。     

断裂—盖层耦合封闭机理及断层圈闭油气聚集模式

为了探讨常规储层和致密储层内断层封闭机理及油气聚集差异性,以松辽盆地徐家围子断陷和渤海湾盆地冀中坳陷束鹿凹陷为研究对象,从断裂变形机制出发,剖析了不同类型储层断裂—盖层耦合封闭机理,建立了不同类型储层内断层圈闭油气聚集模式。研究结果表明：(1)常规砂岩储层内断裂带断层核发育碎裂岩和泥岩涂抹,破碎带内发育变形带,断层封闭类型为断层岩;致密火山岩储层内断裂带断层核发育无内聚力角砾岩,破碎带内发育裂缝,断层封闭类型为岩性对接。(2)断层封闭油气具有“漏水桶短板原理”,断层岩封闭烃柱高度取决于最小断层泥含量分布位置及封闭能力;岩性对接封闭烃柱高度取决于圈闭范围内最大断距和最小断距之差,具有统一油水界面。(3)致密储层断层油气藏一般为块状油气藏,油气主要分布在断裂上升盘,且受区域性盖层控制;常规储层断层油气藏一般为层状油气藏,受局部性盖层和断层联合控制即可成藏。结论认为,断—盖耦合封闭机理的认识和油气聚集模式的建立,为不同类型储层断控型油气藏勘探部署提供理论基础。     

松辽盆地梨树断陷下白垩统泥岩盖层特征及封闭能力定量评价

盖层封闭性直接影响了油气的保存及富集程度，研究盖层封闭能力有助于油气勘探和评价。综合应用钻井、测井和地震等资料，对松辽盆地梨树断陷下白垩统泉头组和营城组盖层宏观及微观特征进行研究，并选取盖层单层厚度、累计厚度、断接厚度和排替压力等参数，运用层次分析法和模糊数学评价法对其封闭能力进行定量评价。结果表明：梨树断陷泉头组泥岩盖层厚度普遍大于300 m，盖层排替压力较大，普遍大于20 MPa；营城组盖层呈现由北向南逐渐减薄的趋势，盖层排替压力最大可达50 MPa。油气分布受控于泉头组和营城组2套盖层；营城组盖层断接厚度大时，油气于营城组盖层之下深层富集；营城组盖层被错断时，油气于泉头组盖层之下多层系富集。自上而下，封闭能力好―较好的Ⅰ类和Ⅱ类盖层分布范围逐渐减少；泉头组沉积期，Ⅰ、Ⅱ类盖层主要发育于研究区中部；营城组沉积期，封闭能力好―差的Ⅰ—Ⅳ类盖层均有不同程度发育。勘探实践表明，油气分布范围与Ⅰ、Ⅱ类盖层范围基本一致，证实评价方法具有较高的可行性。研究成果可为梨树断陷下一步油气勘探提供借鉴。     

南堡凹陷馆陶组火山岩盖层封闭能力定量评价

为探讨南堡凹陷馆陶组三段火山岩盖层之下天然气的分布规律,在掌握了馆陶组三段火山岩发育及分布特征的基础上,利用地震数据及油气井实测资料,开展了针对其封气机理、封闭能力和对天然气聚集与分布控制作用的研究,结果表明:南堡凹陷馆陶组三段火山岩整体破碎程度较高,对油气运聚未能起到有效遮挡作用,但火山喷发期次多、强度大,且具轻微含泥蚀变作用,导致垂向上玄武岩与泥岩及玄武质泥岩频繁互层,层段内的泥岩及泥质岩含量较高,泥质岩含量与单井天然气日产量呈良好的线性正相关关系,说明真正对下伏天然气起到封闭作用的是馆陶组三段火山岩盖层内的泥质岩夹层,且封闭能力与泥地比呈正相关关系。通过井震结合的方法,预测得到研究区内馆陶组三段盖层泥地比由凹陷西南端向东北缘逐渐减小,表明其封闭能力也由凹陷西南端向凹陷东北边部逐渐减小。进一步对凹陷内天然气垂向分布特征、盖层厚度及泥岩含量的拟合和分析可确定,泥质体积分数30%是馆陶组三段盖层封闭住下伏天然气的下限值,另外考虑到断裂对盖层的破坏作用,划定断接厚度大于180 m的区域为馆陶组三段有效封盖区,结合泥质含量下限值与断接厚度下限值,可给出馆陶组三段盖层厚度与泥地比互补关系的定量公式。根据上述参数与指标,刻画出南堡凹陷内馆陶组三段火山岩盖层下的天然气成藏分布有利区。     

复杂油气藏油气运移的地球化学特征——以胜坨油田为例

东营凹陷胜坨油田原油划分为4个组群。组群1是由下第三系沙河街组三段下亚段烃源岩提供的成熟油,主要分布于宁海、坨一区西部;组群2是由沙河街组四段上亚段烃源岩提供的成熟油,主要分布于坨二、三区及一区东部,是胜坨地区的主要原油组群;组群3为混源油,油源是沙河街组三段下亚段和四段上亚段两套成熟烃源岩所提供,分布局限;组群4为低熟油,是由民丰洼陷沙河街组四段上亚段高伽马蜡烷烃源岩在低成熟阶段提供的烃类,仅分布于胜北断层北侧。利津洼陷沙河街组三段下亚段烃源岩形成的油气沿坨94断层向上运移,分别从东、西两个充注点在坨一区西部和宁海地区聚集成藏;利津洼陷沙河街组四段上亚段烃源岩形成的油气沿坨94断层向上运移,在坨一区东部聚集成藏。坨二、三区8砂组都源自沙河街组四段上亚段烃源岩,具有两次油气充注过程。早期成藏发生在东营组沉积末期,民丰洼陷沙河街组四段上亚段烃源岩早期生成的油气主要在沙河街组三段上亚段8砂组以下(包含8砂组)储层成藏;晚期成藏发生在明化镇时期,民丰洼陷沙河街组四段上亚段烃源岩晚期形成的油气主要在8砂组以上(包含8砂组)沙河街组二段—东营组储层成藏。早期油气运移的充注点位于胜北断层,晚期油气运移的充注点位于南北向断层北部。     

埕海地区沙一下亚段湖相白云岩油气成藏条件与富集主控因素分析

随着对埕海地区白云岩油气藏研究的不断深入,该油气藏的复杂性和特殊性逐渐显现,并成为制约进一步勘探和开发工作的瓶颈。从埕海地区白云岩勘探实践出发,详细分析该区沙一下亚段白云岩生、储、盖等油气成藏条件的地质特征,探讨烃源岩、储集层裂缝发育以及白云岩厚度对油气富集成藏的控制作用,认为埕海地区沙一下亚段油气成藏条件优越,沙一中亚段和沙一上亚段泥岩作为区域盖层,具备良好的生储盖组合;歧东、张东和羊二庄等断层以及不整合面为歧口凹陷和歧南凹陷油气运移提供了优势运移通道,与多套储盖组合的白云岩储集层匹配,形成自生自储岩性油气藏或构造-岩性油气藏。进一步明确了埕海地区沙一下亚段白云岩富集高产的主控因素为油源条件、白云岩厚度和白云岩储集层裂缝发育程度,指出位于张东地区的赵东断层与赵北断层之间地区应为沙一下亚段白云岩勘探的最有利地区。