烃类微渗漏及近地表相关蚀变的模型

近年来地表和近地表的地球化学勘探方法虽然取得了很大进展，但对于这些方法与油气藏相联系的科学基础，仍有必要深入认识。关于曾使用过的多种化探方法，我们考察了有关文献，并将这些文献信息与大约100人－年工作经验相,终得出了本文的结论。有证据表明，来自储层的烃类微渗漏很可能涉及胶粒大小的浮升“微气泡”，由轻烃（主要是甲烷至本烷）组成，可通过充满水的裂缝、节理和层面网络而快速上升。这些烃类在受到细菌消耗时会产生二氧化碳和硫化氢，它们可以使沉积物发生蚀变，从而在地貌、地震、磁性和放射性等方面产生可以检测的变化。为了寻找有产能的油、气藏，我们综合使用了以下方法：（1）土壤气态烃的航空遥感和实验室分析；（2）浅源航磁和土壤磁化率测量；（3）航空和地表伽马射线测量；（4）地貌研究。使用结果表明，在特定的地质环境中，这些方面能明显提高初探井的成功率并降低油气发现成本。然而这些地表方法无法揭示油气藏的深度、规模或性质，或者说能否找到有产能的油气都无法确定。     

油气藏烃类垂向微渗漏的实验模拟

利用自行研制的物理模拟实验装置,对油气聚集成藏以后其中的烃类穿过上覆盖层运移至地表的过程进行了实验室模拟。实验证实,油气藏中的烃类气体由于与外部地层存在压力、浓度的差异而发生渗透和扩散,即微渗漏作用,方向主要是垂向的。垂向微渗漏致使油气藏中的烃类气体可以穿过上覆盖层直至到达地表,现代测试仪器可以在地表检测到来自深部地层的渗漏烃。同时发现,烃类垂向微渗漏具有间歇性、伴有幕式的特点。基于长期观测和实验模拟的结果,提出"气相压驱裂隙渗透"可能是近地表烃类化探异常的主要成因机制。      

鄂尔多斯盆地油气微渗漏高光谱信息提取研究

油气微渗漏遥感探测主要是建立在烃类微渗漏引起的地表地球化学异常的表征上,随着高光谱遥感技术的发展,高光谱遥感油气勘探近年来取得了很大的进展。以鄂尔多斯盆地为例,通过对Hyperion高光谱遥感数据处理与分析,提取了2个研究区油气蚀变的烃异常、黏土矿物异常、碳酸盐矿物异常和含铁矿物异常信息。结合地表波谱测试及化探数据,检验所提取遥感信息的可靠性,建立起了星-地信息之间的相关性。根据高光谱遥感综合异常,划分出了含油气远景区。高光谱遥感油气异常信息提取技术,为进一步的遥感定量研究和应用奠定了基础。     

烃类微渗漏与宏渗漏的识别及镇巴长岭-龙王沟地区勘探实践

烃类微渗漏与宏渗漏的识别可提高化探异常解释的正确性,对识别标志研究现状进行了综合分析,表明微生物、罐顶气、酸解烃、土壤气对2类渗漏有不同响应.宏渗漏多具有微生物及烃检测异常指标呈线状分布、烃浓度高、C6+多、烷烃/烯烃值高的特征;而微渗漏多具有微生物异常指标呈散乱分布、烃浓度低、几乎无C6+、烷烃/烯烃值低的特征.对四川盆地南大巴山冲断褶皱带内的镇巴区块长岭-龙王沟地区展开研究,表明龙王沟异常带具有土壤丁烷氧化茵及酸解烃C1-C4异常点线状分布、C1-C4浓度高(>1000×10-6)、乙烷/乙烯值高(>10)的特征,为宏渗漏,与下伏油气藏可能不垂直对应;长岭复向斜异常带具有土壤丁烷氧化菌异常点散乱分布、C1-C4浓度低(<100×10-6)、乙烷/乙烯值低(<5)的特征,为微渗漏,与下伏油气藏垂直对应.     

烃气在泥岩和砂岩中的微渗漏特征及油气勘探意义

利用2个小型的烃气微渗漏实验装置,模拟了泥岩和砂岩中烃气微渗漏的变化规律,研究发现测点的烃组分含量达到平衡后则相对稳定,且平衡后的各组分占总烃含量的百分比不受测点烃组分及总烃含量大小的影响,而与测点至烃源的距离有关。这一特征在油气勘探上具有2点启示:一是通过实验模拟或实地测量烃组分的平衡时间,可以计算烃气的微渗漏速率,进而可以根据烃气的微渗漏模式来估算油气藏的散失量;二是通过井中化探或气测录井研究烃组分占总烃含量的百分比在垂向地层中的变化规律,可以预测油气藏的深度。     

遥感技术在油气勘探中的应用

介绍了遥感技术在油气勘探中的应用。使用遥感数据进行裂缝制图，对识别新的勘探目标、扩大产层带和选择开发井位非常有益。依据油气微渗漏在地表引起的矿物蚀变、植被变异及其他异常特征，可采用高精度遥感资料辅助探测油气藏。随着遥感空间分辨率和光谱分辨率的提高，遥感技术在油气勘探中的应用前景将更为广阔。     

试论磁倾角异常作为确定烃类渗漏带的参考系

本文利用土壤剩余磁性作为确定烃类渗漏带的参考系。由于地磁场是个地心偶极子场，磁倾角的大小与纬度呈函数关系，因此磁倾角作为确定烃类渗漏带的参考坐标，具有全球性的意义。在一个地区，同一地层的磁倾角是一定的，可作为磁性分析研究的“标准”，如化深中的“标准样”。当烃类渗漏带存在时，天然剩磁的倾角与经磁清洗后的剩余磁化的倾角将偏离成土时期地磁场的磁倾角，黏滞剩磁的倾角也偏离“0”值；当不存在也不经受烃类作用时，天然剩磁与磁清洗后的剩余磁化的倾角均应趋于成土时期地磁场的磁倾角，黏滞剩磁的倾角也趋于“0”。在廊坊—固安凹陷和临南油田的实验结果表明，选用该参考系是有应用价值的。     

油气微渗漏及相关近地表蚀变模型

尽管在地表和近地表地球化学勘探方面取得了一些进展，但还有必要对这一与油气藏有关的学科进行进一步的了解，在博览了与我们过去使用的方法有关文献后，将这些信息与我们大约１００人年的经历综合之后形成了此文。事实表明，来自油气藏的微渗漏极有可能包含上浮的胶粒大小的轻烃（主要是从甲烷到丁烷）微气泡，这些气泡通过充满水的裂隙，节理和岩层面网络相对较快地上升。这些烃经细菌的消耗能产生ＣＯ２和Ｈ２Ｓ，它们能改变沉积     

油气微运移的烃类相态

微运移机制是目前油气化探等非地震直接找油的理论基础,只有研究清楚油气微运移的相态,才可能进一步研究微运移的机制;含油气水相是油气发生微运移最普遍和优先起作用的相态;在特定的地质条件下,不排除油气以其它相态发生渗漏的可能。     

油气藏烃类垂向微渗漏及近地表化探异常的油气地质意义

结合渤海湾盆地临南断块油气藏、塔里木盆地雅克拉凝析气藏等研究区石油地质资料,从油气藏成藏特征、化探异常空间分布规律入手,探讨烃类垂向微渗漏的方式及受控因素,研究化探异常与油气藏烃类垂向微渗漏的＂成因＂联系,分析和认识化探异常的油气地质意义。夏口断层在临南断块油气藏成藏系统中具备油气侧向运移＂封堵＂特征,而研究区化探异常则揭示了夏口断层（裂隙）具有油气纵向＂渗漏通道＂作用,由此表明夏口断层具备油气侧向运移相对＂封堵＂和油气纵向绝对＂渗漏＂的双重属性特征。雅克拉气藏区化探异常围绕着气藏构造高部位（化探指标低值区）呈环状形式分布于气藏边缘,表明气藏盖层明显控制了气藏烃类垂向微渗漏和化探异常的空间分布特征;重烃指标异常空间分布规律与气藏盖层封闭性的横向变化规律具有较为一致的对应关系,表明气藏盖层封闭性对油气重烃微渗漏的影响较甲烷微渗漏影响更为明显。2个研究区近地表化探异常特征与其对应的油气藏成藏特征、油气垂向微渗漏等存在极为密切的联系。     

地植物异常判别油气微渗漏的实例

油气微渗漏能造成地表植物体内微量元素含量异常。塔北雅克拉和藏北伦坡拉地区油气藏上方地植物与相邻的非油气区地植物相比,具有发育不良,体内微量元素Li,Fe,Mn,Ni等丰度高,Rb,Ca,Sr,Ba等丰度低的特征。这种异常特征与化探异常有好的对应关系。     

模糊数学在烃类级别划分中的应用

应用模糊数学综合评判方法，评定化探土壤样品的烃含量等级，以推断含油气圈闭的有效性。     

油气微渗漏方式定量判别思考

调研前人关于烃类微渗漏方式的研究成果,发现油气藏形成之后烃类微渗漏方式以微泡方式和水溶方式为主。通过建立等厚地层模型,提出微渗漏方式定量判别系数,基于一般地质规律假定相关参数进行计算,分析认为:(1)烃类微渗漏方式在地层中并不是一成不变的,因地质条件变化可相互转变;(2)烃类微渗漏方式总体以微泡方式为主,随地层变浅水溶方式所占比例逐渐增加,此2种方式是形成地表烃类异常的主要方式,而扩散作用只形成背景场;(3)直接盖层封盖能力、地层物性和垂向可动水含量是影响烃类微渗漏方式的重要因素。烃类微渗漏方式定量判别系数的提出,对烃类垂向微渗漏机制研究从定性走向定量意义重大,为油气化探地球化学场数值模拟、成因解释与评价奠定了基础。     

页岩岩心样品烃类散失特征与地质意义

游离烃含量是页岩油资源评价中最关键参数之一,但由于烃类散失的影响,实验测得的游离烃含量往往与真实含量差异较大,从而导致含油性评价结果“失真”。为研究含油泥页岩烃类散失过程,获取烃类散失量及校正系数,本文利用成熟度相近、不同岩相的新鲜含油岩心样品,对不同放置时间后样品的烃类残留量及残留组分开展实验并进行综合分析。研究认为,页岩样品烃类散失分早期快速散失和后期缓慢散失2个过程,挥发组分主要为C₁₃—C₁₅以前的低碳数烃类,中质—重质组分受影响较小;储集物性条件及原始含油量共同控制了烃类散失量及散失过程。原始含油量越高、储集物性越好的泥页岩样品烃类散失量越大,因此,在评价储集物性好的高含油的页岩油“甜点”段时,更需要注意原始烃含量的恢复。     

油气藏中烃类微渗漏与特态矿物形成

油气藏中烃类组分,尤其是轻烃(C₁—C₅)和非烃组分 H₂S、CO₂、H₂、CO 等,沿沉积地层中孔缝系统向地表方向微渗漏,引起油气藏上方岩石中孔缝系统化学环境改变,微渗漏的烃类组分与孔缝系统周围的岩石组分相互作用,形成特态矿物。目前,已发现具实际应用价值的特态矿物是黄铁矿、磁铁矿、磁黄铁矿和褐铁矿,其形成的物质是来源于油气藏的 H₂S 和沉积地层中的二价铁。特态矿物主要分布于油气藏上方沉积地层中,因此可用于油气勘探中。特态矿物法的最大特点是,可以对钻井尚未钻到的下伏地层中是否有油气层存在作出判断,对含低阻油气层的老探井进行含油气性重新评价。     

顶空悬滴液相微萃取技术在油气化探中的应用

油气化探的理论基础是地下油气藏中的烃类向上渗漏,在近地表形成一系列可被检测的有规律的地球化学响应,而油气化探通常以C₁-C₅烃类为检测对象。如果说土壤或沉积物中的C₁-C₄烃类还有可能是细菌作用形成的,那么C₆-C₁₂的烃组分则应该完全为热成因的。因此,检测土壤或海底沉积物中的C₆-C₁₂的烃组分,可以为油气藏预测提供最直接的证据。由于汽油烃组分在土壤和海底沉积物中含量低及检测手段和技术的缺乏,导致汽油烃组分在油气化探中很少被关注。以分析完罐顶气后的钻井岩屑液体为对象,采用顶空悬滴液相微萃取技术(HS-SDME),对某钻井中不同深度的汽油烃(C₆-C₁₂)组分进行定量分析。研究结果显示,通过HS-SDME法可以很好地检测钻井岩屑液体中的汽油烃组分,且利用这些汽油烃组分含量判别的钻井油气储层深度与实际储层深度一致,表明HS-SDME法可用于井中化探及地表油气化探。     

烃类组分垂向微运移的模拟研究

烃类垂向微渗漏是一种不能被直接观察但可为仪器所检测的油气微渗漏,通常在油气藏的上方形成环形晕或顶部异常。研究表明,地层的厚度与烃类垂向微渗漏系统平衡时间呈线性相关性;随着孔隙度的增加,系统的平衡时间呈指数降低的趋势;当土壤的吸附率从每年1%到接近0时,系统的平衡时间呈指数增加;随着微生物对烃类组分的消耗率的增加,系统的平衡时间呈指数降低的趋势。土壤的吸附率和微生物对烃类组分的消耗率与系统的平衡时间联合影响研究发现,微生物对系统平衡时间的影响比土壤吸附率要小。对于两层地层而言,上、下地层的孔隙度和土壤的吸附对系统的平衡时间影响是对称的;上、下两层地层的微生物消耗率为每年2%时几乎是对称的,即此时上、下地层微生物的消耗率对系统的平衡时间影响是等价的。当上、下两层地层的微生物消耗率小于每年2%时,下伏地层的微生物影响要大于上覆地层的影响,当上、下两层地层的微生物消耗率大于每年2%时,则下伏地层的微生物影响要小于上覆地层的影响。     

油气微渗漏勘探技术成功应用的典型实例

美国得克萨斯州蒙塔古县帕克普林斯大油田是油气微渗漏勘探技术成功应用的典型实例之一。