油气藏上方地层中不同赋存态微渗漏轻烃特征初步模拟实验研究

油气藏的微渗漏烃类在岩石和土壤中的赋存状态,现阶段都已经建立起相应的分析方法,包括酸解烃、热释烃、顶空气轻烃、游离烃等,但各方法分析的静态数据尚不能准确描述微渗漏烃类在上覆地层和土壤介质中的赋存状态及特征。以往对于微渗漏轻烃赋存机理大多数研究限于理论层面,一直缺乏可靠的模拟实验结果支持,导致化探工作者对上述各类轻烃指标在应用上存在不同认识,以及对指标具有独立性存在质疑,从而影响了方法的合理应用和化探异常的解释。针对上述问题,以烃类微渗漏的简化理论模型为基础,开展烃类通过盖层及上覆地层垂向微渗漏模拟实验,对实验后的模拟柱体进行解剖,根据不同类别样品（气、岩）的分析测试结果,对游离烃、顶空气轻烃、热释烃、酸解烃在地层中的赋存机理进行了初步研究。结果表明,游离烃指标最能反映烃类垂向微渗漏的现今面貌,酸解烃指标短期内不受气体运移的影响,热释烃指标短期内受到气体运移的影响,顶空气轻烃指标受气体运移影响最显著。不同相态的烃类在岩石和土壤中赋存机理不同,受到影响因素不同,能从不同侧面反映油气微渗漏特征。上述实验结果有助于加深对油气化探不同类型轻烃指标的认识,更好地解释地球化学异常的地质意义。      

烃类垂向微渗漏近地表显示与运移通道的关系——以苏北盆地盐城凹陷朱家墩气田为例

烃类垂向微渗漏是油气化探的理论基础,在地表形成的化探异常形态和特征受油气分布、盖层、断裂与裂隙系统、储层流体属性等因素影响。为了研究油气藏中烃类垂向微渗漏近地表异常显示的主要受控因素,在苏北盆地盐城凹陷朱家墩气田上方近地表开展了以游离烃、顶空气法为主的地球化学勘探研究。结果显示,这些活跃的烃类指标异常分布与下伏气藏上方的优势运移通道具有良好的响应关系,表明油气藏中的烃类垂向微渗漏至地表是客观存在的事实。通过对已知气藏封盖条件和运移通道的分析,认为对该气田上方烃类垂向微渗漏的近地表异常显示起主控作用的是断层、盖层中的裂缝发育带和地层中的微裂缝系统。试验结果为今后研究油气藏上置化探异常模式及成因机理提供了较好的证据。      

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。      

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。      

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。     

基于微渗漏模拟实验的油气化探异常机理

对于油气化探异常形成的机理,早期国内外学者提出不同的油气化探异常模型,由于地质条件和烃类微渗漏的复杂性,难以从三维角度进行刻画和论证,同时又未见实验模拟证据的支持,使异常成因解释模糊,影响了化探技术的发展和在油气勘探中的广泛应用。针对上述问题,研制了系统的物理模拟实验装置,对油气聚集成藏后烃类物质穿过上覆地层微渗漏至地表的过程进行了实验室模拟。实验结果较好地反映了烃类垂向微渗漏的空间效应,在一定程度上揭示了油气化探异常由源及表的形成过程和基本规律。发现了烃类微渗漏具有幕式运移特点,揭示了油气垂向微渗漏过程中"羽状"涌流的存在。实验模拟结果与已知油气藏上方化探异常的观测数据具有较好的吻合性,表明"压力驱动、裂隙渗透"可能是油气化探异常形成的主要原因,不存在千篇一律的化探异常模式。取得的认识丰富了油气地球化学勘探的基础理论,促进了化探技术的持续发展,对油气运移、聚集理论的研究有一定的借鉴意义。     

实验测试技术的现状与展望

<正>近十年来,实验测试技术取得较大进展,有力推动了油气化探技术和学科的进步。微渗漏模拟实验研究取得重要突破烃类垂向微运移并形成地表化探异常是近地表油气化探的基础理论,但是,由于烃类垂向微运移过程极其复杂,诸多因素对其产生影响,理论研究与实际测量结果有较大的差距,尤其是还没有较完善的正反演模型,使相当多的勘探专家排斥油气化     

塔北某区油气藏上方吸附丝指标异常模式研究

塔北某区油气藏是以深部古油气藏垂向运移调整和再聚集成藏为主的油气藏.在相同的近地表地球化学背景条件下,对该区已知油气藏上方吸附丝指标的数据采集、分析,并依据地区类推预测法和吸附丝反映深部油气烃类垂向微渗漏的动态信息特征,对石油地质条件相类似的预探区进行含油气性、油气属性的地球化学评价和预测.已知油气藏上方吸附丝指标的数据特征、相关聚类图、平面图、剖面图结果表明吸附丝指标较为有效地指示了下伏油气藏的存在.在KH1剖面上,吸附丝不同烃类指标浓度(C2-8、C13-14等)的原始值、滤波值,以不同的异常模式较为有效地指示了已知油气藏;依据已知油气藏、预探区吸附丝指标数据特征、相关聚类图的对比,对预探区进行油气评价;依据已知油气藏剖面不同烃类指标的不同异常模式对钻探区进行预测,其结果被后期钻探成果所验证.     

渤海湾盆地陈家庄油田陈22块微生物异常分布研究

为探索油气藏上方微生物异常分布,按照从线到面的研究思路,采集渤海湾盆地陈家庄油田陈22块油气藏上方土壤样品469个,采用MPN法检测出样品中油气指示微生物的数量并研究其分布特征。结果显示,在联井剖面上,甲烷氧化菌和烃氧化菌2种油气指示微生物异常区与对应油井位置有很高的吻合度,呈顶端异常,剖面南北两端具有明显的背景区,表明了2种油气指示微生物对油气藏烃类微渗漏的指示性是有效的。进一步对本区块油气微生物进行了面上精查,结合地质和钻井信息,解析了微生物异常与下覆油气藏分布的响应关系,结果表明地表土壤中油气微生物对下覆油气藏的分布有很好的指示作用,同时对钻井部署也有一定的参考价值。      

苏北高邮凹陷第三系泥岩压实作用与石油初次运移关系的探讨

在上覆地层负荷的压实作用下,泥质沉积物在其成岩过程中,其孔隙度和矿相的演变不仅影响着烃类的生成,而且决定着生成的烃类自母岩的初次运移。加强对沉积物压实作用和石油初次运移机理的研究,可以提高对油气远景评价的可靠性。 本文以苏北高邮凹陷苏高128井、苏高122井和苏都136井等三口钻井剖面,研究压实作用下泥岩孔隙度的变化及其石油初次运移的条件。      

油气微生物勘探理论与技术研究进展

在油气藏中轻烃微渗漏机理的基础上,开展了油气微生物勘探技术研究。油气藏中的轻烃部分（C₁—C₅）以微渗漏的形式穿过其上方的地层,在近地表土壤中引发了专门以轻烃为食的微生物的发育,因此含油气区地表的微生物在浓度、种群和结构方面,都跟下伏无油气藏的地区有所区别。通过分析这些异常特征,可以对油气富集区及油气藏进行研究和预测。近年来,开展了一系列技术与理论探索,建立了分子生物学检测方法,实现了从油气指示微生物数量向群落结构、群落演替规律的研究,建立了群落解析技术。持续三年的人工模拟结果表明,不同烃类组分驯化下微生物及群落结构出现明显差异性和响应关系,发现的菌种与实际油气藏上方的高度一致,为微生物勘探提供了理论支持。针对不同地理条件、不同油气藏类型的油气区样品,进行了环境条件、油气地球化学与油气微生物类群分布的相关性研究,分析了油气藏地表土壤样品原位的微生物特征,初步构建了我国主要含油气盆地油气指示菌数据库。应用研究表明,地表微生物异常与油气藏位置呈现较好的关联性,在各种不同类型油气藏上方微生物异常都能很好地体现油气藏的“生理体征”。结合石油地质和地球物理资料,油气微生物勘探技术可以有效预测有利油气富集区,具有良好的勘探应用前景。由此提出了下一步油气微生物勘探九大发展趋势和方向。      

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。      

双相介质和弹性介质混合模型的有限差分声波模拟

实际的油气藏是由致密的盖层、基底(理想弹性介质)和储集层(含流体多孔介质)组成。本文给出了一种混合有限差分算法,用声波方程描述波在弹性介质中的传播特性,用 Biot 的 P波方程描述波在含流体多孔介质中的传播特征。数值模拟结果表明,该算法既能精确地描述实际油气藏中的波的传播特性,又能节省计算机内存和机时。     

东濮凹陷盐滑脱变形构造及其在油气勘探中的意义

东濮凹陷北部老第三纪时期发育了巨厚的盐岩沉积,构成了盐滑脱变形构造发育的物质基础。持续的拉伸应力作用,导致盐层上覆盖层差异沉降形成伸展型强制性褶皱。同时,由于盐层下伏层各次级断块的不断掀斜作用,盐层下滑剪切应力增大并超过了盐的抗剪强度,从而引发上覆盖层中犁式滑脱断层发育,以及在盐滑脱断层的上盘发育滚动背斜。盐滑脱变形构造这一特殊构造组合不仅为油气运移提供了良好的通道,而且也为油气聚集成藏提供了众多类型的含油气圈闭。如东濮凹陷已发现的断块油气藏、伸展型强制性褶皱拱顶圈闭油气藏、盐滑脱断层下盘圈闭油气藏、反向牵引断层圈闭油气藏及滚动背斜圈闭油气藏等。东濮凹陷北部盐滑脱变形构造的发育,形成了该凹陷中央隆起区的油气富集区。     

柴达木盆地西部油区特态矿物在油气勘探中的应用

由于烃及非烃微渗漏而形成的多种不透明特态矿物普遍存在于柴达木盆地西部油区的油气藏(层)上覆地层中.根据这些矿物的存在与否、分布井段长短、含量多少和集合体的大小、形态特征等及其与下伏油气层油气产量的关系,划分出3类特态矿物指标,用特态矿物指标预测区内新井的含油气性获得成功.特态矿物法还可用于正钻井的含油气性预测、老探区及老探井含油气性的重新认识、获工业油气流井(构造)再挖潜、成油环境预测和确定油气富集成藏时间等.     

川东南地区震旦系――志留系下组合有效烃源岩综合研究

震旦系志留系是川东南地区油气勘探的新层系、新领域，具有较好的勘探前景，但勘探程度极低。以地表露头、钻井岩芯样品为基础，通过地球化学特征、气源和沥青源对比分析，明确了下寒武统牛蹄塘组、下奥陶统五峰组下志留统龙马溪组灰黑色泥岩、页岩为区内震旦系一志留系主要烃源岩，其中下志留统龙马溪组烃源岩最为发育，且其发育时期与大地构造格局或沉积盆地性质发生重大变革的转换时期相吻合，还明确了主要烃源岩横向展布特征及其构造沉积主控因素。     

四川盆地奥陶系油气地球化学特征及成藏模式

四川盆地奥陶系油气勘探至今未获得突破,目前已发现的少量油气发现主要集中在下奥陶统南津关组和顶部宝塔组致密灰岩,由于从中获得的地球化学信息有限,制约了对奥陶系油气成藏的认识与研究。近期在奥陶系岩石样品中获得了油苗样品,为奥陶系成藏条件的深入研究提供了重要信息。通过对四川盆地北部毛坝河剖面奥陶系宝塔组生屑灰岩中发现的液态轻质油苗开展深入分析,综合运用饱和烃色谱、碳同位素组成、包裹体特征分析等方法,对比了川北地区河深1井,川中地区古隆起以及川东南地区东深1井等奥陶系成藏条件,初步明确了川北地区与川东南地区宝塔组油气来源于上覆的五峰组、龙马溪组烃源岩的供烃,具有上生下储型成藏特征;川中古隆起奥陶系油气主要接受来自下伏寒武系烃源岩的供烃,为下生上储型成藏模式。研究将进一步明确四川盆地奥陶系油气勘探潜力和方向。     

华北古生界油气保存条件分析

以华北中新生代构造演化对古生界油气保存的区域控制作用为研究重点,除分析了古生界自身发育的盖层条件外,着重分析了中新生代盆地叠加所构成的上覆直接盖层、区域盖层以及整体封存条件。研究认为,古生界的油气保存总体具有西部好于东部、下古好于上古、北华北好于南华北的特点,本溪组、石盒子组是古生界内部主要区域盖层,东部古近系和西部广布的三叠系为古生界后期油气保存提供了区域封盖条件,同时圈闭条件是造成东西部油气保存差异的重要因素,鄂尔多斯盆地腹部和东部断陷深凹—内斜坡区是油气保存的有利单元。