鄂尔多斯盆地陇东地区中生界古地层压力演化与油气运聚

通过地层异常压力的形成与演化研究可以了解油气的成藏过程,但目前缺乏对鄂尔多斯盆地中生界地层压力演化的定量研究。依据研究区声波时差测井曲线资料以及岩石与流体的物理数据,利用等效深度法和构造抬升剥蚀后地层流体压力的定量计算公式,分别计算了该盆地陇东地区在早白垩世末期最大埋深时地层压力和现今地层压力,确定了这2个重要时期地层压力变化特征;采用流体包裹体PVT热动力学模拟方法,获得了研究区不同地史时期古地层压力值,利用这些古地层压力值恢复了地史时期地层压力的演化规律。资料显示早白垩世末期鄂尔多斯盆地陇东地区中生界普遍存在剩余压力,长7油层组剩余压力最高,可达到14.50MPa;构造抬升剥蚀后,除长7油层组在部分地区仍然保留了异常高压外,研究层位普遍形成了异常低压,一般分布在-9.42~-2.25MPa之间。地层异常压力发育和演化经历了高压原始积累、高压消失和低压形成3个阶段,这种地层异常压力演化与该盆地中生界埋藏演化史、生烃史相一致。异常高压是油气初次和二次运移的主要动力,陇东大部分地区都满足了长7段烃源岩向长8段储层排烃的动力条件;长8段地层剩余压力较低区为油气运移成藏的指向地区。     

苏里格气田下二叠统盒8段异常低压成因及其分布特征

苏里格气田下二叠统下石盒子组8段（盒8段）异常低压明显,但对其成因未达成共识。为此,统计分析了该区盒8段53口井的实测地层压力,发现产水层、产气层以及气水同产层的地层压力系数在垂向上均无明显变化规律,而在平面上呈南北向的条带状分布,形成多个异常低压系统。应用Fick气体扩散定律和盆地模拟技术,结合区域沉积、构造演化和天然气组成特征分析认为,盒8段河道砂体分布的局限性为异常地层压力的形成提供了必要封闭条件,天然气扩散作用虽然存在,但是扩散损失影响相对较小。盒8段异常低压的形成主要与晚白垩世以来的构造抬升、地层剥蚀以及构造热事件的消失有关。     

鄂尔多斯盆地上古生界流体压力分布与成因

鄂尔多斯盆地上古生界的流体压力从一个侧面反映了盆地内的天然气藏类型。深盆气表现为区域的负压异常,且随气层埋藏深度变大和煤层Ro的增大,负压程度越来越大;与构造有关的气藏,则普遍表现为静水压力或正异常压力特征。深盆气的负压特征与区域性的构造抬升剥蚀有关,负压程度的不同则受煤层成熟演化程度的控制。盆地腹部高演化程度区的煤层高生气强度和地层水的高汽化程度,使盆地腹部天然气"湿度"小,比重小,压力系数低;向盆地边缘方向随热演化程度变低,天然气"湿度"变大,比重变大,压力系数升高。深盆气区压力系数的规律性变化反映了天然气近距离运移和就地成藏的特征。     

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构造抬升是形成异常高压还是形成异常低压,对此存在着不同的认识。研究表明,构造抬升导致的温度降低会使得流体压力明显下降,并且会使流体的压力降低到低于新的度的静水压力;构造抬升这一因素本身倾向于产生异常低压而不是异常高压;构造抬升会在地层中产生异常高压的结论是一种不符合热力学原理和地质实际的印象,勘探实 也可证明这一点,克拉２气田的异常高压并非由构造的抬升造成,主要应归因于构造挤压。     

潍北凹陷孔店组异常低压分布特征及成因机制

潍北凹陷孔店组异常低压主要分布在北部洼陷带孔二段地层中。应用流体包裹体方法和盆地模拟方法恢复了古压力,发现油气充注时(孔店组末期—沙河街组早期)古压力系数为1.12-1.66,表现为超压状态。潍北凹陷孔店组压力场演化经历了"压力积累—压力释放—压力分异"3个阶段,古压力演化可分为3种模式:北部洼陷带发育"超压—低压—弱超压"压力演化模式;瓦城断阶带和灶户断鼻带发育"超压—低压—低压"压力演化模式;南部斜坡带发育"常压—低压—常压"压力演化模式。分析认为,构造抬升作用和地温降低的共同作用是潍北凹陷发育低压的基础条件,地下流体供排不平衡和浓差作用促进异常低压发育。     

地层温度的降低对苏里格气田地层压力的影响

苏里格气田地质条件复杂,储层非均质性严重,呈现出典型的“低孔、低渗透、低压、低丰度、低产和难动用“的特征,地层压力以低压和异常低压为主,压力系数大部分小于0.90。地层温度降低是天然气藏异常低压形成的主控因素之一,但对其影响程度的定量计算一直没有很好的方法,运用高斯-赛德尔迭代原理,在考虑气体压缩因子的情况下研究了地层温度降低对天然气藏地层压力的影响,克服了前人按照理想状态气体进行研究的弊端,并以苏里格气田为例进行了计算说明,计算结果表明:早白垩世末以来,地层温度下降造成苏里格气田地层压力下降约23.08%,是苏里格气田异常低压形成最主要的影响因素。     

鄂尔多斯盆地东缘上古生界致密储层含气系统压力演化

鄂尔多斯盆地东缘上古生界多层系致密气发育，准确认识气藏压力演化过程对深化致密气成藏认识和实现气井高产稳产具有指导意义。综合应用钻测井资料和岩心流体包裹体测试，结合盆地埋藏史和热演化史模拟，揭示了鄂尔多斯盆地东缘上古生界含气系统压力演化。结果显示，研究区自下而上发育欠压、略微欠压和常压系统。均一温度和盐度总体上连续分布，反映了油气连续充注过程。太原组、山西组和下石盒子组均一温度和盐度正相关，反映近源生烃后快速充注；上石盒子组和石千峰组均一温度和盐度负相关，受流体远距离运移充注和紫金山构造热事件作用下的气藏再平衡影响。研究区在白垩纪中期大量生烃，形成了异常高压，储层压力在34.89～38.26 MPa。后期地层抬升造成储层压力降低，其中地层降温贡献了50.31%～57.85%；天然气膨胀引起的气体运移贡献了28.25%～41.95%，且以上部地层降低为主；孔隙反弹贡献了0.37%～0.79%。相关成果系统揭示了上古生界致密气藏压力系统演化及现今气藏压力成因，对于认识鄂尔多斯盆地和类似盆地致密气富集成藏规律具有借鉴意义。     

鄂尔多斯盆地上古生界异常低压分布特征及形成过程

鄂尔多斯盆地上古生界多见异常低压、低压,高压少见。平面上,苏里格庙地区地层呈异常低压、低压,米脂区地层呈高压和常压,其他地区地层以常压和低压为主;垂向上,水层压力基本沿静水压力趋势线分布,而气水层和气层压力均偏离静水压力趋势线,气层压力偏离程度大于气水层,且压力系数随深度的增加而减少。包裹体测试数据和盆地埋藏-剥蚀资料都表明,鄂尔多斯盆地上古生界异常低压气藏的形成大体分两个阶段:晚侏罗世-早白垩世末的充气增压阶段;早白垩世末至今散失降温降压阶段。气藏压力的降低主要与盆地抬升降温、天然气散失和气水密度差等因素有关。     

欠压实作用下地层异常压力定量评价方法及应用

目前以欠压实理论为基础的地层压力预测方法本质上均属于经验模型,不具备通用性,且预测精度受多方面因素制约。为此,从岩石孔隙体积与流体体积角度开展了异常地层压力的定量研究。根据多孔介质弹性力学理论,考虑温度、应力、流体成分、深度变化等因素,建立了欠压实作用下地层异常压力及压力系数的定量评价模型。该模型适用于欠压实作用为主要成因的异常地层压力评价,具有较高的精度。模拟计算结果表明：欠压实作用下地层压力增大,但由于埋深增大,压力系数可能增大、不变或减小,埋深增大对压力系数的影响不容忽视;欠压实作用既可形成异常高压也可形成异常低压;地层压力及压力系数的变化与流体和岩石的物理性质、地层深度增量及初始深度有关;流体的压缩系数、地层深度增量的影响较为显著,其他因素的影响相对较弱。研究成果突破了前人对欠压实作用与异常高压关系的认知,丰富和发展了欠压实理论。     

鄂尔多斯盆地上古生界气田流体动力学演化

研究了鄂尔多斯盆地上古生界气田地下流体动力场演化和流体动力场特征以及与气水分布的关系，获得了气田流体动力学和天然气藏多方面的认识。盆地北部和东部上倾地区发育大气水下渗-向心流。盆地西南部下倾区为天然气聚集区。多数气藏内部能量亏损，天然气处于滞流状态。中间过渡带为天然气越流漏失区，气水共存。在盆地沉积埋藏阶段，天然气运移进入储层并溶解于地层水中，流体压力不断增强，发育地层压实水离心流。在天然气随离心流运移过程中，部分天然气游离，往储层上翘一侧漏失。随着天然气的漏失作用，地层流体压力不断降低，天然气和地层水几乎处于滞流状态。随着喜山期的沉积埋藏作用，处于封闭和滞流状态的气藏逐渐出现能量亏损，地层流体低压进一步发育。     

鄂尔多斯盆地临兴地区上古生界压力特征及其成因机制

查明鄂尔多斯盆地临兴地区上古生界压力特征及其成因可为煤系气运聚和成藏研究奠定基础。根据实测压力资料并结合修正公式,得出临兴地区上古生界石盒子组压力特征。根据声波时差预测剥蚀量的方法,应用Easy%RO模拟软件、实测镜质组反射率得出本溪组8+9号煤层的埋藏史和热史;结合包裹体测温数据和钻测井资料,得出石盒子组古埋深。在此基础上,分别计算出地温降低、欠压实作用、气体逸散及孔隙反弹引起的上古生界石盒子组压力的下降值。结果表明：研究区石盒子组正常压力类型占23%,低压类型占73%,超压仅占4%;早白垩世末期地层压力达到最大;地层剥蚀导致地温下降引起的压力下降为7.9~17.3MPa,占整个压力降幅的40%~55%;欠压实作用引起的压力下降为1.81~2.24MPa,占压力降幅的7%~11%;气体逸散引起的压力下降为7.61~11.99MPa,占压力降幅的34%~42%;孔隙反弹引起的压力下降为1.68~1.95MPa,占压力降幅的6.40%~6.68%。砂岩气量与压力系数之间呈正相关关系。该研究成果为该区石盒子组压力系统研究奠定了基础。     

鄂尔多斯盆地东部上古生界盖层封闭性能评价

鄂尔多斯盆地东部上古生界油气资源丰富,勘探开发潜力大。近年来,随着对该地区成藏条件研究的不断深入,人们逐渐认识到盖层的有效性对天然气成藏具有关键作用。基于实测泥岩突破压力数据,结合测井、岩心资料,建立了鄂尔多斯盆地东部上古生界盖层突破压力测井计算模型,研究了盖层的空间展布和突破压力分布,揭示了盖层封闭性的控制因素,并结合生产数据对盖层封闭性进行了综合评价。结果显示：鄂尔多斯盆地东部上古生界主要发育3套泥岩盖层：石千峰组、上石盒子组和山西组。石千峰组盖层厚度最大,分布连续,且成岩阶段处于中成岩A期,泥岩塑性高,韧性好,突破压力较高,封闭性能较好,为全区的区域盖层。上石盒子组盖层相对较厚,成岩阶段介于中成岩A期到中成岩B期,但泥质粉砂岩和细砂岩与泥岩频繁互层,泥岩非均一性强,突破压力最低,盖层封闭性最差。山西组泥岩盖层厚度最薄,分布局限。但埋深最大,成岩阶段已经进入中成岩B期,泥岩塑性增强,突破压力最高,封盖能力最好,为下伏本溪组-山西组气藏的直接盖层。     

鄂尔多斯盆地东缘临兴地区上石盒子组成藏特征

临兴地区位于鄂尔多斯盆地东缘晋西挠褶带,上石盒子组气藏普遍发育。通过储集岩特征分析、流体包裹体测试分析、盆地模拟技术,结合区域构造演化、测井和试气等相关资料,分析了临兴地区上石盒子组成藏地质条件和基本特征,探讨了上石盒子组成藏主控因素。研究表明：煤系烃源岩在早侏罗世开始生烃增压,持续时间长,剩余压力大,为天然气充注提供了动力条件;上石盒子组地质历史时期最大埋深相对较浅,储层处于中成岩A阶段,致密化程度较低,储层物性具有特低渗气藏特征,有利于天然气的运移和聚集;此外,临兴地区中、下二叠统内未形成异常高压阻隔带,为油气向上运移提供了便利条件。研究认为上石盒子组气藏是天然气自下而上长期连续充注的结果,气藏形成时间可能早于早白垩世紫金山隆起。勘探开发效果表明,上石盒子组天然气富集受储层物性及成藏时期古构造双重因素影响。     

长岭断陷龙凤山地区下白垩统地层压力特征及其对油气成藏的影响

长岭断陷龙凤山地区下白垩统油气资源丰富,油气分布受异常压力控制明显,研究地层压力特征及其对油气成藏的影响具有重要意义.利用实测地层压力和测井资料,对龙凤山地区下白垩统地层压力特征进行分析,探讨沙河子组超压成因;利用包裹体均一温度-盐度法并结合盆地模拟技术,恢复地层古压力演化过程,以明确地层压力演化对油气成藏的影响.结果...     

鄂尔多斯盆地上古生界天然气运移聚集特征

鄂尔多斯盆地上古生界主要发育煤系气源岩和海相碳酸盐岩气源岩,在晚三叠世进入生气门限,早中侏罗世进入排气门限,晚侏罗世─早白垩世末达到生排气高峰期。上古生界最大埋深时古异常超压对天然气的运移富集起着重要作用,是微裂缝排气的主要动力。由于排气较晚,天然气的初次运移主要为扩散排气和微裂缝排气。二次运移期间,在上古生界石盒子组出现较大面积的异常高压,形成了阻止天然气向上穿层运移扩散的压力封闭;而部分地区上古生界内部的异常高压为上古天然气向下穿层运移进入奥陶系提供了动力。分析区域构造演化和古流体势分布对天然气运移的综合控制作用后认为,地史期紧邻生气中心、处于构造高部位上的相对低势区及低压区为天然气聚集成藏的最有利地区,这一认识已被勘探实践所证实。     

鄂尔多斯盆地伊-陕斜坡山西组2段包裹体古流体压力分布及演化

对鄂尔多斯盆地伊陕斜坡上古生界太原组—山西组砂岩储层中流体包裹体样品进行了分析，将该储层中油气成藏划分为6个期次。结合埋藏史分析，确定了6期油气成藏发生的时间。运用流体包裹体PVT热动力学模拟的方法，获得了6期油气成藏时的古压力数据。对山2段6期次古压力时空分布及演化规律分析表明，区域构造和热史演化是古压力的主要控制因素，可将古压力演化划分为气藏形成初期的常压—成藏高峰期超压—成藏期后萎缩形成低压3个阶段。     

四川盆地西北部上三叠统须三段储层超致密与气藏超压成因

关于四川盆地西北部地区上三叠统须家河组储层致密、气藏超压的相关研究较多,但是对于致密储层的形成机理、异常超高压的展布特征与形成机制、热演化作用对大规模致密气聚集的影响等研究则尚不够系统和深入。为此,利用近期获得的大量钻井资料,研究该区须家河组三段(以下简称须三段)储层特征及主控因素,结合烃源岩热演化和成岩作用演化分析储层致密的原因;在分析气藏流体温度压力特征的基础上,结合构造运动分析气藏超压的形成机制;最后在归纳总结大型超压气藏特征的基础上,分析大规模超压天然气聚集机制。研究结果表明:①须三段极致密储层是强成岩压实与沉积物提供大量碳酸盐岩碎屑导致的强钙质胶结的共同结果 ;②须三段储层经历了深埋下的高热演化,储层最致密的地区既是热演化程度最高的地区,也是致密气的主要发育区,超高压致密气的形成受强成岩作用以及白垩纪末期高热演化的影响明显;③剑阁地区须三段砂/砾岩成岩压实使孔隙度下降了20%,安县构造运动使龙门山隆升为须家河组沉积提供的大量碳酸盐岩物源是碳酸盐胶结导致储层致密化的重要原因,使孔隙度损失了10%～20%;④该区坳陷带气藏异常高压的形成并非构造挤压造成的,而是因断裂不发育、生烃增压与构造反转导致泄压不畅所致,形成极致密储层超高压发育区;⑤龙门山、米仓山断裂带前缘断裂发育导致压力释放,为常压区,储层物性也好于坳陷带。结论认为,该区大规模超高压致密气藏的形成机制复杂、影响因素多样,紧密的源储组合关系、白垩纪末期的高热演化生烃增压、喜马拉雅期构造反转与地层隆升剥蚀、圈闭围岩极好的封闭能力所引起的极致密储层泄压不畅等原因,造就了该区异常超高压天然气的大规模聚集。     

鄂尔多斯东北部致密砂岩气藏地层水成因及分布规律

通过地震、钻井、测井及生产动态等资料,结合压汞、气水相渗、物性和水化学等测试分析,对鄂尔多斯盆地东北部神木气田地层水的化学特征、成因、空间分布特征及控制因素进行了研究。研究区处于气水过渡区,地层水属于“Ⅴ”型CaCl₂型,以低矿化度的“酸点水”和高矿化度的常规地层水为主。纵向上,各层之间沉积、岩相差异及距气源远近不同是造成地层水纵向差异分布的主要因素。本溪组与太原组层内稳定分布的多套致密灰岩阻碍了烃类进入储层,造成原始气藏充注程度不高,地层水相对富集;石千峰组远离气源中心,烃类供给不足,气驱水不彻底;山西组属“自生自储”成藏组合,充注程度高,产水量少。平面上,受晚白垩世末期盆地“西倾”构造运动影响,盆地东北部整体抬升并发生气水二次调整,导致含气层位增多,连续气柱高度上升;同时气藏压力下降,盆地边缘地层水顺层侵入,各层均不同程度产水,形成“多层含气、普遍低产、气水同产”的格局,表现为自西向东地层水的规模及产水量逐渐增大,矿化度逐渐升高。研究结果为鄂尔多斯盆地边缘气水空间分布及成因理论提供了一定科学依据。     

压力演化对页岩气储层的控制作用——以四川盆地五峰组—龙马溪组为例

中国南方海相页岩气勘探开发的实践表明，地层压力对于页岩气的保存及勘探开发具有重要的影响。为了进一步明确压力演化对页岩气储层演化的影响，以四川盆地及其周缘上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩为例，依据岩相、物性、孔隙结构、包裹体分析与页岩微观特征等资料，研究了压力演化对页岩气储层的控制作用。研究结果表明：①页岩气储层物性与孔隙结构受岩相、埋深与压力演化的共同控制，孔隙压力超压对埋藏压实具有抑制作用，总体上有利于页岩有机孔的保持和物性向好；②泄压期次与泄压强度影响了五峰组—龙马溪组不同岩相页岩的差异演化对高应力敏感性黏土质页岩的影响尤为显著，而对硅质页岩的影响则较低；③区域抬升与泄压时期晚、泄压时期短和泄压强度低最有利于有机孔的保持和页岩气储层物性向好；④盆内深层页岩气泄压程度低，保存条件优越，储层物性普遍优于盆缘常压—超压区，富有机质硅质页岩与黏土质页岩均具有较好的储集性能；⑤盆缘常压区泄压程度较高，富黏土质页岩储集性能降低，封盖性增强，并逐渐演化为直接盖层。     

鄂尔多斯盆地上古生界压力封存箱与天然气的富集规律

根据鄂尔多斯盆地北部沉积埋藏史、成烃史、地热史和烃类包裹体分析、地层剥蚀厚度、沉积速度等资料,结合鄂尔多斯盆地上古生界普遍低压异常、储层致密、构造简单、含气层分散、天然气聚集受封存箱控制的特点,对盆地北部上古生界异常压力分布规律、压力成因及演化历史的研究认为,该区上古生界具备压力封存箱发育的地质环境。压力封存箱区域分布的特点是上古生界为一个高低压相间共存的复杂压力封存箱型含气系统,储层属异常低压-常压,泥岩仍保持幅度不等的高压。压力封存箱的形状、内幕结构、箱内砂泥岩的配置关系控制了箱内天然气藏的分布。