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。     

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。     

四川盆地烃类垂向微运移及其地球化学效应

根据钻井垂向剖面中烃类的变化特征,研究其烃类垂向微运移迹象,用以追溯地表异常来源,进而研究近地表异常模式及成因机理。四川盆地油气井中自深至浅,环烷烃百分组成逐渐降低,正构和异构烷烃不断增加;280 nm和210 nm紫外导数值逐渐降低;运移指向明显,表征了烃类垂向微运移客观存在的事实。川西地区近地表样品与下伏储层C1—C5色谱图及三维荧光图谱基本相似,说明二者同源,揭示了近地表化探异常为"有源之水",近地表化探异常及其靶区预测是可靠的。     

烃类垂向微运移的地球化学效应及其机理讨论

烃类垂向微运移(盖层及其上部)形成近地表烃类异常是油气化探的理论基础和应用前提.烃类垂向微运移的客观存在表明地表化探异常为"有源之水".油气藏不同部位微运移的差异性揭示了油气化探的有效性.文中依据地表和井中地球化学成果,根据油气井中普遍存在的烃类向上趋轻的结构梯度和各指标正向运移梯度及晕源对比,揭示了烃类垂向微运移的客观存在,强调了微裂缝网络系统的重要性,对微运移机理进行了讨论,较好地解释了地表化探异常的成因机理.     

遥感技术在烃类微渗漏探测中的应用

遥感影像信息提取技术可提取出遥感影像的烃类微渗漏信息,预测油气勘探靶区,是一项经济、快速且潜力很大的综合预测技术。系统地介绍了烃类微渗漏的地表响应、异常植物的遥感探测和土壤与岩石地球化学异常的遥感探测等遥感方法应用。通过烃类微渗漏信息的遥感影像信息提取技术能够直接探测油气信息,直接圈定有利的油气勘探靶区,具有良好的应用前景。     

塔北地区油气藏上方烃类垂向微运移的证据和特征

通过对塔里木 盆地北部地区地表土壤、多口井不同深度的岩屑、原油及油藏上方天然气进行了轻烃组分、轻烃指纹荧光光谱、甲烷碳同位素、井中岩屑酸解烃和轻烃垂向分布研究,以及对钻井岩屑的磁化率、磁滞回线、磁性组分及蚀变矿物等蚀变矿化特征的研究,证实该区在5000m之下的油气藏中的烃类组分仍可垂向运移到地表;深层烃类通过微垂向运移,可在油气藏上方及其地表形成多种可测量到的物化探异常。     

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。     

油气垂向微运移的证据及特点

烃类垂向运移是一个复杂的地质-地球化学过程,严格受边界条件控制,在地质历史上具有一定的阶段性。水文地球化学指标表明:地下水矿化度的梯度变化及离子组合改变等都因油气垂向微运移所致。油气垂向微运移还使得轻烃组分、芳烃荧光强度发生规律性的变化:从储层到盖层,分子量和分子半径小的轻烃相对富集,不同波长段的芳烃荧光强度显著降低。另外,深部油气藏与地表的甲烷碳同位素值基本一致,也说明了油气的确存在垂向微运移。因油气垂向微运移具有阶段性和间歇性等特点,所以在化探指标柱状图上,地化指标常出现多个由高→低或由低→高的旋回。     

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远移的相态，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。     

海底渗漏系统水合物生成过程实验模拟

根据天然气水合物渗漏系统的形成特征,设计了一套模拟实验系统,即在低温环境中,采用体积为4.62 L的透明反应釜,在釜底放置50 mm厚的河砂,将二氧化碳气体从釜底部的射流器口喷射进入砂层,在一定的低温(0.5～3℃)和压力范围(1~4 MPa)下进行了水合物快速生成模拟实验。实验结果表明,该系统可以模拟海底渗漏体系水合物形成过程,水合物形成特点和形态与海底拍摄的情景相似;2℃和3 MPa条件下,得到二氧化碳水合物生成过程中二氧化碳消耗速度瞬时最大值为203 mol/(s·m2)。     

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。     

塔中11井志留系储集岩烃类地化特征

塔中11井是塔里木盆地志留系产层的发现井。本文通过对该井储集岩烃类地球化学的描述，筛选出6个样品进行详细的地球化学研究。研究结果表明，其储集岩烃类生物标志化合物分布模式相同，可对比性强，揭示了该烃类可能来源于同一套烃源岩。沥青砂岩和油砂正构烷烃的分布特征，反映出志留系古油藏曾遭受过较严重的生物降解作用，形成沥青砂岩；后期形成的油气注入该集岩，导致了沥青砂岩和油砂饱和烃色谱图上既有很多未分辨有机化合物（UCM），又有碳酸数齐全的正构烷烃的分布模式。储集岩烃类组成特征和成熟度非均质性还揭示了该井志留系储层可能存在3期油气注入过程。     

稳态充注下输导层交汇处油气运移路径的选择性

输导层的孔、渗特性和产状对于油气的运移、聚集具有重要的影响。以东部断陷盆地输导格架为例,开展了稳态充注条件下输导层物性和倾角变化对输导层交汇处油气运移路径影响的二维模拟实验。结果表明:油气运移至两输导层的交汇处时优势通道的选择取决于各砂层物性和倾角的综合作用,输导层物性和倾角对油气优势通道形成具有互补性,倾角大、物性好的输导层更容易成为油气优先选择的运移通道。通过实验和理论计算得出了输导层交汇处油气运移通道发生变化的不同倾角比条件下的临界物性比,物性比等于该临界值时,两输导层均可成为运移通道,小于或大于该临界值,只有一条优势运移通道。在此基础上,建立了输导层交汇处油气运移路径的判别模版,为预测不同输导格架下油气优势运移方向提供了实验参考。     

油气二次运移地球化学常用参数变化规律的新认识——石油二次运移模拟实验的启示和思考

为了利用地球化学参数的变化规律正确判断油气二次运移方向，运用自行设计的实验装置进行了油气运移模拟实验，对收集的样品族组分、饱和烃色谱一质谱、芳烃色谱质谱、烷基酚类化合物及中性氮化合物进行了分析。结果表明，原油在通过输导层的运移过程中，具有和色谱（色层）过程同样的效应，在地层中运移的组分（除饱和烃族组分外）含量都不是单调地降低或者升高，而是有一个富集的过程。将化合物相对浓度曲线和化合物比值曲线合成一张图，则可根据化合物相对浓度和比值的关系正确判断运移的方向：二者一致升高的方向或者一致降低的方向就是油气运移的方向；如果二者不一致，那么降低的一方的变化方向就应是油气运移的方向。图15参12     

油气二次运移数值模拟分析

通过分析物理实验和数学模拟认为,油气运移的模式是多样化的。实际地质条件的油气运移模式有3种:稳定式、指进式和优势式。不同运移模式的运移规律并不相同,用任何一种单一的油气运移数值模拟方法来描述所有的油气运移模式是不科学的。不同的运移模式对应着不同的数值模拟方法,其中逾渗方法适用于描述指进式运移和优势式运移过程,达西渗流方程适用于描述稳定式运移模式。流体势的方法同时可以用于分析3种模式下的运移,但其模拟结果只是一种定性结果。此外,数学模拟必须以详实的地质资料为基础,结合油气显示和地化资料,综合分析油气运移过程,才能确定真正的油气运移过程。     

油气运移研究现状及主要进展

20世纪80年代以前,油气运移的研究主要集中在定性实验、机理认识和有机地球化学中油-源对比方面。之后,油气运移的研究呈多样化发展,主要包括:1)小尺度模型物理模拟-大尺度箱状模型-仿真模拟;2)油气运移流体动力学模拟-油气优势运移数值模拟;3)运移机理研究-系统论研究;4)油气运移流体示踪技术地球化学研究;5)网格模型-逾渗模型研究和应用;6)封存箱-幕式成藏理论与认识。未来油气运移学术领域的主要研究方向包括油气在输导层中运移的优势通道、逾渗模型在盆地尺度的发展和应用、断层启闭性评价方法、油气包裹体及自生矿物标志特征和采用动态、定量的动力学方法研究古流体运移问题的三场耦合。     

储层非均质性研究进展

储层非均质性研究自产生以来已取得了长足进步，主要表现在：①研究内容不断扩展，由早期的分类及储集空间刻画，向储层非均质性对油气成藏及剩余油的影响扩展；②研究领域逐渐拓宽，由常见的河流、三角洲和滩坝等，向古潜山、礁灰岩、砂砾岩体等更加复杂与隐蔽的储集体延伸；③研究方法与技术日益成熟，由定性分析向半定量及定量研究过渡，由单一的描述手段向多种技术配套、多个学科结合的趋势发展。随着油气田勘探形势的日益严峻，储层非均质性研究将向更深层次发展，储层在油气藏形成时期的原始面貌及其受成岩、构造等因素影响所产生的变化将是储层非均质性研究的新方向。     

高邮凹陷复杂断块油气藏油气运聚机理研究

复杂断块盆地油气分布复杂,控制因紊多样,为研究其运聚机理带来了很大的障碍.通过解剖真武油田油气运移路径及成藏期次,依据实际地质资料设计实验模拟油气运聚过程,最后对比分析实际地质模型与实验过程,认为断层相对封闭即断层输导性能小于两侧砂体,这与实际地质情况吻合.在断层相对封闭作用下,无论是幕式充注还是稳态充注,各砂层都有充...     

油气二次运移可视化物理模拟实验技术研究进展

油气二次运移可视化物理模拟实验技术是油气成藏研究的重要手段,在石油地质理论发展中起着重要作用.通过调研国内外大量油气二次运移可视化物理模拟实验研究情况,按照物理模拟设备类别将其划分为一维玻璃管油气运移模拟实验、二维可视油气运移模拟实验、三维油气运移模拟实验等3类.系统梳理了国内外油气二次运移可视化物理模拟实验技术实验条件,总结了国内外这方面研究取得的重要进展.     

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。