岩性油气藏成因机理研究现状及展望_李丕龙

岩性油藏的控制因素以岩性为主 , 油层物性变 化大 , 非均质性较强 , 其存在的状态既有常温常压也 有高温高压系统 。岩性圈闭的形成主要受沉积相带 展布和最大埋深控制 。不同沉积类型需要适宜的深 度才能形成岩性圈闭 , 过深缺少储层 , 过浅则缺少封 堵层 。影响岩性油气成藏的因素有 :砂岩岩性 , 砂体 的几何特征或形态 、与烃源岩的接触面积大小 , 砂体 内部特征和外部条件等 , 这些也是影响透镜体油气 藏充满度的重要因素 。
箕状断陷分为缓坡带 、陡坡带和深陷带 , 每一个 带都有其不同的隐蔽油气藏类型 。缓坡带内易形成 岩性尖灭油藏 , 也有少量的透镜状油气藏分布 ;当平 行陡坡带发育砂体时 , 也有可能形成砂岩上倾尖灭 油 藏 ;深 陷 带 是 砂 岩 透 镜 体 油 藏 发育 的 有 利 部 位[ 3] , 其油气藏 类型比较单一 。 坳陷型湖盆 中 , 低 位体系域可形成侧向砂体尖灭的地层油气藏 , 湖侵 体系域可形成砂体向陆方向尖灭的或滩坝砂体侧向
油 气 地 质 与 采 收 率 2002 年 10 月 P ET RO L EUM G EO LOG Y A ND RECO V ERY EF FICIENCY 第 9 卷 第 5 期
·专题论坛 ———油气成藏理论进展·
岩性油气藏成因机理研究现状及展望 ＊
李 丕龙1) 陈冬霞2) 庞雄奇2)
该类油气藏中 , 断裂输导油气的作用也是目前 争论较多的问题 。由于油气成藏的过程和作用相当 复杂 , 断裂作用和差异聚集作用会使油气聚集变得 更复杂 。 而岩性油气藏形成阶段和成藏期次的研究 还比较薄弱 , 尚未形成系统的成藏模式 , 在一定程度 上影响了油气资源分布和油气藏预测的准确性 , 制 约着许多盆地(区带)油气勘探开发的进程 。 影响和 控制岩性油气藏成藏的因素众多 , 对其油气成藏的 主控因素尚需进一步研究 , 特别是加以定量分析 , 以 指导今后透镜体油藏的勘探和开发 。
3 存在的问题
现有的成藏理论各家并不统一 , 国内外学者对 透镜体成藏微观机理的认识还存在着很大分歧 , 成 藏动力是争论的焦点 。有的学者趋向于毛管压力作 用下油气由烃源岩进入大孔隙的储集岩中 ;有的学 者认为差异突破压力是透镜体成藏的根本动力 ;而 有人认为剩余围岩压力是主要动力 ;国外有的学者 却认为未知重力运动使油气聚集成藏 。 剖析典型圈 闭的油气成藏动力条件得知 , 油气主要在差异突破 压力 、密度差异浮力和差异毛细管力等作用下 , 向圈 闭高部位富集成藏 。
4 今后研究方向
随着计算机技术和数值模拟技术的发展 , 以及 油藏研究逐渐达到精细描述阶段 , 岩性油气藏成藏 的研究将进入定量化阶段 , 特别是油气藏充满度 、成 藏主控因素和成藏临界条件的定量研究等 , 都将会
有很大突破 。透镜体成藏研究的发展方向之一则是 对成藏动力学微观机理认识的不断深入 。
与岩性油气藏有关的成藏机理是水溶对流 、水 溶泄流 、单相渗流 、混相涌流机制[ 12] 。 即砂质岩在 压实过程中 , 总要从孔隙中排出水 ;由于孔隙不仅是
不规则弯曲的 , 孔径大小不均 , 有开启连通的 , 而且 运移也不是匀速 的 , 是一 股一股的 , 呈涌流 相[ 12] 。 岩性油气藏的烃类初次运移方向较为简单 , 在均一 泥岩层序中 , 以向上运移为主 ;在砂 、泥岩互层中 , 烃 源岩中的油气向上 、向下及向侧(主要是侧向)都有 排出 , 排出量受烃源岩厚度的影响 , 以向上为主 ;随 烃源岩厚度 减小 , 向上 与向下排出量 趋于均等[ 6] 。 砂岩上倾岩性变细 、孔渗性变差的地带 , 仍然被水饱 和 ;其中 、下段孔渗条件较好的地带 , 在地层压力和 浮力作用下 , 石油以游离相和混溶相通过断层 、不整 合面和储层本身由生油洼陷向凹陷边缘侧向运移 。 对于透镜状岩性油气藏 , 由于被烃源岩包裹其中 , 油 气运移方向可以是多方向的 ;油气经临近的烃源岩 初次运移后 , 以游离相或混溶相通过储层向透镜体 内直接运移 , 在重力分异下聚集在圈闭的高部位成 藏。 2 .3 含油气性
管理局 。 ＊本文得到国家科技攻关项目“ 济阳坳陷复杂隐蔽油气藏地质评价和勘探关键技术研究”(编号 :2001BA 605A 09)的资助
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油 气 地 质 与 采 收 率 2002 年 10 月
古河道 、三角洲支流 、沿岸砂坝 、海滩和近岸 —海相 堆积体中具有 透镜状砂岩天 然油储的特征[ 4] 。 赵 澄林在建立构造岩相概念时 , 将济阳坳陷岩性油气 藏分布模式划分为 :陡坡带 ———扇三角洲岩性油气 藏 , 缓坡带 ———三角洲及滩坝 —湖底扇岩性油气藏 , 深凹带 ———远岸及滑塌成因湖底扇岩性油气藏 , 凹 中隆 起 带 ———滩 坝 及 滑塌 成 因 湖 底 扇 岩 性 油 气 藏[ 5] 。
2 成因机理研究现状
2 .1 成藏动力系统 岩性圈闭与构造圈闭的形成机理之一是差异压
实作用 , 差异压实作用出现于压实地层的厚度或可 压实性发生侧向 变化的地方 ①;另一动力来 自地层 压力差 , 地层压力差是油气运移并在岩性中成藏的 主要动力 。
王捷等认为砂岩体上倾尖灭圈闭成藏时 , 由于 该类储层孔隙中的流体运移不畅 , 早期油气二次运 移需要借助烃源岩系的超压动力 , 不断把含烃流体 排驱到该圈闭的控制范围 ;又因该类砂体规模较大 , 成藏过程中其超压状态多数逐渐消失为常压油藏 。 所以 , 该类圈闭油气成藏主要依靠油气水的密度差 异[ 6] 。
由于岩性油气藏形成机制和分布规律复杂 , 勘 探难度大 、技术要求高 , 勘探上具有高难度和高风险 的特点 , 这类油气藏的理论研究和勘探技术 , 一直是 国内外石油地质学家研究和探索的重要内容 。有关 岩性油气藏的特征 、成藏条件 、分布规律 、成藏机理 、 分布预测方法和技术 , 特别是成因机理(包括地质条 件 、动力 、相态 、排驱方向及含油气性等), 国内外学 者做了大量的研究 , 取得了创造性进展 。
1)胜利石油管理局 ;2)石油大学·北京
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
摘要 :在分析岩性油气藏的成藏特征和成因机理 基础上 , 系统总结了成藏动力系 统 、成 藏过程 、含油气性 、成藏模 式
及主控因素 , 并对存在问题进行剖析 , 提出今后研究的重点和方向 。
关键词 :岩性油气藏 ;成因机理 ;成藏动力 ;成藏模式 ;发展趋势
1 成藏特征
岩性圈闭是在沉积作用或成岩及其后 生作用
下 , 使储集岩体的岩性或物性发生突变 , 被不渗透层 所包围或遮挡而形成的圈闭 。按其成因与遮挡条件 的差异 , 可以划分为六个亚类 , 即储层上倾尖灭 、古 河道砂岩 、透镜状岩性封闭 、裂隙或层间缝 、物性封 闭 、生物礁 圈闭等油气藏[ 1] 。 按成因分类 , 一般分 为原生和次生两种 ;按几何成因 , 分为透镜体型和上 倾尖灭型及不规则型 ;按储集体类型又可分为砂岩 型 、石灰岩型(包括生物礁型)。 目前 , 较为常见的岩 性油气藏是透镜体型和上倾尖灭型 。
中图分类号 :T E122.3+22
文献标识 码 :A
文章编号 :1009-9603(2002)05 -0001 -03
引言
自 1966 年美国著名石油学家莱复生提出勘探 隐蔽圈闭以来 , 世界各国都加强了地层不整合 、岩性 及古地貌等圈闭的油气勘探 。 岩性油气藏是含油气 盆地进入中后期勘探阶段的主要勘探目标 , 在世界 含油气盆地的勘探中取得了突破性成果 , 国内外发 现了许多大 、中型油气藏(田)。在中国东部盆地 , 特 别是松辽盆地和渤海湾盆地 , 随着勘探程度的提高 , 勘探的难度也不断增加 , 岩性油气藏的勘探变得日 趋重要 , 已成为增加油气储量的重要方向 。 20 世纪 80 年代后期 , 济阳坳陷由构造油气藏勘探逐渐转为 隐蔽油气藏勘探 , 90 年代后期岩性油气藏已成为勘 探的重点 , 目前 , 砂岩岩性油气 藏累计探明储 量为 60244 ×104t , 占济阳坳陷总探明储量的 17 %。
目前 , 岩性油气藏成藏模式的研究仍是薄弱环 节 。根据断陷湖盆的聚油模式 , 岩性油气藏可分为 陡坡带 、缓坡带 、中央背斜带及洼陷带聚集模式 , 并 分别发育上倾尖灭 、透镜体型 、古河道砂型或其他类 型的岩性油气藏[ 3] 。
针对透镜体型油气藏 , Иванчук在研究如何形 成贯入式油气藏时[ 13] , 发现深根通道系统贯穿沉积 地层 , 形成多层断裂系统 , 为含油气流体提供了流动 迁移空间 , 可以为油气成藏提供条件 ;张云峰等则提
田世澄认为成藏动力学系统的动力源泉 , 主要 来自地球深部动力 、沉积盆地内岩石内部的流体压 力以及岩石内孔隙流体流动时发生的各种作用力 、 地表水淋滤渗入的水动力作用三个方面 。他根据动 力学特征 , 将渤海湾盆地成藏动力学系统分为开放 型 、封闭型 、半封闭型三种类型[ 11] 。曾溅辉在总结 东营凹陷岩性油藏成藏特征时 , 认为上倾尖灭油气 藏处于封闭 —半封闭的成藏动力系统中 , 而砂岩透 镜体油气藏则完全处于封闭的成藏系统内[ 2] 。 2 .2 成藏过程
① 姜培海 .渤 海 海域 隐 蔽 油气 藏 成 藏 机 理研 究 .复 式 油 气 田 , 2000 , (1):1 ～ 5
第 9 卷 第 5 期 李丕龙等 :岩性油气藏成因机理研究现状及展望
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出了源内和源外两种砂岩透镜体成藏模式[ 14] 。 2 .5 主控因素
对岩性油气藏的成藏条件 , 胡见义认为地层 、岩 性圈闭的形成条件取决于岩性尖灭线 、地层超覆线 、 地层不整合面 、储集岩体的顶底板面和断层面 。 这 六个因素的有机配合 , 可形成多种类型的地层 、岩性 圈闭[ 1] 。曾溅辉认为岩 性油藏的成藏 并不完全依 赖于构造条件 , 油源 、储集性能和生储盖组合则显得 尤为重要[ 2] 。
圈闭的充满度是 评价圈闭油气储量的重要参 数 , 全国第一次资源评价时 , 东部地区普遍用 0 .7 测 算 。目前对岩性油气藏含油气性研究还比较薄弱 , 但也有学者提出充满度和充满系数的概念 , 并对油 气的充注作了探讨 。王捷在研究东营凹陷牛庄油田 成藏条件时 , 认为牛 25 -C 砂体发育在欠压实泥岩 之中 , 内部流体压力高 , 压力系数达 1 .68 , 砂体除边 缘部位因为物性变差不含油外 , 内部全部含油 , 无边 水 、底水 , 充满系数高 ;王 70 上倾尖灭砂体油气只分 布在砂 体的高 部位 , 底部 位含水 , 充 满系 数低[ 6] 。 姜培海认为岩性油气藏的充满度与排烃方式及储集 体的物性有关 , 烃源岩存在最大的排驱厚度 , 烃源岩 的发育程度控制着圈闭的充满度 , 且岩性圈闭剖面 上的砂 、泥岩配置关系影响着圈闭的充满度①。 2 .4 成藏模式