碳酸盐岩裂缝介质中微观二维油水运移聚集物理模拟实验研究

裂缝是碳酸盐岩中流体流动最主要的通道和重要的储集空间。碳酸盐岩裂缝介质中的油水运移和聚集过程研究是我国的一个研究热点,也是一个国际性难题。利用物理模拟实验来研究碳酸盐岩裂缝中的油气运移是一个新的尝试。实验利用碳酸盐岩裂缝岩心制作成薄片模型,在薄片模型中进行油驱水实验来模拟运移过程。实验结果表明：①流体平面流动路径有单一式／平行式、斜交式和网络式三种路径;在通道内流体运移形态有连续式、分段式及连续一分段式三种;油水驱替前缘呈现活塞式、绕流式和脉冲式三种形式。②流体流动形态随流体压力、饱和度、裂缝结构、润湿性等因素的变化而变化。这些因素之间相互影响,交叉作用。流体压力和流量,流体压力和流体速率有条件呈现相关关系;流体速率不仅与压力相关,而且与裂缝发育的角度和宽度有关,与压力梯度夹角较小的宽裂缝内的流体速率较高,反之较低。     

HPHT reservoir evolution: a case study from Jade and Judy fields, Central Graben, UK North Sea

3D basin modelling of a study area in Quadrant 30, UK North Sea was performed in order to elucidate the burial, thermal, pressure and hydrocarbon generation, migration and accumulation history in the Jurassic and Triassic high pressure–high temperature sequences. Calibration data, including reservoir temperatures, pressures, petroleum compositional data, vitrinite reflectance profiles and published fluid inclusion data were used to constrain model predictions. The comparison of different pressure generating processes indicated that only when gas generation is taken into account as a pressure generating mechanism, both the predicted present day as well as palaeo-pressure evolution matches the available calibration data. Compositional modelling of hydrocarbon generation, migration and accumulation also reproduced present and palaeo bulk fluid properties such as the reservoir fluid gas to oil ratios. The reconstruction of the filling histories of both reservoirs indicates that both were first charged around 100 Ma ago and contained initially a two-phase system in which gas dominated volumetrically. Upon burial reservoir fluid composition evolved to higher GORs and became undersaturated as a function of increasing pore pressure up to the present day situation. Our results indicate that gas compositions must be taken into account when calculating the volumetric effect of gas generation on overpressure.     

鄂尔多斯盆地延长组长8油层组石油成藏机理及成藏模式

鄂尔多斯盆地延长组长8油层组在不同地区其勘探成果和油藏规模存在明显的差异,为了分析其原因,对长8油层组油藏的油源、成藏期古物性特征、毛细管力、浮力和过剩压力等进行了研究,得出了过剩压力远大于毛细管力、源储压差能够克服相应储层的毛细管力从而运移成藏的认识。在此基础上,根据姬塬、陇东和陕北三个地区烃源岩和储层发育特征、物性及运移通道的特征,构建了三种不同的成藏模式。具体表现为,姬塬地区的双向排烃、复合成藏模式:即长7段优质烃源岩异常发育,生烃增压作用强烈,使得生成的烃类流体在过剩压力的驱动下向上覆的长6-长4+5地层和下伏的长8地层中双向排烃,在多层系富集成藏;陇东地区的上生下储、下部成藏模式:长7烃源岩发育,存在较高过剩压力,下伏的长8油层组储层物性明显的要优于上覆的长6油层组储层物性,利于烃类大规模向下运移,在长8聚集成藏;陕北地区的侧向运移、上部成藏模式:长7段烃源岩在该区不发育,且上覆长6储层物性远优于下伏长8储层物性,烃类优先在长6成藏,长8油藏规模有限。这三种成藏模式代表了以长7为主要烃源岩的油藏的主要成藏机理,三者在油气分布规律上存在明显的差异。     

储层超压流体系统的成因机制述评

储层超压流体系统的基本要素包括压力封闭层、超压流体、岩石骨架和输导通道；由于储层超压系统所处环境的差异，其超压强度可以大于、等于和小于环境的超压强度；超压传递、不均衡压实、裂解气的生成和浮力作用是储层超压形成的重要机制；大多数储层超压是油气聚集的结果；超压释放是超压流体系统内部油气成藏的必要条件，研究储层超压流体系统将更直接地揭示超压盆地中油气运移和聚集的过程。     

油气优势运移通道的类型及其物理模拟实验研究

地质分析和物理模拟实验证实地质条件下油气总是沿着浮力最大和阻力最小的的方向和通道运移,形成油气优势运移通道有5种基本模式:级差优势、分隔优势、流向优势、流压优势和断面优势。物理模拟实验结果表明油气运移实际通道只占输导层的1%~10%,但却运输了油气的绝大部分;输导层物性的差异、盖层沉降中心的偏移、流体动力、断层倾角及断层面几何形态控制了油气运移的优势通道;实际地质条件下油气运移所形成的优势通道是上述5种模式综合作用的结果。由于优势通道是大部分油气运移的实际路径,其研究对追踪油气来源、预测有利圈闭有着十分重要的作用。     

鄂尔多斯盆地中生界低渗透岩性油藏形成规律综述

鄂尔多斯盆地中生代为典型的大型内陆坳陷湖盆,含油层系主要为三叠系延长组和侏罗系延安组。长7优质烃源岩为中生界油藏的主要源岩,异常高压为中生界低渗透储层油气大规模运移的主要动力,孔隙性砂体和裂缝系统是中生界石油运移的主要通道,多种输导体系和异常压力的有效组合控制了油藏的展布特征。利用储层成岩流体包裹体、自生伊利石测年和沥青期次等多种方法对成藏期次进行了分析,认为中生界油藏的形成为连续充注一期成藏的特点,成藏期可分为早、中、晚三个阶段,分别对应于早白垩世早期、中期和晚期,主成藏期为早白垩世中期的中期成藏阶段。总结出鄂尔多斯盆地延长组低渗透岩性油藏的形成规律,在长7优质烃源岩欠压实作用和生烃增压共同产生异常高压生的作用下,原油通过互相叠置的相对高渗砂体向上、向下运移,在长4+5、长6、长8形成大规模岩性油藏,并通过微裂缝和前侏罗纪古河输导体系,在长2及侏罗系形成了构造-岩性油藏。     

鄂尔多斯盆地吴定地区延长组下部油气 成藏模式与主控因素

[摘 要] 在综合沉积相、油源对比、地层压力结构、包裹体均一温度等方面的基础上,对鄂尔多斯盆 地吴起-定边地区延长组下部油气成藏模式与主控因素进行了研究,认为研究区发育长7 和长9 两套烃 源岩,油源对比显示吴定地区长8、长9 油气主要来源于长7 烃源岩,长9 烃源岩次之;延长组长7 生烃 增压是石油向下运移的主要动力,平面上长7 及长8 过剩压力差低值背景下的高值区是油气聚集的主 要场所;延长组下部以三角洲前缘水下分流河道和河口坝为主,能够形成孔渗条件较好的储集空间;且 长8、长9 油藏具有“幕式充注、连续成藏冶的特征,两者同属于源下成藏组合;综合分析认为上三叠统油 藏分布主要受“近源、低压、优相冶三大因素的控制。     

论成藏动力系统中的流体动力学机制

介绍了成藏动力系统中流体的 3个来源 ,即沉积流体、自源流体和深源流体 ;推动流体运动的五种动力 ,即盆地深部的热动力、自源动力、重力流、浮力和毛细管力叠加产生的作用力、构造动力。分析了在成藏动力系统中这几种动力的作用机制。指出深部热动力控制了成藏动力系统的温压场和成藏作用的时空展布 ,沉积盆地中自源动力控制烃源岩生排烃过程 ,而油气在自源动力的压实流、重力流、浮力以及毛细管阻力叠加形成的流体势控制下进行二次运移、聚集和成藏。构造动力既是圈闭形成分布和油气运移聚集的控制因素 ,又是导致油气藏破坏、油气再次运移、聚集的重要作用力     

沉积盆地热流体活动及其成藏动力学意义

在分析、总结国内外一些含油气盆地的典型资料的基础上,论述了热流体活动的若干重要表现形式及主要研究方法,强调了热流体活动对有机质热演化和油气生成的强化作用。根据控制热流体活动的主要因素之一---流体活动通道,将沉积盆地内的热流体活动类型划分为岩性型、不整合型、断裂型和复合型四大类。最后,探讨了热流体活动对成藏动力学研究的重要意义,认为其可为有机质演化异常提供新的成因解释途径,扩大油气勘探领域;为油气运移的研究提供线索,优化勘探目标选择;为成岩-孔隙演化的动态研究提供依据,预测深部储层发育层段.     

临兴地区致密砂岩气藏形成机理与成藏模式

本文以鄂尔多斯盆地临兴地区上古生界致密砂岩气成藏机理与成藏模式为研究目标,通过测井资料解释、流体包裹体测定和古流体压力恢复等方法,总结了气藏类型与分布特征,分析了其成藏期次、运移动力和输导体系,阐明了形成机理与成藏模式。研究表明,临兴地区上古生界主要含气层位为太原组、山西组和下石盒子组,气藏分布受生储盖组合、构造部位和储层物性控制。临兴地区上古生界主要有2期成藏,中侏罗世为第1期,天然气以CO2为主、含少量气态烃,储层中流体剩余压力较低,裂缝多未切穿石英颗粒,天然气运移速率较低,汇聚成藏规模小;早白垩世为第2期成藏,天然气以甲烷为主、含少量重烃和液态烃,储层中剩余压力较高,裂缝普遍发育并切穿石英颗粒,与断层结合形成了三维网状输导空间网络,流体运移速率大,运移距离长,汇聚面积大,形成了一系列大型气藏,是临兴地区上古生界最主要的成藏期。靠近紫金山岩体的地层,在晚侏罗世到早白垩世期间遭受高压流体的侵入,形成一个以岩体为中心向外逐渐减弱的成藏作用带。临兴地区致密砂岩天然气成藏模式可总结为:“两期成藏、晚期为主;早期非烃,晚期甲烷;超压为主、浮力次之;孔缝为主、断裂为辅;岩性占优、构造偏少”。     

四川盆地侏罗系流体包裹体与致密油形成演化

四川盆地侏罗系发育具有分型结构的超致密储层,孔隙度多数在5%之下,渗透率小于0.1m D。长期以来,有关侏罗系油藏是裂缝油藏,岩性油藏,还是致密油,一直存在争议;对于如此致密储层,在没有裂缝的情况下,石油能不能进入储层,是如何进去的,运移路径是什么;是储层先致密后进油,还是先进油而后储层致密化;致密油的运聚机理与富集因素是什么,应采取怎样的勘探思路等等,是勘探和研究中需要面临和解决的基础科学问题。本文运用流体包裹体、场发射和环境扫描电镜、纳米CT和成藏物理模拟等方法,从储层微观介质空间含油性、流体包裹体分布及特征、储层演化与生烃演化等研究入手,开展了侏罗系石油运移、聚集机理和富集规律研究,结果表明四川盆地侏罗系油层以致密油为主体,储层致密化过程中及以后发生石油充注,致密储层基质中各种成岩次生微缝、结晶矿物晶间缝隙、各种微-纳米缝隙等基质缝是石油运移和渗滤有效路径,生烃增压和毛细管压力差是致密油运聚的主要动力,致密储层非达西渗流特征明显,具有启动压力梯度。四川盆地侏罗系致密油具有"源储共控、近源富集、网状赋油、甜点高产"的分布规律,指出在勘探中需要遵循致密油的自身属性和地质规律,按照"整体部署、分层评价、优选甜点"的工作思路,实现创新研究、科学评价和效益勘探。     

基于恒速压汞技术研究页岩气储层孔隙结构:以湘西北地区五峰组页岩为例

页岩气储层孔隙结构是页岩气富集成藏、储层评价和优选有利区的关键参数,区分孔隙和喉道是表征页岩气储层孔隙结构的关键。本文选择4块具有不同渗透率的湘西北地区奥陶系五峰组页岩为研究对象,基于恒速压汞实验讨论孔隙和喉道的大小、分布特征及其相互关系以及与渗透率的联系。结果表明:具有不同渗透率的页岩样品表现为较为相近的孔径分布特征但差异较大的喉道分布特征。页岩样品渗透率的大小与孔隙半径没有明显相关关系;喉道大小及其分布特征是控制低渗储层孔隙结构的关键要素之一。渗透率较低页岩样品的喉道以喉道半径小且集中分布为特征,而渗透率较大页岩样品的喉道以喉道半径大呈分散分布但主要以大喉道为特征。喉道特征是研究页岩气储层储集空间和吸附能力的重要部分,在以后对页岩气的勘探开发中应特别注意及重视。     

Fluid migration and fluid seepage in the Connemara Field,Porcupine Basin interpreted from industrial 3D seismic and well data combined with high-resolution site survey data

This study documents the suite of processes associated with source-to-seafloor fluid migration in the Connemara field area on the basis of 3D seismic data, well logs, 2D high-resolution seismic profiles, subbottom profiles, short cores and sidescan sonar data. The combination of datasets yields details about fluid migration pathways in the deep subsurface, in the unlithified shallow subsurface and about the distribution of fluid and gas seeps (pockmarks) at the sea floor. The Connemara field area is characterized by vertical fluid migration pathways (“seismic chimneys” or “gas chimneys”) that extend from the top of the Jurassic sequence, cross-cutting the entire Cretaceous sequence to the Upper Tertiary deposits over a vertical distance of up to 1.5 km. Their localization is mainly structurally controlled to the crest of tilted fault blocks along the main hydrocarbon migration pathways. These chimneys are important conduits for focused vertical fluid/gas flow from the deep to the shallow subsurface. However, gas seeps (pockmarks) at the sea floor are almost randomly distributed, which indicates a change from focused to diffuse fluid/gas migration in shallow, unconsolidated sediment. Where the vertical chimneys reach up to unlithified Eocene to Miocene sands, widespread deformation, interpreted as fluidization, occurs around the main conduit. This deformation affects about 32% of the entire unconsolidated Tertiary section (Late Eocene – Miocene). A Plio-Pleistocene glaciomarine drift with up to five horizons with iceberg ploughmarks seals the Tertiary sands. In the near surface sediments it is observed that gas accumulation occurs preferentially at iceberg ploughmarks. It is inferred that lateral migration at five levels of randomly oriented ploughmarks dispersed gas over larger areas and caused random pockmark distribution at the sea floor, independent from the underlying focused migration pathways. This study demonstrates that fluid flow migration changes from structurally controlled focused flow in the deep consolidated subsurface to diffuse flow, controlled by sediment variability, in the shallow subsurface. This result is relevant to a better understanding of the distribution of seepage-induced features at the seafloor related to focused hydrocarbon migration pathways known from industry data and fluid flow modeling.     

渤中坳陷大型油气系统输导体系及其对油气成藏控制

渤中坳陷东营组沉积期以来快速沉降和强烈断裂活动的地质背景导致其呈现出不同于渤海湾盆地其他地区的油气成藏特征.凹陷周缘凸起带成为油气聚集的主要场所, 输导体系的分布与演化控制了油气运移和成藏.在阐明渤中坳陷大型油气系统烃源岩和油气分布规律的基础上, 综合利用多种资料分析了各类潜在输导通道的发育特征及其空间配置, 识别出断裂主导型、砂体主导型和不整合主导型3类控藏输导体系.凸起边缘继承性的长期断层充当了垂向流体释放和油气运移的主输导通道, 控制了凸起带上新近系储集层中的油气聚集.特别是在构造活跃期, 开启的长期断层成为油气快速垂向运移的首选通道.古近系沙河街组和东营组的连通性砂体与活跃烃源岩直接接触, 不仅是早期油气运移和聚集的主要场所, 也是晚期油气运移和聚集的始发站.因此, 它们不仅控制了古近系圈闭的油气聚集, 同时在很大程度上直接控制了凸起带新近系圈闭的油气供给.不整合T₈是中生代末区域构造变革的产物, 其渗透性因风化作用而得以提高, 充当了深部侧向油气运移的输导通道, 控制了潜山储集层中的油气成藏.3类输导体系对油气成藏的时间、部位、速率和规模等都具有不同程度的影响, 但断裂主导型输导体系的控制作用最为显著.      

沉积盆地热流体活动及其成藏动力学意义

在分析、总结国内外一些含油气盆地的典型资料的基础上，论述了热流体活动的若干重要表现形式及主要研究方法，强调了热流体活动对有机质热演化和油气生成的强化作用。根据控制热流体活动的主要因素之一--流体活动通道，将沉积盆地内的热流体活动类型划分为岩性型、不整合型、断裂型和复合型四大类。最后，探讨了热流体活动对成藏动力学研究的重要意义，认为其可为有机质演化异常提供新的成因解释途径，扩大油气勘探领域；为油气运移的研究提供线索，优化勘探目标选择；为成岩-孔隙演化的动态研究提供依据，预测深部储层发育层段。     

准噶尔盆地玛湖凹陷三叠系源上砂砾岩扇—断—压三控大面积成藏模式

准噶尔盆地玛湖富烃凹陷下三叠统百口泉组新近发现了我国首个源上大面积连续型砂砾岩油藏群,是对全球"连续型"油气藏研究的新补充,但其成藏机理和模式并不很清楚。为加强对其的理论认识,并为下步勘探提供参考,基于油气生、储、盖、圈、运、保等基础石油地质条件,并结合油气藏特征,进行了成藏条件与成藏模式的综合研究。结果表明,优质充足的下二叠统风城组碱湖油气来源、规模有效的扇三角洲前缘砂砾岩储层、多重组合的扇三角洲平原致密砾岩、泥岩和断裂封盖保存、沟通良好的高角度断裂输导体系、平缓连续的构造背景奠定了大面积连续成藏的地质基础。在此背景下,高成熟的风城组所生成油气,在切穿烃源灶和储层的高角度压扭性断裂沟通下,优先充注物性相对好的扇三角洲前缘水下河道砂岩和砂质细砾岩,并且在地层异常高压促进下,控制着油气富集程度,使得油气成藏表现为大型缓坡浅水扇三角洲沉积控制下的源上扇-断-压三控大面积"连续型"。百口泉组油气藏具有的油质轻且含气、微裂缝广泛发育,以及异常高压等,决定了砾岩储层虽总体低孔低渗,但依旧能够高产。在油源断裂沟通的斜坡区上倾方向,叠合地层异常高压以及扇三角洲前缘水下河道砂砾岩的区域是下步有利勘探方向。     

冀中廊固凹陷油气输导体系类型与成藏模式

针对目前廊固凹陷油气成藏机制不够清晰,油气运移和输导体系仍不明确等问题,首先从反映油气运移和输导体系通道的参数筛选入手,重点分析含蜡量和油田水矿化度随埋深的变化规律,进而根据其垂向的分布组合样式,总结出A型(常规层析型)、B型(快速通道型)和C型(孔隙—裂缝型)3种油气藏输导体系类型,并按构造区带分析了不同输导体系约束的油气藏的空间展布特征。然后研究输导体系对油气藏的深度、规模、类型和相态的控制作用。最后根据输导体系类型划分方案建立了4种成藏模式,为油气勘探方向和勘探目标的预测提供重要依据。     

油气运移研究新进展

综述了油气运移研究的新进展，其主要表现在以下几个方面:1)初次运移研究;2)运移量和运移时间;3)流体三势分析;4)油气形成运移的数学模拟;5)流体封存箱和油气运移
聚集;6)成岩作用体来与油气运移关系的研究。     

Characteristics of Abnormal Pressure Systems and Their Responses of Fluid in Huatugou Oil Field,Qaidam Basin

Abstract: Based on the comprehensive study of core samples, well testing data, and reservoir fluid properties, the construction and the distribution of the abnormal pressure systems of the Huatugou oil field in Qaidam Basin are discussed. The correlation between the pressure systems and hydrocarbon accumulation is addressed by analyzing the corresponding fluid characteristics. The results show that the Huatugou oil field as a whole has low formation pressure and low fluid energy; therefore, the hydrocarbons are hard to migrate, which facilitates the forming of primary reservoirs. The study reservoirs, located at the Xiayoushashan Formation (N21) and the Shangganchaigou Formation (N1) are relatively shallow and have medium porosity and low permeability. They are abnormal low-pressure reservoirs with an average formation pressure coefficient of 0.61 and 0.72 respectively. According to the pressure coefficient and geothermal anomaly, the N1 and N21 Formations belong to two independent temperature-pressure systems, and the former has slightly higher energy. The low-pressure compartments consist of a distal bar as the main body, prodelta mud as the top boundary, and shore and shallow lake mud or algal mound as the bottom boundary. They are vertically overlapped and horizontally paralleled. The formation water is abundant in the Cl– ion and can be categorized as CaCl2 type with high salinity, which indicates that the abnormal low-pressure compartments are in good sealing condition and beneficial for oil and gas accumulation and preservation.     

地震泵抽吸作用与油气运聚成藏物理模拟

地震泵抽吸作用是在断裂活动开启过程中,引发流体进入断裂带,并发生垂向运移的作用方式。在裂隙递进扩张形成优势裂隙并进一步发展成大的断裂面的演化过程中,地震泵抽吸作用发生,围岩中的流体在相对负压抽吸作用下进到断裂带中,之后主要在构造应力和异常高孔隙流体压力的共同作用下向上运移,并向着邻近断裂的封闭程度差、体积大、物性好的储层中充注运移,运移效率远远高于达西流和扩散流。断裂周期性破裂活动的特征决定了油气沿断裂的垂向泵吸运移呈周期性、间歇性和脉动的特点,同时也决定了油气易于在断裂错开的最新层位聚集成藏。通过克拉2气田天然气运聚成藏过程物理模拟实验结果表明,紧邻圈闭的盐下断裂为有效的天然气运移通道,穿盐断裂为无效的天然气运移通道,天然气在地震泵抽吸作用下沿断裂运移速度快、效率高,在断裂活动的短时间内可以大规模运聚成藏。