油源断裂输导油气至多套盖层运移区预测方法及其应用

含油气盆地下生上储式生储盖油气分布明显受到油源断裂输导油气至多套盖层运移区分布的控制,基于油源断裂输导油气至多套盖层运移模式研究的基础上,通过油源断裂、多套盖层封闭区和不封闭区分布的确定,将其叠合建立了一套用于预测油源断裂输导油气至多套盖层运移区的方法,并选取渤海湾盆地南堡凹陷中浅层作为实例利用上述方法对其油源断裂输导天然气至东三段、东二段泥岩和馆三段火山岩3套盖层运移区的进行了预测,结果表明:南堡凹陷油源断裂输导天然气至东三段、东二段泥岩盖层和馆三段火山岩盖层运移区分布特征不同,输导天然气至东三段泥岩盖层运移区主要分布在凹陷的中部和东部局部地区,分布面积相对较大.油源断裂输导天然气至东二段泥岩盖层运移区主要分布在凹陷北部的东部和西部及南部的局部地区,分布面积也相对较大.油源断裂输导天然气至馆三段火山岩盖层运移区主要分布在凹陷西南局部地区,分布面积相对较小.油源断裂输导天然气穿过三套盖层运移区主要分布在凹陷东南地区和北部及西部边部地区,分布面积相对较大.与目前南堡凹陷中浅层已发现天然气分布有着很好的吻合关系,证实利用该方法用于预测油源断裂输导油气至多套盖层运移区是可行的.     

石油二次运移路径的模式分析

利用填装玻璃微珠的玻璃管(湿填法)强亲水模型, 系统观察了不同原始油柱高度和不同注入速率的染色煤油在饱含水孔隙介质中的运移过程, 讨论了石油二次运移路径的模式及其条件. 针对前人在利用毛管数和Bond数讨论运移相图中存在的问题, 提出一种计算浮力条件下管状模型内部达西流速的新方法, 从而可以将不同驱动力条件下形成的运移模式统一到同一张相图上进行讨论. 新绘制的运移相图合理地区分出活塞式、指进式和优势式3个运移模式区域.     

在松辽盆地发现“油气超压运移包络面”的意义及油气运移和成藏机理探讨

松辽盆地扶杨油层是在河流-浅水三角洲环境下形成的低渗透-致密型砂岩储层,以岩性油藏和致密型油藏为主,青山口组一段深湖相泥岩既是其烃源岩又是良好的区域盖层,为典型的大面积分布的＂上生下储＂型油藏.基于大量探井和已开发油田资料研究,发现青一段烃源岩下伏的扶杨油层存在一个宏观包络面,包络面内有效储层普遍含油,包络面以下主要为水层.包络面到烃源岩底部的距离一般在100～350m,最大达到550m.通过研究烃源岩层上下地层中砂体的空间展布关系和储层物性等因素,揭示出：1）包络面为油气超压运移所波及的空间范围;2）泄压层的空间分布控制了油气超压运移的方向及距离;3）包络面内以形成致密型和透镜体油气藏为主,包络面外的泄压层中油气经历浮力运移形成常规油气藏.＂油气超压运移包络面＂的发现以及＂油气超压运移＂和＂浮力运移＂概念的提出,完整构建了油气运移、成藏过程以及形成的油气藏三者之间的成因联系.研究结果改变了松辽盆地以往扶杨油层的油气沿断裂向下运移和沿断裂带分布的认识,解释了原油长距离（数百米）向下运移的现象,拓展了扶杨油层的勘探空间,为负向构造带油气勘探实践提供了理性指导.     

白云凹陷东部A井区油气输导体系及其控藏作用

南海北部深水区白云凹陷油气资源丰富,勘探潜力巨大,白云凹陷东部目前已获得多个商业性油气发现,但是该地区油气分布较复杂,油气聚集规律仍有待深入分析.本文基于三维地震、钻井、测井和岩心分析资料,对白云凹陷东部A井区油气输导体系及其控藏作用进行了综合研究.研究表明:研究区发育断裂、不整合面和砂岩输导层三类输导体.断开层位多,长期活动的Ⅰ类断裂为油源断裂,垂向上深部主要起输导油气作用,而浅部垂向和侧向封闭性较好,主要起封堵油气的作用;断开层位少,活动时期短的Ⅱ类断裂主要起封堵油气的作用.砂岩输导层主要为ZJ2段和ZJ3段砂体,输导能力强;而珠海组砂体的区域输导能力较差.T70不整合面主要为削超不整合和平行不整合.靠近洼陷的平行不整合面上、下分别为渗透性的砂岩和灰岩岩层,为油气输导层,东部隆起区的削超不整合则有利于油气聚集.分析得出:沟通白云主洼烃源岩的3号断层系发育的断面脊、ZJ2段和ZJ3段砂岩构造脊以及自西向东发育的不整合构造脊控制了油气优势运移方向,为区域油气运移的优势通道.三种输导体组合形成的复合输导体系类型决定了研究区的油气运移聚集规律:断裂与砂体组成的断-砂复合输导体系表现为断-砂耦合输导、油气近源成藏模式,油气成藏的主要层位为ZJ2段;而断裂与砂体和不整合面复合-网状输导体系则表现为断-砂-不整合-构造脊复合输导、油气远源多层系成藏模式,油气纵向上具有多层系成藏的特征.     

煤成油排驱机理与初次运移

从吐哈盆地煤成油典型实例出发 ,分析了煤的物性特征及烃类与煤中各级孔隙相互作用机理 .指出烃分子与煤孔隙表面质点相互作用是煤成油排驱的主要制约因素 .煤孔隙分布特征及生烃潜力是制约煤成油排驱的内在因素 ,构造挤压剪切应力是煤成油排驱的外在动力 ;煤成油排驱具有较泥质岩更大的地质色层效应 ,其最有利排驱时期应是Ro 为 0 .9%以前 ;相互连通的孔隙网络及裂隙与输导层如断层相连 ,构成了烃类网络中心的烃类排驱运移出母体的主要通道     

天然地震促进孔隙流体迁移机制的探讨及两类模型分析

随着当今油气勘探工作的深入,油气运移机制的研究愈发重要.近来国内外关于天然地震引起油气井产量变化,油气开采诱发地震的研究报道很多.一系列的观测事实表明强震具有巨大的地下流体运移力,天然地震对油气运移成藏有着显著的影响,很可能是多震油气藏区域油气运移的主要机制.本文从岩石骨架与孔隙流体相互耦合作用机理出发,分析较适合的固液耦合模型(包括宏观和微观模型),探讨和综述天然地震与油气二次运移成藏之间的深层次联系,提出了微宏观模型融合分析的观点,以期从震控油气二次运移的物理学机制角度为复杂多地震区域下的油气藏的勘探、开发提供理论依据和信息参考.     

盆地模拟水动力油气二次运移隐式多重网格法

本文提出一种高效率求解油气二次运移的方法,以水动力为油气运移模型,采用多重网格加速方法．典型油气二次运移的计算表明：该多重网格加速方法极大地提高了求解油气二次运移的偏微分方程速度,其计算工作量为O（N）（N为网格节点数）,解的收敛速度与网格尺度无关,当网格密度增加时,仍能保证偏微分方程解的稳定性．本文在数值模拟之后,对东营凹陷的实际资料进行了处理,其计算结果表明本文提出的多重网格方法对油气运移的计算有良好的实用意义．     

下生上储式油气富集程度的定量研究方法及其应用——以廊固凹陷大柳泉构造带沙三中亚段为例

为了研究大柳泉构造带沙三中亚段下生上储式油气成藏规律,在源、储、输导、圈闭等成藏要素的发育及分布特征研究的基础上,对其成藏贡献进行了研究.研究表明:油气运移条件与油气保存条件是控制大柳泉构造带油气富集程度的两个最主要的影响因素.油气运移条件包括垂向运移条件,侧向分流条件和侧向运移条件,油气保存条件包括盖层垂向封闭性和控圈断层侧向封闭性.根据钻井资料提出一种新的油气运移、保存条件评价方法,即油气运移指数与油气保存指数.通过分析对比已钻井油气运移、保存指数与油气富集各影响因素的定量关系,建立出预测未钻井圈闭油气富集程度的评价公式.运用该方法对大柳泉构造带沙三中亚段各圈闭油气富集程度进行预测,其结果与当前钻探成果有很高的符合率.     

二维砂箱模型中DNAPL运移过程的电阻率成像法研究

本研究通过设有黏性土透镜体的二维砂槽中开展重非水相液体(DNAPL)入渗运移试验,采用电阻率成像法(ERT)探讨DNAPL在非均质多孔介质中的运移分布规律.试验过程中利用电阻率成像系统进行动态监测,采集电压电流数据后得到相应的电阻值并将其转换为视电阻率值,运用Surfer软件处理数据进而获取DNAPL运移过程的相对电阻率变化分布图像.结果表明,相对电阻率值随着污染物浓度的增加而不断增大,不同时刻相对电阻率变化分布图像与DNAPL的运移过程相对应,可以清晰圈定出DNAPL的运移路径及分布范围;DNAPL在入渗过程中受到重力作用与毛细力的控制,以垂向运移为主,在遇到黏土透镜体时出现明显横向运移,绕过透镜体继续向下入渗最后聚积在砂槽底部.本研究为进一步丰富对DNAPL污染物在实际环境条件下运移机理和分布特征的认识,制定可行的DNAPL污染物治理方案等方面具有重要的科学价值.     

断陷盆地潜山构造带油气复式成藏特征及油气藏系列——以辽河西部凹陷兴隆台构造带为例

潜山构造带是中国东部断陷盆地中一种油气非常富集的构造单元.辽河西部凹陷兴隆台构造带是一个典型的潜山带.兴隆台潜山构造是断块作用下的潜山.受台安-大洼断裂周期活动的影响,兴隆台构造带断裂发育,多期断层纵横交织,成为油气运移的重要通道,油气通过断层呈阶梯式运移,在潜山内部和上覆的第三系不同层段中形成一系列不同类型油气藏,构成复式油气聚集带.兴隆台复式油气聚集带具有多油源供给、多期次充注、不同油源混合等特征.油气运聚具有"多源(多方向)多时期供烃、多渠道输导多层系聚集、多成因圈闭多期次成藏"的复式运聚特点;构成"潜山内幕裂缝型油气藏和潜山浅表层不整合遮挡油气藏"与"披覆断块型和砂岩上倾尖灭型油气藏"的油气藏分布系列.     

侵入渗流模型算法设计及在油气成藏机理研究中的应用

油气藏形成影响因素多、经历时间长,难以通过直观的手段再现油气运聚过程.侵入渗流数值模型可用于研究地下多孔介质中流体运移特征与规律.在国内外研究的基础上,探索二维、三维模型降维设计思路,把复杂多维模型转化为一维数组,简化计算流程,方便程序设计.采用二叉树排序方法设计了数据结构和计算模块,可以加速搜索进程,减少运移模拟时间.通过加载分形分析软件对模拟结果进行定量标定.应用键式侵入渗流模型讨论了非常规油气成藏过程.低地层倾角产生低浮力效果,低渗透储层造成运移阻力增大,结合大面积供烃过程,形成了形态复杂、分形值高、运移效率低的油气运移路径.常规油藏中储层非均质性与运移动力共同影响,控制储层内部油气分布规律和运移路径形态.算法改进后软件结构清晰,功能完备,同时便于修改和增减模块.键式侵入渗流数值模型可以用于研究成藏机理、分析油气分布规律,具有直观、灵活、科学的特点.     

陆相断陷盆地油气网络成藏研究与应用

通过对陆相断陷盆地的形成演化特征的整体剖析和对油气成藏主控因素控油气作用的系统研究,提出了油气网络成藏的新概念.油气网络(路)系指油气自源岩中生成后,在各种动力作用下,顺输导体系向周边运移后的路径在时空中构成的三维立体系统.研究表明,油气网络由四大要素构成,它们分别是形成油气网络的物质来源——烃源灶、聚集油气的网端——圈闭、联接网源与网端的网路——输导体系、促使网路中油气运移的网势——运移动力.与其它形式的网络系统相比,油气网络有3个基本特征:一是油气网络中的物质流动和信息流动在地史过程中不可逆;二是油气网络中物质和信息的流动是以物质损耗和信息损耗为代价;三是存在多种不同类型的运烃运力.各要素在地史过程中同一时期内活跃并联合作用形成油气藏概称为网络成藏作用.网络成藏作用具有3种基本模式,即网源内成藏、网路上成藏、网末端成藏.油气勘探实践中应用网络成藏模式的关键是首先确定主成藏期及主成藏期四大要素的控油气作用范围;然后通过各网络要素叠合作用预测最有利成藏区带;最后通过要素关联机制评价圈闭含油气性并确定钻探目标.论文以渤海湾盆地东营凹陷列举了应用实例.     

海湾盆地八面河地区油气运聚与成藏特征分析

采用地质与地球化学原理与方法对渤海湾盆地八面河油气区进行系统测试和分析, 定量估算该油田的油源分配, 提出了相应的运移通道和成藏机理. 研究结果表明, 虽然八面河油田附近埋藏较浅的沙四段烃源岩提供的“未熟-低熟油”在八面河地区原油中占一定的比例, 但这些原油的主体应来自相邻的生油洼陷——牛庄和广利洼陷内埋深超过2700 m的沙四段成熟烃源岩. 定量计算表明, 八面河地区未熟-低熟油的含量不超过20％, 其余为正常原油. 来自生烃洼陷的油气的运移受断层、砂体运载层等优势通道共同控制, 八面河油田只是运移优势通道的指向之一. 新提出的原油来源与运聚模式已为近期油气勘探实践所证实.     

锡矿山锑矿床成矿流体的热场与运移的数值模拟

根据湘中盆地的水文地质单元和锡矿山锑矿床的成矿模式, 利用流体运移的热-重力驱动模型, 在湘中盆地以锡矿山为中心, 选取了4条具代表性的剖面进行了数值模拟, 这4个剖面分别是: 锡矿山-大界垴剖面(AO)、锡矿山-大乘山剖面(BO)、锡矿山-龙山剖面(CO)、锡矿山-大丰山剖面(DO). 模拟研究表明:在整个盆地具有相同的大气降水和相同的入渗率条件下, 锡矿山锑矿床的成矿流体大部分来自于BO和CO两个剖面方向, 即锡矿山锑矿床的成矿流体主要来自于大乘山和龙山地区. 研究同时表明: 来自于大乘山和龙山地区的成矿热液向锡矿山地区运移平均速度为0.2~0.4 m/a.     

气烟囱模式识别技术在油气运移通道检测中的应用

气烟囱对油气运移通道和运移模式具有一定的指示作用,而利用原始地震数据或单一地震属性对气烟囱进行解释存在严重的多解性.本文采用基于有监督人工神经网络的多属性模式识别技术对三维地震数据进行气烟囱体检测,并将其应用于渤海辽东湾郯庐断裂带某工区,以摸清油气运移机制和成藏模式,达到预测油气有利分布范围的目的.结果表明,气烟囱体能够更清楚、直观地指示油气沿断裂运移的通道,气烟囱发育部位与浅层气的分布比较一致.研究区内深大走滑断裂是沟通深层烃源岩的主要通道,是油气平面分布的主要控制因素.断裂后期活动形成的次级雁列断层对油气具有调节作用,使得部分油气在浅层新近系储层中聚集成藏,断裂活动性大小的不同决定了油气再次调节作用的大小,从而控制油气富集层位的差异性.气烟囱检测结果与该区钻井揭示的油气富集规律基本一致,从而证明了该方法的有效性和实用性.     

地应力测量及其对油气运移和断层封堵性影响的发展现状与趋势

地应力是地下地质结构发生改变的主要影响因素,是断层活动的主要驱动力.它的大小、方向、作用效果等直接决定了断层是否具有封闭性,能否对其周围的油气进行封堵,从 而确定油气开发的有利区带.为了更清楚地认识地应力以及其对油气运移的作用,本文首先对地应力的测量方法进行分类和总结,阐述不同测量方法的工作原理、使用条件以及各自的优缺点;其次通过压实成岩程度、充填胶结作用和泥岩涂抹影响对断层封堵性进行了定性的分析和阐述;从测井资料计算法、地层模型计算法、断面虚拟井法、泥岩涂抹势CSP法与页岩涂抹因子SSF法、SGR法与ESGR法等方法的角度出发对断层封堵性进行了定量分析阐述;然后分析了地应力测量、断层封堵性对油气运移影响的发展现状与趋势;最后结合当今世界发展局势对地应力和油气工程的发展前景进行展望,说明地应力对工程实施,油气开采以及安全生产保障的重要意义.     

地壳中岩浆沿已有断层运移的数值模拟——在长白山天池火山的应用

本文利用有限元及有限差分的方法,对壳内岩浆房或岩浆囊中的岩浆在构造应力及由于围岩与岩浆的密度差产生的浮力作用下,沿已有断层向上运移的动力学过程进行了数值模拟.在岩浆囊顶部与上覆岩层接触处,沿着已有微小破裂,岩浆在一定超压力条件下使已有断层张开并继续向上延伸,从而形成岩浆向上运移的通道.研究了岩浆黏度、密度差、模型深度对最小超压力（岩浆运移到地表所需的最小岩浆房超压力）的影响.在10 km深度的地壳中,若岩浆黏度为0.1~10³ Pa·s,当超压力达到17~20 MPa时,岩浆压力可以驱动岩浆运移到地表层;同时,岩浆动力黏度越大,使岩脉运移到地表需要的超压力就越大.当密度差为300~700 kg·m^-3,其变化对超压力的影响比较小.本文亦对比了三维应力条件和二维平面应变条件下不同结果,比较了不同条件下岩浆运移造成的地表垂直位移变化.结合长白山天池火山地区的区域地质环境,对长白山天池火山岩浆运移条件进行了参数试验性计算分析,估算了在给定长白山天池火山模型条件下地下可能存在的岩浆囊的大小,其结果对认识长白山天池火山地区岩浆活动及相关的预测和监控有参考意义.     

准噶尔盆地南缘芦草沟组烃源岩产状、热演化历史与烃的初次运移过程

芦草沟组油页岩在准噶尔盆地南缘地表广泛出露.对该油页岩进行了取样并对其进行了显微结构、矿物学及地球化学的详细研究,主要包括薄片岩石学、U-V荧光岩石学、X射线衍射、镜质体反射率、沥青反射率、流体包裹体和激光拉曼光谱分析.研究认为岩石基质中的有机质呈分散状态,而岩石纹层界面(后来演化为缝合线)和微裂隙中的有机质呈现定向性的流动状态.结合对有机质成熟度的追踪研究发现,测得的镜质体反射率(Ro)在分散的干酪根中最低(0.64%),而在缝合线中较高,其中定向排列的镜质体为0.72%,运移沥青为2.38%;拉曼光谱分析证实,含烃流体包裹体的均一温度也有明显的阶段性,由岩石纹层界面的178.5℃增长到垂直微裂隙中的222℃.这些现象综合反映了从源岩热成熟的晚期到初次运移早期伴随着流体散失的热演化过程.显然,烃源岩中有机质产状是烃类初次运移的痕迹,岩石纹层界面和微裂隙是含烃流体运移的主要输导通道.从早期的烃汇聚到缝合线的阶段,到沿纹层界面水平运移阶段,再到后期的沿微裂隙垂向运移阶段,有机质的成熟度逐渐提高.     

重论"上生下储"与"侧向运移"

油气运移是油气藏形成与分布研究的基础．随着生油层理论的建立和发展,油气“上生下储”与“侧向运移”已经成为解释生油层与储集层关系的金科玉律．随着世界范围内油气勘探实践的积累和油气形成与分布研究,特别是对基岩油气藏勘探研究的不断深入,上述运移途径需要重新加以认识。     

断裂-砂体耦合侧向分流油气研究进展

断裂本身不能作为好的油气圈闭,沿断裂带垂向运移的烃类流体必须要向两盘砂体侧向分流,进入合适的储集空间才能够最终聚集成藏.但目前对于断裂-砂体耦合的复式输导体系研究相对较少,无法合理解释油田勘探中断裂两盘或断裂同一盘不同砂层之间油气富集程度差异较大的原因,成为制约目前断陷盆地油气精细勘探的"瓶颈".本文在断裂-砂体平面、剖面配置类型系统分析的基础上,阐述了断裂-砂体耦合运移油气的机理,并系统总结了7方面影响油气侧向分流的因素:盖层、断裂及砂体优势运移通道、断裂带诱导裂缝的发育程度、断裂-砂体接触面积、断裂和砂体间渗透率差异、砂体层间非均质性和砂体是否存在泄水通道.最后指出了目前断裂-砂体耦合侧向分流油气研究中存在的3方面主要问题和发展趋势.