南堡1号构造馆三段断盖配置油气渗漏部位及其控藏作用

为了研究南堡凹陷南堡1号馆三段火山岩盖层上下油气分布规律,在馆三段火山岩盖层及其内油气渗漏断裂发育及分布特征研究的基础上,通过对馆三段火山岩盖层断接厚度与其封油气所需最小断接厚度相对大小的比较和对油气渗漏断裂凸面脊的确定,预测了南堡1号构造馆三段断盖配置油气渗漏部位;并结合油气分布,对断盖配置油气渗漏部位对油气成藏与分布的控制作用进行了研究。结果表明,南堡1号构造馆三段断盖配置发育10处油气渗漏部位,其中：F₂及分支断裂油气渗漏部位最发育,有3处油气渗漏部位;其次是F₁、F₆断裂,有2处油气渗漏部位;F₃、F₄、F₅和F₇断裂仅各发育1处油气渗漏部位。这些油气渗漏部位及附近有利于下伏东一段油气在上覆馆三段之上聚集成藏,应是造成南堡1-1断鼻、南堡1-3断块和南堡1-5断鼻北部油区油气既可以分布在下伏东一段又可分布在馆三段之上,而南堡1-5断鼻南部油气仅分布在下伏东一段的根本原因。     

断盖配置封闭性演化阶段恢复方法及其应用

为了研究含油气盆地断盖配置上下油气分布规律,在断盖配置封闭性演化阶段划分的基础上,通过明确断盖配置断接厚度与时间之间的关系和断裂破坏盖层封闭性所需要的最大断接厚度,确定断裂破坏盖层封闭性开始时期;通过断层岩排替压力随时间的变化关系和储层岩排替压力随时间的变化关系,确定断层岩封闭开始时期,据此建立了一套断盖配置封闭性演化阶段恢复方法,并将其应用于海拉尔盆地贝尔凹陷呼和诺仁构造F5断裂与下白垩统大磨拐河组一段下亚段（大一下段）盖层配置在测点4、6、9、10、11、12、14这7处封闭性演化阶段恢复中。结果表明,F5断裂与大一下段盖层配置在以上7处测点处不发育盖层封闭阶段,从大一下亚段沉积末期至上白垩统青元岗组沉积早期为不封闭阶段,从青元岗组沉积早期至现今为断层岩封闭阶段。因其在油气成藏期为不封闭阶段,且断层岩封闭开始时期晚于油气成藏期（下白垩统伊敏组沉积末期）,不利于油气在其下下白垩统南屯组二段（南二段）聚集和保存,与目前F5断裂附近南二段油气分布相吻合,表明该方法用于恢复断盖配置封闭性演化阶段是可行的。     

断盖配置封闭性演化阶段恢复方法及其应用

为了研究含油气盆地断盖配置上下油气分布规律,在断盖配置封闭性演化阶段划分的基础上,通过明确断盖配置断接厚度与时间之间的关系和断裂破坏盖层封闭性所需要的最大断接厚度,确定断裂破坏盖层封闭性开始时期;通过断层岩排替压力随时间的变化关系和储层岩排替压力随时间的变化关系,确定断层岩封闭开始时期,据此建立了一套断盖配置封闭性演化阶段恢复方法,并将其应用于海拉尔盆地贝尔凹陷呼和诺仁构造F5断裂与下白垩统大磨拐河组一段下亚段（大一下段）盖层配置在测点4、6、9、10、11、12、14这7处封闭性演化阶段恢复中。结果表明,F5断裂与大一下段盖层配置在以上7处测点处不发育盖层封闭阶段,从大一下亚段沉积末期至上白垩统青元岗组沉积早期为不封闭阶段,从青元岗组沉积早期至现今为断层岩封闭阶段。因其在油气成藏期为不封闭阶段,且断层岩封闭开始时期晚于油气成藏期（下白垩统伊敏组沉积末期）,不利于油气在其下下白垩统南屯组二段（南二段）聚集和保存,与目前F5断裂附近南二段油气分布相吻合,表明该方法用于恢复断盖配置封闭性演化阶段是可行的。     

断盖配置渗漏油气时期确定方法及其应用

为了客观把握含油气系统中断裂处的油气纵向分布规律,在断盖配置渗漏油气机制及其渗漏油气时期构成研究的基础上,通过厘定断裂开始破坏泥岩盖层封闭时刻、断层岩开始封闭时刻和断裂活动停止时刻,确定断盖配置渗漏时期,并结合源岩排烃史,建立了一套确定断盖配置渗漏油气时期的方法,并将其应用于渤海湾盆地南堡凹陷南堡5号油田,研究F3断裂对东二段泥岩盖层的破坏历史,确定油气渗漏时期。研究结果表明,南堡5号油田F3断裂对东二段泥岩盖层的破坏作用是有限的,仅在P2和P8处使得断盖配置失效,发生油气渗漏。而且通过研究确定P2和P8处油气渗漏时期分别为距今约16~7.4 Ma和13.6~4.8 Ma。比较而言,P8处与P2处断盖配置渗漏油气时期相差不大,但P8处比P2处裂缝渗漏时期明显要短,导致P8处F3断裂对东二段泥岩盖层的破坏作用要相对弱一点,这与目前东二段泥岩盖层之下P8处发现油气、P2处未发现油气的勘探现状相吻合,表明该方法用于确定断盖配置油气渗漏时期是可行的。     

断盖配置渗漏油气时期确定方法及其应用

为了客观把握含油气系统中断裂处的油气纵向分布规律,在断盖配置渗漏油气机制及其渗漏油气时期构成研究的基础上,通过厘定断裂开始破坏泥岩盖层封闭时刻、断层岩开始封闭时刻和断裂活动停止时刻,确定断盖配置渗漏时期,并结合源岩排烃史,建立了一套确定断盖配置渗漏油气时期的方法,并将其应用于渤海湾盆地南堡凹陷南堡5号油田,研究F3断裂对东二段泥岩盖层的破坏历史,确定油气渗漏时期。研究结果表明,南堡5号油田F3断裂对东二段泥岩盖层的破坏作用是有限的,仅在P2和P8处使得断盖配置失效,发生油气渗漏。而且通过研究确定P2和P8处油气渗漏时期分别为距今约16~7.4 Ma和13.6~4.8 Ma。比较而言,P8处与P2处断盖配置渗漏油气时期相差不大,但P8处比P2处裂缝渗漏时期明显要短,导致P8处F3断裂对东二段泥岩盖层的破坏作用要相对弱一点,这与目前东二段泥岩盖层之下P8处发现油气、P2处未发现油气的勘探现状相吻合,表明该方法用于确定断盖配置油气渗漏时期是可行的。     

断盖配置渗漏与封闭转换时期的确定方法及其应用

为研究含油气盆地断裂对油气成藏的控制作用,在断盖配置渗漏与封闭机制及其转换时期研究的基础上,通过确定断裂在泥岩盖层内分段生长上下连接时期和断层古排替压力等于储层古排替压力时期,建立了一套断盖配置渗漏与封闭转换时期的确定方法,并将其应用于渤海湾盆地南堡凹陷南堡5号构造F1断裂与东二段泥岩盖层配置渗漏与封闭转换时期的确定中。结果表明:在测线L1、L3、L4、L5、L6、L7和L9处F1断裂与东二段泥岩盖层配置至今一直处于封闭状态,没有发生渗漏,有利于油气聚集与保存,而在测线L2处F1断裂与东二段泥岩盖层配置在距今约16 Ma由封闭向渗漏转换,距今约7.4 Ma由渗漏向封闭转换;测线L8处F1断裂与东二段泥岩盖层配置在距今约13.6 Ma由封闭向渗漏转换,距今约8.0 Ma由渗漏向封闭转换。目前在测线L8和L2处F1断裂与东二段泥岩盖层配置均处于封闭状态,且渗漏时期相对较长,有利于油气在东二段储层中聚集与保存,与目前南堡5号构造F1断裂附近东二段已发现油气分布相吻合,表明该方法用于确定断盖配置渗漏与封闭转换时期是可行的。     

油气倒灌运移形式分布区预测方法及其应用

为了研究含油气盆地倒灌运移油气分布规律,在油气倒灌运移和常规油气运移对比的基础上,对油气倒灌运移形成所需条件和分布区预测方法进行了研究,结果表明:油气倒灌运移按运移方向可分为油气垂向和侧向倒灌运移形式两种,前者发生所需条件是油源断裂发育在一定压力差的紧邻源储区内,后者发生所需的条件是油源断裂发育在区域性盖层封闭区内。通过一定压力差的紧邻源储区和油源断裂叠合和区域性盖层封闭区和油源断裂分布叠合,分别建立了一套油气垂向和侧向倒灌运移形式分布区的预测方法,并将其分别应用于松辽盆地三肇凹陷青一段源岩生成的油向扶扬油层垂向倒灌运移形式分布区和渤海湾盆地南堡凹陷沿油源断裂运移天然气向东一段储层侧向倒灌运移形式分布区的预测中,其结果表明:三肇凹陷青一段源岩生成的油向下伏扶扬油层垂向倒灌运移形式分布区,除凹陷内和边部局部地区外,整个凹陷分布,南堡凹陷沿油源断裂运移的天然气向东一段源岩侧向倒灌运移形式分布区主要分布在凹陷西南地区。分别与三肇凹陷扶扬油层目前已发现的油藏分布和南堡凹陷东一段目前已发现的气藏分布相吻合,表明该二种方法分别用于预测油气垂向和侧向倒灌运移形式分布区是可行的。     

过盖层断裂的垂向封闭性预测方法及其在冀中坳陷中的应用

为了研究含油气盆地断裂发育区油气纵向分布规律,在不同方向运移油气过盖层断裂的垂向封闭机制研究的基础上,通过比较泥岩盖层断接厚度与其油源断裂或输导断裂在泥岩盖层内分段生长连接所需的最大断接厚度的相对大小,建立了一套不同方向运移油气过盖层断裂垂向封闭性的预测方法,并将其分别应用于渤海湾盆地冀中凹陷留楚地区东二、三段垂向运移油气过东一、二段泥岩盖层断裂垂向封闭性和文安斜坡沙二段侧向运移油气过沙一段底部泥岩盖层断裂垂向封闭性的预测中,结果表明:留楚地区东二、三段垂向运移油气过东一、二段泥岩盖层断裂垂向不封闭区主要分布在北部留楚背斜核部局部地区和西南广大地区,其余地区为过盖层断裂垂向封闭区。文安斜坡沙二段侧向运移油气过沙一段底部泥岩盖层断裂垂向不封闭区主要分布在东部和中部地区,其余地区为过盖层断裂垂向封闭区。与目前留楚地区东一段、馆陶组和文安斜坡区沙一段已发现油气分布相吻合,表明该方法用于预测不同方向运移油气过盖层断裂的垂向封闭性是可行的。     

断裂输导油气运移形式分布区预测方法及其应用

为研究断裂在油气成藏与分布中的作用,在断裂输导油气运移形式划分的基础上,对断裂输导油气运移形式所需条件和分布区预测方法进行了研究,结果表明:断裂输导油气运移形式不同,所需条件也不同,断裂垂向向上输导油气运移形式所需的条件主要是断裂位于成熟源岩区内,断裂垂向向下输导油气运移形式所需条件是断裂位于具有供油气能力的超压成熟源岩区内,断裂侧向连接输导油气运移形式所需条件是断裂位于盖层断接厚度大于和等于其油气侧向运移所需的最小断接厚度区内,断裂侧向变径输导油气运移形式所需条件是断裂位于盖层断接厚度小于其油气侧向运移所需的最小断接厚度区内。通过断裂分布区成熟烃源岩区或具有供油气能力的超压成熟源岩区叠合和油气侧向运移区、油气非侧向运移区及断裂分布区叠合,分别建立了断裂垂向向上、垂向向下和侧向连接、变径输导油气运移形式分布区的预测方法,并将其分别应用于渤海湾盆地冀中坳陷留楚地区东二、三段、松辽盆地三肇凹陷扶杨油层和渤海湾盆地冀中坳陷文安斜坡沙二段断裂输导油气运移不同形式分布区预测中,其预测结果与目前留楚地区东二、三段、三肇凹陷扶杨油层和文安斜坡沙一段和沙二段已发现油气分布相吻合,表明该方法用于断裂输导油气运移形式分布区预测是可行的。     

油气沿不同时期断裂穿过泥岩盖层渗滤散失的地质条件及其识别方法

为了研究含油气盆地断裂发育区油气分布规律,在确定油气沿活动期和静止期断裂穿过泥岩盖层发生渗滤散失机理的基础上,针对油气沿活动期和静止期断裂穿过泥岩盖层渗滤散失的地质条件及识别方法进行了研究。研究结果表明：油气沿活动期断裂穿过泥岩盖层渗滤散失所需的地质条件是活动期断裂在盖层内上下连接分布,作为油气穿过泥岩盖层的输导通道;油气沿静止期断裂穿过泥岩盖层渗滤散失所需的地质条件是下伏储层油气剩余压力大于断层岩排替压力。通过比较泥岩盖层断接厚度与油气沿活动期断裂穿过泥岩盖层渗滤散失所需最小断接厚度的相对大小和下伏储层剩余压力与断层岩排替压力的相对大小,分别建立了油气是否沿活动期断裂和静止期断裂穿过泥岩盖层渗滤散失的识别方法,并将其应用于渤海湾盆地南堡凹陷南堡5号构造天然气能否通过活动期和静止期NP5 2断裂穿过东二段泥岩盖层渗滤散失的识别。结果表明：在断裂活动期,仅在L2和L8测线处天然气可以沿着NP5 2断裂穿过东二段泥岩盖层渗滤散失,其余测线处(L1、L3、L4、L5、L6、L7、L9)则不能;但是在断裂静止期,天然气不能沿NP5 2断裂穿过东二段泥岩盖层渗滤散失,与目前南堡5号构造东二段泥岩盖层之下已发现的天然气分布相吻合,表明这2种方法分别用于识别油气是否通过静止期断裂和活动期断裂穿过泥岩盖层渗滤散失是可行的。     

被断裂破坏泥岩盖层封闭性演化史恢复方法及其应用

前人研究泥岩盖层封闭性时并没有考虑断裂的破坏程度,且对已被断裂破坏泥岩盖层封闭性演化史的研究目前尚未见到文献报道,而这些问题对含油气盆地断裂发育区油气勘探至关重要.在被断裂破坏泥岩盖层封闭机理及其封闭演化特征研究的基础上,通过比较泥岩盖层断接厚度与其封油气所需的最小断接厚度的相对大小,将被断裂破坏泥岩盖层封闭分为未被断裂破坏和已被断裂破坏泥岩盖层封闭2种,并通过泥岩盖层和断层岩古排替压力恢复,确定泥岩盖层封闭能力形成距今时间、断层岩开始压实成岩距今时间和封闭能力形成距今时间,建立了一套被断裂破坏泥岩盖层封闭性演化史的恢复方法,并将其应用于渤海湾盆地南堡5号构造被f₂断裂破坏东二段泥岩盖层封闭性演化史的恢复中.结果表明:在L₁、L₃、L₄、L₅、L₆、L₇和L₉测线处,f₂断裂未破坏东二段泥岩盖层封闭,仍是东二段泥岩盖层封闭,其封闭性演化经历了不封闭和封闭阶段,目前具有较强的封闭能力.在L₂和L₈测线处f₂断裂已破坏了东二段泥岩盖层封闭,为f₂断裂断层岩封闭,其封闭能力演化经历了压实不封闭、成岩不封闭和成岩封闭3个阶段,目前也已具较强封闭能力,均有利于油气在东二段泥岩盖层之下储层中聚集与保存.与目前东二段泥岩盖层之下储层中已发现油气分布相吻合,表明该方法用于恢复被断裂破坏泥岩盖层封闭性演化史是可行的.      

断裂对盖层封气综合能力破坏程度的研究方法及其应用

为了研究断裂在油气成藏与分布中的作用,在分析盖层封气综合能力及其研究方法的基础上,利用天然气在剩余压力作用下通过盖层向外渗滤散失压力梯度的大小,表征盖层封气综合能力的好坏;依据被断裂破坏前后盖层封气综合能力差值与被断裂破坏前盖层封气综合能力的比值,建立了一套断裂对盖层封气综合能力破坏程度的定量研究方法。以渤海湾盆地南堡凹陷南堡5号构造东二段泥岩盖层为例,对NP5-2断裂对东二段泥岩盖层封气综合能力的破坏程度进行了定量研究。结果表明:南堡5号构造NP5-2断裂对东二段泥岩盖层封气综合能力的破坏程度较高,除L6测线处为弱破坏程度和L1、L5、L8测线处为中等破坏程度外,其余5条测线处均可达到较强和强破坏程度;且NP5-2断裂对东二段泥岩盖层封气综合能力的破坏程度西部强于东部,这与东二段泥岩盖层之下储气层中目前已发现的天然气主要分布在断裂东部相吻合。该方法用于定量研究断裂对盖层封气综合能力破坏程度是可行的。     

泥岩盖层内断层垂向封闭能力综合定量评价:以南堡凹陷5号构造东二段泥岩盖层为例

为了更加准确地评价盖层内断层垂向封闭能力,在利用实验验证岩石各向异性对排替压力影响的基础上,结合断层岩与储层岩石的力学分解关系,综合考虑不同类型岩石压实成岩时间对排替压力的影响,对断层垂向封闭的断-储排替压力差法进行改进,并以此来定量评价渤海湾盆地南堡凹陷5号构造F_(np5-3)和F_(np5-5)两条主要断层的垂向封闭能力。研究结果表明:存在一个断-储排替压力差封油气下限值,只有当断层岩排替压力大于储层岩石排替压力且二者差值大于等于封油气下限值时,断层垂向封闭。由此确定反向断层F_(np5-3)的封油气下限值为0.221 MPa,顺向断层F_(np5-5)的封油气下限值为0.311 MPa;受油气富集部位及断裂带内部结构发育特征的影响,反向断层较顺向断层更易形成封闭,此评价结果与油气分布规律吻合关系较好。而利用改进前方法得到的评价结果(断层垂向不封闭)与实际钻井含油气性相矛盾,表明改进后方法在综合定量评价断层垂向封闭能力时的合理性与可行性。     

CO2地质封存盖层密闭性研究现状与进展

CO₂地质封存是应对全球性气候变化、减排温室气体的关键技术之一。大规模CO₂注入地层容易出现泄漏问题,尤其是通过盖层的泄漏,包括毛细管泄漏、盖层水力破裂和沿盖层既有断层的泄漏等。因此,盖层密闭性评价对CO₂地质封存长期安全稳定性的预测至关重要的。通过对密闭机理、影响因素、破坏模式等影响CO₂地质封存盖层密闭性的研究现状进行总结,发现盖层密闭机理包括毛细管封闭、水力封闭和超压封闭,影响盖层密闭性的主要因素有盖层岩性、盖地比特征、盖层厚度、盖层岩石力学性质和封存压力,进而对CO₂注入过程中盖层密闭性的破坏模式进行评价,并对盖层密闭性研究的不足提出了一些见解。     

反向断裂下盘较顺向断裂上盘更易富集油气机理的定量解释

为了研究含油气盆地中断裂对油气成藏与分布的控制作用,在断层侧向封闭机理及影响因素研究的基础上,对反向断裂下盘较顺向断裂上盘更易富集油气的机理进行了定量解释。结果表明,无论是反向断裂还是顺向断裂,均源于断层岩封闭油气,断层岩油气运移方向排替压力是影响其侧向封闭油气能力的主要因素。在断裂埋深、断裂倾角和地层岩性、地层倾角相同的条件下,理论上反向断裂断层岩泥质体积分数大于顺向断裂断层岩泥质体积分数,即反向断裂断层岩油气运移方向排替压力大于顺向断裂断层岩油气运移方向排替压力,反向断裂侧向封闭能力强于顺向断裂侧向封闭能力,造成反向断裂下盘较顺向断裂上盘更易富集油气。歧口凹陷板桥断裂下盘沙一段下部断层岩在反向条件和顺向条件下油气运移方向排替压力的实例研究结果表明,反向条件下较顺向条件下在油气运移方向有更高的排替压力,侧向封闭能力更强,更有利于油气在板桥断裂下盘沙一段储层中富集。     

南堡凹陷2号构造带天然气成因分析

南堡凹陷2号构造带天然气成因研究薄弱,采用地质地球化学途径对深、浅层天然气特征及其形成机制进行了研究。分析表明,该构造带天然气以烃类气体为主,非烃组分以CO₂、N₂和H₂S为主,且主要集中在深部潜山天然气中;天然气的干燥系数(C₁/C_1-5)为0.68~0.94,具有典型的湿气特征,其中南堡280断块天然气相对偏干;天然气碳同位素整体上具有正碳同位素系列趋势,少量样品出现碳同位素部分倒转。依据母质类型和成熟度的分析,将该构造带天然气划分为3种类型：成熟阶段早期形成的混合气(东一段、馆陶组)、成熟阶段晚期形成的混合气(老堡南1断块)、高成熟阶段形成的煤型热解气(南堡280断块)。综合分析认为,第三系浅层东一段和馆陶组天然气来自于东三+沙一段烃源岩,潜山天然气主要来源于沙三段偏腐殖型烃源岩,沿断层和不整合运移到储集层中。这个研究对南堡油田深浅层天然气勘探具有重要参考价值。     

超压泥岩盖层封闭性演化规律及其研究意义

为了研究超压泥岩盖层封闭性演化规律,在超压形成与演化分析的基础上,通过超压演化规律的定量研究,对超压泥岩盖层封闭性演化规律进行了定量研究,结果表明超压泥岩盖层封闭性演化是按阶段进行的,每一次超压释放表明上一次封闭性演化阶段的结束,下一次封闭性演化阶段的开始,每一次演化过程中封闭性逐渐增强,在超压释放期封闭性降至最低点。研究超压泥岩盖层封闭性演化规律不仅可以准确评价目前封闭能力和预测封闭能力演化,而且还可以研究封闭油气的有效性。实例应用结果表明,古龙凹陷嫩一、二段超压泥岩盖层目前已刚刚结束第3阶段演化,开始第4阶段演化,具6.0 MPa的超压。随着演化进行,超压值将继续增大,封闭性继续增强。嫩一、二段超压盖层封闭性演化史与青山口组源岩生烃史匹配关系较好,可封闭住青山口组源岩生成的大量油气,有利于青山口组源岩生成的油气在萨、葡、高油层中聚集和保存。     

正断层输导油气运移模式及其对油气分布的控制作用

为了研究正断层在油气成藏与分布中的作用,通过分析正断层输导与不同运移方向所形成的油气分布之间关系,对正断层输导油气运移输导模式及其对油气分布的控制作用进行了研究,结果表明：正断层输导油气运移模式主要有输导油气垂向运移和输导油气侧向运移2种模式。正断层输导油气垂向运移模式又可分为输导油气以垂向运移为主模式和输导油气先垂后侧运移模式;正断层输导油气侧向运移模式又可分为输导油气侧向连接运移模式和输导油气先侧后垂运移模式。正断层输导油气垂向运移模式对油气分布的控制作用主要表现在2个方面：①正断层输导油气垂向运移模式控制着油气剖面分布特征,输导油气以垂向运移为主模式形成的油气可以在盖层上下分布,输导油气先垂后侧运移模式形成的油气只能在盖层之下分布。②正断层上盘高砂地比地层是其垂向输导油气运移模式形成油气平面分布的主要部位。正断层输导油气侧向运移模式对油气分布的控制作用主要表现在2个方面：①正断层输导油气侧向运移模式控制着油气剖面分布特征,输导油气先侧后垂运移模式形成的油气可以在盖层上下分布,输导油气侧向连接运移模式形成的油气只能在盖层之下分布。②反向正断层下盘是其侧向输导运移模式形成油气平面分布的主要部位。