低孔渗储层临界物性确定及其石油地质意义

随着油气勘探领域的不断扩展,以现今储层特征为依据的储层评价体系越来越不适应低孔渗储层成藏条件动态评价。由于成藏期后储层物性通常会发生变化,现今储层含油物性下限已不能客观反映成藏期的储层质量下限,储层物性下限的应用意义变得十分局限。作者提出运用“储层临界物性”概念评价储层的新思路,把成藏机制与储层评价相结合,重新认识低孔渗储层的成藏能力。本文提出了3种砂岩“储层临界物性”的确定方法,即①录井资料分析法、②试油资料分析法和③砂岩烃类充注临界条件实验分析法。显然由于成藏期后成岩作用较弱,正常储层的物性特征变化很小,储层临界物性用录井资料分析法和试油资料分析法中求得的现今含油物性下限即可确定;而储层由于成藏期后孔隙度、渗透率的大幅降低,变成了低孔渗储集层,则需要将现今含油物性下限恢复到成藏期相应的临界物性。“储层临界物性”的应用是对传统储层评价体系的补充,只有与成藏结合,动态地评价储层质量,才能客观地区分不同储层的含油气性。在低孔渗储层评价中引入储层临界物性参数分析,能够更有效地评价和预测该领域的储集条件。     

鄂尔多斯盆地镇泾地区长8致密储层成藏期临界物性厘定

鄂尔多斯盆地三叠系延长组广泛发育致密砂岩油气藏,其中长8油层组是该区富有潜力的勘探开发层位。成岩作用的复杂性,使得长8致密储层现今孔隙度与成藏期相比发生很大变化,因此,对长8油层组成藏充注期储层临界物性的厘定,有助于动态地评价储层质量,客观地评价储层的含油气性。根据粒度分析资料、砂岩薄片资料及含油产状统计,确定了研究区有效储层岩性下限为油斑—油迹细砂岩。并通过长8油层组有效储层的测井解释、试油、常规物性、压汞、核磁共振、相渗透率、覆压孔渗及应力敏感性试验等资料,基于统计学和超低渗透油藏流体渗流机理,优选合适的评价方法求出取镇泾区块长8油层组有效储层的物性下限为7.17%和0.10 ×10-3 μm2。基于孔隙度与时间、温度、深度、压力的函数关系,以地史模拟为基础,利用初始孔隙度及现今实测孔隙度进行端点约束,利用时深指数TDI对致密储层的临界物性进行厘定,得出两期油气充注的临界物性约为27.0%和17.0%,表明自油气充注以后储层发生了较严重的致密化过程。     

鄂尔多斯盆地镇泾地区延长组低孔低渗砂岩物性与石油临界注入压力关系实验研究

岩性油藏的形成受到石油流体动力及储层物性等因素的控制。岩性油藏理论分析和勘探实践表明,成藏期当砂岩体孔隙度和渗透率过低或石油充注动力不足时,石油往往无法充注其中。本文采用砂岩样品石油充注临界条件实验测量了不同围压条件下石油进入砂岩样品的最小注入压差,定量研究了已知不同物性砂岩样品的临界石油注入压差与埋深的关系,并建立了镇泾地区延长组低孔低渗砂岩体成藏解释图版。石油充注临界条件实验表明:镇泾地区延长组低孔低渗砂岩体石油充注临界孔隙度约为10.5%,小于该临界值时,石油难以注入砂岩样品; 该地区低孔低渗砂岩体临界注入压差受储层埋深和物性的双重控制:相同物性不同埋深的砂岩样品临界注入压差随深度增加而迅速增大,表明随深度增加石油需要更大的充注动力才能成藏; 而相同深度时不同物性的砂岩样品临界注入压差随物性条件变好迅速降低,即同一深度不同物性时较好物性的砂体更容易发生石油充注。应用成藏图版解释研究区长8低孔低渗砂岩体成藏条件,发现成藏期石油充注压差大于临界压差者为高产油井,充注压差等于或者小于临界压差多为低产油井或者水井,解释结果与油田实际试油结果有一定吻合。     

成藏期砂岩孔隙度对油气分布的控制作用——以东营凹陷牛庄洼陷沙三中亚段岩性油藏为例

在具有相同储集砂体和相似断层输导情况下,牛庄洼陷沙三中亚段砂岩体油藏长期存在以下难以解释的现象：1）现今砂岩孔隙度分布与油气分布不一致,高孔隙砂岩不含油而低孔隙砂岩含油;2）相同物性砂岩有的含油而有的不含油,含油砂体现今物性接近,但含油级别却存在很大差异。本文从古孔隙度恢复方面分析了牛庄洼陷西部地区沙三中砂岩储层在成藏期的储集条件,并探讨了成藏期储层临界孔隙度。研究发现：1）虽然现今储层物性下限很低,部分砂岩已经致密化,但成藏期的古孔隙度分布在18%～25%范围内,远大于成藏期临界孔隙度13.9%。但由于埋藏过程的差异导致砂岩储层后期减孔幅度不同,因而现今储层物性不能反映成藏期储层物性,成藏期孔隙度高并不能代表现今孔隙度高;2）成藏期高孔隙度带与现今油气分布范围高度一致,表明在相似断层输导条件下,由于储层物性级差优势形成油气优势运移通道,导致高孔隙度带砂体含油,因此,沙三中亚段岩性油藏富集在成藏期高孔隙带中,成藏期砂岩古孔隙度是油气成藏的重要控制因素,而现今砂岩储层高孔隙带在成藏期并不一定高。牛庄洼陷西部地区沙三中亚段储层中具有高古孔隙度的砂岩仍有较大勘探潜力。     

鄂尔多斯盆地西峰油田延长组长8段岩性油藏动态成藏过程

运用定量方法对西峰油田地层埋藏史、热史、生排烃史、成岩史、孔隙度演化史、油气充注期、圈闭形成史及成藏动力窗口演化史分别进行了模拟,并对成藏关键条件的时空匹配关系进行了综合分析。结果表明,从早白垩世开始,区域构造沉降及伴随的大规模盆地热事件引发了烃源岩的生排烃,为油气成藏创造了优越油源条件;成藏之前,有机酸的溶蚀作用极大地改善了长8段储层的物性,从而奠定了油气成藏所需的空间基础;随时空演化,源储压差的持续增大使油气充注进入储层成为了可能;从成藏期开始,成藏动力窗口和岩性圈闭窗口的持续发育,不但保障了油气的高效充注,而且使已形成的油藏能够很好地保存下来。成藏关键条件的时空匹配关系表明,西峰地区长8段储层油气成藏是一个自然的过程,成藏期储层物性良好,成藏后在压实和胶结作用下储层逐渐致密。     

鄂尔多斯盆地镇泾地区长8段致密砂岩油藏成藏孔隙度下限研究

鄂尔多斯盆地镇泾地区长8段现今含油储层孔隙度和渗透率下限分别为4%和0.03×10-3μm2,属于特低孔低渗油藏。主成藏期、成岩作用、埋藏史及模拟实验研究结果表明,高致密油藏缘于成藏后储层致密化。传统方法是通过统计现今含油物性下限作为成藏物性下限,这种方法不适用于成藏后再致密油藏的研究。以现今储层含油物性下限为切入点,利用砂岩孔隙度演化规律,对现今储层含油物性下限进行成藏后孔隙度损失量补偿,从而求取油气成藏孔隙度下限,利用该方法得出镇泾地区长8段石油成藏孔隙度下限为10.5%。研究表明成藏物性下限是镇泾地区长8段成藏的主控因素之一,只有成藏期孔隙度大于成藏孔隙度下限时油气才可能进入圈闭成藏。     

塔里木盆地塔中16石炭系低含油饱和度油藏成因机理

塔中16石炭系油藏位于塔里木盆地塔中地区,具有低含油饱和度的油层分布在相对低孔-渗的储层中,而高GOI值的水层分布在高孔-渗储层中的特征.为阐明其特殊的成因机理,利用石油包裹体丰度(GOI)分析方法,结合圈闭演化历史开展了详细研究.结果表明,现今油层和水层的样品都具有较高的GOI值(5.6%~32.0%),暗示在地质历史时期形成了古油层,GOI值与孔隙度和渗透率具有正相关关系.高孔-渗储层优先充注油气,形成具有高含油饱和度、高GOI值的油层,低孔-渗储层充注油气较少,形成具有低含油饱和度,相对低GOI值的油层.而古油层泄漏的过程中,高孔-渗储层中聚集的油气也更容易泄漏,形成高GOI值水层,低孔-渗储层中充注的油气泄漏较少,形成低含油饱和度油层.综合分析认为:不同孔-渗条件储层的差异充注和成藏后的差异泄漏,是塔中16石炭系低含油饱和度油藏的形成机理.深化并研究了多期演油气区的成藏机理,对于深入认识多期演化背景的致密砂岩油气勘探潜力具有指导意义.      

鄂尔多斯盆地姬塬地区延长组长6油藏成藏条件和充注模式

姬塬地区长6油层在区域上含油性差异大,西部和东部发育大规模岩性油藏,中部出水井较多。通过对三个地区的烃源岩、储层特征、输导体系、遮挡条件、成藏动力、成藏期次和充注程度研究,明确了成藏条件和成藏机理的差异性。西部烃源岩生烃强度大,裂缝网络发育,过剩压力大,充注程度高,成藏条件优越;东部烃源岩厚度薄,但裂缝发育,储层物性好,源储压差大,石油侧向运移,充注程度较高,成藏条件较好;中部烃源岩厚度薄,裂缝不发育,遮挡条件差,过剩压力低,充注程度低,成藏条件差。成藏条件和成藏机理的差异导致充注模式不同,西部为饱和充注型,东部为欠饱和充注型,中部为欠充注型。研究成果为姬塬地区长6油层石油勘探开发提供指导依据。     

塔里木盆地塔中礁滩体大油气田成藏条件与成藏机制研究

中国海相碳酸盐岩油气勘探近年来进展很快,发现了一批大型油气田。塔中地区是塔里木盆地的重点勘探区和富油气区,奥陶系蕴藏了丰富的油气资源。奥陶系良里塔格组受塔中I号坡折带的控制发育陆棚边缘礁滩体,储层性质为低孔-特低孔、低渗灰岩储层,埋深在4500~6500m。储层的形成和分布受早期高能沉积相带、溶蚀作用和断裂作用等因素的控制,有效储层的空间展布控制了油气的分布与大面积成藏。油源对比认为,塔中良里塔格组礁滩体油气藏的原油主要来自于中上奥陶统烃源岩,并混有寒武系烃源岩成因的原油;天然气主要来自于寒武系油裂解气,沿塔中I号坡折带断裂向内充注。成藏过程分析表明,塔中地区曾存在三期主要成藏期,第一期为加里东晚期成藏,油气来自于寒武系-下奥陶统烃源岩,但早海西期的构造运动,对该期油气破坏严重,造成大范围油藏破坏。第二期成藏期是晚海西期,也是塔中地区最重要的油气充成藏期,油气来自于中上奥陶统烃源岩。第三期成藏期是晚喜山期,受库车前陆冲断影响,台盆区快速沉降,埋深急速增大,寒武系原油裂解气形成,沿深部断裂向浅部奥陶系充注,对油藏进行气洗改造,从而形成大面积分布的凝析气藏。     

塔中地区油气成藏主控因素及成藏规律研究

塔中地区油气成藏复杂, 影响因素较多。通过对已钻井油气藏的分析, 认为该区影响油气成藏的控制因素有①烃源岩; ②运移通道(断层控制油气纵横向分布、运载层对油气的横向运移作用、不整合面对油气的横向运移控制); ③构造类型(圈闭类型、构造样式、成油期古隆起); ④构造演化; ⑤储层物性及展布; ⑥储盖组合; ⑦火成岩对油气藏的影响。成藏规律为①圈闭和油源断层是东河组成藏的必要条件; ②构造与储层控油、多期成藏、后期充注是志留系成藏的基本特征; ③储层发育程度是奥陶系成藏的关键; ④油气多期充注造成多层系含油、南北分异的成藏特点。该区油气成藏条件好, 勘探程度较高。尤其奥陶系碳酸盐岩油气藏以类型多、含油气井段长, 其形态受不规则孔、缝、洞储层的控制, 非均质性极强, 储层发育程度是奥陶系油气富集的主控因素。      

Characteristics of Triassic Petroleum Systems in the Longmenshan Foreland Basin, Sichuan Province, China

The Triassic in the Longmengshan foreland basin is rich in oil and gas resources. Its reservoirs feature low-porosity, low-permeability, small pore throat, high water saturation, and strong heterogeneity. The existence of abnormally high pressure and various reservoir-cap combinations developed at different times provide favorable conditions for trapping oil and gas. Taking the theory of petroleum systems as a guide, and beginning with research on tectonics, sedimentary history, distribution and evolution of source rocks, reservoir evolution, hydraulic force distribution, and hydrocarbon migration, analysis and study of static factors like source rocks, reservoirs and cap rocks, and dynamic factors such as hydrocarbon generation, migration, and accumulation revealed the characteristics of the Upper Triassic petroleum system in western Sichuan province. The deepbasin gas in the central hydrocarbon kitchen of the Upper Triassic, structural-lithological combination traps on the surrounding slopes, and the structural traps of the Indo-Chinese-Yangshan paleohighs, are potential plays. The relatively well- developed fault zones in the southern segment of the Longmengshan foothill belt are favorable Jurassic gas plays. Pengshan-Xinjin, Qiongxi, and Dayi are recent exploration targets for Jurassic oil/gas reservoirs.     

中国深层和超深层碳酸盐岩油气藏形成分布的基本特征与动力机制及发展方向

随着油气资源对外依赖度加大,中国的油气勘探已经拓展到深层和超深层领域,并相继在中西部盆地发现了塔河、普光、安岳、靖边、顺北等一批大型油气田,展示出广阔的勘探前景。中国已探明的深层和超深层碳酸盐岩油气藏特征与全球的有很大差异,经典的油气地质理论指导这类油气田勘探遇到了前所未有的重大挑战,需要完善和发展。通过调研和比较全球已探明的碳酸盐岩和砂岩油气藏地质特征,发现它们的油气来源条件、油气藏形成条件、成藏动力、演化过程特征等类同;同时,发现碳酸盐岩和砂岩油气藏的矿物组成、孔隙度和渗透率随埋深变化特征、孔渗结构特征、储层物性下限、油气藏类型等有着很大不同。中国深层和超深层碳酸盐岩油气藏与全球的相比较具有五方面差异:地层年代更老、埋藏深度更大、白云岩储层比率更大、天然气资源比率更高、储层孔渗关系更乱。中国已经发现的深层碳酸盐岩油气藏成因类型可以归为五种:沉积型高孔高渗油气藏、压实成岩型低孔低渗油气藏、结晶成岩型低孔低渗油气藏、流体改造型高孔低渗油气藏、应力改造型低孔高渗油气藏;它们形成的动力学机制分别与地层沉积和浮力主导的油气运移作用、地层压实和非浮力主导的油气运移作用、成岩结晶和非浮力主导的油气运移作用、流体改造介质和浮力主导的油气运移作用、应力改造和浮力主导的油气运移作用等密切相关。中国深层和超深层碳酸盐岩油气藏勘探发展的有利领域和油气藏类型主要有三个:一是低热流盆地浮力成藏下限之上自由动力场形成的高孔高渗常规油气藏;二是构造变动频繁的叠合盆地内外应力和内部流体活动改造而形成的缝洞复合型油气藏;三是构造稳定盆地内局限动力场形成的广泛致密连续型非常规油气藏。改造类非常规致密碳酸盐岩油气藏是中国含油气盆地深层和超深层油气资源的主要类型:它们叠加了早期形成的常规油气藏特征,又具有自身广泛连续分布的非常规特征,还经受了后期构造变动的改造;复杂的分布特征,致密的介质条件和高温高压环境使得这类油气资源勘探开发难度大、成本高。      

深层致密砂岩储层特征及物性控制因素

基于川东北元坝西地区10口钻井的须二下亚段砂岩物性测试数据,结合铸体薄片、氩离子抛光扫描电镜和压汞测试等手段,分析了致密砂岩储层的特征及物性控制因素。研究表明元坝西须二下亚段砂岩为低孔中低渗储层,孔隙度为0.99%~10.53%,渗透率为（0.003 6~1.41）×10-3 μm2,孔渗关系表现为“分层”特征,根据孔渗关系可划分出低孔中渗储层,低孔低渗储层和特低孔低渗储层3种类型储层。不同类型储层的砂岩物性受沉积条件和成岩作用共同控制,沉积条件决定了砂岩岩石学特征,进而对成岩作用产生重要影响;成岩作用的非均质性最终决定了储层物性的差异。不同类型储层砂岩在垂向上表现出强烈的成岩非均质性,发育岩屑溶蚀段（绿泥石膜胶结段）—硅质胶结段—方解石胶结段的成岩组合序列。优质储层主要分布在发育强烈溶蚀作用河道砂体中部的中粒（长石）岩屑砂岩中。此项研究结果能更好地进行深层致密砂岩甜点预测,指导四川盆地深层致密砂岩气的勘探。     

马岭油田北三区延10_1~2储层特征及其控制因素

利用薄片鉴定、扫描电镜、压汞实验及物性分析等资料,系统研究了马岭油田北三区延1021储层特征及其控制因素。结果表明,研究区延1021储集层以成分成熟度、结构成熟度中等或偏低的岩屑长石砂岩及长石石英砂岩为主,为典型的低孔、低渗储层;储层内部构型以泥质夹层为主。储集空间以粒间孔为主,孔隙结构微观非均质性强,较大喉道控制储层渗流能力。沉积相带的差异导致储层物性的差异,并影响成岩作用的类型和强度。压实、胶结作用是储层致密的主导因素,溶蚀作用在改善储集空间的同时,还增强了孔喉连通性。微观孔隙结构可有效反映储层品质特征。     

川西低孔低渗储层参数评价

川西Y地区低孔低渗储层具有物性差、岩性多变、储集空间类型多样和孔隙结构复杂等特征,传统的储层参数测井评价方法在多方面受到限制,储层参数测井评价已经成为制约储层测井评价的主要因素。通过储层基本特征分析,基于储层物性、孔隙结构特征及概率理论,形成了一套系统的储层参数评价方法。实际应用表明,该套方法不仅大大提高了低孔低渗储层参数评价可靠性,而且扩大了模型的应用范围。     

中国东部陆相断陷盆地成熟探区油气勘探新领域分析*

经过50多年勘探开发,中国东部陆相油气田均已进入勘探中后期阶段,受石油地质认识局限性和勘探技术的限制,待发现目标日趋隐蔽,油气勘探难度日益增大。针对中国东部陆相断陷盆地深层低孔渗—致密砂岩储集层评价方法的局限性、深部砂砾岩储集体成因模式问题以及基岩风化壳形成和分布的复杂性问题,作者经过近几年的探索和总结,取得以下主要研究进展: (1)基于砂岩储集层物性演化动力学原理,提出了致密砂岩储集层动态评价的新思路和新方法,指出过去评价较低的深部凹陷带低孔渗—致密砂岩体仍然具有较大的勘探潜力; (2)运用地震地层学方法,通过建立断陷盆地陡坡带斜向大型扇三角洲沉积模式,指出斜向大型扇三角洲砂砾岩是断陷盆地深层有利的储集体,可以作为下一步有利勘探方向; (3)根据基岩风化壳双层结构新模式,结合风化壳储集层改造—破坏—保存机理的动力学新模型,指出断陷盆地中低部位是最有利风化壳储集层发育带,断陷盆地缓坡内带(洼槽区)风化壳是下一步油气勘探的重要新领域。文中提出的上述3大勘探新领域不仅是对断陷盆地油气成藏模式的补充和发展,更重要的是展现出中国东部断陷盆地深层常规和非常规油气勘探领域的巨大潜力,为深化东部成熟盆地油气勘探指出了明确的方向。     

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。     

中国东部陆相断陷盆地成熟探区油气勘探新领域分析*

经过50多年勘探开发,中国东部陆相油气田均已进入勘探中后期阶段,受石油地质认识局限性和勘探技术的限制,待发现目标日趋隐蔽,油气勘探难度日益增大。针对中国东部陆相断陷盆地深层低孔渗—致密砂岩储集层评价方法的局限性、深部砂砾岩储集体成因模式问题以及基岩风化壳形成和分布的复杂性问题,作者经过近几年的探索和总结,取得以下主要研究进展: (1)基于砂岩储集层物性演化动力学原理,提出了致密砂岩储集层动态评价的新思路和新方法,指出过去评价较低的深部凹陷带低孔渗—致密砂岩体仍然具有较大的勘探潜力; (2)运用地震地层学方法,通过建立断陷盆地陡坡带斜向大型扇三角洲沉积模式,指出斜向大型扇三角洲砂砾岩是断陷盆地深层有利的储集体,可以作为下一步有利勘探方向; (3)根据基岩风化壳双层结构新模式,结合风化壳储集层改造—破坏—保存机理的动力学新模型,指出断陷盆地中低部位是最有利风化壳储集层发育带,断陷盆地缓坡内带(洼槽区)风化壳是下一步油气勘探的重要新领域。文中提出的上述3大勘探新领域不仅是对断陷盆地油气成藏模式的补充和发展,更重要的是展现出中国东部断陷盆地深层常规和非常规油气勘探领域的巨大潜力,为深化东部成熟盆地油气勘探指出了明确的方向。     

断层输导作用与油气充注作用关系分析

断层是控制油气藏形成的重要因素之一;断层的开启及闭合影响到油气运移与聚集的效率。但油气在断层中的运移与在砂层中的充注存在差异性这一问题长期被忽视。一般认为;只要发育断层;其断开的渗透层就会被油气充注;极少关注地层水和石油的压缩特性对充注的影响。本文提出;地下单断层活动时;深部油气在超压作用下以涌流方式难以快速充注进入中浅层被切割的砂体;因此;单砂体至少要存在一条断层作为泄水出口;石油才能通过其余断层充注进入砂体;即单砂体要发育两条及两条以上断层;石油才能注入砂体。在断层静止期;油气通过渗流方式沿特定深度范围断面垂向运移;对油气垂向运移距离影响较小。本文运用4个大型盆地的典型油气藏与断层分布关系讨论了本文观点。该观点对油气成藏规律研究及成藏目标评价有较重要参考意义。