异常压力与油气分布

随着油气勘探活动的不断加深，国内外相继发现了许多异常高压油气田。据不完全统计，全世界已发现超压盆地１８０多个，其中１６０多个为富含油气盆地。异常高压油气田约占全球油气田３０％左右，因此，对异常压力的研究，具有举足轻重的意义。本文介绍了异常地层压力的概念、特征及分类；详细论述了异常压力的成因，即烃类生成作用、欠压实作用、液态烃类的裂解作用、粘土矿物的后生成岩作用、构造作用、温度变化等；系统阐述了世界典型含油气盆地的超压形成机制、超压体系中油气初次运移机理以及超压与油气分布关系；并在此基础上，归纳总结出了五种超压油气藏成藏模式，即：（１）位于超压体系中的低渗超压油气藏；（２）位于超压层系中，以礁灰岩（或浊积砂岩）为储层的高压油气藏；（３）位于超压带上倾方向，以退覆三角洲平原和分流河道砂岩为储层的常压或过渡带超压油气藏；（４）位于超压带上、下部的超压油气藏；（５）位于远离超压体系的泄压区常压油气藏，本文对指导、加深新老油气区勘探具有实际应用价值。     

低渗透砂岩油气成藏特征及其勘探启示

低渗透油气藏在国内外分布都非常广,占有很大的资源量和储量。低渗透砂岩具有特殊的成藏特征,主要表现在：（1）储层颗粒细、分选差、胶结物含量高,长石和岩屑含量普遍较高,成分成熟度和结构成熟度低,孔隙度、渗透率低,主要为细小孔微细喉型、微孔微喉型,裂缝相对发育,排驱压力大;（2）除了具有一般油气藏的异常高压外,低渗透砂岩油气藏还表现为异常低压,并且出现异常高压和异常低压共存;（3）油气藏内缺乏油（气）水分异,油水关系复杂,常出现油（气）水关系倒置;（4）浮力对低渗透砂岩油气运移的作用非常有限,油气运移的主要动力为异常高压等,油气的运移表现为非达西运移特征,输导体系以裂缝、相对高渗的砂体和局部不整合为主,运移距离比较短,侧向运移不强;（5）低渗透砂岩的含油（气）饱和度一般都小于60%,并且含油饱和度与孔隙度和渗透率的关系比较复杂,储量丰度比较低,主要聚集在岩性或岩性-构造复合圈闭中,受构造影响不大,油气呈大面积分布。因此,低渗透砂岩区的油气勘探应当突破传统的构造高点勘探油气的思想,在构造斜坡下倾部位或向斜区勘探油气,在勘探中注意寻找低渗透砂岩油气富集的“甜点”。      

准噶尔盆地西北部地层压力演化与油气成藏有利动力条件研究

准噶尔盆地西北部发育异常高压, 异常高压是油气垂向运移的重要动力条件, 目前已经在超压带上发现大量高压油气藏。为了揭示现今地层压力特征, 恢复成藏期古压力演化特征。利用测井方法和2D盆地模拟技术, 得到超压的分布和演化特征, 并讨论了超压对油气运移的影响。结果表明, 研究区单井地层压力结构可以分为三类; 由古至今, 各地层超压逐渐变大, 超压由浅部地层向深部地层逐渐变大; 各时期平面上超压分布呈规律性变化, 整体上是由西北部向东南部逐渐增大; 超压的分布和演化成为油气垂向运移有利动力条件, 对研究区高压油气藏的形成具有重要的意义。     

柴达木盆地异常地层压力及其成因探讨

世界范围的一些年轻沉积盆地内.在一定埋深处常发现有异常地层压力。这种异常地层压力往往与油气分布有一定的关系。很多学者认为,异常地层压力是石油从生油岩向储集岩运移的动力,而高压带的压力封闭又使发育异常地层压力的泥质岩成为下伏储集岩的盖层。异常地层压力带常与高地温梯度带相一致,从而有利于油源岩中有机质转化为烃类。因此,研究异常地层压力有助于对沉积盆地的演化、油气的形成作用和形成过程的认识。同时,由于高压力梯度带的钻探成本高,弄清油气分布与异常压力不同梯度之间的关系有利于提高石油勘探的成效。     

沉积盆地异常低压与低压油气藏成藏机理综述

地下异常低压主要有两种成因：抬升—剥蚀反弹和在介质孔隙度、渗透率非均质性条件下的区域地下水稳态流动，而化学渗透与流体“冷却”在低压形成中只起次要作用。根据圈闭类型、储盖组合及成藏过程，将低压油气藏分为三种类型：①常规地层型(除砂岩透镜体外)低压油气藏，低渗透岩石通常起遮挡作用，底水与边水不发育；②砂岩透镜体低压油气藏，通常分布于盆地中心的深部，具有不含水、充满油气的特点，油气的充注和水的排出与构造抬升之前压实作用、超压引起的水驱裂缝和毛细管力的作用有关，抬升—剥蚀引起的异常低压导致水由砂岩向页岩的流动有助于油气藏中水的排出；③深盆区低渗透储层低压气藏，通常分布在含水层的下倾方向(气水倒置)，异常低压是由于构造抬升致使超压向低压演化的结果。实例研究表明，构造抬升盆地中的低压系统是一个水动力相对封闭的体系，有利于油气的聚集与保存。     

松辽盆地十屋断陷异常低压体系及其成因机制

松辽盆地东南隆起区十屋断陷发育异常低压体系，实测的地层压力梯度介于0.005-0.008MPa/m，研究结果表明异常低压体系的形成既与地温梯度的降低有关，又与新生代该区的地层抬升和剥蚀有关。此外，天然气扩散作用对局部异常低压体系的形成具有一定的影响。研究地区地层压力系统演化经历了从异常高压向异常低压演化过程，这一过程决定了盆地不同演化时期的水流系统及其油气运聚特征，从而使得十屋断陷具有石油成藏早且主要分布于断陷边缘、天然气成藏晚且主要分布于断陷中央的成藏特点。     

负压地层形成机制及其对油气藏的影响

具异常压力场特征的盆地在我国比较普遍，但更多的是研究超压体系，对于异常低压体系的成因与机制在国内还没有很好的解释。盆地内的广泛沉积造成的巨厚沉积地层，并在随后的地层抬升过程中造成的严重剥蚀，导致剥蚀反弹现象，从而形成负压区。由于地层的温度或其他因素的影响，也会造成局部的负压现象。根据百色盆地的负压现象，从其成因着手,分析其形成过程有其对该地区油气藏的影响。负压造成流体的局部回流，形成低压封隔窗，促使油气二次运移，从而改造油气藏的分布，形成一些与负压有关的油气藏。     

转换伸展型盆地异常压力的分布与成因机制分析:以惠民凹陷临南洼陷为例

利用370口钻井试油实测(DST)压力数据分析了临南洼陷异常压力的分布特征和异常低压的成因机制.临南洼陷不仅发育低压,而且存在超压.低压在井深1300～4000 m区间内普遍发育;超压出现在井深3200～4400 m区间内.沙三段的低压和超压共存.异常压力的分布与转换伸展型盆地的应力场密切相关.低压主要分布在转换伸展型盆地的最大伸展区域,超压主要沿挤压轴方向展布,且靠近洼陷中央.转换伸展断裂的泵吸作用导致流体低压和低压油气藏的形成.     

准噶尔盆地南缘地应力分析及相关问题探讨

准噶尔盆地南缘西部水平最大应力方向为NNE向，中部为NS向，东部为NNW向或NW向，残余构造应力、现今构造应力、地层埋深、岩性等是地应力场的主控因素．在分析地应力特征的基础上，探讨了其对地层异常压力、油气分布及钻井工程的影响．较强的应力作用使断层具有较好的封闭性，促使油气的运移和富集，上部地层的异常高即可以作为储层的盖层，也可以形成异常高压储层，这些都利于油气藏的形成．然而地层异常高压和较强的应力作用使该地区油气钻探带来相当大的困难．     

评述异常压力研究中的石油地质学新思想

在对异常压力的认识不断深化的过程中,凝结出许多新的概念和思想,为现代石油地质学理论注入了新的内容。关于超压生成与有机质成熟-生烃的关系虽有争议,但大多数主张超压对有机质成熟和生烃起抑制作用;在超压的背景下,生烃、排烃以及烃类的运移和聚集常呈现出幕式的特征;压力驱动是流体活动和油气运移的重要动力;动态运移通道是油气运移的新型通道;通常压力过渡带是油气聚集的有利场所;在超压的含油气盆地中,可能发现的非传统油气聚集有异常压力的气饱和封存箱、水力破裂-泥岩裂缝油气藏、烃水倒置的油气藏等。异常压力的储层具有相对独立性。     

塔北地区寒武系—奥陶系源岩含油气系统研究

寒武系—奥陶系源岩含油气系统是塔北地区最重要的一类已知含油气系统。据生烃期,寒武系—奥陶系源岩含油气系统进一步划分为早期和晚期两个亚系统。通过保存条件分析, 本文引入了残留含油气系统和原型含油气系统概念。早期亚系统属残留含油气系统, 晚期亚系统为原型含油气系统。早期亚系统可能形成大型油气田,是寻找大油气田的重要勘探目标,但其经历长时间的发展演化, 保存条件是影响勘探的关键因素, 晚期亚系统以中小型油气田为主, 其成藏晚, 保存条件较好,是目前的重要勘探对象。     

全球大型凝析气田的分布特征及其形成主控因素

随着勘探的不断深入,越来越多的凝析气藏被发现,并受到重视。目前全球共发现106个大型凝析气田,分布于全球70多个沉积盆地。凝析气田主要分布于西西伯利亚盆地、滨里海盆地、波斯湾盆地、扎格罗斯盆地、美国墨西哥湾及塔里木盆地等。通过对全球各大凝析气田进行系统的研究,发现凝析气藏主要分布在石炭系—新近系储层中,以构造圈闭为主,储集体物性较差,属于低孔低渗型,凝析气和凝析油的密度均相对较低。凝析气田的形成和展布主要受控于有效烃源岩分布、有利的储盖组合、圈闭类型、晚期成藏、特殊的温压系统和烃类体系组分等条件。根据其成因机理,将凝析气藏分为原生凝析气藏和次生凝析气藏。     

巴西萨利莫斯盆地油气地质特征及油气分布规律

基于萨利莫斯盆地基础地质条件,以石油地质理论为指导,对盆地的生储盖条件及成藏特征进行了研究,并利用多因素叠合的方法对盆地潜在有利区进行了预测。分析认为,萨利莫斯盆地是新元古代末期克拉通内断陷基础上形成的克拉通盆地,形成古生界和中-新生界两套沉积充填序列。盆地内主力烃源岩和储盖层均发育在古生界序列中。泥盆系然迪亚图巴组页岩是盆地中的主力烃源岩;石炭系朱鲁尔组砂岩和泥盆系俄勒组砂岩是最有利的储集层段,与石炭系卡让利组、朱鲁尔组的蒸发岩和页岩构成良好的储盖组合。受岩浆侵入的影响,烃源岩的生排烃分为岩浆侵入前和侵入后两个阶段,并以第二阶段为主生排烃阶段;受晚期构造运动的影响,盆地具有多期成藏的特征,最后一期成藏决定了油气的最终分布。盆地勘探经验表明,油气田往往位于断裂带周围,并受烃源岩的发育位置控制。因此,认为盆地中烃源岩发育区内的断裂带周围是油气田,特别是气田的有利勘探领域。     

苏丹迈努特盆地油气成藏机理和成藏模式

苏丹迈努特盆地是中国石油天然气集团公司在海外最大的勘探项目．快速高效发现大油田是跨国勘探的主要目的。本文在过去三年的石油地质综合研究和勘探的基础上,系统总结盆地的独特石油地质特征和油气聚集规律。迈努特盆地三期裂谷的叠置．早白垩世是最主要的一期,形成了主力烃源岩;晚白垩世弱裂谷期,沉积了一套以砂岩为主的地层;古近纪又发育一期裂谷．是主力成藏组合发育时期。特定的构造—地层特征和演化史,决定了盆地独特的油气成藏机理和成藏模式——跨时代油气聚集模式。这一模式的建立为最终发明储量达5亿吨的大油田提供了理论基础。     

全球前寒武—寒武系含油气盆地石油地质特征及成藏主控因素

前寒武—寒武系油气作为我国中西部含油气盆地未来油气勘探的重要接替领域,近年来受到广泛关注。本文以阿曼和东西伯利亚盆地为例,阐述全球典型前寒武—寒武系古老含油气盆地石油地质特征及成藏主控因素,为国内前寒武—寒武系油气勘探取得进一步突破提供参考。阿曼和东西伯利亚盆地烃源岩主要发育在盆地初始裂陷作用区,受埋深及地温梯度控制,在志留纪或泥盆纪之前就已大量生油;储集层岩性以砂岩为主,分布面积广,受表生风化淋滤、胶结物溶蚀及构造裂缝改造等后期作用影响,可形成优质区域性储层;优质的区域性盖层是前寒武—寒武系古老油气藏得以保存的关键性因素,盆地膏盐岩累计厚度都超过1 000m。塔里木盆地寒武系盐下深层含油气层系,同国外古老含油气盆地相比,同样具有多套高丰度优质烃源岩生烃、厚层区域性膏盐岩封堵及长距离运移、多层系成藏特征,具有良好的油气勘探潜力。     

使用流体压差法建立根缘油气藏动态平衡

根缘油气藏(深盆油气藏) 是紧临源岩存在的烃类聚集, 是在高勘探程度下所发现的油气藏类型.由于它在成藏机理及存在方式上的特殊性, 常规意义上所采用的动力平衡方程不再适合于对其成藏平衡作用过程的分析.结合根缘油气藏地质特征及其演化特点, 采用对连续油气柱上升力的分解分析方法, 讨论了流体压差的平衡问题, 建立了位于源岩上部的根缘油气藏的动力平衡方程.      

A unified model for the formation and distribution of both conventional and unconventional hydrocarbon reservoirs

The discovery and large-scale exploration of unconventional oil/gas resources since 1980s have been considered as the most important advancement in the history of petroleum geology;that has not only changed the balance of supply and demand in the global energy market,but also improved our understanding of the formation mechanisms and distribution characteristics of oil/gas reservoirs.However,what is the difference of conventional and unconventional resources and why they always related to each other in petroliferous basins is not clear.As the differences and correlations between unconventional and conventional resources are complex challenging issues and very critical for resources assessment and hydrocarbon exploration,this paper focused on studying the relationship of formations and distributions among different oil/gas reservoirs.Drilling results of 12,237 exploratory wells in 6 representative petroliferous basins of China and distribution characteristics for 52,926 oil/gas accumulations over the world were applied to clarify the formation conditions and genetic relations of different oil/gas reservoirs in a petroliferous basin,and then to establish a unified model to address the differences and correlations of conventional and unconventional reservoirs.In this model,conventional reservoirs formed in free hydrocarbon dynamic field with high porosity and permeability located above the boundary of hydrocarbon buoyancy-driven accumulation depth limit.Unconventional tight reservoirs formed in confined hydrocarbon dynamic field with low porosity and permeability located between hydrocarbon buoyancy-driven accumulation depth limit and hydrocarbon accumulation depth limit.Shale oil/gas reservoirs formed in the bound hydrocarbon dynamic field with low porosity and ultra-low permeability within the source rock layers.More than 75%of proved reserves around the world are discovered in the free hydrocarbon dynamic field,which is estimated to contain only 10%of originally generated hydrocarbons.Most of undiscovered resources distributed in the confined hydrocarbon dynamic field and the bound hydrocarbon dynamic field,which contains 90%of original generated hydrocarbons,implying a reasonable and promising area for future hydrocarbon explorations.The buried depths of hydrocarbon dynamic fields become shallow with the increase of heat flow,and the remaining oil/gas resources mainly exist in the deep area of“cold basin”with low geothermal gradient.Lithology changing in the hydrocarbon dynamic field causes local anomalies in the oil/gas dynamic mechanism,leading to the local formation of unconventional hydrocarbon reservoirs in the free hydrocarbon dynamic field or the occurrence of oil/gas enrichment sweet points with high porosity and permeability in the confined hydrocarbon dynamic field.The tectonic movements destroy the medium conditions and oil/gas components,which leads to the transformation of conventional oil/gas reservoirs formed in free hydrocarbon dynamic field to unconventional ones or unconventional ones formed in confined and bound hydrocarbon dynamic fields to conventional ones.     

试论渤海湾盆地油气富集规律与勘探

渤海湾盆地至今已发现油气田226个,探明油气地质储量114.4×108t,油气资源量为285×108t。盆地内的油气富集规律与盆地东界的郯庐深大断裂带紧密相关。靠近郯庐断裂带的东部坳陷区,其探明油气地质储量和油气资源量是远离断裂带的西部坳陷区的3.6倍和3.3倍;根据探明油气地质储量进行划分,东部坳陷区以大油气田为主,而西部坳陷区则以中、小油气田为主;东部坳陷区发现的浅层油气藏、稠油油藏、火成岩油藏及非烃CO2气藏比西部坳陷区多得多,但两者的潜山油气藏的数量和储量却很相近。研究表明,郯庐深大断裂不仅控制了盆地的发育和形成,而且还控制了油气的生成、运移和聚集。渤海湾盆地既是中国大盆地中油气富集程度最高的盆地,也是具有独特油气富集规律的盆地。尽管该盆地油气探明率已达40.1%,但仍有170.7×108t的油气剩余资源量可供再勘探,勘探潜力仍十分巨大。     

塔里木盆地北部油气地球化学特征及异常成因探讨

为了发挥油气化探“迅速掌握全局快速缩小靶区”的战略性作用，服务油气化探全国扫面计划，选择塔里木含油气盆地北部开展低密度（1点/25km2）油气地球化学填图试点。油气化探填图指标土壤酸解烃、顶空气轻烃、荧光光谱、紫外吸收光谱和蚀变碳酸盐在大型油气田、油气富集区带上方均发育地球化学省异常，异常平面空间分布与地下油气富集区带具有良好的套合关系，对油气富集具有指示意义。区域性的荧光光谱等指标异常浓集中心沿轮台断裂等主干断裂带分布，与地下断裂位置良好的匹配性指示了油气大规模的运聚。甲烷碳同位素证实研究区油气地球化学省异常成因为热解成因，土壤样品三维荧光光谱发育共性峰，三维荧光光谱指纹特征反映了近地表土壤烃类异常与地下油气运移和油气藏类型相关。塔里木盆地北部地区油气地球化学填图试点结果表明，大型盆地可以采用甚低密度油气地球化学填图技术，圈出寻找大、中型油气田和油气富集区带的异常区，发挥油气化探“迅速掌握全局快速缩小靶区”的战略性作用。     

大型油气系统形成的盆地动力学背景

找寻大油气田的急迫任务带动了当今新一轮战略性、区域性的基础地质和石油地质研究.在盆地中识别富生烃凹陷及其所控制的油气系统具有关键意义.没有富生烃凹陷就没有大油气田赖以形成的首要基础.富生烃凹陷及大型油气系统的形成又有其特有的盆地动力学背景, 认识后者对前者的控制关系可提供战略性预测.渤海湾盆地作为中国东部陆上及海域伸展类盆地最重要也最典型的代表, 其数十年勘探和研究历程揭示了富生烃凹陷、大型油气系统和盆地动力学过程的内在联系.岩石圈伸展和裂陷的背景下, 盆地内隆坳分异的构造格架、快速沉降、高地温和异常高压系统提供了富生烃凹陷和大型油气系统形成的构造背景, 与古近系中晚期有利的古气候、古环境条件匹配形成了最有利生烃的超富养湖盆类型.根据多个富生烃凹陷的典型研究提出了大型油气系统形成的模式, 进一步分析了富生烃凹陷形成背景的多样性.值得指出的是, 目前所知西北地区大型叠合盆地中最重要的富生油凹陷, 如准噶尔盆地的二叠纪中央凹陷、塔里木盆地的满加尔凹陷可能都形成于伸展和裂陷背景下, 中新生代则以挤压、挠曲占优势.提出用当代盆地动力学和油气系统的思路与方法重新认识含油气盆地及其油气系统演化的动力过程, 进行新一轮基础性、区域性研究, 为发现新领域、找寻大油气田提供地质理论基础.