油气运移通道及其对成藏的控制

通过油气在地下岩石中运移通道空间类型的分析,指出孔隙、裂缝和孔隙—裂缝组合是油气运移通道的三种主要类型。据此提出油气在地下运移的三种基本输导层为连通砂体、断层和不整合面,它们在地下又可构成砂体—不整合面、砂体—断层、由不整合面—断层、砂体—断层—不整合面四种组合,成为油气运移的立体网络通道。油气运移通道类型控制着油气成藏模式。连通砂体输导层可控制地层超覆、岩性尖灭、断层遮挡油气藏的形成;不整合面、不整合面—砂体组合、断层—不整合面组合构成的输导层可控制基岩风化壳油气藏的形成;断裂、砂体—断层组合、砂体—断层—不整合面组合构成的输导层可控制断块、背斜、构造—岩性和断层—岩性油气藏的形成。     

油气成藏动力学研究方法与应用

油气成藏过程的动力学研究是以一期油气成藏过程中从油气源到油气藏的统一动力环境系统为单元,定量研究油气供源、运移、聚集的机理、控制因素和动力学过程。以此为基础有望解决油气成藏定量的动力学研究中的几个关键问题。输导层概念的提出及砂岩输导层模型基本工作程序的建立,形成了可以利用通常的物性参数进行输导层量化表征的方法,实现了对油气运移通道的量化表征; 采用断层连通概率的概念对各种参数表征断层开启性的能力进行比较和评价,探讨了各种地质参数的有效性和代表性,建立起了断层启闭性表征参数的评价方法; 采用数值模拟方法,耦合运聚动力与输导体系,实现成藏系统内油气运移过程的模拟分析; 以运移途中烃损失量估算为基础,建立新的物质平衡方法,以模拟获得的运移路径为线索,评估油气在研究不同方向上的运移聚集量,展现油气运移的路径特征、运移方向及运移量,初步形成了以油气成藏动力学成因为基础的油气资源预测方法。     

柴西南昆北断阶带油气运移特点

本文在分析昆北断阶带油气运移输导层基本特点的基础上,结合油气显示的分布特点分析,对昆北地区油气运移特点进行了分析和预测。基岩顶面不整合是昆北断阶带油气的主导输导层。受印支期的长期风化剥蚀,昆北地区普遍发育基岩风化壳,从而形成广泛的不整合输导层。不整合输导层由古近系底砾岩和基岩风化层两部分构成,在不同井区可表现出单通道或双通道等不同输导特点。从宏观上看,油气从昆北油源断层爬上昆北断阶带后主要通过不整合进行横向扩展运移,不整合输导层的构造形态导致油气优先沿不整合输导层的构造脊线进行优势运移,当遇到不封闭断层时,则发生沿断层面向上调节运移或顺沿断层面进行横向运移。昆北地区断层侧向封闭性普遍较强,而NNE、NE走向的断层垂向封闭性弱,成为调整油气向上或改向运移的重要通道。除底砾岩外,昆北地区古近系砂层输导油气的范围有限,只有与断层和基岩不整合输导层有接触的砂层才起到局部的输导作用。因此,昆北地区油气主要集中分布在基岩不整合和断层附近。     

柴北缘油气运移优势通道特征及其控油气作用

油气运移优势通道研究对于追踪油气运移方向和预测有利勘探目标具有重要意义, 在对柴北缘地区输导层砂体展布、主要成藏期古流体势、断层倾角和区域盖层分割槽等地质条件综合研究的基础上, 分别阐述了级差优势、流向优势、流压优势和分割槽优势等4种类型优势通道的分布特征以及对油气运移的单因素控制作用, 然后进行多因素叠加, 综合分析在4种优势通道共同作用下柴北缘地区的油气优势运移方向, 进而优选勘探目标.结果表明: 冷湖-南八仙构造带具有阿尔金斜坡、赛什腾、鱼卡-南八仙3个大规模沉积体系的级差优势通道, 同时流压优势通道、分隔优势通道和流向优势通道分布范围广, 并且处于昆特依凹陷和伊北凹陷油气的运移指向区, 使得该构造带成为最有利的油气聚集带, 其次是鄂博梁Ⅰ号-葫芦山构造带; 冷湖七号东、西高点深层构造和葫芦山构造为最有利的勘探目标, 有望取得新的突破.      

塔里木盆地阿克库勒凸起油气输导体系类型与演化

阿克库勒凸起受多期构造叠加影响,具有长期生烃、多期供烃的烃源特征,油气输导体系复杂。在分析输导路径、输导能力及作用的基础上,将输导系统分成断裂型、不整合型、输导层型及复合型4类。利用地震和钻井资料恢复古构造格局,分析输导体系的演化及配置关系,认识油气运移的动态过程,指出区域性深大断裂是油气垂向运移的主要通道,而输导层和不整合面(中-下奥陶统顶面、奥陶系顶面和志留系顶面)的叠置是油气侧向运移的关键因素,并且油气成藏关键时刻输导体顶面的几何形态,尤其是古构造脊线的展布特征,决定了油气优势运移的方向和路径。由断层—不整合面—岩溶网络组成的"层—面—网"复式输导系统相互匹配,沿构造脊线呈立体网状阶梯式运移是研究区油气输导体系最鲜明的特点。     

根据构造脊和地球化学指标研究油气运移路径: 以东濮凹陷濮卫地区为例

以往关于油气运移路径的认识, 多是基于微观尺度上的物理模拟实验, 或是利用计算机模拟进行的, 而对油气运聚单元尺度的油气运移路径的确定研究还相对较少.以东濮凹陷濮卫地区为例, 从砂体和断层要素研究出发, 分析油气的优势运移通道, 结合生烃灶和油气的分布, 对优势运移通道的有效性进行评价, 进一步结合含氮化合物指标, 识别实际发生油气运移的路径.研究表明, 构造脊分析与地球化学指标追踪相结合可以较准确地识别油气运移路径, 砂体顶面构造脊和断层断面脊是油气运移的优势通道, 其能否成为运移路径, 以及作为运移路径运载量的多少则取决于生烃灶总烃量.濮卫地区油气沿断面脊纵向运移为主, 洼陷内部和濮城构造东翼斜坡带沿砂体顶面构造脊的横向运移次之, 含氮化合物指标分析表明该区大多数构造脊均为实际的油气运移路径.      

断裂带油气幕式运移:来自物理模拟实验的启示

断裂结构对油气运移的影响是当前油气输导体系研究的前沿与薄弱环节。本文在调研断裂结构及其流体流动机制的基础上,利用物理模拟实验研究断裂带油气幕式运移过程,探讨断裂带油气运移机理及相关问题。实验结果表明,断裂内部结构控制着油气运移的路径和方式,含油饱和度在一定程度上影响油气运移的路径;破碎带是油气幕式运移的优势通道,且油气聚集成藏的潜在圈闭为位于油源断裂主动盘一侧的圈闭。单次幕式充注过程中运移量与时间之间的对数型关系表明,流体沿断裂幕式运移具有非线性流的特征,且流动速率可能介于一个相对固定的范围,其数量级约为10~2~10~3m/a;流体沿断裂幕式流动过程包含高速非线性流、过渡流动机制和线性达西流3种流体流动机制,其间的相互转换是一个多物理场相互作用的复杂过程。此外,断层体油气藏的形成条件为油气沿断裂运移时,运移动力与阻力在断裂带内达成平衡状态。     

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.      

东营凹陷牛庄—王家岗区块输导层油气运移初值三维重建方法与应用

输导层油气运移初值的三维重建是衔接排烃史三维模拟和人工智能运聚模拟的模块,是为了解决在排烃史三维模拟之后油气从烃源岩层运移至输导层的路径和数量,同时为人工智能运聚模拟做输烃量的预分配。该方法对于模拟自生自储油气藏和透镜体油气藏具有特别的优势,同时,所提出的方法综合考虑了岩相变化、断层和流体势对油气运移初值三维重建的影响,即通过流体势差值、岩性和断层性质判断油气的运移方向,并根据流体势差值所占比例、岩性和断层性质的差异来分配油气输导的比值。应用该方法在地质体的三维角点网格模型的基础上,对东营凹陷牛庄-王家岗区块进行了输导层油气运移初值的三维重建并获得了较好的模拟结果。模拟结果显示该区块从沙四上亚段沉积末至现今有14.0%的油滞留在烃源岩中,运移出来的油中有98.4%的油向上运移至输导层,0.065%的油向下运移至输导层,1.535%的油侧向运移至输导层。     

廊固凹陷奥陶系潜山不整合输导特征与油气优势运聚方向

不整合是廊固凹陷奥陶系潜山油气运移的重要输导通道和聚集部位,研究不整合分布及其输导特征对明确该区油气优势运移方向以及寻找有利勘探目标具有重要意义.以廊固凹陷奥陶系潜山顶面不整合的类型及分布规律、纵向结构特征为基础,对潜山顶面不整合的输导性和有效性进行了分析;利用钻井、测井、岩芯等资料对半风化岩石层进行了精细解剖,明确了主力输导通道分布和渗滤空间类型;在明确不同类型不整合展布规律后结合数值模拟确定了油气优势运移方向和潜在有利勘探区.研究结果表明,河西务潜山带奥陶系顶面不整合具有4种接触关系、2种运移通道,组合形成4种油气运聚类型,其中石炭系—二叠系覆盖的褶皱区最有利于油气聚集成藏.不整合半风化岩石层的渗滤通道类型南北具有差异性,南部岩溶发育,以溶蚀缝洞为主,北部以晚期构造缝为主.纵向上,垂直渗流带和水平潜流带是不整合岩溶带中的优势运移通道.平面上,不整合输导脊是油气的优势运移路径,位于其上的构造高点是油气聚集的有利区,杨税务南潜山和中岔口潜山是下一步油气勘探的潜在目标.     

济阳坳陷临南洼陷油气运聚方向与分布规律

构造应力场、流体势、断面形态特征及其与输导层产状的匹配关系对油气运聚有显著影响。研究结果表明：济阳坳陷临南洼陷油气优势运移方向表现为自生油洼陷向周边,以近SN向运移为主,至临商、夏口断裂带,则上盘的断裂凹面处、断面的凸脊、下盘的断裂凸面处及输导层与断面形成的构造脊是油气运移和汇聚的优势通道和方向;油气藏分布整体表现为沿着油气优势运移通道与方向“顺藤结果”、“沿枝开花”的格局;断裂的侧向封堵性导致临南地区不同位置的含油性差异,构造样式的差异性导致不同盆地结构单元的成藏模式不同。     

Dynamic Field Division of Hydrocarbon Migration,Accumulation and Hydrocarbon Enrichment Rules in Sedimentary Basins

Hydrocarbon distribution rules in the deep and shallow parts of sedimentary basins are considerably different, particularly in the following four aspects. First, the critical porosity for hydrocarbon migration is much lower in the deep parts of basins: at a depth of 7000 m, hydrocarbons can accumulate only in rocks with porosity less than 5%. However, in the shallow parts of basins (i.e., depths of around 1000 m), hydrocarbon can accumulate in rocks only when porosity is over 20%. Second, hydrocarbon reservoirs tend to exhibit negative pressures after hydrocarbon accumulation at depth, with a pressure coefficient less than 0.7. However, hydrocarbon reservoirs at shallow depths tend to exhibit high pressure after hydrocarbon accumulation. Third, deep reservoirs tend to exhibit characteristics of oil (–gas)–water inversion, indicating that the oil (gas) accumulated under the water. However, the oil (gas) tends to accumulate over water in shallow reservoirs. Fourth, continuous unconventional tight hydrocarbon reservoirs are distributed widely in deep reservoirs, where the buoyancy force is not the primary dynamic force and the caprock is not involved during the process of hydrocarbon accumulation. Conversely, the majority of hydrocarbons in shallow regions accumulate in traps with complex structures. The results of this study indicate that two dynamic boundary conditions are primarily responsible for the above phenomena: a lower limit to the buoyancy force and the lower limit of hydrocarbon accumulation overall, corresponding to about 10%–12% porosity and irreducible water saturation of 100%, respectively.     

准噶尔盆地车排子凸起沙湾组油藏输导体系研究

新近系沙湾组是准噶尔盆地车排子凸重要的油气富集层位。在对沙湾组油藏分布、油性进行分析的基础上,结合前 人研究成果,将沙湾组油气的成藏过程分为两个阶段：古油藏阶段和次生调整阶段,并分别论述各阶段的输导体系及其时 空组合关系。古油藏阶段主要发育白垩系底部不整合面和红车断裂带同生逆断层组成的输导体系,研究区北部的白垩系底 面不整合有效输导厚度大,向西逐渐减薄为0;同生逆断裂是控制红车断裂带发育演化的主干断裂,形成时间早,断距 大。次生调整阶段则发育有沙湾组一段底部砂体、红车断裂带后生正断层、艾卡断裂带、凸起之上新近系张性断裂组成的 输导体系,沙一段砂体在凸起之上分布广泛,沉积连续而稳定,呈“毯状”自南向北逐渐减薄,做为最底部的砂体层,是 该阶段主要的横向输导体系;新近纪末期红车断裂带发育了一期正断裂,断裂活动强度大且规模较大,凸起之上则发育一 期与红车断裂带后生正断层同期形成的新近系正断层,凸起南部四棵树凹陷的艾卡断裂活动期长、断距大、延伸远,这些 断层构成了次生调整阶段的纵向输导体系。利用运移通道指数（MPI） 及颗粒荧光定量分析（QGF） 分别预测了白垩系底 不整合面及沙一段毯状砂体的优势运移区。平面上将运移通道指数在0.3以上的区域作为不整合输导层的优势运移区,将 QGF指数值大于3.8的区域作为沙一段毯状砂体的优势运移区。通过分析多套输导体系在油气成藏的不同阶段的空间组合以 及油气分布与输导体系的关系,明确了输导体系对油气成藏的控制作用,预测609井区具备油气输导的有利条件,可作为 下步勘探目标区。     

地壳中的热流体活动与油气运移

地壳中的热流体活动实际就是地壳流体作用，是最近十多年来才被认识到并发展起来的前沿科学。地壳流体起着传输能量和搬运物质的作用，是地壳中最活跃的一种营力，直接影响和控制着整个地壳的构造、沉积、成岩和成矿等作用。通过对地壳流体的研究可能产生全新的地质科学理论。油气运移是发生在沉积盆地中的热流活动，它贯穿在整个油气的生成、运移、聚集和散失过程中，直接控制着油气藏的形成并影响着盆地中的构造活动和成岩作用。研究油气运移可以为研究整个地壳流体提供一个窗口和借鉴。不连续的幕式排烃机理可以使人们联想到地壳深部的变质流体也可能呈幕式活动并产生幕式的构造运动。在深部流体活动的作用下有必要对石油的无机成因学说、热降解机理和深盆热水运移等问题重新进行评估。     

西湖凹陷杭州斜坡构造差异及其对成藏的影响

杭州斜坡是西湖凹陷油气勘探的新区,构造特征的研究是开展石油地质条件研究的基础。通过对杭州斜坡的结构、主控断裂的演化及其对油气运移控制作用的分析,探讨了斜坡结构差异及其对油气成藏的影响。研究结果表明:杭州斜坡分为北段、中段和南段三个部分,中段断层走向为北北东向,单个断层的延伸长度小但数量多,存在倾向东和倾向西的顺向断层和反向断层。迎翠轩主断裂在平湖组沉积时期持续活动,杭州斜坡中段在平湖组中段下部沉积时期断层活动最强,最大落差达800 m。迎翠轩主断层走向变化、断层两侧砂岩含量和岩性反演结果表明,杭州斜坡中段断层上升盘的砂体发育程度较北段差,封堵性优于北段。关键成藏期(23 Ma和12 Ma)杭州斜坡中段处在有利的油气运移通道之上,迎翠轩主断裂中段在15 Ma后基本不活动,有利于下降盘的油气聚集。     

深层—超深层碎屑岩储层非均质性特征与油气成藏模式

深层—超深层地质条件下,储层的孔渗物性特征和流体动力连通关系决定了油气在储层中的流动状态,这也就决定了油气运移的动力条件和聚集成藏的机理与过程。本文基于对深层—超深层碎屑岩储层结构非均质性的研究,认识深层—超深层油气运聚成藏机制和过程,总结油气多期复合成藏模式,探索深层—超深层油气分布规律。碎屑岩储层普遍存在强烈的非均质性,受到沉积结构构造及成岩作用控制,表现出空间结构性特征,在埋藏至深层—超深层的过程中经历了差异性的成岩演化和油气充注。结构非均质性储层中的油气总体向上倾方向运移,受储层中砂体分布、隔夹层结构以及连通方式的影响,油气运移路径的分布极不均匀,在储层中任何部位都可能聚集,并可能继续运移到有利圈闭中富集。在深埋过程中,多期多幕的构造变动促使深层—超深层储层中已聚集的油气向着上倾方向运移调整,或沿着断裂向上运移调整至中—深层与之相关的有效储层中运移、聚集。深层—超深层勘探具有更为广泛的目标选择,洼陷区和斜坡区都可能成为有利勘探区域。现实的深层—超深层油气勘探新领域包括：构造高点油气藏向供源方向的拓展,深层—超深层烃源由断裂调整至中深层—超深层的次生油气聚集,深层—超深层与油气源...     

高邮凹陷马家嘴地区油气差异分布的影响因素分析

根据现代油气成藏理论,从分析原油成因和油气分布规律出发,结合油源对比结果,对高邮凹陷马家嘴地区油气差 异性分布的影响因素进行了分析。结果表明：马家嘴地区以断层－岩性油藏为主,主要沿真②断层和汉留断层分布有两类 原油,均来自异地的邵伯次洼阜四段烃源岩,油气充注期都为始新世中、晚期;原油类型分带分布并非是不同源或同源不 同运移期所致,而主要为运移路径不同所致;真②断层和汉留断层控制了油气主运移通道,且前者输导油气能力较强,造 成了沿真②断层分布的油藏成熟度整体低于沿汉留断层分布的油藏;在沉积微相的控制作用下,离断层稍远的物性较好的 扇中和扇端的含油性普遍好于靠近断层的物性较差的扇根;断层产状、砂体尖灭方向和地层走向的配置关系决定了断层－ 岩性油藏的充满度。     

东营凹陷流体超压封存箱与油气运聚

东营凹陷古近系由于压实不均衡和生烃作用导致超压的广泛发育,这些发育程度不同的超压体系可以构成不同级别的超压封存箱系统,控制着油气的运移和聚集。东营凹陷超压封存箱中的地质地球化学特征显示封存箱可以划分为三部分:箱缘成岩地带(封隔层),对油气起着封闭作用;烃类的有利释放带,其中超压得到一定程度释放,烃类较大程度上排出,可以称为排烃的高峰带;烃类滞留带,该带中超压未能得到很好释放,烃类也多滞留于其中,为排烃的不利地带。幕式排放是超压封存箱排液的一种重要排液方式,存在“压力幕”和“构造幕”两类方式。“构造幕”的机制是外部构造活动的破坏,其排烃方式主要是沿着断裂面及构造裂缝运移;“压力幕”的机制是超压体系内部“剩余”能量的积累和释放,其排烃方式主要是沿着压裂形成的微裂缝排放。在发生幕式排烃作用的超压体系内,排烃效率、烃指数分别较上下层段明显增大和减小。幕式排烃具有的高能量、快运移的特征,使得其在油气勘探中具有重要的意义。东营凹陷可以划分为浅层的常压开放性流体动力学系统和中部的超压封存箱流体动力学系统两类流体动力学系统(排除深层滞留系统),分别对应常压开放性它源油气成藏动力学及超压封存箱型自源油气成藏动力学两类不同成藏机制。     

断裂输导体系研究现状及存在的问题

在前人研究成果的基础上,对断裂输导体系的内部结构、动力学机理、输导能力的控制因素、流体活动特征的识别、与其有关的优势通道等方面进行了综述.脆性断裂带内部的流体输导通道包括伴生裂缝、无黏结力的断层岩带和诱导裂缝3种类型,塑性断裂带只具有断裂伴生裂缝一种类型的输导通道.断裂带流体排驱的动力学机理包括突发性构造事件、超压与构造活动联控、超压主导和浮力驱动4种基本类型.气烟囱、沸腾包裹体、MnO等微量元素与包裹体均一温度异常等是判断或追踪断裂带流体活动特征的有效指标.与断裂输导体系有关的优势通道包括流向优势和断面优势两种类型,它们对油气的分布具有重要的控制作用.最后提出了断裂输导体系研究中存在的问题及进一步研究的方向.