油气优势运移通道的类型及其物理模拟实验研究

地质分析和物理模拟实验证实地质条件下油气总是沿着浮力最大和阻力最小的的方向和通道运移,形成油气优势运移通道有5种基本模式:级差优势、分隔优势、流向优势、流压优势和断面优势。物理模拟实验结果表明油气运移实际通道只占输导层的1%~10%,但却运输了油气的绝大部分;输导层物性的差异、盖层沉降中心的偏移、流体动力、断层倾角及断层面几何形态控制了油气运移的优势通道;实际地质条件下油气运移所形成的优势通道是上述5种模式综合作用的结果。由于优势通道是大部分油气运移的实际路径,其研究对追踪油气来源、预测有利圈闭有着十分重要的作用。     

油源断裂内油气运移优势通道识别方法及其应用

为了研究含油气盆地下生上储式生储盖组合中油源断裂附近油气分布规律,在油源断裂内油气运移优势通道及其影响因素研究的基础上,通过确定油源断裂凸面脊和断裂填充物油气运移分布区,二者耦合建立了一套识别油源断裂内油气运移优势通道的方法,并将该方法应用于渤海湾盆地冀中坳陷廊固凹陷大柳泉地区沙三中亚段F3油源断裂内油气运移优势通道的识别中,结果表明：F3油源断裂内可识别出5条油气运移优势通道,其中4条油气运移优势通道分布在断裂南部,1条油气运移优势通道分布在断裂北部,与目前F3油源断裂附近沙三中亚段已发现油气分布在中南部和北部相吻合,表明该方法用于识别油源断裂内油气运移优势通道是可行的。     

油源断裂内油气运移优势通道识别方法及其应用

为了研究含油气盆地下生上储式生储盖组合中油源断裂附近油气分布规律,在油源断裂内油气运移优势通道及其影响因素研究的基础上,通过确定油源断裂凸面脊和断裂填充物油气运移分布区,二者耦合建立了一套识别油源断裂内油气运移优势通道的方法,并将该方法应用于渤海湾盆地冀中坳陷廊固凹陷大柳泉地区沙三中亚段F3油源断裂内油气运移优势通道的识别中,结果表明：F3油源断裂内可识别出5条油气运移优势通道,其中4条油气运移优势通道分布在断裂南部,1条油气运移优势通道分布在断裂北部,与目前F3油源断裂附近沙三中亚段已发现油气分布在中南部和北部相吻合,表明该方法用于识别油源断裂内油气运移优势通道是可行的。     

松辽盆地滨北地区扶杨储层油气优势运移通道

松辽盆地滨北地区具有一定的油气资源潜力,但勘探方向和目标不明,亟需开展油气运移方向的研究。通过对滨北地区影响油气运移方向的地质因素的分析,确定了盖层底面构造形态、砂体、断裂及水动力4种主控因素。通过对每种主控因素与油气运移方向相互关系的系统分析,采用单因素叠加和多信息叠合的方法分别定性和定量地预测了滨北地区扶杨储层的油气优势运移通道。结果表明,滨北地区扶杨储层主要发育两个优势通道方向,分别为自三肇凹陷北端沿绥棱背斜带向东北方向和自克山-依龙背斜带南部向其东北方向。这两个优势运移通道方向所指示的区域是油气勘探的有利区域,而通道上的圈闭则是有利的勘探目标。     

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.      

库车褶皱冲断带天然气成藏体系及有效运移优势通道

库车褶皱冲断带天然气成藏体系由侏罗系煤系烃源岩、侧断坡断层输导体系和侧断坡相关背斜构造圈闭构成.相对于走滑断层而言, 侧断坡断层是有效的天然气运移优势通道.研究表明, 侏罗系煤系生成的天然气通过侧断坡断层向上运移到白垩系巴什基奇克组侧断坡相关背斜的砂岩储集层聚集成藏, 异常压力的幕式泄压可能是油气运移的主要方式.克拉2、迪那2、迪那1和吐孜1等气田的发现是库车褶皱冲断带天然气成藏体系的有效体现.侧断坡相关背斜是库车褶皱冲断带天然气勘探的新领域.      

油气运移基础理论与油气勘探

在非均质地层中, 烃类的扩散流和体积流可以同时存在并可相互转换.扩散流有助于烃类从源岩中排出, 并通过流动方式的转变直接参与油气的聚集成藏.在致密泥岩层中, 扩散流和体积流的计算流速分别为4~18 m/Ma和3~15 m/Ma, 几乎没有差别, 说明泥岩中的流动也可以用达西公式来表述.虽然油气的浮力流和渗流都是地下多孔介质中的流动, 但油气在水中上浮不呈连续相流动.因此不要求也不能用达西公式表述临界运移饱和度和相对渗透率.优势运移通道和有效运移空间是2个不同的概念, 前者是指油气运移的主要方向, 后者是指地层中真正发生了油气运移的空间.大约有70%的油气藏位于优势运移通道上, 而在运载层中有效运移通道空间约占总孔隙空间的5%~10%.圈闭的封盖强度与闭合度有3种不同的组合类型, 它们是世界上油气分布的主控因素.根据研究和统计, 世界石油储量的半衰期约为29 Ma, 大油田的中值年龄约为35 Ma.根据烃类的微渗漏流量计算, 中-大型油气藏的平均自然年龄约为50~100 Ma.      

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。     

不整合运移通道类型及输导油气特征

在对不整合空间结构特征研究的基础上,提出了油气沿不整合运移的通道类型:宏观上,存在由不整合面之上底砾岩和不整合面之下半风化岩石两种高效运载层组合成的双运移通道型和单运移通道型两种通道类型;微观上,底砾岩连通孔隙、半风化岩石构造卸荷风化裂缝系统及溶蚀孔洞系统可作为油气运移的主要通道。通过对不整合面上、下岩石物性分析,认为半风化岩石“孔洞缝”系统较底砾岩连通孔隙有更高的输导油气的能力。研究结果表明,不同的运移通道类型具有不同的输导油气特征。在地史时期,构造裂缝系统和溶蚀孔洞系统一直是不整合输导油气的主要通道;对于软地层构成的不整合来说,开始应是卸荷、风化裂缝系统和底砾岩连通孔隙共同构成不整合输导油气的主要通道,当上覆沉积载荷达到一定程度后,主要是底砾岩连通孔隙起输导油气通道作用;对于脆硬地层构成的不整合来说,卸荷、风化裂缝系统和底砾岩连通孔隙一直是不整合输导油气的主要通道。     

油源断裂优势通道输导油气能力综合评价方法及其应用

为了研究断裂在下生上储式油气成藏中的作用,在油源断裂优势通道输导油气能力影响研究的基础上,利用油源断裂优势通道本身的发育特征和源岩品质,构建了油源断裂优势通道输导油气能力综合评价参数指标,建立了一套油源断裂优势通道输导油气能力综合评价方法,并将其应用于渤海湾盆地冀中坳陷留楚地区东三段储层10条主要油源断裂优势通道输导油气能力的评价中。结果表明,留楚地区东三段储层10条主要油源断裂共34条优势通道,其中:有8条输导油气能力综合评价等级为强,主要分布在北部留楚背斜区;有15条输导油气能力综合评价等级为中等,主要分布在留楚南背斜区;有11条输导油气能力综合评价为弱,主要分布在南部和东部边部地区。这与目前留楚地区东三段储层只在北部留楚背斜核部找到大量油、中部留楚南背斜找到少量油相吻合,表明该方法用于油源断裂优势通道输导油气能力综合评价是可行的。     

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。     

油源断裂油气成藏期优势通道输导能力综合评判方法及其应用

本文通过油气成藏期油源断裂不同部位古活动速率相对大小分布,确定其油气输导的优势通道。并基于优势输导通道的断裂古活动速率、古倾角、目的层古埋深和源岩古剩余地层压力等指标,建立了一套油源断裂在油气成藏期优势通道输导能力的综合评判方法。以渤海湾盆地冀中坳陷廊固凹陷为靶区,对大柳泉区块旧州油源断裂带在成藏期沙三中下亚段内的优势通道进行了厘定和油气输导能力综合评判。评判结果表明：旧州油源断裂6条分支断裂油气成藏期——沙二段沉积时期发育了10个优势通道,其油气输导能力以F₁和F₂分支断裂的6个优势通道输导油气能力相对较强,有利于油气运移,F₃、F₄、F₅和F₆分支断裂发育4个优势通道,其输导油气能力相对较弱,不利于油气运移。此评判结果与目前旧州断裂带附近沙三中下亚段内的油气分布现状相吻合,表明用此方法进行油源断裂成藏期优势通道的输导能力综合评判是可行性的。     

一种新的断裂破坏泥岩盖层程度的综合研究方法

为了研究含油气盆地断裂发育区断裂对盖层的破坏及对油气分布的影响,在前人研究的基础上,通过定义断裂综合封闭能力和泥岩盖层综合封闭能力,并计算两者比值,得到断裂对泥岩盖层综合破坏程度的计算方法。通过此计算方法建立了一套新的断裂对泥岩盖层综合破坏程度的研究方法,并将此方法应用于海拉尔盆地贝尔凹陷贝西斜坡呼和诺仁构造F5断裂对大一段泥岩盖层综合破坏程度的研究。结果表明:F5断裂对大一段泥岩盖层综合破坏程度在测点4、6、9、10、11处为较强—强级别,其他测点处均为较弱级别;在盖层受破坏程度较强的测点4、6、9、10、11附近,钻井的含油性为油气显示和无显示,其原因是盖层所受断裂综合破坏程度较大,油气保存程度较低;在盖层受破坏程度较弱的测点1—3、5、7—8、12—15附近,盖层所受断裂综合破坏程度较小,油气保存程度较高,井的含油性为工业油流和低产油流。F5断裂对大一段泥岩盖层的综合破坏程度评价结果与南二段油气显示关系相符,证明此方法用于断裂对泥岩盖层综合破坏程度研究是可行的。     

松性土新开挖河道动床冲刷模型设计方法

指出原状土与散粒体的起动流速、输沙率存在明显的差异,这使得新开挖河道动床冲刷模型设计方法与天然河道动床模型设计方法有所区别,也复杂得多。提出了新开挖河道动床冲刷模型的设计思想和设计方法,泰州引江河道动床冲刷模型论证了该方法的正确性,并认为该方法具有普遍意义。     

基于SGR算法的断层侧向封闭性评价方法改进及其应用

利用Yielding断层侧向封闭性评价方法预测油柱高度过程中,发现断层侧向封闭油气能力与油气分布呈现部分不吻合现象,经过深入研究表明:是由于未考虑断层侧向封闭油气下限以及封闭区域造成的。当断面上某一深度范围内最小断层泥化率(SGR值)大于断层侧向封闭油气下限时,整条断层在该深度范围内对油气具有侧向封闭能力,Yielding断层侧向评价方法可直接应用,其预测结果与油气吻合度较好;而当断面上某一深度范围内最小SGR值小于断层侧向封闭油气下限时,该点在封闭区域之外,按照Yielding预测方法可能会低估或高估断层的侧向封闭能力。为了更准确研究断层侧向封闭性评价方法,因此针对这种情况对断层侧向封闭评价方法进行了改进,并选取冀中坳陷文安斜坡断层型圈闭为例,利用改进后的断层侧向评价方法对断圈侧向封闭能力进行定量评价,结果表明:沙一段1~2号断圈的预测结果与井含油气性相吻合,表明该方法用于定量评价断层侧向封闭性是可行的,更正了Yielding评价方法低估或高估封闭断圈侧向封闭油气的能力,提高了断层侧向封闭能力预测的准确度。     

伊通盆地二号断层与西拉木伦河断裂带及油气的关系

利用重力、航磁、电法和地震资料,结合区域构造地质特征,对伊通盆地二号断层研究认为:二号断层是西拉木伦河断裂带向吉林省东部延伸的一部分。佳木斯-伊通地堑的左旋活动将西拉木伦河断裂带错断,在地堑内保留的西拉木伦河断裂带的一部分作为伊通盆地的基底断层。该断层继承性活动,断层两侧地层发生差异性沉降,逐渐演化为现今的二号断层。作为伊通盆地内一条最重要的同沉积断层,二号断层控制其上下盘地层的沉积和油气成藏。二号断层与其上盘构成陡坡断裂坡折带,控制上盘的沉积物分布;同时断穿基底,沟通下部双阳组和奢岭组的油气源。二号断层早期开启有利于运移油气,晚期盆地反转时封闭,对梁家构造带的油气藏保存起积极作用。     

沂沭断裂带及其近区的地震成因岩石新认识

将沂沭断裂带及其附近地区的地震成因岩石划分为四种类型,它们是具有地震成因构造的震积岩、震断层构造岩、震火山岩及隐爆地震角砾岩.前两类是构造地震的记录,而后两类是火山地震及隐爆火山地震的记录.由于震断层构造岩沿长期活动性断层分布,大多遭受了若干期强地震活动的改造,所以不易确定其最初的形成时期.因此,笔者重点对分布于沂沭断裂地震带及附近的其它三类地震成因岩石(包括震积岩、震火山岩和隐爆地震角砾岩)作了研究,论述了三类地震成因岩石的特征、时空分布、反映的地震作用机理及意义.认为:地震成因岩石不仅是强地震事件和激烈构造活动的记录;而且,因为由强地震形成的不同等级断层和裂隙构成了一个高渗透性的能够沟通不同深度石油和成矿流体的网络,所以深入研究地震成因岩石有助于完善大断裂地震带及近区的石油聚集与成矿理论.