南海高压气田泥岩盖层封闭机制、封气能力及演化过程——以莺歌海盆地X13高压气田为例

近期在南海莺歌海盆地勘探发现了高压大气田和一批含气圈闭,随着勘探的深入,高压领域(高压区、高压层系)天然气规模成藏和气水分布的复杂性日益凸显。利用钻井、地震和分析测试资料,对莺歌海盆地X13高压气田上中新统黄流组一段泥岩盖层的封闭机制、封气能力进行了研究,认为泥岩盖层存在物性封闭和泥岩滞排超压封闭两种封闭机制,并建立了相应的封气能力评价方法。X13高压气田泥岩盖层封气能力形成时间约在6.1Ma;3.6Ma时,X13高压气田构造-岩性圈闭形成,这也是天然气成藏的早期,储层、泥岩盖层为常压,泥岩盖层以物性封闭为主,盖层的排替压力大于储层剩余压力,因而具备了封气能力;1.8~0Ma,是天然气晚期成藏时期,储层、盖层已发育超压,泥岩盖层既存在物性封闭,也存在泥岩滞排超压封闭,泥岩盖层的排替压力与滞排超压之和大于超压储层的剩余压力,其中滞排超压发挥了主要的封气作用。较之天然气成藏早期,成藏晚期的盖层泥岩具备更好的封气能力。提出了"中部滞排欠压实-底部畅排压实型盖层—大型储集体组合"的圈闭(带)是高压领域天然气成藏富集区,这一认识对南海高压领域天然气勘探具有指导意义。     

莺歌海盆地莺歌海组二段泥岩盖层封闭性综合评价

通过实测莺歌海盆地莺歌海组二段泥岩盖层的排替压力,建立了盖层排替压力与声波时差的线性关系,进而提出了利用声波时差及地震速度资料求取排替压力的方法。接着,利用测井声波时差和地震速度资料,按等效深度法确定莺歌海组二段下部泥岩盖层的超压分布。综合考虑盖层累计厚度、排替压力、剩余压力、气藏内部压力、断裂对盖层破坏程度和天然气本身性质（比如流动黏度）,提出了盖层封闭能力综合评价指数,并据此对莺歌海组二段泥岩盖层综合封闭能力进行评价。结果表明：莺歌海组二段泥岩盖层封闭能力强的地区分布在乐东区大部、临高区南部及东方区东部到一号断裂之间的地区,一号断裂南段、东方区东部和北部地区则为盖层封闭能力较强的地区,研究区边部由于地层上倾出露地表,盖层封闭能力逐渐减弱。莺歌海组二段泥岩盖层封闭能力中等及以上地区可作为天然气的有效盖层;由现有气藏分布可知,莺歌海组二段泥岩盖层封盖能力良好,中深层的天然气保存条件优越。     

泥质岩盖层微观封闭能力的综合评价方法及其应用

在深入研究盖层微观封闭机理及影响封闭能力的主要因素基础上，选取盖层／储层排替压力差、异常孔隙流体压力和异常含气浓度作为泥质岩盖层微观封闭能力的三个主要评价参数。通过对其划分等级，赋予权值，利用加权法求取泥质岩盖层微观封闭能力的综合评价权值大小，建立了一套泥质岩盖层微观封闭能力的综合评价方法，并对琼东南盆地各构造单元梅山组泥岩盖层微观封闭能力进行综合评价。结果表明，梅山组泥质岩盖层在各构造单元均具有     

泥页岩盖层研究进展:类型、微孔特征与封盖机理

泥页岩作为一种重要的油气盖层,其封盖性对油气成藏特别是古老深层油气成藏具有重要意义。本文系统总结了泥页岩盖层的类型、微观孔隙特征及封盖机理方面的最新研究成果。根据矿物组成和结构特征,将泥页岩盖层分为粉砂质泥岩、钙质泥岩、硅质泥岩和碳质泥岩4种类型;泥页岩孔隙往往是纳米尺度,主要分为石英颗粒边缘粒间孔、草莓状黄铁矿粒间孔、黏土矿物层间孔缝和有机质孔4种类型,且随着地层时代变老,微孔尺度逐渐变小,碎屑颗粒粒间孔不断减少,有机质孔在整个微孔体系中的主导地位更为突出。基于泥页岩盖层类型及孔隙特征建立的微孔系统结构模型,将微孔系统划分为主干孔缝、次级孔隙和孤立孔隙三部分。模拟实验结果表明,亲水性和亲油性界面的不均匀散布是流体作用复杂性的内因,也是导致突破压力增大的重要因素。烃浓度封闭机理可能是不存在的,真正对气藏进行封盖的是上覆致密盖层,它依靠毛管封闭对下伏气藏进行封闭,同时超压与封盖能力之间具有定量关系。     

鄂尔多斯盆地榆林地区山西组泥岩封盖能力研究

油气在圈闭中富集成藏的过程中,盖层的封盖能力是重要的控藏因素之一.泥质岩盖层封盖质量的好坏主要反映在宏观展布面积、厚度和微观封闭能力的强弱两个方面.通过对泥岩岩性、成岩演化、厚度及其排替压力等参数来评价榆林地区山西组泥岩盖层封盖能力.研究结果显示,榆林地区山西组泥岩的封盖能力相对较好,并与山2段内产气井的分布显示较好的相关性,表明山西组泥岩对榆林气田的保存起到重要作用.     

莺歌海盆地高温高压盖层封盖能力定量评价

莺歌海盆地是我国南海重要的新生代含油气盆地,随着浅层常压层系天然气开发程度的逐渐提高,中深层高温高压层系成为天然气勘探的主要目标,超压背景下盖层封闭的有效性受到广泛关注.近年来,不同学者针对莺歌海盆地盖层进行了大量的研究,但是对高温高压的气藏盖层的封闭机理、破坏条件及其定量评价仍存在一定的问题.通过对莺歌海盆地中深层高温高压层系盖层进行系统的分析,明确盖层的封闭机理为毛细管封闭和水力封闭.利用泥岩盖层排替压力、声波时差及孔隙度之间的关系,对莺歌海盆地区域性盖层的毛细管封闭能力进行预测.莺歌海盆地中深层盖层普遍具有较强的毛细管封闭能力.因此,超压诱发的水力破裂是油气多层位聚集的根本原因,进而提出了盖层水力破裂压力系数定量评价盖层水力破裂风险性.评价结果显示,盖层发生水力破裂与底辟构造活动具有明显的相关性,盖层水力破裂风险由底辟中心向外围逐渐减弱.位于莺歌海盆地斜坡近凹带,且紧邻乐东三大底辟的LD-B区块是油气富集的有利区域.      

长岭断陷深层天然气盖层特征研究

盖层作为天然气藏的重要组成部分,不仅控制着天然气在空间上的分布,而且控制着天然气的富集。此前关于深层天然气盖层的研究主要侧重于对区域性泥岩盖层,但长岭断陷深层天然气除了被泥岩封盖外,还有一部分被火山岩自身封盖,火山岩盖层还没有被全面系统地认识。前人对长岭断陷天然气藏封盖保存条件的研究工作开展的甚少。本研究通过对该盖层类型及分布特征、微观封闭能力以及封盖能力综合评价及研究,探讨长岭断陷深层盖层发育特征及对天然气空间分布与富集的控制关系。     

辽河盆地东部凹陷天然气盖层评价

辽河盆地东部凹陷为辽河盆地三大凹陷之一，位于辽宁省境内的下辽河平原。本文通过东部凹陷盖层类型，岩石学特征与盖层品质的关系，压实作用对盖层封盖性能的影响及火山岩盖层封盖性能分析，指出东部凹陷虽缺乏区域性盖层，但局部盖层十分发育，其中火山岩是最好的盖层，不同层次的泥岩盖层变化较大，主要形成期为中深层的突变压实阶段和紧密压实阶段，浅层火山岩的发育弥补了泥岩的不足，并根据泥岩盖层与储层的匹配关系研究指出:“东部凹陷浅层是差的盖层匹配好储层，深层则相反”。从泥岩盖层角度出发认为中深层应是大中型气藏形成的有利场所，浅层则是小型气藏发育的有利部位，但本区封盖性能很好的火山岩发育，使其为主的盖层，增加了浅层形成较大型气藏的可能，从而打破了以泥岩盖层为主的纵向天然气分布格局，同时通过东部凹陷不同层位、不同深度层次泥岩盖层突破压力分布特点，结合火山岩分布特征，指出了本区下部勘探方向。     

渤海湾盆地石炭二叠系盖层及其沉积控制

在对渤海盆地石炭一二叠系盖层泥岩特征观察的基础上，通过对粘土矿物含量的相对定量分析及孔隙度、渗透率的统计分析，结合沉积控制，评价了该区盖层泥岩的封闭能力：结果表明，渤海湾盆地上、下石盒子组盖层泥岩分布范围广，保存完整，湖泊相和泛滥平原相泥岩具有较好的封闭性，可作为区域盖层，下石盆子组盖层泥岩的孔隙度和渗透率又明显低于上石盆子组，封盖性更好；太原组和山两组的泻湖相和三角洲平原相发育的泥岩也作为局部盖层。泥岩的异常压力封闭是该区盖层研究的重点。     

库车坳陷下第三系盖层封闭特征及其对油气成藏的控制作用

库车坳陷下第三系泥岩盖层不仅厚度大，而且分布广泛，具有较强的毛细管，超压封闭能力和较弱的抑制烃浓度封闭能力，综合评价认为，克拉苏，东秋立塔克和依南构造为好封盖能力区，由此向南封盖能力依次变差。下第三系泥岩盖层的分布控制着白垩系油气的分布，天然气藏分布于好封盖区内，油气藏则分布于中等封盖区内。下第三系泥岩盖层封闭能力形成时期晚于三叠纪和侏罗纪烃源源的大量排油期，不利于封闭油进行大规模运聚成藏，但早于三叠纪和侏罗纪烃源岩的大量排气期，有利于封闭天然气进行大规模运聚成藏。     

泥岩盖层对各种相态天然气封闭能力综合评价方法探讨

在深入研究泥岩盖层对各种相态天然气封闭机理及影响因素的基础上,选取天然气通过泥岩盖层的渗滤速度,异常孔隙流体压力或孔隙水通过泥岩盖层的渗滤速度,异常含气浓度或天然气通过泥岩盖层的扩散速度作为主要评价参数,通过对其加权平均建立了泥岩盖层对各种相态天然气封闭能力的综合评价方法,并将其应用于松辽盆地大庆长垣以东地区深层泉一,二段泥岩盖层的综合评价中,其结果与该区深层天然气勘探成果十分吻合,充分证明了该方     

莺歌海盆地天然气运聚成藏条件与分布富集规律

油气勘探实践表明莺歌海盆地的天然气形成、分布及保存均与底辟区超压体系密切相关。文章根据地震、测井及地质资料与钻探成果，系统地分析总结了莺歌海盆地天然气生成、运聚及富集成藏特征。研究表明，莺歌海盆地天然气分布往往具有浅层气田沿中央泥底辟带分布、中深层岩性气藏分布于底辟构造翼部的特征，且具有"流体超压驱动、底辟裂缝输导、重力流扇体储集、高压泥岩封盖、天然气幕式脱溶成藏"的运聚成藏及富集规律。      

影响盖层质量和空间分布的地质因素分析

盖层质量和空间分布是盖层封盖油气能力评价的两个主要内容。本文在总结前人工作的基础上，对影响盖层质量和空间分布的影响因素进行了全面分析，认为作为盖层最好的岩性是膏盐和泥岩，其次是粉砂质泥岩，最差为泥质粉砂岩；泥质岩盖层只有处于晚成岩阶段Ａ亚期前后，其封闭能力最强；形成盖层的最有利环境是盆地相、陆棚相、半深湖－深湖相、蒸发台地相和咸化泻湖相，其次是滨浅湖相、湖坪和前三角洲相，最差为三角洲平原相、河流相     

澳大利亚加里里盆地煤层气控气因素及富集区预测

加里里盆地为澳大利亚东部主要的含煤盆地,也是其煤层气勘探开发的主要区块。通过煤质特征、气源条件、构造演化、盖层条件和水文条件等对煤层气富集的主控因素和富集区进行研究。结果表明,该区煤质及生气能力相当,白垩纪中期煤层开始持续生气;白垩纪晚期的区域构造抬升使气藏遭到破坏;扇三角洲主扇体间的局部泥岩相对发育,可形成良好盖层;靠近盆地中心存在地层水滞留区,地层水矿化度高,氯化钙型为主,对煤层气保存有利,含气量和氮气组分也显示含气性变好。因此,良好局部盖层的发育和滞水环境是该区煤层气富集的主控因素;Hulton-Road构造东北、Marathon单斜以东区域及中部Berly突起以北部分区域煤层的富气条件好,是煤层气的富集区。      

海拉尔盆地泥岩盖层演化过程及封盖机理探讨

文章从海拉尔盆地泥岩成岩及有机质成烃演化出发，研究了泥岩形成有效盖层的历史，提出了位于油气大规模形成期前或成熟初期的泥岩处于埋深８００～１５００ｍ时为最优封盖期（ＧＳＴ期）。利用盆地泥岩盖层的埋深并结合其它地质资料，由ＧＳＴ期观点评价了海拉尔盆地中两套区域性盖层目前的有效封盖性。最后对盆地中处于不同演化阶段的泥岩盖层的封盖机理进行了探讨，指出该盆地泥岩盖层具３种封闭机理。     

利用异常压力系数评价超压实泥岩盖层压力封闭能力方法及其应用

在深入分析超压泥岩盖层压力封闭机理及其能力的基础上，通过超压泥岩盖层异常孔隙流体压力及异常压力系数的计算，探讨了利用其异常压力系数大小评价超压泥岩盖层的压力封闭能力方法，并将其应用松辽盆地三肇地区青山口组泥岩盖层的压力封闭能力的评价中，该方法不仅能定量评价盖层的压力封闭能力，而且可以把盖层的压力封闭能力的评价扩展到平面上。     

石柱地区建深1井志留系超压顶封层的封闭机制

石柱复向斜地区建深1井志留系地层钻遇超压,压力系数为1.75~2.00,且全层段含气.地层中超压形成和保存与盖层封闭的有效性密切相关.在对超压层段泥岩压实特征以及埋藏史、热史、生烃史研究的基础上分析欠压实、生烃、构造挤压及其他增压机制在志留系超压形成所起的作用,其中早三叠世至侏罗纪末期干酪根和液态烃裂解生气作用引起的流体体积膨胀是本区超压形成的主控因素,生气作用终止后无重要的增压事件发生.早白垩世以来的构造抬升作用导致大量溶解态天然气从地层水中出溶,并聚集于孔喉半径较大的粉砂岩层中.志留系顶部超压顶封层中泥岩和粉砂岩频繁出现互层,因而形成多个含气粉砂岩薄层.垂向上各个气水界面的毛细管作用力具有可叠加性,增强了顶封层对超压的封闭能力,使本区志留系地层中的超压保存至今.     

济阳坳陷浅层天然气的盖层特征及保存条件的综合评价

盖层是天然气聚集成藏的必要条件。本文通过对天然气盖层的微观特征分析认为：济阳坳陷浅层天然气的盖层为低压突破型，根据孔隙结构参数之间的相关分析，提出了浅层天然气的泥岩盖层的分级标准，同时结合气藏的宏观地质特征及盖层的影响因索，从动态平衡的角度提出了盖层有利区块的选择应具备微观封盖质量好，泥岩厚度大，分布稳定，构造裂缝不发育等条件，并以此对济阳坳陷上第三系部分气田的保存条件进行了综合评价。     

气藏盖层封气能力评价方法的改进及应用——以我国46个大中型气田为例

通过统计我国46个大中型气田得到盖层厚度、排替压力、断裂对盖层破坏程度、气藏压力和天然气粘度是影响我国大中型气田盖层封气能力的主要因素。根据这5个主要因素与盖层封气能力作用关系,改进了气藏盖层封气能力评价方法,利用此方法对我国46个大中型气田盖层封气能力进行了评价,结果得到我国46个大中型气田盖层封气能力等级以差为主,其次是中等封盖保存能力的大中型气田,再次是好封盖保存能力的大中型气田,最少为较好封盖保存能力的大中型气田。通过我国46个大中型气田盖层封气能力与其储量丰度之间关系研究得到,二者之间为正相关关系。中等盖层封气能力的大中型气田平均储量丰度最高;其次是较好盖层封盖保存能力的大中型气田;最低的是好和差盖层封盖保存能力的大中型气田。这表明盖层封气能力并不是我国高储量丰度大中型气田形成的唯一主控因素,其储量丰度高低还要受到其它成藏条件的制约。     

石柱地区建深1井志留系超压顶封层的封闭机制

石柱复向斜地区建深1井志留系地层钻遇超压, 压力系数为1.75~2.00, 且全层段含气.地层中超压形成和保存与盖层封闭的有效性密切相关.在对超压层段泥岩压实特征以及埋藏史、热史、生烃史研究的基础上分析欠压实、生烃、构造挤压及其他增压机制在志留系超压形成所起的作用, 其中早三叠世至侏罗纪末期干酪根和液态烃裂解生气作用引起的流体体积膨胀是本区超压形成的主控因素, 生气作用终止后无重要的增压事件发生.早白垩世以来的构造抬升作用导致大量溶解态天然气从地层水中出溶, 并聚集于孔喉半径较大的粉砂岩层中.志留系顶部超压顶封层中泥岩和粉砂岩频繁出现互层, 因而形成多个含气粉砂岩薄层.垂向上各个气水界面的毛细管作用力具有可叠加性, 增强了顶封层对超压的封闭能力, 使本区志留系地层中的超压保存至今.