松辽盆地宋站南地区扶杨油层运聚成藏机制及主控因素

通过油藏解剖和油成藏条件空间配置关系,对宋站南地区扶杨油层油运聚成藏机制和主控因素进行了研究,得到宋站南地区扶杨油层油主要来自青一段源岩。油源区内扶杨油层油运聚成藏模式为:三肇凹陷青一段源岩生成的油在超压作用下通过T2源断裂向下“倒灌”运移进入扶杨油层后,再在浮力作用下沿断裂向高断块圈闭进行短距离的运聚成藏。油源区外扶杨油层油运聚成藏模式为:三肇凹陷扶杨油层中的油在浮力作用下沿被断裂沟通的砂体侧向运移至宋站南地区,在断层上升盘圈闭中聚集成藏。油源区内扶杨油层油成藏主要受以下3个因素控制:①青一段源岩生成的油向下“倒灌”运移区控制着油藏形成与分布区域; ②T2源断裂控制着油运聚的部位;③断裂上升盘是油聚集的主要场所。油源区外扶杨油层油成藏主要受以下2个因素控制:① 位于运移路径上或附近的圈闭才能形成油藏;②断裂上升盘有利于油藏形成。综合上述研究可以得到油源区内T2源断裂附近和油源区外运移路径附近的断裂上升盘应为油勘探的有利目标。     

断层纵向输导与储层非均质性耦合控运模拟实验研究

在物理模拟实验的基础上探讨了断层输导能力与储层非均质性对油沿断层垂向运移和侧向分流的控制机理与模式。研究结果表明,断层输导能力与储层非均质性对油运移的控制本质上表现为“物性”（断层与储层渗透率比值）与“动力”对油垂向运移和侧向分流的耦合控制作用。两者对油的运移和纵向分布的耦合控制作用可概括为强输导能力断层-反韵律储层控运、弱输导能力断层-反韵律储层控运和强输导能力断层-正韵律储层控运3种模式。第一种模式中,油沿断层垂向运移的过程中不易侧向分流,油主要富集在直接位于区域性盖层之下的储层中;第二种模式中,油沿断层垂向运移的过程中较易侧向分流,油在纵向上各储层中均有一定的富集;第三种模式中,油沿断层垂向运移的过程中极易侧向分流,油大多富集在下部物性最好的储层中。     

砂岩孔隙介质内天然气运移的微观物理模拟实验研究

采用真实的砂岩微观模型,通过与实际地质状况较为相似条件下的气驱水运移实验模拟天然气在砂岩孔隙内的二次运移,直接观察了天然气在砂岩孔隙、喉道内运移的过程和特征,在此基础上,分析和探讨了真实砂岩孔隙介质中天然气的微观运移机理。研究发现,天然气运移路径的形态通常迂回曲折,表现复杂的分支状特征,而且气体只沿毛细管阻力最小的运移路径向前运移;受真实砂岩孔隙结构的非均质性和运移动力变化的影响,天然气运移的速率不均一,呈现出跳跃式的运移方式;在孔喉比相差较大的亲水介质中,气体的卡断现象较为普遍,卡断增加了气体运移的阻力,对天然气运移十分不利;外界突发性的振动能够增加天然气运移的有效性。     

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。     

碎屑岩输导层内油气运聚非均一性的定量分析

油气在以连通孔隙为流体储、流空间的碎屑岩输导层中的运移具明显的非均一性。在实际盆地中,输导层往往是非均质的,在宏观上表现为岩性、岩相在盆地范围内的频繁变化,在微观上则主要受粒度大小、胶结物含量、成岩作用等的影响。利用BasinMod所做的定量模拟试验发现,即便在宏观均质孔隙介质中,油气运移的动力也往往是非均一的,表现为受控于构造形态的空间变化。在非均质输导层中,运移动力的非均一性与所处的地质背景有关:在毛细管力梯度小于浮力梯度时,流体势的梯度方向与浮力梯度方向相同,油气运移仍沿浮力降低的方向进行;当毛细管力梯度大于浮力梯度情况下,流体势梯度方向发生改变,岩性变化带成为油气运移的封挡层。将数值模拟分析的认识应用于准噶尔盆地腹部侏罗系三工河组,在假设输导层侧向延伸性良好的条件下,分析了输导层油气运移路线,认为石西1井区、盆4井区及陆1井区等构造高部位为重要的油气运移指向区。     

鄂尔多斯盆地陇东地区延长组低渗透砂岩油藏成藏机理与成藏模式

低渗透油藏在国内外分布十分广泛,逐渐成为未来石油勘探开发的重要接替领域。与常规油藏不同,低渗透砂岩油藏具有以下特征：(1)含油饱和度低,与储层物性关系复杂;(2)油水关系复杂,无明显的油水界面;(3)大面积广泛分布,受构造高低控制不明显;(4)距离源岩越远,石油富集程度越差。陇东地区延长组低渗透砂岩油藏的成藏机理研究表明：低渗透砂岩储层排替压力较大,浮力很难驱动石油发生明显的运移,石油在优质烃源岩生烃作用产生的剩余压力驱动下,向上、向下连续充注进入邻近砂体,近源聚集,形成原生油藏;裂缝发育条件下,已聚集石油可在浮力驱动下沿裂缝进行垂向、侧向运移调整,远源成藏,形成次生油藏。综合石油成藏期次、裂缝特征及形成时间、储层孔隙演化史以及成藏动力演化等特征,建立了陇东地区延长组油藏的成藏模式：早期低熟油小规模充注模式、中期成熟油大规模充注成藏模式、晚期构造抬升调整成藏模式。其主要控制因素为源储大面积广泛接触奠定了低渗透砂岩储层石油富集的基础,优质烃源岩生排烃范围控制了原生油藏分布范围,裂缝发育特征控制了次生油藏分布部位。     

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。      

油气二次运移的驱动机制转换及其石油地质学意义——以牛庄洼陷及其南缘为例

含油气盆地内可以存在多个油气成藏动力系统,相应地油气二次运移的主要驱动机制也不尽相同。驱动机制转换是油气穿越不同成藏动力系统发生运移的动力学纽带,也是进行系统与系统间能量传递和油气运移规律的研究。基于地层流体压力、原油地球化学特征、油气显示和钻测井等资料,经过对济阳坳陷牛庄洼陷及其南缘地区古近系的油气成藏动力系统分析,发现在异常流体压力系统边缘存在着油气运移由超压驱动向浮力驱动的转换过程。在驱动机制转换过程中,烃类物质首先从超压驱动的油、气和水混相流体中分离,在油源断层附近的输导层内经历了短暂停留和聚集后,然后在自身浮力驱动下发生继续运移,相应烃类物质经历的地质色层效应增强。对成藏动力系统间油气驱动机制转换的研究将加深油气运移过程中关键环节的认识,从而更加精细追踪油气运移路径。另外,驱动机制转换过程揭示出在成藏动力系统边缘具有复杂的油气成藏动力学条件和良好的油气勘探前景。     

库车坳陷迪那2构造油气运聚模拟实验

为了研究油气运聚过程, 以迪那2构造为地质模型, 在构造特征、储盖组合、油气来源分析的基础上建立油气运聚过程物理模拟的二维实验模型.通过模拟实验, 揭示: (1)断层是迪那2构造中油气运移的主要通道; (2)泄压区是油气运移的有利指向区; (3)毛管力及浮力在渗透性相近的砂岩中起重要作用; (4)油气总是选择优势通道运移, 在沿断层运移的同时, 也向两侧砂体中扩散; (5)油驱水之后的气驱油运移通道具有继承性的特点.      

致密砂岩储层与常规砂岩储层成藏动力学特征的差异性:以松辽盆地北部三肇地区扶余油层砂岩储层为例

为了研究三肇地区扶余油层砂岩储层特征,采用三维CT扫描技术和恒速压汞技术,对储层微观孔喉结构特征进行表征。结果表明,常规砂岩储层的孔喉大量发育,连通性好,为微米级孔喉。致密砂岩储层孔喉非均质性强,孤立零散分布,连通性差,以纳米级孔喉为主。微观孔喉特征的差异决定了油气充注、运移、聚集及渗流机理等成藏动力学特征具有差异性。通过对该区扶余油层砂岩储层的高压压汞实验、浮力与毛细管阻力公式计算及岩芯流动实验进行分析,认为油气在常规砂岩储层中初次运移动力是超压,二次运移及聚集的主要动力是浮力,油气以侧向运移为主,断层和砂体的匹配是主要的运移通道,流体流动状态呈达西渗流规律;油气在致密砂岩储层中运移动力为超压,油气以垂向运移为主,流体呈低速非达西渗流现象,以活塞-推挤的方式聚集。由于常规和致密油藏成藏动力学特征的差异,决定了油藏地质特征及分布的差异。三肇地区常规油藏主要是远距离、构造高部位聚集,上油下水规律明显,受构造控制;致密油藏主要是近距离、源下聚集,"甜点区"富集,圈闭边界不明显。     

混合润湿孔隙介质中油自吸实验研究

混合润湿孔隙介质普遍存在, 使得多相流体渗流过程十分复杂, 但对其研究和认识至今仍很肤浅, 是油气运移成藏、剩余油气分布等方面研究中必须解决的关键难题。本文通过对饱和水的混合润湿模型进行油自吸实验, 观察不同混合润湿程度条件下油自吸运移过程, 分析认识混合润湿孔隙介质中多相渗流的机理。实验结果表明, 在混合润湿孔隙介质中油是否能够自发地运移与介质中亲油颗粒的比例关系密切, 但并非简单的单调变化关系。研究认为, 亲油颗粒与亲水颗粒随机分布, 导致多种与喉道配位颗粒的亲油-亲水关系, 当亲油颗粒比例占优才表现为亲油喉道。机理上, 混合润湿孔隙介质中油自吸运移的发生与否及程度取决于亲油喉道在空间上的连通程度, 后者与孔隙介质中亲油颗粒比例相当。仅有当孔隙介质中亲油颗粒足够多, 且组成的亲油喉道能够相互接触形成连续亲油通道时, 油才能够通过自吸运移进入多孔介质。     

单个裂隙中油运移实验及特征分析

利用狭窄平行板裂隙模型来模拟和分析单个裂隙内油运移的过程。实验中采用表面起伏的玻璃板制作平行板裂隙模型,通过改变水中蔗糖的浓度控制两相流体间的密度差,来分析不同密度差和注入速率条件下油的运移过程和特征。观察发现,油在饱含水的狭窄裂隙空间内的运移特征与在孔隙介质中的运移有相似之处:运移的路径只占通道的一部分,都具有不规则的分形特征,也可形成活塞式、指进式和路径式等模式。而这些模式的形成也同样受各种因素的影响。利用孔隙介质中油运移实验结果总结出来的、以Bo数和Ca数为纵横坐标运移相图完全可以用来表征单个裂隙中油的运移模式。     

核磁共振成像技术定量分析粘土矿物对油气二次运移过程的影响

本文利用核磁共振成像技术定量分析油气运移含油饱和度变化,首次获得了玻璃珠孔隙介质中粘土矿物（伊利石）含量变化时油饱和度变化的规律,通过对实验数据的总结,得到以下结论：①油气运移通道具有不均一性,但随着粘土含量的增加,油气运移通道上残余油饱和度增加,初始部分（指实验中油未发生运移时油占据的部分）残余油的含油饱和度亦增加;②由于初始部分残余油饱和度和运移通道上的残余油饱和度都变大。因此,粘土矿物的存在,使得残余油饱和度增加,最终降低了油气聚集的效率,不利于油气运移聚集。     

油气超长运移距离

塔里木盆地塔北地区广泛分布着来自于库车坳陷的陆相油气,其运移距离超过100km,是一个比较典型的油气超长距离运移实例。本文在结合油气勘探基础资料的基础上,通过对出油井的详细地球化学研究,综合油气运移条件的分析,探讨了油气超长运移的地质条件与动力机制。研究认为,在哈拉哈塘和英买力南部地区白垩系砂岩储层中发现的油气来源于北部库车坳陷的三叠系湖相烃源岩,成藏时间在5~3Ma;油气主要通过断裂沟通不整合面以及白垩系巴西改组的砂体进行长距离侧向运移,运移的直线距离达到110~130km。研究发现,库车坳陷三叠系优质烃源岩短期内快速熟化并高效排烃,为油气长距离运移提供了充沛的油源和驱动力条件;白垩系巴西改组油层在致密顶底板岩层的封堵约束作用下,油气沿着宽缓斜坡上大面积分布的连通砂体呈面状发生长距离运移,沿途缺少大型圈闭拦截和聚油,油气损失相对较少,所以油气在通畅的运移道路上持续向南推进,这是该区油气发生超长运移的主要动力机制。超长的运移距离,与该区低幅度宽缓的斜坡构造背景和良好的输导通道密切相关,因此,在已发现白垩系出油井点以南更远地区还将不断会有陆相油的新发现;在油气运移经过的地区,白垩系内只要存在圈闭,均可形成油藏,因此,低幅度构造圈闭与岩性地层圈闭所形成的中小型油气田群将作为今后勘探的主要目标。     

松辽盆地长10区块扶余油层运移输导通道及对油成藏的控制

通过油藏解剖和其与成藏条件时空配置关系分析,在总结长10区块扶余油层油运移机制及模式的基础上,对其运移输导通道及其对油成藏与分布的控制作用进行了研究,得到长10区块扶余油层油运移输导通道主要包括①T2源断裂是三肇凹陷青一段源岩生成的油向下伏扶杨油层“倒灌”运移的输导通道;②T2断裂配合砂体是三肇凹陷扶杨油层中油向长10区块侧向运移的输导通道。长10区块扶余油层油运移输导通道对油成藏与分布的控制作用主要表现为①T2源断裂发育程度控制着三肇凹陷向长10区块扶余油层油供给量;②T2断裂密集带是长10区块扶余油层油聚集的主要区域,被T2断裂配合砂体形成的输导通道连接的高断块是油聚集的主要部位。     

地层温度对油气运、聚影响的系统分析

地层温、压是油气成藏环境的能量参数,影响着油气从生成、运聚、调整,直至逸散的整个过程。前人研究多注重温度对油气生成、压力对油气运移的控制作用,对温度在油气运移、聚集中的作用还没有系统的研究。作者通过对油气运移、聚集过程中所发生的物理、化学及物理化学作用分析,明确了地层温度在其中所起的作用。对油气运移,一方面,地层温度非均匀变化引起的热应力,可以直接为油气运移提供驱动力;另一方面,地层温度通过改变分子粘度、表面张力、溶解度等物性参数影响油气运移能力。对于油气聚集,地层温度(和地层压力等)不仅影响和制约油气的分布位置,还通过控制有机质演化进程、影响烃类流体相态分异,来影响油气的聚集特征。最后还对地层温度控藏中存在的问题进行了探讨,认为地层温度与地层压力、构造应力等因素存在一定内在联系并共同控制油气成藏,在分析地层温度对各成藏阶段的影响时应恢复相应时期的地温场。     

Numerical Simulation Of Oil/Oily-Contaminant Migration And Entrapment In A Lenticular Reservoir

Numerical simulations show that water and oil/oily-contaminant migration are controlled by regional fluid-potential fields which may be modified locally by highly permeable lenses and buoyancy. In addition, fluid potentials are coupled to the distribution of oil/oily-contaminant via relative permeability and capillary-pressure curves. As saturation distributions evolve through space and time, so do the water and oil fluid-potential surfaces. The importance of capillary forces in oil contaminant migration and entrapment is illustrated by the fact that, in certain cases, lenses fill from above, even when the migrating fluid is lighter than water. Capillary forces operating in conjunction with lenticular reservoirs create excellent dynamic oil traps by allowing free passage of water, while retaining and concentrating oil. The analysis of oil (oily-contaminant) migration using numerical modeling and potentiometric-surface techniques is useful for the prediction of migration pathways and potential accumulation sites. On the other hand, identifying acatual accumulations from fluid-potential measurements (via inverse modeling) is not possible because fluid potentials are not uniquely dependent on saturation.     

油气倒灌运移形式分布区预测方法及其应用

为了研究含油气盆地倒灌运移油气分布规律,在油气倒灌运移和常规油气运移对比的基础上,对油气倒灌运移形成所需条件和分布区预测方法进行了研究,结果表明:油气倒灌运移按运移方向可分为油气垂向和侧向倒灌运移形式两种,前者发生所需条件是油源断裂发育在一定压力差的紧邻源储区内,后者发生所需的条件是油源断裂发育在区域性盖层封闭区内。通过一定压力差的紧邻源储区和油源断裂叠合和区域性盖层封闭区和油源断裂分布叠合,分别建立了一套油气垂向和侧向倒灌运移形式分布区的预测方法,并将其分别应用于松辽盆地三肇凹陷青一段源岩生成的油向扶扬油层垂向倒灌运移形式分布区和渤海湾盆地南堡凹陷沿油源断裂运移天然气向东一段储层侧向倒灌运移形式分布区的预测中,其结果表明:三肇凹陷青一段源岩生成的油向下伏扶扬油层垂向倒灌运移形式分布区,除凹陷内和边部局部地区外,整个凹陷分布,南堡凹陷沿油源断裂运移的天然气向东一段源岩侧向倒灌运移形式分布区主要分布在凹陷西南地区。分别与三肇凹陷扶扬油层目前已发现的油藏分布和南堡凹陷东一段目前已发现的气藏分布相吻合,表明该二种方法分别用于预测油气垂向和侧向倒灌运移形式分布区是可行的。     

超压释放及其对油气运移和聚集的意义

从增压作用和减压作用相互关系的角度，探讨了超压释放的定义－超压趋向于静水压力降低的作用，根据超压释放的结果，超压释放可分为不完全释压和完全释压，依突破压力封闭的动力，超压释放可分为主动释压和被动释压。有两类不同的成因的超压释放通道，分别是自振通道和它拓普通，超压释放的主要机制有断裂活动，水力压裂，底辟作用，渗透性岩层输导作用，渗透作用，剥蚀作用和人为作用。超压释放提供了油气运移的现实动力，开拓了油气运移的通道，促进了生烃作用，有利于超压系统内的油气成藏，影响油气的分布。超压释放分析为探讨超压与油气的运聚提供了有效的方法。