透镜体油气成藏机理研究现状与发展趋势

随着石油勘探研究的不断深入,砂岩透镜体油藏日益受到重视。国内外学者提出了多种成藏机制,包括未知重力运动机制作用下,少数流体分子的个别特性控制透镜状砂岩油藏聚集;毛细管力作用下油气替换透镜体中的孔隙水;烃浓度差是油气向砂体运移的主要动力;流体压力差使油气首先沿着裂隙向砂岩透镜体中运移、聚集而成藏;差异突破作用使砂岩透镜体成藏等。成藏动力学、成藏模式及主控因素、定量研究、物理模拟实验、数值模拟及分布预测等将是今后发展的方向。     

鄂尔多斯盆地中生界低渗透岩性油藏形成规律综述

鄂尔多斯盆地中生代为典型的大型内陆坳陷湖盆,含油层系主要为三叠系延长组和侏罗系延安组。长7优质烃源岩为中生界油藏的主要源岩,异常高压为中生界低渗透储层油气大规模运移的主要动力,孔隙性砂体和裂缝系统是中生界石油运移的主要通道,多种输导体系和异常压力的有效组合控制了油藏的展布特征。利用储层成岩流体包裹体、自生伊利石测年和沥青期次等多种方法对成藏期次进行了分析,认为中生界油藏的形成为连续充注一期成藏的特点,成藏期可分为早、中、晚三个阶段,分别对应于早白垩世早期、中期和晚期,主成藏期为早白垩世中期的中期成藏阶段。总结出鄂尔多斯盆地延长组低渗透岩性油藏的形成规律,在长7优质烃源岩欠压实作用和生烃增压共同产生异常高压生的作用下,原油通过互相叠置的相对高渗砂体向上、向下运移,在长4+5、长6、长8形成大规模岩性油藏,并通过微裂缝和前侏罗纪古河输导体系,在长2及侏罗系形成了构造-岩性油藏。     

砂岩透镜体成藏动力学过程模拟与含油气性定量预测

砂岩透镜体油藏作为我国东部油气储量增长的重点, 其成藏动力学研究对于搞清这类特殊油气藏的成藏机理及定量评价和预测圈闭的含油气性具有重要意义.本文利用数值模拟结合地质分析的方法, 在对成藏动力与成藏阻力进行系统分析的基础上, 通过建立成藏动力地质模型和数学模型及成藏动力学特征方程, 对砂岩透镜体成藏过程进行模拟.研究结果表明, 成藏主动力包括砂泥岩毛细管压力差、烃浓度差引起的扩散力、烃生成产生的膨胀力, 成藏阻力主要为砂体内毛细管阻力及岩石的粘滞力和吸附力; 东营凹陷岩性油气藏能否成藏主要受泥岩排烃强度、储层孔隙度、渗透率、地层埋藏深度、泥(页岩) 厚度与砂体厚度之比等因素的综合影响; 岩性油气藏的形成具有阶段性, 在晚成岩阶段, 成藏动力大于成藏阻力, 油气开始充注, 岩性油气藏的形成存在门限深度.利用成藏动力学特征模拟, 建立了成藏动力与含油性的定量关系, 还可以很好地对平面上砂体的含油饱和度分布进行预测.      

毛细管力的初次运移及成藏作用有效性分析

毛细管压力差通常被认为是油气初次运移及源内成藏的重要动力,但毛细管力驱动油由小孔向大孔迁移的前提是岩石孔隙表面亲水。文章结合东营凹陷沙三中亚段成熟烃源岩内砂体含油概率较低,且原油多非来自成熟源岩围岩情况,对砂岩及页岩的润湿性进行了探讨。东营凹陷部分砂岩存在润湿性反转,与较高的非烃及沥青质含量的原油接触,是砂岩润湿性反转的主要原因;而泥页岩烃源岩在大量生烃演化过程中,其整体润湿性也表现为中间润湿甚至亲油性。润湿性改变导致毛细管压力方向改变,初次运移及源内油藏成藏作用减弱甚至消失,是沙三中亚段成熟源岩内砂体含油概率低的主要原因。据此认为,对于高丰度的生烃早期阶段的泥页岩烃源岩,毛细管力作为初次运移及源内油藏成藏动力的作用可能是有限的。     

砂岩透镜体成藏机理

砂岩透镜体油藏是隐蔽油气藏中增储上产的重要类型,但目前对其成藏机理的认识还存在很大分歧．从油气初次运移机理入手,结合砂泥岩压实成岩过程的分析,对砂岩透镜体的成藏动力和成藏阻力及成藏过程进行了分析．研究认为：烃类生成引起的膨胀力、烃浓度差引起的扩散力和砂泥岩间的毛管压力差是成藏主动力,岩石吸附和粘滞力是成藏主要阻力;油气水以混涌流方式为主,孔隙、微裂隙和微层理面是油气运移的通道;早成岩阶段不成藏,晚成岩早期成藏,晚成岩晚期进入保存阶段．     

鄂尔多斯盆地延长组长8油层组石油成藏机理及成藏模式

鄂尔多斯盆地延长组长8油层组在不同地区其勘探成果和油藏规模存在明显的差异,为了分析其原因,对长8油层组油藏的油源、成藏期古物性特征、毛细管力、浮力和过剩压力等进行了研究,得出了过剩压力远大于毛细管力、源储压差能够克服相应储层的毛细管力从而运移成藏的认识。在此基础上,根据姬塬、陇东和陕北三个地区烃源岩和储层发育特征、物性及运移通道的特征,构建了三种不同的成藏模式。具体表现为,姬塬地区的双向排烃、复合成藏模式:即长7段优质烃源岩异常发育,生烃增压作用强烈,使得生成的烃类流体在过剩压力的驱动下向上覆的长6-长4+5地层和下伏的长8地层中双向排烃,在多层系富集成藏;陇东地区的上生下储、下部成藏模式:长7烃源岩发育,存在较高过剩压力,下伏的长8油层组储层物性明显的要优于上覆的长6油层组储层物性,利于烃类大规模向下运移,在长8聚集成藏;陕北地区的侧向运移、上部成藏模式:长7段烃源岩在该区不发育,且上覆长6储层物性远优于下伏长8储层物性,烃类优先在长6成藏,长8油藏规模有限。这三种成藏模式代表了以长7为主要烃源岩的油藏的主要成藏机理,三者在油气分布规律上存在明显的差异。     

砂体物性对岩性油藏成藏控制作用物理模拟

以东营凹陷岩性油藏为例, 从地质剖析、物理模拟实验和成藏机理等方面探讨了砂体物性变化对岩性油藏含油饱和度增长的控制作用.东营凹陷下第三系被有效源岩包裹砂体的含油性好于处于源岩之外的砂体的含油性, 而且被源岩包裹砂体的含油饱和度具有随砂体物性变好而增加的趋势.在对东营凹陷岩性油藏剖析的基础之上, 应用岩性油藏成藏模拟实验装置, 开展了不同砂体物性对岩性砂体成藏控制的物理模拟实验.模拟实验表明: 在相同压力条件下, 随着砂体粒度的增加, 砂体电阻率变化相同量所需的时间逐渐变短, 即砂体中的含油饱和度达到一定值的速度逐渐变快.这说明砂体物性越好, 越有利于砂体油藏的形成, 砂体物性是影响油气成藏的重要因素.      

孤岛西南缘馆陶组油气水分布特征及油气成藏规律

孤岛西南缘位于济阳坳陷沾化东部地区,其馆陶组为一套砂砾岩与泥岩互层层系,岩性馆上段较细,下段则较粗。该区的油气分布垂向上多分布在馆上段,并呈现上稀下稠的状态;侧向上主要分布在该区的中部偏东地区,集中在圈闭的高部位。在混源充注、断层疏导、网毯式捕集、泥盖立体成藏的成藏机理下形成了垂向断层运移,侧向块砂运移,高部位油气聚集成藏的特点。     

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。     

论成藏动力系统中的流体动力学机制

介绍了成藏动力系统中流体的 3个来源 ,即沉积流体、自源流体和深源流体 ;推动流体运动的五种动力 ,即盆地深部的热动力、自源动力、重力流、浮力和毛细管力叠加产生的作用力、构造动力。分析了在成藏动力系统中这几种动力的作用机制。指出深部热动力控制了成藏动力系统的温压场和成藏作用的时空展布 ,沉积盆地中自源动力控制烃源岩生排烃过程 ,而油气在自源动力的压实流、重力流、浮力以及毛细管阻力叠加形成的流体势控制下进行二次运移、聚集和成藏。构造动力既是圈闭形成分布和油气运移聚集的控制因素 ,又是导致油气藏破坏、油气再次运移、聚集的重要作用力     

东营凹陷隐伏砂岩体油气藏含油气性定量预测方法

在对东营凹陷133个隐伏砂岩体含油气性详细剖析的基础上,分析了砂岩体含油气性的主控因素,并应用地质统计方法和成藏动力学分析方法,分别建立了圈闭充满度和含油饱和度的预测模型。研究结果表明,东营凹陷隐伏砂岩体能否成藏主要受砂岩体物性、围岩生排烃条件、砂岩体与围岩接触关系及砂岩体自身规模的影响;成藏主动力包括砂泥岩毛细管压力差、烃浓度差引起的扩散力、烃生成产生的膨胀力,成藏阻力主要为砂岩体内的毛细管阻力。模拟结果表明,实测的圈闭充满度和含油饱和度与预测的圈闭充满度和含油饱和度的差异不大,吻合率在80%以上。     

鄂尔多斯盆地镇泾地区延长组低孔低渗砂岩物性与石油临界注入压力关系实验研究

岩性油藏的形成受到石油流体动力及储层物性等因素的控制。岩性油藏理论分析和勘探实践表明,成藏期当砂岩体孔隙度和渗透率过低或石油充注动力不足时,石油往往无法充注其中。本文采用砂岩样品石油充注临界条件实验测量了不同围压条件下石油进入砂岩样品的最小注入压差,定量研究了已知不同物性砂岩样品的临界石油注入压差与埋深的关系,并建立了镇泾地区延长组低孔低渗砂岩体成藏解释图版。石油充注临界条件实验表明:镇泾地区延长组低孔低渗砂岩体石油充注临界孔隙度约为10.5%,小于该临界值时,石油难以注入砂岩样品; 该地区低孔低渗砂岩体临界注入压差受储层埋深和物性的双重控制:相同物性不同埋深的砂岩样品临界注入压差随深度增加而迅速增大,表明随深度增加石油需要更大的充注动力才能成藏; 而相同深度时不同物性的砂岩样品临界注入压差随物性条件变好迅速降低,即同一深度不同物性时较好物性的砂体更容易发生石油充注。应用成藏图版解释研究区长8低孔低渗砂岩体成藏条件,发现成藏期石油充注压差大于临界压差者为高产油井,充注压差等于或者小于临界压差多为低产油井或者水井,解释结果与油田实际试油结果有一定吻合。     

东营凹陷古近系砂岩透镜体钙质界壳形成机理及其对油气成藏的影响

砂岩透镜体 / 泥岩接触带钙质界壳是含油气盆地泥岩（烃源岩）－流体（油、气、水）－砂岩（储集岩）相互作用过程中的产物。烃源岩－地层水相互作用生成的有机酸促使烃源岩中矿物、特别是碳酸盐矿物的溶解。烃源岩中生成的烃类流体和地层水，在驱动力的作用下，向临近的砂岩透镜体内运移，同时携带含碳酸盐的有机酸一起运移。烃源岩－水溶液作用后的流体重新进入到一个新的储集岩，在新的物理化学环境中要与储集岩再次发生作用。流体与储集岩作用的直接结果是方解石和白云石沉淀到储集岩中，它们将占有原岩的部分孔隙空间，形成胶结物，进而形成钙质界壳。这样形成的碳酸盐胶结物为晚期胶结物，主要为含铁方解石和铁白云石。砂岩透镜体碳酸盐胶结物含量与孔隙度、渗透率和含油饱和度存在很好的负相关性。钙质界壳的存在使得孔隙结构也发生变化：原生孔隙被碳酸盐胶结物充填，发育的次生孔隙是碳酸盐胶结物的晶间和晶内微孔隙；压汞曲线较陡，排驱压力和中值压力高；喉道偏细，分选较差。东营凹陷牛35井沙三中段2 939 ～3 003 m井段6个主要砂层组的精细解剖表明，砂岩透镜体 / 泥岩接触带钙质界壳是控制砂岩透镜体成藏的重要因素。     

南美Oriente盆地北部海绿石砂岩油藏特征及成藏规律

南美厄瓜多尔Oriente盆地斜坡带发育的白垩系Napo组高伽马特征的UT海绿石砂岩段是成熟探区新发现的隐蔽含油层段。本文分析了海绿石砂岩储层的矿物组成、孔隙结构、成岩作用、物性特点,并结合烃源岩评价与石油空间分布探讨海绿石砂岩油藏的成藏特征。海绿石粘土矿物以颗粒形式存在,与石英共同构成海绿石砂岩的颗粒组分,海绿石砂岩的孔隙结构具有双峰特征,束缚水含量高,属于中-低孔、中-低渗储层类型,孔隙类型主要是剩余粒间孔。海绿石砂岩储层中石英次生加大属Ⅱ级,长石碎屑颗粒发生溶蚀作用,含铁碳酸盐类胶结物发育,结合泥岩低的I/S混层比和高的最高峰温值T_max,指示海绿石砂岩层段属于中成岩阶段A期的产物。与海绿石砂岩油藏紧邻的大面积分布的Ⅱ₁腐泥型成熟烃源岩就是缓翼斜坡带的生烃中心,大面积连续发育的海绿石砂岩与之构成优越的源储组合,有利于上生下储式成藏。海绿石砂岩油藏表现为近源性、成藏晚期性等特点,规模发育的海绿石砂岩储层得以成藏的主要运聚机制是体积流和扩散流运聚机制。这对盆地其它油区同类油藏的发现具有重要的借鉴意义。     

陆相成熟烃源岩区连通砂体对油气运移的控制作用

基于成熟烃源岩稳态连续排烃机制,分析陆相成熟烃源岩区内连通砂体对油气运移的控制作用,并深入探讨烃源岩内砂体与烃源岩的接触面积、砂泥互层烃源岩层系中砂岩含量、砂体物性、砂体分布及其连续性对排烃效率的影响。结果表明：将连通砂体与烃源岩的接触类型分为垂向沉积相变接触型、侧向沉积相变接触型及交错复合接触型,其中前两者是烃源岩-连通砂体的主要接触类型;烃源岩-连通砂体配置组合以在异常压力驱动下的稳态连续排烃为主;烃源岩内砂体与烃源岩的接触面积越大、砂岩含量越大、砂岩物性越好、砂体分布稳定及连续性好有利于成熟烃源岩排烃,则排烃效率越大,进而控制主要排烃方向和资源量。烃源岩内连通砂体对油气二次运移的作用主要取决于其与烃源岩外连通砂体的分布连续性与物性连通性。如果烃源岩内砂体是孤立的,油气无法运移出烃源岩区,则形成烃源岩内油气藏;如果烃源岩内砂体与烃源岩外砂体分布连续且物性连通,则油气运移距离大,可在更为有利的圈闭分布区成藏。     

河套盆地厚层砂砾岩油藏特征及成藏主控因素:以临河坳陷吉华2X油藏为例

河套盆地为中-新生代叠合盆地,早期钻井仅见到油气显示,未取得实质性突破。吉华2X厚层砂砾岩油藏的发现,展现了该区广阔的勘探前景。为进一步深化河套盆地油气成藏特征认识及明确有利勘探方向,对吉华2X油藏开展精细油藏解剖和成藏主控因素分析。结果表明:吉华2X油藏是受狼山分支断裂控制形成的继承性鼻状构造,储油层为古近系临河组及白垩系固阳组的扇三角洲平原砂体,油藏富集程度高、开发效果好;洼槽区固阳组高排烃动力的成熟烃源岩是吉华2X圈闭富集成藏的必要条件,砂地比极高的扇三角洲相储集体配套继承性发育鼻状构造与畅通无阻的运聚通道是吉华2X圈闭富集成藏的关键。研究结果对指导河套盆地下步油气勘探具有重要的指导和借鉴意义。