断层对烃类微渗漏主控作用及异常分布影响的实验模拟研究

在油气化探中,传统观点认为断层是优势通道,烃类沿断层渗漏形成的化探异常将偏离实际油气藏位置在近地表的垂向投影,这引起了地质界对化探技术预测地下油气藏的质疑。针对上述质疑,以断块油气藏的简化地质模型为基础,研制实验装置,开展断块油气藏烃类通过盖层及上覆地层垂向微渗漏模拟实验,研究了地下断层对烃类垂向微渗漏的影响。结果表明,受断层控制的油气藏,断层不是烃类微渗漏的唯一优势通道,油藏上覆盖层及地层中广泛发育的裂隙或微裂隙系统等都是决定地表化探异常分布的重要因素,烃类垂向微渗漏是客观存的;断层是否是微渗漏的优势通道,取决于断层的封闭性;另外实验结果也证实了圈定油气靶区的最好采样方法是高密度的网格采样。     

烃类垂向微渗漏理论研究现状及发展趋势

烃类垂向微渗漏理论是油气化探的基础理论,研究一直处于薄弱环节,影响了油气化探的深入研究和广泛应用.因此加强烃类垂向微渗漏理论研究是油气化探发展的重要方向.笔者以油气微渗漏作用的概念为切入点,论述了烃类垂向微渗漏过程的复杂性.从烃类垂向微渗漏基本理论研究方法方面,综述了研究现状和主要进展,提出了目前存在的问题,展望了烃类垂向微渗漏理论研究的发展趋势.     

烃类物质微渗漏机制及垂向运移的数值模拟

在前人烃类物质微渗漏机制研究基础上，建立了烃类物质微渗漏的概念模型，并且推导了烃类物质垂向运移的动力学模型。在动力学模型的基础上，通过数值模拟验证了烃类物质胶体气泡上升机制的合理性，并计算了不同情况下烃类物质垂向运移的平衡时间，进一步验证了烃类物质气泡上升机制满足运移速度快、流量少的特点。     

烃类垂向微渗漏过程的积木块模型及差分格式

这里提出以代表质量守恒的反应对流扩散方程作为主控方程的烃类垂向微渗漏方程组的差分格式,即双向一维分裂校正差分格式,并建立地层积木块模型对该格式的边界进行讨论。差分格式是预估～校正差分格式的一种改进形式,它融合了Crank-Nicolson格式、交替方向隐格式、预估～校正差分格式的特点,具有二阶差分精度,且无条件稳定。由于差分格式将每一步都归结为求解三对角线方程组,因此适合并行运算。数值实验表明,应用差分格式的数值模拟结果符合烃类垂向微渗漏过程的理论模型,可作为烃类垂向微渗漏过程分析的计算方法。     

油气微渗漏中的随水迁移机制

油气藏中的烃类垂向微渗漏机制一直是油气化探基础理论研究中的焦点,对近地表油气化探异常主要成因机制不同的学者提出不同的观点,存在很大争议。通过自行设计模拟实验装置测量常温高压的水渗透人造岩芯速率,根据实验结果以及前人的数值模拟结果、水化学方法勘探实例,认为除非地下具有很好的通道(大的裂隙、断层),否则微渗漏异常不可能通过盆地深部压实水和天然补给水穿过油气藏垂向流动而产生,即随水迁移机制不是油气化探异常的主要成因机制,为油气化探异常成因机制的研究提供了一个实验证据。     

油气化探异常模式

以判断深部油气藏的性质和保存状态,为油气勘探部门提供可靠的地球化学依据。化探是油气勘查的一种手段,它建立在烃类垂向微运移的理论基础之上。通过对油气化探指标的讨论,认为土壤中的次生烃类、热释汞和甲烷同位素是油气化探的有效指标;讨论了油气化探中异常的形成模式,根据地表地球化学异常特征及形态组合可以判断深部油气藏的性质和保存状态,为油气勘探部门提供可靠的地球化学依据。     

烃类垂向微渗漏及其地表异常显示

烃类以微泡、水动力、扩散和渗透方式向地表迁移过程中,其效能、方式与油气藏的盖层、断裂与裂隙系统、储层的流体性质、地层压力等地质因素密切相关.通过对塔里木盆地雅克拉凝析气田上的地表、井中化探资料与地质资料的综合分析,认为该气田的井中垂向地球化学特征、控制烃类垂向微渗漏地质因素、地表化探异常显示之间呈现出很好的内在联系.     

塔北地区化探遥感技术探测油气藏的研究

油气藏上方烃类微渗漏，可引起附近地表物质的物理与化学性质变化，形成地物反射光谱特征异常，这为遥感技术直接探测油气藏提供了可能。作者在本文中以地物波谱测试、TM、NOAA卫星资料为信息，以石油地质理论和烃类垂向微渗漏理论为指导，阐述了塔里木盆地北部地区，应用化探遥感技术寻找油气藏的方法及应用效果。     

含油气盆地甲烷微渗漏及其油气勘探意义研究进展

21世纪以来,地表微渗漏表现特征的形成机理研究已取得显著进展,对油气勘探具有重要意义。含油气盆地微渗漏气体是以甲烷为主,在地下从烃源岩或储层出发,近于垂向微运移,而在地表造成的化学、物理及生物变化特征是地下油气藏的近似映射,它是客观存在的,是"石油渗漏系统"中一个重要组成部分,目前已替代宏观渗漏成为地表追踪地下油气藏最有效的"窗口"。甲烷微渗漏监测可以在地表、水体及大气中直接进行,测试获得的含甲烷烃类气体组分浓度及同位素组成是地下油气评价的第一手重要资料。甲烷微渗漏间接监测数据主要来源于地表微生物、植被、矿物、放射性及磁性等,与直接获得的化探数据相似,这些不同的地表异常监测数据都可区别于远离油气藏地表的背景值,其异常分布区将成为有利勘探区的靶向。进入综合勘探时代,甲烷微渗漏机理的深入认识,单一监测方法及其片面认识的避免,地表综合监测方法的思路转变,以及数理分析新体系的建立,必将在未来油气勘探中发挥越来越重要的作用。     

航空高光谱探测技术在准噶尔盆地东部地区油气调查中的应用

赋存于地下的油气藏(田)一般都存在向地表微渗漏,油气藏上方烃类垂向微渗漏可引起近地表物质的物理与化学性质变化,形成地物反射光谱特征异常,这为航空高光谱技术用于探测烃类微渗漏信息成为可能,成为油气选区调查和寻找油气的有效技术方法。在准东2500 km2范围内开展航空高光谱油气探测技术研究,获取了研究区CASI/SASI/TASI航空高光谱遥感数据,提取了与油气及与油气相关的粘土、碳酸盐、二价铁等信息,通过与已发现的油气藏(田)高光谱油气异常信息的对比研究,在准东地区落实了柳树河子和三台镇2个油气有利区。     

东营凹陷金东—柳桥地区油气化探数据中的地表干扰与排除

东营凹陷南斜坡金东—柳桥地区地表条件复杂,化探信号干扰强烈,造成假异常大面积出现。在对金东—柳桥地区油气化探数据中干扰类型识别的基础上,用Mallat小波分析法,发现分析尺度为3时的连续序列呈现出地表干扰信息,由此进行了地表干扰排除。经过封盖条件校正与异常识别,获得了该区油气化探异常。干扰排除后的异常与断层、圈闭及已发现的油气藏或油气显示相吻合,表明这些异常主要反映的是地下油气藏信息。     

卫星遥感技术在油气勘探中的应用

卫星遥感技术在油气勘探中的应用日趋广泛,尤其在含油气盆地构造研究和烃类微渗漏检测方面取得了显著进展。根据目前国内外的研究资料,结合中国南方的遥感实例,介绍了盆地的遥感构造特征,遥感解译的方法、步骤和实际效果。阐述了遥感技术在油气藏烃类微渗漏勘探中的检测原理、方法和应用。现状表明,高光谱遥感与智能计算将在油气勘探中发挥重要作用。     

新场气田地表还原环境的形成及其对生态环境的影响

油气田烃类的垂向微渗漏造成上覆地层的还原环境,油气田的开采则加剧了还原环境的形成。对新场气田还原环境的形成进行了研究,初步探讨了这种还原环境的形成机制;并从与油气渗漏有关的微生物、气田地表黄铁矿的分析、井水中水溶烃的分析三方面来说明气田地表的还原环境的形成。气田烃类渗漏将对当地生态环境的造成一定影响。     

非常规综合物化探方法寻找油气藏基础理论研究中的几个问题

评述了非常规综合物化探方法寻找油气藏领域的研究现状 .认为多年来这一领域中以应用为主的生产性科学研究项目过多强调短期行为 ,缺乏深入、系统与综合的基础理论研究 ,给方法技术的应用带来了较大的盲目性 ,制约了这一领域科学研究的发展及应用 .指出应该开展这一领域多学科的、综合的及系统的基础理论研究 .目前这一领域中值得深入研究的几个主要问题是 :油气地球化学场与地球物理场的形成机理、与烃类蚀变作用相关的岩石学与矿物学分析及与油气运移相关的岩石物理学研究等     

Laboratory Simulation of the Formation Process of Surface Geochemical Anomalies Applied to Hydrocarbon Exploration

The formation mechanisms and processes of geochemical anomalies used as proxies in surface geochemistry exploration (SGE) have not been well understood. Previous studies cannot realize 3D measurement of microseeping hydrocarbons from reservoirs to the surface, which made it difficult to understand the features and pathways of deep hydrocarbon microseepages. Understanding the processes of hydrocarbon microseepages will contribute to the acceptance and effectiveness of surface geochemistry. Based on a simplified geological model of hydrocarbon microseepages, including hydrocarbon reservoir, direct caprock, overlying strata and Quaternary sediments, this work established a 3D experimental system to simulate the mechanisms and processes of deep hydrocarbon microseepes extending to the surface. The dispersive halos of microseeping hydrocarbons in the subsurface were adequately described by using this 3D experimental system. Results indicate that different migration patterns of hydrocarbons above the point gas source within the simulated caprock and overlying strata can be reflected by the ratio of i-butane to n-butane (i-C4/n-C4), which follow diffusion and infiltration (buoyancy) mechanisms. This is not the case for vertical measurement lines far from the point gas source. A vertical gas flow in the form of a plume was found during hydrocarbon microseepage. For sampling methods, the high-density grid sampling is favorable for delineating prospecting targets. Hydrocarbon infiltration or buoyancy flow occurs in the zones of infiltration clusters, coupling with a diffusion mechanism at the top of the water table and forming surface geochemical anomalies. These results are significant in understanding hydrocarbon microseepage and interpreting SGE data.     

中国油气化探的近期进展和发展方向

近10多年来,中国油气化探理念发生了重要转变,并取得了重大进展。开展了油气化探异常类型及成因机理研究,进行了烃类垂向微渗漏模拟试验,提出了“气相压驱裂隙渗透”理论;在酸解烃、蚀变碳酸盐、荧光、紫外等传统方法的基础上,开发了热释烃、高效液相色谱芳烃、物理吸附气、微生物专性烃菌等新方法;进行了非常规油气资源,尤其是天然气水合物、无机成因气的油气化探应用研究;开展了复杂地表区如沙漠、戈壁、黄土塬、山区等化探技术方法的研究;进行了雪样地球化学方法试验;海上化探蓬勃发展,尤其在南海、东海、黄海、渤海和台湾海峡开展了大量油气化探工作;研发了新的数据处理和解释评价技术,如决策分析、分形几何、人工神经网络等得到应用,建立了中国主要含油气盆地油气化探数据库。在总结经验的基础上,对油气化探的发展方向提出了一些见解。     

含油气性物化探信息双子波群灰色关联滤波提取

构建了一个考虑两个子波群，增加信息约束条件对研究区物化探信息进行滤波的新模型－双子波关联滤波模型。对模型的分析研究与应用表明，新模型对物化探油气性信息的识别、提取具有更强的能力。     

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674987113001114

The Deccan Syneclise is considered to have significant hydrocarbon potential.However,significant hydrocarbon discoveries,particularly for Mesozoic sequences,have not been established through conventional exploration due to the thick basalt cover over Mesozoic sedimentary rocks.In this study,near-surface geochemical data are used to understand the petroleum system and also investigate type of source for hydrocarbons generation of the study area.Soil samples were collected from favorable areas identified by integrated geophysical studies.The compositional and isotopic signatures of adsorbed gaseous hydrocarbons(methane through butane) were used as surface indicators of petroleum micro-seepages.An analysis of 75 near-surface soil-gas samples was carried out for light hydrocarbons(C1-C4) and their carbon isotopes from the western part of Tapti graben,Deccan Syneclise,India.The geochemical results reveal sites or clusters of sites containing anomalously high concentrations of light hydrocarbon gases.High concentrations of adsorbed thermogenic methane(C_1 = 518 ppb) and ethane plus higher hydrocarbons(ΣC_(2+) = 977 ppb) were observed.Statistical analysis shows that samples from 13% of the samples contain anomalously high concentrations of light hydrocarbons in the soil-gas constituents.This seepage suggests largest magnitude of soil gas anomalies might be generated/source from Mesozoic sedimentary rocks,beneath Deccan Traps.The carbon isotopic composition of methane,ethane and propane ranges are from-22.5‰ to-30.2‰ PDB,-18.0‰to 27.1‰ PDB and 16.9‰-32.1‰ PDB respectively,which are in thermogenic source.Surface soil sample represents the intersection of a migration conduit from the deep subsurface to the surface connected to sub-trappean Mesozoic sedimentary rocks.Prominent hydrocarbon concentrations were associated with dykes,lineaments and presented on thinner basaltic cover in the study area,which probably acts as channel for the micro-seepage of hydrocarbons.