深层—超深层白云岩储集层: 机遇与挑战*

深层—超深层白云岩储集层是未来油气勘探的重要领域和目标,是潜在的优质油气储集体或储集层。查明白云岩的成因、孔隙发育与保存机理以及流体性质与演化路径,建立符合实际地质状况的储集层地质模型,对于预测深层—超深层白云岩储集层的分布规律是非常重要的。疏理了白云岩成因的几个核心问题的现状与发展趋势,指出了白云石化作用模式的演变过程和发展方向,提出了建立深层—超深层白云岩多阶段动态演化模式应考虑的问题。中国三大克拉通盆地(四川盆地、塔里木盆地和鄂尔多斯盆地)深层—超深层赋存丰富的白云岩,并且已经有一些重要的油气发现,为开展深层—超深层白云岩油气勘探提供了好的机遇,但深埋藏、多期构造改造、叠加和复杂的流体演化历史也是此项研究重要的挑战。     

深层—超深层白云岩储集层:机遇与挑战

深层—超深层白云岩储集层是未来油气勘探的重要领域和目标,是潜在的优质油气储集体或储集层。查明白云岩的成因、孔隙发育与保存机理以及流体性质与演化路径,建立符合实际地质状况的储集层地质模型,对于预测深层—超深层白云岩储集层的分布规律是非常重要的。疏理了白云岩成因的几个核心问题的现状与发展趋势,指出了白云石化作用模式的演变过程和发展方向,提出了建立深层—超深层白云岩多阶段动态演化模式应考虑的问题。中国三大克拉通盆地(四川盆地、塔里木盆地和鄂尔多斯盆地)深层—超深层赋存丰富的白云岩,并且已经有一些重要的油气发现,为开展深层—超深层白云岩油气勘探提供了好的机遇,但深埋藏、多期构造改造、叠加和复杂的流体演化历史也是此项研究重要的挑战。     

中国海相超深层油气形成

超深层是指现今或曾经埋藏深度超过6000 m的沉积地层。中国海相超深层时代老,热演化程度高,经历的构造运动多,独特的构造-沉积和生烃环境,决定了海相超深层油气藏形成与分布的复杂性,成烃-成储-成藏规律明显不同于中浅地层,勘探的难度也远远大于国外中新生代克拉通盆地。经过半个多世纪的探索,近年来中国海相超深层油气勘探在中西部盆地取得一系列重大突破,显著提升了超深层领域油气资源的战略地位。与此同时,中国海相超深层油气地质理论也取得重大进展,形成了以重大地质转折期构造活动控制超深层油气地质要素发育、深埋高温环境导致多途径天然气生成、沉积-构造作用控制超深层油气储集空间形成与保持、超深层温压系统控制油气藏相态演化和多期成藏、多层系分布等为核心的理论认识,极大地发展了国外学者基于中新生代海相地层提出的油气生成与成藏模式,拓展了海相油气资源形成和分布的时空界限。     

中国早古生代海相碳酸盐岩层系油气地质研究进展

中国叠合盆地下古生界广泛发育碳酸盐岩层系,具有巨大的油气资源潜力,但由于沉积时代老、构造改造强、埋藏深度大,导致传统的油气地质理论、资源评价和成藏示踪方法失效,严重制约对海相和深层油气分布规律的认识。基于油气勘探向更深空间、更老层系的拓展,在国家需求主体目标之下,凝练了中国早古生代海相碳酸盐岩层系油气形成机理与分布规律关键科学问题,提出了下古生界油气地质研究思路与技术方法,基于下古生界烃源、储盖层和油气藏普遍经历多期构造运动叠加和演化的特殊性,应用油气地球化学分析手段,取得了显著的理论和技术进展,形成了适用于下古生界油气勘探的成烃成藏地球化学示踪体系和以储盖层预测为核心的地质-地球物理综合预测技术。解剖了塔里木盆地差异构造演化与下古生界油气成藏、四川盆地新元古界和下古生界油气形成与分布,总结出下古生界油气分布的特点。针对复杂地质条件下海相"深层-富气"等特殊地质背景,深化对沉积盆地烃源、成烃和油气富集理论认识。     

中国含油气盆地深层勘探的主要进展与科学问题

中国沉积盆地深层的油气勘探实践不断取得进步,提出了与之密切相关的油气地质基础科学问题,凝练与分析这些问题将为深化我国沉积盆地深层地质研究与油气勘探提供引领。近年来,我国在深层海相碳酸盐岩、砂砾岩、火山岩、变质岩与页岩气等勘探领域中发现了一系列大型油气田,油气勘探发现深度推进到7 000～8 500m,勘探前景良好。但由于沉积盆地深层经历了长期构造演化,温、压场与应力场变化大,地质结构多变,油气成藏过程复杂,深层油气勘探面临着一系列关键地质问题,主要包括:中国大陆的形成演化及其构造-古地理,中国小克拉通地块之上海相盆地的原型及演化,中国沉积盆地的多期改造过程与叠加地质结构,沉积盆地的成因机制与动力学演化,深层烃源岩发育、成烃机制及其演化,深层储集体的形成机制与分布,深层油气成藏机制,多期叠加、改造背景下油气聚集与分布规律,深层页岩气赋存机制与分布规律,过程导向的沉积盆地4D动态模拟。我国沉积盆地深层的油气地质基础研究与实际应用需求相比有较大差距,需要立足于中国大陆实际,在盆地的形成演化过程与油气成藏动力学等方面进行深入探索,期望在活动论构造-古地理、三维构造复原、流体-岩石相互作用与四维动态模拟方面取得实质性进展。     

金马-聚源地区中深层成藏条件及勘探前景

笔者通过对四川盆地川西坳陷金马-聚源地区中深层成藏条件的地质综合研究,认为金马地区中深层油气成藏主要有四个有利条件:①上三叠统须家河组具有充足的气源;②适时的燕山期古圈闭;③良好的辫状河三角洲砾-砂-泥储盖组合;④喜马拉雅期断层、裂缝对储集层的改善作用。从而进一步确立了该构造中深层为受燕山古隆起和有利岩相带控制的岩性-构造复合圈闭类型的气藏,指出了金马及其以西地区是龙门山中深层天然气勘探的重点,为龙门山中深层天然气勘探开发指明了方向。     

柴达木盆地西部油气成藏主控因素与有利勘探方向

柴达木盆地西部油气资源十分丰富,但由于油气成藏条件复杂,油气成藏的主控因素尚未探明,因此探明率非常低。研究表明,柴达木盆地西部地区油气藏的形成主要受控于喜山晚期构造;有效烃源岩及优质烃源岩发育的次级生烃凹陷控制了油气分布范围;古构造或古斜坡是主要油气富集区;新构造运动期形成的断裂体系及其储、盖组合控制了油气纵向展布位置。油气成藏主控因素及富集规律的认识为该区油气勘探提供了理论支撑,指明近期油气勘探方向,并在油气勘探中取得了明显的效果,近年来控制油气地质储量1亿吨,新增探明油气储量4 000万吨。     

鄂尔多斯盆地靖边油田沙洼沟地区延安组延9油藏富集规律

基于储层基本特征、油藏分布及类型研究,利用基本成藏地质条件与油藏分布相叠合的方法,总结靖边沙洼沟延9油藏的油气富集规律。研究结果表明,研究区延9储层属于中孔–低渗储层,延9油藏类型为构造–岩性油藏,延9油藏的分布和富集受多因素控制,其中侏罗系古地貌对油藏的控制起先导作用,深切河谷为油气运移提供重要通道,有利相带和鼻状隆起构造为油气成藏提供了有利场所,隔层的发育状况及有效的生储盖组合控制了油藏纵向分布层位和规模。综合分析认为,在泥岩隔层不发育、分支河道砂体与构造隆起叠置部位是油气富集区,为勘探的重点部位。     

渤中坳陷大型油气系统输导体系及其对油气成藏控制

渤中坳陷东营组沉积期以来快速沉降和强烈断裂活动的地质背景导致其呈现出不同于渤海湾盆地其他地区的油气成藏特征.凹陷周缘凸起带成为油气聚集的主要场所, 输导体系的分布与演化控制了油气运移和成藏.在阐明渤中坳陷大型油气系统烃源岩和油气分布规律的基础上, 综合利用多种资料分析了各类潜在输导通道的发育特征及其空间配置, 识别出断裂主导型、砂体主导型和不整合主导型3类控藏输导体系.凸起边缘继承性的长期断层充当了垂向流体释放和油气运移的主输导通道, 控制了凸起带上新近系储集层中的油气聚集.特别是在构造活跃期, 开启的长期断层成为油气快速垂向运移的首选通道.古近系沙河街组和东营组的连通性砂体与活跃烃源岩直接接触, 不仅是早期油气运移和聚集的主要场所, 也是晚期油气运移和聚集的始发站.因此, 它们不仅控制了古近系圈闭的油气聚集, 同时在很大程度上直接控制了凸起带新近系圈闭的油气供给.不整合T₈是中生代末区域构造变革的产物, 其渗透性因风化作用而得以提高, 充当了深部侧向油气运移的输导通道, 控制了潜山储集层中的油气成藏.3类输导体系对油气成藏的时间、部位、速率和规模等都具有不同程度的影响, 但断裂主导型输导体系的控制作用最为显著.      

南苏门达腊盆地油气地质特征与勘探潜力分析

以广泛收集的数据资料为依据,运用含油气盆地理论方法,总结南苏门达腊盆地构造沉积演化和油气地质特征,探讨油气分布规律,分析其勘探潜力。结果显示,南苏门达腊盆地是新生代弧后裂谷盆地,经历了裂前、裂谷、过渡、坳陷和反转等5个演化阶段。主力烃源岩为过渡期沉积的炭质页岩和煤层,储集层主要为上渐新统砂岩、下中新统灰岩和裂缝基底。油气总体呈现"深层气、中层油和气、浅层油"的分布特征,主要富集于构造及构造复合相关圈闭中。断裂、储层发育有利相带和凹中隆是控制油气分布的主要因素。盆地油气成藏条件良好,具有较好的勘探潜力。生烃灶周边断裂发育的斜坡、古隆起是有利的勘探区,凹陷内的岩性、地层圈闭也是有利的勘探目标,应加大对此类圈闭的研究和勘探力度。     

成藏“功能要素”联合组合控藏研究——以库车坳陷克拉苏构造带为例

随着塔里木盆地库车坳陷的油气勘探工作进一步加深,克拉苏构造带已成为库车坳陷内成藏特征研究工作的重点。但是,目前对于克拉苏构造带的成藏研究仍以传统石油地质综合研究方法为主,已不能适应现阶段难度更高的勘探工作。为探明克拉苏构造带的控藏因素,以油气分布门限控藏理论与石油地质学理论为指导,结合工区内烃源岩特征、储层特征、盖层特征及古隆起分布特征等资料,建立了克拉苏构造带成藏功能要素联合控藏模型。研究发现,库车坳陷克拉苏构造带内控藏功能要素"C,D,M,S"在横向上的叠加与在纵向上的有序组合以及烃源灶的生排烃高峰时期共同控制区域内构造气藏的发育,同时根据成藏要素综合叠加得出了克拉苏构造带构造气藏成藏有利区域。     

泌阳凹陷安棚油田深层系油气分布规律及控制因素

随着人类对油气资源需求不断增长,中浅层油气藏已基本探明和投入开发,深层系成为油气增储上产的一个新领域。国内外深层油气勘探实践证明,在深层系取得突破的关键是加强油气分布规律及控制因素认识。安棚油田位于泌阳凹陷东南部,其深层古近系核桃园组三段下亚段(Ⅴ～Ⅷ砂组)目前是河南石油勘探局的重点勘探层位。在安棚油田深层系近年的勘探成果及取得的地质认识的基础上,剖析该区油气成藏过程,并研究油气分布规律及主要控制因素。研究发现,安棚深层系油气藏主要为砂岩上倾尖灭油气藏,油气分布极不均匀,纵向上,核三Ⅴ砂组油气最为富集,Ⅵ砂组次之,Ⅶ、Ⅷ砂组最少;油气在平面上主要集中分布于鼻状构造轴部的泌185-泌252井一带。油气分布主要受沉积相、成岩作用及构造控制。平面上处于鼻状构造高部位,又处于晚成岩B期的远源水下分流河道、河口坝是最有利于油气富集的部位;纵向上,晚成岩B期的砂体有利于油气聚集,而晚成岩A₃亚期的砂体不利于油气聚集。     

新疆地区公益性油气调查进展与主要成果

新疆地区油气资源潜力巨大,是我国陆上油气增储上产的重点地区。“十三五”以来,公益性油气地质调查按照“盆地综合研究选方向、基础地质调查定区带、战略选区研究求突破”的工作思路,以深层—超深层、山前复杂构造带和非常规页岩油气为重点,持续加大新疆地区油气基础地质调查投入和科技攻关力度,取得了塔里木盆地深层地质结构调查1项重大进展和温宿凸起新近系、沙井子构造带志留系、塔西南和塔东南坳陷山前带侏罗系和准噶尔盆地博格达山周缘非常规页岩油气等4项油气调查重大发现和突破,形成了温宿地区“古隆起差异沉降控储控藏”、沙井子构造带“断裂主控、多期充注、晚期为主”和博格达山周缘“深部源储一体、浅部构造-岩性为主、多矿种环带分布”等3项地质理论认识,形成了“盆地级骨干地震大剖面资料拼接处理”“复杂山前带地震资料叠前目标处理解释”“广域电磁剖面测量及综合解释”等3项关键技术。支撑新疆地区油气勘查开采体制改革试点工作取得实效,带动企业实现高效勘探开发,提升了盆地深层、山前带及非常规页岩油气成藏理论认识水平,促进了地方经济和社会发展。     

松辽盆地三肇地区扶杨油层油气成藏过程主控因素及成藏模式

从多元地质条件及其时空匹配关系的角度出发,对三肇地区扶杨油层油气成藏过程中的主控因素进行分析。结果表明:上覆青山口组一段源岩有效排烃范围、超压和T₂反射层油源断裂组合关系控制了油气垂向向下“倒灌”的运移范围、距离及层位;古构造背景、T₂断层与储层砂体配置关系控制着油气侧向运移的方向、通道和距离;基准面旋回、沉积微相类型与现今构造配置关系控制着油气的垂向聚集层位及平面分布规律。在此基础上,结合构造发育史、油源条件及沉积微相研究成果,对研究区扶杨油层油气成藏模式进行了总结,认为研究区扶杨油层主要存在4种成藏模式:源内--顶生下储式油气成藏模式、近源--短距离侧向运移--斜坡带断层遮挡油气成藏模式、源外--长距离侧向运移--继承性构造隆起带油气成藏模式、多源--多方式侧向运移油气成藏模式。     

盆地深层流体-岩石作用与油气形成研究前沿

流体-岩石作用贯穿深层成烃、成储与成藏过程,是一个兼具前沿性和实用性的研究领域。在对含油气盆地流体-岩石作用研究的基础上,本文指出深层裂隙体系发育、流体化学亲和力的增大将显著抵消物性变差对流体活动性的不利影响,因此深层流体活动规模和效应不可低估。综合分析提出:1应加强深层烃水岩条件下残留烃(滞留烃)、固体沥青等生烃及其转化问题研究;2关注深层构造应变/非均匀压缩与储集层构造-流体作用效应、深层溶蚀流体来源/相态与规模储集层改造机制;3重视深层高温高压下储集层物性/润湿性、流体相态及活动性对油气运聚及效率的控制研究。     

鄂尔多斯盆地低渗透油气藏形成研究现状与展望

鄂尔多斯盆地是中国规模最大的低渗透油气资源勘探与开发基地,其低渗透油气藏具有油层物性差、非均质性强、油藏成藏因素复杂、油藏分布受多种因素联合控制等特点。在回顾鄂尔多斯盆地低渗透油气藏成藏理论研究和勘探历史经验基础上,认为目前鄂尔多斯盆地低渗透油气藏成藏研究存在两大理论体系,即沉积学控制成藏理论和运移动力学控制成藏理论,前者从沉积特征出发,强调储层砂体沉积相、非均质性和成岩作用在低渗透性油藏形成中的控制作用,后者从石油运移与聚集过程出发,强调运移动力学在初次运移和二次运移中的重要作用。但是目前低渗透油气成藏研究存在一定的局限性和片面性,过分强调了单个地质因素的作用,其中沉积学控制成藏理论局限于沉积相划分和沉积模式建立方面,过多地强调了沉积相对成藏因素静态的控制作用,而忽视了油气成藏过程的动态属性;运移动力学控制成藏理论却过分强调了油气流体运移过程的模式化和公式化,过分夸大和随意解释了油气运移成藏记录——油气包裹体的作用及其原始地质意义,轻视了深部地层条件下油气运移的复杂性和油气包裹体记录的多解性。因此,传统的单因素控制油气成藏理论和相应的勘探研究方法已经不能确切揭示油气富集规律和有效指导勘探工作。低渗透油气藏成藏理论研究趋势是要重视分析油气藏地质记录,动态研究油气藏形成和演化历史过程,总结油气富集规律,为油气勘探战略部署提供重要资料。     

深层—超深层碎屑岩储层非均质性特征与油气成藏模式

深层—超深层地质条件下,储层的孔渗物性特征和流体动力连通关系决定了油气在储层中的流动状态,这也就决定了油气运移的动力条件和聚集成藏的机理与过程。本文基于对深层—超深层碎屑岩储层结构非均质性的研究,认识深层—超深层油气运聚成藏机制和过程,总结油气多期复合成藏模式,探索深层—超深层油气分布规律。碎屑岩储层普遍存在强烈的非均质性,受到沉积结构构造及成岩作用控制,表现出空间结构性特征,在埋藏至深层—超深层的过程中经历了差异性的成岩演化和油气充注。结构非均质性储层中的油气总体向上倾方向运移,受储层中砂体分布、隔夹层结构以及连通方式的影响,油气运移路径的分布极不均匀,在储层中任何部位都可能聚集,并可能继续运移到有利圈闭中富集。在深埋过程中,多期多幕的构造变动促使深层—超深层储层中已聚集的油气向着上倾方向运移调整,或沿着断裂向上运移调整至中—深层与之相关的有效储层中运移、聚集。深层—超深层勘探具有更为广泛的目标选择,洼陷区和斜坡区都可能成为有利勘探区域。现实的深层—超深层油气勘探新领域包括：构造高点油气藏向供源方向的拓展,深层—超深层烃源由断裂调整至中深层—超深层的次生油气聚集,深层—超深层与油气源...     

西北沙巴盆地油气成藏模式及勘探方向

以油气地质理论为指导, 在构造、沉积、石油地质特征分析基础上, 从典型油气藏解剖入手, 构建了西北沙巴盆地3种类型的油气成藏模式, 即岩性型、地层型和滚动背斜型油气成藏模式。盆地经历了裂谷期、挤压反转期和拗陷期3个演化阶段, 发育Stage Ⅰ、StageⅡ、StageⅢ、StageⅣ等4套新生代沉积地层。盆地以StageⅣ泥/页岩为主要烃源岩; 有利储集层为由StageⅣC、StageⅣD、StageⅣE砂岩构成的上砂岩单元、由StageⅣA砂岩构成的下砂岩单元及StageⅣC/ⅣD地层滑塌形成的深水浊积砂体; 空间配置方面, 烃源岩与储集体平面相接、空间叠置, 为油气运移成藏提供了有利条件。通过油气富集条件及分布规律的综合分析, 认为"内带"构造区的地层油气藏及"外带"构造区的岩性油气藏是盆地未来的油气勘探重点。      

准噶尔盆地腹部陆梁油田侏罗系—白垩系成藏模拟研究

为明确陆梁油田储集层排驱压力对油气成藏及分布的影响作用,基于油田地质条件及成藏模式,设计实验模型,运用成藏物理模拟方法,模拟断层输导下的油气成藏过程,观察现象、 分析结果,揭示了陆梁油田不同储盖组合成藏性能受排驱压力控制,即在注入一定压力下,与断层对接储集层排驱压力较小的储盖组合优先成藏,且含油饱和度较高;与断层对接排驱压力较大的储盖组合成藏较晚难度较大,含油饱和度较低。未与断层对接的储集层,无论其排驱压力大小,均难以成藏。物理模拟实验再现了陆梁油田侏罗系—白垩系成藏过程。     

辽河坳陷西部凹陷南部地区深层勘探潜力分析

辽河坳陷西部凹陷南部地区深层具有较大的勘探潜力,首先是通过实施三维地震勘探和原三维地震资料重新处理,为落实深层构造和研究深部储集层提供了重要的资料保障,其次是深层钻探程度较低,但油气显示良好,预示了深层有较好的勘探前景,文章从研究资源背景和区带地质条件出发,重点分析了研究区深层烃源岩分布,储集层性质,盖层条件,圈闭类型和油气运聚方式,客观地预测了有利勘探区带和重点勘探目标,同时指出,由于资料精度不