深层超深层碳酸盐岩优质储层发育机理和“三元控储”模式——以四川普光气田为例

优质储层发育与分布是深层、超深层碳酸盐岩勘探的关键。近几年四川普光、通南巴和元坝等一系列深层超深层气田的发现,不断在深度上突破早期的认识,探索这类极限条件下优质储层发育机理,成为勘探的热点和难点。本文根据普光气田主要钻井的岩芯观察、薄片、孔渗、电子显微镜、同位素分析等数据资料的分析与统计,探讨普光气田优质碳酸盐岩储层发育的主控因素,提出沉积-成岩环境控制早期孔隙发育、构造-压力耦合控制裂缝与溶蚀、流体-岩石相互作用控制深部溶蚀与孔隙的保存的"三元控储"机理。     

元坝长兴组超深层生物礁大气田优质储层发育机理

通过系统开展元坝气田长兴组超深层生物礁储层岩石学与岩石地球化学分析,结合碳酸盐岩溶蚀动力学模拟实验,以及储层古压力恢复,揭示了元坝超深层生物礁优质储层的发育保存机理。研究表明,早期暴露溶蚀、浅埋藏白云岩化是基质孔隙发育的基础,储层深埋引起的古油藏原油裂解导致的超压水力破裂缝的形成,是储层渗透性改善的关键,"孔-缝耦合"共同控制了超深层优质储层的发育。在此基础上,构建了生物礁非均质"孔-缝双元结构"储层模型,为生物礁储层预测奠定了理论基础。     

碳酸盐岩储层埋藏溶蚀改造与水岩模拟实验研究进展

深层-超深层碳酸盐岩是当前全球油气勘探的焦点,也是未来我国有望实现油气商业发现的热点领域.对于深埋藏环境下优质碳酸盐岩储层形成而言,目前研究普遍强调了早期表生溶蚀作用和晚期埋藏溶蚀改造作用的重要性.作为表征储层溶蚀作用机理的有效手段,水岩溶蚀模拟实验能够再现实际地质条件下碳酸盐岩和地层流体之间的相互作用过程,为碳酸盐岩储层溶蚀改造研究提供了新视角.为此,系统回顾了近年来碳酸盐岩溶蚀模拟实验的研究进展,并尝试从实验模拟的角度讨论溶蚀作用对深层-超深层碳酸盐岩成储过程的控制作用.首先回顾了碳酸盐岩储层的溶蚀改造作用,同时总结了碳酸盐岩水岩溶蚀模拟实验的技术与方法,其次梳理了基于溶蚀模拟实验取得的碳酸盐岩储层溶蚀改造规律与认识,最后展望了现有研究对深层-超深层油气勘探以及碳封存与再利用中的应用前景.不难看出,开展碳酸盐岩溶蚀模拟实验有望为寻找埋藏成岩过程中的次生孔隙发育带、阐释规模性溶蚀作用发生的有利条件提供依据,同时也可为未来碳酸盐岩成储机制和实验模拟研究提供一定的借鉴意义.     

深层、超深层碳酸盐岩油气储层形成机理研究综述

随着勘探理论、技术进步和对油气资源增长的需求,深层、超深层碳酸盐岩逐渐成为油气资源发展的重要新领域,碳酸盐岩优质储层成为深层超深层领域油气勘探及研究关注的焦点。文章通过国内外几个典型研究实例及大量研究成果的综述,较系统地阐述了埋藏深度与碳酸盐岩孔隙分布、白云岩化对孔隙作用的贡献、流体岩石相互作用及构造活动与碳酸盐岩优质储层发育、保存等几个关键科学问题。     

深层-超深层碳酸盐岩储层发育机理新认识与特深层油气勘探方向

在深层碳酸盐岩层系中，已陆续发现了塔河、普光、元坝、安岳等一系列大型油气田，并形成了碳酸盐岩“三元控储”等成储理论认识。近年来，四川和塔里木盆地相继在超过7 000 m甚至8 000 m的超深层中发现了优质碳酸盐岩储层。深层储层类型更加多样，控储因素中，相带、流体、压力和断裂，以及它们之间相互作用的内涵更为丰富。结合近期大量新的超深钻探资料，持续开展了深层-超深层碳酸盐岩成储机理的研究。通过塔里木盆地塔河-顺北地区奥陶系和四川盆地二叠系栖霞组、茅口组的深化研究，进一步揭示了构造破裂和多类型流体耦合改造储集体的成储机制；通过上震旦统四川盆地灯影组和塔里木盆地奇格布拉克组的系统分析，揭示了新元古代“白云石海”沉积环境、早期溶蚀和早期油气充注在成储与孔隙保持中的关键作用；通过开展含膏岩层系白云岩成储的物理模拟实验，揭示了膏盐岩封盖及超压、较为封闭的环境下，白云石重结晶作用显著改善了储集物性。深层-超深层储层发育机理新认识丰富了“三元控储”理论，有效引领了超深层，乃至特深层的油气勘探。断控和断-溶双控储集体、古老微生物丘滩相白云岩储层，尤其是寒武系厚层膏盐岩之下的微生物丘滩相白云岩储层，在中西...     

柴达木盆地深层天然气富集条件及勘探潜力

为明确柴达木盆地深层天然气勘探潜力，基于地震、地质、地球化学、录井及钻井等多种资料分析了柴达木盆地深层天然气藏的富集条件，并指出了有利勘探方向。结果表明：柴达木盆地深层具备形成大型气田的成藏条件，深层发育柴北缘侏罗系和柴西古近系两套优质气源，演化程度高，生气能力强；柴北缘深层发育基岩和古近系碎屑岩储层，柴西深层发育古近系湖相碳酸盐岩储集层，多种类型储层平面上分布广泛，纵向上组成多套储盖组合，发育的原生孔、溶蚀孔及裂缝等多种孔隙类型被认为是深层气藏富集的储存空间；持续活动的深大断裂是深层气源的优质通道；同时深层构造的形成与天然气生成具有良好的匹配关系，深层烃源岩具有早生烃、持续生烃特征，早期生成的液态烃在后期深埋过程中高温裂解成气，生气能力强，深层资源潜力大；盆地深层广泛发育的盐岩、泥质岩层及异常高压层有利于深层天然气保存。综合认为柴达木盆地深层气藏富集于断裂发育的生烃凹陷周围的圈闭中，柴北缘山前古隆起基岩、腹部构造带古近系碎屑岩和柴西环英雄岭构造带碳酸盐岩是深层天然气勘探有利区。     

深层碎屑岩自生矿物成因机理及其对储层物性的影响——以渤海歧南断阶带侏罗系为例

自生矿物特征和成因机理对深层碎屑岩储层物性具有重要影响。以渤海海域歧南断阶带侏罗系为例,通过岩心、薄片、扫描电镜、电子探针、同位素、包裹体、X衍射分析等技术手段,对研究区侏罗系深层碎屑岩储层自生矿物的类型、特征、成因机理及对优质储层发育的控制作用进行研究。结果表明：研究区侏罗系碎屑岩属于中孔-低渗储层,非均质性强;主要自生矿物类型为硅质矿物、碳酸盐矿物、黏土矿物3类;早期形成的硅质石英衬垫和碳酸盐胶结物控制了孔隙的发育和演化,沿颗粒表面分布的早期硅质石英衬垫有效抑制了后期石英加大生长,并增强了岩石的抗压能力,有利于原生孔隙保存;早期碳酸盐胶结物增强了储层抗压实能力,并为后期储层遭受溶蚀形成溶蚀孔提供了物质基础,有利于高孔隙储层形成;黏土矿物控制了储层渗透率差异,储层渗透率与自生高岭石体积分数呈正相关性,较高渗透率储层分布于侏罗系中段高岭石富集带内。研究区侏罗系碎屑岩发育原生孔隙体积分数高、微晶石英衬垫发育的Ⅰ类有利储层和粒间溶蚀孔隙较发育、具显著表生成岩作用特点的Ⅱ类有利储层,二者孔隙演化存在明显差异。Ⅰ类有利储层主要受早—中成岩期微晶石英衬垫抗压实作用控制,浅层和深层均可发育高孔隙储层;Ⅱ类有利储层主要受表生期风化淋滤作用控制,可在风化壳附近形成优质储层,整体上Ⅰ类储层物性优于Ⅱ类。     

塔北隆起深层碎屑岩优质储层形成主控因素

近几年,在塔里木盆地塔北隆起深层碎屑岩储层中发现了一定规模的油气资源,研究深层优质储层形成主控因素及分布,一直是本区深层油气勘探的关键问题。本文应用岩芯观察、粒度分析、普通薄片、铸体薄片、阴极发光薄片等技术方法,通过对塔北隆起英买力地区深层白垩系巴西改组优质储层特征的研究,结果表明巴西改组具有沉积水动力强、杂基含量少、砂岩压实不充分、胶结物主要为方解石胶结物及溶蚀作用发育等特点。在沉积条件和成岩条件对深层储层物性发育控制作用分析的基础上,认为形成现今深层优质储层的原因主要有三个方面:①好的原始沉积条件为深层优质储层发育提供基础;②压实作用不充分保存了较高的粒间体积百分比(IGV),为深层高孔隙储层发育提供条件,而压实不充分的原因是早期发育的胶结物抵御了一部分上覆垂向有效应力和深埋时间短;③大量方解石胶结物的溶蚀对深层优质储层形成具有重要作用。     

准噶尔盆地深层相对优质储层发育机理——淋滤与溶蚀作用

准噶尔盆地腹部侏罗系砂岩埋藏深(>5800m),深部是否发育相对优质储层是制约深层勘探的科学问题.采用镜下观察、测井、试验测试等手段研究了准噶尔盆地深层砂岩的成岩机制和优质储层的发育机理.研究结果表明:(1)准噶尔盆地深层侏罗系砂岩为晚期超压,砂岩粒度细,以粉砂岩和细砂岩为主,岩屑含量高达69%,成分成熟度低,颗粒包壳对砂岩的孔隙度保存有利,但会堵塞喉道,降低渗透率,而且早期充注的油气中的有机酸会溶蚀砂岩地层中的长石和岩屑等矿物,造成高岭石和石英沉淀,对储层的发育与保存不大有利;(2)盆地腹部深层侏罗系西山窑组顶部砂岩中存在一个次生孔隙发育带,孔隙度和渗透率增大,孔隙度从7%增大至11%,渗透率从0.5md增加至2.5md.这个次生孔隙发育带位于侏罗系与白垩系之间的不整合面(埋深5 850m)之下的半风化砂岩中,主要是表生期大气淡水的淋滤作用和深埋后溶蚀作用形成.      

塔里木盆地塔深1井超深层白云岩储层再认识

<正>近几年来,中国陆上深层、超深层碳酸盐岩勘探领域取得了一个又一个油气发现,并建成了规模油气产能,如四川盆地普光气田、元坝气田、龙岗气田、安岳气田、磨溪-龙王庙气田等,且油气主要赋存于白云岩储集岩中。白云岩在多大埋深条件下还能保留储集空间?2007年中国石化西北油田分公司在塔里木盆地钻探的塔深1井揭示了在埋深超过8 400 m、温度超过160℃的地下依然发育优质白云岩储层并且具有液态烃的存在。关于塔深1井白云岩储层已有诸多学者开展了研究并发表了相关研究成果[1-6]。     

浊沸石溶蚀过程的热力学计算与次生孔隙发育带预测--以徐家围子断陷深层为例

浊沸石是徐家围子断陷深层砂砾岩中广泛分布的一种胶结物,被有机酸溶蚀后,形成大量次生孔隙,为油气的聚集提供了储集空间。为了预测深层次生孔隙发育带的分布,本研究应用热力学计算方法,定量讨论了徐家围子断陷深层营城组砂砾岩中浊沸石的溶解-沉淀过程和次生孔隙的形成机理,并提出了溶解-沉淀指数DPI的计算模型,定量表征溶蚀作用的强度。通过叠合DPI等值线图和沉积相图,预测了浊沸石溶蚀形成次生孔隙发育带的分布。结果表明,次生孔隙发育带主要分布于DPI>2.5的扇三角洲前缘和辫状河三角洲前缘砂砾岩体中。     

塔河油田碳酸盐岩大型隐蔽油藏成藏机理探讨

塔河碳酸盐岩隐蔽油藏是目前中国最大的海相整装油田,油藏类型以大型岩溶缝洞型隐蔽油藏为主,平面上油气分布具有大面积叠置连片不均匀含油特点,纵向上主要富集于奥陶系顶面不整合面之下400m范围之内,无统一油水界面,主要受非均质性极强的次生孔洞缝储集体发育程度控制。其成藏主控因素为：①多期多旋回岩溶(古表生、深埋)及断裂作用形成的孔、洞、缝网络状储集体与上覆有效盖层尤其是石炭系巴楚组泥岩及膏泥岩有效配置是油气成藏的关键;②长期继承性发育的大型阿克库勒凸起及多期断裂系统限制了岩溶储层发育范围,并控制了油气运移、聚集与成藏;③多源长期供烃,早期成藏遭受改造。晚期再次充注调整是塔河重要成藏机制。     

The Exploration Status and Research Advances of Deep and Ultra-Deep Clastic Reservoirs

In recent years, with increasing demand for oil and gas, and advances in exploration methods, deep and ultra-deep (5 000~8 000 m) clastic reservoirs have become a new domain for oil and gas exploration. Research on deep and ultra-deep clastic reservoirs began in the 1970s and has achieved a series of major findings. Under the typical tectonic setting and sedimentary environment of basins in China, deep and ultra-deep clastic reservoirs, having experienced long-term burial, compaction, and dissolution, generally possess good physical properties and have become effective reservoirs. Therefore, the main controlling factors on the formation of such reservoirs have become the focus of research on deep and ultra-deep clastic rocks. Previous studies in this field have made the following findings. ①Dissolution is a general mechanism for the formation of effective deep and ultra-deep clastic reservoirs. Specifically, the organic and inorganic acids generated by organic matter maturation act to dissolve soluble carbonate cement components such as feldspar and lithic fragments, forming secondary pores. ②The lower the geothermal gradient and weaker the intensity of diagenesis, the slower the decrease in sandstone porosity. Thus, the process of long-term early stage shallow burial and rapid late-stage deep burial is conducive to the preservation of primary porosity. ③Anomalous pressure can delay the compaction of rock, inhibiting the expulsion of organic acids that are favorable for the generation of secondary pores in deep and ultra-deep reservoirs. ④Gypsum layers can slow the process of diagenesis, forming dual sealing by physical properties and pressure. This is conducive to the preservation of porosity in sandstone located below the gypsum layer. ⑤Clay film (e.g., chlorite film) also plays an important role in preserving the porosity of deep and ultra-deep clastic reservoirs. ⑥The formation of effective reservoirs also can also be influenced by the factors of diagenetic compaction, early hydrocarbon filling and clastic particles composition. Geologic research on deep and ultra-deep reservoirs should focus on reservoirs on land as this will strengthen our understanding of offshore reservoirs, especially in deep waters. Moreover, further innovation in theory and technology of oil and gas exploration are required.     

中国油气田古岩溶与油气储层

目前,在鄂尔多斯盆地、塔里木盆地、四川盆地等的奥陶系、石炭系、二叠系—三叠系及震旦系等多套地层中均已发现不少典型的古岩溶油气田。这些油气田古岩溶储层常具有以下几个特征:(1)垂向分带明显,地表残积岩溶带、垂直渗流—水平潜流岩溶带等发育齐全。(2)储集空间主要由岩溶作用形成的半充填或未充填残余溶蚀孔洞缝组成。优质储层类型以裂缝—溶蚀孔洞型储层为主,此类储层为各大油气田高产稳产的最重要储层和主力产气层。(3)储层受古岩溶地貌和断层裂缝的控制明显。古岩溶斜坡、古岩溶高地边缘及断层裂缝发育区,古岩溶发育强烈,是溶蚀孔洞层和储层发育的有利地区。(4)埋藏有机溶蚀作用形成的次生孔隙为有敏孔隙,它的发育与烃类的形成、演化和运聚相匹配。(5)古风化壳岩溶作用和埋藏有机溶蚀怍用的多期次叠加和改造,是古岩溶储层及油气藏形成的最佳组合模式。     

青海柴达木盆地南八仙油气田油源与成藏机理

柴达木盆地南八仙油气田不同油气藏间原油性质特征变化明显,油层在纵向井段上分布范围逾3000余m。通过地球化学实验并结合构造等地质条件分析,认为该区各种深、浅层油气藏中的原油具有煤成烃的基本地球化学特征,并且为同一来源,油源为临近地区较深部位中侏罗统煤系地层;该区深、浅层原油物性间的差异也反映在地球化学指标上,其成因或成藏机理是：深部早期油藏在断裂等地质作用下发生了明显的蒸发分馏作用,其分馏出的产物在浅部再次聚集成藏。     

东营凹陷博兴洼陷沙四上亚段滩坝优质储层形成机理与分布特征

综合运用岩心观察、铸体薄片鉴定、扫描电镜分析、岩石物性测试以及试油结果等分析方法,对东营凹陷博兴洼陷沙四上亚段滩坝中深部储层基本特征进行了研究。结果表明：滩坝中深部储层主要为低孔低渗储层,储集空间表现为原生孔隙和次生孔隙并存发育;研究区优质储层的形成机理主要有沉积作用、地层超压、油气充注、酸性溶蚀和绿泥石颗粒包壳;坝主体和滩脊距泥岩层较远部位储层分选好,抗压实能力强,由于酸性溶解对储层的改造以及油气充注对胶结作用的抑制,中深层仍发育大量原生孔隙和次生孔隙,储层物性较好,并在异常超压和绿泥石颗粒包壳的保护下保存至今并成为有效优质储层;坝主体和滩脊距泥岩层较近部位储层,由于早期强烈的碳酸盐胶结作用并形成致密胶结壳,导致现今储层物性极差,主要发育无效储层;坝侧缘以及滩席储层原始沉积条件差,杂基含量高,在埋藏过程中以压实作用和泥质碳酸盐胶结作用为主,溶解作用微弱,现今物性差,从浅层到深层基本全为无效储层。博兴洼陷沙四上亚段滩坝优质储层主要分布在厚层坝主体和滩脊砂体的中部位置。     

沉积盆地超压系统演化与深层油气成藏条件

晚期成藏是大中型油气田形成的重要特征。从晚期成藏的观点出发，深层油气藏的形成需要盆地深层发育仍处于有利生，排烃阶段的源岩，具有较高孔隙度，渗透率的深部储层，以及有利的储层－盖层能量配置，在超压盆地中，超压对生烃的抑制作用使常压盆地中已过成熟的源岩保持在有利的生，排烃阶段，从而为深层油气成藏提供较好的烃源条件，超压条件下低有效应力引起的机械压实程度减弱，流体流动性减弱引起的化学胶结作用减缓及有机酸对矿物的溶解作用使深埋超压储层保持较高的孔隙度和渗透率。然而，由于超压引起的地层天然水力破裂和流体穿层运移。超压环境深部油气藏的形成和保存需要有效的储层－盖层能量配置。     

砂岩储层孔隙保存的定量预测研究

对北方地区若干盆地的砂岩孔隙发育特征的研究表明,地温场、地质年代和盆地沉降方式对砂岩孔隙的演化和保存有制约作用。地温梯度每增加1℃,砂岩孔隙度平均减小约7%;在地温梯度2-4℃/100m范围内,有效储层的保存深度差异可达2500-3000m.地质年代每增加1Ma,砂岩孔隙度降低约0.018%-0.009%.地层超压可最大保存5%-7%的孔隙度。盆地沉降方式不同引起的孔隙保存量的差异为2%-5%,相应的有效孔隙保存深度的差值约1000m。