松辽盆地向斜油藏特征及成藏机理探讨

向斜区低-超低渗透油藏油水关系复杂, 重力分异作用不明显, 由坳陷中心向两侧表现为油藏-油水过渡带-正常油藏的特点. 通过对松辽盆地低-超低渗透储层中油气水运移方式、动力学条件和非达西渗流状态三方面的探讨, 认为滞留效应是石油在向斜低部位成藏的关键. 油气在低-超低渗透储层中运移时, 气、水以单个或几个分子结合的状态运移, 能够自由通过喉道, 而油珠的最小直径一般要大于喉道直径, 必须通过变形才能通过, 导致气、水优先运移, 而油珠运移滞留, 聚集成藏; 流体压力差和浮力是石油运移的主要动力, 毛细管力是石油运移的主要阻力. 当动力小于阻力时, 石油滞留成藏; 向斜油藏内部浮力小于毛细管阻力, 油水不能发生正常的重力分异. 这种在向斜区成熟烃源岩范围内低-超低渗透储层中形成的油藏属于非常规油藏.     

中国海相碳酸盐岩层系油气形成与富集规律

近年来,随着对我国海相碳酸盐岩层系油气形成与富集机理认识的深化,油气勘探不断取得新发现.塔河大油田和普光大气田的发现为我国海相碳酸盐岩层系油气形成与富集机理的深入研究提供了地质实例.由于我国海相碳酸盐岩层系发育时代老、经历构造改造期次多、烃源岩差异性热演化、礁滩相复合体与风化壳岩溶储集体等多样性储层发育、盖层发育不均一（特别是膏盐岩）和后期油气藏多期改造与调整等因素,使得我国海相碳酸盐岩层系油气形成具有以下几方面特征：1）发育于斜坡带的海相优质烃源岩多以硅质或钙质伴生的泥岩或灰泥岩为主,有机质含量高,生烃潜力大,不同区域热演化存在差异性;2）优质储层的形成主要受原始沉积环境和后期成岩改造作用（包括成岩、构造和流体）控制,斜坡带、不整合面、断裂带附近和流体活动区域优质储层发育;3）优质盖层,特别是膏盐岩盖层,是海相碳酸盐岩层系大中型油气田形成的关键,大型天然气田盖层多以膏盐岩为主.基于我国海相碳酸盐岩层系形成时间早和多期构造运动的叠加与改造,油气富集区域主要集中在斜坡带和构造活动枢纽部位,因为斜坡带生储盖组合配置良好,不仅发育优质烃源岩,而且储层多以礁滩复合体为主,盖层样式多;构造活动枢纽部位因长期处于油气运移有利部位和构造活动相对稳定区域,有利于油气聚集和保存.     

油田放射性异常成因研究

为探索地表放射性异常与地下油气藏的关系，在４种类型的９个油气藏上收集了３１０口井的测井数据，同时在５个油气藏上进行了地面放射性测量．上述资料证实，异常从油层到地表具有延续性，在同一油层上方放射性异常随测点与油层距离加大而减弱，复合式油气藏各油层异常独立存在，不同类型油藏异常总体形态相似，异常幅值与油藏圈闭条件有关．这些为油气物质垂向运移及放射性异常深部形成机制提供了直接证据．在此基础上，综合前人研究成果，提出了油田放射性异常物质来源主要是生油岩的观点和油气盆地内流体微运移循环的设想，建立了油田放射性异常综合成因模式．     

重论"上生下储"与"侧向运移"

油气运移是油气藏形成与分布研究的基础．随着生油层理论的建立和发展,油气“上生下储”与“侧向运移”已经成为解释生油层与储集层关系的金科玉律．随着世界范围内油气勘探实践的积累和油气形成与分布研究,特别是对基岩油气藏勘探研究的不断深入,上述运移途径需要重新加以认识。     

中国南方白垩系油气成藏规律

南方白垩系多以红色、紫红色碎屑岩为主,夹蒸发岩,由于缺乏烃源岩,在勘探上一直没有受到应有重视.随着油气勘探的深入,近年来陆续发现大量白垩系油气藏或油气显示,显示出白垩系良好的勘探潜力.研究发现白垩系发育优质储层和高效盖层,同时白垩系与下伏古生代-早中生代海相地层和上覆新生代陆相地层构成叠合盆地,这两套层系均发育多套优质烃源岩.在南方特别是中下扬子地区喜马拉雅期以来强烈的拉张断陷作用伴生了大量的断裂,这些断裂沟通了白垩系与上下覆地层的烃源岩,形成了断裂型和不整合型的不连续的生储盖成藏组合,来自古近系烃源岩和具有二次生烃能力的中生代、古生代烃源岩的充足油气在白垩系形成新生古储型、古生新储型和少量自生自储型油气藏,其油气富集成藏关键因素是临近生烃中心、油气源充足,其二是断裂系统相对发育,为白垩系油气成藏提供了必要输导体系.     

裂缝型油气藏勘探评价面临的挑战及发展方向

裂缝型油气藏,即致密砂岩裂缝、碳酸盐岩裂缝、泥岩裂缝、火山岩或变质岩裂缝等储层形成的复杂油气藏,已经成为国内外油气勘探开发的焦点,常规勘探理论和方法在裂缝型油气藏评价中面临许多挑战,常常显得无能为力.本文从裂缝型油气藏储层评价出发,分析各种常规预测裂缝有利发育带方法的优势和局限性,提出裂缝性油气藏勘探评价新理论新方法的基本出发点和思路,并给出了具体的应用实例.     

海湾盆地八面河地区油气运聚与成藏特征分析

采用地质与地球化学原理与方法对渤海湾盆地八面河油气区进行系统测试和分析, 定量估算该油田的油源分配, 提出了相应的运移通道和成藏机理. 研究结果表明, 虽然八面河油田附近埋藏较浅的沙四段烃源岩提供的“未熟-低熟油”在八面河地区原油中占一定的比例, 但这些原油的主体应来自相邻的生油洼陷——牛庄和广利洼陷内埋深超过2700 m的沙四段成熟烃源岩. 定量计算表明, 八面河地区未熟-低熟油的含量不超过20％, 其余为正常原油. 来自生烃洼陷的油气的运移受断层、砂体运载层等优势通道共同控制, 八面河油田只是运移优势通道的指向之一. 新提出的原油来源与运聚模式已为近期油气勘探实践所证实.     

新疆北部石炭系大型火山岩风化体结构与地层油气成藏机制

新疆北部上石炭统发育于碰撞后松弛垮塌构造环境,火山岩和烃源岩间互广泛分布,石炭纪末受板块挤压整体抬升遭受风化淋滤,使火山岩不整合风化体形成5层结构,其中溶蚀带和崩解带是有利储层发育段,火山岩风化体发育于古地貌出露水面区,低洼处和斜坡带发育较完整的5层结构,高部位一般缺失土壤层.风化体厚度与风化淋滤时间呈正向非线性指数关系,风化体厚度动态平衡时间约为36.3Ma,最大风化体厚度约450m,断裂发育处风化体厚度更大,长期风化淋滤区各种火山岩岩性均能形成风化体.火山岩风化体和烃源岩组合,发育源内火山岩风化体层序型、源上火山锥风化体准层状和侧源火山岩风化体梳状3种成藏模式,均可形成大型火山岩风化体地层油气藏.该认识改变了火山岩油气勘探中寻找有利岩性和岩相带的传统模式,修正了新疆北部石炭系为盆地基底,不具备油气生成条件的观点,对指导火山岩风化体油气勘探具有重要的科学意义和应用价值.指出中国中西部古生界存在形成大规模火山岩风化体地层油气藏的条件,是今后油气勘探的新领域.     

侵入渗流模型算法设计及在油气成藏机理研究中的应用

油气藏形成影响因素多、经历时间长,难以通过直观的手段再现油气运聚过程.侵入渗流数值模型可用于研究地下多孔介质中流体运移特征与规律.在国内外研究的基础上,探索二维、三维模型降维设计思路,把复杂多维模型转化为一维数组,简化计算流程,方便程序设计.采用二叉树排序方法设计了数据结构和计算模块,可以加速搜索进程,减少运移模拟时间.通过加载分形分析软件对模拟结果进行定量标定.应用键式侵入渗流模型讨论了非常规油气成藏过程.低地层倾角产生低浮力效果,低渗透储层造成运移阻力增大,结合大面积供烃过程,形成了形态复杂、分形值高、运移效率低的油气运移路径.常规油藏中储层非均质性与运移动力共同影响,控制储层内部油气分布规律和运移路径形态.算法改进后软件结构清晰,功能完备,同时便于修改和增减模块.键式侵入渗流数值模型可以用于研究成藏机理、分析油气分布规律,具有直观、灵活、科学的特点.     

深部流体及有机-无机相互作用下油气形成的基本内涵

含油气盆地作为地球系统中相对稳定的克拉通块体,从早期烃源岩发育环境、油气形成、储层溶蚀改造到油气聚集或者破坏都受到地球系统演化的影响.深部流体作为联系盆地内、外因素的纽带,以有机-无机相互作用的方式贯穿了油气形成和聚集的全过程.深部流体携带的营养物质促进了成烃生物的勃发和碳氢源的额外补充,有利于优质烃源岩的发育和提高烃源岩生烃潜力,其携带的能量促进了烃源岩早熟和高成熟烃源活化加氢生烃.深部富CO_2流体对碳酸盐岩、碎屑岩储层的溶蚀改造,改善了深层储集体空间,使得油气储集空间向更深延伸.深部超临界CO_2对深层滞留原油的萃取和泥页岩中CH_4的驱替,提高了深层和致密储层中烃类流动性.同时,深部流体携带的物质(C、H、催化物质)和能量不仅能够促使费托合成无机CH_4,促使有机质热演化生烃形成"热液石油",而且也能使得有机来源的原油发生热蚀变.因此,从地球层圈相互作用的视角看,深部流体不仅对沉积盆地输入了大量的外源C和H,改善了油气赋存空间,而且也提高了油气富集聚集效率.     

T17断块岩性地层油气藏高效勘探开发模式研究

断陷湖盆缓坡带是油气运移的优势指向区,具备形成岩性地层油气藏的优越条件.本文采用地球物理技术与石油地质分析相结合的方法,分析了T17断块岩性地层油气藏的地质特征与油气展布规律,认为：（1）油气成藏受不整合面、岩性及构造因素综合控制;(2)单个含油砂体的油层在上倾部位受储层超覆尖灭线控制,下倾方向受油水界面控制;(3)多个含油砂体叠和构成了岩性地层油气聚集区带,整个区带油气层纵向上呈阶梯状产出,平面上由构造低部位向构造高部位呈条带状展布.据此,总结该区油气藏的高效勘探开发模式,并应用到该断块的勘探开发实践中,取得了较好的效果.     

致密砂岩油运聚动力学机制及含油饱和度预测的数值模拟

定量刻画致密砂岩油运聚是油气勘探领域的研究前沿.本文设计了包含多种基本地质要素的概念模型,构建了致密砂岩油运聚的非线性渗流数值模型.研究了滑移效应、超压驱动力、浮力、毛管力对致密油运聚的影响规律,模拟结果表明:(1)致密储层和常规储层的石油运聚差异体现在饱和度的增长方式、油水分布特征、地层倾角影响等方面;(2)平均孔喉半径小于150nm时滑移效应影响较大,超压驱动力和毛管力是控制致密砂岩油运聚的主要力学机制,浮力、毛管力和超压驱动力耦合作用控制致密砂岩含油饱和度上限和下限.最终,本文形成了快速预测致密砂岩含油饱和度的有量纲和无量纲图版,并通过实测数据进行了检验.研究结果为分析致密砂岩油运聚机理提供了基础,并且为其含油饱和度预测提供了一种新的途径.此外,本文还发展了运聚结果的数字化和可视化分析方法,充实了油气成藏动力学的表达方式.     

非常规储层异常压力测井预测方法及应用

超压在含油气盆地中普遍存在,异常压力的预测是油气探勘开发中的重要研究内容.本文基于测井预测异常压力的方法,对准噶尔盆地致密油、松辽盆地致密气、川南五峰—龙马溪组页岩气的超压特征进行了研究,探讨了该方法在非常规油气勘探中的运用.研究表明,莫索湾地区三工河组致密储层平均压力为47.52 MPa,压力系数平均为1.3,八道湾组平均压力为62.5 MPa,压力系数平均为1.4.德惠断陷从营城组顶部,地层表现出超压的特征,压力系数从1.32～1.7,具有明显的高压-超高压特征,且随着深度的增加,地层压力与静水压力的差值越大.川南五峰—龙马溪组页岩压力系数1.22～1.61,平均值为1.44,具有超压的特征.超压为致密储层保留了大量原生孔隙,压力系数可以作为非常规油气有利区预测、储层评价的标准.     

前梨园地区深层致密气超压特征及成藏效应

以致密气藏为代表的非常规油气藏勘探在国内逐渐得到重视.前梨园洼陷是东濮凹陷最大的生油气洼陷,展示了极好的深层超压天然气勘探前景.在实测压力基础上,结合声波时差及地震速度计算,利用东濮凹陷丰富的测井、测试和地质资料综合分析超压分布和成因.结果表明:前梨园地区地层压力在纵向上具有典型双层结构,其中沙三中下亚段超压普遍发育.泥岩层的压力分布与砂岩储层的压力分布特征具有一定差异,泥岩欠压实所产生的增压并不显著,生烃作用尤其是大量生气为区域超压形成的主要机制.超压的存在对天然气运聚成藏产生重要的影响.超压通过对成岩作用的影响,改善了深部砂岩储层物性从而提高储集性能.相同深度和储集条件下,油气层压力越高,相应含油气饱和度增高.加强超压相关研究对于本区深层致密砂岩气藏勘探意义重大.     

气烟囱模式识别技术在油气运移通道检测中的应用

气烟囱对油气运移通道和运移模式具有一定的指示作用,而利用原始地震数据或单一地震属性对气烟囱进行解释存在严重的多解性.本文采用基于有监督人工神经网络的多属性模式识别技术对三维地震数据进行气烟囱体检测,并将其应用于渤海辽东湾郯庐断裂带某工区,以摸清油气运移机制和成藏模式,达到预测油气有利分布范围的目的.结果表明,气烟囱体能够更清楚、直观地指示油气沿断裂运移的通道,气烟囱发育部位与浅层气的分布比较一致.研究区内深大走滑断裂是沟通深层烃源岩的主要通道,是油气平面分布的主要控制因素.断裂后期活动形成的次级雁列断层对油气具有调节作用,使得部分油气在浅层新近系储层中聚集成藏,断裂活动性大小的不同决定了油气再次调节作用的大小,从而控制油气富集层位的差异性.气烟囱检测结果与该区钻井揭示的油气富集规律基本一致,从而证明了该方法的有效性和实用性.     

塔里木盆地环满加尔凹陷油气来源与勘探方向

自塔河油田发现以来,关于主力烃源岩是寒武系还是中上奥陶统一直存在争议.本文以英买2和塔东2井原油作为中上奥陶统和寒武系烃源岩来源的端元,对比分析了塔北轮南与哈德地区原油、沥青吸附烃和沥青包裹体饱和烃生物标志物.其三环萜烷C_(21)/C_(23)比值小于1,指示其与上奥陶统烃源岩有关,而储层沥青和沥青包裹体中饱和烃中甾烷C_(28)/(C_(27)+C_(28)+C_(29))比值大于25,指示其与寒武系烃源岩有关.但塔北原油该比值小于25,具有上奥陶统烃源岩特征,表明塔里木盆地原油来源具有复杂性.塔里木盆地奥陶系油藏原油组分与碳同位素组成对比表明,塔北(含塔河油田)、塔中等油藏原油主要处于以英买2和塔东2原油为端元构成的二元混合区间内,指示了塔北和塔中原油呈现出寒武系和中上奥陶统烃源岩生成原油发生混合后的特征,从塔北南坡向塔中北坡方向寒武系烃源岩贡献逐渐增加.在钻井地层、沉积相资料约束下,以地震反射特征为基础,重新编制了寒武系、中下奥陶统和上奥陶统烃源岩空间展布,指出优质烃源岩空间上主要位于盆地斜坡带,纵向上主要发育于水进过程中最大海泛面.受盆地构造格局迁移演化影响,不同区域烃源岩的叠置不同.盆地原始沉积结构和后期改造过程共同控制了油气分布,塔中北围斜区-顺托-古城地区长期临近斜坡区,必将是近期油气勘探的重要战场.     

气烟囱的地球物理响应特征及油气勘探

本文借助于地震数据及其与之相关的属性体,研究气烟囱在地震体上烃类泄露路径、浅层气、海底麻点等异常特征与油气的密切关系.针对气烟囱对不同叠置组合地层本身的改造及由于流体迁移导致地层含气引起的地震响应异常现象进行分类:与多边形断层相关的管状,与底辟活动相关的穹窿状以及与烃源岩及下伏含气储层超压有关的网状及线状三种类型,其中第三种类型对油气聚集最为有利.针对以上三种类型开展了烃类泄露相关描述、识别及其解释等工作,并分析了气烟囱根部烃类运移供给能量及上覆地层的渗透能力决定了气烟囱规模及样式不同.在以上研究的基础上,总结了气烟囱相对应的三种成藏模式,有助于分析油气运聚成藏路径,为寻找油气藏,减小钻遇风险,成功勘探和开发提供思路.     

岩浆热场对油气成藏的影响

在油气勘探领域,沉积岩一直是研究的热点和焦点,对火成岩国内外均较少涉及且普遍认为它对油气的生成和聚集成藏有破坏作用.随着研究的进展,人们发现,岩浆侵入和喷出活动对油气成藏具有重要的作用,而且,岩浆岩本身还可能是很好的油气储层.研究表明,由岩浆侵入和喷出带来的热所形成的热场(岩浆热场)与油气成藏的关系几乎是全方位的,它几乎参与了油气生成、演化的全过程,既有有利于油气成藏的积极的一面,也有破坏油气成藏的消极的一面.大体表现在下述5个方面:(1)岩浆热场不仅可以造成围岩的变质和变形,其所带来的大量热和流体对油气的生成、运移、聚集以及油气藏的形成与保存有明显影响.(2)岩浆热场提高了有机质的热演化程度,使生油门限变浅,使烃源岩达到高成熟或过成熟,使烃源岩中残余有机质丰度降低.岩浆热场提高了盆地的地温梯度,使原本成熟度低的烃源岩达到生油窗的温度范围,促进生烃作用进程,加速烃源岩的热成熟,并为油气运移和聚集提供了运移通道、储集空间、封盖遮挡条件和圈闭构造,有利于油气的运移、聚集和成藏.岩浆热场带来的流体主要是由多元组分构成的超临界流体,其上升、对流、循环可使热场范围内的物质与能量发生调整和再分配.在流体上升过程中,可萃取、富集沉积物中的分散有机质,对生烃产生显著的加氢作用,从而为油气的形成补充物源.流体还能与围岩储层发生反应,改善储层的孔渗条件,有利于油气的聚集成藏,抑制烃类的热裂解.(3)岩浆热场还与非常规油气(页岩气、天然气水合物、煤层气等)有关.岩浆热场的作用主要是使泥页岩成熟度提高,岩浆侵入造成的构造压力使泥页岩产生大量裂缝,提高了泥页岩的有机孔隙度以及泥岩对页岩气的吸附力,使位于岩浆热场中的泥页岩生烃强度大、储集性好、吸附能力强,成为页岩气有利的富集区.(4)有机的煤、油、气与无机的金属相伴成矿(成藏)是最具吸引力的.油气田中常伴有各种金属元素,当含上述元素的热液与有机质相遇时,会促使有机质向烃类物质转化.有机与无机矿床(藏)时空上的密切联系,说明有机-无机质相互作用是多种能源矿产共存成藏(矿)的重要因素.有机油、气、煤所具有的吸附作用、还原环境和络合作用对无机铅锌金铜铀的沉淀、富集和成矿有利;同样,在烃类生成过程中,无机组分有时也具有催化剂的作用,也能使有机碳更多的与氢结合生成更多的烃类.(5)岩浆热场还是一把双刃剑,对油气成藏既有有利的一面,也有不利的一面.研究表明,油气大量生成和运移时期以前发生的岩浆活动对油气藏保存无不利影响,油气生成运移期或其以后的岩浆活动,则有可能对油气藏起明显的破坏作用.新形成的高温热场可能吞噬和破坏储油层及其结构,使油气向上散逸.此外,高温岩浆侵入生油层后,还会对周围生油母质及生成的油气进行烘烤使之炭化.     

中国东部原位火山岩油气藏的形成机制——以松辽盆地徐深气田为例

中国东部中新生代断陷盆地群发现了大量的原位火山岩油气藏.以松辽盆地早白垩世徐家围子断陷为例,钻井揭示结果及地质、地球物理综合分析表明,原位火山岩油气藏形成机制具有＂断控体、体控相、相控储、储控藏＂的特点,即深大断裂样式控制火山岩喷发方式决定火山岩体及气藏分布,火山岩体控制火山岩相带的展布空间决定火山岩油气藏规模,火山岩相控制储层物性的优劣决定油气层的有效厚度,火山岩储层物性控制油气藏类型决定火山岩油气层产能.研究认识对指导断陷盆地原位火山岩油气藏的发现具有理论和实践意义.     

塔里木盆地轮南复式油气聚集区成藏特点与主控因素

轮南地区是一个具有多个含油气层系共存的大型古隆起,目前该区已落实三级油气储量近20亿吨.在奥陶系、石炭系、三叠系和侏罗系发现8套含油气层系,表现出大型复式油气聚集区的特征.奥陶系是主力储集层系,已探明石油地质储量超过8亿吨,形成了特大型海相碳酸盐岩油气田.轮南古潜山碳酸盐岩储层的储集空间分为溶洞、溶孔、裂缝3种类型,其中溶洞分布普遍;储层的发育主要受岩溶作用和构造破裂作用的控制.轮南地区奥陶系、石炭系、三叠系和侏罗系油气藏原油的地球化学特征相近,具有相同的来源,主要来源于中上奥陶统;石炭系、三叠系、侏罗系油气藏主要是奥陶系油气藏在多期次构造运动与调整改造过程中由断层垂向运移作用形成的次生油气藏.轮南复式油气聚集区由于三面紧邻大型生烃凹陷,而且油气长期充足供给,同时继承性古隆起既是烃类长期运移聚集区,也有利于形成多套优质储层及断裂系统的发育,从而保证了轮南巨型复式油气聚集区的形成.