根据库车油气系统80个油气藏地层流体的高温高压实验(PVT)结果和油气藏的油气物理和化学性质,可以清晰地认识该系统已发现油气藏的流体相态类型和分布特征,并可以比较深入地了解其主要的控制因素。库车油气系统为富气的地质单元,烃流体以气态烃为主,液态烃处于次要地位。库车油气系统的北带是干气和湿气集中分布的地带,并有少量凝析气藏,这些凝析气藏贫含凝析油;南带是以富―特富凝析气藏为主的地带,并有伴生油藏和挥发性油藏分布。库车油气系统的西段比较富油,油藏和富―特富凝析气藏比较集中的出现在西段的羊塔克地区、却勒地区和乌什地区。认为库车油气系统烃类成藏史的特点是:1早期是以富油的凝析气和正常原油成藏为主,主要成藏区分布在早期圈闭发育的南带;2晚期是干气、湿气和贫凝析气的充注和成藏时期,在北带晚期圈闭中形成了干气藏、湿气藏和贫凝析油的气藏,在南带晚期同样也有较干的天然气进入早期油气藏,并使南带早期油气藏中的烃体系发生混合和分异。
论述了库车含油气系统的地质特征:1具有一个生烃灶,发育有三叠系和侏罗系烃源岩,岩性为湖相泥岩、沼泽相煤系和高碳泥岩,干酪根为 ～ 1型;2具有低温度场、高压力场和强应力场,这种能量场导致了晚期运聚和事件成藏;3成藏组合包括三叠系-侏罗系烃源岩,侏罗系红色泥岩和下第三系-上第三系膏泥岩两套区域盖层和其它局部盖层,和三叠系-上第三系的砾岩、砂岩、粉砂岩和白云岩储层;4圈闭主要为坳陷区中新世以来形成的成排成带的断层相关褶皱和前缘隆起正断层下盘的断块;5由于强烈的构造运动,有早白垩世成油期和中新世末两个成气期,最重要的成藏期为中新世末(1.8Ma前);6有3种成藏模式,油藏、凝析气藏和气藏分布于三叠系-侏罗系的砂岩和砾岩储层、白垩系和下第三系的砂岩和粉砂岩以及白云岩储层。认为形成大油气田的关键因素有区域盖层、有效烃源岩的范围、疏导体系的连通性和圈闭的规模等。
通过分析流体充注增压所需要的地质条件(包括源岩排烃与储层封闭的时间配置、源岩与储层的空间配置、沟通源岩与储层的疏导体系以及流体充注动力等条件),证实了流体充注可对库车坳陷中生界储层增压。通过比较范德瓦耳斯非理想气体热力学方程、Redlich-Kwong状态方程、理想气体方程的摩尔数密度―压力曲线和实际摩尔数密度―压力状态,得到了100℃地层条件下实用的流体充注增压公式;利用该实用公式估算了对克拉2封存箱进行流体充注后的实际增压量,证实了流体充注对库车坳陷中生界储层超压具有较大贡献,据此认为流体充注是库车坳陷中生界储层异常高压形成的主要因素之一。
利用自行设计组装的模拟实验装置,对原油沿断裂运移的规律进行了物理模拟,结果表明,原油沿断裂运移速度具有与断裂带倾角成正比、与断裂带填充物粒度和泥质含量成反比的规律。利用模拟实验研究了原油和天然气通过岩样运移速度之间的函数关系,结果查明其比值大小与砂岩孔隙度成直线反比关系、与渗透率成指数反比关系。在此基础上,利用原油沿断裂运移规律对天然气沿断裂运移规律进行了数值模拟,在相同条件下发现了天然气沿断裂运移速度较原油大两个数量级以上和天然气沿断裂运移速度与断裂带倾角也成正比、与断裂带填充物粒度和泥质含量也成反比的规律。
实验研究表明,不管是干燥岩石还是含束缚水岩石,低渗透砂岩储层的应力敏感性是客观存在的,而且这种应力敏感性对储层渗透率造成的伤害不可忽视。随着有效压力的升高,渗透率是逐渐降低的,并且在有效压力升高的早期降低的幅度最明显,在后期则趋于平缓。而在有效压力恢复过程中,渗透率不能恢复到原来大小,即应力敏感对渗透率的伤害具有永久性。通过干燥样品与含束缚水样品的对照实验数据及分析表明,含束缚水样品的应力敏感性更明显,即应力造成含束缚水样品的渗透率降低幅度更大、伤害程度更大。
莺歌海盆地中深层油气勘探层系是南海北部大陆架边缘盆地西区颇受关注和颇具影响的新勘探领域,近年钻探的两口深井,不仅揭开了多年来蒙在中深层勘探领域的神秘面纱,而且基本消除了多年来一直笼罩在人们心目中的深层异常高温高压条件下油气能否运聚成藏的疑虑,进一步证实和肯定了中深层天然气运聚成藏的基本地质条件,尤其是证实了多年来一直推测和讨论的高有机质丰度海相烃源岩和高突破压力泥岩封盖层的存在。
多年的勘探实践证实,文昌A凹陷发育文昌组和恩平组2套主要的烃源岩,油气资源丰富,具有中部气成藏,周边油成藏的特征。认为文昌A凹陷中央隆起带、珠三南断裂东段下降盘和北部斜坡带成藏条件优越,是珠江口盆地西部近期油气勘探的重要领域。
与传统的测井资料解释和信息处理技术相比较,在对非均质性较强、物性参数级差较大的储集层物性预测中,人工神经网络技术具有极强的自适应和自学习能力,其通过很强的非线性映射,能够精确地建立储集层参数与测井响应之间的非线性模型。在论述神经网络技术基本原理的基础上,对西峰油田延安组和延长组储层的物性参数(孔隙度和渗透率等)进行了预测,取得了较理想的结果。预测结果表明:渗透率参数级差不大(<102)时,预测精度高;渗透率的变化范围较大(>103)时,对具有高渗透率储层的预测精度高,而对具有低渗透率储层的预测值相对误差较大。
岩溶作用是水对可溶性岩石的化学溶蚀和机械侵蚀与物质的迁移和再沉积的综合地质作用以及由此所产生的地质现象的统称。鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩自沉积作用开始以后,经历了沉积成岩→溶蚀破坏→溶蚀充填→溶蚀改造等漫长的多期岩溶地质作用,古岩溶形态多种多样、大小多变、组构复杂。按照古岩溶形成的条件及控制因素可以将其划分为表生期岩溶和埋藏期岩溶2大类;表生期岩溶分为同生期层间岩溶和裸露期风化壳岩溶,埋藏期岩溶分为压释水岩溶和热水岩溶。认为古岩溶的演化过程控制着孔、洞体系的发育,对油气的储集空间的形成既有建设性又有破坏性的影响。
塔里木盆地孔雀河地区发育有寒武系―奥陶系和侏罗系2套优质烃源岩,具备了油气勘探的基础。分析了该区地层及沉积相特征和烃源岩、储集层、盖层发育特征以及构造带所处位置、构造带内局部构造发育和构造形成期及其与油气运聚期匹配情况,还分析了在该区已钻井的油气显示情况。认为该区有2个有利的勘探目标,即龙口背斜构造带和维马克―开屏背斜构造带。
依据岩芯、测井、地震资料和储层地质学、测井地质学、地震地层学知识,可有效地解决气藏储层非均质性问题。通过对各种相标志的分析,发现胜坨气田明化镇组下段发育有曲流河沉积体系,其中包括河道充填、边滩(点坝)、废弃河道、天然堤、决口水道(次级水道)和泛滥平原等6种沉积微相。在此基础上,编制了不同小层的沉积微相平面分布图,揭示了该区的储层沉积特征,讨论了沉积微相对气藏储层物性的控制,指出了气藏开发的有利相带。
近年来,东营凹陷每年新探明的储量有近一半来自岩性油气藏,岩性油气藏已经成为保持油田稳产的主要贡献者。在近年来的油气勘探中,由于地震地质综合解释技术水平的提高,基本上可以准确地钻遇到钻前所预测的砂岩体,但是不同砂体的含油性却大相径庭。主要以东营凹陷的牛35砂体为例,解剖了砂体储集物性纵向上的变化,分析了控制透镜状岩性油气藏成藏的微观因素。认为泥质(灰质)含量、孔隙大小、渗透率均质性、喉道特征、方解石胶结物含量等对油气进入砂体成藏具有控制作用。
吐哈盆地台北凹陷小草湖次凹发育多套烃源岩,油源条件好,天然气资源丰富,勘探潜力巨大;该次凹陷中侏罗统发育3套储盖组合,天然气藏类型主要为J2s―J2q的构造―岩性复合型气藏和J2x―J1的深盆气藏,成藏期为燕山期和喜山期2期。认为古构造背景和构造―岩性复合型圈闭发育是小草湖次凹天然气成藏的主控因素,进凹寻找连片分布的岩性气藏是该区下一步天然气勘探的方向。
文西断裂带位于东濮凹陷中央隆起带的文南油田西部,构造面积约80km2,主要断裂呈北东向展布,西部紧邻海通集生油洼陷,具有良好的油气成藏条件。对文西断裂带的主要断层特征进行了描述,对主要断裂的构造样式作了分析,对构造发育史做了恢复。指出:该区构造发育主要经历了4个阶段,即雏形形成阶段(Es4-Es下4)、强烈深陷阶段(Es3)、滑脱变形阶段(Es上3-Es2)和滑脱增强阶段(Es上2-Ed);断层的分布控制着本区的构造格局,断层对该区油气的分布具有控制作用。
根据我国新油气田勘探开发现场的实际情况,应当充分利用试油资料来确定气藏产能,但是,由于试油资料是在测试时间较短情况下取得的,工作制度也比较单一,而且一点法计算无阻流量的公式还有一定局限性,故求得的产能结果需要利用产能试井资料来校正。确立了无阻流量QAOF与地层系数Kh的相关关系,即QAOF=f(Kh)或QAOF=f(Kh/ΣKh),并据此关系建立了全气藏普遍的产能方程。认为通过最大可能的合理生产压差和全气藏普遍的产能方程,就可确定最大可能的平均单井合理产量,并根据不同油管直径下的冲蚀流速,最后确定设计产量。
针对碳酸盐岩储层储集空间类型,讨论了井壁成像测井和常规测井方法的响应特征及其适应性,在此基础上提出了自适应性定量评价方法和模型,包括孔隙度模型、渗透率模型以及饱和度模型。应用该方法对塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩储层进行了综合评价,取得了良好的效果,证明该方法具良好的适应性。
库车前陆盆地是塔里木油田天然气的主要富集区,目前在该区相继发现了克拉2、吐孜洛克和迪那2等一批特大型和大型气田,但由于该区属典型的前陆逆冲断裂带,构造作用的影响十分强烈,岩石的成分成熟度和结构成熟度均较低,储层岩性杂乱、物性差、孔隙度小、渗透率低,地层纵向上具有砂泥岩薄互层,地层压力系数变化大,钻井泥浆侵入严重。所有这些不利因素使得常规测井方法对气藏的评价精度较低。为了提高测井效果,近年来塔里木油田陆续引进了斯仑贝谢、阿特拉斯以及哈里伯顿等成像测井技术,这些新技术在克服上述不利因素、解决泥浆侵入、判断气水界面、识别流体性质和精确计算饱和度等方面均具有常规测井技术无法比拟的优点。测井新技术在库车前陆盆地气藏描述中的应用,有效地提高了测井方法对气藏的评价精度。
塔里木盆地牙哈凝析气田是目前我国已投入开发的最大的整装凝析气田。凝析气藏是一种特殊和复杂的气藏,在开采过程中凝析油气体系在地层中的渗流伴随着复杂的相变,当地层流压低于露点压力时,凝析气藏会发生反凝析现象,凝析油在地层中析出,这既污染了产层,又降低了凝析油最终采收率,因此凝析气藏开发难度大、技术含量高。根据牙哈凝析气藏地质特征,在应用现代油藏工程和数值模拟技术分析论证基础上,采用水平井开发高温高压的凝析气藏。开发动态跟踪研究表明,水平井对深层和块状底水、凝析油含量高、地露压差小以及采用循环注气开发的凝析气藏具有很好的适应性,开发效果较好,经济效益明显。
在天然气生产过程中,通过对含有微量液烃气藏的相态分析,可以解决好地面条件下液烃的回收问题,从而保证经济效益和储运利用安全。认为不能忽略微量液烃对天然气相态分析结果的影响。
对塔里木盆地满加尔凹陷侏罗系演化程度较低(Ro=0.40%)的煤岩显微组分进行了从250℃到550℃(50℃为一温阶,恒温72h)的热模拟实验。用氯仿抽提获得了赋存在固体残余物中的可溶液态有机物,即饱和烃、芳烃和非烃。实验结果表明:1组成煤岩的显微组分产液态物时具有镜质组较早(主要发生在350℃时)、壳质组略晚(发生在400℃)且显微组分产率大小顺序为壳质组(1)>壳质组(2)>镜质组的特征;2各显微组分的液态烃产率均表现为壳质组>镜质组的特征,镜质组和壳质组均存在一个明显的产液态烃高峰,壳质组是煤岩中液态物质的主力贡献者,其产液态物率是镜质组的5～15倍;3在显微组分中,低演化阶段具低总烃、高非烃+沥青质的特征,随着煤化作用的加强,总烃有大于非烃+沥青质趋势。同时,在液态物产率高峰,饱和烃一般都占优势,不同显微组分液态物质的产程有所不同,因此,尽管在煤岩中壳质组是液态烃的主要来源,但由于其在煤岩中所占比较较小,难以肯定其为主力源,而尽管镜质组产液态物率低于壳质组,但因其是煤岩的主体部分,且具有广泛的分布,因此,应该是重视的对象;4不同显微组分的烷/芳值大于1,且壳质组的烷/芳值具有两阶段性。
依据较纯灰岩和泥灰岩的加水热模拟实验结果,探讨了二者的生气特征。认为二者生气特征存在差异主要与有机质类型和岩石矿物成分有关。泥灰岩比纯灰岩所产气体中含有更多的甲烷、乙烷、异丁烷和异戊烷。在中、低温度段,泥灰岩所产气体的C1/ΣC+1、C2/C3值和所产氢气、氮气的量高于纯灰岩。氢气主要形成于较高和较低温度段,氮气主要形成于中、低温度段。二氧化碳含量与碳酸盐含量有关。在中、低温度段,纯灰岩的总气体、总烃气产率高于泥灰岩,当温度更高时,烃气产率大小则相反。
不同烃源岩有机质丰度恢复方法的优缺点不同,但不同方法都以干酪根降解生烃理论为前提条件。原始有机质类型、烃产物的H/C值、高成熟烃源岩中间产物是否排出和反应体系的封闭程度是影响有机质丰度恢复系数大小的主要因素。原始有机质类型较好、烃产物H/C值比较低和中间产物液态烃排出较完全时,所求得的恢复系数比相反的情况要大。对华北北部地区中、上元古界海相碳酸盐岩的有机碳恢复结果表明,下马岭组和铁岭组碳酸盐岩具有较高的原始有机碳丰度,高于庄组部分碳酸盐岩也具有较高的原始有机质丰度:3组均为较好的烃源岩。
从有机体、现代沉积物、干酪根、煤、石油和天然气的氢同位素组成特征来看,不同赋存状态有机质的氢同位素组成具有不同的特征。有机体的氢同位素组成首先受控于共生水介质的氢同位素组成,而共生水介质的氢同位素组成具有继承效应,族组分的氢同位素继承效应更为明显。相同水环境形成的有机体中类脂化合物的δD值小于蛋白质和碳水化合物的该值,同一环境的现代沉积物中脂肪酸的氢同位素小于腐殖酸的氢同位素组成。干酪根的氢同位素组成和源岩沉积环境有着密切的关系,可以指示沉积时水的盐度,而与干酪根的类型关系不大。在热演化过程中干酪根的稳定的同位素组成基本不发生变化。煤岩主要形成于淡水环境,有整体贫D的趋势。同一煤岩组分中藻质体的氢同位素组成较轻,丝质组的最重,镜质组的介于二者之间。石油的氢同位素组成取决于生油母质的氢同位素组成,因此也可以反映源岩的沉积环境。母质干酪根类型和成熟度对石油的氢同位素组成影响不大。同一石油样品中不同族组分的氢同位素具有饱和碳氢化合物<芳香族碳氢化合物<含氮、硫、氧化合物的特征。天然气的氢同位素也是母质氢同位素的反映,另外它还受成熟度的影响。因此,天然气氢同位素组成可以反映源岩的沉积环境,同时在某种程度上也可以指示。
利用热模拟实验, 探讨了过渡金属对有机质(胆甾醇和正十六烷) 热解生烃过程的影响。实验结果表明: 过渡金属的存在降低了有机质热解成烃的表观活化能, 使得生烃温度提前; 过渡金属的存在改变了热解产物的组成, 使饱和烃含量相对增加。认为过渡金属对低温下有机质成烃起着至关重要的作用。
主要介绍了碳和氧同位素的地球化学特征, 利用这些特征在沉积环境方面的指示意义分析了潜江盐湖的碳、氧同位素并得出了以下认识: 碳、氧同位素值的高低变化与气候的变化和沉积环境的变化具有很好的相关性; 潜江盐湖是一个封闭的内陆盐湖, 就该湖而言, 其碳同位素值可初步确定为- 5‰(PDB) , 其氧同位素值为- 2‰(PDB)。
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