油气成藏过程研究是含油气盆地研究的重要内容,具有十分重要的地质意义。根据近几年笔者对油气成藏过程研究的实例,认为油气地球化学特征除了具有“源控”特征外,还具有不可忽视的受油气成藏过程控制的特征;对一个地区烃源岩的评价,尤其对高过成熟的烃源岩的生气潜力的评价,不能只停留在静态条件下的评价,必须结合成藏过程综合评价。同时以中西部前陆盆地为例,讨论了油气成藏过程研究对油气勘探方向的指导作用。
以大陆动力学、构造地质学和含油气系统理论做指导,以盆地构造―沉积分析技术为手段,研究了塔东地区与南天山、阿尔金山之间的耦合关系,探讨了塔东地区的大地构造演化特征及其对油气成藏的控制,完善了塔东地区的油气成藏模式。指出:从中新生代以来,塔东地区与南天山、阿尔金山盆山耦合关系十分密切;构造是塔东地区沉积演化史的主控因素,控制了油气的生储盖成藏组合;侏罗系煤系露头的发现,为混源油气成藏模式提供了有利的证据。
通过对银根-额济纳裂谷盆地群各类典型凹陷结构样式的研究,指出研究区发育单断型和双断型凹陷,单断型可进一步划分为单断断阶式、单断断槽式和单断断超式,双断型主要为双断地堑式。通过对白垩系和中下侏罗统2套构造层关系的研究,指出单断型凹陷可划分为单断叠置型和单断迁移型2种。认为不同结构样式凹陷烃源岩的展布和保存条件不同,烃源岩的发育主要受沉积中心的次级“洼槽”控制;继承性发育的凹陷烃源岩条件最好,可与缓坡带多级断阶带的局部构造圈闭、缓坡带的超覆砂体形成良好配置;迁移型凹陷的烃源岩常遭受一定程度的剥蚀,中下侏罗统烃源岩与地层不整合圈闭可形成较好配置;单断型凹陷缓坡超覆带是形成地层油气藏的最有利带,缓坡多级断阶带是构造油气藏的最有利带。
指出油藏储层中的自生矿物和流体包裹体及其所含的烃类生物标志物,记录了油气藏流体在空间和时间上的非均质性分布特征,是油气流体充注储层过程时所发生的有机-无机相互作用信息的载体;近年来飞速发展的油藏储层固体-流体微区定量分析技术,已经成为储层地球化学和油藏地球化学研究的有效手段,在该领域所取得的研究成果和进展充分证明,运用该项新技术对油藏储层分析所获得的信息,已经远大于对油藏原油定量分析所获得的信息。认为通过油藏储层内烃类组分与烃源岩地球化学特征的分类对比极有可能成为判明我国陆相盆地多源多期复合油藏中不同充注期次烃类来源最有效的解决方案。
认为对包裹体类型、赋存状态、成分以及热力学特征进行综合分析,可为油气运移期次的研究提供重要的依据。根据组成特征和荧光性分析结果指出,该地区包裹体主要包括盐水包裹体、烃类包裹体和有机固体包裹体。通过对烃类包裹体化学成分的分析,将其分为4种类型,不同类型的包裹体分别代表了油气充注的不同阶段。通过对川西地区须二段储层中包裹体的综合研究和结合该区地层埋藏史研究,将该区油气充注划分为4个阶段,即低熟生油充注阶段、成熟生油气充注阶段、过熟生气充注阶段和构造调整充注阶段。
塔巴庙地区位于鄂尔多斯盆地北部伊陕斜坡构造带上,构造平缓,地层倾角仅1°左右,一般认为不具备裂缝发育条件。指出,由大量钻孔岩心观察、薄片分析、测井及试井等资料证实,研究区发育以垂直或高角度裂缝为主的区域性分布的构造裂缝系统,其次为与地层局部挠曲变形有关的低角度构造裂缝系统。根据裂缝几何学、运动学和动力学特征,以及区域裂缝系统的成因及其在天然气运移聚集中的作用,在实测古应力和岩石力学性质基础上,采用三维构造裂缝预测模拟技术,对研究区主要目的层盒2+3段裂缝发育程度和发育规律进行了合理预测评价。
裸露海相地层的勘探潜力一直是石油地质工作者所关心的问题。从涟源坳陷中部构造带基底性质、沉积盖层演化等方面入手,分析了各构造运动时期的应力性质,重点分析了中部构造带的构造样式及其形成机理,指出中部构造带的构造样式是盖层滑脱型,其关键构造要素是犁式叠瓦状逆冲断层和倾向腹地式的双冲断层系,构造变形主要发育于印支期,定型于燕山早-中期。结合烃源岩特征、资源潜力、储层盖层条件、埋藏情况等,查明了主要的生烃时期。通过分析油气运移与构造圈闭形成之间的配套关系,指出了勘探方向。
指出英买力低凸起奥陶系古潜山碳酸盐岩主要由灰色、深灰色、灰白和灰褐色的生屑灰岩、砂屑灰岩、白云岩、瘤状灰岩和泥晶灰岩等组成,自上而下分为泥质灰岩段、灰质泥岩段、瘤状灰岩段、生屑灰岩段、燧石泥晶灰岩段、泥晶灰岩夹粒屑灰岩段、云质灰岩段和灰质云岩段等8个岩性段;储层分为暴露浅滩型、岩溶型、深埋热液白云岩型、古风化壳潜山型和构造裂缝型储层等5种不同成因类型;在长期的漫长地质演化过程中主要经历了海水成岩环境、混合水成岩环境、蒸发海水成岩环境、早期大气淡水成岩环境、埋藏成岩环境、晚期大气淡水成岩环境和再埋藏成岩环境等。
根据大量岩石薄片、X衍射、扫描电镜、物性、重矿物等资料,结合储层物性测井参数解释结果,对西斜坡区萨尔图油层(S)储层的岩性组成、成岩作用、物性特征、孔隙类型等进行了综合研究,拟合并建立了砂体孔渗预测的物理模型。指出西斜坡区储层为一套中-高孔、中渗储层,其岩性组成及成岩程度有利于次生孔隙发育,同时,粘土矿物之间、长石等原生矿物与粘土矿物之间的次生演化作用也是决定该储层物性条件的主控因素之一;自生伊利石富集带可作为寻找次生孔隙带的发育标志。综合储层的岩性、物性、成岩后生作用和孔渗条件等特征,将萨尔图(S)油层段储层划分为Ⅰ(好)、Ⅱ(一般)、Ⅲ(差)、Ⅳ(极差)4大类,指出研究区内主要发育Ⅰ、Ⅱ类储层,富拉尔基至齐齐哈尔一线以北及西部超覆带应是西斜坡区萨尔图油层组油气勘探的有利地区,油气运移路径上的各种圈闭及次生孔隙发育带均应是油气下一步勘探的有利目标。
用传统容积法计算储量时,由于对储层参数采用的是平均值而忽略了储层的非均质因素,影响了储量计算的准确性。针对容积法的这一不足,采用了建立地质模型、以网格为单元进行储量计算的方法,提高了储量计算的准确性。应用G ridstatpro地质统计学建模软件成功地实现了某碳酸盐岩气藏精确地质模型的建立,进行了储量计算,结果比传统方法较佳。
指出包裹体在沉积盆地的热史、成藏史和油气藏成因等方面的研究中具有非常重要的作用,包裹体研究是一项经验性比较强的工作,在包裹体的研究过程中,经常会遇到一些人为的和目前技术条件下还无法解决的问题。对含油气盆地包裹体研究中存在的主要问题及其产生的原因进行了阐述,并针对这些问题提出了在目前技术条件下的解决办法。
热模拟在线碳同位素分析技术是天然气地学研究的新手段,它能有效地揭示烃源岩在不同热演化阶段所生成天然气的碳同位素特征。为了建立动态的天然气地学研究技术平台。扼要介绍了该技术的实验方法,并探讨了该技术在天然气地学研究中的若干应用。
在对天然气地球化学特征研究的基础上,对文古2井天然气碳同位素、氦同位素、氩同位素与华北地区煤成气、油型气的这些同位素进行了类比,并结合地质背景综合分析了天然气的成因。指出天然气组成以烃类气体为主,非烃含量低,其中,烃类气体甲烷含量高达93.36%,非烃以CO2为主,含量0.84%;组分中富含重碳同位素,其中甲烷-29.6‰、乙烷-24.3‰、丙烷-21.4‰、丁烷-25.7‰;稀有气体氩同位素比值为1 411.8。通过气源对比认为,文古2井天然气属煤成气,是上古生界煤系源岩在高成熟-过成熟阶段的产物,气藏类型为“自生自储”型。
通过对天然气组成、油气碳同位素、原油轻烃、中分子量烃和生物标志化合物等的研究,阐明了柴北缘马海地区油气的全烃地球化学特征,区分了不同油气的成因类型和可能来源。指出南八仙油气田和马海气田天然气为同一成因类型,南八仙油气田天然气属于高-过成熟煤成气,与伊北凹陷下侏罗统煤系烃源岩有关,而马北构造主要为高成熟早期腐殖型有机质成因为主的湿气,与尕丘凹陷和尕西次凹侏罗系腐殖型烃源岩有关;南八仙油气田原油主要属于煤成油,马北构造油则主要属于混合偏腐泥型成因油。
鄂尔多斯盆地中生界地层探明了大量的天然气,其成因类型是否与古生界相同,是一个值得探讨的问题。利用碳氢同位素分析结果,确定了中生界天然气的成因类型主要为油型气,与古生界天然气存在很大差异;但由于受构造活动强度的影响,中生界不同构造单元的天然气成因类型又存在一定的差异,陕北斜坡地区构造稳定,主要为油型气,西缘断褶带构造活动强烈,主要为混合气。
指出中国东部陆相断陷盆地及近海陆架盆地CO2资源丰富,成因类型较复杂,且不同成因CO2运聚富集规律及成藏控制因素差异明显。认为根据不同成因CO2运聚成藏规律之差异和结合地质条件分析,可以追踪CO2气源、预测与评价CO2资源的有利富集区带,可为落实与评估CO2资源潜力和部署天然气勘探提供决策依据,可减少和降低勘探风险。
苏北黄桥CO2气田探明储量达200×108m3,属于海相与陆相共同成藏体系,具有陆相沉积环境之下油气成藏的特点。综合分析了该气藏成因,认为其有混合成因CO2的特点,指出借助现有的地质研究成果,可发现黄桥及周边地区的一系列有利含气构造,可扩大CO2气田勘探成果。
求取裂缝性油藏裂缝孔隙度的方法通常是先通过成像测井识别和拾取出高导缝,然后再利用成像测井对常规测井识别的裂缝和计算的裂缝孔隙度进行标定。在缺少成像测井资料的情况下,以克拉玛依油田百31井区二叠系裂缝性油藏为实例,以全直径样品分析所获得的单点裂缝孔隙度为依据,以深、浅双侧向电阻率计算裂缝孔隙度为手段,在常规测井进行裂缝识别以及划分裂缝发育段的前提下,用岩芯单点处实测的单点裂缝孔隙度对裂缝解释孔隙度参数进行标定,定量地获得了裂缝孔隙度值。
频谱分析基础上的模型正演是评价地震资料品质特别是分辨率的重要方法。以已有地震资料的频谱分析为基础,利用地质和测井模型正演方法,系统分析了吐哈盆地葡北地区已有的地震资料品质现状。针对展勘探具有砂体厚度薄、层数多、纵向分布散、岩性复杂等特点的储集体岩性油气藏的需要,建议在该区开展高分辨率三维地震勘探。
指出利用地震多波NMO速度信息,可以预测出目的地层的裂缝发育方向、裂缝分布范围;而且,针对各向异性介质,利用地震多波资料可以预测出裂缝密度以及裂缝内含物。实例研究结果表明了用地震多波NMO速度方法进行裂缝检测的实用性和正确性。
钻井表明高能水道的分布是控制苏里格气田有效储层分布的最主要因素。指出由于高能水道沉积的粗砂岩具有较高的横波速度,且与泥岩的横波速度差较大,使得转换波剖面出现较强的反射振幅,故利用转换波资料可以很好地刻画高能水道的分布,这是在苏里格气田利用多波多分量解释气层最为重要的基础。利用模型证明含气砂岩和泥岩的转换波反射系数是致密砂岩和泥岩反射系数的4倍左右,同时还证明在苏里格地区纵波和转换波具有180°的相位差,认为在解释时应把转换波剖面相位调整到和纵波剖面一致,这样解释的结果与井的吻合度较高。
指出当地层含油气特别是含天然气时,在相应的地震属性剖面上常呈现强振幅、低频、低速、低阻抗和AVO异常等一系列地球物理特征,但随着油气勘探的不断深入,勘探的难度越来越大,人们很难用常规的地震信息技术解决在油气勘探中所遇到的各种问题。针对琼东南盆地及珠江口盆地西部的2个油气勘探目标体实例出发,依据该2个目标体的基本石油地质条件,采用地质与地球物理相结合的方法(包括地质与地球物理信息融合技术),对其进行了含油气性综合评价,提出了最佳布井方案。
用模糊综合评判法进行了CO2吞吐选井选层研究,先运用统计学的方法和现有的CO2吞吐理论作了选井选层的单因素影响分析;然后以单因素分析为基础,确定了合理的隶属度的计算方法;最后通过求解模糊综合评判的反问题求得合理的权重,建立了完整的综合评判模型。实例分析得出的结果和现场实际一致,表明该方法是正确可行的,具有一定的推广价值。
凝析气藏是一种特殊类型油气藏,对该类气藏的开发特别是在高液烃含量凝析气藏的开发过程中,对流体相态研究尤为重要。指出通过流体相态研究能够取得凝析气藏不同开发过程中流体组份变化情况,从而确定较好的开发方式;在开发过程中定期取得流体样品并进行相态特征和流体组份变化规律研究,可指导开发方案实施及调整方向。认为流体评价研究在整个凝析气藏开发过程中具有广泛的应用性。
为了评价振动注水对套管、水泥环及地层的影响,基于所给出的套管及水泥环在地层状态的简化力学模型和弹性力学理论,给出了套管、水泥环、地层的轴对称应力分布公式。根据套管内壁面、套管与水泥环接触壁面、水泥环与地层接触壁面存在的应力关系,推导出弹性体相接触时的应力数学模型,并对该数学模型进行求解。依据材料力学理论和振动注水的注入压力随时间变化的简化曲线进行了工况分析,选取适当参数计算出不同内压作用下套管、水泥环、地层岩石中最大应力,得出了在交变注水压力作用下套管、水泥环、地层岩石中的最大应力随注水压力变化的关系曲线。最后得出结论――振动注水所产生的脉动压力不会对套管、水泥环及地层造成损坏。
卞东油田注水开发调整效果差。应用水驱经验公式,计算出剩余油分布,提高了调整效果。
含水层储气库建库注气与驱动机理数值模拟设计和模拟思路都有其特殊性和复杂性,目前国内对此研究很少。通过采用国外成熟的商业化数值模拟软件,对不同构造特点的含水层在建库过程中的气驱多相渗流特征、气水前缘运动规律和对库容的影响进行了研究;结果表明,在选择适宜的浅层含水构造改建地下储气库时,应优先考虑地层倾角较大的含水构造,以发挥气体垂直重力驱替的良好作用,同时注气驱替时应保持较低的注气渗滤速度,以改善气体的波及效果。
借鉴国外含水层储气库注采运行的经验,提出了描述块状底水砂岩饱和油藏改建地下储气库注采运行的预测模型。认为该模型能够比较准确地预测建库,达到的最大油气界面位置和库容,并在此基础上可进一步预测最佳工作气量和相应气垫气量。
通过对国内外最新资料的分析指出,与上个世纪估算的全世界天然气水合物总资源量相比,最新估算的天然气水合物资源量明显减少,已经不是煤、石油和天然气总资源量的2倍;但是,仍然相当于目前全世界的油气资源总量,又因其分布广、资源量巨大、能量密度高而极具开发前景。认为开发天然气水合物会引发一系列负面环境效应,如温室效应、海底滑坡和海洋生态平衡的破坏等。
煤层气勘探中存在着煤变质程度差异性大和储层物性变化规律差异大的特点,这些特点直接制约着我国煤层气产业化的进程。利用煤层气成藏模拟装置模拟了煤层气成藏过程,探索了煤层气储层物性变化规律,分析了储层物性变化对煤层气成藏过程的影响。认为渗透率是影响高、低煤级煤层气成藏的主要因素之一,对其它影响成藏的因素仍需进行物理模拟,以完善成藏理论。
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