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叠复连续油气藏的地质特征

已有 3808 次阅读 2016-3-21 09:14 |个人分类:科学书摘|系统分类:观点评述


自20世纪80年代人类在盆地深拗区发现大面积连续分布的致密气藏以来,世界油气勘探进入了一个全新的大发展时代。这一时代的最突出标志是在传统且经典的浮力成藏理论认为不可能形成油气藏的地层领域发现了油气聚集并不断取得新成效。


叠复连续油气藏系指广泛分布于含油气盆地、成片成带连续出现且不受浮力控制的非常规油气藏,通常与烃源岩层系共生,含油气目的层段整体致密;多见于旋回性沉积发育且构造演化较为稳定的含油气盆地。


这类油气藏的形成和分布既不能用经典的浮力成藏机制予以阐述,也不能完全用非浮力成藏机制予以阐述(图1-2-1)。


图1-2-1  鄂尔多斯盆地上古生界叠复连续气藏平面和剖面分布特征


这里将它们称之为叠复连续油气藏,一是强调它们纵向上由多套含油气目的层段构成、平面上连续成片;二是强调它们在地史时期由不同阶段、不同来源、不同动力机制形成的不同类型致密油气藏的叠加复合;三是不特别强调“非常规”和“致密”,主要因为叠复连续油气藏虽然整体致密,但它们在形成之后的演化过程中,由于构造变动的调整、储层致密性可能受到破坏,局部出现受浮力控制的改造型常规油气藏,另外“非常规”是一个相对于已发现的圈闭类油气藏的概念术语,随着社会对油气资源需求量的加大和发现常规油气藏减少,叠复连续油气藏的勘探和开发将变为我们今后工作的常态。


储层普遍致密且构造高点富油气与构造低点富油气共存


叠复连续油气藏与完全受构造隆起控制的常规油气藏和完全受构造低凹区控制的深盆油气藏不同,它们既在构造高部位富油气,也在构造低部位富油气。图1-2-2是中国松辽盆地扶扬油层致密油分布发育情况,扶扬油层储层普遍致密,宏观背景上,油主要富集于烃源岩发育范围内。


在这一范围内,构造高部位和构造低部位的致密储层内都富集了油气。中国鄂尔多斯盆地上古生界发现的山1段、山2段、盒8段发育叠复连续致密气藏。从宏观上看,含气目的层与有效源岩层紧密相邻并分布在有效烃源岩层发育范围内,它们在埋深超过某一临界深度后储层普遍致密,储层孔隙度<12% 、渗透率<1mD 、孔喉半径<2μm。在含油气范围内,叠复连续油气藏既在局部构造高部位富集油气,也在构造低洼区富集油气,高部位和低部位含气层连续且明显不受浮力控制。四川盆地川西拗陷须家河组致密气藏也都具有这样的特征,在含气范围内的构造高部位和构造低部位都聚集油气,平面上连续分布。


图1-2-2  松辽盆地叠复连续油藏分布发育特征(冯志强等, 2011 )


含油气面积分布广且产能复杂多变


叠复连续油气藏在含油气盆地出现时,往往具有广泛连续、成片成带分布特征,分布面积可达几万到几十万平方公里。在这一范围内,探井内各目的层段的油气产能因地而异,复杂多变。鄂尔多斯盆地上古生界的山1段、山2段和盒8段形成了大面积分布的致密气藏,含气范围都超过105km2 。川西拗陷的须家河组也广泛发育致密油气藏,新场油气田、什邡油气田、马井油气田、新都油气田、洛带油气田发育在这一地区,它们之间没有明显的含水边界,总体含气面积在数千平方公里之上(图1-2-3)。在同一含油气区的同一目的层内的产能变化差异也大,有的日产高达几十万立方米,有的只有几千立方米,有的仅见油气显示,还有的只是干层。川西拗陷须家河组致密气藏高产井、低产井、气流井、干井、水井所占比率分别为12.9%、50.5%、27.3%、6.5%、17.4%。研究表明,连续油气藏油气的富集程度和探井产能受众多因素影响。川西拗陷须家河组须4段含气层厚度变化与构造背景条件有关,目的层段产能变化与埋深和构造位置有关,也与储层孔隙度和裂缝发育程度有关,同时还与储层的含油气饱和度有关。


图1-2-3  四川盆地川西拗陷叠复连续气藏平面分布特征


纵向上在源岩层系内发育多目的层段且高压油气层与低压油气层共存


叠复连续油气藏纵向上往往存在多套目的层段,发育于源岩层系内或紧邻源岩层分布,平面分布范围也受烃源岩层排油气范围的控制。图1-2-4是鄂尔多斯盆地石炭系和二叠系源岩层系内几套主要的目的层段纵向发育特征,这些目的层段的厚度差别大,连续性差异也很大。对某一确定的含油气层段,有的比较薄,分布范围局限;有的厚度较大,分布范围较广。对于一套烃源岩层系内发育的多套目的层而言,它们的累积厚度大,在平面上叠复连片广泛分布,面积可达数万平方公里以上。


图1-2-4  叠复连续油气藏内多目的层段分布发育特征及其与烃源岩层系的关联性


多目的层段叠加复合形成的连续油气藏显示出来的另一个特征是高压含油气层段和低压含油气层段在同一个含油气区带内出现,甚至同一个含油气层位在不同井点显现出不同的压力特征。图1-2-5是国外几个典型致密连续气藏的压力特征,有低压含油气层、高压含油气层及高压和低压含油气层共存,其变化视地质条件而异。


图1-2-5  世界上几个典型连续油气藏压力分布特征


图1-2-6是鄂尔多斯盆地和四川盆地连续气藏的压力测试结果。可以看出,有的含气目的层表现为常压,有的显示为低压,还有的表现为异常高压,反映了各自成因机制与演化历程的差异性。压力的高低与油气成藏的动力机制有关,也与油气充注阶段和充注数量有关。叠复连续油气藏内部压力变化大反映了同一源岩层系控制下不同目的层段油气成藏条件的差异性和复杂性。


图1-2-6  致密连续油气藏压力分布与变化特征


资源储量大但油气水分布关系复杂


叠复连续油气藏因分布面积大,资源储量规模往往也大,但其内部油气水分布关系非常复杂,见不到常规油气藏内气在上、水在下、油居中的明显分离现象。这一特征表明,连续油气藏的勘探和开发较常规油气藏和非常规深盆油气藏复杂。例如,鄂尔多斯盆地苏里格庙含气区盒8 段在西北方向产水井较多、产出水量较大;随着向东南方向转移,产气井数增多,同时产气量也增大。它们似乎展示出一种潜在的规律性,但从众多的影响因素分析,主控因素并不清楚(图1-2-7)。

图1-2-7  鄂尔多斯盆地上古生界叠复连续致密气藏产气水分布特征


图1-2-8(a)是四川盆地川西拗陷依据测井资料解释出来的含气层和含水层的分布情况,埋深较浅的上段含水层最多、埋深较大的下段产水层数次之、埋深居中的中段最少,这种情况很难基于某一种成藏机制予以解释。图1-2-8(b)和图1-2-8(c)是基于测试结果确定的川西拗陷含气层段和含水层段的数量和产量,它们反映的情况相似。


图1-2-8   四川盆地川西拗陷须家河组叠复连续气藏目的层产气水特征与分布


本文由安静摘编自庞雄奇、廖勇等著《叠复连续油气藏成因机制与预测方法——以南哈大气田的勘探与发现为例》之第一章,内容有删减。



978-7-03-044038-9


叠复连续油气藏成因机制与预测方法——以南哈大气田的勘探与发现为例》介绍了我国学者在国家973项目和国家自然科学基金项目等资助下,针对复杂地质条件下连续油气藏形成条件、成因机制、发育模式和预测方法等方面存在的前沿性问题开展的基础理论研究,并提出了“叠复连续油气藏”的新概念,力求回答复杂连续油气藏内“高点与低点富油气共存、高孔与低孔聚油气共存、早成与晚成油气藏共存、高压与低压含油气层共存”等科学问题。《叠复连续油气藏成因机制与预测方法——以南哈大气田的勘探与发现为例》以哈萨克斯坦Marsel探区南哈大气田的勘探和发现为例,展示了相关理论和技术在油气勘探实践中的应用流程和技术路线及其可靠性。


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