地質學

中國陸相湖盆致密油成藏主控因素綜述

馬洪，李建忠，楊濤，等

摘要：目的：近年來，致密油已成為全球油氣勘探的熱點領域。目前我國致密油剛處于起步階段，主要在陸相湖盆致密砂巖和碳酸鹽巖2 類儲層中獲發現。為了進一步明確我國致密油的資源潛力，通過分析我國陸相湖盆致密油成藏主控因素，優選有利勘探領域，力爭為致密油的有效勘探與快速突破提供地質依據。方法：通過對烴源巖有機質豐度、有機質成熟度、有機質生烴潛量等地化指標對比分析，綜合研究儲層巖性、物性、沉積環境、水動力條件及沉積微相，系統分析了陸相湖盆致密油的成藏條件及模式。在成藏主控因素分析的基礎上，采用容積法系統評價了我國陸相湖盆致密油資源潛力，并優選了有利勘探領域。結果：發育優質烴源巖、存在“甜點區”、具備成藏原動力、源儲一體是我國陸相致密油成藏的主要條件。我國陸相致密油成藏具有以下特征，（1）主要發育2 類優質烴源巖。一類烴源巖有機質類型好、豐度高，有機質成熟度高，生烴潛力大；TOC含量一般大于2%，Ro 多為0.5%～1.2%，生烴潛量一般大于10 mg/g，平均為63.87 mg/g，生烴強度一般為500×104t/km2。二類烴源巖各項評價指標相對較差，TOC含量最高為2%，平均為1%左右；有機質成熟度差別不大，都處于成熟生油階段，但生烴潛量均小于10 mg/g，但Ⅱ類優質烴源巖的生烴轉化率相對較高，也可以進行有效持續充注。（2）發育致密砂巖和碳酸鹽巖2 類儲層。儲層整體物性差，孔隙度多小于12%，覆壓滲透率小于0.1×10-3μm2，具有較強的非均質性，橫向不連續，垂向疊置分布。致密油多儲集在孔滲性相對較高的儲層“甜點區”，儲集空間以次生孔隙為主，發育粒間孔、粒內孔、晶間孔、微孔隙和微裂縫等孔隙類型。（3）生烴源巖模擬實驗表明：生烴增壓是我國陸相致密油成藏的主要原動力。強大的源儲壓差驅替生成的石油向緊鄰優質烴源巖的致密儲層中持續充注；其中，微裂縫溝通、微—納米孔發育是致密油運移聚集的關鍵。微、納米孔發育增大了致密儲層的有效儲集空間，微裂縫溝通為致密油的運移聚集提供了有效通道。（4）近源聚集是其主要的成藏模式。受儲層儲集特征影響，致密油成藏過程中不具備油氣長距離運移的輸導體系，多為短距離、近源聚集成藏，且一般呈低豐度、廣分布特征。石油多在烴源巖內部及周邊有效儲集體內聚集成藏，具有源儲緊鄰、近源成藏的特征，垂向上源儲呈互層關系。結論：發育優質烴源巖、存在儲層“甜點區”、具備成藏原動力、源儲一體是我國陸相湖盆致密油成藏的主要控制因素。其他：我國陸相湖盆致密油資源豐富，初步預測其有利勘探面積約16×104km2，地質資源量約（160～200）×108t，有利勘探領域主要分布在鄂爾多斯盆地鹽池—靖邊以南的延長組長7 段，準噶爾盆地吉木薩爾凹陷二疊系蘆草溝組，松遼盆地大慶長垣、齊家—古龍凹陷、三肇凹陷、長嶺凹陷、紅崗—大安階地等地區的泉頭組三四段，渤海灣盆地歧口凹陷和束鹿凹陷等地區沙河街組三四段，柴達木盆地紅柳泉—躍進地區E32 碳酸鹽巖、阿爾金—扎哈泉地區N1 碎屑巖、柴西北區N2 混積巖和四川盆地中部侏羅系。

來源出版物：石油實驗地質,2014,36(6):668-677

入選年份：2017

塔河油田奧陶系油藏喀斯特古河道發育特征描述

魯新便，何成江，鄧光校，等

摘要：目的：塔河油田受多期構造運動的影響，導致巖溶疊加改造作用發育，沿斷裂、裂縫和風化殼形成了以大型溶洞為主要儲集空間的古喀斯特儲層。巖溶水系發育區的喀斯特古河道系統是整個巖溶體系的核心，不同尺度和巖溶形態的溶洞體與古河道關系密切。勘探開發實踐表明，溶洞型儲集體是塔河油田最主要的儲層類型，因此，系統的開展巖溶古河道描述與刻畫，對促進喀斯特古河道的深化研究、以及該類油氣藏的開發評價具有積極的作用。方法：本文基于高精度地震資料，應用古河道正演模擬、三維可視化雕刻、精細相干識別、混相分頻刻畫等地震技術手段，形成塔河油田縫洞型油藏喀斯特古河道識別的方法，并對縫洞型油藏古巖溶河道發育特征與有利縫洞體分布進行了識別與描述。結果：利用多屬性疊合并結合巖溶地質分析，可對碳酸鹽巖縫洞型油藏巖溶古河道系統進行有效識別，并初步刻畫與識別出主要河道6 條，其中主干明河2 條，主干暗河2 條。明河古河道主要為北東、南西向展布，主干延伸長度較長，主要發育在上奧陶統良里塔格組等地層，局部通過斷裂及不整合面對下部地層進行溶蝕，地表徑流、垂向滲濾和水平徑流等巖溶作用均較強；溶洞、溶蝕裂縫均比較發育，局部發育小型巖溶管道；流域范圍較大，平面延伸長達18.8～22.km；沿河道走向地震剖面主要反射特征為風化面層位下強波谷和強波峰特征。暗河古河道主要位于上奧陶統剝蝕區，平面分布范圍大且支流極為發育，呈網狀河道分布特征，整體為北西向走向，延伸長度為12.6～22.1 km，支流發育29 條；沿暗河走向地震剖面上以風化面層位下強波峰和強波谷反射特征為主，以垂向滲濾或潛流溶蝕為主，巖溶管道、溶洞規模一般相對較大。但受局部崩塌堆積及化學充填作用影響，暗河形態破壞較嚴重，受不同期次斷裂分割，橫向連續性相對較差，局部河段有一定的連續性。明河與暗河在形成并繼承性發育的過程中，互相補充轉化，相互影響，最終形成現今地下巨大的古卡斯特巖溶水系網絡。明河發育區主要的特征組合為兩側“高幅”殘丘+串珠狀反射、分支河道+小幅殘丘或無殘丘、明河干流低部位或構造單斜。沿地表河道從補給區—補給徑流區—徑流匯流區一排泄區，地表水的水動力條件逐漸減弱，對應縫洞型儲層受泥質充填破壞程度提高；未充填與半充填溶洞型儲集體主要發育在巖溶臺地和巖溶緩坡的溶峰邊坡、溶丘邊坡及溝槽谷洼地邊坡等微地貌 單元。古暗河主要的特征組合為古暗河＋斷裂、次級斷裂＋暗河易充填段、暗河管道低部位、中深部孤立巖溶管道，古暗河匹配深大斷裂或次級斷裂時，未充填或半充填儲集體內具備開放的油氣運移通道，能有效儲集并在后期調整中良好成藏。暗河段充填作用較為普遍，在暗河入口處、支流與主干河道交匯處、暗河與明河交匯處、暗河變窄及轉彎處等部位，水動力條件明顯變差，縫洞體充填較為嚴重，受暗河內部垮塌、充填作用影響，沿古暗河通道形成多個獨立的段塞式油氣藏。結論：古河道巖溶剖面縱向上可劃分為明河表層巖溶帶及暗河內幕巖溶帶（垂向滲濾溶蝕帶、徑流溶蝕帶、潛流溶蝕帶），古河道縫洞發育段主要對應T74 強波峰下的波谷反射及波峰。塔河油田共識別出主要河道6 條，由于巖溶發育成因的差異，古明河及古暗河系統內縫洞儲集體形成模式不同，儲集體規模、延展性均存在一定的差異性。地表河、古暗河內部有利儲集體的發育模式為：明河兩側“高幅”殘丘＋串珠狀反射區；暗河斷裂與古河道匹配區及地震反射呈“串珠、雜亂強反射”的區域。

來源出版物：石油實驗地質,2014,36(3):268-274

入選年份：2017

塔里木盆地玉北地區奧陶系鷹山組儲層特征及巖溶模式

喬桂林，錢一雄，曹自成，等

摘要：目的：自塔里木盆地麥蓋提斜坡玉北1 井奧陶系鷹山組風化殼獲得高產工業油氣流，實現該地區導向性油氣突破以來，玉北地區的油氣勘探步伐明顯加快。但在玉東NE 向斷裂帶、玉東斷洼區、玉北中—西部平臺區所鉆的探井均未獲得油氣突破，其鷹山組風化殼縫洞性儲層的儲集性能也相差較大。因此，弄清該區鷹山組風化殼儲層形成的主控因素，是下步油氣勘探能否成功的關鍵。方法：通過對玉北1 等井鷹山組巖心觀察、孔洞縫統計，分析其孔洞縫大小、產狀及其充填物在縱向變化特點；結合研究區鉆錄測、儲層鏡下微觀及區域構造演化等資料，分析縫洞型儲層發育特點及其主控因素，提出鷹山組巖溶風化殼型儲層的發育模式。結果：玉北地區位于塔里木盆地麥蓋提斜坡東段，北部與巴楚隆起瑪扎塔格斷裂相鄰，東部延伸到塘古孜巴斯凹陷，南部與塔西南坳陷的葉城—和田凹陷過渡接壤。研究區受加里東中晚期—海西早期構造活動的影響，玉北地區鷹山組頂面古地貌在海西早期呈西高東低向塘古孜巴斯坳陷傾沒，在東部低洼區發育多條呈NE 向“Y”型逆沖—蓋層滑脫斷裂帶組成的巖溶高地，導致巖溶高地奧陶系地層的剝蝕及上覆地層沉積缺失，形成現今奧陶系地層復雜的接觸關系。研究表明，目前玉北地區奧陶系至少可分4個地層小單元：西部平臺區、中部平臺區、玉東NE 向構造帶和玉東斷洼區。不同地層單元內的鷹山組風化殼儲層及其含油氣性差異較大。玉東NE 向構造帶，上鷹山組風化殼疊加三期巖溶，斷裂帶上鉆井多見井漏、放空和大量孔洞，測井解釋有Ⅰ—Ⅱ類孔洞縫型儲層，裂縫走向與斷裂帶NE 走向一致；統計玉北1 井取心段裂縫特點發現，其裂縫傾角由中低角度縫向鷹山組頂部高角度縫變化，縫洞多充填油，具備優質儲層控油控富的特點。而玉北中—西部平臺區、玉東斷洼區，鷹山組僅發育加里東中期Ⅰ幕巖溶，取心、測井均表明鷹山組風化殼層理、縫合線發育，很少見構造裂縫和溶蝕孔洞，偶見孔洞多充填方解石，鷹山組風化殼多以高阻致密性儲層為主，發育少量微裂縫+弱溶蝕孔等有效儲集空間。全區鷹山組巖溶內幕均發育大量順層狀溶蝕孔洞、裂縫及白云巖晶間溶蝕孔，但孔洞多呈孤立狀，連通性較差，未充填—半充填（油或方解石）。提出加里東中晚期—海西早期構造運動控制鷹山組巖溶古地貌高低、控制儲層發育，具備斷裂控儲、優質儲層控富的特點。結論：① 玉東NE 向構造帶鷹山組風化殼疊加三期巖溶，發育洞穴、孔洞、裂縫等多種儲集空間，儲集性能較好，具有斷裂帶控儲、優質儲層控富特點；玉北中—西部平臺區、玉東斷洼區鷹山組僅發育加里東中期Ⅰ幕巖溶，儲層性能較差，多以微裂縫＋弱溶蝕孔為主，且多充填方解石。全區鷹山組巖溶內幕發育大量順層狀溶蝕孔洞和裂縫，孔洞多呈孤立狀，未充填—半充填（油或方解石），但連通性較差。② YB1 井鷹山組風化殼裂縫具有上部以高角度縫、下部則以低角度縫（＜20o）、平縫為主且多充填油的特點，裂縫呈NE 走向，與加里東中晚期—海西早期斷裂走向一致，說明鷹山組風化殼儲層主要受加里東中晚期—海西早期構造活動控制。③ NE 向斷裂帶具有“加里東中晚期抬升暴露古隆起—緩坡—海西早期褶曲裂隙疊加—垂向滲潛流殘留（分）帶”的模式；平臺區、玉東斷洼區為“加里東中晚期的抬升暴露古隆起—淹沒不整合—埋藏溶蝕—海西早期小幅隆升剝蝕形成裂隙疊加—垂向滲潛流殘留（分）帶”的模式。

來源出版物：石油實驗地質,2014,36(4):416-421

入選年份：2017

美國典型頁巖氣藏類型及勘探開發啟示

朱彤，曹艷，張快

摘要：目的：美國是世界上頁巖氣商業性開發最成功的國家。特別是1999年以來，水平井和分段壓裂技術的采用，使美國頁巖氣產量呈現出快速增長趨勢。美國頁巖氣產量如此巨大的增長，得益于Barnett、Haynesville、Eagle Ford、Marcellus 等不同類型頁巖氣藏產量的大幅增長。與美國海相頁巖氣形成條件相比，中國發育了海相、陸相及海陸過渡相3 類富含有機質的泥頁巖層系，具有多領域、多層系、多類型的特點。頁巖氣形成條件雖然復雜，但資源潛力較大，具有較好的頁巖氣資源前景及開發潛力。本文從影響美國頁巖氣藏勘探開發特征的關鍵因素分析入手，在對美國頁巖氣藏類型劃分的基礎上，通過與美國典型頁巖氣藏地質特征參數對比，劃分四川盆地及周緣頁巖氣類型，探討不同類型頁巖氣經濟有效開發對策。方法：本文采用從已知到未知的類比研究方法，應用沉積相、礦物組分、產量變化等分析技術，分析了影響頁巖氣藏勘探開發特征的沉積環境、氣藏壓力和礦物組成等關鍵因素。結果：研究結果表明，直接影響美國頁巖氣藏產量變化趨勢和壓裂改造工程工藝技術的關鍵參數主要為頁巖巖性組合（層狀、互層狀）、氣藏壓力（常壓、超壓、超高壓）和頁巖礦物組成（硅質、鈣質、黏土）。據此將美國頁巖氣藏劃分為層狀常壓—低超壓硅質頁巖型、層狀超高壓硅質—鈣質頁巖型和互層狀超高壓鈣質頁巖型3 大類型。通過與美國海相頁巖氣形成條件相比，美國產氣頁巖經歷的生烴史較簡單，成熟度適中，Ro多為1.0%～3.5%，處在成熟階段，頁巖總體上經歷的破壞運動較少和較弱，對頁巖氣的保存極為有利；中國南方海相頁巖具有“一老（時代老）三高（有機碳高、成熟度高、脆性礦物含量高）三復雜（構造復雜、熱史復雜、地面復雜）”的特點，其中四川盆地及周緣海相頁巖熱演化程度偏高（Ro多為2.5%～4%），埋深大（＞3500 m），經歷多期構造改造，保存條件差異性較大；而四川盆地陸相層系頁巖層系具互層狀、二低（有機質豐度偏低為1%～3%、演化程度偏低Ro為1.2%～2%），一高（黏土含量偏高，大于40%），一強（非均質性強）的特點。依據頁巖巖性組合、頁巖礦物組成和地層壓力3個關鍵參數，結合頁巖氣所處的區域位置，將四川盆地及周緣頁巖氣劃分為盆緣層狀常壓—低超壓硅質頁巖型、盆內層狀超高壓硅質頁巖型、盆內互層狀超高壓鈣質—黏土質頁巖型3大類型。其中盆緣層狀常壓—低超壓硅質頁巖型以彭水、昭通海相五峰—龍馬溪組頁巖為代表，與福特沃斯盆地Barnrtt 頁巖氣藏特征相似；盆內層狀超高壓硅質頁巖型以涪陵、長寧、富順海相五峰—龍馬溪組頁巖為代表，與Haynesville 頁巖氣藏特征相似；盆內互層狀超高壓鈣質—黏土質泥頁巖型以涪陵、元壩陸相下侏羅統大安寨段頁巖為代表，與Eagle Ford 頁巖氣藏特征相似。結論：四川盆地及周緣頁巖氣具有多領域、多層系、多類型的特點。可劃分為盆緣層狀常壓—低超壓硅質頁巖型、盆內層狀超高壓硅質頁巖型、盆內互層狀超高壓鈣質—黏土質頁巖型3 大類，與美國不同類型頁巖氣藏具有較好的可比性。借鑒美國相似頁巖氣藏勘探開發的成功經驗，開展與之相適應的頁巖氣開發工程技術對策和經濟評價，是實現中國多類型頁巖氣藏有效開發的關鍵。

來源出版物：石油實驗地質,2014,36(6):718-724

入選年份：2017