油气储层中水岩作用研究现状

水岩作用是油气储层形成、演化过程中最重要的地质过程之一,它贯穿了储层的整个成岩演化史,参与了油气从形成到运移、聚集成藏,甚至逸散的整个过程,对储层物性的发展、演化意义重大,对油气的聚集、分布、成藏规模,以及开采效率有着非常重要的影响。因此总结这一领域的研究对油气藏的预测有着重要的意义。本文综述了近些年来这一领域的研究现状,主要包括储层润湿性变化、烃类与储层矿物之间的氧化还原作用、油气充注对储层成岩作用的影响,以及不同成岩环境下水岩作用的机制、特征及其对储层物性特征的影响,如矿物成分、孔隙度变化等,并指出目前研究中存在的问题和发展趋势。

原位油气藏特征、形成机制及其资源潜力

首次提出原位油气藏的概念,把油气生成的原生地层中形成的具有商业开采价值油气资源的地层单元称为原位油气藏,能够生成烃类并能为原位油气藏提供储集空间的地层称为原生地层。分析了原生地层中有机质含量与原位油气藏的形成关系以及原生地层中烃类的相态与有机质热演化程度,探讨了有机质的数量、类型、热演化程度以及在有机质热演化过程中地层中不同状态的有机质(干酪根→液态烃(沥青)→湿气→干气)相互转化等因素对原生地层中油气的富集程度以及原位油气资源相态的控制作用。中国发育了海相、海陆过渡相到陆相等多种沉积环境条件下10余套富含有机质及页岩油气资源的泥页岩系,具备形成以页岩油和页岩气为主或油气共生特征的原位油气藏成藏条件和基础。原位油气藏中的原位油气资源作为重要的非常规油气资源将在今后的油气勘探工作中占据十分重要的地位。

应用流体包裹体研究致密砂岩储层多期油气充注历史——以鄂尔多斯盆地镇泾地区延长组长8段砂岩为例

本文以鄂尔多斯盆地西南缘镇泾地区延长组长8段致密砂岩储层为例，利用流体包裹体岩相学、微束荧光光谱及显微测温等分析方法，厘定油气充注期次和时间，同时结合储层成岩演化，探讨储层致密化与油气成藏过程。研究表明，储层孔隙沥青呈黄色和蓝白色荧光，并以蓝白色为主；石油包裹体呈黄色、黄绿色及蓝白色荧光，并以后两者居多。与黄色荧光石油包裹体同期的盐水包裹体均一温度主峰为80℃-90℃；而与黄绿色和蓝白色荧光石油包裹体同期的盐水包裹体均一温度主峰分别为105℃～115℃和110℃～120℃。研究区储层主要经历了3期烃类充注：第一期发生在早白垩世早期（138—130Ma），表现为少量的低熟油充注；第二期发生在早白垩世晚期（124—105Ma），为关键成藏期，与大规模成熟油充注相关；第三期发生在晚白垩世（85～73Ma），古油藏发生调整，再次成藏。储层早成岩阶段以机械压实、薄膜状绿泥石、高岭石及微晶方解石胶结为主，在中高孔渗条件下发生了早期石油充注；随着继续压实，石英加大、孔隙填充绿泥石、高岭石及亮晶方解石胶结发育，储层逐渐致密化，晚期石油在低渗致密储层内的运聚成藏主要受早期烃类充注路径控制。

老挝龙湖矿区泥岩层B同位素地球化学初步研究——以ZK309为例

硼在自然界中分布较集中,平均丰度低,而且11B和10B之间质量差大,分馏效应显著,故B同位素的组成可以作为判定硼来源及沉积环境的有效指示剂和指相标志。文章对老挝龙湖钾盐矿区ZK309钻孔盐岩上覆泥岩层的B同位素地球化学及矿物学进行分析总结得出,其δ11B范围为7.44‰-11.62‰,均值8.96‰,明显介于海水的δ11B值（39.5‰）与陆相地下水的δ11B值（-3‰±5‰）之间;钻孔的矿物组成保存了一定的母岩特性,石英明显来自于陆源输入物;而石盐、硬石膏、石膏与残余卤水有关,推测在下盐段后期出现陆源淡水输入事件,使得后期盐岩层被淋滤,而泥岩层的δ11B值就是受淋滤后的残余卤水影响的结果,这也解释了蒸发岩沉积层序异常（钾石盐覆盖于光卤石之上）的沉积特征。

关于西沙海槽正磁异常带的地球物理认识

南海北部西沙海槽存在东西向正磁异常带,长约350 km,前人推测为基性或超基性物质反磁化的反映.通过对西沙海槽大比例尺高精度航磁资料分带化极处理和反演拟合,发现西沙海槽正磁异常带由海槽北缘隐伏强磁性体斜磁化引起.磁性体埋深超过9 km,推测是残留洋壳(蛇绿岩),为海南岛昌江—琼海断裂带或海南岛九所—陵水断裂带所代表的缝合带在南海北部的延伸段.

基于原油配比混合实验的显微荧光光谱特征研究（英文）

显微荧光光谱已经成为流体包裹体系统测试分析中较为成熟的一项技术,可用于区分不同类型的原油与油包裹体,从而为研究含油气盆地的油气成藏历史提供重要依据。不同来源的原油在运聚的过程中可能会发生不同程度的混合作用,为了有效识别这一类地质过程,基于不同比例的原油配比混合实验,研究原油混合后的显微荧光光谱的具体变化特征。结果表明：原油混源使得显微荧光光谱参数λmax ,QF-535和CIE-XY发生了非线性变化,具体表现为混源后原油的荧光光谱参数均介于两个端元油之间,混源油中某一端元油的比例越大,其荧光光谱参数越靠近这一端元油。在CIE-XY色品图中主要表现为非线性渐变的荧光颜色特征。光谱谱形的改变主要表现为谱形由“单峰型”变为“双峰型”和“三峰型”,同时主峰波长和次峰波长保留了两个端元油的信息；QF-535与混源比例可建立曲线用来定量计算两端元油的相对贡献度。综合上述荧光光谱参数和谱形的变化特征,利用原油和油包裹体的显微荧光分析,识别出东海盆地西湖凹陷 A 气田有三种不同类型原油充注,中间还发生了一次原油混源作用,即蓝绿色荧光原油和黄色荧光原油发生了混合,定量计算其混源程度为介于47%-55%。

铜仁地区陡山沱期盖帽碳酸盐岩地质地球化学特征及其成因

通过对贵州铜仁地区陡山沱期盖帽碳酸盐岩进行野外地质观察与室内岩石薄片显微镜下观察和研究,发现盖帽碳酸盐岩普遍发育有晶洞构造、帐篷构造、层状裂隙及包卷状构造等特殊沉积构造,重晶石、黄铁矿广泛发育,δ(13C)(2个研究剖面平均值分别为-4.73×10-3,-4.52×10-3)普遍显著负偏。研究区盖帽碳酸盐岩的地质地球化学特征依据"甲烷渗漏"成因假说能够较合理地解释。

火成岩油气储层的水岩相互作用:研究进展与发展方向

火成岩油气储层具有与其他类型油气储层不同的岩石学特征和流体特征。火成岩冷却后所形成的原生孔隙受压实作用的影响较小,而次生孔隙的形成演化对于火成岩储集空间的发育有重要意义。其中,水岩相互作用更是火成岩储层次生孔隙形成演化的重要自然营力之一,因此,这一领域的相关研究对火成岩油气藏的预测有重要意义。作者在调研文献的基础上发现,已有的火成岩储层研究多集中在对一些现象的描述和地质背景的相关性研究,而比较欠缺对油气储层水岩相互作用的系统研究。目前,火成岩油气储层领域需要引进新概念和新技术,重视火成岩储层水岩相互作用的综合分析与系统研究,尤其需要加深对火成岩油气储层次生孔隙形成和演化的理解,以促进油气资源的勘探与开发。

混合润湿孔隙介质中油自吸实验研究

混合润湿孔隙介质普遍存在,使得多相流体渗流过程十分复杂,但对其研究和认识至今仍很肤浅,是油气运移成藏、剩余油气分布等方面研究中必须解决的关键难题.本文通过对饱和水的混合润湿模型进行油自吸实验,观察不同混合润湿程度条件下油自吸运移过程,分析认识混合润湿孔隙介质中多相渗流的机理.实验结果表明,在混合润湿孔隙介质中油是否能够自发地运移与介质中亲油颗粒的比例关系密切,但并非简单的单调变化关系.研究认为,亲油颗粒与亲水颗粒随机分布,导致多种与喉道配位颗粒的亲油—亲水关系,当亲油颗粒比例占优才表现为亲油喉道.机理上,混合润湿孔隙介质中油自吸运移的发生与否及程度取决于亲油喉道在空间上的连通程度,后者与孔隙介质中亲油颗粒比例相当.仅有当孔隙介质中亲油颗粒足够多,且组成的亲油喉道能够相互接触形成连续亲油通道时,油才能够通过自吸运移进入多孔介质。

原油二次运移过程中的逾渗主脊实验研究

利用Hele-Shaw模型开展二维空间原油持续二次运移过程实验研究。在初始运移路径形成后改变注入煤油的颜色,验证二次运移过程中的逾渗主脊现象,初步从机理上指出初始运移路径形成后毛管力的变化是逾渗主脊形成的主要原因。逾渗主脊的尺寸和分形维数都要小于对应的初始运移路径的尺寸和分形维数。油气以这样的方式发生二次运移,加速了运移速率,二次运移过程中的烃损失量只限于初始路径。

鄂尔多斯盆地延长组下组合油气来源及成藏模式

通过生物标志化合物对比、流体包裹体分析及盆地模拟研究,对鄂尔多斯盆地延长组长9与长10油层组的油源、成藏期次及成藏模式进行了探讨。陇东与姬塬地区长9油层组的原油分为2种类型,第Ⅰ类来源于长7烃源岩,第Ⅱ类来源于长9烃源岩;陕北地区长10油层组的原油主要来源于长9烃源岩。陇东与姬塬地区长9油藏均发生过2期油气充注,但前者在第1期(中侏罗统直罗组沉积期)就达到了油气充注的高峰期,而后者在第2期(下白垩统志丹组沉积期)才达到油气充注高峰期;陕北长10油层组也存在2期成藏,但2期油气呈连续充注,大致从中侏罗统直罗组沉积早期一直持续到下白垩统志丹组沉积中后期。长9与长10油藏有"上生下储"、"侧生旁储"及"自生自储"3种成藏模式。

大庆油田西部地区姚一段油气成藏动力学过程模拟

在总结大庆油田西部地区姚一段石油地质条件的基础上,采用油气成藏动力学研究方法,利用盆模技术模拟了盆地的演化过程和烃源岩生、排烃史,恢复了明水期末—依安期初烃源岩的供烃量和姚一段顶面油气运移的动力条件;根据对各类输导通道的分析,建立起该时期以砂岩输导层为主的输导格架。采用以逾渗理论为基础的油气运聚模拟方法,对供烃量、运移动力和输导格架进行了耦合分析,获取了姚一段油气运移路径的特征、分布及运移量。再结合其他油气成藏的控制因素,预测敖南鼻状构造、大安鼻状构造、英台鼻状构造、他拉哈地区及巴彦查干北部的低幅度构造为有利的勘探远景目标区。

柴达木盆地西部第三系油田水水文地球化学特征

柴达木盆地西部第三系油田水具有高矿化度特征，钾、硼、锂等离子达到工业开采品位，氢同位素值分布在-75.61‰～13.35‰，氧同位素值分布在-7.68‰～10.58‰。综合分析油田水化学成分、水化学参数组合以及氢氧同位素特征推断：柴达木盆地西部第三系油田水起源于大气降水，为典型陆相成因，为大气降水沿深大断裂下渗并经历了“深循环”作用形成，同时有深源岩浆流体的参与。油田水高矿化度特征与盐类矿物溶解和蒸发浓缩有关，钾、硼、锂等元素受深源流体控制，Ca2＋和HCO3-主要来源于碳酸盐矿物溶解，油田水高Ca2＋、低Mg2＋的特征与演化过程中白云石交代方解石以及方解石溶解有关，充分的水-岩反应与深源流体的加入导致柴达木盆地西部第三系深成CaCl 2型油田水的形成。同时，初步推断南翼山地区第三系可能具有找钾意义。

油气运移过程中断层启闭性的量化表征参数评价

在油气勘探决策中,判断断层在油气运移和聚集过程中表现出的开启或封闭性特征十分重要,但一般很难从众多影响断层启闭性的地质因素中筛选和确定有效的最佳参数。以东营凹陷南坡东段王家岗油田为研究区,根据断层两盘储层内是否发现油气及油气藏的成因关系,判识断层在油气运移过程中的启闭性。基于断层带的内部结构特征和流体行为,提出利用断层连通概率评价断层带整体在活动期间作为油气运移通道的可能性。通过典型断层油藏精细解剖,按照一定密度在断层面上逐点进行启闭性判识和统计分析,建立了断层连通概率与各种量化参数之间的统计关系,利用相关系数评价了这些地质参数表征断层启闭性的有效性。研究认为,前人提出的各种启闭性量化参数与断层连通性的关系趋势与定性认识相一致,但反映单一地质因素的参数难以确定断层在运移过程是否作为运移通道,而包含两个或数个地质因素的综合参数,如泥岩涂抹因子(SGR)、断层面正应力参数的效果明显改善;断层开启系数(FOI)与断层启闭性的关系最密切,是表征断层启闭性的有效参数。

泥岩压实研究中有机质导致声波时差异常的定量校正方法

高丰度有机质导致的声波时差异常高值不能客观反映地层孔隙度的变化,定量研究有机质对压实曲线的影响才能减小压实研究结果的不确定性。从泥岩压实研究的原理出发,构建考虑干酪根的岩石等效体积模型,提出有机质引起声波时差增量的校正公式;以鄂尔多斯盆地南部镇泾地区为例,讨论压实曲线有机质校正方法的实用性及可靠性。结果表明：烃源岩层段高丰度有机质往往造成压实规律的较大误差,压实研究中应当消除有机质对声波时差的影响;镇泾地区泥岩压实曲线经过校正后,正常压实趋势线斜率减小约30%～55%;长7段底部页岩欠压实幅度显著降低,最大埋深时期的剩余压力约为3～5 MPa,相比于校正前降低5～8 MPa,反映出以往研究可能过高地估计了长7段古超压的幅度;利用校正后声波时差计算的泥岩孔隙度与实测孔隙度吻合性较好,且计算的流体压力与数值模拟结果一致,证实提出的定量校正方法能够有效地消除研究区有机质造成的声波时差异常,可作为鄂尔多斯盆地及其他地区压实研究的借鉴。

四川盆地古生界泥页岩的地球化学特征

通过四川盆地古生界不同层系的探井及典型剖面样品的地球化学分析,从有机碳含量、有机碳同位素,热成熟度以及生物标志化合物特征讨论了四川盆地古生界4套泥/页岩地球化学特征及其生烃潜力。研究结果表明:古生界下寒武统、上奥陶统、下志留统3套黑色页岩有机碳含量高,平均值分别为6.31%,3.53%,1.87%,有机质类型主要为生烃能力极强的I型干酪根,δ13C分布在-29.0‰^-32.0‰,低碳数正构烷烃相对丰度高、C27规则甾烷优势分布、三环二萜烷的相对含量较高等生物标志化合物分布特征表现了腐泥型有机质特征,有机质来源为低等水生生物和藻类;上二叠统龙潭组泥/页岩有机碳含量平均为4.0%,有机质类型为II,III型,生物标志化合物研究表明龙潭组页岩既有丰富的水生生物输入,又有一定数量的陆生生物来源,煤和炭质泥岩母质来源以陆源有机质输入为主。

鄂尔多斯盆地华庆地区三叠系延长组长8油层组油气成藏条件分析

鄂尔多斯盆地华庆地区三叠系延长组长8油藏的油源主要来自于长7烃源岩,部分可能来自于长8泥岩。研究区内长7、长8有效烃源岩发育厚度较大,有机质丰度高、类型好,且都达到了成熟的演化阶段,属于好的生油岩,为研究区长8油藏提供了充足的油源。研究区长8油层组发育厚度较大的水下分流河道砂岩储层,储层属于低孔低渗储层,具有良好的储集性能。长7湖相泥岩及长8分流间湾相泥岩是研究区长8油藏的区域性盖层,封盖性能良好,利于长8油气的保存。研究区长8油气的运移通道主要是大套的分流河道连通砂体,此外微裂缝、古侵蚀面和隐伏断裂也在局部地区成为运移通道,而油气运移的动力主要是浮力和异常压力,长7烃源岩生成的油气在异常压力的驱动下,向下倒灌运移至长8的储集岩中形成"上生下储"成藏模式的油藏。

单个裂隙中油运移实验及特征分析

利用狭窄平行板裂隙模型来模拟和分析单个裂隙内油运移的过程。实验中采用表面起伏的玻璃板制作平行板裂隙模型,通过改变水中蔗糖的浓度控制两相流体间的密度差,来分析不同密度差和注入速率条件下油的运移过程和特征。观察发现,油在饱含水的狭窄裂隙空间内的运移特征与在孔隙介质中的运移有相似之处:运移的路径只占通道的一部分,都具有不规则的分形特征,也可形成活塞式、指进式和路径式等模式。而这些模式的形成也同样受各种因素的影响。利用孔隙介质中油运移实验结果总结出来的、以Bo数和Ca数为纵横坐标运移相图完全可以用来表征单个裂隙中油的运移模式。

准噶尔盆地西北缘乌尔禾—风城地区二叠系风城组白云岩地球化学特征及成因分析

以白云岩的地球化学方法为主,对准噶尔盆地西北缘乌尔禾-风城地区二叠系风城组广泛发育的白云岩化岩类进行详细的研究.通过对乌尔禾-风城地区二叠系风城组白云岩化岩类的元素分析、碳氧同位素和古盐度、古温度的研究,得出研究区白云岩类以白云质泥岩、泥质白云岩和凝灰质白云岩三种形态存在.白云质岩类富含陆源碎屑(泥质)或凝灰岩组分;白云质岩类中c(Mg)/c(Ca)分布范围较宽,主要分布于0.636～4.785,平均值为1.532,大部分分布于1～2,说明研究区有丰富的Mg^(2+)供应;白云质岩类中w(Sr)较高,主要为95.9×10^(-6)～783.6×10^(-6),平均值为464.95×10^(-6),w(V)/w(Ni)为0.8～4.8,主要为2～3;研究区二叠系白云质岩类的δ^(18)O和δ^(13)C值分布范围较大,δ^(13)C为-1‰～5.2‰,平均值为3.1‰,δ^(18)O为-14.8‰～3.2‰,平均值为-2.8‰.由地球化学元素分析结合古温度和古盐度分析认为研究区风城组白云岩形成于一盐度较高、温度偏低的环境中,火山喷发的热液活动对白云岩的形成也有一定的影响.白云质岩类形成大部分发生为成岩早期,少部分白云岩化发生为成岩中晚期的埋藏时期,总的来说白云质岩类形成于早成岩阶段的陆相咸水湖泊中.

三塘湖盆地上二叠统芦草沟组烃源岩地球化学特征

三塘湖盆地上二叠统芦草沟组分布面积广、厚度大、有机碳含量高,具好的生烃潜力,是盆地内主力烃源岩。烃源岩样品可溶有机质中含有丰富的脂肪酸、脂肪酸酯等含羰基化合物,随着埋深增加,饱和烃和芳烃含量递增,非烃含量和有机碳则呈递减趋势,表明含羰基化合物对源岩生烃有较大的贡献。饱和烃的各项指标显示,烃源岩的沉积环境为咸化湖相还原环境,母质输入以水生生物为主,陆源物质输入较少。诸多证据表明,在沉积初期和成岩早期细菌输入较多,细菌输入有机质构成了原始有机质的一部分,细菌改造原始有机质并产生前述含羰基化合物,在热作用和微生物作用下均可成烃。