碎屑岩系油气储层沉积学的发展历程与热点问题思考

随着世界各大产油国(区)油气勘探与开发成熟度的日益增高,储层地质问题业已上升为制约石油工业油气勘探开发的主要瓶颈问题之一。为了提高油气田勘探成功率与开发采收率,进一步实现"增储上产"之目的,全面开展储层多参数的空间展布的准确预测和表征方法技术研究已成为当前油气地质工作必不可少的内容,尤为重要的是它们均离不开储层沉积学这一根本基础。储层沉积学兴起于20世纪60年代,至今已有40多年的发展历程;本文在总结阐述国内外研究进展的基础上,分阶段地从这一学科的形成背景、石油工业的需求、多学科的相互渗透、专业化的形成与发展趋势等方面进行了阐述。同时,也对当前碎屑岩系储层沉积学所涉及的热点领域,如现代沉积与野外露头研究方法、地球物理方法的应用、多参数沉积相图的编制方法、层序地层学的应用、深水沉积储层的成因、地震沉积学的形成与应用、陆相盆地沉积充填模式以及储层成岩作用等方面进行了概述与讨论,并就我国如何深化这一学科研究提出了一些建议与应注意的问题。

探究碎屑岩系油气储层沉积学的发展历程与热点问题思考

油田开采依旧是当前石油行业不可避免的工作内容,油田开采过程中,还存在一些问题影响油田开采工作效率,储层地质问题便是其中之一。为提高我国油田开发利用效率,以碎屑岩系油气储层沉积学为研究对象展开研究工作,对碎屑岩系油气储层沉积学的发展历史进行研究,从而加强对学科知识了解,同时,结合当前学科研究方向以及研究工作的开展,还对学科中的一些热点问题进行思考探讨。

辽河盆地老第三系深层碎屑岩储层沉积相

辽河盆地老第三系深层主要发育扇三角洲、湖底扇和泛滥平原沉积体系。依据其成因机制、古构造背景及其砂体形态将湖底扇划分为 3种类型 :①缓坡型湖底扇 :分布于辽河凹陷缓坡半深水至深水区 ,有较长的供给水道 ,砂体延伸方向与盆地长轴方向垂直 ,平面上相带展布及延伸明显受供给水道及古地形变化的控制。②陡坡型湖底扇 :发育于陡岸坡脚深水区 ,由陡坡扇三角洲向断阶下滑塌形成 ,砂体多发育在断层下降盘 ,前端进入地形相对开阔的洼陷区形成一套沿构造走向分布的扇带状砂体。③断槽型重力流水道沉积 :分布于两条断层夹持的断槽之中 ,碎屑沉积物从东侧陡岸泻入湖盆后直接进入由东侧边界大断裂形成的断槽中成为轴向分布的重力流水道沉积。对深层储层的沉积特征及砂体展布规律作了深入研究 ,认为沉积体系、沉积相决定了老第三系深层储层的发育规模和储集性能 ,在相同或相近埋深情况下 ,储集性能由好到差依次为扇三角洲砂体湖底扇体泛滥平原河道砂体 ;同一类型不同亚相、微相砂体储集性能也有显著差异 ,如缓坡湖底扇砂体由中扇辫状沟道扇中前缘外扇亚相方向由好变差。对深部有利储层预测和勘探潜力分析认为 ,湖底扇中扇、扇三角洲前缘以及泛滥平原河道砂体都有很大的勘探潜力 ,寻找深层的有利储层应?

柴达木盆地北缘地区第三系碎屑岩储层沉积相特征

柴达木盆地北缘地区是青海油田三大产油气区之一。该区第三系碎屑岩储层主要分布于下干柴沟组(E3)到下油砂山组 (N12 )地层中 ,前人认为此地层主要以河流相和泛滥平原相为主。对该地区的地面、井下岩性和岩相进一步研究表明 ,自下干柴沟组至下油砂山组的储集砂体主要为滨—浅湖滩坝亚相和湖泊三角洲相。

碎屑岩成像测井沉积学研究及其在海上油田的应用

基于成像测井技术在我国海域含油气盆地的应用积累,提出了碎屑岩成像测井沉积学的概念。碎屑岩成像测井沉积学的主要研究内容包括地层岩性识别、沉积构造解释、沉积序列与微相分析、砂体物源与古流向分析、砂体分布预测等五个方面。利用南海西部的实际资料,运用成像测井技术,对五方面的应用逐一分析或提出了应用前提、使用步骤、注意要点、已有规律特征以及典型实例。

碎屑岩地震储层学的内涵及关键技术

地震储层学是石油地震地质学的一个分支学科,是在地震地层学、层序地层学及地震沉积学基础上发展起来的。而碎屑岩地震储层学作为地震储层学的有机组成部分,是上述分支学科的不断延续和发展。文中探讨了碎屑岩地震储层学及其与相关学科的关系,重点阐述了碎屑岩地震储层学的内涵、研究内容及对应的关键技术。初步分析认为,地震储层学主要利用高分辨率三维地震和开发地震资料,综合地质、测井及分析化验资料,针对碎屑岩储层开展半定量、定量化三维几何形态的空间特征描述,研究尺度可至开发小层和单砂体,准确描述井间储层的非均质性以及定性、半定量预测储层的物性及流体特征。在此基础上刻画储层的几何形态,建立储层的地质模型和孔、渗、饱等物性和流体模型,除适用于勘探各阶段之外,同时也适用于开发早期、滚动勘探目标评价落实阶段及开发中后期方案的调整阶段。

内陆湖盆碎屑岩储层沉积模式及开发地质意义

内陆湖盆碎屑岩沉积体系中 ,冲积扇、河流、扇三角洲、三角洲、水下扇砂体是我国目前开采的主力油气储层。研究认为 ,它们的形成和发展与水流作用密切相关 ,水流作用是主要搬运动力 ,贯穿于内陆湖盆沉积始末 ,因此 ,在水流作用的湖盆碎屑岩沉积环境中 ,其沉积模式是由水道 (主流 )相和非水道 (非主流 )相 2种基本相单元构成 ,这 2种基本相单元组成内陆湖盆碎屑岩储层沉积的骨架砂体。抽象出内陆湖盆储层沉积模式 ,概括总结组成内陆湖盆 2种基本相单元的沉积学特征和开发地质学特征。水道 (主流 )相是开发的主力油层 ,非水道 (非主流 )相是剩余油分布的主要层位。

地下花开油气来——碎屑岩油气储层叠覆式沉积模式创建与应用

《中国国家地理》杂志主编、著名地理学家单之蔷先生曾把黄河三角洲的形态比喻为“一朵大大的西兰花”,西兰花的花瓣其实是三角洲在不同发育阶段形成的一个个“朵叶体”,这些朵叶体被埋在地下千万年后成为岩石,就会形成良好的储层,储层就是石油和天然气的“家”。

东营凹陷古近系碎屑岩储层黏土矿物分布特征及其油气意义

本文利用薄片鉴定、扫描电镜等技术手段,结合X-射线衍射、地温、试油数据,对东营凹陷古近系碎屑岩储层黏土矿物分布特征及其油气意义进行了研究。研究区主要的黏土矿物为伊/蒙混层、高岭石、伊利石及绿泥石。黏土矿物在纵向上呈现分带的特征,1500m以上为蒙脱石发育带、1500m^3200m为高岭石发育带、3200m以下为伊利石—绿泥石发育带,这种分带是由成岩作用控制的,与有机质的演化存在密切联系。黏土矿物在不同构造单元的分布存在不同,这是由不同的构造单元的构造活动性差异造成的。

泥质重力流沉积研究进展及其页岩油气地质意义——以东营凹陷古近系沙河街组三段为例

页岩油气的勘探开发推动了泥页岩沉积机理研究的快速发展,使得细粒物质的搬运和沉积成为当今沉积学界和油气工业界共同关注的焦点。尽管海洋环境下的泥质重力流沉积研究成果频见报道,但有关我国新生代湖泊环境中的泥质重力流沉积尚未引起沉积学界的关注。故本文在国内外相关文献调研基础上,以岩芯观察和薄片鉴定为重点,分析了渤海湾盆地东营凹陷古近系沙河街组三段湖相泥质重力流沉积特征;探讨了湖相泥质重力流沉积的形成机制;以期为湖泊沉积学研究和陆相页岩油气开发提供参考。研究发现,东营凹陷古近系沙河街组三段发育泥质块体流、泥质碎屑流、泥质浊流及泥质异重流等多种重力流沉积类型;泥质滑塌岩、泥质碎屑岩、泥质浊积岩和泥质异重岩在时空上可以共生共存。认为泥质沉积物可以在动荡水体和较强水动力条件下沉淀;泥质重力流沉积在深水沉积区占有重要地位;泥质重力流对于泥页岩中的粗粒碎屑物质、有机质的搬运和沉积以及有机质的埋藏起到重要作用,因而具有重要的非常规油气地质意义。

碎屑岩储层沉积特征研究

地学家采用一系列可靠的仪器来加强对储层特性的认识，并模拟储层特征。井眼成象技术可以为地质家提供研究储层沉积特征所需要的高分辨率数据。地质家只有在了解了决定沉积岩储层特性的地质演变过程时，才有可能实现优化开采油气资源的目的。

基于岩心测试的岩石物理参数敏感性分析——以沙南凹陷古近系不同相带碎屑岩为例

古近系碎屑岩地震储层预测是渤海油田近年来面临的技术瓶颈,难点之一在于如何有效地区分储层与非储层。以渤海西部沙南凹陷已钻9口井16个井段的20个岩心样品为基础,对纵波速度、横波速度、密度、杨氏模量、体积模量、剪切模量、拉梅系数、泊松比、纵波阻抗、横波阻抗等10种岩石物理参数在不同层段和不同沉积亚相环境下的敏感性进行了定量分析,筛选出了能够区分优质储层的敏感参数组合。结果表明在大多数情况下,密度、纵波速度和纵波阻抗等叠后常规参数难以有效区分古近系储层与围岩,而表征岩石抗剪切变形能力的剪切模量、拉梅系数等岩石特征参数具有相当的区分度。研究区测井数据与岩心数据的分析结果具有较好的一致性,说明本文基于岩心测试的岩石物理参数敏感性分析是可行的,这将更好地促进叠前地震属性在渤海油田古近系碎屑岩地震储层预测中的应用。

碎屑岩储层类拟的3D描述——从3DGPR数据到3D流体渗透率模型

3D 10 0MHz探地雷达 (GPR)数据体是在犹他州中东部Ferron砂岩中现场描述河流相储层特征的基础。我们用GPR反射时间 ,通过 3D速度估计和深度偏移 ,对边界曲面成像。同时利用 3D振幅属性生成一个从地表到地下 12m深的关于内部构造的大小、方位和几何形状的地质统计模型。通过克里金法和从GPR数据导出的 3D相关结构对每种沉积学因素赋予一个实际的流体渗透率分布 ,并以岩心中及附近悬崖壁提取的岩栓中实测的渗透率对它们进行约束。 3DGPR图像表明 ,GPR的相变化可以解释为沉积学边界曲面 ,即使边界曲面与强GPR反射面不相关 ,这种解释也成立。该地区有两种主要的沉积体系。上部 5m内为河槽交错层理砂岩 ,平均渗透率约为 40md ,最大相关长度约为 (5 .5～ 12 .5 )× (3 .5～ 8.0 )× (0 .2～ 1.5 )m ;下部 7m为河流冲填沉积 ,随着粘土含量的增加 ,平均渗透率从约 3 0md变化为约 5md ,最大相关长度约为 (4 .0～ 12 .5 )× (3 .0～ 10 .0 )× (0 .5～ 1.0 )m。

东濮凹陷古近系沙河街组沙三段沉积期湖岸线的变化及岩相古地理特征

东濮凹陷沙三段地层为深水相暗色泥岩与砂岩频繁互层及深水相暗色泥岩与盐膏岩频繁互层,这种砂体是东濮凹陷很重要的含油气储层。过去这种砂体往往按照静态的模式被解释为重力流成因,随着勘探的不断深入,越来越多的证据表明这些砂体中存在着牵引流和暴露地表的标志,其成因和沉积模式需要重新认识。东濮凹陷沙三段沉积时期,湖平面变化频繁,有长周期,也有短周期。根据录井、电性及岩心等资料识别出湖平面变化的5级周期,其变化频率约为10 0 0次/Ma。根据计算,东濮凹陷沙三段沉积时期湖水最大深度为30m。高水位沉积期,湖岸线距盆地中心较远,盆地沉积中心发育暗色泥岩夹薄层碳酸盐岩,盆地边缘发育粗碎屑岩沉积;水位下降期,边缘相砂体不断向盆地中心进积;低水位沉积期湖岸线向盆地中心退缩了10～30km ,盆地沉积中心发育盐膏岩沉积,盐膏岩的周围发育低位域三角洲、扇三角洲和滨湖滩坝相的粗碎屑岩体。正是由于湖平面变化引起的湖岸线迁移,导致高水位和低水位沉积期湖盆的岩相古地理面貌发生了很大的变化,根据这种动态的模式来预测砂体的分布,在指导油气勘探中产生了明显的效果。

储层沉积学研究工作流程

本文提出了一个储层沉积学研究的工作流程,适用于油田开发中的碎屑岩储层沉积相分析。对各个工作环节进行了简要的解释。认为细分到微相和岩石相(或能量单元),建立岩石相与储层物性的关系,是通过相分析描述储层参数空间分布的纽带;确定沉积规模则是预测储层连续性的关键。文中介绍了一些常用的方法。

中国东部若干封闭含油气盆地泥质岩地球化学的研究

中国东部沿北东、北北东向断裂发育了一系列早第三纪含油气断陷盆地。受干旱气候的影响,这些盆地常为封闭或半封闭的咸水湖泊环境。本文通过对其中若干盆地泥质岩的化学分析,确认泥质岩主要由粘土矿物组成,并含少量碳酸盐。将盆地的沉积环境,尤其是盐度与一些地球化学参数关系作了探讨后认为,低盐度时 Sr/Ba、Ca、Mg 总量、Ca/Mg、V/Ni 和 Mn/Fe 能反映湖泊在时空上的盐度变化。高盐度时,Sr/Ba、CaCO_3、B 与盐度正相关已不复成立,并对其原因作了讨论。

台北凹陷第三系油气储层特征及影响因素

台北凹陷第三系含油储层岩性以细砂岩为主,岩石学类型以岩屑长石砂岩和混合砂岩为主,含气储层岩性以砂砾岩为主,岩石学类型为岩屑砂砾岩。储层微观发育原生粒间孔、粘土矿物杂基内的微孔隙及微裂缝等。孔隙结构以中孔、细喉道为主,为中高孔、中—低渗型储层。通过对储层物性影响因素的研究,认为岩石组构、沉积微相、成岩作用是影响本区储层物性的主要因素。碳酸盐胶结物及自生粘土矿物导致储层物性变差。粘土矿物在转化过程所释放的酸性水对碎屑颗粒和胶结物的溶蚀作用及烃类的后期注入,一定程度上起到了对储层原生孔隙的改善和保存作用。

低孔渗油气富集区优质储层形成条件及相关问题

低孔低渗 (孔隙度一般小于 1 2 % ,渗透率大多在 1× 1 0 - 3μm2左右 )性质的碎屑岩作为储层的油气藏是我国中西部地区稳定克拉通盆地或者叠合盆地中最主要的油气藏类型。但是 ,通过近几年的勘探实践发现 ,在低孔低渗含油气区中 ,仍有具优质储集层的高产油气藏存在。从优质储层的构造、沉积和成岩等几个方面讨论了这些优质储层的形成条件、阐述了描述和识别优势储层的原则和方法基础。认为储层的原始物质组成和结构是影响其物性特征的最关键因素、先天母质条件是优质储层之本源 。

我国东部油田红层沉积特征与油气成藏规律

在我国东部油田的新生代地层中,多发育大套的红色碎屑岩地层,其中发育有很好的油气藏。红层中油气藏的形成受多种因素影响。对东部油田的红层油气藏的研究表明,沉积与构造是控制红层油气成藏的关键因素,因沉积作用而形成的油气保存条件直接影响圈闭的有效性。厚层泥岩沉积对圈闭的封闭性也有重要影响。对红层中油气藏的分析与对比表明,供油断层与砂岩体相接触、储层侧向与垂向受泥岩或其他岩性或不整合的封堵是形成红层中油气藏的关键因素。