中国油气储层地质研究面临的挑战和发展方向

论述了我国采取“稳定东部 ,发展西部”的油气战略后 ,油气地质所面临的形势 ,以及油气工业的发展对储层地质提出四个领域的挑战 :深部储层、挤压盆地储层、低渗透储层和碳酸盐岩储层 ;这些都是石油勘探开发中久攻不克的难题。根据我国陆上东西部油气区的勘探开发实际和近年的储层研究实践 ,文章系统多视角地分析了这四个难题 ,并提出了相应客观的研究思路和研究方向。

中国海相碳酸盐岩油气储层基本特征

中国在碳酸盐岩油气勘探中相继发现了陕中气田、轮南—塔河油田、塔中油气田、川东北大气区等大型油气田。这些发现揭示了非均质性强的碳酸盐岩储层,主要有4种类型:台缘生物礁(滩)、岩溶风化壳、白云岩和台内颗粒滩四大类储层。中国的台缘礁滩储层主要有两类,一类是面积小的孤立状的塔礁(川东和川东北),另一类是连片分布似层状的台缘礁滩复合体。岩溶风化壳储层依岩溶成熟度和构造型式有三种,即克拉通内岩溶老年期的低幅度地貌层状白云岩储层,岩溶壮年期的高幅度地貌非均质裂缝-洞穴单元储层,以及断块掀斜翘倾的岩溶青年期独立岩溶储层。有油气前景的白云岩储层主要为三类:与蒸发台地相关的准同生白云岩,埋藏成岩作用白云岩和生物成因白云岩。台内颗粒滩主要有两类:即白云石化颗粒滩和裂缝性颗粒滩储层。中国的碳酸盐岩分布广,达300km2,四大类储层发育良好,除已发现油气的四大盆地外,相信不久的将来在中国南方和羌塘地区古特提斯域碳酸盐岩沉积区将取得大的突破。

激光扫描共聚焦显微镜研究储层孔隙结构

这是一项首次应用激光扫描共聚焦显微镜 (LSCM)的激光荧光技术于油气储层的孔隙结构研究。供LSCM用的样品 ,用环氧树脂加入荧光剂后 ,经加压灌注 ,磨制成岩石薄片 ,在LSCM显微镜下观察孔喉的分布 ,可以测量面孔率 ,并可标出需要测量的每个孔喉的大小以及观察孔喉形状及分布状况。该法的优点 :1.可直接测量和观察到 2 μm左右大小的孔喉。 2 .在LSCM显微镜下可区分孔隙空间中的充填粘土杂基等 ,因此面孔率的测定较一般镜下统计和图像分析更为精确 ,因粘土矿物由于吸附染色剂后在颜色或灰度上有的不易区分。 3.岩石薄片中的微裂缝 ,在LSCM显微镜下可以更清楚地观察到。

酒西盆地青西坳陷湖相纹层状泥质白云岩中泥级斜长石成因、特征与油气勘探意义

酒西盆地青西坳陷下白垩统下沟组的纹层状泥质白云岩和白云质泥岩已被证实勘探前景良好。这套储集岩的颗粒细小 ,岩性致密 ,基质孔隙度低 ,实验分析表明 ,其泥质物中的主要成分是泥级斜长石。详细的岩石学研究表明 ,这类斜长石属晕长石 ,是火山物质经流水搬运 ,在半干旱气候下的碱性湖水中沉积后 ,经浅埋藏深度改造而成。青西坳陷下沟组泥级斜长石的大量存在 ,使其泥质纹层具有高的弹性 ,在区域构造应力作用下易形成纹层间滑脱缝和斜交缝 ,奠定了发育构造裂缝的物质基础 ,而构造微裂缝与沸石溶孔沟通 ,使下沟组形成了非砂岩的裂缝 孔隙型储集层。这类新型储集层的出现预示着酒西盆地的邻区和其它类似盆地具有良好的油气勘探前景。图 1照片 8参

川东北飞仙关组鲕粒滩储层特征研究

川东北下三叠统飞仙关组鲕粒滩储层发育规律是勘探部署的重要依据。通过露头、钻井资料以及实验室内各项分析,研究了飞仙关鲕粒滩储层特征,认为鲕粒滩优质储层岩石类型为(残余)鲕粒白云岩;储集空间主要为粒间溶孔、粒内溶孔、超大溶孔晶间(溶)孔,构造缝、构造溶蚀缝将各种溶孔连通;孔隙结构分为3类,Ⅰ类粗—中孔大喉型、Ⅱ类粗孔中喉型或中—细孔中喉型、Ⅲ类粗孔小喉型或中—细孔小喉型;储层物性以中—高孔隙度及中—低渗透率储层为主;通过储层评价分出3类储层,其中一类储层为已发现气藏的优质储层,储层类型以裂缝—孔隙型为主,二类储层在研究区较为常见,储层类型以孔隙型为主。建议以鲕粒白云岩岩性圈闭为部署原则,寻找孔隙型二类储层。

川东北地区飞仙关组优质白云岩储层的成因

以岩石结构分析为基础,根据锶微量元素和锶同位素地球化学特征,对川东北普光气田下三叠统飞仙关组白云岩储层成因进行了研究。结果表明:埋藏白云岩的结构明显有别于准同生白云岩;飞仙关组各类碳酸盐岩的87Sr/86Sr值变化范围覆盖了全球早三叠世海水锶同位素范围,其平均值与全球早三叠世平均值基本一致,具有早三叠世海水锶同位素组成特征;埋藏白云岩87Sr/86Sr值变化范围和平均值与川东北地区飞仙关期海水锶同位素组成特征非常接近,说明白云岩化流体具有强烈的飞仙关期海水锶同位素组成特征;飞仙关组白云岩为成岩期多期次埋藏交代作用的产物,白云岩化流体来自于地层中高镁、高锶和高盐度的同期经萨勃哈环境浓缩的海源地层水。

中国西北地区石炭系泥岩稀土元素地球化学特征及其地质意义

详细研究了中国西北地区石炭系泥岩的稀土元素地球化学特征。各样品稀土总量为18 86× 10 -6～ 6 2 0 4× 10 -6,变化较大 ,其中祁连地区REE总量为 76 49× 10 -6～ 6 2 0 4×10 -6,甘肃永昌煤山子剖面的稀土总量最高 ,新疆北部地区泥岩和灰岩 (泥灰岩 )的稀土总量均较低。各泥岩样品的轻稀土富集 ,Eu负异常 ,δEu介于 0 44～ 0 90之间 ,δCe部分为正异常 (>1) ,部分为负异常 (<1)。研究区样品的Sm含量与北美页岩样品相比为正异常 ,Dy出现负异常的样品较多。根据稀土元素δCe和Ceanow的变化 ,反映当时新疆北部地区水介质环境大部分为缺氧的还原条件 ;祁连地区为海陆过渡环境 ,部分为氧化条件 ,另一部分为缺氧的还原条件 ,这与其他相标志所显示的结果是一致的。根据稀土元素组合及比值的变化 ,显示物源区母岩为花岗岩和玄武岩的混合来源 ,稀土分布模式均为轻稀土富集、重稀土亏损型 ,重稀土配分曲线较为平坦 ,显示源岩为粘土岩、花岗岩和中性岩的混合来源。

冀中坳陷斜坡带奥陶系潜山油气成藏条件分析

研究工作依据实际资料和新的地质认识,对冀中坳陷文安斜坡和杨村斜坡奥陶系潜山带的构造格局及古潜山油气藏的形成条件进行了剖析。该区发育有正向和反向正断层,奥陶系地层形成一个地垒状潜山带,上覆石炭—二叠系地层,具有新生—古生—古储—中堵的成藏条件。石炭—二叠系煤系和下第三系泥岩为供烃源;不整合面、断面及北西向断裂为供油通道。油气成藏的主力因素储层的发育明显受白云石化、岩溶和构造破裂作用的控制,喜马拉雅期的岩溶作用是由活动断层导入岩溶水而得以进行的,因此,孔隙、裂隙相对富集的岩层与活动断层的匹配是潜山储层形成的关键地质条件。潜山古风化壳并不是制约储层发育的唯一因素。对该类储层的评价应构造分析与地层分析相结合。储集条件影响了油气的富集,长期活动的大断裂控制了油气的分布。

四川类前陆盆地须家河组层序充填样式与油气分布规律

通过对四川类前陆盆地上三叠统须家河组地表剖面、钻井岩芯和测井资料的沉积相和层序分析,结合区域地质背景和油气地质特征,对须家河组沉积层序、充填样式和油气分布规律进行分析,将须家河组划分为两个超长期旋回层序(SLSC1和SLSC2),分别对应于"须下盆"和"须上盆"2个盆-山耦合次系统的成盆构造活动期,5个长期旋回层序(LSC1—LSC5),分别对应于5个区域性湖进—湖退沉积旋回。在此基础上,选择长期基准面上升和下降半旋回为等时地层单元编制全盆地地层等厚图和岩相古地理图,结果表明:须家河组二段和三段沉降-沉积中心位于川西坳陷,须四段开始向川东北方向迁移,须五段—须六段迁移至川东北坳陷;不同的沉积演化阶段和前缘坳陷具有不同的层序充填样式和油气分布规律;伴随"须下盆"和"须上盆"2个盆-山耦合次系统的沉降-沉积中心和优越的生、储、盖组合条件自川西坳陷向川东北坳陷迁移,油气藏分布也具有自南向北再折向北东方向迁移和围绕前陆隆起带发育的特点。

激光显微取样技术在川东北飞仙关组鲕粒白云岩碳氧同位素特征研究中的应用

显微取样碳氧同位素分析技术利用高聚焦激光束与碳酸盐岩样品作用,是一种在显微薄片下对岩石特定组构产生CO2的有效方法,其空间分辨率20～50μm,δ13C和δ18O的最好分析精度可达±0.22‰(σ),可以为碳酸盐岩碳氧同位素提供“高分辨率、原位”数据,微区分析是同位素测试发展的重要方向。用该技术对川东北飞仙关组鲕粒白云岩地球化学特征进行的研究表明,它可避免样品不纯带来的解释上的误差,为解释鲕粒白云岩成因提供了较为准确的地球化学信息,可进一步认识川东北飞仙关组鲕粒白云岩的成因问题。各种产状白云石的δ13C‰(PDB)值均大于当时海水值,说明白云石化流体没有淡水注入;而δ18O‰(PDB)分布较为离散,伴随白云石晶体大小增加,δ18O‰(PDB)值明显偏负,说明白云石化作用过程经历了埋藏加深、温度升高的过程,并且白云石化流体远离卤水源,其咸化程度减弱,为鲕粒白云岩的卤水渗透回流成因提供了有力的证据。

四川类前陆盆地须家河组震积岩的发现及其研究意义

四川盆地是扬子地块上的一个多旋回类前陆盆地,盆地边缘长期剧烈的构造活动控制着上三叠统须家河组的沉积作用。通过地表剖面和岩芯观察,首次在该盆地上三叠统须家河组地层中识别出微裂缝、微褶皱层、微断层、液化砂岩构造、球—枕构造和角砾岩等典型的软沉积变形构造的地质记录,这些变形构造可能与印支构造运动期的地震活动有关。越靠近断裂带附近,软变形构造呈明显增加的趋势,表明震积岩的分布与龙门山和米仓山—大巴山构造活动有关。因此,研究该盆地须家河组震积岩,对了解控制盆地边界的龙门山和米仓山—大巴山造山带的活动史具有重要意义。

探地雷达在露头地质研究中的应用——以塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩露头为例

探地雷达方法是一种确定浅层地下介质分布的高分辨率电磁探测技术。国外已将该技术应用到露头地质研究的众多领域中,如三维储层建模研究、沉积相研究、高分辨率层序地层学研究、三维裂缝成像、浅层断层识别、岩溶地质研究等。塔里木盆地巴楚达吾孜塔格地区奥陶系碳酸盐岩出露良好,礁滩复合体、火成岩侵入、岩溶地貌等地质现象丰富,使用32～500MHz探地雷达对该区露头进行了试验性研究。结果表明,探地雷达的探测深度最大可达20m,分辨率最大可达到分米级。生物礁、水道充填体、浅层小断层、溶洞等地质现象在探地雷达剖面上均有特征性反映,且与野外露头对比良好。这为碳酸盐岩露头地质研究提供了新的辅助手段。

陆相高分辨率层序地层中洪泛面特征研究

受异旋回作用控制的陆相碎屑岩长期、中期与短期基准面旋回中,发育有7种类型的洪泛面。此7种类型的洪泛面形成于基准面升降变化的不同阶段,A型洪泛面发育于基准面上升早期,B型、C型洪泛面发育于基准面快速上升阶段,D型洪泛面发育于基准面上升最大时期。由基准面下降早期至下降最低阶段,发育E-G型洪泛面。在讨论了洪泛面的发育类型、识别标志及其研究意义的基础上,以冲积扇、河流、三角洲及湖泊等常见的陆相沉积体系中的洪泛面和最大洪泛面为例,分别描述了其地质特征,及在野外露头、钻井、地震与地球化学等方面的识别标志。洪泛面因其具有较好的等时性和区域对比性,在岩性地层油气藏的勘探中具有重要的地质意义。

塔里木盆地克拉2特大型气田流体包裹体特征及油气成藏作用

储层流体包裹体测试分析是研究油气运移、成藏时间和期次等问题的一种非常有效的方法。克拉 2气田储层流体包裹体类型及其丰度统计分析表明 ,烃类包裹体丰度与储层含油气性之间具有明显相关性。根据包裹体产状、均一温度和包裹体成分拉曼光谱分析结果发现 ,油气在成岩早期就开始注入 ,并一直保存在储层中 ,直到后期才裂解成干气。有机包裹体均一温度表现为一个主峰 ,盐水包裹体均一温度有三个区间 (峰值 ) ,其中第一个峰值与有机包裹体均一温度主峰几乎一致。因此 ,6 0～ 12 0℃为油气注入成藏时的温度 ,130～ 16 0℃为油气藏埋藏深度最大时的温度 ,最大埋深在 5 80 0 m左右 ,经后期构造作用抬升至 35 0 0～ 40 0 0 m;2 2 0～ 330℃这个温度段为高温热液改造时的温度 ,克拉 2气田受这一高温的改造 。

苏桥潜山带奥陶系碳酸盐岩储集层研究

冀中坳陷苏桥地区奥陶系储集层的储集空间为古岩溶与构造裂缝构成的裂缝 次生孔隙类型。溶蚀孔隙型储集层主要发育在泥—粉晶白云岩和细—粗晶白云岩中,加里东期古岩溶形成的孔洞基本被充填,但为后期发育埋藏岩溶提供了重要条件;燕山—喜马拉雅期的淡水岩溶主要发育在断层附近的白云岩或裂缝发育的石灰岩中,是奥陶系碳酸盐岩储集层主要储集空间之一。裂缝发育主要有5期,均对储集层物性有建设性意义,储集层发育与裂缝的发育程度呈正相关。

石油中饱合烃类的喇曼特征

本文试通过一些饱合烃类标样的喇曼分析，总结出石油中饱和烷烃组分的最大喇曼特征是在2700～2970cm^-1区域有一系列强烈的喇曼效应，有三种情况：1）直链烷烃类是以-CH^3链基对称喇曼效应（约2872cm^-1）最强；2）带异构骨架链烷烃类是以-CH链基喇曼效应（约2911cm^-1）最强；3）环烷烃类是以-CH2链基对称喇曼效应（约2857cm^-1）最强。另外异构骨架在748cm^-1处有一强的喇曼效应，烷烃环基在804cm。处有一个强的喇曼效应。并发现不同的烃或烃混合物，若结构基团相同，喇曼谱图也相同；在混合烃组分（或烃类包裹体）的喇曼谱图中2905～2921cm^-1间喇曼峰应是-CH基团，而不能单作甲烷存在的证据。

四川盆地下二叠统断层与缝洞发育关系研究

四川盆地下二叠统碳酸盐岩为典型的缝洞型储层 ,断层带钻探获得了较好的效果 ,较多的研究认为断裂带是有利的裂缝发育带并沿裂缝形成溶洞。研究发现地表剖面溶洞充填物被断层切割错动 ,溶洞次生方解石充填物中可见沥青质包裹体和沥青团块 ,沥青物质为原油裂解成天然气后残留 ,而石油裂解成气的时间远早于构造断层形成期。钻井地质资料统计表明 ,放空的井次在断点附近并没有明显优势 ,放空井段通常靠近侵蚀面顶部 ,而断层带以裂缝发育为主。因此 ,下二叠统储层中溶洞并非断层裂缝形成后的产物 ,溶洞发育时间在构造褶皱、断层形成之前 ,而构造褶皱。

川西类前陆盆地晚三叠世须家河期构造演化及层序充填样式

晚三叠世须家河期.龙门山构造活动呈现明显的阶段性。须二段和须四段沉积期为龙门山逆冲推覆活动期,川西类前陆盆地沉积、沉降中心位于靠近盆缘冲断带一侧的前渊坳陷内,盆地两侧以储层发育和沉积极不对称为特征。在盆缘冲断带一侧,随着龙门山造山带构造活动的增强,下切剥蚀力也不断增强,低位体系域相对发育.而高位体系域则因后期暴露剥蚀而保存不完整;在前陆隆起斜坡带一侧,表现为稳定的缓慢隆升,下切侵蚀作用较弱。故低位体系域缺失或不发育,而高位体系域则因后期剥蚀较弱而相对发育。须三段和须五段沉积期为龙门山逆冲推覆休眠期.川西类前陆盆地的沉积、沉降中心向前陆隆起方向迁移,盆地两侧沉积的不对称性也逐渐减弱.以发育区域性盖层和生油层为特征。其层序充填样式与活动期相似。但造山带前缘因构造剥蚀相对减弱而使沉积层序.尤其是高位体系域保存相对完整。而前陆隆起区则主要因沉积物供应不足而使层序发育相对不完整.只保留最大洪泛面附近的沉积。

川东北类前陆盆地须家河组盆-山耦合过程的沉积-层序特征

根据层序界面识别和沉积序列综合分析,将川东北地区须家河组划分为2个超长期和5个长期基准面旋回层序。此二个级别的层序结构和演化序列,较为清晰地反映了川东北前陆盆地晚三叠世须家河期盆-山耦合过程,特点为:须二段—须三段"下成盆"期米仓山-大巴山造山带以低幅隆升为主,对应的川东北坳陷沉降幅度小,物源供给与可容纳空间增长率稳定和基本持平,以发育辫状河三角洲-湖泊沉积体系为主,其层序结构以上升与下降相域厚度近于相等的对称型为主,反映地层基准面相对稳定和均衡的盆-山耦合过程;须四段—须六段"上成盆"期米仓山-大巴山开始进入强烈逆冲推覆和构造隆升阶段,川东北前陆盆地坳陷幅度急剧加大,碎屑物供给量骤然和增多至远大于可容纳空间增长率,以发育冲积扇-扇三角洲-辫状河三角洲等粗碎屑岩为主的沉积体系为主,其层序结构以上升相域厚度大于下降相域的不完全对称型,在造山带前缘则以发育仅保留上升半旋回沉积记录的非对称型结构为主,反映地层基准面升、降变化大的非均衡盆-山耦合过程。

四川类前陆盆地须家河组层序—岩相古地理特征

通过对四川盆地的构造格局和盆—山耦合关系分析,确定该盆地属于类前陆盆地,晚三叠世须家河期具备以川中古隆起为中心的,由川西坳陷、川东北坳陷、渝东—川东南坳陷三个盆—山耦合次系统组成的"三坳围一隆"构造—沉积格局。以盆缘地表及盆地内钻井剖面的须家河组和香溪群地层划分、沉积相和层序地层分析、基准面旋回划分及区域等时对比为依据,将须家河组划分为全盆地范围内可追踪对比的2个超长期(SLSC1—SLSC2)和5个长期(LSC1—LSC5)基准面旋回层序。以此为基础,选择各长期旋回层序上升和下降半旋回相域为等时地层单元编制四川盆地层序—岩相古地理图。编图结果表明须家河组各时期岩相古地理面貌、相带展布规律和沉降—沉积中心及其迁移方向,严格受龙门山和米仓山—大巴山两造山带非同步的、但交替发育的逆冲推覆作用与"三坳围一隆"构造—沉积格局控制,盆—山间的耦合关系具有造山带隆升蚀顶与盆地横向生长、沉降、充填的物质循环平衡过程。这一独具特色的构造—沉积格局始终控制着须家河组各超长期、长期旋回层序的沉积充填作用,古地理面貌、生储盖组合特征和围绕川中古隆起为中心的油气成藏规律。