油气成藏条件下低渗透砂岩石油运移的渗流特征实验研究

在室内低速渗流实验的基础上,采用恒压测试法,对成藏条件下石油在低渗透砂岩中的运移渗流规律及影响因素进行了研究。结果表明:(1)石油在低渗透砂岩中低速渗流时存在着启动压力梯度,非达西渗流特征明显。(2)低渗透砂岩中石油非达西渗流曲线主要有两种基本类型,视流度≤1时,非达西渗流曲线表现为上凹型曲线;视流度>1时,表现为变性达西流曲线。(3)低渗透砂岩的物性、石油性质以及它们的相互作用对渗流曲线的位置、非线性段的曲率和变化范围以及直线段在压力梯度轴的截距具有重要影响。(4)随着低渗透砂岩渗透率的降低和石油粘度的增加或视流度的减小,石油在低渗透砂岩储层的非达西渗流特征更加明显。

基于排出-聚集-成藏的石油资源潜力评价方法:以南堡Ⅳ油气成藏体系为例

不同的油气资源评价方法具有不同的特点,将不同的评价方法相结合对于提高评价结果的准确度具有重要意义。基于油气排出-聚集-成藏的地质历史过程,同时结合油气勘探的数学规律来建立油气资源的定量预测模型,以此进行石油资源潜力评价。具体研究可分为4个步骤:①对研究区进行油气成藏体系的划分并定量研究其排烃强度,确定排烃量;②确定该油气成藏体系的石油聚集系数,进而确定该成藏体系的石油资源量;③利用石油资源量与最大油藏规模的统计关系,确定研究区的最大油藏规模;④拟合研究区K值,确定油藏个数及油藏规模。对南堡Ⅳ油气成藏体系的应用研究结果表明:南堡Ⅳ油气成藏体系的累积排烃量达到12.50×108 t,石油聚集系数为27.64%,其石油资源量总计3.45×108 t,K值拟合结果为1.02,最大油藏规模达到0.568×108 t,预测油藏个数总计337个。评价结果表明南堡Ⅳ油气成藏体系具有较好的石油资源前景。

中国含油气盆地地温-地压系统

地温-地压系统作为盆地流体动力场的耦合,直接控制着油气的运移和聚集。在中国不同类型含油气盆地中,地温-地压系统特征存在很大差异,依据含油气盆地深部和浅部温压系统的斜率关系,划分出3大类地温-地压系统模式:高压型复式温压系统模式(浅部地层压力为静水压力、深度地层压力表现为高压异常)、低压型复式温压系统模式(浅部地层压力为静水压力、深度地层压力表现为低压异常)和单一型温压系统模式(浅部与深部地层压力均为静水压力)。高压型复式温压系统内,浅层系统的斜率分布范围较窄,地区差异小;深层系统的斜率分布范围很宽,地区差异较大。低压型复式温压系统内,浅层系统的斜率分布范围较宽,地区差异很大;深层系统的斜率分布范围较窄,地区差异相对较小。单一型温压系统深、浅层系统的斜率一致且分布比较集中,地区差异不明显。地温-地压系统特征分析表明,高压型复式温压系统内深浅部地层连通性很差,在垂向断裂附近,深层流体向上运移动力很强;低压型复式温压系统内深浅部地层连通性较差,在垂向断裂附近,浅层流体具有向下运移的趋势;单一型温压系统内深浅部地层连通性很好,流体垂向运移动力不足。在中国3大类含油气盆地中,伸展型盆地主要发育高压型复式温压系统,低压型复式温压系统次之;挤压型盆地以高压型复式温压系统为主,也有低压型复式温压系统发育;克拉通盆地发育低压型复式温压系统或高压型复式温压系统。

低孔渗砂岩石油充注临界条件实验——以西峰油田为例

低孔渗砂岩体油藏在中国油气资源勘探中具有十分重要的地位,但不是所有砂岩体都能成藏,只有达到成藏临界条件的砂岩体才能成藏。现今低孔渗砂岩体物性及流体动力条件不能反映成藏期物性和动力条件,因此,研究成藏临界条件具有非常重要的意义。砂岩样品双轴承压充注实验模拟地层条件下石油充注临界条件,证实了石油充注受临界物性和临界注入压差双重控制。首先,通过测定不同物性样品在不同围压和轴压下的临界注入压差,确定出研究区延长组8段(简称长8段)储层临界孔隙度约为10%,低于该临界值则无论流体压差多高均难以使石油注入砂岩样品。其次,编制多样品临界注入压差随埋深变化曲线,发现物性与临界注入压差具有相互耦合关系。最后,建立了石油充注物性-临界注入压差成藏解释图版,成藏期孔隙度大于10%为有效储层,否则为无效储层。并以研究区典型井为例,较好地解释了长8段砂岩体的成藏过程,该解释图版可作为钻前成藏预测的新方法。

含油气盆地致密砂岩类油气藏成因机制与资源潜力

通过对典型致密砂岩油气藏的解剖,并结合成藏过程中油气排运时期和储层致密演化时期匹配关系分析,确定含油气盆地深部发育致密常规油气藏、致密深盆油气藏、致密复合油气藏3种不同类型的致密砂岩类油气藏;在此基础上采用理论计算对中国致密砂岩油气资源进行评价。结果表明:沉积盆地内部实际存在的油气资源量比以往认识和评价的结果大很多,目前中浅部见到的和已发现的常规油气资源不到盆地内富集资源总量的25%,大于75%的油气资源富集在孔隙度小于12%、渗透率小于1×10-3μm2的致密砂岩储层内;在致密油气资源中,致密常规油气资源大致超过油气总资源的25%,致密深盆油气资源超过50%;致密油气资源是含油气盆地挖潜勘探和可持续发展的最主要方向。

英买力地区中生界—新生界油气藏石油包裹体特征及成藏期次

明确油气的成藏期次及成藏演化历史是当前英买力地区中生界—新生界油气藏勘探亟待解决的关键问题。利用石油包裹体岩相学、微束荧光光谱和显微测温技术,对英买力地区中生界—新生界石油包裹体特征和油气成藏期次开展了详细研究。结果表明：样品中主要观察到发蓝色、蓝白色、亮黄色、弱黄色荧光的石油包裹体;荧光光谱的主峰波长主要集中在470-490nm和510-540nm,分别指示近蓝白色和近黄色2种荧光的石油包裹体组合。其中,近黄色石油包裹体的红绿商Q在0.48-0.65,色度指数CIE-X和CIE-Y值在0.345-0.360和0.358-0.375,对应盐水包裹体的均一温度主峰值在80-90℃;近蓝白色石油包裹体的红绿商Q在0.20-0.51,色度指数CIE-X和CIE-Y值在0.302-0.333和0.325-0.352,对应盐水包裹体的均一温度主峰值在120-130℃。结合埋藏史、热演化史模拟结果,明确了英买力地区中生界—新生界油气藏具有2期成藏过程：第1期在8-5 Ma,以形成常规油藏为主,成熟度相对较低,石油包裹体发近黄色荧光;第2期在3 Ma以来,以形成凝析油气藏为主,成熟度较高,石油包裹体发近蓝白色荧光。

深水断陷盆地层序地层分析与岩性-地层油气藏预测——以中国南海C盆地深水区古近系T组为例

依据Vail经典层序地层学理论,充分结合多井浅水区和无井深水区地质、地球物理资料,提出浅水区钻井资料与深水区地震资料井-震结合验证对比的思路,对中国南海C盆地深水区古近系T组进行层序地层精细划分。结果表明,该思路可成功解决深水区地层-地震资料品质差、无井资料、断层复杂、高温高压造成地层破碎层序界面不明显、追踪对比困难等难题,建立研究区目的层三维等时层序地层格架。研究中将T组划分为4个三级层序,并在等时层序地层格架内识别出辫状河三角洲、扇三角洲、下切谷、盆底扇、浊积扇、滩坝及滨岸砂7种沉积砂体类型。这些特征砂体与广泛分布的海侵体系域泥岩在空间上形成单断式、多断式和斜坡式3种成藏模式,形成了众多的岩性-地层油气藏。

海相碳酸盐岩层系油气资源类比评价方法与参数体系——以塔里木盆地奥陶系为例

海相碳酸盐岩层系油气资源丰富。由于油气成藏与分布的特殊性,碎屑岩层系中建立的油气资源类比评价方法与参数体系不适用于碳酸盐岩层系。围绕有效储层这一控制碳酸盐岩层系油气资源分布主要因素,以塔里木盆地塔中、塔北隆起奥陶系为解剖对象,建立了有效储层体积丰度法和有效储层面积丰度法2种适应海相碳酸盐岩层系油气资源评价类比方法;开展了资源评价的参数统计,建立评价关键参数分布模型。通过对64项地质要素的解剖,确定了21项适用于海相碳酸盐岩层系油气资源评价的类比参数,并以此建立了塔里木盆地海相碳酸盐岩层系3种典型有效储层的类比参数体系及参数取值标准,为碳酸盐岩层系油气资源的类比评价奠定了基础。

鄂尔多斯盆地陇东地区延长组含油气流体活动期次与石油充注史

利用显微荧光与包裹体显微测温技术,并结合烃源岩生排烃史分析,探讨了鄂尔多斯盆地陇东地区延长组含油气流体活动期次及石油充注历史。结果表明:陇东地区延长组烃源岩开始排烃的时期为早白垩世早期(约133 Ma),主要存在两期含油气流体活动,第一期含油气流体活动发生在早白垩世主力源岩排烃期间(133～100 Ma),第二期含油气流体活动发生在晚白垩世构造抬升期间(100～70 Ma)。早白垩世期间石油的充注表现为充注强弱程度不同的连续过程,晚白垩世以来生烃停止导致石油的充注与运移逐渐减弱并在晚白垩世末期基本停止。

东营凹陷岩性油气藏混源相对贡献及石油地质意义

采用地球化学方法,对渤海湾盆地东营凹陷沙三中（Es3^M）岩性型隐蔽油气藏进行了混源相对贡献定量研究。结果表明,牛庄洼陷Es3M油气藏中沙四段成因原油的贡献约为28%～85%（均值58.5%～67.7%）;中央隆起带Es3^M油气藏沙四段成因原油的贡献约为9%～81%（均值32.4%～53.6%）。观察到牛庄洼陷靠近深切断层的原油中沙四段成因原油的贡献量高于远离断层的原油。东营凹陷沙三段砂岩透镜体岩性油气藏中高丰度沙四段＂异地源＂原油的混源定量结果表明,透镜体岩性油气藏不完全受围岩油源条件控制,隐蔽输导体系与常规运移通道可能联合控制油气运移;透镜体油气藏＂自生自储＂成藏模式的传统观点有待修正,暗示东营凹陷等断陷盆地生油中心广泛分布的岩性油气藏潜伏着巨大的深部油气勘探潜能。定量结果还表明,牛庄洼陷具备为南斜坡提供足够的沙四段成因成熟油气的条件。东营凹陷沙四段源岩的油气潜能可能需要重新评价。

论中-新元古界的原生油气资源

在全球范围内,西伯利亚、非洲、东欧、印度、阿拉伯、澳大利亚等克拉通,均有中-新元古界至下寒武统原生油气与油气藏的报道,特别是东西伯利亚与阿曼两地,现探明的油气储量业已达到十亿吨级至亿吨级油当量的规模,证明中-新元古界的原生油气仍是一个值得关注的能源资源领域。中国中-新元古界,乃至下古生界,热演化程度普遍处于过成熟状态,不利于液态石油的保存,目前尚未发现其原生油田,但是,在一些地区已发现大量中-新元古界油苗,或大规模的沥青脉,剖析其中-新元古界的含油性,有利于指导中-新元古界原生油气资源的勘探。以扬子克拉通川西北龙门山前山带,以及华北克拉通燕山北部坳陷带为例,由于上覆沉积盖层累计厚度较薄,中-新元古界无深埋经历,或者岩石圈异常增厚,形成"冷圈、冷盆"的地质条件,中-新元古界原生烃类始终处于石油"液态窗"内,仍有利于中-新元古界原生油气资源的保存。

油气资源可采系数研究

中国以往的油气资源评价侧重于对地质资源量的评价,如何由地质资源量得到可采资源量一直是油气资源评价中的难题。为此,在新一轮(2003—2007年)全国油气资源评价中,对油气资源可采系数开展了专项研究。首先,将国内石油评价单元划分为中生代坳陷高渗单元、古近纪与新近纪断陷盆地复杂断块高渗单元等24种类型,将天然气评价单元划分为克拉通盆地古隆起单元、前陆盆地冲断带单元等16种类型。然后,在对油气藏地质特征解剖和开发特征描述基础上,主要采用统计分析方法和类比分析方法,分析了评价单元地质、开发特征与可采系数之间的关系,进而建立起各评价单元油气资源可采系数的取值标准,为可采资源量的计算提供了依据和标准。

鄂尔多斯盆地镇泾地区延长组低孔低渗砂岩物性与石油临界注入压力关系实验研究

岩性油藏的形成受到石油流体动力及储层物性等因素的控制。岩性油藏理论分析和勘探实践表明,成藏期当砂岩体孔隙度和渗透率过低或石油充注动力不足时,石油往往无法充注其中。本文采用砂岩样品石油充注临界条件实验测量了不同围压条件下石油进入砂岩样品的最小注入压差,定量研究了已知不同物性砂岩样品的临界石油注入压差与埋深的关系,并建立了镇泾地区延长组低孔低渗砂岩体成藏解释图版。石油充注临界条件实验表明:镇泾地区延长组低孔低渗砂岩体石油充注临界孔隙度约为10.5%,小于该临界值时,石油难以注入砂岩样品;该地区低孔低渗砂岩体临界注入压差受储层埋深和物性的双重控制:相同物性不同埋深的砂岩样品临界注入压差随深度增加而迅速增大,表明随深度增加石油需要更大的充注动力才能成藏;而相同深度时不同物性的砂岩样品临界注入压差随物性条件变好迅速降低,即同一深度不同物性时较好物性的砂体更容易发生石油充注。应用成藏图版解释研究区长8低孔低渗砂岩体成藏条件,发现成藏期石油充注压差大于临界压差者为高产油井,充注压差等于或者小于临界压差多为低产油井或者水井,解释结果与油田实际试油结果有一定吻合。

纵向非均质砂层内石油运移和聚集的模拟实验

通过不同充注方式层内非均质砂层油运移和聚集的二维模拟实验表明:正韵律砂层中,不同非均质程度,即不同渗透率级差的砂层,在不同的充注方式和能量条件下,油气运移路径和通道与含油层位具有差异。当渗透率级差较小时,中部渗透率中等的砂层比下部渗透率大的砂层和上部渗透率小的砂层更容易成为油气运移路径和通道,成为含油层;当渗透率级差较大时,下部渗透率大的砂层比中部渗透率中等的砂层和上部渗透率小的砂层更容易成为油气运移路径和通道,为含油层。反韵律砂层中,渗透率级差较小时,上部渗透率大的砂层和中部渗透率中等的砂层比下部渗透率小的砂层更容易成为油气运移路径和通道,为含油层。在稳态充注条件下,侧向充注和断层充注含油层位基本相同,含油饱和度在垂向上表现为"韵律"特征;断层幕式充注下,含油面积更大,中等渗透率和大渗透率砂层均为含油层,且在大渗透率砂层中运移效率较高。

基于实验室条件下的核磁共振测井束缚水饱和度计算方法研究

选取四川盆地须家河组54块砂岩岩样进行了核磁共振实验测量。通过T2谱面积比值法、称重法、SBVI法、统一T2截止值法和综合物性参数统计模型法确定了束缚水饱和度,对比分析了这五种方法,认为称重法和T2谱面积比值法可以作为建立束缚水饱和度模型的基础数据;统一T2截止值法和综合物性参数统计模型法效果优于SBVI法,可以用这两种方法来确定须家河储层的束缚水饱和度模型。根据压汞毛管压力测量结果,考察了核磁实验所得到的束缚水饱和度的应用条件。研究认为,对于渗透率大于1×10-4μm2的样品,0.6897 MPa的驱替压力可以将全部可动水驱替干净,核磁实验测得的束缚水饱和度即为严格意义上的束缚水饱和度。对于渗透率小于1×10-4μm2的岩样,0.6897 MPa的驱替压力不能将可动水全部驱出,核磁实验测得的束缚水饱和度只是一定驱替条件下的含水饱和度。

准噶尔盆地陆东地区石炭系火成岩内幕油气资源潜力

近年来在准噶尔盆地陆东地区石炭系火成岩储集层中发现了大量的油气,显示了巨大的勘探潜力。然而已探明或已获得的工业性油气流主要分布在石炭系顶部的风化壳储集层中,而在火成岩内幕储集层中虽见到大量油气显示,但未获得工业性油气流,因此,分析该地区火成岩内幕油气的勘探潜力,对下一步的油气勘探具有重要的指导意义。通过对石炭系火成岩内幕和风化壳储集层特征及油气勘探潜力的对比研究表明,石炭系火成岩孔隙度随着距离石炭系顶部不整合面距离的增加出现两个波峰,分别对应两个次生溶蚀带,第一个波峰对应的为火成岩风化壳储集层,第二个波峰对应的为火成岩内幕储集层;内幕天然气资源量为1 750×108m3;斜坡带为陆东地区石炭系火成岩内幕气藏发育的有利区域。

中国西部叠合盆地深部油气勘探面临的重大挑战及其研究方法与意义

在综合调研和收集了世界深部油气藏大量资料及对中国西部叠合盆地油气地质特征深入研究的基础上,总结提出中国西部叠合盆地深部油气勘探面临着三方面的重大挑战:①油气组成复杂,多期混合、来源不清,致使深部油气勘探方向难以确定;②富集油气的有效储层裂缝和溶蚀孔洞混杂,成因机制不清,导致勘探区带预测困难;③油气相态变异大,油气分布特征受深部高温压环境、低孔渗介质条件和多种运聚动力的影响,使得现有的成藏理论难以有效指导勘探目标的预测。因此认为,加速中国西部叠合盆地深部油气勘探必须解决三个关键科学问题:①多期构造过程叠加与深部油气生成演化;②深部有效储层形成机制与发育模式;③深部油气复合成藏机制与油气富集规律。为此,建议采用油气成藏过程正演模拟和油气成藏过程反演剖析相结合的研究方法和"深部成藏条件—深部成藏机制—深部成藏规律"的技术主线,重点选择深部资源潜力最大的塔里木盆地和准噶尔盆地开展研究,期待形成和发展中国叠合盆地深部油气复合成藏理论,研发深部油气分布预测配套技术,促进中国西部深部油气勘探和储量的快速增长。

中国煤层气地质与资源评价

我国地壳运动具有多期叠加性,构造活动具有多样性,成煤和煤化作用地质条件复杂,煤层气富集成藏条件具有诸多特殊性。本文通过系统总结我国煤层气地质背景和成藏富集规律,建立了一套以体积法和区带综合评价方法为主的评价方法体系和相应的参数体系,评价获得全国42个主要含气盆地埋深2000m以浅煤层气地质资源量36.81×1012m3,埋深1500m以浅煤层气可采资源量10.87×1012m3,集中分布在地质资源量大于10000×108m3的鄂尔多斯、沁水等9个盆地。优选出沁水和鄂尔多斯盆地东缘2个最有利区带,鄂尔多斯盆地南缘、宁武、安阳-鹤壁、松藻4个有利区带,准南、伊犁等11个较有利区带。

万安盆地油气地质特征及其资源潜力新认识

利用最新掌握的地震及分析化验资料,系统分析了万安盆地地质条件、油气分布特征及富集规律,获得了对其油气地质特征和资源潜力的新认识。万安盆地总体上经历了断拗期和拗陷期2大构造演化阶段,发育近岸湖沼、扇三角洲、滨海三角洲、滨海—浅海、半深海相沉积,物源自西向东;主力烃源岩为渐新统、下中新统的泥岩、页岩、煤及含煤泥岩,分布于中部坳陷和北部坳陷;储层主要有三类,分别为渐新统到上新统砂岩、中—上中新统碳酸盐岩、前古近系基岩;盖层为上新统—第四系和上渐新统—下中新统2套区域性地层;发育西部油气带、中部油气带和南部气带3大有利油气聚集区。万安盆地油气资源潜力巨大,盆地地质资源量分别为石油29.38×10~8t,天然气34 897×10~8m^3。

次生水体对火驱开发效果影响的实验

针对注蒸汽开发产生的次生水体对火驱开采效果影响尚不明确的问题,利用燃烧管实验装置,将不同含水量的油砂填充到燃烧管的中间部分,以模拟储层中的次生水体,研究次生水体对火线的传播特征和火驱开发效果的影响。结果表明:次生水体有利于提高火线的推进速度,但会降低火线的燃烧稳定性。当次生水体的含水饱和度高于75.4%时,火线穿过次生水体后难以稳定地推进至生产井,导致开发效果较差;含水饱和度低于50.0%且有一定含油量的次生水体对火驱的开发效果影响不大,火线可以穿过次生水体并稳定推进。研究结果对认识储层中次生水体对火线的稳定推进、火驱开发效果的影响具有重要意义,可为注蒸汽开发油藏火驱技术提供理论参考。