砂巖油氣地勢特色探討范文
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作者：印峰盤昌林杜紅權(quán)單位：中石化勘探南方分公司同濟大學(xué)
雖然元壩地區(qū)勘探程度不高，但已有鉆井資料證實該區(qū)域封閉性好，已鉆圈閉無明顯界限和直接蓋層，分析其原因主要是非均質(zhì)性強且低孔、低滲性砂體發(fā)育所致，屬于動態(tài)平衡圈閉。同時鉆井資料顯示該區(qū)油氣藏聚集不受浮力驅(qū)動，低孔、低滲性致密砂巖油氣藏存在著異常高壓區(qū)，即高于區(qū)域靜水壓力，推測該區(qū)油氣運移和成藏過程中存在著達西流和非達西流雙重滲流機制，且低滲狀態(tài)下非達西流現(xiàn)象明顯。該區(qū)油氣水關(guān)系復(fù)雜，存在著氣水倒置、氣水同層等多類型的多相成藏系統(tǒng)，含氣飽和度差異較大。
元壩地區(qū)中淺層的油氣組分表明該油氣組分中含有少量的H2S、CO2，屬于煤成氣、熱成因，或兩者混合成因。該區(qū)中淺層油氣藏主要分布在雷口坡組至須家河組的海、陸相環(huán)境以及自流井組的平緩斜坡帶中。而該區(qū)油氣藏的聚集特征具有薄氣層、大面積、多層系、埋藏淺等特點。另外，元壩地區(qū)中淺層油氣藏由于低孔、低滲性砂巖發(fā)育，導(dǎo)致常規(guī)技術(shù)難以開采，經(jīng)人工壓裂的層位或天然裂縫發(fā)育較好的層位才能獲得工業(yè)氣流，且生產(chǎn)持續(xù)時間并不穩(wěn)定。
元壩致密砂巖油氣藏的成藏機理
元壩地區(qū)中淺層發(fā)育廣泛分布的暗色泥質(zhì)及煤系烴源巖，并且在成藏過程中持續(xù)生烴，連續(xù)充注。大面積疊置分布的致密砂體控制著元壩中淺層油氣藏的分布，部分區(qū)域為逆斷層所阻斷，在平緩低孔、低滲的油氣層中形成油氣水關(guān)系復(fù)雜的多相油氣系統(tǒng)。
暗色烴源巖蒸發(fā)式生、排烴
元壩地區(qū)發(fā)育雷口坡組—須家河組海、陸交互相層系，烴源巖廣泛分布，且與上覆儲集層整合接觸。須家河組暗色泥質(zhì)及煤系烴源巖埋深至生烴門限后，層狀烴源巖大范圍生烴，且整體向上下蒸發(fā)式排烴。須家河組內(nèi)部由于須二段、須四段具備良好的儲集性能(圖2)，因此須二段、須四段成為油氣聚集的場所。而雷口坡組四段上部的部分區(qū)域由于抬升剝蝕，形成了白云巖的古風(fēng)化殼，發(fā)育溶蝕孔、洞及裂縫，且須家河組生排烴時期晚于雷口坡組古風(fēng)化殼的形成時期，因此，該時期也具備捕獲油氣的能力。值得一提的是，此時須家河組烴源巖生排烴模式有別于生烴灶中心排烴，為層狀蒸發(fā)式排烴，且上覆、下伏地層可以分別捕獲運移至其中的油氣。
多相共生成因機制
砂質(zhì)碎屑流理論是對經(jīng)典濁流理論的部分否定與新發(fā)展，可以揭示陸相湖盆中心水下坡折帶砂體的分布特征與形成機制，從而擴大了陸相油氣勘探的新領(lǐng)域。元壩地區(qū)中淺層經(jīng)歷了陸相沉積過程，尤其是須家河組發(fā)育著從湖泊相—三角洲相—沼澤相—河流相較完整的陸相沉積序列。綜合分析巖性特征和區(qū)域構(gòu)造特征可知，秦嶺—大別造山帶的隆升、雪峰隆起的演化以及龍門山的形成，盆山耦合式地控制著元壩地區(qū)須家河組時期以后最大湖泛面的升降，進一步形成該區(qū)特有的沉積特征與儲層性質(zhì)。三角洲前緣由于沉積物的快速大量堆積，堆積的沉積物一旦超過動態(tài)平衡并在外界觸發(fā)機制的影響下就會沿著坡折帶向著湖底崩塌、滑動。這些沉積物可疊置在濁流沉積物之上，也可疊置在底流沉積物之上，形成共生關(guān)系，以至于橫向上連片分布且縱向上延伸不遠。底流、濁流、砂質(zhì)碎屑流構(gòu)成的沉積體系隨著以后成巖作用的演化可形成不同類型的巖石，如紋層狀粉細砂巖、遞變層理砂巖、塊狀砂巖和含泥礫砂巖，也就形成了現(xiàn)今的須家河組二段、四段砂巖儲層，但不同的砂巖之間存在著滲透率級差。須一、須三、須五段時期由于最大湖泛面的上升或下降，從而在元壩地區(qū)形成優(yōu)質(zhì)的暗色泥質(zhì)及煤系烴源巖層。眾多物理模擬實驗證明砂體的滲透率級差控制著非均質(zhì)性砂體內(nèi)的天然氣成藏。而成藏圈閉的實質(zhì)是物性遮擋，即致密性砂體中有滲透率相對較大的低致密性砂體。因此成藏圈閉的邊界不是很明顯，而是由滲透率級差決定著成藏圈閉的界線分布。成藏過程可分為3個階段(圖3):①須家河組烴源巖深埋成巖達到生烴門限后生烴增壓，砂泥巖差異壓實形成的源儲壓力差成為生排烴的運聚動力，由于擴散作用生排烴產(chǎn)生的油氣呈層狀蒸發(fā)式彌漫運移至上下儲集層中，包括須家河組致密性砂體、雷口坡組白云巖風(fēng)化殼(圖3a);②由于后期的構(gòu)造調(diào)整，生排烴的同時須家河組致密性砂體中的油氣進入到差異聚集階段，即致密性砂體中的油氣匯聚到物性更好的砂體中，由砂中進入到砂中好砂，由此形成圈閉界線隨時間變化的動態(tài)圈閉(圖3b);③由于中淺層中、小斷層僅錯斷雷口坡組頂部至千佛崖組底部地層，因此中淺層油氣藏進入到后期成藏保存階段，這些中、小斷層構(gòu)成了油氣二次運移的良好通道，并隨著須家河組油氣藏壓力變化和后續(xù)油氣補給情況而對自流井組、千佛崖組油氣成藏產(chǎn)生一定的影響，形成油－氣－水－干層共生或同層的多相成藏系統(tǒng)(。元壩地區(qū)中淺層油氣藏的成因、成藏和分布機制較為復(fù)雜，其有別于以往傳統(tǒng)意義的巖性油氣藏。基于以上認識和分析，可將其歸結(jié)為致密砂巖油氣藏的類型(圖4)，其油氣富集受致密性砂體的滲透率級差嚴格控制，也受斷裂、裂縫等構(gòu)造作用的局部控制，同時也與溶蝕孔、洞等油氣儲集性能有關(guān)。
結(jié)論與意義
根據(jù)區(qū)域地質(zhì)背景和構(gòu)造沉積特點，對元壩地區(qū)致密砂巖油氣藏的基本特征進行了分析，同時也對該區(qū)致密砂巖油氣藏的成藏機理進行了解剖，確定了元壩地區(qū)中淺層油氣藏為致密砂巖油氣藏及其多次運移的結(jié)果。由此可以得出致密砂巖油氣藏的定義，即致密砂巖中有非致密砂巖儲集體，其中由滲透率級差、孔隙連通性等因素決定著油氣連續(xù)聚集且邊界變化的動態(tài)圈閉油氣藏。由此，元壩地區(qū)致密砂巖油氣藏的發(fā)現(xiàn)對于進一步擴大川東北油氣勘探的勝利成果，進一步建立川東北油氣資源的接替陣地有著十分重要的意義。