【doc】东营凹陷岩性圈闭含油性定量预测

【doc】东营凹陷岩性圈闭含油性定量预测 东营凹陷岩性圈闭含油性定量预测 2006年1月 油气地质与采收率 PETROLEUMGEOLOGYANDRECOVERYEFFICIENCY第13卷第1期 东营凹陷岩性圈闭含油性定量预测 卓勤功,银燕,向立宏,程英 (1.中国石油大学(华东)地球资源与信息学院,山东东营257061; 2.中国石化胜利油田有限公司地质科学研究院,山东东营257015; 3.中国石化胜利油田有限公司滨南采油厂三矿,山东滨洲257439) 摘要:依据东营凹陷岩性油气藏勘探实践,其成藏主控因素概括为烃源岩,输导体系和成藏动力.以油气成藏动力 为主线,从油气运聚的动力和阻力2个方面入手,将主控因素定量化,成藏动力为油气排出初始压力减去运移路径 的压力衰减,储层静水压力和砂体毛细管压力.回归东营凹陷48个岩性圈闭的成藏动力与油气充满度的关系,建 立了砂体含油性成藏动力定量预测公式.采用先确定烃源岩,输导体系和储层物性,最后计算成藏动力的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ,在 对砂体钻预探井之前定量预测其含油性,从而降低勘探风险,提高勘探成功率. 关键词:岩性圈阅;油气充满度;成藏动力;定量预测;东营凹陷 中图分类号:TEl12.322文献标识码:A文章编号:1009—9603(2006)01—0051—04 经过4O多年的勘探开发,济阳坳陷已累积探明 石油地质储量40.1×10t,资源探明程度达56%以 上,已属于中高勘探程度地区.20世纪9O年代,勘 探重点已由构造油气藏转为隐蔽油气藏,隐蔽油气 藏在新发现油气藏中所占比例逐年增大,尤其是岩 性油气藏,"九五"期间隐蔽油气藏探明储量已占同 期发现总储量的近60%,2000年以来探明储量的 60%,70%属隐蔽油气藏….同时,通过隐蔽油气 藏研究分析,已形成了"断坡控砂,复式输导,相势 控藏"为核心的隐蔽油气藏勘探理论,但其主要是 针对隐蔽圈闭及储层的研究和预测,偏重于静态成 藏要素,局限于隐蔽油气藏的发育分布特征的认识, 在钻预探井之前无法对圈闭含油性进行预测1-6]; 勘探实践也表明,岩性圈闭含油性变化很大,且目前 研究大多处于定性评价阶段J,增加了勘探风险, 也影响了对成藏规律的总结和对隐蔽油气藏潜力的 判断. 本文在东营凹陷压力场研究,洼陷带岩性油藏 地质基础数据统计和成藏主控因素分析的基础上, 以油气成藏动力学理论为指导,综合考虑油气 排,运,聚过程中的动力和阻力,确定了两者与洼陷 带砂体含油性的定量关系,建立了洼陷带砂体含油 性的成藏动力定量预测公式,以期指导同类盆地的 岩性油气藏勘探,提高勘探成功率. 岩性圈闭的含油性 济阳坳陷勘探实践表明,岩性圈闭含油性差异 较大,有的圈闭含油性好,有的圈闭含油性差,甚至 不含油,部署探井存在很大风险. 本文统计了东营凹陷利津,民丰,牛庄和博兴4 个洼陷的48个岩性圈闭.储层为透镜状砂体,圈闭 类型为岩性或构造一岩性.层位以沙三段为主,沙 四段次之,基本上位于压力封存箱内或边缘.砂体 含油性采用油气充满度来表示,即砂体含油面积与 砂体面积之比. ,100%均有分 东营凹陷岩性圈闭充满度从0 布,且一般有断层切割圈闭的充满度高于透镜状砂 体圈闭,前者有25个砂体.油气充满度为l1%一 100%,平均为72%;后者有23个砂体,油气充满度 为0—100%.平均为57%. 2岩性圈闭成藏主控因素定量分析 洼陷带岩性圈闭的含油性差异较大,为了在钻 预探井之前定量预测其含油性,在圈闭含油性统计 的基础上,分析影响岩性圈闭成藏的主要控制因素, 方可更有效地对岩性圈闭进行评价和预测. 10—12;改回日期2005—12—09. 收稿日期2005— 作肯简介:申勤功,男,高级工师,1995年毕业于长春地质学院应用地球化学专业并 获硕士学化,现为中闺石汕大学(华东)石油地质专 业在读博上研究生,从事油气勘扔{及油气成藏研究.联系电话:(0546)8715467,E— mail:zbaba@slof.corn. 基金项F1.1}|闰彳H由化工股份?限公司"济阳坳陷隐蔽油气藏成藏动力学研究 及预测"(~3038)项目的核心内窬之一 ? 52?油气地质与采收率2006年1月 尽管影响岩性圈闭油气充满度的因素很多,如 构造部位,沉积相带,砂体物性,砂体埋深,砂体成 因,烃源岩生排烃,砂体规模,温度一压力条件等.且 这些静态因素之间相互作用,相互交叉.但 是,纵观油气成藏的整个过程,即油气从烃源岩排 出,经输导体系运移,驱替储层水进入圈闭,均离不 开烃源岩,输导体系和成藏动力(包括阻力),因此, 从成因上,成藏主要控制因素可概括为烃源岩,输导 体系和成藏动力. 2.1烃源岩 烃源岩为油气成藏提供了成藏的物质和主要动 力.动力的存在促使油气的排,运,聚成为可能. 2.1.1烃源岩特征 东营凹陷下第三系主要油源层系是沙四段上亚 段和沙三段中,下亚段,岩性主要为油页岩和泥岩. 沙四段上亚段烃源岩以半深湖相油页岩为主, 有机碳含量一般大于1.10%,高者达4.16%一 4.83%,母质类型以I型和?型干酪根为主.其在 平面上分布3个厚度中心.即利律,博兴和牛庄洼 陷.该烃源岩形成于半咸水沉积环境,具有明显的 植烷优势和高,蜡烷含量特征. 沙三段中,下亚段烃源岩主要为深湖相一半深 湖相油页岩和泥岩,有机碳含量超过1.5%,最高达 11.3%,干酪根主要为I型,空间展布与洼陷中心一 致,特别是利津和牛庄洼陷.其形成于微咸一淡水 沉积环境,具有姥鲛烷优势和低一蜡烷含量特征. 2.1.2烃源岩提供成藏物质 烃源岩是成藏的物质基础,但并不是所有的烃 源岩均对成藏有贡献,只有产生了油气并排出油气 的烃源岩才为有效烃源岩,即成藏条件是烃源岩热 演化必须进入排烃门限.根据东营凹陷烃源岩热演 化及沙三段中,下亚段泥岩,页岩残余含油饱和度与 深度的关系(图1,图2),确定烃源岩排烃门限为 3lOOm左右. 图l东营凹陷烃源岩热演化 残余油饱和度.% 020406080 图2东营凹陷沙三段烃源岩残余含油饱和度演化 按烃源岩排烃门限和砂体埋深将岩性圈闭分为 两类,即接触烃源岩的圈闭和不接触烃源岩的圈闭, 前者被烃源岩包围或部分包围,烃源岩生成的油气 可直接进入砂体,有利于成藏,但因其埋藏较深等原 因导致砂体孑L,渗条件较差,故岩性圈闭充满度变化 较大(图3);后者只有通过油气输导体系才有可能 成藏. lO0 80 60 嫠o 20 0l003005O0700900l1O0 生储间距/m 图3生储间距与油气充满度的关系 2.1.3烃源岩提供成藏动力 前人对东营凹陷压力场进行了广泛而深入的探 讨_l川,一致认为压力场在垂向上具有多层结构的 特点,自上而下划分为上部正常压力,中部异常高压 和下部正常压力3个系统.异常高压出现的深度为 2000—2700m,主要发育在沙三段和沙四段上亚 段;平面上主要分布于利津,牛庄,民丰和博兴洼陷. 异常高压的成因主要为地层快速沉积欠压实,烃源 岩生烃作用,水热增容及蒙脱石向伊利石转化等. 无论平面上还是剖面上,异常高压的分布均与沙三 段中,下亚段和沙四段上亚段的烃源岩分布相一致, 最大值对应于沙三段中,下亚段.因此,异常高压为 油气初次运移和二次运移的主要动力,其定量化取 值原则为:烃源岩内岩性圈闭油气运聚的动力为其 围岩地层流体异常压力,烃源岩外岩性圈闭油气运 聚的动力取下部3200m的地层流体压力,相当于烃 源岩流体压力的平均值;利津,牛庄和民丰洼陷该值 取46MPa,博兴洼陷该值为40MPa. OOOO0OO?如??? ?,22334 g,世皤 第13卷第l期卓勤功等:东营凹陷岩性圈闭含油性定量预测-53- 2.2输导体系 输导体系提供了油气从烃源岩向圈闭运移的通 道,缺少输导体系圈闭将无法聚集油气.洼陷带油 气二次运移的输导体系包括3种单因素类型,即砂 体型,断裂型和裂缝型.岩性油藏主要分为烃源岩 内及烃源岩外2种,烃源岩内"自生自储"油藏的输 导体系为砂体本身,即砂体型;烃源岩外油藏则主要 是通过断层或裂缝的输导来实现,输导体系为断裂 型或裂缝型. 输导体系除作为油气运移的路径,还对驱动油 气运移的动力产生影响,即油气在输导体系运移过 程中发生能量损失,运移动力衰减,不同输导体系类 型动力衰减系数不同.烃源岩内砂体输导的油藏因 油气直接由烃源岩进入砂体,能量损失可以忽略不 计,动力衰减系数为零.因此,主要论述断裂型和裂 缝型输导体系对油气运移动力的影响. 2.2.1断裂型输导体系 洼陷带断层发育,切入沙三段,沙四段的油源断 层都是油气垂向运移的通道.因断裂连通性好,且 为高渗透层,因此是油气运移的快速通道.而高渗 透层内压降几乎为零,可忽略不计,基本视为管 流.断裂输导的圈闭一般比透镜状砂体的成藏可能 性大或含油程度高,与压降极小不无关系.而且,随 着生储间距的增大,砂体含油程度变化较小,远离油 源的砂体亦可形成较高油气充满度的油藏(图3). 由于油气顺断层一般由下向上运移,因而油气 必须克服静水柱压力.J.东营凹陷地层水平均密 度为1.092g/cm3,静水柱压力梯度为0.0107MPa/m, 因而油气断裂输导的压力衰减梯度取值为0.0107 MPa/m.如油气从3200m的烃源岩排出,初始动力 取46MPa,由断层向上进入2200m的砂体,油气运 移垂向距离为lO00m,动力衰减到35.3MPa. 2.2.2裂缝型输导体系 洼陷带存在一类含油的透镜状砂体,油源对比 证实其油气与周围烃源岩无关,或仅部分来自围岩. 但目前的技术尚未发现有断层沟通下部烃源岩;对 于这种没有断层沟通储层及烃源岩的砂岩油藏,势 必存在着目前技术手段无法识别的由流体压裂或构 造活动形成的小断层或微裂缝组成的裂缝型输导体 系,称之为隐蔽输导体系. 在泥岩或油页岩岩心标本及荧光薄片中,存在 大量裂缝或微裂缝,但这些裂缝不连续,并多为具油 浸,油斑的方解石脉充填.如牛105井,沙三段中亚 段棕褐色泥岩,灰质泥岩及油页岩中发育裂缝,裂缝 为方解石,显晶石英和隐晶石英3期充填,并伴随3 期油气充填.将裂缝中的油与围岩有机质进行生物 标志化合物指纹对比,证实两者为同源.由此表明, 岩石中宏观或微观裂缝确实发生了油气运移,其可 以作为油气运移成藏的输导体系. 透镜状砂体含油程度与生储间距的关系统计表 明(图3),随着生储间距的增大砂体油气充满度迅 速降低,甚至砂体不含油.原因分析为输导裂缝的 成因和油气运移动力的衰减,这种输导裂缝多远离 断层,发育在生油洼陷的油源层内,主要为异常超压 所致引;裂缝随流体的排出和压力降低而重新闭 合,裂缝通常不连续,要形成有效的输导体系,流体 压力应大于泥岩的破裂压力,否则不能形成裂缝,油 气无法运移. 在油气运移过程中,流体压力将明显衰减,但最 低压力不应低于围岩流体压力,因此,油气运移动力 的衰减系数应小于或等于压力封存箱内围岩的流体 压力衰减系数.东营凹陷流体压力封存箱内由下至 上地层流体压力的衰减系数为0.022MPa/m.因 此,为了定量计算,将裂缝型输导体系油气运移动力 衰减系数定为0.022MPa/m.如油气从3200m的 烃源岩排出,初始动力取46MPa,由断层向上进入 2800m的砂体,油气运移垂向距离为400m,动力衰 减到37.2MPa. 2.3成藏动力与阻力 成藏动力的作用贯穿于油气的整个成藏过程, 但从广义上讲,成藏动力不仅是指油气运移的动力, 还应包含油气运聚的阻力,如储层的流体压力和砂 体的毛细管压力.. 油气充注储层必须驱替砂体孔隙内的流体,因 此,油气要克服储层的流体压力才能进入储层.储 层孔,渗条件好,特别是大的储层或被断层切割的储 层,流体多保持静水压力状态,但不能排除一些砂体 在油气充注前处于异常压力状态.为简化地质因 素,本文假定储层流体压力在油气注入前均为静水 压力. 砂体毛细管压力作为油气运移的阻力,其大小 直接与储层孔隙度等物性有关.物性好的储层油气 进入阻力小,而物性差的储层则阻力大. 3砂体含油性定量预测 3.1成藏动力与砂体含油性的定量关系 综合烃源岩,输导体系和成藏动力3个主要成 ? 54?油气地质与采收率2006年1月 藏因素,以成藏动力为主线,从油气运聚动力和阻力 2个方面人手,建立洼陷带岩性圈闭成藏动力计算 公式,即 P=P.一aAh—P一P(1) 式中:P为成藏动力,MPa;p.为烃源岩流体压 力,MPa;口为压力衰减系数,MPa/m,0?口?O.022, 断裂输导体系取0.0107MPa/m,裂缝输导体系取 0.022MPa/m;Ah为油气运移垂向距离,m;P为储 层静水压力,MPa;p为储层毛细管压力,MPa. 回归洼陷带48个砂体的含油性与其对应成藏 动力的关系,结果表明两者为正相关关系,相关系数 为0.7372,即随着成藏动力的增加,砂岩含油程度 呈增加的趋势(图4),定量计算公式为 ,=7.339lp一33.884(2) 式中:,为砂体充满度,%. 100 80 60 世 蜒 40 20 01020 成藏动力/MPa 图4砂体含油性与成藏动力的关系 3.2砂体含油性定量预测 为了降低勘探风险,除了在钻井前落实储层和 圈闭等静态成藏要素外,还要预测砂体的油气充满 度.综上所述,砂体含油性定量预测主要分为4个 步骤. 第一,确定烃源岩.根据盆地内烃源岩热演化, 确定有效烃源岩门限深度.由测井或地震资料,可 取得烃源层的流体压力数据. 第二,确定输导体系.由地震资料确定生储间 距和油气输导体系类型,从而确定油气运移动力衰 减. 第三,确定砂体物性.根据地震资料及邻区砂 体类比,确定砂体的深度,孔隙度,渗透率等物性数 据,由此得到砂体的静水压力和毛细管压力值. 第四,计算油气充满度.由上述数据根据式 (1)计算砂体成藏动力;再由式(2)计算砂体的油气 充满度. 由此在钻探砂体之前,对砂体的含油性可进行 定量预测,以准确地把握砂体含油性,从而指导勘 探,降低勘探风险. 4结束语 油气成藏是一个复杂的过程,为了定量分析油 气成藏主控因素在成藏过程中的作用,本文作了3 个基本假设,烃源岩外砂体的油气运移初始动力假 定为洼陷内烃源岩平均流体压力;裂缝型输导体系 对油气运移动力的衰减系数假定为洼陷内地层流体 压力递减的最大值;砂体物性对油气运聚的阻力假 定为孔隙毛细管压力.验正或校正该假设正是提高 砂体含油程度预测精度之所在. 参考文献: [1]李丕龙,金之钧,张善文,等.济阳坳陷油气勘探现状及主要研 究进展[J].石油勘探与开发,2003.30(3):1—4. 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(下转第58页) ? 58?油气地质与采收率2006年1月 4结论 准噶尔盆地南缘主要划分为下部,中部和上部 3类油气成藏组合,各个油气成藏组合具有不同烃 源岩,储层和盖层,亦表现为不同的运移特征,供烃 量,压力条件和保存条件,形成不同类型的油气藏. 构造演化特征和生,储,盖的发育控制了油气成 藏组合的分布.由于构造运动的影响,使准噶尔盆 地南缘的沉积中心自东向西发生迁移,南,北出现构 造分带,导致由东向西,由南向北地层,沉积产生差 异,生,储,盖的发育也出现差异,从而控制了油气成 藏组合的分布. 参考文献: [1]康竹林.准噶尔盆地南缘油气勘探前景[J].勘探家,1997,2 (上接第54页) (4):3l一34. [2]李耀华.准噶尔盆地南缘储层特征及评价[J】.天然气勘探与开 发.2000.23(2):l一6. [3]李学义,邵雨,李天明.准噶尔盆地南缘三个油气成藏组合研究 [J].石油勘探与开发,2003,30(6):32—34. [4]康玉柱.准噶尔盆地天山山前油气前景展望[J].新疆地质. 2o03.2l(2):163—166. [5]阿布力米提,吴晓智,李臣,等.准南前陆冲断带中段油气分布 规律及成藏横式[J].新疆石油地质,2004,25(5):489—491. [6]况军,贾希玉.喜马拉雅运动与准噶尔盆地南缘油气成藏[J]. 新疆石油地质,2005,26(2):129—133. [7]李忠权,张寿庭,王洪辉.等.准噶尔盆地南缘构造成因机理及 其与油气聚集关系探讨[J].成都理工学院.1997.24(2): l5一l9. [8]衣怀峰,吴孔友,曲江秀.准噶尔盆地莫索湾地区构造特征及其 演化[J].油气地质与采收率.2005,12(4):l一3. …??…'?…'?…'?.…?.…?.…?_-_.?_…?-__.?_--.??…?_-_.?___. ??…??…?…?….?….?….?….? [16]陈冬霞,庞雄奇,翁庆萍,等.岩性油藏三元成因模式及初步应 用[J].石油与天然气地质,2003,24(3):228—232. [17]姜振学,陈冬霞,邱桂强,等.应用层次分析法研究透镜状砂体 成藏主控因素[J].石油勘探与开发,2003,30(3):44-47. 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