砂巖油氣地勢特色探討范文

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作者：印峰盤昌林杜紅權單位：中石化勘探南方分公司同濟大學

雖然元壩地區勘探程度不高，但已有鉆井資料證實該區域封閉性好，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性強且低孔、低滲性砂體發育所致，屬于動態平衡圈閉。同時鉆井資料顯示該區油氣藏聚集不受浮力驅動，低孔、低滲性致密砂巖油氣藏存在著異常高壓區，即高于區域靜水壓力，推測該區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，且低滲狀態下非達西流現象明顯。該區油氣水關系復雜，存在著氣水倒置、氣水同層等多類型的多相成藏系統，含氣飽和度差異較大。

元壩地區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、陸相環境以及自流井組的平緩斜坡帶中。而該區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，元壩地區中淺層油氣藏由于低孔、低滲性砂巖發育，導致常規技術難以開采，經人工壓裂的層位或天然裂縫發育較好的層位才能獲得工業氣流，且生產持續時間并不穩定。

元壩致密砂巖油氣藏的成藏機理

元壩地區中淺層發育廣泛分布的暗色泥質及煤系烴源巖，并且在成藏過程中持續生烴，連續充注。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系復雜的多相油氣系統。

暗色烴源巖蒸發式生、排烴

元壩地區發育雷口坡組—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，且整體向上下蒸發式排烴。須家河組內部由于須二段、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域由于抬升剝蝕，形成了白云巖的古風化殼，發育溶蝕孔、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

砂質碎屑流理論是對經典濁流理論的部分否定與新發展，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域。元壩地區中淺層經歷了陸相沉積過程，尤其是須家河組發育著從湖泊相—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域構造特征可知，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須家河組時期以后最大湖泛面的升降，進一步形成該區特有的沉積特征與儲層性質。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平衡并在外界觸發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、砂質碎屑流構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，從而在元壩地區形成優質的暗色泥質及煤系烴源巖層。眾多物理模擬實驗證明砂體的滲透率級差控制著非均質性砂體內的天然氣成藏。而成藏圈閉的實質是物性遮擋，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生的油氣呈層狀蒸發式彌漫運移至上下儲集層中，包括須家河組致密性砂體、雷口坡組白云巖風化殼(圖3a);②由于后期的構造調整，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油氣補給情況而對自流井組、千佛崖組油氣成藏產生一定的影響，形成油－氣－水－干層共生或同層的多相成藏系統(。元壩地區中淺層油氣藏的成因、成藏和分布機制較為復雜，其有別于以往傳統意義的巖性油氣藏。基于以上認識和分析，可將其歸結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。

結論與意義

根據區域地質背景和構造沉積特點，對元壩地區致密砂巖油氣藏的基本特征進行了分析，同時也對該區致密砂巖油氣藏的成藏機理進行了解剖，確定了元壩地區中淺層油氣藏為致密砂巖油氣藏及其多次運移的結果。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聚集且邊界變化的動態圈閉油氣藏。由此，元壩地區致密砂巖油氣藏的發現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。