烃类垂向微运移的地球化学效应及其机理讨论

烃类垂向微运移(盖层及其上部)形成近地表烃类异常是油气化探的理论基础和应用前提.烃类垂向微运移的客观存在表明地表化探异常为"有源之水".油气藏不同部位微运移的差异性揭示了油气化探的有效性.文中依据地表和井中地球化学成果,根据油气井中普遍存在的烃类向上趋轻的结构梯度和各指标正向运移梯度及晕源对比,揭示了烃类垂向微运移的客观存在,强调了微裂缝网络系统的重要性,对微运移机理进行了讨论,较好地解释了地表化探异常的成因机理.      

烃类垂向微渗漏近地表显示与运移通道的关系——以苏北盆地盐城凹陷朱家墩气田为例

烃类垂向微渗漏是油气化探的理论基础,在地表形成的化探异常形态和特征受油气分布、盖层、断裂与裂隙系统、储层流体属性等因素影响。为了研究油气藏中烃类垂向微渗漏近地表异常显示的主要受控因素,在苏北盆地盐城凹陷朱家墩气田上方近地表开展了以游离烃、顶空气法为主的地球化学勘探研究。结果显示,这些活跃的烃类指标异常分布与下伏气藏上方的优势运移通道具有良好的响应关系,表明油气藏中的烃类垂向微渗漏至地表是客观存在的事实。通过对已知气藏封盖条件和运移通道的分析,认为对该气田上方烃类垂向微渗漏的近地表异常显示起主控作用的是断层、盖层中的裂缝发育带和地层中的微裂缝系统。试验结果为今后研究油气藏上置化探异常模式及成因机理提供了较好的证据。      

实验测试技术的现状与展望

<正>近十年来,实验测试技术取得较大进展,有力推动了油气化探技术和学科的进步。微渗漏模拟实验研究取得重要突破烃类垂向微运移并形成地表化探异常是近地表油气化探的基础理论,但是,由于烃类垂向微运移过程极其复杂,诸多因素对其产生影响,理论研究与实际测量结果有较大的差距,尤其是还没有较完善的正反演模型,使相当多的勘探专家排斥油气化     

四川盆地烃类垂向微运移及其地球化学效应

根据钻井垂向剖面中烃类的变化特征,研究其烃类垂向微运移迹象,用以追溯地表异常来源,进而研究近地表异常模式及成因机理。四川盆地油气井中自深至浅,环烷烃百分组成逐渐降低,正构和异构烷烃不断增加;280 nm和210 nm紫外导数值逐渐降低;运移指向明显,表征了烃类垂向微运移客观存在的事实。川西地区近地表样品与下伏储层C₁—C₅色谱图及三维荧光图谱基本相似,说明二者同源,揭示了近地表化探异常为"有源之水",近地表化探异常及其靶区预测是可靠的。      

中国石化无锡石油地质研究所实验地质技术之烃类垂向微渗漏模拟实验技术

正烃类垂向微渗漏是指"地下油气藏中烃类气体以微弱但可检出的量近似垂直地向地表渗漏",它是油气化探技术的理论基础。地下微渗漏烃分散场是动态三维场,而化探一般只取近地表一个二维水平截面,不能由表及里了解连接源与表的深部烃类散失的面貌和脉络,而通过实验模拟技术可以四维(X,Y,Z,t)角度刻画烃类垂向微渗漏的空间分散晕,为油气化探异常解释提供可靠的理论依据。中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所于2005年建立了油气垂向微渗漏     

油气藏烃类垂向微渗漏及近地表化探异常的油气地质意义

结合渤海湾盆地临南断块油气藏、塔里木盆地雅克拉凝析气藏等研究区石油地质资料,从油气藏成藏特征、化探异常空间分布规律入手,探讨烃类垂向微渗漏的方式及受控因素,研究化探异常与油气藏烃类垂向微渗漏的＂成因＂联系,分析和认识化探异常的油气地质意义。夏口断层在临南断块油气藏成藏系统中具备油气侧向运移＂封堵＂特征,而研究区化探异常则揭示了夏口断层（裂隙）具有油气纵向＂渗漏通道＂作用,由此表明夏口断层具备油气侧向运移相对＂封堵＂和油气纵向绝对＂渗漏＂的双重属性特征。雅克拉气藏区化探异常围绕着气藏构造高部位（化探指标低值区）呈环状形式分布于气藏边缘,表明气藏盖层明显控制了气藏烃类垂向微渗漏和化探异常的空间分布特征;重烃指标异常空间分布规律与气藏盖层封闭性的横向变化规律具有较为一致的对应关系,表明气藏盖层封闭性对油气重烃微渗漏的影响较甲烷微渗漏影响更为明显。2个研究区近地表化探异常特征与其对应的油气藏成藏特征、油气垂向微渗漏等存在极为密切的联系。     

油气藏烃类垂向微渗漏的实验模拟

利用自行研制的物理模拟实验装置,对油气聚集成藏以后其中的烃类穿过上覆盖层运移至地表的过程进行了实验室模拟。实验证实,油气藏中的烃类气体由于与外部地层存在压力、浓度的差异而发生渗透和扩散,即微渗漏作用,方向主要是垂向的。垂向微渗漏致使油气藏中的烃类气体可以穿过上覆盖层直至到达地表,现代测试仪器可以在地表检测到来自深部地层的渗漏烃。同时发现,烃类垂向微渗漏具有间歇性、伴有幕式的特点。基于长期观测和实验模拟的结果,提出"气相压驱裂隙渗透"可能是近地表烃类化探异常的主要成因机制。      

基于微渗漏模拟实验的油气化探异常机理

对于油气化探异常形成的机理,早期国内外学者提出不同的油气化探异常模型,由于地质条件和烃类微渗漏的复杂性,难以从三维角度进行刻画和论证,同时又未见实验模拟证据的支持,使异常成因解释模糊,影响了化探技术的发展和在油气勘探中的广泛应用。针对上述问题,研制了系统的物理模拟实验装置,对油气聚集成藏后烃类物质穿过上覆地层微渗漏至地表的过程进行了实验室模拟。实验结果较好地反映了烃类垂向微渗漏的空间效应,在一定程度上揭示了油气化探异常由源及表的形成过程和基本规律。发现了烃类微渗漏具有幕式运移特点,揭示了油气垂向微渗漏过程中"羽状"涌流的存在。实验模拟结果与已知油气藏上方化探异常的观测数据具有较好的吻合性,表明"压力驱动、裂隙渗透"可能是油气化探异常形成的主要原因,不存在千篇一律的化探异常模式。取得的认识丰富了油气地球化学勘探的基础理论,促进了化探技术的持续发展,对油气运移、聚集理论的研究有一定的借鉴意义。     

油气垂向微运移的证据及特点

烃类垂向运移是一个复杂的地质-地球化学过程,严格受边界条件控制,在地质历史上具有一定的阶段性。水文地球化学指标表明:地下水矿化度的梯度变化及离子组合改变等都因油气垂向微运移所致。油气垂向微运移还使得轻烃组分、芳烃荧光强度发生规律性的变化:从储层到盖层,分子量和分子半径小的轻烃相对富集,不同波长段的芳烃荧光强度显著降低。另外,深部油气藏与地表的甲烷碳同位素值基本一致,也说明了油气的确存在垂向微运移。因油气垂向微运移具有阶段性和间歇性等特点,所以在化探指标柱状图上,地化指标常出现多个由高→低或由低→高的旋回。     

K-V指纹技术在苏北盐城凹陷油气化探中的应用

K V指纹技术是近年来在国内逐步受到重视的一种油气化探技术。利用测试得到的C5～C16 的大量烃类信息 ,可以发现深部油气垂向微渗漏在近地表形成的异常 ,判别烃源岩及储层 ,并进行油 (气 )源对比。文中以苏北盆地盐城凹陷某探区为例 ,从井中化探与地表化探两方面对该技术在判别烃源岩和储层 ,以及依据化探异常圈定勘探靶区方面进行了应用研究 ,取得了较好的效果     

塔北地区油气藏上方烃类垂向微运移的证据和特征

通过对塔里木 盆地北部地区地表土壤、多口井不同深度的岩屑、原油及油藏上方天然气进行了轻烃组分、轻烃指纹荧光光谱、甲烷碳同位素、井中岩屑酸解烃和轻烃垂向分布研究,以及对钻井岩屑的磁化率、磁滞回线、磁性组分及蚀变矿物等蚀变矿化特征的研究,证实该区在5000m之下的油气藏中的烃类组分仍可垂向运移到地表;深层烃类通过微垂向运移,可在油气藏上方及其地表形成多种可测量到的物化探异常。     

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烃气的垂向微运移是指油气组分中轻烃成分的运移，它运移距离较远，常对油气藏起破坏作用。对塔里木盆地北部地区近表层和烃源层的轻烃组分和图谱特征、甲烷碳同位素值等的对比分析结果表明，该区超深油气藏中的烃气可以运移至地表，具备开展地表油气化探的前提条件。根据井中垂向游离烃气、吸附烃气的分布变化规律，结合地史演化过程中重大地质事件的发生与发展情况，研究发现：烃气垂向微运移通量的高峰与构造运动具有一定的吻合性，在时间上也表现出旋回性。在塔北地区烃气垂向运移过程中，运移通量总体上具有向上阶梯状分段的递减现象，并具垂向微运移的“梯状”形态特征。     

油田开发中的化探精查技术

化探精查是近年来发展起来的为油气田开发服务的新技术。在掌握区域地球化学变化规律,研究已知油气田浅层地球化学效应特征、认识不同时代地层与所含流体化学性质的基础上,以高密度的规则性测网,应用综合烃类气体法(游离烃、吸附烃、吸留烃、水溶烃、高碳烃)、轻芳烃法及碳同位素法检测组成油气藏的物质成分与油气垂向微运移的形迹。在数据处理上,将多元统计与地质统计法相结合,提取浓度、衬度、结构、组构、类比等多方面的油气信息,运用模拟技术确定异常边界,并探讨了化探异定量评价方法。化探精查可圈定油田范围,提出已知油田扩边、外延的方向,为开发井布孔和钻探决策提供科学依据。     

油气微运移的烃类相态

微运移机制是目前油气化探等非地震直接找油的理论基础,只有研究清楚油气微运移的相态,才可能进一步研究微运移的机制;含油气水相是油气发生微运移最普遍和优先起作用的相态;在特定的地质条件下,不排除油气以其它相态发生渗漏的可能。     

化探在油气勘查中的作用与意义

建立在烃类垂向微运移理论基础上的化探技术是用先进仪器设备检测痕量的油气组分,不同级次的异常均具有重现性好、稳定性高的特点。区域异常可预测盆地的含油气远景,区带异常指出了油气富集的有利区带;局部异常为评价圈闭或圈闭钻探先后排序提供了依据;矿置异常显示了油气田扩边外缘的方向。井中化探能随钻预测油气层,提供试油层位。文中以实践探例论述了化探的上述功能,指出了当今油气化探存在的混淆勘查阶段、急功近利、忽视应用基础研究以及队伍技术力量不足等制约油气化探技术发展的问题。      

油气藏上方地层中不同赋存态微渗漏轻烃特征初步模拟实验研究

油气藏的微渗漏烃类在岩石和土壤中的赋存状态,现阶段都已经建立起相应的分析方法,包括酸解烃、热释烃、顶空气轻烃、游离烃等,但各方法分析的静态数据尚不能准确描述微渗漏烃类在上覆地层和土壤介质中的赋存状态及特征。以往对于微渗漏轻烃赋存机理大多数研究限于理论层面,一直缺乏可靠的模拟实验结果支持,导致化探工作者对上述各类轻烃指标在应用上存在不同认识,以及对指标具有独立性存在质疑,从而影响了方法的合理应用和化探异常的解释。针对上述问题,以烃类微渗漏的简化理论模型为基础,开展烃类通过盖层及上覆地层垂向微渗漏模拟实验,对实验后的模拟柱体进行解剖,根据不同类别样品（气、岩）的分析测试结果,对游离烃、顶空气轻烃、热释烃、酸解烃在地层中的赋存机理进行了初步研究。结果表明,游离烃指标最能反映烃类垂向微渗漏的现今面貌,酸解烃指标短期内不受气体运移的影响,热释烃指标短期内受到气体运移的影响,顶空气轻烃指标受气体运移影响最显著。不同相态的烃类在岩石和土壤中赋存机理不同,受到影响因素不同,能从不同侧面反映油气微渗漏特征。上述实验结果有助于加深对油气化探不同类型轻烃指标的认识,更好地解释地球化学异常的地质意义。