油气运移的地质、地球化学(上)

流体矿产与固体矿产的基本区别之一是.体矿产形成后一般不再运移.石油、天然气在形成后必须经过运移、聚集才能形成油气藏.油气的生成地点与聚集成油气藏地点不一致是正常的.油、气从油(气)源岩向储集岩的运移称初次运移.油气在储集岩体中的运移称二次运移.这两种运移的机理是不同的.初次运移更难研究.油气运移的研究,不仅具有重要的理论意义,而且具有重要的实用价植:对勘探油气来说,油气初次运移量和聚集量显然比总生油(气)量更实用,而油气初次运移率和聚集率取决于油气运移的动力、机理、距离、时间等因素;油气运移的时间的研究很重要,因只有油气的生成期、运移期与圈闭形成期配合得好,才能形成良好的油气藏;油与运移的方向指示了找油的方向.     

济阳坳陷页岩油富集要素与富集模式研究

通过数理统计、典型解剖,结合模拟实验,对济阳坳陷页岩油富集要素进行深入剖析,认为济阳坳陷页岩油富集要素主要包括岩相、可动性、微裂缝和压力,其中富有机质纹层状岩相是页岩油富集的基础,可动性是页岩油有利产出的先决条件,微裂缝是页岩油富集产出的关键,异常高压是页岩油富集产出的重要条件;依据出油井段页岩油富集要素演化及组合规律,结合页岩油富集产出特征,建立了陆相断陷湖盆页岩油有机网络-微裂缝体系富集模式,主要包括生烃增压、应力调整和油气富集3个阶段,认为页岩油在生烃高压驱动下沿着有机网络体系和微裂缝网络体系向高压区中的相对低压区富集,预示着成熟度较高微裂缝发育的优质烃源岩才可能具有产能,页岩油主要富集在有效烃源岩初次运移通道附近,暗示着非常规页岩油气与常规油气富集过程的统一性;该成果为研究区下一步页岩油井位的部署提供了理论依据。     

油气初次运移理论新探

应用渗流力学的基本原理,研究油气初次运移的机制问题。研究认为,油气的初次运移是以连续相、而不是以溶液相和扩散相的形式进行的;油气初次运移的动力是浮力,因而初次运移的方向是向上的;油气初次运移所需的时间与源岩的渗透能力有关,与油气的粘度有关,还与源岩的厚度有关;油气藏的异常高压是一种暂时的压力状态,气藏的异常高压多于油藏,新生油气藏多于古油气藏;油气初次运移的通道就是源岩的粒间孔隙,源岩的非均质性和微裂缝对油气初次运移十分不利,因形成微油气藏而降低油气运移效率;源岩的厚度越大,越有利于油气聚集;“倒灌”现象是不存在的,缺少基本的动力驱动,基岩油气藏的形成是二次运移过程中侧向运移的结果。初次运移与二次运移具有相同的动力机制、运移相态和运移方向,因而两者是完全统一的。     

油气初次运移理论新探

应用渗流力学的基本原理,研究油气初次运移的机制问题。研究认为,油气的初次运移是以连续相、而不是以溶液相和扩散相的形式进行的;油气初次运移的动力是浮力,因而初次运移的方向是向上的;油气初次运移所需的时间与源岩的渗透能力有关,与油气的粘度有关,还与源岩的厚度有关;油气藏的异常高压是一种暂时的压力状态,气藏的异常高压多于油藏,新生油气藏多于古油气藏;油气初次运移的通道就是源岩的粒间孔隙,源岩的非均质性和微裂缝对油气初次运移十分不利,因形成微油气藏而降低油气运移效率;源岩的厚度越大,越有利于油气聚集;“倒灌”现象是不存在的,缺少基本的动力驱动,基岩油气藏的形成是二次运移过程中侧向运移的结果。初次运移与二次运移具有相同的动力机制、运移相态和运移方向,因而两者是完全统一的。     

塔里木盆地和田河气田碳酸盐岩储层的多期次多来源油气聚集特征

高成熟度演化地区的海相碳酸盐岩储层易受到油气演化的影响 ,油气的聚集在储层中都留下了踪迹 ,既有对储层储集性能的改善有利的一面 ,也有对储层形成伤害的一面。对和田河气田的碳酸盐岩储层薄片观察、凝析油气的地球化学分析和储层沥青分析表明 ,主要有 3期油气运移 ,分别为 :晚加里东期—早海西期、晚海西期和喜山期。前两期都是寒武系来源的油气 ,均被生物降解或散失 ,喜山期是天然气的关键聚集时期。第一期以油相运聚的油气被降解 ,形成的沥青对储层造成了伤害 ,第二期以气相运移的油气多散失 ,仅在储层中留下凝析油 ,第三期油相运移的石炭系来源的油受到后期转移上来的寒武系干气的气侵 ,产生沥青质沉淀 ,使得寒武系凝析油被封堵 ,储层产出的凝析油的地球化学特征更接近石炭系源岩。     

塔里木盆地和田河气田碳酸盐储层的多期次多来源油气聚集特征

高成熟度演化地区的海相碳酸盐岩储层是铁以油气演化的影响,油气的聚集在储了踪迹,既有对储层储集性能的改善有利的一面,也有对储层形成伤害的一面,对和田河气田的碳酸盐岩储层薄片观察,凝析油气的地球化学分析和储层沥青分析表明,主要有３期油气运移,分别为：晚加里东期－早海西期、晚海西期和喜山期,前两期都是寒 系来源的油气,均被生物降解或散失,喜山期是天然气的关键聚集时期,第一期以油相运聚的油气被降解,形成的沥青对储层造成了伤害,第二期以气相运移的油气散失,仅在储层中留下凝析油,第三期油相运移的石炭系来源的油受到后期转移上来的寒武系干气的气侵,产生沥青质沉淀,使得寒武系凝析油被封堵,储层产出的凝析油的地球化学特征更接近石炭系源岩。     

金湖凹陷西斜坡油气运移分子地球化学研究①

应用非烃技术、多馏分绝对定量技术,在分析苏北金湖凹陷原油、烃源岩地球化学特征、油源对比的基础上,重点对吡咯类含氮化合物在岩一油、油一油运移中的分馏效应进行了研究,并对骨架相似的另两类杂原子化合物一氧芴(二苯并呋喃)、硫芴(二苯并噻吩)的运移分馏效应作了初步探讨.结果表明,金湖凹陷西斜坡原油中吡咯类化合物具有较好的运移分馏效应,油气主体运移方向为东北至西南,相邻的三河次凹为其主要的油源区;杂原子化合物一氧芴、硫芴系列运移分馏效应不及吡咯类;绝对定量技术可弥补常规生物标志物在油气二次运移过程中异构体间分馏效应难以观察的不足,可作为继非烃技术后的另一评价油气运移过程的重要工具.     

济阳坳陷青东凹陷低熟油生烃机理研究

青东凹陷勘探程度低,油气资源潜力尚未得到充分认识,开展凹陷内低熟油成因机理的研究有利于评价油气资源潜力并指导油气勘探工作。原油的物理及地球化学特征表明低熟油主要分布于凹陷边缘的沙四上亚段储层中。油源对比显示低熟油主要来自凹陷内沙四上亚段低熟烃源岩。研究区沙四段烃源岩具备形成低熟油的地质和地球化学条件：沙四段泥页岩有机质丰度高,有机质类型以腐泥型(I)和腐泥-腐殖型(II1)为主;泥页岩与蒸发岩共生的咸化还原环境因富含高矿化度地层水而有助于有机质早期转化生烃;烃源岩中的可溶有机质经过低温化学反应、细菌活动、生物催化作用等可形成低熟油。该研究对青东凹陷油气勘探工作有重要指导意义,寻找低熟油气藏是研究区未来重要的勘探方向。     

中国天然气地球化学研究新进展及展望

本文系统总结了近十年来中国天然气地球化学最新研究进展,包括天然气生成理论(生物气-低熟气成因、海相有机质和煤系气源岩高演化阶段生气潜力)、大气田成藏过程示踪研究(海相叠合盆地深层、陆相深层砂岩和火成岩大气田)、非烃气体地球化学特征及成因(CO2等H2S)、非常规天然气地球化学特征(致密砂岩气、页岩气和煤层气)、天然气实验新技术和新方法等。这些研究进展丰富了天然气地质学理论,促进了中国大气田的发现。但是随着中国天然气勘探向复杂地质环境区域、深部层系和致密砂岩气等非常规天然气资源发展,地质条件下全过程天然气生排运聚地球化学模型、深部天然气生成和运移及成藏地球化学、致密气等非常规天然气成藏地球化学等是今后天然气地球化学的重要研究方向。     

金湖凹陷西斜坡油气运移分子地球化学研究

应用非烃技术、多馏分绝对定量技术,在分析苏北金湖凹陷原油、烃源岩地球化学特征、油源对比的基础上,重点对吡咯类含氮化合物在岩-油、油-油运移中的分馏效应进行了研究,并对骨架相似的另两类杂原子化合物-氧芴 (二苯并呋喃 )、硫芴 (二苯并噻吩 )的运移分馏效应作了初步探讨。结果表明,金湖凹陷西斜坡原油中吡咯类化合物具有较好的运移分馏效应,油气主体运移方向为东北至西南,相邻的三河次凹为其主要的油源区;杂原子化合物-氧芴、硫芴系列运移分馏效应不及吡咯类;绝对定量技术可弥补常规生物标志物在油气二次运移过程中异构体间分馏效应难以观察的不足,可作为继非烃技术后的另一评价油气运移过程的重要工具。     

基于PetroMod四川盆地长宁地区五峰-龙马溪组优质页岩段吸附模拟研究

通过建立长宁地区五峰-龙马溪组优质页岩段地质模型和页岩吸附模型,利用PetroMod软件模拟计算了页岩吸附能力及其油气吸附过程的演化,系统研究了区域构造-热演化对页岩吸附能力、页岩内部油气组成变化,以及油气吸附过程的影响。模拟结果显示,有机质丰度是影响页岩吸附能力的关键因素,页岩的生烃和有机质丰度的降低通常会伴随着页岩吸附能力的降低,而常规地质条件下的温压变化对页岩吸附能力的影响有限。长宁地区五峰-龙马溪组页岩气成藏经历了4个构造演化阶段,其页岩吸附能力及油气吸附过程同样受控于这4个阶段:分别包括沉积成岩期(晚加里东-早海西期)、早成藏期(晚海西-印支期)、主成藏期(燕山早期)和调整期(燕山-喜马拉雅期)。根据4个构造演化阶段我们进一步将五峰-龙马溪组优质页岩段的油气吸附过程划分为液态烃不饱和吸附(小于7.0万t/km2)、液态烃饱和吸附(7.0～24.5万t/km2)、液态烃-气态烃饱和吸附(24.5～23.5万t/km2)和气态烃饱和吸附(23.5～24.3万t/km2)。其中,气态烃吸附过程主要发生在后3个阶段,具体表现为:早成藏期(干燥系数小于50%,含气量小于0.30 m3/t),页岩开始大量生成以吸附态为主的气态烃,成分以乙烷和C3+为主,甲烷含量低;主成藏期(干燥系数50%～95%,含气量0.30～2.73 m3/t),液态烃大量裂解生成甲烷,导致甲烷吸附气量迅速升高至21万t/km2,而乙烷和C3+的吸附气量经历了先增大后减小的过程并最终稳定在1万t/km2左右;调整期(干燥系数大于等于95%,含气量大于等于2.73m3/t),甲烷吸附气量从21万t/km2缓慢上升到最终的21.56万t/km2,而乙烷和C3+的吸附气量分别稳定在1万t/km2左右。值得注意的是,虽然模拟的甲烷吸附气量与实际相符,但是模拟的甲烷游离气量以及干燥系数却明显小于模拟结果。这是因为在实际地质条件下,甲烷更高的浓度和更强的运移扩散能力使得游离态甲烷能够在有利位置进一步富集,形成高游离气含量、高干燥系数的页岩气藏。     

中国页岩油的形成和分布理论综述

页岩油是指生成并滞留在烃源岩中,以游离或吸附状态赋存在地层微纳米级储集空间中,基本未运移或极短距离运移的低熟—半熟油气.通过总结泥页岩低孔低渗的特点,对页岩油的形成机制、演化条件、保存条件以及分布特征进行了讨论.泥页岩中有机质的丰度、类型以及演化成熟度是泥页岩生油能力的主要影响因素.生油能力较好的Ⅰ或Ⅱ型干酪根是良好的有机质类型,而Ⅲ型干酪根则以生气为主.在适当的埋藏深度下,达到生油门限,即可发生热化学反应产生大量液态烃.弱水动力条件以及相对长时间稳定的构造活动,都能使得有机质及沉积物缓慢沉降并演化.陆上优质泥页岩由于分布范围广、类型多、时代跨度大、陆相湖盆面积小、物源丰富且湖平面变化等原因,有利于页岩油气形成.     

基于地球物理和地球化学数据的页岩油甜点区综合预测:以泌阳凹陷核三段5号页岩层为例

我国页岩油气勘探开发不断取得实质性进展,有望成为未来油气资源的重要接替能源.而提高页岩油储层钻遇率和油气产量的关键是甜点区的预测和评价.以泌阳凹陷核桃园组三段5号富有机质页岩层为研究对象,综合利用多种地球物理方法和地球化学指标,通过岩相、含油性、储集条件和地层压力等关键评价参数分析,探讨了综合信息叠合的页岩油甜点区预测方法.研究表明:（1）脆性矿物含量普遍大于50%,以灰质页岩和粘土质页岩夹粉砂质页岩为主的岩相是页岩油赋存的优势岩相;（2）低自由烃差值和高含油饱和指数均指示高含量游离态页岩油,指示了页岩含油性最好区域;（3）夹层主要发育在深凹区周缘,断裂控制的相互重叠区域或派生断裂控制区微裂缝更为发育;（4）异常高压对页岩油微距离运移和富集的影响较大;（5）基于不同参数门槛值对页岩储层进行综合评价划分,采用综合信息叠合法预测出3类甜点区.本文为多参数综合评价和识别陆相页岩油甜点区提供了有效范例,对指导陆相页岩油勘探具有重要的实践意义.      

石油初次运移动力学模型研究及其应用

烃源岩中生成的油气经过初次运移, 进入到储集层, 其本质应该是一个动力学过程。前人对于油气初次运移动力学有一定的研究, 但是定量研究较少。本文以烃源岩中石油初次运移为研究对象, 建立下生、上储型排烃地质模型, 从微观动力学的角度对即将进入储集层的游离相石油进行力学分析, 认为烃源岩中的石油发生初次运移进入储集层是一个动力和阻力的力学非平衡过程, 运移动力包括烃源岩地层压力和烃源岩层毛细管力, 运移阻力包括储集层地层压力、储集层毛细管力和内摩擦力。当动力大于阻力时, 石油发生初次运移; 当动力与阻力相等时, 对应着石油初次运移的临界状态; 当动力小于阻力时, 石油不能发生初次运移。因此, 可以通过对比石油初次运移动力和阻力的大小定量地预测石油初次运移充注窗口。本文将建立的石油初次运移力学模型应用到安塞油田长6段油藏, 定量地预测了石油初次运移充注窗口, 为进一步的油气勘探提供依据。     

鄂尔多斯盆地古峰庄—王洼子地区长9油层组流体过剩压力与油气运移研究

近几年,在鄂尔多斯盆地上三叠统长9油层组中不断有新的油气发现,因而对长9油层组石油运移的认识对进一步的勘探开发愈发重要。本文通过对古峰庄－王洼子地区延长组长7—长9油层组流体过剩压力的计算,并结合地球化学特征分析,对该地区长9油藏形成时的油气运移的动力特征进行了研究。结果表明,古峰庄—王洼子地区延长组长9油层组石油和长7油层组烃源岩具有相似的地球化学特征,长9原油可能主要来自于其上部长7油层组源岩。长7油层组源岩层具有远远大于长9油层的过剩压力分布,二者之间具有14 MPa以上过剩压力差值,成为长7油气向长9油层组储层运移的主要动力。     

海陆相泥页岩气体生成的半封闭模拟实验

明确不同沉积环境下页岩气生成机理的差异性对于页岩气成因机理及页岩气地球化学特征研究具有重要意义.选择低演化阶段的海相（中元古界洪水庄组）和陆相（三叠统延长组长7段）泥页岩进行了半封闭热模拟实验,对其气体产物进行了组分和碳同位素分析.结果表明,洪水庄组页岩产气量要远远低于同温度条件下长7段泥岩的产气量.同时,长7段泥岩气体产物二次裂解程度比较高.洪水庄组页岩有机质母源以生油性为主,长7段泥岩沉积过程受到陆源混入,有机质母源以相对偏生气性为主.热模拟实验条件下黄铁矿转化成磁黄铁矿的过程也可能促进长7段泥岩烃类气的生成.热模拟实验中所用样品的状态,即柱状样或颗粒样,也可能会对气体的裂解行为产生影响.在这种情况下,南方地区页岩气高的甲烷产率以及碳同位素倒转可能与厚层页岩高的油气滞留率有关.      

渤海海域莱州湾凹陷油气超晚期成藏与油气运移滞后效应

油气运移滞后效应是指油气从烃源岩中生成并排出的时间早,而聚集成藏的时间晚,油气经历了长时间长距离运移,已聚集成藏的油气相态与成熟度低于现今烃源岩成熟演化的现象.这种油气运移滞后效应在东部新生代陆相断陷盆地中普遍存在,在斜坡带表现最为明显.通过利用地球化学分析,平衡剖面技术、盆地模拟、包裹体分析等手段,对渤海海域莱州湾凹...     

乌尔逊凹陷泥页岩演化特征及潜力区预测

乌尔逊凹陷为海拉尔盆地南部重要的含油区,具有较大勘探潜力。笔者通过油源对比确定乌尔逊凹陷主力烃源岩层,分析不同区域源岩发育特征及有机质丰度、类型等地球化学指标,评价乌尔逊凹陷主力烃源岩生油成熟期和成藏阶段,通过流体包裹体均一化温度的测量,来判断油气充注史,预测优先勘探潜力部位。研究发现,乌尔逊凹陷不同区域油源不完全相同,乌尔逊北部油藏源于南屯组泥页岩母质,乌尔逊南部区域除了南屯组泥页岩,还有铜钵庙组暗色泥岩生成的油流混入。乌尔逊凹陷具有两期成藏:第一期为伊敏组后期—青元岗组早期,原油由烃岩层排出、运移注入圈闭成藏;第二期为青元岗组后期构造活动使早期油藏原油重新调整分配注入新的圈闭成藏。综合分析认为乌北洼陷西侧、乌南洼陷东侧构造带为两个重要的勘探潜力带。     

毛细管力的初次运移及成藏作用有效性分析

毛细管压力差通常被认为是油气初次运移及源内成藏的重要动力,但毛细管力驱动油由小孔向大孔迁移的前提是岩石孔隙表面亲水。文章结合东营凹陷沙三中亚段成熟烃源岩内砂体含油概率较低,且原油多非来自成熟源岩围岩情况,对砂岩及页岩的润湿性进行了探讨。东营凹陷部分砂岩存在润湿性反转,与较高的非烃及沥青质含量的原油接触,是砂岩润湿性反转的主要原因;而泥页岩烃源岩在大量生烃演化过程中,其整体润湿性也表现为中间润湿甚至亲油性。润湿性改变导致毛细管压力方向改变,初次运移及源内油藏成藏作用减弱甚至消失,是沙三中亚段成熟源岩内砂体含油概率低的主要原因。据此认为,对于高丰度的生烃早期阶段的泥页岩烃源岩,毛细管力作为初次运移及源内油藏成藏动力的作用可能是有限的。     

下扬子地区“三气一油”钻探发现及成藏地质条件——以皖南港地1井钻探发现为例

下扬子地区经历了多期构造运动,地质条件复杂,对油气保存条件产生了重要影响。页岩油气具有自生自储的特性,与常规油气相比,对保存条件的要求较低,在下扬子地区具备形成页岩油气藏的潜力。通过港地1井钻探,在下扬子地区二叠系大隆组和龙潭组获得了页岩油、页岩气、煤层气和致密砂岩气"三气一油"的发现,与常规油气"上气下油"不同,港地1井油气呈现"上油下气"式非常规油气储集方式。大隆组富有机质页岩厚度约70m,地层倾角10°～20°,现场解吸获取的页岩气样品甲烷含量达80%,有机质丰度为1.9%～2.3%,平均值约2.0%,有机质成熟度(Ro)为1%～1.25%,平均值约1.2%,具备生成页岩油气的良好基础。基于港地1井的钻探发现,认为下扬子地区构造运动影响弱、盆地规模小、保存条件好的"小而整"的坳陷或盆地具备形成页岩油气藏的地质条件。