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“连续型”油气藏简介_“连续型”油气藏个人资料_“连续型”油气藏微博

2016-11-28 10:41:28 科学百科 阅读 2 次

简介/“连续型”油气藏 编辑

“连续型”油气藏指在大范围非常规储集体系中油气连续分布的非常规圈闭油气藏,其地质特征是:在盆地中心、斜坡等大面积“连续”分布,且局部富集;以大规模非常规储集层为主;非常规圈闭,储集空间大,圈闭边界模糊;自生自储为主;多为一次运移;主要靠扩散方式聚集,浮力作用受限;非达西渗流为主;流体分异差,饱和度差异较大,油、气、水与干层易共存,无统一油气水界面与压力系统;资源丰度较低,储量主要按井控区块计算;开采工艺特殊,需针对性技术。论述了湖盆中心砂质碎屑流成因及其“连续型“油藏、大型浅水三角洲低) 特低孔渗及致密砂岩油气藏、煤层气以及泥页岩裂缝型油气藏等典型实例。
石油地质学的诞生和发展经历了”油气苗”现象→”背斜”理论→“圈闭”理论的过程。勘探开发领域不断扩大,从以构造油气藏为主进入到已知构造与岩性地层油气藏并重,从常规油气资源延伸到非常规油气资源,从常规单一闭合圈闭油气藏扩展到“连续型”非常规圈闭油气藏。据统计,全球2007 年“连续型”气藏的天然气产量规模达“连续型”油气藏,占天然气总产量的“连续型”油气藏,其中“连续型”致密砂岩气产量约“连续型”油气藏、煤层气产量约“连续型”油气藏、页岩气产量约“连续型”油气藏 。因此,勘探开发“连续型”油气资源,加强”连续型0油气藏的攻关研究,对油气资源的可持续发展具有重要意义。
“连续型”油气藏与“非常规”油气资源概念不同。“非常规”油气资源突出强调一些特殊的划分标准,如最大基质渗透率界限、非常规特殊技术的使用以及开采的困难程度( 极地或超深水地区、油砂),这些标准随着油气工业技术进步而改变,主观性较强,是宽泛和不确定的术语;而“连续性”油气藏概念更能准确反映油气形成机理、聚集条件、分布特征和技术方法,具有科学性和规范性。本文在广泛调研和较深入研究的基础上,较系统阐述了“连续型”油气藏的形成背景、地质特征、成藏机理、勘探潜力与评价方法。

概念与分类/“连续型”油气藏 编辑

研究历史


“连续型”油气藏国外很早就注意到“连续型”气藏的特征( 见表1) ,最早认知的“连续型”气藏属于致密砂岩气藏,1927 年发现于美国的圣胡安盆地,并于20 世纪50 年代初最早投入开发,当时人们称之为隐蔽气藏。1976 年在加拿大西部阿尔伯达盆地发现艾尔姆华士巨型深盆气藏。1986 年,Rose 等在研究Raton 盆地时,首先使用了“盆地中心气( Basin Center Gas) ”这一术语 。20世纪90 年代以后,中国国内还出现过深盆气、深部气等概念。1995 年美国地质调查局( U SGS) 提出了“连续油气聚集”的概念 ,突出强调连续气藏是受水柱影响不强烈的大气藏,气体富集与水对气体的浮力无直接关系,并且不是由下倾方向气水界面圈定的离散的、可数的气田群组成。2003 年,中国的张金川提出“根缘气”概念。美国地质调查局在2006 年提出深盆气( deep-basingas) 、页岩气( shale gas) 、致密砂岩气( tight gas sands) 、煤层气( coa-l bed methane) 、浅层砂岩生物气( shallowmicrobial gas sands) [ 8-11] 和天然气水合物( natural gashydrate,methane clathrate) 等6 种非常规圈闭天然气( unconvent ional gas) ,统称为连续气( continuous gas) 。

内涵


威尔逊1934 年提出并预测存在“闭合式”和“开放式”两大类油气藏,但认为“开放式”油气藏无工业价值。Schmoker 等于2005 年提出连续油气聚集是那些具有巨大储集空间和模糊边界的油气聚集,其存在不依赖于水柱压力。
油气藏可分为常规圈闭油气藏和非常规圈闭油气藏,非常规圈闭油气藏又可分为连续型油气藏与非连续型油气藏。常规圈闭油气藏指单一闭合圈闭油气聚集,圈闭界限清楚,具有统一油气水边界与压力系统。“连续型”非常规油气藏与常规圈闭油气藏本质区别在于圈闭界限是否明确、范围是否稳定、是否具有统一油气水界面与压力系统; 也可以说前者是“无形”或“隐形”圈闭,以大规模储集体形式出现,后者是“有形”或“显形”圈闭,圈闭边界明确。也有学者认为可把整个聚集连片的储集体( 致密砂岩、煤岩、泥页岩、冻土带等) 内的油气视为单个大油气藏。
“连续型”油气藏研究认为“连续型”油气藏基本内涵是:在大范围非常规储集体系中,油气连续分布的非常规圈闭油气藏,与传统意义的单一闭合圈闭油气藏有本质区别( 见表2) ,也可称之为连续型非常规圈闭油气藏或非常规油气藏。“连续型”强调油气分布连续或准连续;“油气藏”指油气聚集场所,也可称连续型油气“场”,主要发育于非常规储集体系之中,缺乏明显圈闭界限,无统一油气水界面和压力系统,含油气饱和度差异大,油气水常多相共存,与常规圈闭油气藏的形成机理、分布特征、技术方法等有显著不同。

油气藏的分类


以往研究非常规油气,是据当时勘探发现所涉及到的领域和类型,指出非常规油气包括致密砂岩油气、油砂、煤层气、页岩油气、气水合物等类型 。“连续型”油气藏已知国内外还没有提出分类方案。根据“连续型”油气藏的圈闭/油气藏本质特征,提出了几种初步分类方案(见表3)。“连续型”油气藏

基本特征/“连续型”油气藏 编辑


“连续型”油气藏的本质特征是发育于非常规储集层体系之中,多数源储一体或近源,圈闭界限模糊不明,范围很大; 无统一油气水界面和压力系统。可以认为是无圈闭、非常规圈闭、非闭合圈闭,或“无形”或“隐形”圈闭,其基本特征如下:

主要类型


包括低——特低孔渗( 致密) 砂岩油气藏、碳酸盐岩孔缝洞型油气藏、火山岩孔缝油气藏、煤层气藏、页岩油气藏、深盆油气藏、浅层微生物气藏、天然气水合物藏等( 见图1) 。根据“连续型”油气藏的内涵和本质特征,“连续型”油气藏的外延与非常规油气资源不完全一致,包括了大部分非常规和少部分常规油气藏,也包括了已知的尚处于认识盲区的新类型、新领域,但不是所有的非常规油气都是连续油气藏,如油砂等就不属此列。“连续型”油气藏强调“无形”或“隐形”圈闭、大范围弥散式分布,包括部分受控于成岩作用、水动力作用或分布于火山岩裂缝和风化壳内幕的油气藏等,有的也具有“连续型”特征。“连续型”油气藏

烃源岩特征


大面积展布的煤系烃源岩或非煤系烃源岩,源储一体或源储紧密接触,源内或近源大面积排烃。良好而丰富的油气源岩是致密砂岩油气藏形成的物质基础。例如鄂尔多斯盆地苏里格地区上古生界、川中须家河组等烃源岩有机质丰度高、类型好、中) 高成熟度,煤系可持续生气,为低孔渗砂岩大气区( 层) 的形成奠定了物质基础。

储集层特征


各类“连续型”油气藏储集体大范围展布,孔隙度一般小于10%,渗透率为“连续型”油气藏,发育微裂缝。中国低孔渗、特低孔渗砂岩气,按照孔渗参数分类,属致密砂岩气。鄂尔多斯盆地石炭-二叠系发育大型浅水三角洲复合砂体( 见图2) ,苏里格地区盒8段平均孔隙度9. 6%,渗透率“连续型”油气藏,山1段平均孔隙度7. 6% ,渗透率“连续型”油气藏。据对四川全盆地须家河组40000 余个分析数据统计,平均孔隙度5. 22%,渗透率“连续型”油气藏。页岩油气藏一般也呈现低孔低渗或特低孔特低渗的物性特征,孔隙度一般4%~ 6%,渗透率小于“连续型”油气藏。处于断裂带或裂缝发育带的页岩储集层渗透率则大大增加,孔隙度偶尔可大于10%,渗透率“连续型”油气藏左右,但总体孔渗性很低。“连续型”油气藏

圈闭特征


不存在明显或固定界限的圈闭和盖层,即“无形”或“隐形”圈闭,是非常规圈闭油气藏。一个大范围连续分布的成藏储集地质体就是一个油气聚集系统,储量计算主要依据井控区块面积。例如,美国Fort Worth 盆地石炭系Barnet t 页岩气藏,含气面积达“连续型”油气藏,2007 年可采储量规模约“连续型”油气藏,年产量“连续型”油气藏。石炭系Barnett页岩既是烃源岩,又是储集层,但这种类型的气藏不具有传统意义上的圈闭,天然气分布表现为“连续型”聚集特点。中国南方广大地区如四川盆地寒武系、志留系等海相层系也发育丰富的页岩气资源,勘探潜力较大,值得重视。

成藏特征


区域水动力影响较小,主要靠扩散作用,成藏浮力作用受限,低渗低速渗流情况下具有非达西渗流特征,油气水分异差,但“甜点”区油气运移主要受浮力控制。成藏动力为烃源岩排烃压力,受生烃增压、欠压实和构造应力等控制,成藏阻力为毛细管压力,两者耦合控制油气边界或范围( 见图3) 。大面积低孔低渗油气藏多表现为油、气、水、干层易共存,呈连续相,分布较复杂,无明显油气水界线,含油气饱和度差异较大。“连续型”油气藏

分布特征


大范围弥散式含油气( 见图4) ,存在图4 鄂尔多斯延长组连续油藏平面分布图“甜点”和富集区带,油气藏下部或下倾部位无水或少水,与源区直接接触,油气水分布复杂,无统一油气水界面和压力系统,储量规模大,存在高产富集区块。例如煤层气在裂缝或割理带,尤其在地层压力降低时,发生脱水、脱气作用,释放出大量天然气,决定着天然气的富集高产。碳酸盐岩连通的缝洞体、致密砂岩中溶蚀相带或裂缝带是油气的富集区。因此,“连续型”油气藏中也存在“甜点”控制下的局部正常油气藏和有利区,是连续油气藏优先开发的重点对象,“先富后贫”,但最终是整体开采。“连续型”油气藏分布在盆地斜坡区或向斜区,突破了传统二级构造带控制油气分布的概念,有效勘探范围可以扩展至全盆地。油气具有大面积分布、中低丰度不均一的特征。例如,致密砂岩中毛细管压力封闭具有达西流和非达西流双重渗流机制,广泛存在非达西渗流现象,类似针筒式或活塞推移式的运移特征,其成藏过程显示出“整体性推进、地毯式运聚”的动力机制。毛细管压力控制下形成的油气藏储集层孔渗低、油气水关系复杂。这类油气藏勘探中,在高部位可能遇水,而低部位可能含油气,需充分认识油气水分布的复杂性。“连续型”油气藏

开采工艺


常规技术难以开采, 需针对性技术,如人工改造增产、大量钻井、多分支井或水平井等, 单井产量总体较低, 但相对持续稳产。天然气开发中, 分散气可持续充注, 提供气源, 开采寿命长, 显示出开采过程中动态“连续性”的特征。需发展针对“连续性”油气藏的核心勘探和开发技术, 如该领域的资源与储量评价方法、叠前地震储集层与流体饱和度预测、井筒改造与增产等特殊的勘探开发工艺技术。中国的低渗透砂岩油气藏普遍具有“三低、一大”分布特征, 即低孔渗、低丰度、低产和大面积分布, 一般需要采用油气层保护、改造增产等特殊的工艺和技术。煤层气、页岩气等也是如此, 例如美国的Barnett页岩气藏, 具有单井产量低(“连续型”油气藏) 、生产周期长( 30~50 a) 的特点, 需要通过水平井、分段压裂等技术才能实现经济有效开发。