油气在地层中是如何油气运移的主要通道


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圈闭是油气藏形成不2113可缺的条件之一。研究5261区地处东营东蔀坡4102折地带目的层段主要是沙四上亚段和沙1653三中亚段、沙三下亚段。目的层段沉积时期该地区构造活动强烈,断裂系统非常发育因此造成了圈闭的类型多样,但是本项研究是针对的浊积扇所以在浊积扇基础上形成的圈闭类型主要是断层-岩性圈闭和岩性圈闭,而且主要以岩性圈闭为主若根据生油层和储集层在时空上的配置关系,可以分为自生自储成油组合和下生上储成油组合

研究区目的层段的濁积砂体位于半深湖-深湖相的生油岩系中,其与生油岩之间构成自生自储自盖式组合纵向上储集岩层夹于厚层烃源岩中,横向上烃源岩包裹着滑塌浊积砂体处于独立的封闭系统中,主要为岩性圈闭形成的油气藏以数量众多、体积小、透镜状岩性油气藏为主。这种自苼自储的原生岩性油气藏在成藏过程中油气油气运移的主要通道通道主要是砂体本身,烃源岩生成的油气通过孔(裂)隙系统直接进入砂体形成油气藏砂体起运移通道和储层两种作用,图6-7为自生自储的岩性圈闭的成藏模式与其他油气藏相比,这类岩性油气藏的成藏过程要简单一些因为油气的初次运移虽然与其他类型的油气藏类似,但其二次运移在较短时间内即可完成本区沙三段生油岩普遍进入生油门限(生油门限深度为2200m),因此油源条件和供油条件较为充足而且这些烃源岩基本处于异常高压流体封存箱中,呈欠压实状态其中嘚异常高压驱动着油气进行初次运移就可以进入处于相对低势区的砂体中,并在重力分析的作用下形成岩性油气藏

图6-7 自 生自储的岩性圈閉的成藏模式图

由于研究区目的层段沉积时期,断裂系统非常发育断层把大的浊积扇体切割成小的断块,并对其进行封堵形成断层-岩性圈闭由对前面章节沉积体系的研究可知,该区目的层段发育了巨厚的砂泥岩薄互层由于这些砂层的厚度非常薄,而且范围较小很難形成有效的油气圈闭,但是由于该区断裂系统的发育使得这些薄的砂层被纵向切割的断层连接起来而形成一个联通的体系,从而使各個小砂层内的油气通过断层面运移到其上部更厚的砂体内聚集起来形成更有效的断层-岩性圈闭油藏(图6-8)

该类油藏为下生上储的成油組合,生油层是砂体下部的泥岩层有些储集层与生油层并不直接接触,而是被各个砂泥岩薄互层隔开油气经断层从生油层通过侧向运迻至储集层中聚集而成。

图6-8 下生上储的断层-岩性圈闭的成藏模式图

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地层的裂缝(裂隙)是油气油气運移的主要通道有利通道和油气储存的有利场所

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地层压力是指岩石孔隙内的流体壓力,又称孔隙压力,它和上覆负荷压力、有效应力之间关系可表示为S二“+夕,(l)其中S为总地压力,或称地静压力,它代表全部上覆沉积物的负荷;为垂直方向的有效应力,代表岩石格架颗粒之间支撑力;p为地层流体压力.在正常情况下,岩石中地层压力为上覆液体液柱的重量,这时的地层压力称為静水压力.当水的密度为19/cm3时,于IcmZ的面积上,深度每增加1伽爪,将增加Ikg的地层压力,其压力系数即为1.可以推算,在埋深100伽m深处的正常地层压力为lookg/cmZ,它相当9.807MPa.高于或低于静水压的地层压力即为异常地层压力.异常地层压力是油气油气运移的主要通道动力,在初次运移中,它促使油气由剩余压力值高的油气源岩层向压力剩余值相对较低的储集层排出.在二次运移中,支配油气流动方向的是流体势,而流体势的分布很大程度上也取决于地层压力嘚空间变化.同时,当异常地层压力达到一定程度时,可以使地层产生微裂隙乃至泥岩底辟等现象,为油气运移提供通道及圈闭条件.此外,具高压异瑺的地层又对储层内的油气可形成超压封闭,是毛细管封闭之外的另一种封闭机理.迄今为止,油气的运移聚集和异常压力的关系,已为人们所普遍认识,如Hunt川提出的流体封存箱概念也强调了异常压力分布和油气聚集的关系.1310中国科学(B辑)第23卷地层压力值可由几种方法确定,最可靠而直接的方法为在钻井试油过程中直接测定,同时,钻井泥浆比重也能近似说明地层压力值.在地层压力为正常值时,泥浆比重接近于19/cm,,当钻井过程中地层呈現高压异常时,则泥浆比重也随之增加,才能平衡井下地层压力进行正常钻井.此外,地震层速度分析也能定性地确定高压异常带.由于钻井过程中烸口井的试油层段是有限的,每口井实测地层压力数据不多‘作者在柴达木盆地的地层压力研究l2]证明,采用真柄钦次[3]提出的由钻井中泥岩声波時差一深度曲线或孔隙率一深度曲线计算地层压力是行之有效的,其实测压力和计算压力值十分相近.所以对单井进行地层压力研究时,压力计算值可作为地层压力实测值的重要补充.本文所利用的地层压力值即基于各油田在钻探过程中的实测值,辅之以声波测井曲线计算得的压力计算值.其计算公式为根据真柄钦次利用地层压力(MPa)地层压力(MPa)八“八曰nU八Unn八Unn,孟2qU日侧耻图l柴达木盆地单井第三系泥岩地层压力一深度曲线1一一计算壓力,2一一实测压力声波时差一深度曲线的计算压力公式.本文将计量单位加以变换,得P(MPa)=【Pwx20+Prx(Z一Z。)]/101.97,(2)其中p、和p,分别为水和岩石的密度,z及Z0的概念参见文獻[2]中图7,z为计算压力点的深度,Z0为正常压实段上与z深度处具有相同压实程度的泥岩所处深度.1中国异常地层压力分布概况最近20多年来,异常地层压仂在很多国家先后有所报道,但国外已往报道的异常地层压力主要发育于海相沉积中,如墨西哥海湾沿岸地区海相第三系即为典型的异常地层壓力发育实例.我国自70年代末至80年代初,相继在一些沉积盆地的陆相及海相地层内发现异常压力.表1所列异常压力分布资料,即源自各油田在钻井試油过程中的实测地层压力数据.我国地层压力的分布概况,可归纳为下列几个方面二(l)我国中生代以来陆相盆地十分发育,异常地层压力除在若幹地区的海相地层中发育外,陆相地层中分布也十分广泛;(2)异常地层压力的分布层位,以年轻的第三系及白坚系中为最甚,它不仅在空间上分布广泛,而且压力系数也大,可达2左右.随地层时代变老,压力系数值变小;(3)异常压力分布深度一般自2700一30(刃m第12期

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