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罗晓容做客中石大畅谈油气地质学进展

2018年05月02日 09:19:52 来源: 中国石油大学报 作者: 字号:TT

杨安 摄影

4月24日,石油地质学家,中国科学院地质与地球物理研究所研究员,博士生导师罗晓容做客第23期“黄岛讲坛”,为师生作题为“从致密砂岩油气说开去——油气地质学研究进展与未来”的报告。

讲座中,罗晓容以致密砂岩油气为例来分析非常规油气,认为致密砂岩油气聚集是盆地中油气运聚成藏过程中的一个重要阶段,非常规油气成藏理应是石油地质学理论研究的重要部分,将常规-非常规统一考虑的油气成藏动力学研究获得了油气地质认识的进步,启示着石油地质学今后发展方向。

非常规与常规油气成藏理论亟待突破

罗晓容指出油气是国家发展的重要战略资源,目前我国的油气资源面临着:油气发现有限,生产困难、成本高等问题,为满足国家发展需求,急需新的油气资源发现来改变这一局面。美国在非常规油气勘探开发上的突破,改变了其油气资源结构,极大地影响了世界油气资源格局。

国家油气勘探从简单向复杂,从浅层向深层,从常规向非常规,从陆地到海洋,油气勘探难度日益加大,致密性储层已成为油气勘探的主要目标,传统的石油地质理论难以有效地指导勘探实际。石油地质理论的核心是油气成藏,定量的成藏动力学研究为石油地质理论发展提供了新的思路和方法,先前的工作也表明这样的思想和方法也适合密砂岩油气富集的机理和过程研究。

致密砂岩储层孔隙分布特征与甜点成因

罗晓容从致密砂岩储层的概念和判定标准分析了目前人们在致密砂岩油气地质研究中存在的问题。他认为致密砂岩储层总体低空特低渗,非均质性强,物性与含油性呈正相关性,人们在定义致密砂岩时往往忽略了物性指标获得时采用的是统计平均值,若以覆压渗透率0.1毫达西作为判别有效孔喉的标准,有效孔喉所占的体积比例必然是50%以上,若考虑到大孔喉对流体的实际贡献,有效孔喉的体积所占的比例更高。之后,他以中石化鄂南探区中生界致密砂岩油藏为例,阐述了对致密砂岩油气物性的空间分布及甜点特征的认识。

中石化鄂南探区中生界致密砂岩油藏油水关系复杂,距离研究区优质烃源岩区较远,按照目前常用的非常规油气研究思路和方法只能给出定性的认识,难以认识石油富集机理、预测甜点。精细的油藏解剖分析表明,致密砂岩的物性与含油气性间关系复杂,含油储层内岩性、物性、含油性均表现出极强的非均质性,根据含油储层中砂岩含油性与成岩特征,划分出高软岩屑砂岩、钙质胶结砂岩、含水砂岩、含油砂岩四类岩石相,成岩过程差异明显,其中高软岩屑砂岩、钙质胶结砂岩在成岩作用早期既已成岩致密,而其他两类岩石相中成岩过程多期发生,含油砂岩中可识辨出三期沥青。通过对相关的野外露头观察,可以确定砂岩储层中各种岩石类型在空间上的分布。砂岩体中早期钙质胶结岩石相和富软岩屑岩石相往往构成隔夹层,受沉积构型界面控制;而非均质性储层中油气的运移成藏受构型界面影响明显,油水关系复杂。由此提出隔夹层控制成岩-成藏过程的结构性非均质储层与甜点模型:不同的泥质含量,使内部砂岩和泥岩之间构成了泥质隔夹层,砂体内的钙质胶结隔夹层和软岩屑隔夹层使得储层具有蜂房式构造非均质性,其中含油的部分就是甜点。

结构非均质性储层中油气运聚成藏机理与过程

罗晓容展示了大量的证据,说明结构非均质性是沉积地层中最为普遍的特征,具有层次性,深层储层、致密砂岩储层中这种非均质性得到继承,并因成岩作用和油气的充注而得到加强。结构非均质性输导层中油气运移的模拟分析结果表明,油气在运移过程中受到砂岩体之间的泥岩层以及砂岩体内部隔夹层的阻挡,运移的路径与传统的认识大相径庭,在运移的通道上可以形成具有一定厚度和平面分布范围的中小油气聚集,但圈闭仍然是运移的指向。

研究发现鄂尔多斯南部延长组下组合特超低渗储层中曾发生三期运移聚集,在目前致密的含油砂岩中继承性进行。在晚侏罗世第一期油运移聚集发生时,研究区储层物性良好,运移聚集范围受长7优质烃源岩分布与长6、长8砂岩输导体分布所限;随着储层深埋、成岩作用持续发生,储层逐渐致密化,但含油砂岩中早期油的存在不但抑制了成岩作用,而且改变了砂岩润湿性特征,毛细管力不再是油气运移的阻力,后二期油沿第一期运聚过程中形成的残留路径运移聚集,第一期的油气运聚空间和范围控制了油气分布。

罗晓容认为,致密储层中油气运聚成藏是一个多期发生的过程。致密砂岩气储层中晚期天然气充注也明显受早期油充注的影响,早期油晚期气研究区经历了早期油充注-成岩致密化-晚期天然气运聚成藏过程。致密砂岩气储层内仍可发生晚期天然气长距离运移并可在远离烃源岩的位置成藏。因此,通过研究第一期油气运聚成藏的动力学过程,可以很好地分析致密砂岩油气的富集规律、预测甜点。

非常规油气成藏是石油地质学理论研究的重要部分

罗晓容通过对致密砂岩油气运聚成藏实例的分析,总结了盆地中油气运聚成藏过程。常规油气的分布也具有非均质性,深层油气是盆地中油气运聚成藏过程较晚阶段的结果,有效储层的形成取决于早期油气充注;深层已致密化的含油气储层因上覆地层的剥蚀而抬升,构成了可有效开发的致密砂岩油气储层的主体。储层结构非均质性的认识和实践带来了对油气成藏地质各个方面的新视角,在油气路径特征、储层有效性、盖层有效性和完整性、岩性圈闭类型、油气藏中油气水的分布等都有待深入完善,也对相关学科的研究提出了新的要求。

报告结束后,罗晓容就质密砂岩油气相关问题与师生进行了热烈讨论。

罗晓容:石油地质学家,中国科学院地质与地球物理研究所研究员,博士生导师。现任中国石油学会油气地质专业委员会委员、油气运移学组组长、中国地质学会油气地质专业委员会委员;《石油学报》《地质科学》《石油实验地质》《天然气地球科学》《中国海相油气》等学术期刊编委。长期从事油气地质学应用基础研究,在异常地层压力的形成-消散机制、运移通道地质建模和量化表征、运移动力-通道耦合定量研究方法等方面获得一系列创新性理论成果。先后在AAPG、MPG、EPSL、BasinResearch等刊物发表第一作者研究论文40篇,SCI收录20余篇,出版专著4部;获国家科技进步奖二等奖2项,教育部自然科学一等奖1项、北京市科技成果一等奖1项。

[责任编辑:刘宇宏]

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