成藏动力学研究

1、超压盆地成藏动力学研究最新进展超压盆地成藏动力学研究最新进展中石油大庆勘探开发研究院中石油大庆勘探开发研究院 中国地质大学中国地质大学( (武汉武汉) ) 沉积盆地与沉积矿产研究所沉积盆地与沉积矿产研究所 解解 习习 农农源岩圈闭油气成藏动力学研究可以理解为在沉油气成藏动力学研究可以理解为在沉积盆地范围内，通过对温度场、压力积盆地范围内，通过对温度场、压力场和化学场等各种物理、化学场的综场和化学场等各种物理、化学场的综合研究，在流体输导网络的格架下，合研究，在流体输导网络的格架下，再现油气生成、运移和聚集的全过程再现油气生成、运移和聚集的全过程的多学科综合研究体系。的多学科综合研究体系。源岩圈

2、闭成藏动力学研究要求对油气生成、运成藏动力学研究要求对油气生成、运移和聚集的全过程进行系统地描述、移和聚集的全过程进行系统地描述、追踪和研究。这一研究方法能帮助理追踪和研究。这一研究方法能帮助理解大中型油气田的形成解大中型油气田的形成 ，并用于油，并用于油气预测和战略评价。气预测和战略评价。 超压盆地成藏动力学研究最新进展超压盆地成藏动力学研究最新进展富生烃凹陷分析富生烃凹陷分析成烃动力学分析成烃动力学分析油气输导主通道分析油气输导主通道分析超压环境成藏动力学特点超压环境成藏动力学特点成藏动力学模拟成藏动力学模拟环渤中坳陷油气田分布渤中凹陷含油气系统模式图渤中凹陷含油气系统模式图Es3烃源岩品

3、质烃源岩品质 TOC=1.82（）（） HC1260.81ppm Ed2LS1+S214.47（mg/g） “A”0.1264（）（） Ro0.64（）（）干酪根类型为干酪根类型为1型型烃源岩预测面积烃源岩预测面积 35505900km2 Ed2L烃源岩品质烃源岩品质 TOC=0.68（）（） Ed2L 1.32（）（） Ed3 HC478.51ppm Ed2L 3462.87ppm Ed3S1+S22.3（mg/g） Ed2L 6.76（mg/g) Ed3 “A”0.1344（）（） Ed2L 0.4573（）（） Ed3 Ro0.58（）（）干酪根类型为干酪根类型为2型型烃源岩预测面积烃源

4、岩预测面积40007150km2环渤中坳陷大型油气系统形成的突出特征 以大型富生烃坳陷为中心 新构造运动控制成藏 两套烃源岩和良好盖层 深部地幔特征提供的高能量场东东营营凹凹陷陷勘勘探探形形势势及及构构造造纲纲要要图图 东营凹陷面积东营凹陷面积57005700平方公里，总资源量平方公里，总资源量38.438.4亿吨，已发现亿吨，已发现3434个油气田，个油气田，探明石油地质储量探明石油地质储量19.53419.534亿吨，控制石油地质储量亿吨，控制石油地质储量1.3491.349亿吨。油气藏类型亿吨。油气藏类型丰富，有大型构造油气藏、断块油气藏也有岩性、地层油气藏。丰富，有大型构造油气藏、断块

5、油气藏也有岩性、地层油气藏。利津利津洼陷洼陷牛庄洼陷牛庄洼陷博兴洼陷博兴洼陷民丰洼陷民丰洼陷与两期与两期大型近大型近海湖盆海湖盆有关的有关的大型生大型生烃坳陷烃坳陷进展之二进展之二成烃动力学成烃动力学Tmax (C)400 450 500RO (%)0.1 0.5 1.0压力(MPa)20 40 60 801.0 1.4 1.8压力系数第四系莺歌海组黄流组2000300040005000强超压： 压力60MPa 压力系数1.5超压抑制门限?埋藏深度(m)乐东乐东30-1-1A井压力及有机质热演化剖面井压力及有机质热演化剖面高S1/(S1+S2)反映了有机质热演化产物的滞留，深部超压层段有机质热

6、演化的强烈抑制是高地层水/有机质比率、有机质热演化产物的滞留及高流体压力综合作用的结果10002000300040005000Depth(m)012300.51 400 4304600100 200050100 0.312TOC(%)S1/(S1+S2)Tmax(C)P(MPa)Ro(%)LD3011YA1911lLD3011YA1911CaculatedPredictedT(C)甲烷气甲烷气油油成岩作用成岩作用深成作用深成作用准变质作用准变质作用传统生烃模式1000300040005000020006000 压力增大可明显抑制压力增大可明显抑制有机质的热演化和油气生有机质的热演化和油气生成作

7、用成作用 超压对生烃的抑制作超压对生烃的抑制作用可导致生烃门限变深用可导致生烃门限变深, 生油深度增大等生油深度增大等进展之三进展之三油气输导主通道油气输导主通道供油差供油好供油好供油差生烃凹陷Allen and Allen, 1990传统观点：从高势区向低势区运移传统观点：从高势区向低势区运移（据（据Verweij，1993）常压条件下油气输导主通道分析常压条件下油气输导主通道分析油气运移路径: 最小阻力控制 0255075100 %2m 2.0（据龚再升等，（据龚再升等，1997）时 差 密 度 电阻率 压 力 时 差 密 度 电阻率 压 力 (us/ft) (g/cm3) (MPa) (

8、us/ft) (g/cm3) (MPa) 100 200 2.2 2.4 2 5 10 0 50 100 100 200 2.2 2.4 2.8 3 15 0 50LD3011A早期超压: 高地层水/有机质高时差、低电阻率、相对低密度YA1911晚期超压低时差、高电阻率、相对高密度10002000300040005000超压体系成因类型超压体系成因类型自源和它源型自源和它源型超压体系内输导系统超压体系内输导系统超压体系形成时间与油气生运聚关系超压体系形成时间与油气生运聚关系高温超压条件油气成藏动力学特征高温超压条件油气成藏动力学特征 它源型它源型由由于垂向或侧向于垂向或侧向上输导体与更上输导体

9、与更高超压流体囊高超压流体囊连通，通过流连通，通过流体的注入导致体的注入导致砂岩孔隙中流砂岩孔隙中流体压力的增大体压力的增大 自源型自源型由于由于快速不均衡压实、快速不均衡压实、流体体积增大或流体体积增大或孔隙空间减小等孔隙空间减小等原因所致原因所致 超压体系成因类型超压体系成因类型自源和它源型自源和它源型超压盆地流体活动特点超压盆地流体活动特点幕式流体活动幕式流体活动超压盆地流体活动特点超压盆地流体活动特点幕式底辟作用幕式底辟作用超压盆地流体活动特点超压盆地流体活动特点地层压力异常地层压力异常由于盆地演化由于盆地演化历史、沉积构历史、沉积构成、热演化历成、热演化历史以及流体活史以及流体活动历

10、史不同，动历史不同，导致不同地区、导致不同地区、不同构造带的不同构造带的超压顶界面和超压顶界面和压力结构特征压力结构特征差异很大差异很大超压盆地流体活动特点超压盆地流体活动特点地温梯度异常地温梯度异常超压盆地流体活动特点超压盆地流体活动特点地层水异常地层水异常超压盆地流体活动特点超压盆地流体活动特点成岩作用异常成岩作用异常超压盆地流体活动特点超压盆地流体活动特点有机质热异常有机质热异常超压盆地流体活动的油气地质意义超压盆地流体活动的油气地质意义幕式排烃模型幕式排烃模型流体压裂流体压裂超压体系内部油气运移和聚集超压体系内部油气运移和聚集Diagram showing how sandstone

11、enclosed in shale are more likely to become charged with hydrocarbon if the shale that encloses them has generated hydrocarbons.(Martinsen,1997)超压盆地流体活动的油气地质意义超压盆地流体活动的油气地质意义幕式成藏模式幕式成藏模式泥底辟构造是超泥底辟构造是超压释放的重要途压释放的重要途径，超压流体可径，超压流体可沿相关的断裂和沿相关的断裂和裂隙向上运移，裂隙向上运移，充注于浅层或直充注于浅层或直接泄漏于海底。接泄漏于海底。莺歌海盆地中央莺歌海盆地中央泥拱

12、带的泥拱带的“流体流体底辟底辟” 就是流就是流体通过底辟作用体通过底辟作用产生超压释放的产生超压释放的实例。超压流体实例。超压流体释放过程同时也释放过程同时也是油气运聚过程。是油气运聚过程。 1.超压顶界；超压顶界；2.底辟体；底辟体；3.断裂；断裂；4.流体运移；流体运移；5.流体充注；流体充注；6.流体逸散流体逸散Geologic cross-section C-C through the Poui Field illustrating the complex normal faulting and stacked gas and oil zones in Pliocene to Plei

13、stocene sandstones. The top of normal pressure (T.O.A) consistently occurs in the shale above the 17-2 sand across the field. Large pressure differences are present across the larger normal faults. 78% of oil production from normal pressured strata;22% of oil production from overpressured strataTrin

14、idad, West Indies, Heppard et al(1998) noted that oil and gas production was restricted to reservoirs with pore pressure gradients less than 16.9MPa/km .Former Soviet Union, Belonin and Slavin (1998) observed that most of oil and gas production was distributed in the reservoirs with pore pressure gr

15、adients less than 18.7MPa/km (PC = 1.8).Nile Delta and North Sinai Basins of Egypt, Nashaat (1998) concluded that hydrocarbon production is precluded in the reservoirs that exceed 19.6MPa/km.1993年，年，Leach W G应用美国湾岸区应用美国湾岸区25204口井的油、口井的油、水、气产量与超水、气产量与超压关系的统计，压关系的统计，得出超压盆地油得出超压盆地油气主要富集在超气主要富集在超压顶界面附近。

16、压顶界面附近。进展之五进展之五成藏动力学模拟成藏动力学模拟成藏动力学模拟是在某一特定的地层与地理范围内重成藏动力学模拟是在某一特定的地层与地理范围内重建油气运聚历史，以油气成藏过程模拟为重点，即建油气运聚历史，以油气成藏过程模拟为重点，即开展从油气生成、初次运移、二次运移到油气聚集开展从油气生成、初次运移、二次运移到油气聚集过程的模拟，从而能够定量地、动态地再现油气运过程的模拟，从而能够定量地、动态地再现油气运聚的历史过程。聚的历史过程。成藏动力学模拟以物理、化学定律来描述有关油气从成藏动力学模拟以物理、化学定律来描述有关油气从源岩到圈闭的诸多地质地化作用，建立相应的地质源岩到圈闭的诸多地质地

17、化作用，建立相应的地质模型与数学模型（包括各种确定性模型、随机模型、模型与数学模型（包括各种确定性模型、随机模型、经验模型等），借助于计算机技术来实现，是一项经验模型等），借助于计算机技术来实现，是一项大型的时空动态综合的系统工程。大型的时空动态综合的系统工程。松南凹陷松南凹陷崖南凹陷崖南凹陷陵水凹陷崖北凹陷崖北凹陷松西凹陷松西凹陷宝岛凹陷宝岛凹陷松东凹陷松东凹陷BD14-2BD14-3BD15-2BD7-3BD7-1BD13-1ST27-2ST23-1ST24-2ST23-2ST22-1ST34-3YC19-2YC26-1YC13-1YC7-4YC8-1YC13-6YC14-2YC13-4Y

18、C14-1YC26-3YC23-1YC11-2YC17-1YC11-1YC16-1LS13-4LS13-3LS13-2LS13-1LS15-1LS8-1LS9-2LS9-3LS4-1LS4-2LS3-4ST35-1ST31-2ST35-1ST36-1BD13-2BD19-1BD19-2NBD19-2SBD20-4185018101730171018301750181017301710175018501830109001110010920109401100011020110401112011140110001102011040111201110011140109201090010940YC10-1YC10-3YC10-2LS7-1LS7-2LS2-2LS1-3LS1-4LS2-1YC21-1松松 涛涛 凸凸 起起崖城凸起崖城凸起琼东南盆地凹陷分布图琼东南盆地凹陷分布图乐东凹陷乐东凹陷YC35-1YC7-5崖南凹陷含油气系统划分崖南凹陷含油气系统划分含油气系统模拟单井热史含油气系统模拟单井热