《高等石油地质学》第4章输导系统及油气运移研究进展课件

1、高等石油地质学第4章输导系统及油气运移研究进展高等石油地质学第4章输导系统及油气运移研究进展第一节 输导系统识别与评价 一、输导系统识别方法二、输导系统评价第一节 输导系统识别与评价 一、输导系统识别方法第一节 输导系统识别与评价 研究意义 1、输导系统研究是成藏研究的热点之一，但是目前对于输导系统的研究相对比 较薄弱。 对油气输导系统的认识最早可以追溯到50年 代甚至更早。输导系统泛指某一含油气系统 中所有的运移通道及相关围岩的总和（张照 录等,2000）。第一节 输导系统识别与评价 2、输导系统比运移通道的先进之处 （1）一般认为，运移通道一般可分为断层、不整合面和储集层三种类型，油气是沿

2、着这三种“面状”通道发生运移。 （2）可是，实际地下油气运移通道是一个立体的、交错的复杂体系，油气运移不是按“面状”通道进行，而是沿着一个或多个形态不规则的立体“线状”输导系统发生，而且存在着油气运移的主干道。 研究意义 2、输导系统比运移通道的先进之处研究意义常见输导系统包括： 砂体断层的简单组合； 砂体不整合面的简单组合； 不整合面断层的简单组合； 砂体断层不整合面的复杂组合。 常见输导系统包括： 砂体断层的简单组合；（1）勘探阶段井间砂体的连通性存在多解 （2）地震资料分辨率限制砂体连通性解释 （3） 断层在成藏期的封闭性不易求准 （4） 砂体与断层的组合是三维空间问题， 在任何剖面上都

3、不能完整表现出来 （5）输导系统作为成藏条件需要进行地质评价 3、 输导系统识别中的难点（1）勘探阶段井间砂体的连通性存在多解 3、 输导系统识别中1、 利用骨架砂体等厚图确定可能的运移通道厚度是描述砂体展布的最重要的参数，砂体只有具备了一定的厚度和连续性，对油气的运移才具有意义。（1） 尽可能压缩编图的地层厚度在研究宏观的砂体展布时，不可能按照某一小砂层为单位，通常都是以某一层段的砂层累计厚度为单位成图。（2） 主干厚砂体成为通道的可能性比较大通常状况下，砂体厚度和油气输导能力是成正比的，也就是说，在其它石油地质条件相似的情况下，砂体越发育，对油气运移作贡献的机率就越大。（3） 东营凹陷南斜

4、坡实例分析 （一） 骨架砂体通道识别方法一、输导系统识别方法1、 利用骨架砂体等厚图确定可能的运移通道（一） 骨架砂 南斜坡地区沙二沙四段内骨架砂体分布 不均匀，指状厚砂体可能是重要的运移通道 东营凹陷南斜坡沙二上砂岩厚度等值线图 在王家岗与陈官庄之间发育近南北向的指状厚砂体发育纯化博兴方向的指状厚砂体（1） 沙二段发育 两个指状砂体 南斜坡地区沙二沙四段内骨架砂体分布东营凹陷南斜坡沙二上砂 南斜坡地区沙二沙四段内骨架砂体分布 不均匀，指状厚砂体可能是重要的运移通道 （2） 沙三中段发育 三个指状砂体东营凹陷南斜坡沙三中砂岩厚度等值线图 指向乐安油田的指状砂体指向陈官庄东地区的指状砂体指向王家

5、岗地区的指状砂体 南斜坡地区沙二沙四段内骨架砂体分布（2） 沙三中段发育东 南斜坡地区沙二沙四段内骨架砂体分布 不均匀，指状厚砂体可能是重要的运移通道 （3） 沙四段发育 三个指状砂体东营凹陷南斜坡沙四段砂岩厚度等值线图 指向乐安油田的指状砂体指向陈官庄地区的指状砂体指向八面河油田的指状砂体 南斜坡地区沙二沙四段内骨架砂体分布（3） 沙四段发育东营 2、 利用砂岩物性等厚图识别相对高孔渗带孔渗性是砂体的基本物性，也是油气能够在砂体中运移和储集的前提条件。（1） 相对高孔隙带可能是运移通道相对高的孔隙带不仅为油气提供了很好的活动空间，而且使油气运动的阻力相对减小，非常有利于油气在其中运移和聚集，

6、所以说相对高孔隙带极有可能成为油气的运移通道。（2） 东营凹陷南斜坡实例分析这些指状分布的相对高孔隙带同样是油气运移的潜在通道。 （一） 骨架砂体通道识别方法 2、 利用砂岩物性等厚图识别相对高孔渗带（一） 骨架砂体纯化镇草桥方向发育高孔隙带（1） 沙三上段发育 一个指状高孔隙带东营凹陷南斜坡沙三上段砂岩孔隙度等值线图 南斜坡地区沙三段砂体物性在平面有很大变化， 高孔（渗）带可能是重要的运移通道 纯化镇草桥方向发育高孔隙带（1） 沙三上段发育东营凹陷南斜（2） 沙三中段发育 两个指状高孔隙带梁家楼草桥方向发育相对高孔隙带指向王家岗地区的高孔隙带东营凹陷南斜坡沙三中段砂岩孔隙度等值线图 南斜坡地

7、区沙三段砂体物性在平面有很大变化， 高孔（渗）带可能是重要的运移通道 （2） 沙三中段发育梁家楼草桥方向发育相对高孔隙带指向王家 南斜坡地区沙三段砂体物性在平面有很大变化， 高孔（渗）带可能是重要的运移通道 （3） 沙三下段发育 两个指状高孔隙带图1-2-2 东营凹陷南斜坡沙三下段砂岩孔隙度等值线图东营凹陷南斜坡沙三下段砂岩孔隙度等值线图 牛庄乐安方向发育相对高孔隙带牛庄八面河方向发育相对高孔隙带 南斜坡地区沙三段砂体物性在平面有很大变化，（3） 沙三下段 3、利用主干厚砂带和相对高孔隙带综 合确定骨架砂体运移通道 主干厚砂带展现了骨架砂体的空间展布范围，相对高孔渗带反映了砂体内部的物性分布情

8、况，两个层次的有机结合可以比较合理的对油气在砂体中的运移通道进行客观的预测，勾画出有利的骨干砂体运移通道。 （一） 骨架砂体通道识别方法 3、利用主干厚砂带和相对高孔隙带综（一） 骨架砂体通道 断层作为油气运移的通道已经越来越引起人们的重视。1、 利用断层封闭性定量分析确定现今封闭程度近些年来，许多研究者提出根据断层涂抹程度来评价断层的封闭性的方法（Bouvier等，1989；Bentley & Barry,1991；Lindsay等(1993) 14提出用滑抹因子来研究涂抹程度，用下式来定义滑抹因子： SSFLH式中，H为断距内泥岩层累计厚度，L为断距。断层侧向开启与封闭普遍以SSF=4为界

9、，若SSF4，则断层侧向开启，若SSFFi ;因浮力作用，气体向上倾方向散失 可动水环绕气体，但i b，气体是静态的（被圈闭） 所有可动水被驱替。b0；当i b时，气体是静态的；当i Fi ;因浮力作用， 2、 压差驱动压差作用下油气运移形式（曲志浩；张金功等）： 突进 跳跃 卡断 活塞式与非活塞式驱替油水油水油水油水油水油水2、 压差驱动压差作用下油气运移形式（曲志浩；张金功等）：油油水油水油水油水油水油水油水油水油水油水油水油水尖锥状油运移波及区石油运移通道特征（尖锥形）（张金功，2001）尖锥状油运移石油运移通道特征（尖锥形）（张金功，2001）纺锤状油运移波及区石油运移通道特征（纺锤形

10、）（张金功，2001）纺锤状油运移石油运移通道特征（纺锤形）（张金功，2001）3、热力作用（1） 地质现象 松辽盆地所发现的油气田主要分布在水平高温脊和构造高温脊上 水平高温脊：水平方向上相对高温点的连线 构造高温脊：相对高温区的构造高点线水平高温脊构造高温脊3、热力作用（1） 地质现象 水平高温脊：水平方向上相对高 （2）模拟实验与认识（曾溅辉，2001） 油气主要以分子形式运移 油气加热4小时加热22小时加热前表面温度75oC3、热力作用 （2）模拟实验与认识（曾溅辉，2001）油气加热4小时加热 涵 义油水界面置换指在界面力作用下油水运移的现象，界面力实质上是分子引力。目前对界面力的表

11、现形式及其作用方式有不同理解，主要有： 吸附 润湿 毛细管现象4、界面力作用 涵 义4、界面力作用 含油饱和度的增长过程分为三个阶段: 快速增长阶段 缓慢增长阶段 稳定阶段 （二） 孔隙介质含油气饱和度增长机制 （实验结果之一）12345601020304050607080中砂岩细砂岩粉砂岩驱替时间103(s)转速一定，岩心含油饱和度随时间变化 含油饱和度的增长过程分为三个阶段: （二） 孔隙介质含 岩性对含油饱和度的影响 粉砂岩含油饱和度:37.0%-73.0%; 细砂岩含油饱和 度:68.5%-78.5%; 中砂岩含油饱和度:66.0%-83.0% 12345601020304050607

12、080中砂岩细砂岩粉砂岩驱替时间103(s)转速一定，岩心含油饱和度随时间变化 （二）孔隙介质含油气饱和度增长机制 （实验结果之二）（据曾溅辉，2001） 岩性对含油饱和度的影响1234560102030405 驱替压力对含油饱和度的影响1213141101020304050运移驱替动力6070800.10.150.2油饱和度， 转度不断增加，样品11-14油饱和度变化P,Mpa0.050 （二）孔隙介质含油气饱和度增长机制 （实验结果之三）（据曾溅辉，2001） 驱替压力对含油饱和度的影响12131（三）孔隙介质油气运移研究的最新观点1、 存在着一个影响油气运移路径和优势通道的临界 充注速率

13、（充注压力） 当充注速率（充注压力）小于某一临界值时， 无论充注量多大，油气只能在某一高渗透率 层内运移，只有当充注速率（充注压力）大 于某一临界值时，随着充注量的增大，油气 才能进入其它高渗透层运移。这些高渗透层才能成为油气运移路径和优势通道。 临界充注速率是砂层对油气输导能力的综合体现，它主要取决于砂层的物性展布、岩性组合、几何特征以及流体性质等。（三）孔隙介质油气运移研究的最新观点 2、 油气的充注方向对油气运移路径 和优势通道构成重要的影响 （据曾溅辉，2001） 2、 油气的充注方向对油气运移路径（据曾溅辉，2001） 3、 油气运移的形式 油的运移形式表现为跳跃和脉动的特点 具有孔

14、隙尺度和层间尺度下油的跳跃式和脉动 的运移形式； 由均质砂层层间非均质砂层复合韵律砂层 反韵律砂层正韵律砂层，油运移过程中的 跳跃式和脉动式特点愈来愈强。 正韵律静水条件下油侧向充注时压力变化 （曾溅辉，2001） 3、 油气运移的形式正韵律静水条件下油侧向充注时压力变化 石油运移和 聚集的动力学机制埕古10井埕古4井埕古12井老6井桩106井老25井埕北斜2井埕北21井埕北12井N深度(m)100020003000埕东油田飞雁滩油田老河口油田埕岛油田埕OCPMzArtNmNg上Ng下Ed北断层Es2+1Es3Mz埕东斜坡带油藏剖面图(据张善文，1999)Es4+3Ng下EdEdNg下与馆下段

15、疏导层有关的浅层成藏模式图(据张善文，1999) 石油运移和 聚集的动力学机制埕古10井埕古4井埕第三节 优势运移通道研究证明,油气二次运移只通过局限的优势通道进行, 油气运移空间可能只占据整个输导层的1%10%； （Hindle,1997;李明诚等，1997；庞雄奇等，2003）郝芳、庞雄奇(2000)分别研究了南海诸盆地的油气聚集 规律和实验条件下的油气运聚特征后提出优势通道控油 气作用。“优势通道” 可俗称为“高速公路”（庞雄奇， 2005) 。 油气优势运移通道的类型及其物理模拟实验研究 （姜振学等，2005）优势通道系指油气在二次运移过程中无外来干扰情况 下自然优先流经的通道,是输导

16、系统的非均质性、能量 场的非均一性和流体流动等多种因素共同作用的结果 第三节 优势运移通道研究证明,油气二次运移只通过局限的优优势通道是油气优先选择运移的路线,而不是趋向, 更不是流体势场所表征的油气运移的潜在倾向；从量上讲,优势通道仅占油气输导系统的极少部分, 但它输导的油气可能占输导系统输导油气总量的 绝大部分。故, 优势通道 也可俗称为”高速公路 “处在优势通道上的圈闭容易富集油气形成油气藏, 约有70%的油气藏位于优势通道上；处在优势通 道之外的圈闭,即便离油气源很近也很难成藏或形 成的油气藏充满度较低。 研究意义优势通道是油气优先选择运移的路线,而不是趋向, 一、渗透率级差优势通道（

17、姜振学等，2005）一、渗透率级差优势通道（姜振学等，2005）（姜振学等，2005）（姜振学等，2005）（姜振学等，2005）（姜振学等，2005）二、分隔优势通道（姜振学等，2005）二、分隔优势通道（姜振学等，2005） 三、流压优势通道（姜振学等，2005） 三、流压优势通道（姜振学等，2005）四、流向优势通道（姜振学等，2005）四、流向优势通道（姜振学等，2005）五、断面优势通道（姜振学等，2005）五、（姜振学等，2005） 1、追踪油气来源 如前所述,优势通道是油气运移优先流经的路径, 而且它输送了油气藏中的大部分油气,那么就可以 用它进行油源对比。 当对运移的优势通道有

18、一定的研究了解之后,通过 它逆推可以找到为油气藏供油的主要凹陷,这样, 当一个油田有多个可能的油气来源时,利用运移优 势通道就可以找到主要的供油凹陷,并利用其他一 些手段(如地化)进行验证即可确定油源。六 、优势运移通道研究的应用 1、追踪油气来源 六 、优势运移通道研究的应用 2、追踪油气藏 利用优势通道原理逆推可以找到其油源,正推也 可以预测油气藏。在油源确定情况下,在每个不 同的运移路径上,只要有合适的圈闭存在,就有可 能形成油气藏,这就为油气藏的研究带来了极大 的方便。 利用优势通道理论确定了油气优先运移的方向 之后,就可以将主要研究精力放在对优势通道范 围内的圈闭研究之上,这样就可以极大地节约成 本,提高勘探效率。六 、优