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含油气盆地致密砂岩类油气藏成因机制与资源潜力

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2013年第37卷 第5期 中国石油大学学报(自然科学版) Journal of China University of Petroleum V01.37 No.5 0ct.20l3 文章编号:1673-5005(2013)05-0028—10 doi:10.3969/j.issn.1673—5005.2013.05.005 含油气盆地致密砂岩类油气藏成因机制与资源潜力 庞雄奇 ,周新源 ,董月霞 ,姜振学 , 姜福杰 ,范柏江 ,邢恩袁 ,庞 宏 (1.中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;2.中国石油大学盆地与油藏研究中心,北京102249 3.中国石油塔里木油田公司,库尔勒841000;4.中国石油冀东油田公司,河北唐山063004) 摘要:通过对典型致密砂岩油气藏的解剖,并结合成藏过程中油气排运时期和储层致密演化时期匹配关系分析,确 定含油气盆地深部发育致密常规油气藏、致密深盆油气藏、致密复合油气藏3种不同类型的致密砂岩类油气藏;在此 基础上采用理论计算对中国致密砂岩油气资源进行评价。结果表明:沉积盆地内部实际存在的油气资源量比以往 认识和评价的结果大很多,目前中浅部见到的和已发现的常规油气资源不到盆地内富集资源总量的25%,大于75% 的油气资源富集在孑L隙度小于12%、渗透率小于1 X 10。btm 的致密砂岩储层内:在致密油气资源中,致密常规油气 资源大致超过油气总资源的25%,致密深盆油气资源超过50%;致密油气资源是含油气盆地挖潜勘探和可持续发展 的最主要方向。 关键词:致密砂岩油气藏;含油气盆地:成因机制:资源评价 中图分类号:TE 122.1 文献标志码:A Formation mechanism classiication of tight sandstone hydrocarbon freservoirs in petroliferous basin and resources appraisal PANG Xiong.qi , ,ZHOU Xin—yuan ,DONG rue.xia ,JIANG Zhen.xue ' , JIANG Fu.jie 一,FAN Bo-jiang ,XING En.yuan。,PANG Hong (1.State Key Laboratory ofPetroleum Resources and Prospecting in China University fPetoroleum,Beijing 102249,China 2.Basin and Reservoir Research Center in China University of Petroleum,Beijing 102249,China; 3.Tarim Oi eld Company,PetroChina,Korla 841000,China; 4.Jidong Oi圻eld Company,PetroC n0,Tangshan 063004。C nn) Abstract:A comprehensive review on the forming mechanisms of typical tight・-sandstone hydrocarbon reservoirs was presen-- ted.Based on pattern matching between oil migration period and tight reservoir evolution,typical tight sandstone reservoirs were summarized into three eatgories:conventional tight sandstone reservoir,deep basin tight sandstone reservoir and conl— posite tight sandstone reservoir.Through theoretical calculation,tight—sandstone hydrocarbon resources in China were reap— praised.The results reveal far more potential hydrocarbon resources than estimated before.The conventional hydrocarbon re— sources discovered SO far account for less than 25%of the total basin hydrocarbon resources,while more than 75%of hydro— carbon resources concentrate in tight sandstone reservoirs with low porosity(<12%)and low permeability(<10。Ixm ).In the latter,over 25%of hydrocarbon concentrates in the tight eonvention ̄reservoirsand over 50%in the tight deep—basin ,reservoirs.It is therefore suggested that tight hydrocarbon reservoirs remain the main focus in the future hydrocarbon explora— tions and sustainable developments. Key words:tight sandstone hydrocarbon reservoir;petroliferous basin;formation mechanism;resource evaluation 收稿日期:2013—05—22 基金项目:国家重点基础研究发展规划“973”项目(201lCB201100);国家科技重大专项(2011ZX05006—006);国家自然科学基金项目 (41102085) 作者简介:庞雄奇(1961一),男,教授,博士,博士生导师,主要研究方向为含油气盆地分析与油气资源评价,油气成藏机制与分布规律。E— mail:pangxq@cup.edu.cn。 第37卷第5期 庞雄奇,等:含油气盆地致密砂岩类油气藏成因机制与资源潜力 ・33・ 薹 妻 一一~一 腺 鋈 壅喜喜 图s c 一一~一 3致密砂岩油气资源评价 3.1 含油气盆地致密砂岩油气资源评价方法和原 理 岩达到排烃门限后单位有机碳排烃量[16-17]。 在形成致密油气的盆地和地区.致密储层一般 紧邻烃源岩。绝大多数的含油气盆地的烃源岩排烃 门限对应的埋深往往小于其对应储层达到致密的埋 深(图8),因此,烃源岩一旦进入排烃门限,排出的 油气从生成到发生运移聚集,始终遵循物质守 恒的普遍地质规律。因此,对致密砂岩油气的评价 油气便在浮力的作用下向邻近的储层高部位运移, 可采用生烃潜力法,理论模型见图7。生烃潜力法 认为,烃源岩中的有机质在生排烃前后质量不变,通 过研究烃源岩生烃潜力指数((S.+ ,)/TOC)在沉 积剖面上的变化规律可以定量研究源岩的生排烃特 圆成藏  征。其中:5.代表岩石中可抽提的游离烃即源岩生 成的未发生运移的烃量, ,代表干酪根高温(300~ 残窘烃 田 常规油气 600 oc)热解烃量,TOC代表源岩有机碳含量¨1 。 成藏l一  致密常规油气 致密深盆油气 图8地质条件下的油气资源序列 Fig.8 Oil and gas resources sequence under geological conditions 此时运移的油气往往形成常规油气藏(图8中B部 分)。随着埋深的逐渐增大,岩层孔隙逐渐致密。 图7 生烃潜力法确定源岩排烃门限的取样示意图 Fig.7 Sampling schematic diagram of source rock 当储层达到足够的埋深后。其孔隙度小于12%,此 时烃源岩排出的烃类流体已不再受浮力作用的控 制。油气直接赋存在源岩附近的致密储层中,该类油 气形成的油气藏即致密深盆油气藏(图8中D部 分)。对于在烃源岩孑L隙度小于12%时排出的油 气,尽管其形成的油气藏在地质历史时期属于常规 hydrocarbon expulsion threshold using hydrocarbon generation potential method 烃源岩的最大生烃潜力指数为原始生烃潜力指 数(HCI ),烃源岩原始生烃潜力指数与剩余生烃潜 力指数(HCI。)的差值为排烃率(g ),排烃率即烃源 油气藏。若该类油气藏在现今的埋深变大,储层孔隙 度高度致密(孔隙度小于12%),该类油气藏即构成 ・34・ 中国石油大学学报(自然科学版) 了致密常规油气藏(图8中c部分)。 3.1.1 致密常规油气资源评价方法 致密常规油气的资源评价只与浮力作用下的累 积排烃量相关。同时,常规油气藏在向致密油气藏 的转变中,必然经历了浮力作用下限的埋深,而在进 入该埋深之前,排出的油气会源源不断地受浮力作 用进入储集层,所以对于受破坏改造以及散失微弱 的地区,按照浮力作用下的最大排烃率评价的排烃 量即为致密常规油气的资源量。对于受到破坏改造 以及油气散失强烈的地区,按照浮力作用下的最大 排烃率(图8中q )评价的排烃量即为致密常规油 气资源的资源上限。由于构造破坏及散失烃量的研 究是石油地质的薄弱环节,定量研究十分困难,在致 密常规油气资源的研究中只需确定资源上限即可。 3.1.2致密深盆油气资源评价方法 致密深盆油气资源在地质历史过程中均不受浮 力作用,油气藏形成初始时期即为致密油气藏。由 于致密深盆油气藏在形成时一般对应于较大的埋深 使得构造破坏和散失等地质作用对致密油气的影响 非常微弱,油气得以极大地保存。针对致密深盆油 气资源的评价可以近似地认为,与烃源岩最大埋深 (构造运动小的地区一般为现今的埋深)对应的、位 于浮力作用下限之下排出的排烃率(图8中q,)评 价的排烃量即为致密深盆油气资源的资源量。 3.1.3致密油气资源总量评价方法 对于特定的烃源岩而言,其生成的致密油气资 源由致密常规油气资源和致密深盆油气资源两个资 源序列构成。从生烃潜力剖面上看,烃源岩及其紧 邻储层一旦位于浮力作用下限之下,必然存在致密 常规和致密深盆两种致密油气资源。因此,对于致 密油气资源总量的评价,利用烃源岩进入浮力作用 下限后的总排烃率(图8中q +q,)计算的资源量即 致密油气资源总量 3.2含油气盆地致密砂岩油气藏资源评价流程 含油气盆地致密砂岩油气藏资源评价流程可分 为以下5个部分: (1)确定第一套主要目的层和第一套区域性盖 层。 (2)研究第一套主要目的层和第一套区域性盖 层成岩史。 (3)计算处于致密砂岩储层之内的源岩层排烃 总量。对于特定的烃源岩而言,其生成的致密油气 资源由致密常规油气资源和致密深盆油气资源两个 资源序列构成。在浮力作用下限之下,源岩的累积 排烃率即对应致密常规和致密深盆两个资源序列。 致密油气总量的计算模型如下: rZ Q总=I q0(Z)p(z)TOCSdZ. (9) ZO 式中,Q 为致密油气资源总量,t;s为烃源岩的排 烃面积,km ;q。(Z)为烃源岩的累积排烃率,mg/g;p (z)为烃源岩的密度,g/cm ;TOC为有机碳百分含 量,%; 为烃源岩排烃门限对应的埋深,m;Z为烃 源岩的最大埋深,rn。 q (z)=HCI 。一HCI P=IxHCI'p--HCI P=(tx一1)× (s 1+.s 2)/TOC, (10) Ix- 1-0.083(S l+S 2)/(IOOTOC ) ‘ …L¨) 、 式中,(S +5 ,)/TOC 为进入排烃门限源岩的剩余 生烃潜力,mg/g;(S +s:)/TOC。为排烃门限对应的 生烃潜力,mg/g; 为生烃潜力恢复系数;HCI 。为进 入排烃门限源岩的原始生烃潜力,mg/g;HCI 为进 入排烃门限源岩的剩余生烃潜力,mg/g。 (4)计算处于致密砂岩储层区内的源岩在储层 高孔渗阶段的排烃量。处于致密砂岩储层区内的源 岩在储层高孑L渗阶段的排烃量(致密常规油气)计 算模型如下: Q常=E常S, (12) E常:J; q1(Z)P(z)TOCdZ. (13) 式中,Q常为形成的致密深盆油气资源量,t;E常为 烃源岩排致密常规油气的排烃强度,t/km ;q (Z)为 烃源岩排致密常规油气的排烃率,mg/g,当进入浮 力作用下限深度时(储层孔隙度小于12%),各埋深 段烃源岩的g (z)保持相同(也即相当于孔隙度等 于12%时的排烃率)。 (5)计算处于致密砂岩储层区内的源岩在储层 致密后的排烃量。 处于致密砂岩储层区内的源岩在储层致密后的 排烃量(致密深盆油气)计算模型如下: Q深= 深S, (14) E深=J q2(z)p(z)TOCdZ. (15) 式中,Q深为形成的致密深盆油气资源量/t;E深为 烃源岩排致密深盆油气的排烃强度,t/km ;q,(Z)为 烃源岩排致密深盆油气的排烃率,q (Z)=g。(z)一g (Z),mg/g。 3.3含油气盆地致密砂岩油气资源评价参数选择 3.3.1 烃源岩层地质地化特征 对于同一沉积盆地而言,烃源岩的基本地质地 化特征可以通过烃源岩的厚度、有机母质丰度、有机 第37卷第5期 庞雄奇,等:含油气盆地致密砂岩类油气藏成因机制与资源潜力 ・37・ 由此可知,中国主要含油气盆地致密油气资源 的资源潜力远大于常规油气资源的资源潜力.目前 中浅部见到和已发现的常规油气资源不足盆地内油 气资源总量的25%,大于75%的油气资源富集在孔 隙度小于12%、渗透率小于1 x 10~ m 的致密砂岩 储层内。在致密油气资源中,致密常规油气资源大 致超过油气总资源的25%.致密深盆油气资源超过 50%,四川盆地和南堡凹陷则超过了70%。另外, 以致密复合形式存在的油气资源大致超过油气总资 源的15% 4 结 论 (1)致密砂岩油气藏依据成因分为致密常规油 气藏、致密深盆油气藏和致密复合油气藏3类。 (2)致密砂岩油气的成因与烃源岩的生排烃关 系密切,在浮力作用下限之下,烃源岩排出的烃量可 直接构成致密深盆油气资源:在浮力作用下限之上 烃源岩排烃构成常规油气,经晚期深埋后亦构成致 密常规油气资源。基于浮力作用下限的统计规律, 采用生烃潜力法即可定量评价研究区的致密油气资 源,区分致密常规油气资源及致密深盆油气资源。 (3)目前中国中浅部见到的和已发现的常规油 气资源不到盆地内富集资源总量的25%,大于75% 的油气资源富集在孔隙度小于12%、渗透率小于1 x 10 Ixm 的致密砂岩储层内,其中大于50%的致密 油气属于致密深盆油气资源。致密油气资源是今后 含油气盆地挖潜勘探和可持续发展的最主要方向。 参考文献: CHARPENTIER R R.D0 IlU G L.ULMISHEK G F. Annotated bibliography of methodology for assessment of undiscovered oil and gas resources『J].Natural Resources Research,1995,4(2):154—186. [2] SCHM0KER J W.Resource—assessment perspectives for unconventional gas systems[J].AAPG Bulletin,2002, 86(11):1993—1999. [3] WELTE D H.SCHAEFER R G,STOESSINGER W.et a1.Gas generation and migration in the deep basin of Western Canada[c]//MAsTERs J A.Elmworth:case study of a deep basin gas field.AAPG Memoir 38,1984, 3547. [4] MASTERS J A.Lower Cretaceous oil and gas in Western Canada[C]//MAs rERs J A.Elmworth:case study of a deep basin gas field.AAPG Memoir 38。1984.1—33. [5] SMITH D G,ZORN C E,ROBERT M S.The paleogeog- raphy of the Lower Cretaceous of Western Alberta and Northeastern British Columbia in and adjacent to the deep Basin of the Elmworth area『C]//MASTERS J A.Elm. worth:case study of a deep basin gas field.AAPG Memoir 38,1984,79—1 14. [6] 王涛.中国深盆气田[M].北京:石油工业出版社, 2002:1—290. [7] 张凤奇,王震亮,武富礼,等.低渗透致密砂岩储层成 藏期油气运移的动力分析[J].中国石油大学学报:自 然科学版,2012,36(4):32—38. ZHANG Feng—qi,WANG Zhen—liang,WU Fu—li,et a1. Dynamic analysis on hydrocarbon migration of accumula— tion periods in low permeability—tight sandstone reservoir [J].Journal of China University of Petroleum(Edition of Natural Science),2012,36(4):32—38. [8] 赵艳,吴胜和,徐樟有,等.川西新场气田上三叠统须 家河组二段致密砂岩优质储层控制因素『J].中国石 油大学学报:自然科学版,2010,34(4):1.6. ZHAO Yan,WU Sheng・he,XU Zhang—you,et a1.Con— trol factors of compacted high—quality sandstone reservoirs of member 2 of Xujiahe formation,upper Triassic in Xin— chang gas field of Western Sichuan depression[J].Jour— nal of China University of Petroleum(Edition of Natural Science),2010,34(4):1—6. [9] 关德师,牛嘉玉,郭丽娜,等.中国非常规油气地质 [M].北京:石油工业出版社,1995:1-185. [10] 庞雄奇,金之钧,姜振学,等.深盆气成藏门限及其物 理模拟实验[J].天然气地球科学,2003,14(3): 207-214. PANG Xiong—qi,JIN Zhi-jun,JIANG Zhen—xue,et a1. Critical condition for gas accumulation in the deep basin trap and physical modeling[J].Natural Gas Geosci- enee,2003,14(3):207—214. [11]LAW B E.Basin—centered gas systems[J].AAPG Bul— letin,2002,86(11):1891・1919. 『12] 姜振学,林世国,庞雄奇.小草湖地区西三窑组致密 砂岩气藏类型判识[J].天然气工业,2006,26(9): 4_7. JIANG Zhen—xue,LIN Shi—guo,PANG Xiong-qi.Dis- crimignation of types of tight sand gas reservoirs in Xisanyao formation in Xiaocaohu area『J].Natural Gas Industry,2006,26(9):4-7. 『13] 马新华.鄂尔多斯盆地上古生界深盆气特点与成藏 机理探讨[J].石油与天然气地质,2005,26(2): 230—236. MA Xin—hua.Discussion on characteristics and reservoi— ring mechanism of deep basin gas in Upper Paleozoic in Ordos Basin[J].Oil&Gas Geology,2005,26(2): 230—236. (下转第56页) ・56・ 中国石油大学学报(自然科学版) 2013年1O月 (上接第37页) [14] 姜福杰,庞雄奇,姜振学,等.致密砂岩气藏成藏过程 的物理模拟实验[J].地质论评,2007,53(6):844— 849. chemical evidences of hydrocarbon expulsion threshold and its application『J].Earth Science--Journal of China University of Geosciences,2004,29(4):384—390. [17] 庞雄奇.排烃门限控油气理论与应用『M].北京:石 油工业出版社.1995:1-270. JIANG Fu ̄ie,PANG Xiong—qi,JIANG Zhen—xue,et a1. Physical simulation experiment of gas charging in tight [18] 庞雄奇,邱楠生,姜振学,等.油气成藏定量模拟 『M].北京:石油工业出版社,2005:193-200. sandstone[J].Geological Review,2007,53(6):844— 849. [19] 周海民.断陷盆地油气成藏动力学与含油气系统表 征——以渤海湾盆地南堡凹陷为例[M].北京:石油 工业出版社.2005:10—39. [15]姜福杰,庞雄奇,武丽.致密砂岩气藏成藏过程中的 地质门限及其控气机理[J].石油学报,2010,31(1): 49—54. 董月霞,庞雄奇.有效源岩的精确厘定及其 [20] 范柏江,排烃量:以南堡凹陷为例[J].中南大学学报:自然科 学版,2012,43(1):229.237. FAN Bo-jiang,DONG Yue—xia,PANG Xiong—qi.Estab— lishment of effective source rock and hydrocarbon expul— JIANG Fu-jie,PANG Xiong—qi,wu li.Geologic thresholds and its gas—controlling function during forming process of tight sandstone gas reservoir[J].Acta Petro— lei Sinica,2010,31(1):49—54. [16]庞雄奇,李素梅,金之钧,等.排烃门限存在的地质地 球化学证据及其应用[J].地球科学一中国地质大学 学报,2004,29(4):384—390. PANG Xiong—qi,LI Su-mei,JIN Zhi—jun,et a1.Geo一 sion quantity:taking Nanpu sag for example[J].Jour— nal of Central South University(Science and Technolo— gY),2012,43(1):229-237. (编辑徐会永) 

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