砂岩油气地势特色探讨范文

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作者：印峰盘昌林杜红权单位：中石化勘探南方分公司同济大学

虽然元坝地区勘探程度不高，但已有钻井资料证实该区域封闭性好，已钻圈闭无明显界限和直接盖层，分析其原因主要是非均质性强且低孔、低渗性砂体发育所致，属于动态平衡圈闭。同时钻井资料显示该区油气藏聚集不受浮力驱动，低孔、低渗性致密砂岩油气藏存在着异常高压区，即高于区域静水压力，推测该区油气运移和成藏过程中存在着达西流和非达西流双重渗流机制，且低渗状态下非达西流现象明显。该区油气水关系复杂，存在着气水倒置、气水同层等多类型的多相成藏系统，含气饱和度差异较大。

元坝地区中浅层的油气组分表明该油气组分中含有少量的H2S、CO2，属于煤成气、热成因，或两者混合成因。该区中浅层油气藏主要分布在雷口坡组至须家河组的海、陆相环境以及自流井组的平缓斜坡带中。而该区油气藏的聚集特征具有薄气层、大面积、多层系、埋藏浅等特点。另外，元坝地区中浅层油气藏由于低孔、低渗性砂岩发育，导致常规技术难以开采，经人工压裂的层位或天然裂缝发育较好的层位才能获得工业气流，且生产持续时间并不稳定。

元坝致密砂岩油气藏的成藏机理

元坝地区中浅层发育广泛分布的暗色泥质及煤系烃源岩，并且在成藏过程中持续生烃，连续充注。大面积叠置分布的致密砂体控制着元坝中浅层油气藏的分布，部分区域为逆断层所阻断，在平缓低孔、低渗的油气层中形成油气水关系复杂的多相油气系统。

暗色烃源岩蒸发式生、排烃

元坝地区发育雷口坡组—须家河组海、陆交互相层系，烃源岩广泛分布，且与上覆储集层整合接触。须家河组暗色泥质及煤系烃源岩埋深至生烃门限后，层状烃源岩大范围生烃，且整体向上下蒸发式排烃。须家河组内部由于须二段、须四段具备良好的储集性能(图2)，因此须二段、须四段成为油气聚集的场所。而雷口坡组四段上部的部分区域由于抬升剥蚀，形成了白云岩的古风化壳，发育溶蚀孔、洞及裂缝，且须家河组生排烃时期晚于雷口坡组古风化壳的形成时期，因此，该时期也具备捕获油气的能力。值得一提的是，此时须家河组烃源岩生排烃模式有别于生烃灶中心排烃，为层状蒸发式排烃，且上覆、下伏地层可以分别捕获运移至其中的油气。

多相共生成因机制

砂质碎屑流理论是对经典浊流理论的部分否定与新发展，可以揭示陆相湖盆中心水下坡折带砂体的分布特征与形成机制，从而扩大了陆相油气勘探的新领域。元坝地区中浅层经历了陆相沉积过程，尤其是须家河组发育着从湖泊相—三角洲相—沼泽相—河流相较完整的陆相沉积序列。综合分析岩性特征和区域构造特征可知，秦岭—大别造山带的隆升、雪峰隆起的演化以及龙门山的形成，盆山耦合式地控制着元坝地区须家河组时期以后最大湖泛面的升降，进一步形成该区特有的沉积特征与储层性质。三角洲前缘由于沉积物的快速大量堆积，堆积的沉积物一旦超过动态平衡并在外界触发机制的影响下就会沿着坡折带向着湖底崩塌、滑动。这些沉积物可叠置在浊流沉积物之上，也可叠置在底流沉积物之上，形成共生关系，以至于横向上连片分布且纵向上延伸不远。底流、浊流、砂质碎屑流构成的沉积体系随着以后成岩作用的演化可形成不同类型的岩石，如纹层状粉细砂岩、递变层理砂岩、块状砂岩和含泥砾砂岩，也就形成了现今的须家河组二段、四段砂岩储层，但不同的砂岩之间存在着渗透率级差。须一、须三、须五段时期由于最大湖泛面的上升或下降，从而在元坝地区形成优质的暗色泥质及煤系烃源岩层。众多物理模拟实验证明砂体的渗透率级差控制着非均质性砂体内的天然气成藏。而成藏圈闭的实质是物性遮挡，即致密性砂体中有渗透率相对较大的低致密性砂体。因此成藏圈闭的边界不是很明显，而是由渗透率级差决定着成藏圈闭的界线分布。成藏过程可分为3个阶段(图3):①须家河组烃源岩深埋成岩达到生烃门限后生烃增压，砂泥岩差异压实形成的源储压力差成为生排烃的运聚动力，由于扩散作用生排烃产生的油气呈层状蒸发式弥漫运移至上下储集层中，包括须家河组致密性砂体、雷口坡组白云岩风化壳(图3a);②由于后期的构造调整，生排烃的同时须家河组致密性砂体中的油气进入到差异聚集阶段，即致密性砂体中的油气汇聚到物性更好的砂体中，由砂中进入到砂中好砂，由此形成圈闭界线随时间变化的动态圈闭(图3b);③由于中浅层中、小断层仅错断雷口坡组顶部至千佛崖组底部地层，因此中浅层油气藏进入到后期成藏保存阶段，这些中、小断层构成了油气二次运移的良好通道，并随着须家河组油气藏压力变化和后续油气补给情况而对自流井组、千佛崖组油气成藏产生一定的影响，形成油－气－水－干层共生或同层的多相成藏系统(。元坝地区中浅层油气藏的成因、成藏和分布机制较为复杂，其有别于以往传统意义的岩性油气藏。基于以上认识和分析，可将其归结为致密砂岩油气藏的类型(图4)，其油气富集受致密性砂体的渗透率级差严格控制，也受断裂、裂缝等构造作用的局部控制，同时也与溶蚀孔、洞等油气储集性能有关。

结论与意义

根据区域地质背景和构造沉积特点，对元坝地区致密砂岩油气藏的基本特征进行了分析，同时也对该区致密砂岩油气藏的成藏机理进行了解剖，确定了元坝地区中浅层油气藏为致密砂岩油气藏及其多次运移的结果。由此可以得出致密砂岩油气藏的定义，即致密砂岩中有非致密砂岩储集体，其中由渗透率级差、孔隙连通性等因素决定着油气连续聚集且边界变化的动态圈闭油气藏。由此，元坝地区致密砂岩油气藏的发现对于进一步扩大川东北油气勘探的胜利成果，进一步建立川东北油气资源的接替阵地有着十分重要的意义。