高 校 地 质 学 报
Geological Journal of China Universities
2011 年 6 月，第 17 卷，第 2 期，161-169页June 2011，Vol. 17， No.2， p. 161-169叠合盆地油气成藏体系研究思路与方法
——以准噶尔盆地中部地区油气藏为例
金之钧
中国石油化工股份有限公司 石油勘探开发研究院，北京 100083
摘要：以准噶尔盆地中部地区油气藏为例，阐述了叠合盆地油气成藏体系研究的基本思路和方法，归纳为“一个中心，两条途径”。一个中心是指以油气藏为中心进行剖析研究，两条途径是指采用有机和无机地球化学相结合的研究方法。在准噶尔盆地中部地区的实例研究结果表明，根据原油的有机（生物标志物）地球化学分析，研究区至少存在2大油气成藏体系，即盆1井西凹陷东环带地区二叠系成藏体系、莫索湾中东部地区二叠系和侏罗系成藏体系。再通过无机地球化学（储层成岩方解石）分析，发现研究区还存在另外2个成藏体系，即东道海子凹陷周边地区二叠系和侏罗系成藏体系、石东地区二叠系成藏体系。在此基础上，进一步评价了各成藏体系中的油气潜力，以为区域油气勘探提供参考。因此，油气成藏体系的研究有助于加强对勘探的指导；有机和无机地球化学相结合的研究方法相互补充，是对过去通常主要根据有机地球化学方法进行分析的拓展与补充完善，形成了新认识，值得在今后的油气成藏体系研究中加强深入探索。关键词：油气成藏体系；叠合盆地；有机和无机地球化学；准噶尔盆地中部地区
中图分类号：P618.13 文献标识码：A 文章编号： 1006-7493（2011）02-0161-09
Abstract: The basic method in studying petroleum accumulation system in superimposed basins was demonstrated by a case investigation in petroleum reserviors of the central Junggar Basin. The method can be summarized into two points. The first is that the study is focused on petroleum reserviors. The second is that both organic and inorganic geochemical methods are used. The case study in the central Junggar Basin shows that the area has at least two petroleum accumulation systems according to the organic (biomarker in particular) studies, i.e., the Permian system in the eastern area to the Penyijingxi sag, and the Permian and Jurassic system in the middle -eastern Mosuowan area. The study using inorganic geochemical method on reservoir diagenetic calcite shows that the area has two additional petroleum accumulation systems, i.e., the Permian and Jurassic system in the surrounding area of the Dongdaohaizi sag and the Permian system in the Shidong area. Moreover, the potential of retaining oil and gas for each petroleum accumulation system was assessed to provide information for the exploration. Therefore, it is concluded that the research method of petroleum accumulation system can help to improve the guidance on petroleum exploration, and the organic and inorganic geochemical methods are complementary to each other. In particular, the new application of the inorganic geochemical method is a supplement to and improvement for the previously and commonly used organic geochemical method, and thus deserves to be studied further.
JIN Zhi -jun
Research Institute of Exploration and Development, SINOPEC, Beijing 100083, China
Methods in Studying Petroleum Accumulation Systems in a Superimposed Basin: A Case Study of Petroleum Reserviors in the Central Junggar Basin
高 校 地 质 学 报17卷2期162
Key words:petroleum accumulation system; superimposed basin; organic and inorganic geochemistry; central Junggar Basin Author: Jin Zhi-jun, Professor. E-mail: jinzj@https://www.doczj.com/doc/9e10365897.html,
油气勘探实践与基础地质研究表明，系统论思想对于准确认识油气地质条件，提高勘探成功率具有重要指导意义。其中，国外学者提出的“含油气系统”理念具有“里程碑”式的意义，其核心是“从源到藏”，即确定某一烃源岩后，再找到与之匹配的油气藏，确定二者之间相联系的一切必要地质条件后即可划分出一个含油气系统，据此指导油气勘探（Magoon and Dow， 1994）。然而，复杂构造背景下发育的含油气盆地（叠合盆地）大多经历过多期构造演化，成藏过程复杂，一方面常出现“多源”、“多期“特点，另一方面有的油气田（藏）甚至难于精确定“源”，所以使得对含油气系统理论的应用受到了限制，主要表现为多个含油气系统在空间上发生叠置，不同含油气系统之间的油气发生混合，从而导致难以准确确定和划分不同含油气系统（金之钧和王清晨，2004）。有鉴于此，一些学者提出了“复合含油气系统”的概念，它将多个空间上叠置、交叉和混聚的简单含油气系统归并为一个统一的“复合含油气系统”（赵文智和何登发，2000）。“复合含油气系统”至少具有一个烃源灶、多套烃源岩、多期成藏期、多个成藏关键时刻和关键事件、存在不同程度的油气混聚现象。此后，针对实际油气勘探中，钻探揭示的烃源岩样品通常有限，而勘探工作面对的主要目标是油气藏，因此金之钧等（2003）建议以油气藏为中心进行解剖，提出“油气成藏体系”的理念，它与(复合)含油气系统以烃源岩为中心进行归类划分不同，成藏体系以藏为中心进行研究，包括形成油气藏的一切必要地质要素和作用：烃源流体（含油气流体）、输导体系、保存体系等。一个油气成藏体系可以含有来自多套烃源岩层的含油气流体，一个烃源岩层也可以对多个油气成藏体系形成含油气流体贡献。
在油气成藏体系的研究思路指导下，近年来在部分盆地开展油气成藏研究，取得了良好效果。然而在实践中也遇到一些问题，特别是对于我国中西部的含油气盆地，原油混源现象普遍，在成藏体系研究中，通常采用的有机地球化学方法碰到了一些困难，主要表现在油气的成因类型难于精细划分，进而导致成藏体系划分的不确定性（李素梅等，2010；陶国亮等，2010）。本文以准噶尔盆地中部地区的油气藏为例，应用金之钧等（2003）提出的叠合盆地油气成藏研究思路方法展开分析，并在已有传统有机地球化学研究的基础上，新提出应用无机地球化学的分析手段，因而是对过去工作的新拓展与丰富完善，并可归纳为“一个中心，两条途径”，一个中心指剖析研究中以油气藏为中心，两条途径指采用有机和无机地球化学相结合的研究手段。
1 地质背景
准噶尔盆地是我国西部典型的叠合含油气盆地，油气成藏具有多源、多期、多破坏调整等基本特征，是复杂构造背景下石油地质基础科学研究的热点地区（张义杰等，2010）。盆地中部地区（图1a）是当前盆地油气重要的勘探对象，长期以来一直认为是以盆1井西凹陷为主要的生烃凹陷，主要发育了二叠系下统风城组（P1f）和中统下乌尔禾组（P2w）两套烃源岩层（图1b），因此认为至少存在风城组和下乌尔禾组两个含油气系统（王绪龙，2001）。研究发现，腹部地区的原油基本是由风城组原油和下乌尔禾组原油以不同比例混合而成，有风城组原油的构造通常就有下乌尔禾组原油，反之亦然。因此，两个含油气系统的分布范围基本重合，较难区分，这给通过含油气系统来研究油气成藏带来了难度（张义杰和柳广弟，2002）。
最近，在研究区莫索湾凸起的东南翼，还发现了新的原油类型，即来自侏罗系的原油（如东道2井；尹伟等，2005；陶国亮等，2008），考虑到盆1井西凹陷的侏罗系烃源岩由于埋藏较浅，尚未达到大量生排烃演化阶段①，因此这一侏罗系原油很可能来自其它凹陷，说明除了过去认为的盆1
163
金之钧等：叠合盆地油气成藏体系研究思路与方法2 期井西凹陷复合含油气系统外，还存在其它的含油气系统。此外，在原有的油气系统研究中，石西地区和石东地区因位于同一个构造鼻凸（石西凸起），所以被划归同一油气系统，但石东凸起的油气聚集量要比石西凸起少得多，迄今尚无规模性的油气田（藏）发现，这也给原有的油气系统划分方案提出了进一步深入研究的必要。以上皆是通过传统含油气系统研究较难解决，而在本次油气成藏体系研究中需要解决的问题。
2 油气有机地球化学与成因类型研究
如图1b，研究区根据三套区域性盖层，包括上三叠统白碱滩组（T 3b），上侏罗统三工河组三段（J 1s 3），上白垩统吐谷鲁群（K 1tg），可从垂向上划分出3个油气成藏组合，分别是下组合（C-T，以T 3b为区域性盖层）、中组合（J 1b-J 1s 21，以J 1s 3为区域性盖层）、上组合（J 2x-K 1tg，以K 1tg上部为区域性盖层）。总体而言，这3个油气成藏组合在油气分布以及油气水的基本性质上均有所差异。其
中，中上组合因埋藏较浅所以油气勘探程度较高，勘探效果也较好，因此本文以中上组合中发现的油气为例展开油气有机地球化学与成因类型研究，以为成藏体系划分提供依据。
根据油气的生物标志物地球化学组成，结合其它地球化学特征，认为全区至少存在3大成因类型的油气。
首先是莫索湾凸起东部地区的油气可能是以侏罗系来源为主，或混有部分二叠系的油气。如图2a，在生物标志物组成上，以东道2井为代表，这种类型原油的典型特征是胡萝卜烷丰度异常低，几无检出，并且三环萜烷和孕甾烷的丰度也都很低，明显区别于研究区二叠系来源油气的特征，反映了特定的油源母质类型（王绪龙，2001）。需要注意的是，由于侏罗系原油成熟度相对二叠系要低，因此一旦这两种原油混合后，因成熟度较低原油中的生标浓度较高，所以混源油仍会表现出“似侏罗系原油”的特征面貌，但这并不能否定二叠系的油源贡献。实际上，根据地质背景，阜康凹陷中广泛发
图1 准噶尔盆地中部地区油气成藏体系分布（a）和地层剖面柱状示意图（b）
Fig. 1 Distribution of petroleum accumulation systems (a) and generalized stratigraphy (b) in the central Junggar Basin
（b）
高 校 地 质 学 报17卷2期
164育了二叠系的优质烃源岩①，所以并不能完全排除二叠系原油混入的可能。
其次是莫索湾中部地区的油气（西部地区也有一些发现），可能来自于南端阜康—沙湾凹陷的二叠系。如图2b，以莫201井为代表，原油密度高达0.90 g/cm 3，但其生标谱图中并未发现25-降藿烷系列，反映原油的原生成因，其它典型特征包括同位素较轻（通常低于-29‰），表现出偏腐泥型有机质生油的特征，Pr/Ph在1.50左右，生物标志物中检出了较高丰度的胡萝卜烷系列，C 20，C 21，C 23三环萜烷系列呈上升型，这在其它地区的侏罗系中组合（特别是三工河组）中是不多见的。因此，该种类型原油与来自盆1井西凹陷原油的油源区很可能不同。根据地质背景，鉴于莫索湾西部和中部地区均发现了这类原油，并且中部地区发现较多，所以推断其油源区来自南侧阜 第三类主要是发现于莫索湾西部和中部地区，及其北侧的莫北、石西等地区的原油，油源主要来自于盆1井西凹陷。这类原油的生物标志物有2大典型特征：胡萝卜烷系列丰度低，C 20，C 21，C 23三环萜烷呈山峰型分布（图2c），这与莫索湾中部地区常规原油（密度<0.87 g/cm 3）的特征有差异（图2b，2c）。
综合上述，莫索湾西部及其以北地区因邻近盆1井西凹陷，所以其油源来自盆1井西凹陷二叠系，此外，在莫索湾西部地区可能有来自南侧阜康—沙湾凹陷二叠系原油的贡献。相比而言，在莫索湾中部和东部地区，原油主要来自南侧阜康—沙湾凹陷，并且越往东侧，因侏罗系烃源岩相对发育，所以来自侏罗系的原油组分越来越多。
根据上述分析，可将研究区总体划分出2个成图2 准噶尔盆地中部地区三类典型原油的生物标志物地球化学组成特征
Fig. 2 Biomarker compositions of three representative type oil in the central Junggar Basin
165
金之钧等：叠合盆地油气成藏体系研究思路与方法
2 期
其它地区的成藏体系。按油气成藏体系的研究思路，对油气成藏的解剖应针对不同的成藏体系。然而，目前在莫北凸起的东侧，即环东道海子凹陷周边地区，以及石东地区，尽管已有一定的勘探工作量，但勘探效果却与期望相距甚远，反映可能存在不同的成藏体系。但这种成藏体系研究难于通过常规生物标志物（有机）地球化学方法进行研究，这实际上反映了不同凹陷中的烃源岩母质类型可能相差不大。因此，需要探索新的研究方法来进行油气成藏体系研究。
3 无机地球化学与油气运移方向研究
针对以上通过常规有机地球化学方法在研究油气成藏体系时出现的问题，本文新提出应用无机地球化学方法，即通过储层成岩方解石中的Mn 元素含量来进行油气运移方向的研究（Cao et al，2007；曹剑等，2009），以进一步与有机地球化学方法相互补充，深入查明油气成藏体系的全貌。
3.1 基本原理
前述分析表明，研究区的油源主要来自二叠系，二叠系发育了大量的火山岩物质。因此，当二叠系油源流体演化到成烃高峰期时，与火山物质的长期作用，孔隙流体中会富集与火山物质相关的元素组分，Mn就属于这类典型的元素组分（Cao et al.，2007；曹剑等，2009）。这种深部含油气流体运移进入浅部储层过程中，与围岩发生水岩反应，在溶解碳酸盐和长石类矿物的同时，发生化学扩散作用，使得方解石胶结物（脉）中富Mn，有时还促使富Mn方解石沉淀，从而留下油源流体活动的痕迹。另一方面，随着运移时间和运移距离的不断增大，深源富Mn油源流体与浅部贫Mn地层流体的混合程度不断加大，使得胶结物中的Mn含量逐渐降低。而原油中的微量金属元素主要分布于沥青质中，沥青质大分子在运移途中易被围岩矿物吸附，因此沿原油运移方向，随运移距离的增大，原油中的金属元素丰度会逐渐降低，进而从原油转移到方解石中的Mn元素丰度也会随之下降。由此可见，方解石中Mn元素丰度下降的方向可能指示着原油运移方向，并且通过对Mn元素丰度变化的精细分析，亦可研究油气运移途径或通道。
3.2 莫索湾地区
在莫索湾地区，选取了一条NW-SE向的连井剖面进行分析（盆5—盆7—莫4—莫13—芳2—东道2）（图3），结果发现，在中浅层的主要储层白垩系清水河组（K1q）和侏罗系三工河组（J1s）中，储层成岩方解石微量元素Mn的含量表现出分段变化。盆5井、盆7井由于位置紧邻盆1井西凹陷，且处于油源断裂附近，含油气流体活动强烈；表现出Mn含量普遍较高，达到2.0%以上，并在物性较好的J1s22储层中表现尤为明显。凸起中部莫4井区离生烃凹陷距离比较远，并无主要断裂，
高 校 地 质 学 报17卷2期166
含油气流体主要运移通道可能是以不整合和优质输导层为主，流体活动强度比较微弱，成岩方解石中的Mn元素含量低于1.0%，低于莫13井相应层位的值2.3%~3.0%；流体作用强度逐渐减弱，因此指示主要油气运移方向为由南向北。凸起中东部芳2井受断裂影响明显，流体活动强度比较高，在不整合附近成岩方解石中的Mn元素含量达到1.6%~1.8%；相比而言，三工河组J1s储层样品中的Mn元素含量偏低，大多集中在0.6%~0.8%之间，反映了流体活动强度的差异。在凸起东端东道2井，白垩系中成岩方解石的Mn元素含量最高可近2.0%，反映了较强的流体活动强度。考虑到剖面两侧均是较强的供烃凹陷，含油气流体在不同部位运移的主要通道有所差别。不同来源的含油气流体大致在盆7井到莫4井区间交汇。
莫索湾凸起周边的主要凹陷是西侧的盆1井西凹陷和南侧的阜康（—沙湾）凹陷，如果莫索湾凸起上的油气，特别是中东部的油气是来源于盆1井西凹陷，那么含油气流体应该由西向东运移。若如此，含油气流体与地层流体的混合效应，以及微量元素的运移效应将会使得Mn含量的变化呈现由西向东递减，至少不会出现西低东高的分布格局。然而，莫索湾凸起侏罗—白垩系储层样品中的Mn含量变化趋势正相反，说明中东部的含油气流体不是从西部而来，而是来自南部阜康凹陷。因此是阜康凹陷控制了莫索湾凸起上特别是中东部地区的油气分布，来自盆1井西凹陷和阜康凹陷油气充注的前锋交汇点可能在中间地段的莫13井与莫4井区周围。这一认识与前述有机地球化学的分析结果相吻合，反映了无机地球化学分析方法的有效性。
3.3 莫北地区
图4为一条横跨莫北凸起东西两翼的连井剖面，其中，莫北2井相对最为靠近盆1井西凹陷，莫北16井则与东道海子凹陷相距较近。莫北2井白垩系成岩方解石中的Mn元素含量为1.4%~3.6%，平均2.5%，侏罗系三工河组成岩方解石中的Mn元素含量均值1.8%，最高2.31%；中部莫北7井三工河组样品中Mn元素含量的变化范围为1.7%~2.9%，均值2.8%；莫北15井三工河组样品中的Mn元素含量均值1.5%，最高2.52%。因此，从莫北2井向东至莫北15井，三工河组样品中的Mn元素含量变化幅度不大，其最高值在2.5%左右，反映出流体的强烈作用。但在进一步向东道海子方向的莫北16井，三工河组样品中的Mn元素含量明显降低，平均值仅有0.65%，最高值也小于1.0%，表明含油气流体很可能未曾波及到莫北16井周边地区。
如果东道海子凹陷的含油气流体曾向莫北凸起上运聚成藏，则如同在莫索湾地区的分析类似，理应存在一个Mn含量逐渐降低的运移指向，即莫北16井由于近源（东道海子凹陷），其Mn 含量应该处于高值区，并且在莫北凸起东西方向上，储层成岩方解石中的Mn元素含量应表现为两侧高中间低的特征，或者整个凸起均为高值区。
167
金之钧等：叠合盆地油气成藏体系研究思路与方法
2 期
但实际情况仅表现出西高东低的趋势，表明莫北凸起上含油气流体的运聚指向是由西向东。因此，从含油气流体的活动特征来看，东道海子凹陷的含油气流体似乎少有向莫北凸起上运移的迹象，盆1井西凹陷仍是莫北凸起上含油气流体的主要来源。莫北凸起东侧勘探效果不好的一个重要原因可能是随来自盆1井西凹陷油气运移距离的增大，充注强度变弱，而这里又不处于东道海子凹陷的主排烃方向。这一认识在前述的有机地球化学分析中未得到充分解析，充分展示了无机地球化学分析所具有的优势。因此，在东道海子北坡地区，可能存在一个新的成藏体系，其油源，根据地质背景分析，可能包括二叠系和侏罗系①。3.4 石东地区
图5为一条石东地区南北向的连井剖面，穿过石东2井-石东4-石东1-石东6井，其中，石东2井无论是侏罗系还是白垩系储层，其中成岩方解石样品中的Mn元素含量均高于1.0%，白垩系储层样品中的Mn元素含量平均值1.3%，最高1.73%，而侏罗系储层样品中的Mn元素含量平均值高达6.0%。向北至石东4，石东1，石东6井，侏罗和白垩系储层样品中的Mn元素含量最高值均在1.0%以下，其中，最北端的石东6井平均值只有0.35%，最高值也只有0.58%，而处于石东2和石东6井之间的石东4井，其侏罗系储层样品中的Mn元素含量最高值也只达到0.94%。因此，在这条南北向剖面上，侏罗和白垩系储层成岩方解石中的Mn元素的含量变化表现出由南向北逐渐降低的特点。考虑到Mn元素含量降低的方向反映了流体的运移趋势，因此石东地区除了过去认为由石西地区而来SW-NE向的油气运移指向外，很可能还存在SN向的运移趋势。与前述莫北地区的分析情况类似，这在前述的有机地球化学分析中未得到充分解析，展示了无机地球化学分析所具有的优势。
4 成藏体系划分与意义
综合上述，从有机地球化学与无机地球化学两个方面的认识，可见盆1井西凹陷是研究区油气的主要来源，包括环盆1井西凹陷的广大地区，如莫索湾西部、莫北、石西地区；阜康（—沙湾）
图5 石东地区SN向连井剖面储层成岩方解石Mn元素含量分布
Fig. 5 Mn content of reservoir diagenetic calcite along the S-N direction in the Shidong Uplift
高 校 地 质 学 报17卷2期168
凹陷对莫索湾凸起，特别是中东部地区形成了油气贡献；东道海子凹陷对莫北凸起东侧的油气贡献较小；而石东地区可能有来自南侧的油气贡献。其中，常规有机地球化学方法揭示的成藏体系主要包括2个，即盆1井西凹陷东环带地区二叠系成藏体系、莫索湾中东部地区二叠系和侏罗系成藏体系。相比而言，无机地球化学方法又揭示出了2个新的成藏体系，分别是东道海子凹陷周边地区二叠系和侏罗系成藏体系、石东地区二叠系成藏体系。可见，有机和无机地球化学相结合的研究方法相互补充，是对过去通常主要根据有机地球化学方法进行分析的拓展与补充完善，特别是无机地球化学方法研究形成了新认识，值得在今后的油气成藏体系研究中加强深入探索。
据此，将研究区划分出4个成藏体系，不同成藏体系具有不同的的油气勘探潜力。
4.1 盆1井西凹陷东环带地区二叠系油气成藏体系 盆1井西凹陷东环带二叠系成藏体系是研究区重要的油气聚集区，烃源岩为二叠系下统风城组和中统下乌尔禾组，油气藏主要分布在石炭系和侏罗系—白垩系两套储层中，主要存在两期成藏和两期调整过程（张义杰等，2010），油气运聚受扭动断裂体系控制（何登发等，2005a），同时受车莫古隆起造成的侏罗系褶皱与断阶构造制约（何登发等，2005b）。该区浅部侏罗系—白垩系储层油气勘探程度较高，此外，风城组油气组分普遍具有受到降解的特征，表现为从深部调整上来的特征（王绪龙，2001），因此，在勘探领域方向上，深部储层在保存条件较好处有可能存在大量以风城组油气占优势的油气藏。
4.2 莫索湾中东部地区二叠系和侏罗系成藏体系 大致包括盆1—盆4井区，向东经芳2井到东道2井区，向南与阜康凹陷相连。前文有机地球化学分析表明，莫索湾凸起中部的一些二叠系油源并不是来自西部的盆1井西凹陷，而是来自南部的阜康凹陷。实际上，阜康凹陷是准噶尔盆地二叠系烃源岩的重要分布区①，而莫索湾凸起靠近阜康凹陷二叠系烃源岩生烃区，加之白垩纪以来油气总体运移方向是由南而北（王绪龙，2001），因此莫索湾凸起南侧是接受阜康凹陷二叠系油气充注的有利位置。此外，这里也是侏罗系低熟－成熟油的汇聚场所②，所以油源条件良好，可望是今后油气勘探值得探索和重视的重要地区。
4.3 东道海子凹陷周边地区二叠系和侏罗系复合成藏体系
主要包括莫北凸起东侧，向东到滴西地区。由于自白垩纪初期开始，整个准噶尔盆地开始显现由南向北掀斜趋势（何登发等，2005），盆1井西凹陷的油气已经很难越过莫北凸起到其东侧。此外，东道海子凹陷内二叠系平地泉组和侏罗系烃源岩规模不大，难与盆1井西凹陷和阜康凹陷内的烃源岩相比，而且其主排烃方向是向东②，因此该成藏体系勘探潜力较小。
４.4 石东地区二叠系成藏体系
主要指石东地区的南斜坡。前文无机地球化学研究表明，南侧可能有油气的运移指向，根据地质背景分析，为二叠系来源的油气①。但总体而言，南侧滴水泉凹陷中以发育石炭系烃源岩为主，虽也有一些二叠系的烃源岩发育，但总体质量不好，并且凹陷面积较小，因此其生排烃量总体也较小（王绪龙等，2010）。加之白垩纪后来自南侧的油源充注强度也不高（王绪龙，2001），故该成藏体系的勘探潜力较小。
5 结论
1）根据原油有机（生物标志物）地球化学分析，准噶尔盆地中部地区（主要是中浅层）至少存在3种成因类型的原油，分别来自盆1井西凹陷二叠系、阜康（—沙湾）凹陷二叠系、阜康凹陷侏罗系。因此，研究区至少存在2大油气成藏体系，即盆1井西凹陷东环带地区二叠系成藏体系、莫索湾中东部地区二叠系和侏罗系成藏体系。
2）根据储层成岩方解石的无机地球化学分析，准噶尔盆地中部地区除了原油有机（生物标志物）地球化学分析揭示出的2大油气成藏体系外，还可能存在东道海子凹陷周边地区二叠系和
① 王绪龙, 况军, 杨海波, 等. 2000. 准噶尔盆地第三次油气资源评价. 新疆油田公司勘探开发研究院内部科研报告.
169
金之钧等：叠合盆地油气成藏体系研究思路与方法
2 期
侏罗系成藏体系、石东地区二叠系成藏体系。
3）有机和无机地球化学相结合的方法，揭示了研究区主要存在4个油气成藏体系，评价了各成藏体系中的油气潜力，提出盆1井西凹陷东环带成藏体系的深层、莫索湾凸起中东部地区的多层系具有良好勘探潜力，相比而言，东道海子凹陷周边和石东地区成藏体系中的潜力较低。
4）以准噶尔盆地中部地区油气藏为例，展示了叠合盆地油气成藏体系研究的基本思路和方法，可归纳为“一个中心，两条途径”，一个中心指以油气藏为中心进行剖析研究，两条途径指采用有机和无机地球化学相结合的研究手段，这对过去通常主要根据有机地球化学手段进行分析，但存在不确定性的方法是新的拓展与补充完善。
致谢：工作执行与文章撰写过程中参考/使用了一些中石油与中石化的科研资料，诚挚谢意！
参考文献：
曹剑 , 胡文瑄, 姚素平, 等. 2009. 准噶尔盆地储层中的锰元素及其原油运移示踪作用[J]. 石油学报, 30 (5): 705-710.
何登 发, 况军, 吴晓智, 等. 2005a. 准噶尔盆地莫索湾凸起构造演化动力学[J]. 中国石油勘探, 10(1): 22-33.
何登 发, 翟光明, 况军, 等. 2005b. 准噶尔盆地古隆起的分布与基本特征[J]. 地质科学, 40(2): 248-261.
金之 钧, 王清晨. 2004. 中国典型叠合盆地与油气成藏研究新进展——以塔里木盆地为例[J]. 中国科学(D辑), 34(增刊I): 1-12.金之 钧, 张一伟, 王捷, 等. 2003. 油气成藏机理与分布规律[M]. 北京: 石油工业出版社: 1-338.
李素 梅, 庞雄奇, 杨海军, 等. 2010. 塔里木盆地海相油气源与混源成藏模式[J]. 地球科学(中国地质大学学报), 25(4): 663-673.
陶国 亮, 胡文瑄, 曹剑, 等. 2008. 准噶尔盆地腹部侏罗系原油勘探前景探讨[J]. 地质论评, 54(4): 477-484.
陶国 亮, 秦建中, 腾格尔, 等. 2010. 塔河油田混源油地球化学及多元数理统计学对比研究 [J]. 高校地质学报, 16(4): 527-538.
王绪 龙. 2001. 准噶尔盆地盆1井西凹陷区油气源与成藏研究[D]. 南充: 西南石油学院: 88-102.
王绪 龙, 赵孟军, 向宝力, 等. 2010. 准噶尔盆地陆东—五彩湾地区石炭系烃源岩[J]. 石油勘探与开发, 37(5): 523-530.
尹伟 , 郑和荣, 孟闲龙, 等. 2005. 准噶尔盆地中部原油地球化学特征 [J]. 石油与天然气地质, 26(4): 461-466.
张义 杰, 曹剑, 胡文瑄. 2010. 准噶尔盆地油气成藏期次确定与成藏组合划分[J]. 石油勘探与开发, 37(3): 257-262.
张义 杰, 柳广弟. 2002. 准噶尔盆地复合油气系统特征、演化与油气勘探方向[J]. 石油勘探与开发, 29(1): 36-39.
赵文 智, 何登发. 2000. 中国复合含油气系统的概念及其意义[J]. 勘探家, 5(3): 1-12.
References:
Cao J i an, Hu Wenxuan, Yao Suping, et al. 2007. Mn content of reservoir calcite cement: A novel inorganic geotracer of secondary petroleum
Science in China (Series D), 50(12): 1796-1809.
Cao J i an, Hu Wenxuan, Yao Suping, et al. 2009. Manganese in reservoir calcite cement and its implication for tracing oil migration in Junggar basin [J]. Acta Petrolei Sinica, 30(5): 705-710. (in Chinese with English abstract)
He D e ngfa, Kuang Jun, Wu Xiaozhi, et al. 2005a. Dynamics for mosuowan uplift structural development in Junggar basin [J]. China Petroleum Exploration, 10(1): 22-33. (in Chinese with English abstract)
He D e ngfa, Zhai Guangming, Kuang Jun, et al. 2005b. Distribution and tectonic features of paleo-uplifts in the Junggar basin [J]. Chinese Journal of Geology, 40(2): 248-261. (in Chinese with English abstract)
Jin Z h ijun and Wang Qingchen. 2004. New progresses in research of China
,
s typical superimposed basins and reservoiring of hydrocarbons: taking Tarim basin as an example [J]. Science in China Series (D-Earth Sciences), 34(Suppl I): 1-12. (in Chinese) Jin Z h ijun, Zhang Yiwei, Wang Jie, et al. 2003. Hydrocarbon Accumulation Mechanism and Oil/Gas Distribution [M]. Beijing: Petroleum Industry Press: 1-338. (in Chinese)
Li Su m ei, Pang Xiongqi, Yang Haijun, et al. 2010. Generation, migration and accumulation model for the marine oils in the Tarim basin [J].
Earth Science—Journal of China University of Geosciences, 25(4): 663-673. (in Chinese with English abstract)
Mago o n L B and Dow W G. 1994. The petroleum system: from source to trap [J]. AAPG Memoir, 60 : 655.
Tao G u oliang, Hu Wenxuan, Cao Jian, et al. 2008. Exploration prospect of Jurassic source derived oils in the central Junggar basin, NW China [J]. Geological Review, 54(4): 477-484. (in Chinese with English abstract)
Tao G u oliang, Qin Jianzhong, Tenger, et al. 2010. Comparative study of geochemistry and multivariate data analysis on mixed oils accumulated in ordovician reservoir in Tahe oilfield, Tarim basin, NW China [J]. Geological Journal of China Universities, 16(4): 527-538. (in Chinese with English abstract)
Wang X ulong. 2001. Hydrocarbon accumulation and petroleum source in the Pingyijingxi sag petroleum system of the central Junggar basin
[D]. Nanchong: PhD. Dissertation of Southwest Petroleum Institute:
88-102. (in Chinese with English abstract)
Wang X ulong, Zhao Mengjun, Xiang Baoli, et al. 2010. Carboniferous source rocks in the Ludong-Wucaiwan area, Junggar basin, NW China [J]. Petroleum Exploration and Development, 37(5): 523-530. (in Chinese with English abstract)
Yin W e i, Zheng Herong, Meng Xianlong, et al. 2005. Geochemical behaviors of crude oils in central Junggar basin [J]. Oil and Gas Geology, 26(4): 461-466. (in Chinese with English abstract) Zhang Y ijie, Cao Jian and Hu Wenxuan. 2010. Timing of petroleum accumulation and the division of reservoir-forming assemblages, Junggar basin, NW China [J]. Petroleum Exploration and Development, 37(3): 257-262.
Zhang Y ijie and Liu Guangdi. 2002. Characteristics and evolution of composite petroleum systems and the exploration strategy in Junggar basin, northwest China [J]. Petroleum Exploration and Development, 29(1): 36-39. (in Chinese with English abstract) Zhao W enzhi and He Dengfa. 2000. Concept and its significance of composite petroleum systems in China [J]. Petroleum Explorations, 5(3): 1-12. (in Chinese with English abstract)
油田开发中油藏工程技术方法的应用及其发展
油田开发中油藏工程技术方法的应用及其发展 摘要：油藏工程技术是实现油气田开发方案的重要手段,是决定油田产量高低、采油速度快慢、最终采收率大小、经济效益的优劣等重要问题的关键技术。分析了我国采油工程技术发展的5个阶段和各自的工艺技术状况,介绍了与我国油藏相适应的5套油藏工程技术方法,指出了采油工程技术今后发展的必然趋势。 关键词：油藏工程技术应用发展 油藏工程技术发展阶段 一、探索、试验阶段(50年代到60年代初) 1949年9月25日玉门油田获得解放,当时共有生产井48口,年产原油6. 9×104t,再加上延长15口井和独山子11口油井,全国年产原油总计7. 7×104t。1950年进入第一个五年计划时期,玉门油田被列为全国156项重点建设工程项目。一开始油井都靠天然能量开采,压力下降,油井停喷, 1953年在前苏联专家帮助下编制了老君庙第一个顶部注气、边部注水的开发方案。为砂岩油藏配套开采上述技术打下了一定的基础,成为全国采油工程技术发展的良好开端。 二、分层开采工艺配套技术发展阶段(60年代到70年代) 陆相砂岩油藏含油层系多、彼此差异大、互相干扰严重,针对这些特点,玉门局和克拉玛依油田对分层注水、分层多管开采进行了探索。60年代大庆油田根据砂岩油藏多层同时开采的特点,研究开发了一整套以分层注水为中心的采油工艺技术。 1、分层注水
大庆采用早期内部切割注水保持地层压力开采,采用笼统注水时因注入水沿高渗透层带突进,含水上升快,开采效果差,为此开展了同井分层注水技术。 2、分层采油 发挥低渗透层的潜力进行自喷井分采,可分单管封隔器、双管分采和油套管分采三种形式。 3、分层测试 研究发展了对自喷采油井产出剖面和注水井注入剖面进行分层测试、对有杆泵抽油井进行环空测试、油水界面测试及有杆泵井下诊断、无杆泵流压测试等技术。 4、分层改造 压裂酸化工艺是油田增产的重要措施。 二、发展多种油藏类型采油工艺技术(70年代到80年代) 1、复杂断块油藏采油工艺技术 根据复杂断块油藏大小不一、形态各异、断层上下盘互相分隔构成独立的开发单元等特点,采用滚动勘探开发方法,注水及油层改造因地制宜,达到少井多产,稀井高产,形成了复杂断块配套的工艺技术。 2、碳酸盐岩潜山油藏开采技术 潜山油藏以任丘油田为代表,与砂岩油藏完全不同,油气储存在孔隙、裂缝和溶洞中,下部由地层水衬托,成为底水块状油藏。以任丘奥陶系、震旦系油藏为主,初产高、递减快,油田开采中形成了碳酸盐
文章编号：!""!#$%&$（’""(）")#"*++#"( 收稿日期：’""(#"$#’$ 修订日期：’""(#"(#’+ 基金项目：国家“九五”重大科技攻关项目（编号+)"""&）；国家“+&$”重点基础研究发展规划项目（编号,!+++"($$"+）作者简介：刘克奇（!+&(#），男，山东聊城人，在读博士研究生，石油地质。联系电话：!$"!!"(!)() 塔里木盆地塔中地区古生界油气成藏体系 刘克奇!-’，刘玉魁$，敬兵$，杨喜峰( （!.石油大学盆地与油藏研究中心，北京!"’’(+；’.中国石化胜利油田东辛采油厂， 山东东营’*&"+(；$.中国石油塔里木油田分公司勘探开发研究院， 新疆库尔勒%(!"""；(.中国石油吉林油田分公司新木采油厂地质所， 吉林松原!$%"""）摘 要：油气成藏体系是地表以下含油气的自然系统，它包括了形成油气藏的一切必要元素以及这些元素之间有效的 配置结构，其中的元素是烃源岩、输导体系和圈闭。塔中早古生代和晚古生代成藏体系的烃源岩、输导体系和圈闭均为分离状，都属于三位成藏体系，但前者的油气来源单一（单源），后者的油气来源多样（多源），故两者分别被称之为塔中早古生代单源三位成藏体系和塔中晚古生代多源三位成藏体系。烃类流体主要来源于塔中北斜坡烃源岩，烃类流体沿不整合面和志留系砂岩层侧向运移，再沿断裂向上运移，分别为早古生代和晚古生代成藏体系提供油气。关键词：塔里木盆地；早古生代；晚古生代；油气成藏；分析中图分类号：/0!!! 文献标识码：1 !成藏地质条件 塔中低凸起位于塔里木盆地中部，北与满加尔凹陷、南与塘古孜巴斯凹陷、西与巴楚低凸起、东与塔东低凸起相接。东西长约$""23， 南北宽约!)"23，面积约(.%4!"(23’ （图!） 。它分为塔中!号断裂构造带、塔 中北坡及中央断垒带三个构造单元。塔中地区地层发育比较齐全，除了缺失侏罗系和大面积缺失震旦系外，寒武系至古#新近系均有分布。寒武系主要为一套白云岩、泥质白云岩，下奥陶统以白云岩为主，中上奥陶统在塔中!号断裂南北两侧岩性存在显著差异，断裂以南发育台地碳酸盐岩沉积，以北则发育盆地相的砂泥岩建造。志留系、泥盆系主要为滨浅海相碎屑岩沉积。石岩系为开阔台地相与滨浅海相碎屑岩沉积互层，自上而下可分为小海子组、卡拉沙依组及巴楚组。二叠系至古#新近系为陆相盆地沉积，二叠系上部为棕褐色泥岩夹薄层灰色粉细砂岩，中部为火山岩，岩性由玄武岩、凝灰岩组成，下部为棕褐色泥岩、粉砂质泥岩夹灰色细砂岩。中新生界在塔中地区厚近$."23， 总体上为泛滥平原、冲积平原相的陆源碎屑岩沉积，缺失侏罗系。塔中地区不整合主要有寒武系与前 寒武系间的平行不整合、中上奥陶统与下奥陶统间的角度不整合、志留系与奥陶系间的角度不整合、泥盆系与志留系间的平行不整合、石炭系与其下伏地层的角度不整合、白垩系与下伏地层间的角度不整合、古#新近系与其下伏地层间的角度不整合，反映了塔中隆 起演化具有多期构造活动的特点［!#)］ 。 塔里木盆地是复合盆地，具有“五多”特点：构造运动多、油源层系多、生排烃期次多、成藏期多以及运移再分配次数多。盆地具有寒武—奥陶系、石炭—二叠系、三叠—侏罗系三套生油层，岩石类型为暗色泥岩和灰岩。目前所认为的主力烃源岩是寒武—奥陶系。盆地目前已发现的储盖组合，从大的范围看有(套：寒武#奥陶系内幕储盖组合、石炭系与下伏地层储盖组合、侏罗系与下伏地层的储盖组合以及古#新近 第’*卷第)期新疆石油地质 567.’*，86.)’""(年!’月 9:8;:18,<0/=>?0@A ,0>?>,B CDE.’""( 图!塔里木盆地塔中地区构造位置 万方数据
第十章油气藏综合地质研究 通过区域勘探和圈闭预探发现油气田之后，就开始进入油藏评价和开发阶段了。为了评价油藏、指导开发过程并提高开发效益，需要不断地对油气藏进行研究。实际上，油气藏地质研究贯穿于整个油藏评价和开发的全过程。由于各开发阶段的任务和资料基础不同，油气藏研究的内容及研究精度也不同。本章在前述各章的基础上，系统介绍各开发阶段的任务、资料及研究内容。 第一节油气藏开发阶段及任务 广义的开发阶段包括油藏评价、开发方案设计、开发方案实施、开发管理调整等阶段[57]。其中，油藏评价阶段是油气勘探至开发的过渡阶段。 一、油藏评价阶段 油藏评价阶段是指从圈闭预探获得工业性油气流到提交探明储量的油气勘探评价过程。该阶段的主要任务是探明油气藏、评价油气藏和开发可行性评价。 该阶段油藏地质研究的主要任务是描述油气藏的形态和规模、揭示油气藏内部结构和油气分布状况,指导勘探部署,提高勘探程度,以尽可能少的探井控制和探明更多的油气地质储量,并为开发可行性评价提供地质依据。根据勘探进程，该阶段又可划分为两个阶段：第一阶段：以第一口发现井所取得的各项资料为基础,充分利用地震信息，对油气藏类型、储集体规模、油气层分布等进行概要性的描述，提交控制储量和提出评价井井位意见，以优化勘探部署，达到以尽可能少的探井控制更多油气储量的目的。 第二阶段：以油气藏评价井所取得的各种资料为基础，充分发挥地震和多井综合评价的优势，对油气藏结构和参数的分布进行基本的描述，建立油藏概念模型,提交探明储量，并为开发可行性研究及先导开发试验区的选择提供必要的地质依据。 这二个描述阶段既有区别，又相互衔接。随着勘探程度的提高和资料的积累，油藏地质研究要滚动进行，不断提高精度；当勘探目标在两个阶段无明显差别时,可合并描述。 在探明油气藏之后，需对其进行开发可行性评价，主要内容为： ①计算评价区的探明地质储量并预测可采储量； ②提出规划性的开发部署； ③对开发方式及采油工程设施提出建议； ④估算可能达到的生产规模，并进行经济评价。 二、开发方案设计阶段 油藏经过开发可行性研究，被确认为具有开采价值后，即可进入开发设计阶段。在此阶段，主要是通过补充必要的资料，开展各种室内实验、油井试采及现场先导试验，进一步提高对储层的认识程度，保证开发方案设计的进行。 本阶段的主要任务是编制油田开发方案，进行油藏工程、钻井工程、采油工程、地面建设工程的总体设计，对开发方式、开发层系、井网和注采系统、合理采油速度、稳产年限等重大开发战略问题进行决策。所优选的总体设计要达到最好的经济技术指标。因此，总体评价必须保证这些重大开发战略决策的正确性。 372
《油藏工程》综合复习资料 一、填空题 1、在自然地质条件和开采条件下，在油藏中驱油能量一般有：油藏中流体和岩石的弹性能、溶解于原油中的天然气膨胀能、边水和底水的压能和弹性能、气顶气的膨胀能和重力能 2、开发调整的主要类型有层系调整、井网调整、驱动方式调整、工作制度调整和采油工艺调整。 3、油藏动态分析方法一般分为历史拟合、动态预测、校正和完善三个阶段。 4、层系组合与井网部署是相互依存的，但两者各有侧重。层系划分主要解决纵向非均质性问题；井网部署则主要解决平面非均质性问题。 5、采用边缘注水方式时，注水井排一般与油水边界平行，能够受到注水井排有效影响的生产井排数一般不多于 3 。 6、产量递减的快慢取决于递减率、递减指数两个参数的大小。 7、在双重介质试井分析中，先后出现的两条直线斜率的关系是平行，两直线间的纵向截距差反映弹性储容比的大小。 8、动态分析方法计算的地质储量一般__<_（>、=或<）容积法确定的地质储量，因为它一般指__动用_储量。 9、在底水锥进中，锥体的上升速度取决于该点处的势梯度、垂向渗透率。 10、油藏的驱动方式可分为弹性驱动、溶解气驱、水压驱动、气压驱动和重力驱动 11、列举三种以三角形为基础的井网方式反七点（歪四点）、七点系统、交错排状系统 12、在应用渗流阻力法进行反七点面积注水开发指标计算时，见水前从注水井底到生产井底一般视为三个渗流阻力区；见水后从注水井底到生产井底一般视为二个渗流阻力区。 13、在递减指数相同的情况下，初始递减率越大，则产量递减越__快 _，在初始递减率相同的情况下，递减指数越大，则产量的递减速度越慢 _。 14、直线封闭断层附近一口生产井，在试井分析中先后出现两条直线，其中第二条直线的斜率是第一条直线斜率的2 倍。 15、油气藏储量分为预测储量、控制储量、探明储量三级。 16、列举三种以正方形为基础的井网方式五点法、九点法、歪七点法。 17、注水方式分为边缘注水、切割注水和面积注水。 二、名词解释 1、单储系数：单位面积单位厚度油藏中的储量。 2、面积注水：是指将注水井和油井按一定的几何形状和密度均匀的布置在整个开发区上进 行注水和采油的系统。 3、含水上升率：单位时间内含水率上升的值或采出单位地质油藏含水率上升的值。 4、驱动指数：油藏中某一种驱油能量占总驱油能量的百分数。 5、流动系数：为地层渗透率乘以有效厚度，除以流体粘度。 6、采收率：油田报废时的累积采油量占地质储量的百分比。 7、井网密度：单位面积油藏上的井数或单井控制的油藏面积。 8、采油速度：年采油量占地质储量的百分比。 9、注水方式：注水井在油藏中所处的部位及注水井与生产井的排列关系 10、递减率：单位时间内产量的递减分数。 11、基础井网：以某一主要含油层为目标而首先设计的基本生产井和注水井，是开发区的第一套正式井网。
1. 深层油气藏 随着全球油气工业的发展，油气勘探地域由陆地向深水、目的层由中浅层向深层和超深层、资源类型由常规向非常规快速延伸，水深大于3000m的海洋超深水等新区、埋深超过6000m的陆地超深层等新层系、储集层孔喉直径小于1000nm的超致密油气等新类型，将成为石油工业发展具有战略性的“三新”领域。深层将是石油工业未来最重要的发展领域之一，也是中国石油引领未来油气勘探与开发最重要的战略现实领域。 关于深层的定义，不同国家、不同机构的认识差异较大。目前国际上相对认可的深层标准是其埋深大于等于4500m；2005年，中国国土资源部发布的《石油天然气储量计算规范》将埋深为3500~4500m的地层定义为深层，埋深大于4500m的地层定义为超深层；钻井工程中将埋深为4500~6000m的地层作为深层，埋深大于6000m的地层作为超深层。 尽管对深层深度界限的认识还不一致，但其重要性日益显现，目前，已有70多个国家在深度超过4000m的地层中进行了油气钻探，80多个盆地和油区在4000m以深的层系中发现了2300多个油气藏，共发现30多个深层大油气田（大油田：可采储量大于6850×104t；大气田：可采储量大于850×108m3），其中，在21个盆地中发现了75个埋深大于6000m的工业油气藏。美国墨西哥湾Kaskida油气田是全球已发现的最深海上砂岩油气田，目的层埋深7356m，如从海平面算起，则深达9146m，可采储量（油当量）近1×108t。 中国陆上油气勘探不断向深层-超深层拓展，进入21世纪，深层勘探获得一系列重大突破：在塔里木发现轮南-塔河、塔中等海相碳酸盐岩大油气区及大北、克深等陆相碎屑岩大气田；在四川发现普光、龙岗、高石梯等碳酸盐岩大气田；在鄂尔多斯、渤海湾与松辽盆地的碳酸盐岩、火山岩和碎屑岩领域也获得重大发现东部地区在4500m以深、西部地区在6000m以深获得重大勘探突破，油气勘探深度整体下延1500~2000m，深层已成为中国陆上油气勘探重大接替领域[1]。 中国石油天然气股份有限公司的探井平均井深由2000年的2119m增长到2011年的2946m，其中，塔里木油田勘探井深已连续4年超过6000m（见图1.1），且突破了8000m 深度关口（克深7井井深8023m）；东部盆地勘探井深突破6000m（牛东1井井深6027m）中国近10年来完钻井深大于7000m的井有22口，其中，2006年以来完钻19口，占86%目前钻探最深的井是塔深1井，完钻井深8408m，在8000m左右见到了可动油，产微量气，钻井取心证实有溶蚀孔洞，储集层物性较好，地层温度为175~180℃最深的工业气流井是塔里木盆地库车坳陷的博孜1井，7014~7084m井段在5mm油嘴、64MPa油压条件下日产气251×104m3，日产油30t，属典型的碎屑岩凝析气藏；最深的工业油流井是塔里木盆地的托普39井，6950~7110m井段日产油95t、气1.2×104m3。 图1.1 中国石油探井平均井深变化图
第一章油气藏开发地质基础 1.要开发好一个油气田，需要掌握或认清该油气田哪几方面的地质特征？ 答：油气田地质特征大致可以分为以下几个部分： 1)构造特征：地壳或岩石圈各个组成部分的形态及其相互结合的方式和面貌特征的总 称。因此我们需要搞清楚油气藏的构造类型及形态、断层性质及切割情况、裂缝密度及分布规律等问题； 2)沉积环境与沉积相特征：即在物理、化学、生物上不同于相邻地区的一块地球表面 与该表面上形成的沉积岩的组合与物质反应。我们需要了解各类沉积环境的联系与区别并且得出相应相态条件下的开发对策； 3)储层特征：即可以储集和渗滤流体的岩层。我们需要知道储层非均质性、油层划分 与对比等方面的问题 4)油气藏特征：油气在地壳中聚集的基本单位，是油气在单一圈闭中的聚集，具有统 一的压力系统和油水界面。我们需要了其类型、压力系统、温度及岩石热力学性质、其中油气水的分布等知识。 2.每一种地质特征是如何影响油气田高效开发的？ （由上一题展开回答） 3.地质模型的分类？* 答：按不同勘探开发阶段任务分为概念模型、静态模型、预测模型； 按油藏工程的需要分为储层结构模型、流动单元模型、储层非均质模型、岩石物性物理模型； 按油藏开采过程的特点可分为气藏模型、黑油模型、组分模型； 针对特殊油藏开采可建立热采模型、化学驱模型等。 4.沉积相与油气田开发的关系？* 答：沉积相与油气田开发的关系如下： 1)为编制好油气田开发方案提供地质依据； 2)为培养高产井提供依据； 3)为及时夺高产，实现产量接替提供依据； 4)为合理划分动态分析区和进行动态分析提供依据； 5)为选择挖潜对象，发挥工艺措施作用提供依据； 6)为层系、井网及注水方式的调整提供依据； 第二章油气藏开发技术政策 1.开发对象的特点（用几条高度总结）？ 答： 1)具有不同的驱动类型及开发方式； 2)具有不同的开发层系选择； 3)具有不同的开发井网部署； 4)具有不同的配产方式及开采速度； 5)具有不同的注水时机与压力系统。 2.高效开发一个油气田应该达到哪几个技术指标？
西北大学学报(自然科学版) 2004年4月,第34卷第2期,Apr .,2004,V ol .34,No .2Journal of N orthwest U niversity (Na tural Science Edition ) 收稿日期:2002-08-06 基金项目:国家“九五”重点科技攻关资助项目(99-111-01-04-05);国家“十五”重点科技攻关资助项目(2001BA605A -02-01-06) 作者简介:赵靖舟(1962-),男,陕西临潼人,西安石油大学教授,博士,从事成藏地质学、天然气地质及地球化学研究。 塔里木盆地大中型油气田形成及分布规律 赵靖舟1,李启明2,王清华2,庞 雯1,时保宏1,罗继红1 (1.西安石油大学资源工程系,陕西西安 710065;2.塔里木油田分公司勘探开发研究院,新疆库尔勒 841000) 摘要:目的 探讨塔里木盆地油气藏形成及分布规律,为油气田勘探部署提供依据。方法 运用石 油地质综合研究方法,探讨了区域构造背景,有效烃源岩分布及其成熟度、储盖组合、后期构造变动等对塔里木盆地大中型油气田形成及分布的控制作用。结果 塔里木盆地油气分布十分复杂,油气藏形成及分布受多重因素控制;早期形成、长期继承发育的大型稳定古隆起及其斜坡以及前陆逆冲带第2,3排构造分别是大中型油气田形成的最有利地区;古隆起控油、斜坡富集以及隆起高部位油气易发生调整、斜坡部位有利于保存,是克拉通区油气藏形成和分布的重要特点;已发现的油气藏具有多期成藏、晚期调整的特点,早期形成的原生油气藏后期特别是晚喜山期普遍受到了调整改造,以克拉通区海相油气藏最为突出;保存条件对塔里木盆地油气藏形成与分布具有重要控制作用,特别是优质区域盖层的存在,是大中型油气田形成和保存的关键。结论 继承性古隆起与隐伏前陆逆冲带是塔里木克拉通区与前陆区寻找大中型油气田的最有利地区。关 键 词:大中型油气田;分布规律;控制因素;塔里木盆地 中图分类号:TE122.1 文献标识码:A 文章编号:1000-274Ⅹ(2004)02-0212-06 塔里木盆地为中国最大的一个陆上含油气盆地,同时也是一个典型的叠合复合型盆地或改造型盆地,具有多种盆地类型、多期构造运动、多套烃源岩、多个含油气系统、多期成藏、多期调整再分配的石油地质特点,油气藏形成与分布十分复杂。因此,有关塔里木盆地的油气分布规律问题,一直处于不断探索之中,许多学者曾对此进行了有益的探讨[1～10]。近年来,随着塔里木盆地油气勘探工作的深入并不断取得重大突破,对其油气富集规律也有了进一步认识。因此,深入研究和总结塔里木盆地大中型油气田的形成和分布规律,不仅对塔里木盆地油气勘探具有重要指导意义,而且对其他叠合盆地的油气勘探也具有重要借鉴意义。同时,对于进一步认识叠合盆地或改造型盆地的特点,也具有重要的理论意义。 研究认为,塔里木盆地油气藏形成和分布受多 种因素控制,区域构造背景、有效烃源岩分布及其成熟度、优质区域盖层和储盖组合、成藏期以及断裂和不整合面等,均是重要的控油气因素。 1 继承性古隆起与隐伏前陆逆冲带油 气最为富集 1.1 继承性古隆起及其斜坡是克拉通区油气最富 集的地区 古隆起控油的重要性已为塔里木盆地克拉通区油气勘探证实,油气分布受古隆起控制也是世界古老克拉通盆地油气分布的普遍规律。塔里木盆地海相油藏形成时间较早,现存古生界油藏主要形成于晚海西期,喜山期是早期油藏的重要调整时期与气藏的主要形成时期 [11～19] 。因此,具有古隆起背景 是克拉通区海相油气藏形成的一个重要条件,目前 DOI :10.16152/j .cn ki .xd xbzr .2004.02.022
石油勘探与开发 2012年12月PETROLEUM EXPLORATION AND DEVELOPMENT Vol.39 No.6 649 文章编号：1000-0747(2012)06-0649-08 中国叠合盆地油气成藏研究进展与发展方向 ——以塔里木盆地为例 庞雄奇1,2，周新源3，鄢盛华4，王招明3，杨海军3，姜福杰1,2， 沈卫兵1,2，高帅1,2 （1. 中国石油大学（北京）油气资源与探测国家重点实验室；2. 中国石油大学（北京）盆地与油藏研究中心； 3. 中国石油塔里木油田公司； 4. 中国石油大学（北京）机械与储运工程学院） 基金项目：国家重点基础研究发展规划（973）项目（2006CB202308；2011CB201100） 摘要：塔里木叠合盆地具备多套生储盖组合、多期生排油气作用和多旋回油气成藏作用，为了发展和完善叠合盆地油气成藏理论，总结了叠合盆地研究进展并分析其发展方向。叠合盆地研究主要取得4大进展：①发现了叠合盆地广泛分布的复杂油气藏；②建立了复杂油气藏成因模式；③揭示了复杂油气藏的改造机制；④提出了构造叠加改造复杂油气藏评价模型。叠合盆地功能要素组合控制油气藏的形成和分布，后期构造作用的叠加复合导致了早期油气藏的调整、改造和破坏。叠合盆地油气成藏研究的发展方向主要包括3个方面：①多要素联合控藏模式研究；②油气复合成藏机制研究；③油气藏调整改造机理及预测模式研究，尤其是针对叠合盆地深部开展该方面的研究更具理论和现实意义。图6表1参38 关键词：叠合盆地；复杂油气藏；多要素匹配；构造变动；晚期成藏效应；相势源复合 中图分类号：TE122.2 文献标识码：A Research advances and direction of hydrocarbon accumulation in the superimposed basins, China: Take the Tarim Basin as an example Pang Xiongqi1,2, Zhou Xinyuan3, Yan Shenghua4, Wang Zhaoming3, Yang Haijun3, Jiang Fujie1,2, Shen Weibing1,2, Gao Shuai1,2 (1. State Key Laboratory of Petroleum Resources and Prospecting, China University of Petroleum, Beijing 102249, China; 2. Research Center of Basin and Reservoir, China University of Petroleum, Beijing 102249, China; 3. PetroChina Tarim Oilfield Company, Korla 841000, China; 4. College of Mechanical and Transportation Engineering, China University of Petroleum, Beijing 102249, China) Abstract: The superimposed basins in the Tarim Basin are characterized by multiple source-reservoir-caprock combinations, multiple stages of hydrocarbon generation and expulsion, and multicycle hydrocarbon accumulation. To develop and improve the reservoir forming theory of superimposed basins, this paper summarizes the progress in the study of superimposed basins and predicts its development direction. Four major progresses were made in the superimposed basin study: (1) widely-distributed of complex hydrocarbon reservoirs in superimposed basins were discovered; (2) the genesis models of complex hydrocarbon reservoirs were built; (3) the transformation mechanisms of complex hydrocarbon reservoirs were revealed; (4) the evaluation models for superimposed and transformed complex hydrocarbon reservoirs by tectonic events were proposed. Function elements jointly control the formation and distribution of hydrocarbon reservoirs, and the superimposition and overlapping of structures at later stage lead to the adjustment, transformation and destruction of hydrocarbon reservoirs formed at early stage. The study direction of hydrocarbon accumulation in superimposed basins mainly includes three aspects: (1) the study on modes of controlling reservoir by multiple elements; (2) the study on composite hydrocarbon-accumulation mechanism; (3) the study on hydrocarbon reservoir adjustment and reconstruction mechanism and prediction models, which has more theoretical and practical significance for deep intervals in superimposed basins. Key words:superimposed basins; complex hydrocarbon reservoirs; multiple element combination; tectonic event; late hydrocarbon accumulation effect; facies-potential-source combination 0 引言 中国大陆处于西伯利亚板块、印度板块与太平洋板块之间，具有板块面积小、长期处于活动状态的地质特征[1]。由于特殊的地理位置和构造背景，中国广泛发育的沉积盆地往往具有各地质时期沉积地层的“叠
在我国经济飞速发展过程中，石油作为一种重要的化石能源是功不可没的。如今，石 油的开采逐渐遇到了越来越多的瓶颈，这也给油藏工程的研究带来了更多的挑战。近年来，我国在油藏工程的研究过程中，已经将众多先进的技术手段运用到了其中。有储层精细描 述技术、储层自动识别技术、多学科油藏描述技术、剩余油综合描述技术、油藏数值描述 技术以及油田开发规划方案优化技术。本文主要以油藏精细描述技术、多学科油藏描述技 术为主，介绍它们的应用和发展。 精细油藏描述技术 主要内容 精细油藏描述是指油田进入高含水期后,对油田挖潜和提高采收率,以搞清剩余油分布特征、规律及其控制因素为目标所进行的油藏多学科综合研究[1 ] 。其主要任务是以剩余油分布 研究为核心,充分利用各种静态和动态资料,研究油藏范围内井间储集层参数和油藏参数的三 维分布,以及水驱过程中储集层参数和流体性质及其分布的动态变化,建立精细的油藏属性定 量模型,并通过对水驱油规律、剩余油形成机制及其分布规律的深入研究,建立剩余油分布模型,为下一步调整挖潜及三次采油提供准确的地质依据[2 ] 。 发展前景 精细油藏描述研究是全球油田开发领域中的一个关键问题。自油藏地质师和工程师们集中 地质、地球物理和油藏工程等多学科多专业联合攻关以来,取得了较大进展,从此油藏描述 研究的发展方向,可以用“精细化”来形象地概括。“精”就是要定量化和提高精确度;“细”是描述的内容和尺寸愈来愈细,也就是分辨率要求愈来愈高。在新技术和新方法的推 动下,精细 油藏描述研究开始了由定性到定量、由宏观向微观、由单一学科向多学科综合发展的历程。 现状 目前国内外精细油藏描述研究的主要内容一般包括: ①井间储集层分布及精细储集层地质 模型; ②开发过程中储集层性质的动态变化特征; ③开发过程中流体性质的动态变化特征; ④剩余油分布特征,关键问题是建立精细储集层地质模型,确定剩余油分布特征。 1. 2 国内外精细油藏描述技术水平 由于国内外精细油藏描述研究发展的历史过程不同,所需解决的具体问题也各有侧重,故形 成的研究技术也各有特点。 在沉积学方面国内外研究水平大致相当,但由于中国油气田以陆相储集层为主,在湖盆沉积 学方面形成了具有自己特色的沉积学理论和工作方法,并在石油行业制定了油藏描述沉积学 研究规范,在油田开发工作中得到了很好的运用。 在地质学定量研究方面,国内外水平接近,都建立了几个定量地质学与原型模型研究基地,国 外以美国Gyp sy 剖面为代表,国内以滦平扇三角洲和大同辫状河露头为代表,通过定量地质 知识库的建立,为在更精细的尺度上描述和预测储集层的空间分布提供了可供参考的模板[3 ] 。 在测井技术方面,国外公司在测井系列新技术的开发和应用上占有领先地位,而国内主要是 引进和开发利用国外测井技术。近几年来,国内在利用常规测井解决裂缝问题、进行水淹层 和低电阻率油层解释等方面逐渐形成了自己的特色[ 4 ] 。 在开发地震技术上,国外有完整的技术体系,在新技术的开发和应用上处于领先水平,但在预 测精度上仍然存在技术瓶颈,特别是对薄层的预测较难。国内仅部分地建立了自己的技术体系,对6m 以下的薄储集层还难以准确预测。 地质建模中的随机算法是目前的主要发展方向之一,国外已经建立了一套较成熟的算法体系,并形成了比较成熟的商业性软件,国内则以引进应用为主。
1、油田开发定义？ 答：所谓油田开发，就是依据详探成果和必要的生产性开发试验，在综合研究基础上，对具有工业价值的油田，按照国家或市场对原油生产的需求，从油田的实际情况和生产规律出发，制订出合理的开发方案，并对油田进行建设和投产，使油田按预定的生产能力和经济效果长期生产，并在生产过程中对开发方案不断进行调整和完善，使油田保持合理开发，直至开发结束的全过程。 2、一个油田的正规开发包括哪些阶段？ 答：①开发前的准备阶段；②开发设计和投产阶段； ③开发方案的调整和完善。 3、油田开发前的准备阶段主要工作 答：一是详探，全面认识油藏；二是进行生产试验，认识油田的生产规律，为油田正式投入开发提供可靠的资料。 4、选择生产试验区的原则 答：①生产试验区所处的位置和范围对全油田应具有代表性。②生产试验区应具有一定的独立性，对全油田开发的影响要最小，相邻区域也不要影响试验区任务完成。③生产试验区的开发部署和试验项目的确定，既要考虑对全油田开发具备普遍意义的试验任务，也要抓住合理开发油田的关键问题。④生产试验区也是油田上第一个投入生产的开发区。 5、油田开发方针、原则及层系划分原则、开发层系划分的目的意义？ 答：正确的油田开发方针是根据国民经济对石油工业的要求和油田开发的长期经验总结制定出来的，要服从“少投入，多产出”，确保完成原油产量的总目标。 油田开发原则：①在油田客观条件允许的前提下（指油田地质储量、油层物性、流体物性），高速度地开发油田，保证顺利的完成国家和油区按一定原则分配给它的计划任务。②最充分地利用天然资源，保证油田获得最高的采收率。③油田生产稳定时间长，而且在尽可能高的产量上稳定。④具有最好的经济效果，用最少的人力、物力、财力，尽可能地采出更多的石油。 层系划分原则：①一个独立的开发层系应具有一定的储量，以保证油井能满足一定的采油速度，并有较长的稳定时间和较好的经济指标。②同一个开发层系的各油层特性要相近，油层性质相近包括沉积条件、渗透率、油层分布面积、层内非均质程度③各开发层系间必须有良好的隔层④同一开发层系 内油层的构造形态、油水边界、压力系统和原油物性应比较接近⑤考虑到分层开采工艺水平，开发层系不宜过长过细⑥同一油藏中相邻油层应尽可能 组合在一起。 开发层系划分的目的意义：划分开发层系有利于充分发挥各类油层的作用；划分开发层系是部署井网和规划生产设施基础；采油工艺技术的发展水平要求惊醒开发层系划分；油田高速开发要求进行开发层系划分。 6、不同时间注水及其特点？ 答：早期注水及特点：油井产能较高，有利于长期的自喷开采，保持较高的采油速度和实现长时间的稳产，但投资大，回收期长。晚期注水及其特点：初期投资少，原油成本低，油田产量不可能稳产，自喷开采期短。中期注水及其特点：初期投资少，经济效益好，能保持较长的稳产期，不影响最终采收率。 7、国内外油田应用的注水方式或注采系统，大致分为那几类？各自定义、适用条件？ 答：边缘注水：是将注水井按一定的方式分布在油水边界处进行注水。适应条件：油田面积不大、构造比较完整；油层结构单一稳定、边部与内部连通性好；油藏原始油水边界位置清楚；油层流动系数较高。切割注水：是利用注水井排将油藏切割成为若干区块，可以看成是一个独立的开发单元，分区进行开发和调整。适应条件：油层面积稳定分布且有一定的延伸长度，注水井排可形成比较完整的切割水线；切割区内的生产井和注水井有较好的连通性；又曾有较高的流动系数，使切割区内注水效果能比较好的传递刀生产井排，以便确保达到要求的采油速度；顶部切割注水，适用于中等含有面积，可单独使用，也可与边外注水结合使用。面积注水：是把注水井和生产井按一定的几何关系和密度均匀的布置在整个开发区上。适应条件：油田面积大，构造不完整，断层分布复杂；油层分布不规则，延伸性差，多呈透镜体分布；油层渗透性差，流动系数低；适用于油田后期强化开采，以提高采收率；油层具备切割注水或其他注水方式，但要求达到更高的采油速度时，也考虑采用面积注水方式；面积注水方式对非均质油藏、油砂体几何形态不规则者尤其适宜。点状注水：是指注水井零星的分布在开发区内，常作为其他注水方式的一种补充方式。适应条件：岩性不均匀且不连通的油层。 8、面积注水的分类？各自的井网示意图、注采比？答：四点法：（1:2）。五点法（1:1）七点法（2:1）反九点法（1：3）正对式直线排状注水(1:1)交错式直线排状注水（1：1）注采比（n-3）/2 9、井网密度定义？答：每口井所控制的面积（km2/ 口） 10试井分析方法的分类？稳定试井定义？采油指 数定义？ 答：试井分为稳定压力试井分析方法和不稳定压力 试井分析方法。稳定试井：即通过现场测试，获取 油（气）井产量和压力数据，利用稳定渗流理论反 过来分析、求取产能的一种方法。采油指数:单 位生产压差下的日产油量，J=Q/p 11、不稳定试井定义？井底流动压力的基本公式？ 会应用P56 答：不稳定试井：利用油（气）井以某产量生产或 生产一段时间后关井所测得的井底压力随时间变 化的资料，利用不稳定渗流理论反过来分析和推算 地层好井筒参数的方法。 12油井压力恢复试井赫诺公式应用，精简公式的应 用？P58 13实测压力恢复曲线的分析及应用？P61 答：分析：（1）“续流”的影响。关井后仍有一部 分液体从地层继续流入井底，使得井底的压力恢复 速度小于理论速度，造成实测压力恢复曲线的初始 段比理论段要滞后一段。（2）除了“续流”这一 因素外，油井的不完善性等也会使实测的井底压力 恢复曲线的初始段发生变形。不完善井的井底压力 大于完善井，恢复速度不完善井大于完善井，不完 善井发生在井底附近，影响初始段。（3）边界影响， 14油气水的静态分布？油层压力？P58 答：原始地层压力：油藏在未开发之前，整个油藏 处在平衡状态，这时油层中流体所承受的压力。原 始地层压力系数：为原始地层压力与其相当深度的 净水住压力之比。 15油藏的驱动能量，驱动方式的定义？各驱动方式 类型的特征？溶解气 16可采储量定义、剩余可采储量、储采比？探明储 量、控制储量、预测储量定义？ 答：可采储量是指在现有经济、技术条件下、从原 始地质储量中预期能采出油气总量。剩余可采储量 是指已经投入开发的油田，在某一指定年份剩余的 可采储量。储采比是指开采到某年剩余可采储量与 当年年产量之比。探明储量石油气田勘探评价阶段 完成后，活在开发过程中计算的储量。控制储量是 在圈闭预探获得工业油气流后，以建立探明储量为 目的，在评价勘探过程中计算的储量。预测储量综 合分析有油气层存在，根据区域地质条件分析和类 比，对可能存在的油气藏进行估算的储量。 17用容积法计算地质储量公式？流度定义？采油 速度定义？P85 答：流度是指石油在多孔介质中的流动能力。采油 速度是指年产油量站原始地质储量的百分数。 18物质平衡方法具有哪些特点？所需的基础资料 有哪些? 答：物质平衡方程式具有地下平衡，体积平衡，累 计平衡三大特点。所需静态方面的资料，动态方面 的资料，流动的物性资料 19推导封闭弹性驱动、弹性－局部水驱油藏的物质 平衡方程式？ 20弹性产率定义？弹性采油量的公式？P102 答：弹性产率相当于油层压力下降1mp，依靠地层 和流体的弹性能从油层中排出的原有体积。 21边水水侵量的计算方法？定态水侵、准定态水侵 定义？ 答：当油藏有充足的边水连续补给，或因采油速度 不高而油区压降能先对稳定时，此时水侵速度与采 出速度相等，这使得水侵称为定态水侵。当油藏压 力未达到稳定使得水侵称为准定态水侵。 22利用综合驱动物质平衡方程式推导出弹性－局 部水驱、溶解气驱油藏的物质平衡方程式？ 23折算年产量定义？采油速度？采出程度？产量 递减率？油田综合递减率、自然递减率定义、关 系？综合含水率、注水利用率？ 答：折算年产量等于月实际产量除以该月的日历天 数然后乘以365天，单位t\s。实际采油速度:实际 年常量与地质储量之比，用百分数表示。折算采油 速度：折算年产量与地质储量之比。采出程度：油 田开采到某一时刻的累计采油量与地质储量之比， 用百分数表示。产量递减率：指单位时间内的产量 变化率，或单位时间内产量递减的百分数。油田 综合递减率：反映了油田老井在采取增产措施情况 下的产量递减速度。自然递减率：反映油田老井在 为采取增产措施情况下的产量递减率。油田综合递 减率和自然递减率关系：由计算公式得知，计算自 然递减率时减去了老井措施累计增产油量，这就是 说，综合递减率与自然递减率之差表示挖掘生产潜 力弥补上的那部分自然递减率；自然递减率与综合 递减率之差越大，说明老井增产措施越多，挖掘效 果越好；自然递减率越小，表示生产越主动。自然 递减率越大，表示稳产难度越大。综合含水率： 是指油田月产水量与月产液量的质量比值的百分 数。注水利用率：反映注水效果好坏的注水指标。 24油田产量变化的一般规律？产量递减百分数定 义？与递减率的关系？ 答：变化规律分三个阶段：一是上升阶段，其长短 取决于国民经济发展的要求、油田面积、储量大小 以及产层埋藏深度等；二是高产稳产阶段，其长短 取决于储层和流体的物性，油田开发方式和开采速 度，以及强化开采和开发调整的效果等因素；三是 递减阶段，这一阶段是油田开发的最长阶段，直至 达到油田开发的经济合理界限而告终。产量递减 百分数（a）：是油田下阶段的产量与上阶段的产量 之比。与递减率（D）的关系：a=1-D。 25常见的递减规律有哪些？各自的定义、直线关 系？递减周期、半周期定义？判断递减类型的方法 有哪些？ 答：指数递减规律：是指在开发过程中，单位时间 内的产量变化率为一个常数。直线关系：指数递减 类型的产量与时间在半对数坐标上呈直线关系，累 计产量与瞬时产量是直线关系； 调和递减规律：是指在生产过程中，产量递减率不 是一个常数，而是其递减率与递减的产量成正比， 即递减率随产量的递减而减小。直线关系：对于调 和递减规律的产量与累计产量，在半对数坐标上成 一直线关系，直线的斜率与初始的递减率成正比， 与递减初始的产量成反比。而产量的倒数与时间呈 普通的直线关系。双曲线递减规律：指的是产量 随时间的变化关系符合解析几何中的双曲线函数。 递减周期：产量发生变化时油田产量正好变为初始 产量Qi二等十分之一，时间T即是。半周期：产 量降为初始产量二等一半的时间。递减类型的判 断方法：图解法、试凑法、标准曲线拟合法等。 26产量的衰减规律、表达式？衰减曲线的校正方 法？ 答：衰减规律:当油田产量变化与时间的关系可以 用下式表示Q(t=b/t2)时的变化规律。表达式Np（t） *t=Nor*t-b。校正方法：在累计产量随时间变化 的曲线上取1和3两点，所对应的纵坐标是Np1、 Np2,所对应的横坐标是t1、t3。在曲线中间取一点 2，使纵坐标满足Np2=0.5（Np2+Np2），根据所计算 的Np2，在纵坐标上找出对应的时间t2这样可以计 算出一个常数C=t2(t1+t3)-2t1t3/t1+t3-2t2. C 为校正系数，确定C后以油田的累计产量Np与 （t+C）的乘积为纵坐标，以（t+C）横坐标做曲线， 可获得一条较好的直线即校正产量衰减曲线。 27油藏压力动态的测算及分析的步骤？ 28第七章课后题1、2、4 答：1.油藏管理的概念及核心是什么？ 概念：有效地利用人力，技术和金融等可用资源， 通过优化开采，以最低的资本投入和作业费用，来 最大限度的提高从油藏中获取的利润。核心：油藏 管理包括进行某些选择：让其发生和使起发生。可 以在不进行刻意计划的情况下，听其自然从右仓操 作中获得一定利润，也可以通过有效的管理，提高 采收率并从同一油藏获得在大利润。 2.简述油藏管理的基本因素？ 对油藏系统的认识程度，油采管理的经营环境，现 代化技术。 4.油藏经营管理过程是什么? 确立目标，制定实现目标的开发方案，方案的实施， 实施过程的监测与评价。