石油地质学第六节 非常规油气藏形成和油气藏破坏
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非常规油气摘要:随着世界油气工业勘探开发领域从常规油气向非常规油气延伸,非常规油气的勘探和研究日益受到重视。
非常规油气与常规油气在基本概念、学科体系、地质研究、勘探方法、“甜点区”评价、技术攻关、开发方式与开采模式等8 个方面有本质区别。
非常规油气与常规油气地质学的理论基础,分别是连续型油气聚集理论和浮力圈闭成藏理论。
非常规油气有两个关键标志:一是油气大面积连续分布,圈闭界限不明显,二是无自然工业稳定产量,达西渗流不明显;两个关键参数为:一是孔隙度小于10%,二是孔喉直径小于1μm 或空气渗透率小于1md。
而常规油气,在上述标志和参数方面表现明显不同,孔隙度多介于10%~30%,渗透率多大于1md。
非常规油气评价重点是烃源岩特性、岩性、物性、脆性、含油气性与应力各向异性“六特性”及匹配关系,常规油气评价重点是生、储、盖、圈、运、保“六要素”及最佳匹配关系。
非常规油气富集“甜点区”有8 项评价标准,其中3 项关键指标是toc 大于2%、孔隙度较高(致密油气>10%,页岩油气>3%)和微裂缝发育;常规油气核心评价成藏要素及其时空匹配,重点评价优质烃源灶、有利储集体、圈闭规模及有效的输导体系等。
非常规油气与常规油气既有明显区别,又有密切联系。
非常规油气与常规油气的相同点是,在同一含油气系统中,两者具有相同的烃源系统、相同的初次运移动力、相似的油气组成等。
基于成因和分布上的本质联系,常规—非常规油气表现为“有序聚集”,成因上关联、空间上共生,形成一套统一的油气聚集体系。
遵循常规—非常规油气“有序聚集”规律,勘探开发过程中应将两类油气资源整体考虑、协同发展。
abstract: with the world’s oil and gas industry developing from conventional oil exploration and development to unconventional oil field, the study of unconventional oil exploration is drawing great attention. unconventional and conventional oil and gas are substantially different in terms of eight aspects – basic conception, subject system, geological study, exploration method, evaluation of “sweet-spot zone,”technological research, development method and production pattern. the geological theories of unconventional and conventional oil and gas are based separately on continuous hydrocarbon accumulation theory and buoyant trap accumulation theory. unconventional oil and gas has two key characteristics. one is continuous distribution of oil and gas in a large area without obvious boundaries of traps. the other is no stable natural industrial output. thedarcy seepage is not obvious. there are two key parameters – porosity is lower than 10% and porethroat diameter is lower than 1μm or air permeability is lower than 1md. as for conventional oil and gas,the above-stated characteristics and parameters are apparently different. the porosity usually ranges from 10% to 30% and the permeability is usually higher than 1md. unconventional oil evaluation is focused on six geological properties, such as source rock characteristics, lithologic character, physical property, brittleness, petroliferous property, and stress anisotropy. conventional oil evaluation is focused on source rock, reservoir, cap rock, trap, migration and preservation as well as the optimumcoupling relations of these six characteristics. there are eight elements for evaluation of “sweet spot zone”of unconventional oil and gas abundance, of which three key elements are toc higher than 2%, high porosity (tight oil and gas higher than 10% and shale oil and gas higher 3%) and development of micro-fractures. evaluation of conventional oil reservoir is focused on core elements of accumulations and matching of time and space, emphasizing high-quality hydrocarbon source kitchen, favorable reservoir body, scale of trap, and effective conducting system. unconventional oil and gas is obviously different from and closely related to conventional oil and gas. unconventional oil and gas has something in mon with conventional oil and gas, such as in the same oil and gas system and sharing the same hydrocarbon source system, the same primary migration force and the similar oil and gas ponents. based on the substantial relations in genesis and distribution, conventional and unconventional oil and gas are in “orderly accumulations,” related to each other in genesis, and symbiotic in time and space, forming a set of unified oil and gas accumulation system. in accordance with the law that conventional and unconventional oil and gas are in “orderly accumulations,” the two different types of oil and gas resources should be taken into account as a whole in the process of exploration and development for harmonious development.。
1.非常规油气藏简介所谓非常规油气藏是指油气藏特征、成藏机理及开采技术有别于常规油气藏的石油天然气矿藏。
非常规油气资源的种类很多,其中非常规石油资源主要包括致密油、页岩油、稠油、油砂、油页岩等,非常规天然气主要包括致密气、页岩气、煤层气、甲烷水合物等。
其中资源潜力最大、分布最广、且在现有技术经济条件下最具有勘探开发价值的是致密油气(包括致密砂岩油气和致密碳酸盐岩油气)、页岩油气(包括页岩气和页岩油)、煤层气等。
据研究,非常规油气藏在全球分布十分广泛,是世界上待发现油气资源潜力最大的油气资源类型。
我国非常规油气藏分布亦十分广泛,无论是中部的鄂尔多斯盆地和四川盆地,还是西部的塔里木、准噶尔、吐哈盆地,以及东部的松辽、渤海湾、海域盆地等均有广泛分布,而且资源潜力巨大。
然而,由于非常规油气藏无论是在成藏机理和分布规律方面,还是在勘探评价方法和技术方面,均与常规油气藏明显不同,这就决定了其成藏研究和勘探评价的思路和方法有别于传统的石油天然气地质学研究。
2、常规油气藏与非常规油气藏的区别目前,世界石油天然气工业已进入常规油气与非常规油气并重发展的时代,而且非常规油气在世界油气新增储量和产量中所占的比例越来越大,已成为世界石油与天然气工业发展的必然趋势和必由之路。
常规油气藏与非常规油气藏的区别主要是常规油气藏油气运聚动力是浮力,而非常规油气藏的运聚动力主要是膨胀压力或者生烃压力。
常规油气藏的储层主要是中、高渗透率的储层,而非常规油气藏的储层则是低渗透率储层。
非常规油气藏没有油水界面,而常规油气藏有油水界面。
常规油气藏的流体压力主要是常压;而非常规油气藏是有由超压向负压最终到常压的旋回变化,超压是油气向低渗透致密储层中充注运移的主要动力,主要是由邻近的烃源岩在大量生烃期间所产生,并在幕式排烃过程中传递到储层中。
(见附表)非常规油气藏与常规油气藏特征的比较一般认为,非常规油气是一个动态的、主要受开采技术影响的概念。
1.非常规油气藏简介所谓非常规油气藏是指油气藏特征、成藏机理及开采技术有别于常规油气藏的石油天然气矿藏。
非常规油气资源的种类很多,其中非常规石油资源主要包括致密油、页岩油、稠油、油砂、油页岩等,非常规天然气主要包括致密气、页岩气、煤层气、甲烷水合物等。
其中资源潜力最大、分布最广、且在现有技术经济条件下最具有勘探开发价值的是致密油气(包括致密砂岩油气和致密碳酸盐岩油气)、页岩油气(包括页岩气和页岩油)、煤层气等。
据研究,非常规油气藏在全球分布十分广泛,是世界上待发现油气资源潜力最大的油气资源类型。
我国非常规油气藏分布亦十分广泛,无论是中部的鄂尔多斯盆地和四川盆地,还是西部的塔里木、准噶尔、吐哈盆地,以及东部的松辽、渤海湾、海域盆地等均有广泛分布,而且资源潜力巨大。
然而,由于非常规油气藏无论是在成藏机理和分布规律方面,还是在勘探评价方法和技术方面,均与常规油气藏明显不同,这就决定了其成藏研究和勘探评价的思路和方法有别于传统的石油天然气地质学研究。
2、常规油气藏与非常规油气藏的区别目前,世界石油天然气工业已进入常规油气与非常规油气并重发展的时代,而且非常规油气在世界油气新增储量和产量中所占的比例越来越大,已成为世界石油与天然气工业发展的必然趋势和必由之路。
常规油气藏与非常规油气藏的区别主要是常规油气藏油气运聚动力是浮力,而非常规油气藏的运聚动力主要是膨胀压力或者生烃压力。
常规油气藏的储层主要是中、高渗透率的储层,而非常规油气藏的储层则是低渗透率储层。
非常规油气藏没有油水界面,而常规油气藏有油水界面。
常规油气藏的流体压力主要是常压;而非常规油气藏是有由超压向负压最终到常压的旋回变化,超压是油气向低渗透致密储层中充注运移的主要动力,主要是由邻近的烃源岩在大量生烃期间所产生,并在幕式排烃过程中传递到储层中。
(见附表)非常规油气藏与常规油气藏特征的比较一般认为,非常规油气是一个动态的、主要受开采技术影响的概念。
非常规油气藏与常规油气藏特征的比较油页岩、页岩油、页岩气和煤层气都是在烃源岩内部形成的油气藏,是没有经过运移形成的油气藏类型,烃源岩即是储集层,因此其源储组合特征都是“源储一体”,其保存条件和烃源岩自身的有机质含量及其热演化程度是油气藏丰度的主要控制因素。
致密油气则是在烃源岩以外的致密储集层中形成的油气藏,是经过初次运移和短距离二次运移后形成的油气藏(相对油页岩’页岩油’页岩气和煤层气而言,致密油气源储组合比较复杂,主要存在2 种类型: 一种是源储叠置的’以纵向大面积运移为主的致密油气藏。
另一种是以横向推进式运移为主的致密油气藏,由于致密储集层孔渗性差,浮力作用不明显,故形成上水下气的“气水倒置”格局。
油气分布特征由于非常规油气的成因类型主要受烃源岩和储集层特征控制,因此不同类型的非常规油气藏与常规油气藏在地下空间有序分布(通常,在陆相盆地,从斜坡向盆地内,往往由以砂岩为主的沉积相向以泥岩为主的沉积相演变; 纵向上,随着埋深增大,源岩演化程度增大,由生油期向生气期演化,同时储集层也从常规储集层演化为致密储集层(因此,在同一烃源岩体系中,页岩气’致密气’页岩油’致密油’油页岩在空间上往往自深而浅分布。
勘探方法非常规油气主要分布于前陆盆地坳陷—斜坡、坳陷盆地中心及克拉通向斜部位等负向构造单元中,油气分布多数游离于二级构造单元高部位以外,主体位于盆地中心及斜坡,呈大面积连续型或准连续型分布。
非常规油气勘探,关键是寻找大面积层状储集体,核心工作是突破“甜点区”,确定甜点区的富有机质烃源岩、有利储集体、高含油气饱和度、易于流动的流体、异常超压、发育裂缝、适中的埋藏深度等主要控制因素,确立连续型油气区边界与空间展布。
第一步,按照核心区评价标准,评价优选出核心区,结合储层、局部构造、断裂与微裂缝发育状况,筛选出“甜点区”;第二步,在“甜点区”进行开采试验,力争取得工业生产突破,同时探索适合该区的技术路线;第三步,外甩扩大评价范围,探索连续型含油气边界,确定油气资源潜力。
1.什么是有效烃源岩?烃源岩是否有效取决于那几个方面的因素?2.什么是生烃凹陷?什么是生烃中心?3.什么样的盆地具有充足的油气来源?4.烃源岩的质量取决于那几个方面的因素?5.什么是烃源岩的有效排烃厚度?6.什么是烃源岩的排烃效率?烃源岩的排烃效率受哪些因素的影响?7.什么是地层的砂岩百分比?地层的砂岩百分比与油气聚集有什么关系?8.有利于石油聚集的砂岩百分比是多少?9.烃源岩的厚度是否越大越好?10.油气运移的条件是否有利与哪些因素有关?11.什么是生储盖组合?生储盖组合有哪些类型?12.不同类型生储盖组合的聚集效率有何不同?为什么?13.什么是有效的圈闭?圈闭的有效性与哪些地质因素有关?14.圈闭形成时间如何确定?15.在同一地层中,不同类型圈闭的形成时间有何不同?17.在同一地层中,砂岩上倾尖灭圈闭与砂岩透镜体圈闭那个先形成?18.同沉积背斜圈闭何时形成?滚动背斜圈闭何时形成?19.如何判断盆地最后一次区域性油气运移时间?20.在持续沉降的沉积盆地中,油气大规模运移的时间发生在什么时候?21.什么是“源控论”?22.圈闭距油源区的距离如何影响圈闭的有效性?还与哪些因素有关?23.对于一条在平面上的弯曲断层,油气沿断层的垂向运移有什么特点?油气应该主要聚集在断层的什么位置?24.水动力如何影响圈闭的有效性?25.在水动力作用下,圈闭中油水界面的倾角大小与哪些因素有关?在相同的水动力条件下,油水界面的倾角与气水界面的倾角有何不同?26.区域性盖层与油气聚集和保存有何关系?27.构造运动与油气的聚集和保存有何关系?28.水动力条件与油气的聚集和保存有何关系?29.一个盆地油气是否富集与哪些条件有关?30.什么是油气差异聚集?31.在什么条件下可以发生油气差异聚集现象?32.油气向储集层或圈闭中充注定的微观过程如何?33.油气在圈闭中可以发生哪些混合作用?34.油气在垂向生的混合与在横向的混合过程有何不同?35.油藏流体在垂向的非均质性说明什么地质问题?36.油藏流体成分在横向上的非均质性说明什么地质意义?37.在油气运移方向上,石油的成熟度如何变化?38.天然气在成藏上与石油相比有哪些特殊性?39.天然气在水中的溶解度受哪些因素的控制?哪些是主要因素?40.水溶气析出的如要哪些地质条件?42.如何水溶气析出成藏机理分析不同构造演化历史盆地的含气远景?43.一个盆地含气远景的大小取决于哪些主要地质因素?44.什么是天然气的扩散作用?45.天然气扩散作用在天然气成藏和保存中又哪些意义?46.什么是天然气的扩散系数?天然气的扩散系数与哪些因素有关?47.在什么条件下天然气可以发生扩散作用?扩散的方向如何?48.什么是天然气聚散动平衡原理?49.天然气扩散作用有何地质意义?50.为什么说岩盐是比泥岩更好的盖层?51.如何理解天然气的晚期成藏?52.什么是凝析气藏?53.什么是物系的临界温度和临界压力?54.什么是凝析气藏的泡点压力和露点压力?55.什么是凝析油?56.凝析气藏形成的条件是什么?57.什么是凝析气藏的地露压差?地露压差有何意义?58.根据凝析气藏的相图及其地层温度和地层压力,如何判断一个气藏是否是凝析气藏?59.什么是深盆气?深盆气有何特征?60.什么气藏是靠什么封闭的?什么气藏是如何形成的?61.深盆气藏为什么往往是异常低压?如何计算深盆气藏的压力?62.正常的背斜气藏为什么是异常高压?如何根据气水界面处的压力计算背斜气藏的压力?63.深盆气藏的形成条件有哪些?64.什么是致密砂岩气?在什么条件下可以形成致密砂岩气?65.什么是页岩气?66.页岩气富集的主控因素有哪些?67.什么是天然气水合物?天然气水合物的形成条件是什么?68.天然气水合物有哪些类型,分布在哪些地区?69.水动力油气藏形成的条件是什么?水动力油气藏油水界面有哪些特点?70.在相同的水动力条件下,水动力气藏和水动力气藏,油水界面和油气界面是否平行?71.油气藏破坏的主要地质因素有哪些?72.生物降解油有何特征?73.Pr/P是什么意思?是什么指标?有何意义?74.什么是原生油气藏?什么是次生油气藏?如何判断一个油气藏是原生油气藏还是次生油气藏?75.什么是油气苗?什么是油砂或沥青砂?76.什么是固体沥青?固体沥青有哪些类型?77.什么是油气藏的寿命?什么是油气藏的年龄?78.确定油气藏形成时间的方法有哪些?79.在什么条件下可以根据烃源岩的生排烃期确定油气藏的成藏期?80.什么是流体包裹体?流体包裹体有哪些类型?81.什么是流体包裹体的均一温度?确定油气成藏期使用的哪类流体包裹体的均一温度?82.如何根据流体包裹体的均一温度确定油气成藏期?83.什么是油藏的饱和压力?85.利用油藏饱和压力确定油藏形成时间有哪些假设条件?86.如何根据油藏的饱和压力确定其形成时间?。
非常规油气勘探的微观成藏机理分析在传统的油气勘探中,常规油气藏的勘探技术已经相对成熟并广泛应用。
然而,随着勘探技术的不断发展和能源需求的增加,非常规油气的勘探显得愈发重要。
非常规油气包括页岩气、致密油和煤层气,这些资源通常被嵌藏在岩石微观孔隙中,与传统油气藏存在显著差异。
因此,了解非常规油气的微观成藏机理对于开发这些资源具有重要意义。
非常规油气的微观成藏机理与岩石的孔隙结构和流体反应有密切关系。
在传统油气藏中,油气主要是储存在岩石的可渗透孔隙中。
然而,在非常规油气藏中,岩石的微观孔隙通常较小,甚至微观孔隙的存在性也相对较少。
因此,非常规油气的储集方式更多依赖于岩石自身的孔隙结构和地层特征。
值得注意的是,非常规油气的储存方式并非只有在裂缝中,也可能存在于小的孔隙或矢径中。
尤其是在页岩气中,气体主要通过吸附在页岩孔隙的方式储存。
吸附气体的释放速率是非常规油气开发的关键。
页岩气的解吸速率受到气体和页岩孔隙间的作用力的影响,如研究束缚型和非束缚型气体的解吸速率和储存容量。
了解这些微观机理可以帮助工程师更好地开发非常规油气资源。
在非常规油气的开采过程中,储层中的压力和温度变化对于非常规油气的释放和生产起到重要作用。
一方面,压力和温度变化可以改变岩石微观孔隙中的流动特性,另一方面,这些变化又会影响岩石中的裂缝和孔隙的扩展性。
因此,理解储层中的压力和温度变化对非常规油气的产能有着重要意义。
此外,非常规油气的水驱特性也是微观成藏机理的重要研究内容。
在非常规油气储层中,孔隙中的水对于油气的运移和释放具有重要影响。
研究水油的相互作用对于理解非常规油气的开采效果和储层管理具有重要意义。
了解非常规油气的微观成藏机理对于资源的开发和管理具有重要意义。
通过了解储层中的微观特征、岩石孔隙结构、气体吸附和释放机理以及水的影响,能够更好地规划和执行非常规油气勘探和生产计划。
同时,通过研究这些微观成藏机理,可以优化采收率和提高勘探效率,从而实现非常规油气资源的可持续开发和利用。