油气成藏过程研究文献综述
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天然气田油藏的研究与勘探第一章:引言天然气是当今世界最为重要的能源资源之一。
作为一种清洁能源,它的应用范围非常广泛。
天然气田油藏的勘探十分重要,是天然气生产的基础。
本文将以天然气田油藏的研究与勘探为主题,探讨其背后的原理和技术。
第二章:天然气田油藏概述天然气田油藏是指地层内储存天然气的地质体系,由储层、盖层、底面和侧向封闭构成。
储层是指地下天然气储藏的岩石层,主要由砂岩、泥岩和碳酸盐岩组成;盖层是指盖在储层上面的岩石层,通常是低透水的泥岩或页岩;底面是指储层下面的岩石层,通常由低透水的泥岩或页岩组成;侧向封闭是指在地下形成的天然气田,其侧向与储层平行的两个边界都被低透水性岩石阻挡,形成了一个封闭的区域,使天然气不能从储层流失。
天然气田油藏的勘探主要是寻找这样的岩石层和区域。
第三章:天然气田油藏勘探技术天然气田油藏勘探是一项复杂而高风险的任务。
为了成功勘探,在勘探前需要进行详细的地质研究,以了解地下的地质构造和沉积特征。
勘探主要包括测量、数据采集、岩石分析、钻井和生产试验等环节。
3.1 测量天然气田油藏的勘探需要不同类型的测量仪器来获取地质数据。
磁力计、电磁仪和地震仪等测量仪器在勘探前通常被广泛使用。
磁力计和电磁仪主要用于检测地下岩石的磁性、电导率和电阻率等特性,从而确定可能的沉积地点。
地震仪则是对地球表面施加震荡信号,从而观察地下岩石的反弹情况,了解岩层的厚度、形状和物理特性等。
3.2 数据采集在勘探过程中,需要收集大量的数据来帮助研究储层中的天然气。
通常使用遥感卫星和飞机以及其他的物理测量设备来获取环境信息,如表面地形、水文地质构造和气象情况等。
这些数据的处理能够支持勘探研究,在实际勘探和开发阶段起关键作用。
3.3 岩石分析岩石分析是勘探和生产测试的重要组成部分。
通过分析储层内的不同成分和性质,识别油藏油气性质、可能含藏层位和含藏范围,以此提高勘探和生产的有效性。
在分析储层岩石时,通常会使用X射线荧光光谱仪或电子探针扫描仪等设备,以确定岩石中各种元素的含量,包括钠、铁、铜、钼和铅等。
油气勘探论文:油气成藏及勘探探究本文作者:朱伟林1钟锴1李友川2徐强2房殿勇1作者单位:1中国海洋石油总公司2中海石油研究中心南海北部大陆边缘陆架(浅水区)-陆坡(深水区)区发育一系列新生代沉积盆地与大西洋两侧的典型被动大陆边缘相比,南海北部大陆边缘发育在南海边缘海一侧,其规模相对较小,经历了由中生代主动大陆边缘向新生代边缘海被动大陆边缘的构造体制转换,除了受到太平洋板块向欧亚板块的俯冲造成的弧后扩张作用外,还分别受到了南海扩张、印藏碰撞远距离效应引起的红河断裂带走滑作用、菲律宾板块的斜向挤压以及印澳板块碰撞等诸多构造作用的叠加和复合,其构造属性和成盆机制具有特殊性[1,3~5].新生代以来,南海北部大陆边缘经历了多幕裂陷作用,形成了现今从陆架(浅水区)到陆坡区(深水区)的一系列沉积盆地(图1).南海北部陆架浅水区盆地是目前我国近海油气勘探的主要领域之一.截至2010年底,南海北部陆架浅水区盆地,已探明原油超过10×108m3、天然气近4000×108m相对而言,目前南海北部陆坡深水区勘探程度仍然较低,深水盆地是否具有与陆架浅水盆地相似的石油地质条件成为深水油气勘探能否成功的基本地质前提.类比研究表明,深水区发育于浅水区相似的新生代沉积盆地(凹陷).南海北部大陆边缘经历了古近纪三幕裂陷作用、新近纪裂后热沉降作用和新构造运动等3个阶段构造演化[6](图2).相应地,深水区盆地(凹陷)发育了与浅水区相似的古新统-始新统、下渐新统、中渐新统-上渐新统3套陆相-海陆过渡相沉积为主的裂陷期地层,以及新近系海相沉积为主的裂后期和新构造期沉积地层[6](图2).地震剖面揭示,南海北部深水区发育白云凹陷、乐东-陵水凹陷、松南-宝岛凹陷、长昌凹陷等大型沉积凹陷,其新生界最大沉积厚度可达8000~10000m以上,资源潜力可观[7].必须指出的是,尽管南海北部陆坡深水区发育了与陆架区相似的新生代沉积盆地,但随着陆架至陆坡区的岩石圈和地壳厚度的迅速减薄,岩石圈热-流变结构和盆地变形机制会产生明显差异,这种差异将对深水盆地(凹陷)形成和演化产生深刻的影响.此外,南海北部大陆边缘新生代以来多期次的区域构造作用(特别是南海的形成和演化),加上可能存在的早期先存构造导致的岩石圈横向结构不均一性,造成了不同构造部位的应力分配和变形方式的不同,进而造成陆架浅水区盆地与陆坡深水盆地之间、陆坡深水区不同盆地之间、甚至同一盆地内不同凹陷之间的形成和演化均存在着诸多差异.因此,探讨南海北部大陆边缘的区域性构造事件,特别是南海的演化对南海大陆边缘盆地形成、演化的控制作用,恢复南海大陆边缘盆地的构造演化序列和沉积充填样式,将对阐明南海北部深水盆地的成盆-成烃-成藏等石油地质关键问题具有重要意义.南海北部深水盆地发育3套烃源岩,生烃潜力大南海北部大陆边缘盆地发育3套烃源岩,即主裂陷期的始新统湖相烃源岩、晚裂陷期的渐新统海陆过渡相烃源岩和拗陷期的中新统海相烃源岩[6].其中始新统湖相烃源岩已被证实为陆架区盆地最主要的油源岩,例如北部湾盆地流沙港组和珠江口盆地的文昌组中深湖相烃源岩;海陆过渡相煤系烃源岩是陆架区盆地主要的气源岩,以珠江口盆地的恩平组和琼东南盆地的崖城组煤系地层为代表;中新统的海相烃源岩仅发育在莺歌海盆地[6],是该盆地的主要烃源岩.南海北部陆坡深水区盆地具有和陆架盆地相似的演化过程,也发育了这3套烃源岩,即始新统湖相烃源岩、渐新统海陆过渡相煤系烃源岩和中新统海相烃源岩.然而,随着南海北部大陆边缘陆架-陆坡区岩石圈和地壳厚度的减薄,大地热流值和地温梯度相应逐渐增大[1,7,8],陆坡区深水盆地的这3套烃源岩的生烃机理和生烃作用将会有所差异,需展开针对性研究.近年来,对深水油气来源的分析表明海陆过渡相烃源岩是深水盆地的主力烃源岩,并首次发现了海相烃源岩的贡献.1海陆过渡相烃源岩是深水区盆地的主力烃源岩南海北部深水区海陆过渡相烃源岩已被深水钻探直接揭示,是南海北部深水区的主力烃源岩,包括珠江口盆地恩平组和琼东南盆地崖城组的煤系地层,为湖盆收缩期伴随着间歇性海侵形成的一套由煤层、碳质泥岩和暗色泥岩组成烃源岩,分布广泛而稳定.地球化学分析结果表明,南海北部深水区海陆过渡相煤系烃源岩中有机质主要来源于陆生高等植物,具有较高的有机质丰度(表1),其干酪根组分以煤质、木质、壳质和孢质为主,既具有较大的生气能力,同时在早期生烃阶段也具有较强的生成液态烃的能力.珠江口盆地白云凹陷深水区已发现的天然气属于煤型气,天然气中苯和甲苯含量高,与恩平组烃源岩具有很好的对比性(图3),表明天然气主要来源于恩平组海陆过渡相源岩.此外,白云凹陷发现的原油中普遍含有丰富的双杜松烷(W,T),双杜松烷是一类非常特征的高等植物树脂输入的标志化合物,在东南亚原油和沉积物中广泛存在,是被子植物的达玛树脂经过生物聚合形成的[9].双杜松烷在珠江口盆地恩平组和琼东南盆地崖城组海陆过渡相烃源岩中含量较为丰富,因此,白云凹陷恩平组海陆过渡相烃源岩对该区已发现原油也有重要贡献.2首次发现了海相烃源岩的贡献,深水勘探的领域得到了拓展珠江口盆地白云凹陷荔湾3-1、流花34-2、流花29-1等深水油气藏中的原油含有丰富的双杜松烷和奥利烷.前已述及,双杜松烷在恩平组海陆过渡相烃源岩中含量丰富,而同样反映陆生高等植物有机质来源的奥利烷则在珠海组和珠江组海相烃源岩中具有很高的含量,珠海组海相烃源岩与原油中奥利烷的含量具有很好的对比性[10],说明白云凹陷深水区原油除恩平组海陆过渡相烃源岩的贡献外,珠海组海相烃源岩也有重要贡献.白云凹陷原油中还检测出C30甾烷,进一步验证了海相烃源岩对深水盆地生油的贡献.南海北部深水区目前有多口钻井揭示了渐新统和中新统海相泥岩,虽然其中含有少量的沟鞭藻化石,但其有机质主要为陆生高等植物来源的镜质组、惰性组和壳质组,而藻类和无定形体含量很低,有机质类型主要为Ⅱ2和Ⅲ型.从有机质丰度(图4)看,珠江口盆地珠海组海相烃源岩的有机质丰度总体高于珠江组海相烃源岩,珠江组仅在陆架浅水区的XJ33-2-1井和PY15-1-1井具有较高的有机质丰度,而陆坡深水区珠江组海相烃源岩有机质丰度普遍较低,深水区LW3-1-1井珠江组海相烃源岩的有机碳平均含量仅0.44%,主要为差-非烃源岩,而珠海组海相泥岩的有机碳平均含量可达1.08%,属于中等烃源岩.烃源岩生烃动力学模拟实验结果表明,LW3-1-1井珠海组海相泥岩具有较大的生烃潜力,累计产烃率达到450mg烃/gTOC,并在早期生烃阶段有较多的液态烃生成.重磁震等地球物理资料综合分析表明,在珠江口盆地-琼东南盆地以南的深水-超深水区还发育一系列的盆地或凹陷,其凹陷规模和沉积厚度相对较小,但这套海相烃源岩在这些盆地或凹陷内广泛分布,随着深水-超深水区的地温梯度不断升高,传统生烃门限范围外的这些规模较小的凹陷可能因此具备生烃潜力.因此需要对珠江口-琼东南盆地以南深水-超深水区盆地或凹陷进行重新评价.南海北部深水勘探的领域也将由深水区的大中型沉积凹陷进一步拓展至深水-超深水区规模相对较小的凹陷.3始新统湖相烃源岩是深水区潜在的烃源岩南海北部大陆边缘始新世处在气候温暖湿润、生物繁茂的古湖泊发育鼎盛时期,适宜的古气候和古环境有利于浮游植物繁盛乃至勃发,在规模较大、水体较深的古湖泊中有机质得以大量保存和堆积,具有较高的生产力[11].始新统中深湖相烃源岩已经被证实为南海北部陆架浅水区盆地内最主要的油源岩.白云凹陷LWX-1-1井在3190~3240m层段获得浮游藻类含量占绝对优势的微体植物化石组合,所见组合中浮游藻类均为河湖相藻类,含量可高达90.7%,其中最多者是盘星藻,其次是粒面球藻和光面球藻,尚零星见有葡萄藻和刺面球藻.因此,该井段为古近纪沉积序列中含河湖相藻类的富藻沉积层,并可进一步推测该井段的沉积地层形成于湖泊环境,且为具一定矿化度的淡水湖;该井段的地层沉积时,湖水生产力较高,浮游藻类繁盛.盆地模拟结果表明,始新统这套烃源岩在陆坡区高热背景下,其主体现今处于高成熟-过成熟阶段,生排烃期较早,目前可能以裂解气为主,是深水区一套潜在的烃源岩.4三套烃源岩的分布特征南海北部大陆边缘盆地3套烃源岩的分布还具有明显的分带性(图5).以珠江口盆地为例,陆架浅水区珠一拗陷的烃源岩主要为始新统文昌组湖相烃源岩,主体位于陆坡深水区的珠二拗陷烃源岩则主要为恩平组海陆过渡相煤系烃源岩,而珠江口盆地深水区以南的深水-超深水区,海相烃源岩将可能成为其主要烃源岩.因此,对南海北部深水盆地3套烃源岩类型及其分布的认识将对深水区的油气勘探具有指导意义.南海北部深水区盆地得到珠江和红河两大沉积体系的长期供给世界上深水区的油气发现多集中在大型深水海底扇的浊积沉积体系内.而南海北部深水区缺乏世界级大江大河的注入,其三角洲体系和深水浊积体系的规模相对较小,而且沉积物自华南地区物源区向南海北部的搬运过程中,先途经了陆架浅水区的拗陷带,再进入陆坡深水区,具有远源沉积特征,其沉积样式和储层特征与大西洋两侧典型被动大陆边缘盆地和南海北部相邻陆架浅水区均存在明显差异.而能否在南海北部深水盆地寻找大型优质储集体将直接关系到深水勘探的成败.研究表明,华南陆区的珠江沉积体系和红河沉积体系长期以来是南海北部大陆边缘盆地的两个主要物源供给体系[5,6,12~14].来自古珠江的沉积物源在渐新世-中新世于珠江口盆地白云凹陷陆架边缘形成了一套陆架边缘三角洲沉积体系,是目前深水勘探的主要层系.近年来,在琼东南盆地深水盆地还首次发现了来自红河沉积体系的中央水道砂体,并得到了深水钻探的初步证实.1珠江口盆地白云凹陷陆架边缘三角洲沉积体系基于近期珠江口盆地白云凹陷的大量钻井、三维地震资料的综合分析,发现了渐新世-中新世白云凹陷陆架边缘三角洲及其沉积体系(图6).渐新世该陆架边缘三角洲以三角洲前缘沉积为主,在陆架断阶坡折控制下呈“S”型向陆坡生长;而中新世其自外陆架到上陆坡的延伸空间内,沉积特征发生改变,陆架边缘三角洲前缘沉积体在白云凹陷内形成三角洲前缘(包括分流水道、砂坝)到陆架-陆坡峡谷水道、三角洲前缘滑塌的重力流搬运舌状(斜坡扇)沉积,期间偶有东沙隆起的碳酸盐岩近物源供给干扰.这种沉积演化特征受控于陆架边缘三角洲体系发育和陆架断阶坡折带的演化,形成陆架边缘三角洲体系并发育深水大型优质储集体(图6).近期,白云凹陷深水区勘探相继获得了流花34-2和流花29-1两个商业性油气发现,进一步证实了该陆架边缘三角洲体系形成演化和深水大型优质储集体分布关系,揭示了该沉积体系的重要勘探潜力.2莺歌海盆地-琼东南盆地红河三角洲-海底扇沉积体系红河是发育在南海北部的另一条重要河流,是南海北部大陆边缘西侧莺歌海盆地的重要物源供给[5,6].通过对南海西北部莺歌海-琼东南盆地地震和钻井资料研究,在两个盆地的结合部发现首次发现了一个主要发育于晚中新世(黄流期)的大型红河海底扇,主要呈北西向展布[14].王英明等人[14]认为其在晚中新世黄流期(10.5~5.5Ma)规模达到最大,分布面积达上万平方千米,最厚可达2000m,通过沉积相分析进一步指出其沉积物主要来自红河,并与红河三角洲以及相关的海底峡谷共同构成了红河沉积体系;上新世以来,红河海底扇转化为琼东南盆地内长达数百千米的中央峡谷.琼东南盆地陆架坡折带靠近陆架一侧的钻探多年来未能取得商业性的油气发现,储层因素是失利的主要原因之一,推测其与琼东南盆地缺乏类似珠江口盆地来自珠江水系携带足够规模的沉积物有关.2010年年底,琼东南盆地深水区针对中央峡谷水道钻探了陵水22-1构造,发现了近60m的气层,储层物性条件好.对其物源进行深入研究,将为琼东南盆地深水区储层研究和预测提供新的思路.当然,对南海北部深水盆地沉积体系和储层的研究不应局限于目前的勘探层系,还应继续探究深水盆地演化过程中,周边一系列重大事件,如青藏高原隆升、台湾山脉隆起、南海扩张对深水盆地的物源供给以及沉积作用的影响和控制.此外,深水盆地还具备发育碳酸盐岩储层的有利条件,在相邻陆架区和南海中南部均发现了大型的碳酸盐岩油气藏,碳酸盐岩储层也是今后南海北部深水勘探的另一个重要领域.南海北部深水盆地大中型油气田成藏特征与勘探方向南海北部深水区发育了一系列新生代沉积盆地和凹陷,除了在珠江口盆地-琼东南盆地深水区发育白云凹陷、乐东-陵水凹陷、松南-宝岛凹陷和长昌凹陷等大型凹陷外,在盆地以南的深水-超深水区还发育有一批规模相对较小的盆地或凹陷.南海北部深水区盆地普遍发育湖相、海陆过渡相和海相3套烃源岩,3套烃源岩均有生烃贡献,其中主力烃源岩为海陆过渡相烃源岩,其有机质主要为Ⅱ2-Ⅲ型干酪根,在陆坡盆地超热背景下,以生气为主.生烃模拟结果进一步表明烃源岩热演化程度控制着深水盆地的油气分布.琼东南盆地以生成高-过成熟天然气为主;珠江口盆地处于成熟-高成熟阶段,在生成天然气的同时,还生成较多的油,白云凹陷边缘烃源岩的热演化程度明显低于凹陷中心,凹陷边缘主要处于成熟生油阶段,而凹陷中心处于高成熟生气阶段.此外,深水-超深水区一批规模相对较小的盆地或凹陷在晚期高热背景下也可能生烃.南海北部深水盆地有来自珠江沉积体系和红河沉积体系两大物源体系的长期供给,发育浅水(扇)三角洲、深水扇和碳酸盐岩生物礁2种类别的3类储层.目前,在珠江口盆地-琼东南盆地深水区已经发现和落实了50余个大中型构造圈闭和30多个生物礁体.新构造期的断裂活动和深部热流体底辟作用为深部油气的垂向运移创造了条件,断裂带、区域性不整合面以及砂体的有效横向配置构成了深水盆地油气运移的有效通道.鉴于深水油气勘探的高经济门槛,深水油气勘探将以大中型油气田的发现为最终目的.因此,南海北部深水区必须在勘探领域上优选富生烃凹陷,勘探层系上寻找主力成藏组合,勘探目标上首选大中型构造圈闭.在珠江口盆地白云凹陷深水区围绕28Ma陆架坡折带一线以储层研究为核心,在已发现油气藏的周边寻找有利构造和规模砂体,继续落实和评价白云凹陷的大中型构造圈闭,探索和证实荔湾凹陷的生烃潜力.在琼东南盆地的中央峡谷水道拓展其他有利岩性圈闭,在凹中隆和凸起区尝试大中型构造圈闭和生物礁构造.此外,还应对珠江口-琼东南盆地南部的深水-超深水区的新盆地或凹陷进行普查和评价.结语南海深水盆地的油气勘探对于缓解我国能源供需矛盾、推动南海基础科学研究和技术进步、带动深水相关产业发展、维护国家主权和领土完整均具有重要意义.然而,由于目前南海北部深水区钻井数量少,对深水盆地的研究以地震资料为主.地震资料揭示的深水盆地最大沉积厚度可达8000~10000m以上,当前研究的范围主要为新生界地层,在部分地区的新生界地层之下,可见与之呈大角度不整合接触的前新生代地层,但这些前新生代盆地的性质、结构和地层分布情况尚不清楚.即使在目前研究相对集中的新生代盆地,由于钻探目的层为渐新统储层,揭示的地层厚度在3000m左右,在新生代盆地的成盆机制和盆地构造沉积演化等方面还存在一些未解决的难题.南海深水盆地油气勘探及其石油地质问题的研究不仅需要石油工业界的大量投入,还需要基础研究领域的紧密配合和协同攻关,二者互为支撑,相互促进.一系列诸如南海形成和演化等基础科学问题的阐明将有助于为深水盆地油气勘探相关研究提供理论依据和指导,同时深水油气勘探获得的工业地震和钻井资料也将为基础研究提供更为翔实的第一手资料,并对基础研究的成果和认识做进一步约束和验证.。
第21卷 第3期地 球 物 理 学 进 展V ol.21 N o.32006年9月(页码:879~887)P ROG RESS IN G EOP HY SICSSept. 2006古潜山油气藏研究综述李 军1, 刘丽峰2, 赵玉合1, 涂广红1, 周立宏3, 肖敦清3, 高嘉瑞3(1.中国科学院地质与地球物理研究所,北京100029; 2.中石化石油勘探开发研究院,北京100083;3.中国石油大港油田公司,天津300280)摘 要 文章介绍了古潜山油气藏的勘探历史、研究现状、分类及特征,并指出开展/残留盆地0的研究对古潜山油气藏的勘探具有指导意义.作者按照简单易行的原则,将古潜山油气藏分为两大类共六种.随后作者阐述了形成大型古潜山油气藏的条件,包括构造背景、沉积环境以及成藏配置等等,最后文章介绍了古潜山油气藏勘探的重要技术,主要有叠前深度偏移处理、综合地球物理方法以及古潜山内幕裂缝预测技术等等.关键词 古潜山油气藏,残留盆地,勘探技术中图分类号 P631 文献标识码 A 文章编号 1004-2903(2006)03-0879-09A review of study on ancient buried hill reservoirLI Jun 1, LIU L-i feng 2, ZH A O Yu -he 1, TU Guang -hong 1, ZH OU L-i hong 3,XIA O Dun -qing 3, GA O Jia -rui3(1.Institute of Geolog y and Ge op hy sics ,Chinese A cade my of Science s,B eij ing 100029,China;2.Ex ploration &Pr oduc tion Re se arch I nstitu te .S IN OP EC,B eij ing 100083,China3.Dag an g oilf ie ld Comp any ,CN PC,T ianj in 300280,China)Abstract T he paper intr oduces ex plo rato ry histo ry,present study status ,catego ry o f ancient buried hill reserv oir and featur es o f ancient bur ied hill,and the author thinks the study o f /pr eser ved basin 0can g uide the explorat ion o f ancient bur ied hill reservo ir.T he author calssifies ancient bur ied hill r eser vo ir as six types w ith convenient and feasible princ-i ple.M o reov er,t he autho r fo rmulates the conditio ns of fo rming g r eat ancient buried hills reserv oir ,w hich include tec -to nic backg round ,sediment ary envir onment and co nf igurat ion o f fo rming r eser vo ir.Finally ,the key techno lo gies of ex-plorat ion of ancient buried hill is presented,w hich inv olve 3-D prestack depth mig ratio n,interg rat ed geo physical t ech -nolog ies and fr actur e pr ediction technolog ies of internal ancient bur ied hill ,etc.Keywords ancient buried hill r eser vo ir,preserved basin,explo rato ry technolog y收稿日期 2006-01-10; 修回日期 2006-03-20.基金项目 中国科学院知识创新重大项目(KZCX1-SW -18-01)和大港油田基础外协项目(JS FW -0000-00341)资助.0 引 言石油和天然气是工业的命脉,是国家极其重要的战略资源.随着国民经济可持续发展的要求,以及对油气能源需求的不断增长,迫切需要立足国内找出更多的油气资源来.过去中国油气资源的第一次创业,新生代陆相碎屑岩沉积盆地作出巨大贡献,但预计2010年我国石油缺口将达0.8~ 1.2亿吨.这种情况严重影响着经济社会的可持续发展.第2轮油气评价认为,中国石油资源量为940@108t,天然气为38@1012m 3,但探明率石油为22%,天然气仅7%[1].这样,在继续寻找新生代陆相碎屑岩沉积盆地油气资源的同时,还应及早开拓新的勘探领域,探索前新生代(中生代、古生代、甚至元古代)的油气资源[2,3].目前国内前新生代海相残留盆地中从古潜山探明的储量已占相当比例.据统计,渤海湾盆地已知的61个古潜山油气藏的探明储量占盆地总储量的10.4%.其中辽河坳陷的8个古潜山油气藏占坳陷油气总储量的20.3%;黄骅坳陷(8个)占2.9%;济阳坳陷地球物理学进展21卷(20个)占14.8%;冀中坳陷(21个)占59.7%;渤海海域(4个)占2.3%.中国油气的潜力巨大,还有大量的油气资源有待于发现和开发,古潜山就是其中一个重要的领域.1古潜山勘探进展和研究现状1.1古潜山的概念古潜山是古地貌的一种形态,地层经过地壳变动后的长期风化剥蚀,造成表面形态的高低不平,后来再次下沉被新生代沉积层所覆盖,其中突起的山丘就称为古潜山.古潜山油气藏具有三个条件:)是油源问题,古潜山自身没有油源,必须借助于能与生油层沟通的不整合面、断面或渗透性岩层使生油层中的油气运移进入古潜山储集层;二是储层问题,古潜山的主要储集空间为次生孔隙和裂缝双介质系统,特别是遭风化溶蚀形成的古岩溶型溶蚀孔洞是优良的储集空间;三是圈闭问题,大多数情况下古潜山本身没有封盖层,需要依靠上覆非渗透性岩层作为盖层.1.2古潜山油气藏勘探进展及研究现状古潜山油气藏的勘探始于1909年,美国在勘探中、新生界油气资源时,在俄亥俄州中部辛辛那提隆起东买发现了摩罗县古潜山油田.油井初期日产原油31.8m3.随着一系列高产古潜山油藏的发现,各国开始重视古潜山油藏的勘探开发工作.目前在美国、俄罗斯、西班牙、澳大利亚、加拿大、埃及、利比亚、委内瑞拉、阿尔及利亚、伊朗、巴西、摩洛哥、安哥拉、前南斯拉夫、匈牙利、罗马尼亚、越南等国家都发现了古潜山油气田.国内古潜山油藏的勘探是以任丘油田的发现为转机的,任丘潜山油田是我国第一个在中上元古界海相碳酸盐岩古潜山中找到的高产大油田,含油面积80km2,探明石油地质储量4@108t,最高年产量达1352@104t.任丘油田发现以后,国内曾掀起寻找古潜山油藏的热潮,但收效不大,直到油气二次创业理论[1]提出之后,古潜山油气的勘探才有迅速的发展,例如,位于大港油田北大港构造带东北斜坡的千米桥潜山的发现,勘探证明该古潜山风化壳储集层发育,为储量规模近亿吨级的高产油气藏.随着我国一系列古潜山油气藏的发现,说明古潜山已成为我国重要的油气勘探领域,即使是中小型的、隐蔽研究.在古老的地台之上,改造之后保存下来的原型盆地以潜山的形式存在,即逆掩推覆构造或古潜山构造,储集层为碳酸盐岩、花岗岩、火成岩、变质岩等.这样的原型盆地被命名为/残留盆地0,是地壳多旋回运动的产物.从中国海陆大地构造的演化历史可知,古老的陆核华北、扬子、南华、塔里木在古特提斯洋中出现,并发育成块体,在其上和边缘形成海相沉积盆地,生成大量的油气并聚集成油气藏.但是在后期的构造演化过程中,原有的盆地遭到挤压改造变形甚至失去盆地的原貌而成为造山带,油气藏遭到强烈的破坏,但是有的盆地仍保留丰富的油气资源.因此,/残留盆地0理论的提出不仅丰富了石油地质理论,同时开启了我国找油的新思路.残留盆地的形成包含两个阶段[7]:在古全球构造体制的制约下形成的古生代原型盆地;在新全球构造体制下经过多期/变格0,在中新生代并列和迭加作用改造之后,形成残留盆地.几十年的油气勘探工作证明,我国东部和西部都存在残留盆地,目前不仅已在华北地区的冀中、济阳、辽河、黄骅、渤中坳陷、东濮凹陷,而且在准噶尔、酒泉、二连、百色、松辽、东海、北部湾、苏北盆地等地区都发现了前新生代的残留盆地.而古潜山油气藏成功的范例(如冀东油田老堡南1井在奥陶系古潜山获得日产700多立方米的高产油气流)则进一步证明了残留盆地古潜山油气资源是大有可为的.2古潜山油气藏分类及特点2.1分类近年出现对潜山研究的多种分类.毛立言[8]把潜山基本分为地貌山和构造山,而构造山又分为:褶皱山亚类和断块山亚类.王国纯[9]根据潜山的岩性特征分为变质岩储层潜山、火山岩储层潜山、碳酸盐岩储层潜山和碎屑岩储层潜山.谯汉生等[10]主要从渤海湾盆地潜山油气成藏与分布出发,考虑到潜山的成因、形态和储层结构,将潜山分为地貌潜山、断块潜山和不整合潜山三大类.地貌潜山和不整合潜山具有早期成因的特点,而断块潜山一般为后期成因.根据储层的空间分布又将这三大类潜山分为五种类别七类潜山.吴永平等[11]根据构造的形成与盖层沉积的先后关系,将潜山分为三类:①先成地貌潜山,②同生构造潜山③后成构造潜山.根据潜山发育8803期李 军,等:古潜山油气藏研究综述表1 一些古潜山油气藏储层时代及岩性Table 1 Age and lithology of some ancient buried hill reservoirs油田古潜山油藏时代岩性胜利油田桩西、垦利、滨南、义和庄下古生界奥陶系、寒武系灰岩义北、孤南、桩西、垦利中生界砂砾岩王庄太古界泰山群结晶基底变质岩沾化、孤岛中生界煌斑岩义和庄、大王庄上古生界石炭系、二叠系石英砂岩、白云质砂岩华北油田马12太古界变质岩永清、何庄、深县西、任北、苏桥、南孟、龙虎庄、刘其营下古生界奥陶系灰岩薛庄、留北、八里庄西、雁翎、八里庄、任丘元古界雾迷山组藻云岩河间中元古界长城系白云岩、石英岩龙虎庄、南孟下古生界寒武系下统府君山组白云岩南孟下古生界寒武系馒头组泥岩大港油田千米桥下古生界奥陶系第三系底部灰岩、玄武岩辽河油田曙光中上元古界下马岭)铁岭组变质石英砂岩、白云岩、砾岩上元古界雾迷山组白云岩油田杜家台中上元古界大红峪组石英岩兴隆台太古界混合花岗岩图1 济阳坳陷下古生界潜山成因)结构分类[12]F ig.1G enetic and st ruct ur al classif icaton of L ow Paleozoic bur ied -hill in Jiyang D epr essio n [12]块作用、褶皱作用和溶蚀作用形成,与此对应,可将潜山分为断块山、褶皱山和残山(溶凸).其中断块山可分为单断山和双断山.李丕龙[12~14]按照济阳坳陷潜山的成因类型,将其划分为拉张型、挤压)拉张幕单斜、内幕褶皱.其划分出了四类8种类型潜山(图1).其中,拉张作用形成内幕单斜块断山、内幕单斜断块山、内幕单斜滑脱山;挤压)拉张作用形成内幕褶皱块断山、内幕褶皱断块山、内幕褶皱滑脱881地球物理学进展21卷为了更好地指导潜山油气藏的勘探,作者认为对古潜山的分类应该是简单易行的,即先根据成因分为残丘山和构造山,再根据古潜山的时代分为:中生代潜山、古生代潜山、前寒武纪潜山,共6种类型.2.2古潜山油气藏的特点2.2.1成藏模式复杂由于古潜山油气藏经过多期构造运动改造,形成各种类型的复式油气藏.吴永平等[15]在渤海湾盆地北部奥陶系潜山油藏中就发现有潜山埋藏型、构造反转型、顺层溶蚀)运移型、晚期成岩型以及古生古储型等多种成藏模式,徐国盛等[16]依据岩溶及裂缝的发育状况,济阳坳陷下古生界潜山可分为拱张褶皱型、断裂块断型、风化残丘型和多期构造复合型4种模式.王永诗等[17]把济阳坳陷孤西潜山分为高潜山和低潜山2大类5种潜山油气成藏模式,此外还有/新生古储0以及/自生自储0成藏模式[18~20].2.2.2储集层时代范围广,岩性多样,烃源岩层系多统计中国东部油田古潜山储集层的时代(表1),可以看出各个油田都有古潜山油藏分布,储集层时代从太古宙到中生代都有发育,而且岩性多样,除了灰岩、白云岩、砂砾岩之外,还存在泥岩、变质岩、火山岩等等.古潜山油气藏的烃源岩不仅来源于第三系,比如千米桥潜山油气主要来自板桥凹陷沙三段烃源岩[21~23],还有来自中生界[24]的,如在东海盆地中部隆起带的烃源岩主要是侏罗系湖相泥岩[25,26],此外还有古生界的烃源岩,如在黄骅坳陷南区孔西构造带的孔古3井发现了以奥陶系为油源的原生油藏[15],在东濮凹陷发现了二叠系的烃源岩[27],在塔里木盆地轮南地区与油气相关的烃源岩有两套:寒武系-下奥陶统海相生油岩和中-上奥陶统海相生油岩[28].2.2.3储集空间多为次生,油藏储量丰富,潜力巨大由于储集层发育的时代早,埋藏深,原生孔隙储集性能较差,必须经过后期构造才能成为有利储集层[29],如辽河油田茨榆坨潜山太古界变质岩储集层的储集空间和渗流通道主要为裂缝和微裂隙[30],东濮凹陷上古生界砂岩孔隙类型主要为粒间溶蚀孔、粒内溶蚀孔和晶间孔[27]等等.古潜山油气藏的储量丰富,钻井多为高产油气井.表2和表3分别是冀中坳陷和渤海湾地区古潜9.1341@108t,其深层具有广阔的天然气勘探前景[31].表2冀中坳陷各层系原油储量分布状况表[32]Table2Distribution of oil reserves in seriesof strata in Jizhong D epression[32]层位产层数(个)富集程度(104t/km2)占总储量百分数(%)潜山油田元古界高于庄组1379.70.49雾迷山组8695.370下古生界寒武系497.50.83奥陶系1492.19.34上古生界二叠系220.30.07小计29391.480.83第三系油田下第三系孔店组沙河街组3070.39.34砂一上段东营组972.19.4上第三系馆陶组明化镇组372.00.43小计4271.219.17总计71223.2100表3渤海湾地区各层系含油气潜山探明石油储量表[33]Table3Proven Oil Reserves of oi-l buried hill in seriesof strata in the Bohai Gulf area[33]层位潜山储量(@108t)占潜山总储量(%)分布坳陷M z0.4232 4.7济阳、黄骅C-P0.04550.5济阳O 1.936521.2冀中、济阳、渤中E0.3845 4.2冀中、济阳Pt 5.236357.3冀中、辽河Ar 1.208112.1辽河、渤中合计9.13411003形成大型古潜山油气藏的条件3.1构造背景大型古潜山的形成都经过了复杂的构造运动,首先要有长期稳定的沉积期,其次要有大的构造运动,一方面使储集层抬升遭受风化淋滤,形成局部凸起和储集空间,另一方面构造运动形成的大断裂8823期李军,等:古潜山油气藏研究综述刘光鼎指出中国大地构造格架的形成过程中依次出现了5幕演化史[1],较全面论述了古潜山形成的构造背景.古生代末期中国大陆形成之后,湖泊、河流中的有机质降解生烃,经过运移在新、古近系地层中赋存成藏,即新生代陆相碎屑岩油气.但是,在古生代期间,中国大陆处于华北、扬子、华南、塔里木等块体逐渐拼合的过程中,块体之间有海水覆盖,生成碳酸盐岩沉积,它们具有比河湖优越得多的生油条件和广阔得多的容纳空间,更何况海水中大量生物的快速繁衍为生油提供了物质基础.它们所富含的油气不可能在其后的构造运动中被破坏殆尽,总有一部分被完整地以古潜山的形式被保留了下来.因此,在这些残留盆地的古潜山中应该能找到相当多的油气资源.构造运动对古潜山油气藏的形成有重要的作用[34],如渤海湾地区在多旋回走滑伸展断裂活动中,形成了基岩掀斜断块构造,后经过第三纪多期水进超覆层披盖基岩块体形成不同位序潜山油气藏[35~37].对济阳坳陷前中生界潜山的研究[38,39]表明:古生代两次大隆大坳和轻度褶皱奠定了潜山构造带的形成基础,印支期的构造运动提高潜山储层性能,燕山晚期以来的张性块断作用,使得局部剥蚀潜山定型和断块潜山形成.而塔里木盆地轮南潜山构造演化也经历了4个主要阶段[40],对岩溶发育、构造格局与储集空间的形成有重要控制作用.3.2沉积环境中国海相碳酸盐岩分布面积为344@104km2,占大陆沉积岩总面积的40%.主要分布在塔里木地块、华北地块和扬子地块.海相地层的石油资源量为92@108t,占我国石油资源量的9.5%~ 13.3%;天然气资源量为17@1012m3,占我国天然气资源量的58%~59.1%[41].海相沉积环境碳酸盐岩储层为主的古潜山油气藏具有富集高产的特点.渤海湾盆地中上元古界和下古生界两个层系的碳酸盐岩储层所探明的石油储量占到的比例高达82.7%.这类古潜山油藏一般具有油层厚度大,储量丰度高的特征[10].(1)碳酸盐岩储层的储集空间主要有基质孔隙、溶蚀孔隙、裂缝孔隙三种类型.从目前发现的碳酸盐岩油气藏来看,油气主要储集在裂缝和溶蚀孔隙中,原生沉积形成的基质孔隙虽然也能储集油气,但储集能力有限,所占的比例很小.溶蚀和裂缝孔隙基本中伴生有大量的断层和裂缝,这从大量潜山井的裂缝识别测井和岩心观察得到证实;二是带有大量断层和裂缝的古构造又经过长期的风化淋滤以及地下水的作用,把原来形成的断层和构造裂缝进一步改造,不但扩大和连通了原有的裂缝孔隙,而且多期的岩溶作用形成了大量新的溶蚀孔洞[42~45].(2)碳酸盐岩储层早期形成的孔洞和裂缝受埋深成岩作用的影响较小,潜山埋至深层后仍然能保存大量的早期形成的孔洞和裂缝.因此,深古潜山的勘探要以碳酸盐岩储层潜山为主.冀中潜山探明石油储量为54595@104t,几乎都为碳酸盐岩的白云岩和石灰岩,其中大于3000m深度的古潜山石油探明储量加在一起共为46311@104t,占潜山探明总储量的84.8%.由此可见,碳酸盐岩潜山储量纵向上的分布在深层占有较高的比例.3.3成藏配置古潜山油气藏的形成,首先要有区域上成油条件的配置,也就是一个凹陷和含油气系统中要具备潜山成油的基本条件.其次看是否具有潜山成藏的良好配置.谯汉生等针对渤海地区指出/早隆、中埋、后沉0配置的碳酸盐岩潜山最有利于油气的成藏[10].成藏的最佳配置应该是在古近系沉积前形成古地貌的早隆潜山,这种潜山一般经受了比较强烈的风化淋滤,储集空间比较发育.良好生油层不断向潜山超覆覆盖中期掩埋,形成较好供油条件和潜山盖层的中位潜山.后期生、排烃潜山聚油成藏时期要形成区域性整体稳定沉降才有利于潜山的成藏.例如辽河盆地大民屯凹陷曹台基岩潜山油藏的烃源岩沙四段暗色泥岩正处于生烃高峰期,而且油藏尚处于油气充注阶段[46].非生油岩覆盖的潜山需要供油通道,使潜山能与深部的生油层沟通.这种通道主要为通到下伏生油层的供油断层,使深部生油层的油气通过活动开启的供油断层向上运移进入没有与生油层接触的潜山[47].油源断层要在下伏生油层油气主要生成、运移期活动开启,以便使深部生成的油气向上运移.油源断层的活动期与油气主要运移期的配置十分重要,配合的好就能形成良好的供油通道.而到后期,供油断层的活动逐渐衰退停止,能对形成的潜山油气藏起到良好的保存作用[48~50].古潜山油气藏成藏的一个重要条件是潜山供油的方式[51],潜山的供油方式以有效烃源岩覆盖并直接与潜山接触的双重多883地球物理学进展21卷最差.4古潜山油气藏勘探技术古潜山油气藏的勘探采用过多种方法,包括化探方法[52]以及物探方法(重力勘探、电磁勘探、放射性勘探和地震勘探),以及两种以上方法的综合应用[53].在油气勘探的众多技术方法中,地震勘探无疑占据着主导地位,国内外许多大型古潜山油气田都是利用地震方法勘探而发现的.特别是随着3D 地震技术的发展,可以对地层进行连续的面积追踪,能够精细地反映出地层结构及断层分布[54].相对于其他类型油气藏的勘探,由于潜山油气藏的特殊性,地震勘探常常受到限制,必须开展综合地质地球物理研究,才能获得大的突破.与勘探其他类型的油气藏不同,一些独特的地震勘探技术在古潜山油气藏的勘探中发挥着十分重要的作用[55].4.1叠前深度偏移处理通过地震资料,不仅可以准确地落实古潜山位置、形态、埋深等,而且还可以用来研究古潜山的地质层位、油气成藏条件和油气藏类型,以及预测古潜山储层缝洞发育等.在古潜山发育地区,普遍存在构造倾角大,地层速度横向变化剧烈的现象.而地震资料的常规处理是以局部水平层状介质模型作为前提条件,面对如此复杂的地质体无法形成对地下介质的正确成像.叠前深度偏移采用的速度)深度模型是对地下介质的速度场分布的最佳近似,在一定程度上能够弥补常规处理方法的缺陷,达到对复杂地质体精确成像的目的[56~60].1996年,中国科学院地质与地球物理所杨长春博士与胜利油田合作,研究的二维叠前深度偏移技术,在精细速度分析的基础上处理反射地震资料,解释出古潜山内幕为两条逆掩断层制约下的古生代地层及众多断层的展布.根据这些研究结果建议的胜海古二井在2900m深度的古生代海相白云岩风化壳中,钻遇工业油流,日产1059t,这是地球物理方法寻找前新生代油气资源的一次成功实践,也证明了叠前深度偏移技术是勘探古潜山一类复杂地质体的重要技术方法.4.2综合地球物理方法各种地球物理方法的综合运用是勘探大型古潜山油藏必不可少的手段[61].目前,重力勘探潜山一般用布格重力异常、剩余重力异常和重力二阶导数等资料[62,63].重力勘探从毫伽级提高到微伽级(m Ga-l L Gal).布格重力异常有强的区域重力背景,可用于区域研究.对大多数中、小型潜山和埋藏较深的古潜山,常用消除区域重力背景后能较清楚地显示局部异常的重力二阶导数、剩余重力异常[64~67].研究表明,在渤海湾地区剩余重力异常与古潜山的分布有较好的对应关系①.尽管磁力勘探有光泵磁力仪使勘探精度提高2个数量级,但从已完成的实际航磁结果看,磁异常和古潜山局部构造之间直接的对应关系还不太明确.磁力勘探常作为一种辅助手段,可以反映火成岩及结晶基岩的分布.一方面,消除火成岩对重力勘探的影响.另一方面,磁法在了解古潜山概况,更准确地确定隆起区和断裂的位置方面有重要的作用.电法勘探中标志层的研究至关重要.其应具备的条件是地层无导电能力、有相当大的厚度并连续分布.古潜山构造主体通常是由以高电阻率为特征的元古界)古生界基岩构成,其上直接披覆低电阻率特征的新生界和部分中生界地层,这种地电构造模式为电磁法进行古潜山勘探提供了良好的地球物理条件,可以作为地震勘探方法的重要补充[68,69].而下古生界地层具有电阻高、密度大、速度高的特征,很可能成为电法标志层,重力密度界面和波阻抗界面,因而古潜山圈闭产生电法正异常、重力正异常和强振幅反射波的异常特征,从而可以进行联合反演,消除多解性[70].潜伏在古近系生油岩之下的古潜山,往往是主要的密度界面,又能形成很强的地震反射,磁性上也存在一定差异,为利用重磁)地震综合研究方法寻找古潜山油藏提供了物理基础[71].中科院知识创新重大项目①针对环渤海湾地区的前新生代油气资源研究,初步形成了一套利用综合地球物理方法研究残留盆地宏观构造格架的方法技术流程.由于一般情况下新生界与中生界之间存在较明显的密度差异,在地震与钻井资料控制下,可以此正演出新生界引起的重力效应并利用数学方法获得深部重力效应,将它们从区域布格重力异常中排除,所得到的剩余重力异常可以反演出重力基底的分布.同理,用区域磁力异常反演可得到磁性基底的分布,由重力基底深度减去新生界底界深度就可得到环渤海湾地区884。
油气成藏机理研究进展摘要:对前人在油气成藏机理方面的研究进行总结,主要在成藏基础理论、油气输导体系和异常压力与油气关系等3方面的研究进展进行综述,同时对这3个方面进行了详细而且全面的调研,并提出了在各个方面亟待解决的问题和研究的难点。
关键词:油气;成藏机理;研究进展油气成藏过程包括油气的生成、运移、聚集以及保存和破坏各个环节,既是石油地质理论的核心问题,又是有效解决油气勘探活动的关键问题。
许多油气生成、运移、聚集和保存中的重大理论和实际问题,目前仍停留在推理阶段,严重地影响了油气资源分布规律和预测油气藏的准确性,制约着许多盆地(或区带)的油气勘探和开发过程。
因此,需要从典型沉积盆地和典型区带的实际油气藏解剖分析出发,采用系统的、动态的和定量的研究方法,将典型油气藏解剖分析与计算机技术、物理模拟技术模拟相结合,综合考虑油气的生成、运移、聚集与保存过程,建立油气成藏定量模式。
1 成藏基础理论研究进展Dahlberg在Hubbert流体势理论的基础上,将流体势理论与石油勘探实际工作相结合,提出了LVZ法则;England等(1987)建立了独立二相、二维(侧向运移、垂向运移)、基于流体势和达西定律的渗流运移模型,研究油气二次运移和聚集。
同时国内也进行了二维三相(二相)油气运移和聚集的数值模拟和物理模拟;Hunt(1990)将油气生成、运移、聚集统一研究,提出了“流体封存箱理论”;张义刚(1991)建立了封存箱内渗流成藏、对流成藏和封存箱外涌流成藏三种油气成藏模式。
含油气系统理论(成油系统)提出了研究油气藏形成时必不可少的所有地质要素和地质作用以及合适的时空匹配,对指导油气勘探研究工作指出了新的思路,体现了系统的整体性、综合性、动态性等特征[1]。
其核心是“源”,对单源成藏效果较好,但对于多源多期成藏的叠合盆地应用效果不理想。
成藏动力学(系统)包括成藏动力学条件和动力学过程和结果,核心是研究油气等流体的运移和聚集的动力条件和过程。
油气成藏动力学系统研究综述摘要:油气成藏动力学系统研究是目前石油地质邻域的研究热点、难点。
本文在查阅大量国内外文献的基础上,较为全面地总结了油气成藏动力学系统的概念提出过程,类型划分,主要研究内容及其研究现状。
主要从盆地动力学、流体输导系统、流体动力学、排烃动力学和油气充注历史分析五方面内容作了分别论述。
最后,就油气成藏动力学系统研究的主要技术――盆地模拟技术,指出其发展趋势。
关键字:成藏动力学系统流体输导系统液体动力学充注历史目前,随着勘探开发的逐渐深入,对油藏地质研究的要求也越来越高。
这就将油气成藏动力学系统研究提上了工作日程,用以揭示油气藏形成机理,建立油气藏形成模式,由过去单一静态的定性研究方法转向整体、全面、综合、动态分析的系统性研究,建立定量化研究体制,着重机理性研究,为油气勘探开发提供一套新的油气藏研究与预测方法。
一、概念的提出油气成藏动力学系统研究即从有关成藏动力条件和油气藏成因的动态机制角度来探讨油气形成和分布规律的研究。
它是从含油气系统发展而来,许多石油地质专家都对此提出了自己的观点。
二、特点及其类型划分1.特点油气成藏动力学系统是从盆地发育的动力学背景、构造、沉积动态演化与油气的形成、运聚的动力学系统角度,研究油气成藏与分布规律的一项系统性工程。
我国学者适时地提出了符合我国基本地质状况的油气成藏动力学系统。
它弥补了含油气系统本身存在的一些缺陷,更强调油气生成、运移和聚集的动力学过程与机理。
2.类型划分李筱瑾[1]认为地球深部动力学过程控制的盆地构造-沉积旋回是划分成藏动力学系统的基础,根据动力学特征或封闭条件将成藏动力学系统可以划分为开放型、封闭型、半封闭型;根据压力特征,可分为超压成藏动力学系统、常压成藏动力学系统和低(负)压成藏动力学系统;根据油源特征,又可划分为自源成藏动力学系统、它源成藏动力学系统和混源成藏动力学系统。
赵靖舟[2]等将成藏动力系统依据压力系统、成藏性质、油气藏相态类型、运移方式、流体势、运移动力(或成藏动力)和沉积相等,总结出10多种划分方法。
石油工程文献综述石油工程是一个涉及石油资源开发、生产、加工和利用的综合性学科。
随着全球经济的发展和能源需求的增加,石油工程领域的研究受到了越来越多的关注。
本综述将梳理石油工程领域的主要研究方向、发展历程、研究现状和未来发展趋势,以期为相关领域的研究提供参考和借鉴。
一、石油工程概述石油工程是一门涉及石油开采、加工、利用的综合性学科,主要包括石油地质、油藏工程、钻井工程、采油工程、石油加工、石油化工等方面的内容。
石油工程的研究目的是为了提高石油资源的采收率、降低生产成本、提高石油产品的质量和利用率,以满足社会对石油能源的需求。
二、石油工程研究现状石油勘探与开发石油勘探与开发是石油工程的重要研究方向之一,主要涉及石油地质勘探、油藏模拟、油气田开发等方面。
目前,随着地球物理学、地质学等学科的发展,石油勘探和开发技术得到了不断的改进和优化。
如地震勘探技术、重力勘探技术、磁力勘探技术等,能够更精确地探测到油气储藏的位置和分布情况。
同时,油藏模拟技术也得到了广泛应用,通过对油气田的模拟分析,能够更好地了解油气储藏的特性和动态变化,为油气田的开发提供科学依据。
钻井技术与设备钻井技术与设备是石油工程领域的另一个重要研究方向,主要涉及钻井方法、钻井工具、钻井液等方面的研究。
随着科技的发展,钻井技术和设备得到了不断的改进和升级。
如水平钻井技术、定向钻井技术、欠平衡钻井技术等,能够提高钻井效率、降低钻井成本、减少井下事故。
同时,新型钻井液的研究和应用也得到了广泛关注,如低密度钻井液、抗高温钻井液等,能够适应更复杂的地质环境和更高的温度条件。
采油技术与设备采油技术与设备是石油工程领域的另一个重要研究方向,主要涉及采油方法、采油工具、采油系统等方面的研究。
随着技术的不断发展,采油技术和设备也得到了不断的改进和升级。
如水力压裂技术、化学驱油技术等,能够提高石油的采收率、降低生产成本。
同时,智能化采油系统的研究和应用也得到了广泛关注,如物联网技术、无线通信技术等在采油系统中的应用,能够实现采油过程的自动化、信息化和智能化。
油气储运工程毕业论文文献综述1. 引言油气储运工程是石油和天然气行业中关键的环节之一。
随着能源需求的增长和全球能源市场的竞争加剧,油气储运工程的可靠性、安全性和效率成为了极为重要的问题。
本文旨在通过综合分析相关文献,探讨油气储运工程方面的研究现状和发展趋势,为进一步的研究提供理论指导和实践借鉴。
2. 油气储运工程概述油气储运工程是指石油和天然气在采集、加工、运输和储存过程中所涉及的设施和技术。
它涵盖了油气输送管道、石油储罐、LNG储运设备等方面,并且在石油和天然气的生产链和价值链中起着至关重要的作用。
3. 油气储运工程的关键技术3.1 油气输送管道技术油气输送管道是现代石油和天然气工业中最主要的输送方式,其安全和高效运行对于保障能源供应和维护经济稳定具有重要意义。
该技术涉及到管道材料选择、输送流体动力学、泄漏监测等方面的问题。
3.2 石油储罐技术石油储罐是油气储运工程中储存石油和石油制品的核心设施,其结构设计和运行管理对于储罐的可靠性和安全性至关重要。
石油储罐技术涉及到储罐的结构设计、防腐蚀保护、泄漏检测等方面的问题。
3.3 LNG储运技术液化天然气(LNG)是一种高效的天然气储运方式,具有高能量密度和低环境影响等优势。
LNG储运技术涉及到LNG燃气化站、LNG运输船和LNG储罐等设施的设计和运营管理。
4. 油气储运工程的安全管理油气储运工程的安全管理是确保工程运行安全的重要环节。
其包括对环境风险、人员安全和设施安全等方面的管理和控制。
相关研究围绕着风险评估、事故防范和应急管理展开。
5. 国内外油气储运工程案例分析通过对国内外油气储运工程典型案例的分析,可以对油气储运工程在实践中的应用和技术发展趋势有所了解。
案例分析涵盖了管道事故、储罐泄漏等方面的问题,并提出了相应的解决方案。
6. 油气储运工程的发展趋势基于文献综述和案例分析,可以预测油气储运工程未来的发展方向。
从技术角度来看,自动化控制、智能监测和安全性能提升将是油气储运工程的主要发展趋势。
0 前言油气藏的形成过程研究及油气分布规律,是石油地质学理论的重点内容之一。
为了预测有利勘探区,提高选择勘探目标的精确性和效率,必须弄清油气分布规律,弄清油气分布规律必须分析油气成藏的全部过程和根本机理。
因此,自石油工业诞生以来,油气成藏机理研究一直是广大石油地质工作者极为关注的问题,也是长期以来困扰石油地质学界的一大难题。
油气成藏过程包括油气的生成、运移、聚集以及保存和破坏各个环节。
因此,分析油气成藏过程,总结油气成藏机理,建立油气成藏定量模式,对于推动石油地质理论的发展,有效解决当前油气勘探中的一些难题,提高油气藏定量评价和预测及石油工业的增储上产具有非常重要的意义。
1 油气成藏过程研究的历史发展阶段自石油工业产生以来,油气成藏机理一直是石油地质学家极为关注的问题,其研究大致经历了三个发展阶段。
1.1 第一阶段(19世纪末-20世纪50年代初)以沿背斜褶皱带分布油气藏的背斜说或重力说为代表,为油气成藏机理研究的初始阶段,主要研究成果有:(1)在1861年怀特提出的早期背斜学说基础上,通过大量的石油勘探实践和理论研究,建立了比较完善的油气藏形成的背斜学说。
在“背斜圈闭理论”基础上,人们又提出了“非背斜圈闭理论”,进行了早期的石油圈闭分类,分析了油气藏形成的具体地质条件(怀特,1861)。
(2)通过烃类运移和聚集的流体动力学研究,建立了浮力、水动力和毛细管力为成藏过程中油气运移和聚集的主要控制因素,提出了流体势的概念,并根据流体势分布断地下油、气和水的运动方向,解决油气运移和油气成藏问题(Hubbert,1953),将油气成藏过程作为动力学过程,从而使油气成藏研究建立在科学的基础上。
(3)随着国内外石油勘探的广泛开展,证实了陆相成油理论,促使地质学家从更广泛的角度考虑石油的生成和聚集,研究油气成藏机理。
1.2 第二阶段(50年代中期-70年代末)本阶段是在油气藏形成的基本条件和形成过程的分析的基础上,全面地研究了油气成藏机理,主要表现在:(1)有机地球化学在烃类生成、成熟和初次运移研究中发挥着重要的作用,确定了有机质类型、丰度、演化,对成烃和排烃进行了系统的评价(Tissot等,1978;Durand,1980)。
(2)研究了成藏过程中油气的二次运移和聚集机理,在油气二次运移的相态、动力、阻力、运移通道、方向、距离以及运移时间和运聚效率等到方面进行了大量的研究,取得了很多成果。
Schowalter (1979)系统地研究了油气二次运移和聚集机理,讨论了岩石的孔隙结构、烃—水界面张力、岩石的润湿性和毛细管力等对油气运移和圈闭的作用原理(Schowalter,1979)。
Cordell(1976)和Roberts(1980)提出了油气在圈闭中聚集的渗滤作用机理(Cordell,1976;Roberts,1980),而Chapman(1982)提出了油气在圈闭中聚集的排替作用机理(Chapman,1982)。
进一步认识到水动力对油气成藏形成、保存和破坏构成重要影响,并进行了一系列的研究。
Toth等(1980)建立了区域地下水流动系统基础上的重力穿层流动的石油运移和聚集理论(Toth等,1980),将沉积盆地区域水动力场分布和演化与石油的运移和聚集有机结合起来。
(3)系统地研究了油气成藏的宏观条件,指出在一个能形成油气藏的圈闭中,充足的油来源和有效的圈闭是油气成藏的两个最重要的方面。
其中影响圈闭有效性的主要因素有圈闭形成时间与油气运移时间的相应关系,圈闭所在位置与油源区的相应关系,以及水压梯度和流体性质。
(4)松辽盆地、渤海湾盆地以及世界其它陆相盆地大、中型或特大型油气田的发现,证明了陆相地层具有较大规模的有机质堆积、转化、运移,并形成较大型油气的事实。
在此基础上,我国石油地质工作者建立了陆相石油地质理论,研究了陆相油气成藏机理,在陆相油气生成,陆相储集层发育、油气运移和聚集、油气藏类型与分布,以及油气藏形成特点等方面取得了大量研究结果。
1.3 第三阶段(80年代初-现在)近十几年来,国内外很多学者运用先进的油气勘探技术和方法,以及计算机技术、物理模拟技术进行系统的油气成藏的各项条件、机制和它们之间的有机配合,主要表现在:(1)以热力(地温场)为成烃主控因素,通过物理模拟和数值模拟研究有机质的丰度、类型、成熟度、成熟门限、石油窗以及油气生成化学动力学机制。
(2)油气初次运移研究取得了长足的进展,在对排烃机理的实验分析以及实验模拟研究基础上,通过计算机耦合压实史、超压形成史、热史和烃类生成史,重建排烃过程(Ungerer,1990;Welte,1987;王新洲等,1996)。
(3)将流体势分析引入到含油气盆地分析,通过盆地模拟,进行含油气盆地范围内的地下流体运动的物理模拟和数学模拟,并结合油气生成和保存条件以及沉积盆地的发展演化条件,进行成藏过程中油气二次运移和聚集的定量研究,对盆地油气资源及油气二次运移的区域方向和聚集的主要区带、层位作出定量模拟分析(Ungerer,1990;Welte,1987;Dahlberg,1982;England等,1987;王新洲等,1996;石广仁等,1994;郝石生等,1994)。
(4)将油气生成、运移、聚集统一研究,提出了“流体封存箱理论”(Hunt,1990)。
(5)80年代以来,模拟实验已成为油气成藏过程研究的重要手段和方法,许多学者通过模拟实验,大大深化了成藏过程中油气二次运移和聚集的认识。
Catlan等(1992)通过模拟实验研究了油相运移问题,指出油相运移存在临界值,运移通道有方向性,运移前锋的速度衡定同时受油的性质、多孔介质性质影响,在浮力作用下也可以出现油相快速运移现象(Catlan等,1992)。
Thomaas和Clouse(1995)利用长100cm,高52cm,厚2.5cm的可视模型研究油气二次运移机理(T homaas and Clouse,1995)。
实验结果表明,当油在水湿的均质运载层运移时,油对圈闭的充满速度并不取决于二次运移本身,而更大程度上取决于油气从源岩中排烃的速率。
由于大量的弥散作用,在油的垂向运移期间(当运载层位于源岩层之上时),出现很高的散失量。
但在横向运移期间,散失量很小,这是因为油气主要集中在底部封闭的下方运移。
与此同时,许多学者利用微观渗流模型研究油相运移以及孔隙介质中非混溶驱替过程。
(6)伴随油藏描述表征及预测技术的发展,油藏形成和开发过程中流场和流体特征研究得到广泛重视,油藏模型的建立应运而生。
目前,国外主要模型为定量流动模型、储层结构模型、储层非均质模型及岩石物性物理模型等。
国内张一伟、熊琦华等(1994)先后建立了油田规模、油藏规模、层规模、砂体规模、孔隙规模的储层地质模型以及反映沉积、成岩、结构和人类活动改造所引起的综合效应的储层岩石物理相模式(张一伟、熊琦华等,1994)。
(7)80年代以来,流体——储层相互作用研究即储层地球化学研究已成为地球化学和石油地质学中令人瞩目的研究领域之一(梅博文,1992)。
主要表现在:①研究了有机质(特别是有机酸)和CO2对储层孔隙度和渗透性的影响,提出了次生孔隙形成模型和预测模型;②研究了流体在固态矿物表面上的吸附作用及其对油气运移和润湿性的影响;③应用水—岩石相互作用的地球化学模拟理论和方法,定量模拟了盆地成岩化学作用的演变,定量研究和预测了储集层孔隙度和渗透性的变化,使流体—储层相互作用以及储层孔隙度和渗透性的研究由定性、半定量向定量发展。
(8)油气藏的保存与破坏研究得到重视。
在盖层封闭性研究方面,目前基本明确了盖层的封闭机理,即物性封闭、压力封闭和烃浓度封闭,认识了盖层厚度及其连续展布面积大小对油气藏形成的控制作用,建立了测井时差与盖层排替压力的相关关系,提出了盖层封闭有效性的概念及其研究方法。
在分子扩散作用方面,建立了源岩和气藏的天然气扩散地质模型和数学模型。
(9)Magoon(1994,1995)在前人工作基础上提出了“含油气系统”概念,认为含油气系统包含成熟烃源岩及所有已经形成的油气藏,并包含油气藏形成时所必不可少的一些地质要素和作用(Magoon,1994,1995)。
近年来,国内外许多学者运用含油气系统理论和方法,研究油气藏的形成和分布,指导油气勘探。
(10)随着含油气系统理论在油气勘探实践中的应用,其缺陷和不足也日渐暴露,在许多高难度问题面前显得无能为力,于是对成藏动力学系统研究呼声日益高涨。
自Anderson等(1992)提出含油气盆地实质上既可以是一个“低温热化学反应器”,又可以是一个复杂的天然的流体(油气水)渗流的动力学系统(Anderson等,1992)以来,国内田世澄等(1995,1996)在前人研究的基础上分析了划分成藏动力学系统的必要性和可能性,并提出如何划分成藏动力学系统以及成藏动力学系统的研究方法。
从而丰富和发展了含油气系统理论,开拓了盆地流体运动与成矿地质学研究领域(田世澄等,1995,1996)。
2 油气运聚成藏的主要进展(1)油气来源及其方向①对于多源、多期次复合叠加盆地,混源气来源及其定量计算方面。
主要应用生物标志物参数、支链烷烃、碳同位素或生物标志物绝对定量等方法。
②利用原油中吡咯类化合物的丰度、异构体参数的绝对大小,确定油气来源与运移方向。
(2)运移期次方面在三个方面取得进展:①气包裹体均一温度,结合构造发育史、沉积埋藏史、热史和生烃史,确定成藏期。
②固体地球化学中常用的Pb—Pb和Rb—Sr同位素测定油气生成与运移年龄。
③储层伊利石K-Ar测定油气成藏期绝对年龄。
(3)油气运移通道方面:断层、不整合、连通砂体各自控制油气运聚的特点及其多种组合的不同控油方式都已经得到了很大的发展。
(4)对油气成藏条件(生、储、盖层等)的研究,无论从方法、手段和理论发展上,已基本上成熟和完善。
(5)成藏过程,成藏期次的研究,从动态过程的角度对油气藏的形成进行历史分析,结合构造演化史、沉降史、热史及成岩史等地质历史分析,开展了包裹体分析、同位素分析、油藏地化分析等大量研究,对油气成藏有了相当的认识。
(6)成藏动力学,即油气运移与聚集研究,结合地压场、地温场和地应力场开发了大量实验模拟和数值模拟的定量化研究,取得了较良好的效果。
(7)油气系统分析,这是一项新兴的石油地质综合研究方法,把油气藏的各种地质要素(生、储、盖和上伏岩层)和地质作用(油气生成运聚作用和圈闭形成作用)纳入统一的时空内综合考虑,强调彼此间的配置关系,从而弄清油气分布规律。
3 油气运聚成藏的研究内容及现状3.1 油气来源与运移方向:3.1.1 地球化学沿石油运移的主方向上,石油的化学成分和物理性质有规律性变化。
非烃化合物(钒、铁、镍、氧、氮、硫等非烃化合物)相对减少;高分子烃类化合物(包括高分子正烷烃)含量及芳烃含量相对减少,沿运移方向主峰碳数降低、轻重正烷烃比值增加、轻重芳烃比值增加(紫外光吸收带E230/E260和荧光光谱I385/I440的比值增加);石油中碳同位素δ13C/δ12C的比值沿运移方向降低;生物标志化合物发生变化,甾烷化合物5α14β17β异构体比5α14α17α运移快,重排甾烷13α17β比规则甾烷5α14α17α运移得快。