对储层地质学的认识
随着石油工业及石油地质学的发展, 越来越感到对油气层的认识及研究对油气田的勘探与开发有着密切的关系在国外, 近年已提出发展油气储层地质学这一边球学科,它同地震地层学、油藏工程学等新学科一样, 受到从事石油勘探与开发的科学技术人员的普遍重视。随着油气勘探开发实践的不断深入, 储层地质学研究受到人们的普遍重视, 从而得到迅速发展。其研究领域越来越广泛, 除传统的碎屑岩储层和碳酸盐岩储层外, 火山岩储层、基岩储层、致密储层和深部储层等非常规储层的发现和研究, 都极大地扩充了储层地质学的研究范畴, 丰富了储层地质学研究的内容。储层地质学研究既包括各种盆地类型、油气藏类型, 也涵盖不同沉积体系、沉积层序类型和各种储集层类型。而沉积学、层序地层学、地震地层学、地球化学、地球物理学等相关学科与储层地质学的相互交叉融合, 产生了成岩层序地层学、地震储层学、储层地球化学等一系列地学边缘、交叉学科。储层地质学研究取得了一系列新进展, 同时也面临着巨大的挑战。
随着油气勘探开发事业的发展, 在20 世纪90年代末期出现了一门边缘学科---火山岩储层地质学。火山岩储层作为一种特殊的油气储层类型引起油气地质工作者的广泛关注。其研究手段和方法不仅包括野外和岩心观察、微观测试分析, 还包括测井和地震等地球物理资料的应用。含火山岩盆地的环境分析是火山岩相带分布预测及火山岩储层预测的基础, 而火山岩储层表征是火山岩储集性评价和火山岩油藏评价的前提。火山岩储层地质学的任务是深入研究火山岩油气储层的宏观展布、内部结构、储层参数分布、孔隙结构等特征,以及在火山岩油气田开发过程中储层参数的动态变化特征, 为油气田勘探和开发服务。火山岩储层地质学的研究内容包括储层地质特征、储层物理性质及储层非均质性、储层孔隙类型与孔隙结构、孔隙演化模式及其控制因素、储层地质模型、储层敏感性、储层预测与储层综合评价等7 个方面。
近年来, 碎屑岩储层的研究热点集中表现在对次生孔隙成因和储层非均质性的研究。原生孔隙在成岩演化过程中的大量减少甚至丧失殆尽, 使得次生孔隙在油气勘探开发中的作用显得尤其重要。次生孔隙形成的作用机理主要有: 有机酸和无机酸的作用使含氧盐( 长石、粘土矿物等) 溶解、碱液作用下石英溶解、表生作用下渗滤作用、循环对流作用及深部热液作用等。储层非均质性包括层间非均质性和层内非均质性, 前者主要受沉积层序和沉积相的控制; 后者则是在前者基础上, 受成岩作用控制。由于储层非均质性的存在, 因此, 储层渗流单元
的划分在油气勘探开发中的作用显得尤其重要, 碎屑岩储层渗流单元的成因研究和体系划分将成为今后储层地质学研究的一个方向和热点。
层序地层学, 尤其是高分辨率层序地层学已成为地层成因解释和地层对比的一个有用工具, 通过高分辨率层序地层学分析可以建立地层形成和演化的等时地层格架, 将储层对比研究纳入该等时地层格架中, 有利于进行储层的精细描述与对比, 弥补传统地层和小层对比之不足。储层地球化学在勘探和开发上都有广泛的应用: 石油体系识别, 通过分析划分石油类型来识别生油岩, 建立生油窗一维和二维成熟度模型, 估计烃类生成时间, 最后恢复石油的聚集史, 寻找潜在目的层, 扩大油区范围; 在开发和生产方面的应用有油藏识别, 借助三维地震资料, 根据油源对比识别油藏, 并进一步识别储层之间的连通性。结合油气参数( 如饱和压力、油气比等) 进一步确认各个独立的油藏, 根据气相色谱指纹和同位素分析, 计算出混层开采时每个层的贡献, 从而进行合理的生产和监测。
随着油气勘探程度的不断提高, 构造油气藏、断块油气藏越来越少, 隐蔽性强的岩性、地层油气藏逐步成为勘探的主要对象, 油气勘探难度不断增加。为增加油气储量和产量, 保障我国的能源安全, 储层地质学研究也需要面对严峻的挑战。储层地质学面对的主要难题是深部储层、致密储层、碳酸盐岩储层、结晶岩储层( 火成岩和变质岩) 和改造型盆地储层等储集类型的研究。储层埋深的加大和成岩作用的增强使得孔隙度大大降低, 如何在沉积层深部寻找有利储集带, 如何在低渗透地区中预测高渗储集带? 中国中、西部盆地内储层受到强烈改造, 有利储集相带预测难度加大; 碳酸盐岩储层的非均质性是影响碳酸盐储层储集性能的一个关键因素; 结晶岩储层研究程度还较低, 这些都是摆在储层地质研究面前的重大挑战。
深部异常孔隙带的存在是客观的, 但其孔隙的成因、保存机理以及异常孔隙带的预测等难题有待解决。难题主要在古流体恢复技术和盆地成岩定量化研究2 个方面: ¹盆地古流体的恢复: 盆地流体类型及动力学机制研究是地学方面研究的热点和难点。流体与岩石在漫长的地质历史中的反应,出现压实、胶结和溶解等物理化学以及生物化学等反应, 从而导致不同时期产生不同的溶解和胶结作用等成岩事件, 它们对物性的变化都有直接影响。恢复盆地古流体是解释深部异常孔隙发育机理的关键, 也是对深部异常孔隙进行预测的基础。如何通过成岩成矿现象来研究水- 岩成岩成矿响应, 进而恢复古流体的类型和动力学机制, 是
储层地质学急需解决的问题。º成岩定量化研究, 成岩作用的定量化研究处于起步阶段, 重点是成岩作用中的物理化学研究并进一步软件化。
致密储层在以陆相沉积盆地为主的中国分布广泛, 以岩性致密、孔渗低、孔隙结构复杂、物性差为主要特征。致密储层研究应建立在沉积微相、岩相和成岩相详细研究基础之上, 预测有利的岩性微相和成岩相。储层表征、建模和预测技术, 神经网络方法及地震、测井方法的综合运用也有较大发展空间。许同海将成像测井技术与常规测井方法相结合, 对致密储层中的裂缝进行识别, 计算裂缝的几何参数, 预测裂缝发育程度及有效性, 取得了较好的效果。此外, 现代化的分析测试技术可为储层定量研究提供有效数据, 利用扫描电子显微镜或激光共聚焦显微镜及其图像分析系统, 可定量分析孔隙含量及大小, 喉道大小、孔面积、周长、孔喉直径比及相应的各种参数, 微孔隙定量分析方法可为低渗透储层的研究提供准确可靠的定量物性数据,结合其它分析手段, 可以定量评价致密储层。
储层地质学是一门新的边缘学科, 它步及到油气生成后扣何经过初次运移、二次运移进入油气储层并保存于圈闭中, 油气储层的物理性质及研究方法, 油气储层的沉积环境及成岩后生变化, 地质构造对油气储层的影响及控制作用, 以及油气储层地质在勘探开发中的应用等。可以相信, 随着油气储层地质学的发展, 必将衬我国的石油工业发展起到越来越重要的促进作用。
