火山岩油气藏研究现状综述
【摘要】随着能源供求关系的日益紧张与石油工程技术提高，火山
岩油气藏研究的深入已成为了势在必行的趋势，各方面的勘探开发研
究水平也在不断提高。本文对火山岩油气藏的勘探历史沿革、储层机
制、成藏机理、类型研究及勘探技术现状都予以了较为全面的归纳，
并在最后对于各方面的研究现状及发展趋势予以了汇总，对于火山岩
油气藏研究的系统化有着一定的现实意义。
【关键词】火山岩油气藏 储层机制 成藏机理 勘探技术
引言
随着能源需求的不断攀升与石油工程技术的提高，火山岩油气藏
研究受重视程度不断提高，正已日益成为全球油气资源勘探开发的重
要新领域。近年来, 火山岩油气藏已在世界20多个国家300多个盆
地或区块中发现。如日本新泻盆地吉井- 东帕崎气藏、印度尼西亚Jaw
a 盆地Jatibarang 油气藏、阿根廷帕姆帕- 帕拉乌卡油气藏、墨西哥富
贝罗油气藏等典型的大型火山岩油气藏]9~1[ 。二十世纪60- 80 年代,
我国在大规模油气勘探、开发中, 先后在克拉玛依、四川、渤海湾、
辽河和松辽等盆地中, 发现了一批火山岩油气藏]13~10[，尽管取得了
巨大的成就，然而由于火山岩油气藏具有分布广但规模较小、初始产
量高但递减快、储集类型和成藏条件复杂等特点, 且目前对该类油气
藏的系统研究方法相对缺乏, 勘探开发技术尚不够完善，火山岩油气勘探储量仅占全球油气储量的1%，勘探潜力巨大。本文参阅了大量国内外火山岩油气藏研究的文献资料, 系统总结了火山岩储层、火山岩成藏条件及油气藏类型等研究现状, 旨在推动我国火山岩油气勘探与更深化研究。
1.国内外火山岩油气藏勘探历史沿革
自1887 年在美国加利福尼亚州的圣华金盆地首次发现火山岩油气藏以来, 目前在世界范围内已发现300 余个与火山岩有关的油气藏或油气显示, 其中有探明储量的火山岩油气藏共169 个]14[。国外火山岩油气勘探研究和认识大致可概括为3 个阶段:
早期阶段( 20 世纪50 年代前) : 大多数火山岩油气藏都是在勘探浅层其他油藏时偶然发现的, 认为其不会有任何经济价值, 因此未进行评价研究和关注。例如, 早在1939 年美国就发现了一个重要
的变质岩油气田( 埃尔西刚多油田) , 单井日产高达7154m3,但仍有人持否定态度。
第二阶段( 20 世纪50 年代初至60 年代末) : 认识到火山岩中聚集油气并非偶然现象, 开始给予一定重视, 并在局部地区有目的地进行了针对性勘探。1953年, 委内瑞拉发现了拉帕斯油田, 其单井最高产量达到1 828 m3 / d, 这是世界上第一个有目的地勘探并获得成功的火山岩油田, 这一发现标志着对火山岩油藏的认识上升到一个新的水平。
第三阶段( 20 世纪70 年代以来) : 世界范围内广泛开展了火山岩
油气藏勘探。在美国、墨西哥、古巴、委内瑞拉、阿根廷、前苏联、日本、印度尼西亚、越南等国家发现了多个火山岩油气藏( 田) ,其中较为著名的是美国亚利桑那州的比聂郝比肯亚火山岩油气藏、格鲁吉亚的萨姆戈里帕塔尔祖里凝灰岩油藏、阿塞拜疆的穆拉德哈雷安山岩及玄武岩油藏等。总的说来, 已认识到这类油藏的储层结构与
开发特点不同于砂砾岩及碳酸盐岩油气藏, 所以在编制开发方案等
方面也有很大的差别。
国内火山岩油气藏勘探研究较晚，但也取得了不俗的成绩。从二十世纪五十年代开始也可划分为三个阶段:
偶然发现阶段( 1957- 1990 年) : 主要集中在准噶尔盆地西北缘和渤海湾盆地辽河、济阳等坳陷。
局部勘探阶段( 1990- 2002年) : 随着地质认识的不断的不断提高和勘探技术的不断进步, 开始在渤海湾和准噶尔等盆地个别地区开展针对性勘探。
全面勘探阶段( 2002 年后) : 在渤海湾、松辽、准噶尔等盆地全面开展了火山岩油气藏的勘探部署, 取得了重大进展和突破。截至2006 年底, 中国石油天然气股份有限公司已提交火山岩探明石油储量47821. 3104 t , 溶解气地质储量229.4108 m3 ; 火山岩油气藏探明天然气地质储量1 249. 2108 m3。全国火山岩探明油气当量约为73000104 t。
2.火山岩油气藏储层研究
火山岩能否作为储层并形成油气藏, 主要取决于火山岩的岩性、岩
相、储集空间、物性等几项指标。火山岩储集层研究内容包括火山岩的储层物性、储集空间类型成因及其演化特征、火山岩储层的主控因素分析等。
2.1储集空间类型及成因
前人对火山岩储层的储集空间分类方案多样,归纳起来有以下4种: ①原生孔隙、次生孔隙、裂缝3大类
]19~16,15[ ;② 原生储集空间、次生储集空间2大类
]25~20[[ 20~ 25];③ 观缝洞系统、基块孔缝系统2大类]26[;④ 隙、洞穴、裂缝3大类]27[。
综合前人研究成果, 本人将火山岩的储集空间分为原生储集空间和次生储集空间, 进一步分为原生孔隙、原生裂缝、次生孔隙、次生裂缝4大类13小类(表1)。
表1 火山岩储集空间类型及成因 成因 类型 储集空间类型
形成机理 分布特征 原生储集空间 原生孔隙 气孔
挥发性逃逸 岩层顶底、圆形或椭圆形 杏仁孔 矿物充填后的残
余孔隙
岩体的顶部、不规则状 粒（砾）间孔 碎屑颗粒间经成
岩压实后残余孔
隙
火山碎屑岩多见 晶间孔或晶内孔 矿物结晶作用
岩层中部、孔隙较小 原生裂缝 收缩裂缝 冷凝收缩作用
岩体边缘，呈高一低角度 炸裂缝 自碎或隐蔽爆破
岩体中下部呈高角度 次生储集空间
次生孔隙 砾间溶孔 淋滤溶解作用
角砾岩间、呈不规则状 晶间溶孔
溶解作用和矿物
转变作用 斑晶间
晶内溶孔溶解作用和矿物
转变作用
自生矿物晶内
脱玻化孔玻璃质经脱玻化
后形成
绿泥石、沸石矿
物内
次生裂缝构造裂缝构造应力作用
近断层处，呈低
角度
溶蚀裂缝溶解作用
分布广泛，形态
不规则
风化裂缝风化作用岩层表面
2.2储集空间的演化特征
研究表明火山岩储集空间的形成与演化具有阶段性, 划分方案如下: ( 1) 原生储集孔隙形成阶段、浅埋阶段或风化剥蚀淋滤阶段、后期构造断裂阶段、酸性流体改造阶段、油气进入储层阶段]28,22,21[。
( 2) 原生沉积阶段、表生沉积阶段、埋藏和成岩阶段、构造作用阶段、深层溶蚀作用阶段]27[。
( 3) 原生储集空间形成阶段、风化淋滤阶段、浅埋藏及构造裂隙发育阶段、深埋藏阶段]29[。
由于各个研究区的火山岩构造演化史的不同,其储集空间的形成和
演化也不尽相同, 所以划分方案的差异是在所难免的, 综合前人成果笔者将其划分如下:
( 1) 原生储集空间形成阶段。火山物质喷溢至地表形成气孔、冷凝收缩缝和火山角砾间孔等。
( 2) 风化淋滤阶段。由于表生成岩作用和大气淡水的淋滤、溶蚀, 产生大量溶蚀孔、洞、缝, 增加了溶解作用的进行。
( 3) 浅埋成岩阶段。火山岩体浅埋于地下, 受到埋藏作用和成岩作用
的改造, 产生方解石、白云石等矿物充填破坏孔隙。
( 4) 构造断裂阶段。构造应力的作用使火山岩体发育了较大规模的断裂作用, 由此产生与大规模断层相伴生的大量构造裂缝, 大大提高了岩体的渗透性。
( 5) 深埋溶蚀阶段。地层进入晚成岩阶段, 在酸性流体作用下, 火山岩中的部分物质发生溶解,形成一些深部溶蚀孔、洞、缝, 同时一些化学物质也可能发生沉淀充填作用。
（6）油气成藏阶段。随着油气成熟, 在断层或不整合面等输导层的作用下, 油气运移到火山岩储层中去, 从而进入油气成藏阶段。
2.3火山岩油气藏储层的主控因素研究
研究表明, 火山岩储集空间的形成、发展主要受内外两种因素的控制, 外因主要包括构造作用、成岩作用等，内因主要为火山作用(岩性岩相、喷发环境) ]26,15[。
2.3.1构造运动
火山岩体大都分布在区域性断裂活动带、基底隆起及构造活动带上。在储层形成时间上大都与地质时代中的强烈构造活动期有关]30[。这也鲜明的反应了火山岩油气藏的分布深刻的受所处的构造环境的
影响。
构造作用对储层的控制作用主要表现在以下3点:
1。构造运动引发多期次、多火山口火山喷发,使火山岩大面积分布, 成为形成火山岩储层的基础。
2.构造运动使得火山岩岩体处于地表或近地表环境, 经历各种风化
淋滤作用, 使岩石中原生孔缝进一步溶蚀扩大, 孔缝间的连通性进一步提高, 从而形成优质储层。
3.构造运动使得非常致密的火山岩形成大量裂缝, 这些裂缝不但使孤立的原生气孔得以连通, 而且还增大了火山岩的储集空间, 同时 也是地下水和有机酸的重要通道, 对溶解作用的发生起了重要作用, 是形成次生溶蚀孔隙, 改善储层储渗能力的关键
]35~31[。 2.3.2成岩作用
成岩作用研究是火山岩储层研究的一个重要内容。从概念上说, 火山岩的成岩作用是指岩浆上升喷出地表或侵入地下直至冷凝固结成岩这一过程。]36[火山岩成岩作用与沉积岩一样复杂多样, 其成岩作用类型主要有压实作用、充填作用、溶解作用、交代作用等, 它们对储集层形成的作用不尽相同。充填作用降低储集层的孔渗性, 不利于火山岩储集层的发育;压实作用不利于储集层的形成、保存及发展, 特别是对于火山碎屑岩影响显著。较常见的成岩蚀变包括绿泥石化、方解石交代、沸石化等, 其对火山岩储集层形成既有消极影响, 也有积极作用, 火山岩中的气孔往往不直接成为储集空间, 而是先被绿泥石、沸石、方解石等充填, 尔后被地下水溶蚀, 再由裂缝连通才能成为储集层。
2.3.3岩性岩相
不同岩性、岩相条件从根本上决定了储集空间的发育程度与规模
]37[。火山岩的岩性决定了原生孔隙的类型]39,38[, 岩性是影响火山岩储集性能的直接因素, 从基性、中性熔岩到酸性熔岩, 岩石的粘度、
脆性逐渐升高]25[ 。流纹岩、安山岩的孔缝相对较多, 以气孔为主, 火山角砾岩以砾内砾间孔为主,而凝灰岩以微裂缝为主。
火山岩相是影响储集层的重要因素, 不同岩相、亚相具有不同的孔隙类型, 同岩相的不同亚相储集层物性可能差别很大, 因为各相中各种亚相之间岩石结构和构造存在较大差别; 岩石结构和构造控制着原生和次生孔、缝的组合和分布, 火山岩储集层物性和储集空间类型、特征和变化主要受到火山岩亚相控制。火山通道相储集空间主要为孤立的气孔及火山碎屑间孔。火山爆发相以火山碎屑岩的产出为特征, 爆发时的冲力将顶板及围岩破碎形成大量的裂缝、裂纹, 同时形成火山角砾岩, 火山角砾间孔及气孔发育; 另外, 由于火山爆发相一般都处于古侵蚀高地, 容易遭受风化淋滤作用, 因此溶蚀孔( 洞) 和溶蚀裂缝发育, 能够形成有利储集区域，该相带也是较为有利的储集相带。火山喷溢相形成于火山喷发的各个时期, 熔岩原生气孔发育, 次生孔隙主要表现为长石的溶蚀和玻璃质经过脱玻化形成长石、石英等矿物后, 发生体积缩小产生的孔隙。侵出相中心带亚相储集空间主要为裂缝、溶孔、晶间孔等微孔隙, 储集物性较好, 是有利的储集相带]42~40[ 。
火山岩相分类既要遵循一般分类原则, 又应考虑其实用性, 笔者总结归纳了邱家骧、王璞珺]46~43[等人的划分方案, 提出火山岩相5 相、15 种亚相的划分方案( 见表2) 。
表2中国含油气盆地火山岩相划分
相亚相形成深度岩石类型形成方式产出状态
火山通道相火山口火山
颈
地表岩浆
层
或火山源区
熔岩、火山碎
屑熔岩及
火山碎屑岩
火山机构被
剥蚀, 出露
火山通道中
的充填物
平面上呈长
圆形、圆形、
多边形岩颈潜火山岩
地表下约3
km
熔岩, 角砾
熔岩,
角砾岩
同期或晚期
的侵入作用
岩床、岩墙、
岩株、岩枝以
及隐爆角砾
岩体
隐爆角砾岩隐爆角砾岩
富含挥发分
岩浆入侵破
碎岩石
带产生地下
爆发作用
筒状、层状、
脉状、枝叉
状、
裂缝充填状
爆发相
空落地表
块状火山碎
屑岩
火山喷发产
物
火山碎屑、围
岩碎屑与水
蒸汽
混合成多相
体系
热基浪地表
波状构造凝
灰岩,
火山角砾凝
灰岩
热碎屑流地表
熔结火山碎
屑岩
火山爆发
火山喷发炽
热碎屑流堆
积
喷溢相上部、中部、
下部
地表各种熔岩
火山喷溢、泛
流产物
岩流、岩被;
绳状、柱状、
渣状等
侵出相中心、过渡、
边缘
地表
熔岩及角砾
熔岩
火山颈熔岩
等挤出地表
的产物
岩针、岩塞、
岩钟和穹丘
火山喷发沉
积相沉火山碎屑
岩
含外碎屑火
山碎屑沉积
再搬运火山
碎屑沉积
地表
喷出岩, 沉
火山碎屑岩,
火山碎屑沉
积岩和沉积
岩
火山喷发间
隙期、
低潮期沉积
产物
陆相、盆地
相; 层状、透
镜状沉积等
2.3.4喷发环境
火山岩的喷发环境的不同对于火山岩的储集空间类型与分布造成直接的影响，当火山岩在水体深处爆发时，由于深水静水压力大, 溶解于岩浆中的挥发分不容易逃逸, 难以形成气孔, 故原生气孔极不发育, 加之水体的共同作用,火山岩发生明显的蚀变和充填作用, 使本来就少的原生孔隙减少, 杏仁体内溶蚀孔和炸裂缝、岩球岩枕间孔和粒间孔、基质和斑晶蚀变孔缝、后期构造缝是主要储集空间；而在浅水环境或陆上爆发时特别是喷发时遇大气降水, 一方面溶解于熔浆中的挥发分可以大量逃逸形成原生气孔, 另一方面由于炽热岩浆突遇水体产生淬火作用形成大量原生微裂隙并将原生气孔很好地连通起来, 构成良好的原生储集空间, 主要储集空间为原生孔隙和冷凝收缩节理缝、次生溶蚀孔、矿物解理缝和构造裂缝]47,25,24,15[。3.火山岩成藏机理及油气藏类型研究
3.1火山岩成藏机理
火山岩油气藏的形成也必须具备生、储、盖、运、圈、保的条件及其在时空上的有利配置, 只是由于其自身所具有的独特性决定了其成藏规律和分布更具特殊性。
通过总结刘嘉麒]48[、王君]49[等人关于火山岩油气藏成藏条件的研究，现归纳如下：
①具有良好的生油岩系和生油凹陷
日本可采储量较大的见附油田、吉井和东柏崎气田, 直接处于较大厚度的生油岩系中, 而生油岩厚度较薄、离生油凹陷较远的东三条和本
成寺气田可采储量较小。美国里顿泉火山岩油田直接伏于晚白垩纪的生油岩系之下。
②具有继承性发育的构造高点
当火山岩体处于继承性发育的构造高点时, 储集物性一般都比较好, 构造高点同时也是油气运移的最优指向部位, 成为油气聚集的有利
地带.例如日本新泻地区的火山岩油气田, 上第三系“绿色凝灰岩”在盆地的火山喷发沉积期已形成相对高点, 后来发展成为继承性的背
斜构造, 有利于油气聚集和保存。渤海石臼坨隆起带是中生代末期以来继承性的潜山隆起。
③具有良好的储集层
一般熔岩相、枕状角砾岩相及砾屑、砂屑结构的火山岩具有良好的储集物性。在风化侵蚀带及构造破碎带, 次生孔隙、溶洞和裂缝发育, 往往具有更高的储集物性。当生油盆地中缺乏其它良好储集岩时, 火山岩的存在显得更为重要。
④盖层的形成与石油运移、聚集时间的良好配合
日本新泻地区“绿色凝灰岩”的盖层为其顶部的灰岩和下寺泊层泥岩。这个凝灰岩在油气初次运移、聚集时尚未固结, 石油可以通过它聚集于下伏火山岩中, 后来经压实及次生变化而形成不渗透盖层。
⑤侵蚀不整合面的作用
在潜山上的火山岩曾长期遭受风化侵蚀作用, 次生缝洞发育。侵蚀不整合面不仅能起着油气远距运移的良好通道作用, 而且是形成油
气遮挡的有利条件。得克萨斯州里顿泉和阿塞拜疆。
⑥断裂及其破碎带的作用
火山岩基底断裂喷发又受到后期断裂破碎带作用的影响, 形成连通性良好的储集层。断层还使火山岩储集层与生油泥岩直接接触, 对油气运移和聚集很有利。
⑦有利的火山活动时期
沉积盆地中火山活动与大地构造活动紧密相连, 构造活动可以破坏已形成的油气藏, 也会促使油气的聚集, 从而形成油气藏。如果火山岩形成的时期在该区主要生油期之前, 则火山活动提供的热不仅可促进有机质热解向烃类转化, 并运移进入火成岩聚集成藏, 而且, 火山活动可提供捕获油气的有利圈闭。如果火山活动发生在油气运移聚集之后, 则会对已形成的油藏起破坏作用。
3.2火山岩油气藏类型]21[
火山岩油气藏的分类应能综合反映构造成因、构造位置、圈闭特点、储集空间的性质和类型等特点, 同时能为勘探提供指导意义。现提出如下分类方案:
( 1)风化淋滤型含油气的火山岩多位于不整合面之下。由于火山岩主要由不稳定矿物组成, 地表条件下容易发生溶蚀作用。特别是原生孔隙和裂缝发育者, 经过长期的风化淋滤, 火山岩的物性可得到较大改善, 从而形成好的储层。
( 2)构造裂缝型油藏位于继承性构造高部位或位于断裂破碎带。构造高部位是油气运移的指向区,断裂破碎带由于溶蚀作用和构造作用形成的裂缝将储层原有的孔隙贯通而成为良好的裂缝—— 隙型
储层。同时, 断裂又成为油气运移的良好通道, 尤其当断裂两侧火山岩储层与烃源岩直接接触时, 对形成油气藏最为有利。
( 3)火山岩体侧向遮挡型油气藏位于火成岩体的一侧。火成岩既可以是熔岩, 也可以是侵入岩。若是熔岩, 则形成砂岩的上倾尖灭; 若是侵入岩, 则形成穿刺接触遮挡。作为侧向遮挡的火成岩体, 其形成应在盆地内主要的油气排出及运移之前。
(4)接触变质型与侵入岩体接触的围岩受高温岩浆的烘烤发生变质而形成该类油气藏。烘烤变质带可形成各种浅变质岩。高温烘烤使围岩失水形成收缩缝, 加上侵入体的上隆作用, 可构成良好的网状裂缝系统。
(5) 超覆披覆型火成岩构成局部隆起, 或先期的火成岩遭受剥蚀形成残丘, 后期的正常碎屑沉积披覆、超覆其上而形成同沉积背斜, 背斜顶部沉积物的物性好于翼部。
在上述5 种与火成岩相关的油气藏中, 构造裂缝型和抬升淋滤型的物性相对较好, 油气藏规模较大、压力高, 内部往往有统一的油气水系统, 因此是勘探的优选目标。其他几种类型的油气藏则较少见。
4火山岩油气藏勘探技术现状
通过查阅相关文献，总结归纳出了火山岩油气藏目前主流的勘探方法：地球物理勘探法，地质方法、成象、油气苗观察以及大地电磁方法，地质建模和测井分析等一系列方法]53,21,1[。
4.1地球物理勘探法
火成岩与沉积岩相比具有如下特征：地震波的传播速度快、密度大、
磁化率高、电阻率大、地震波吸收能量大这就为综合应用各种地球物理勘探方法提供了物理依据。
常用的地球物理勘探方法有：
①重力勘探
通过重力勘探求出布格重力值, 由此可查明玄武岩的分布及其厚度。另外, 根据地震勘探或者测井资料, 经模拟计算可以求出岩石密度比值。由此可以探明反映重力异常的火山岩体。
②磁法勘探
磁法勘探提供的磁力异常体与磁化率值结合可查明玄武岩体的走向及深度。并通过模拟计算反映磁力异常的岩体磁化率值。
③地震勘探
通过地震岩性地层模拟]50[、地震相解释、合成记录反射特征、瞬时信息特征]52,51[、储层反演、三维可视化、属性聚类分析、层位综合标定、协调振幅、瞬时振幅等地震技术来识别。成功的地震相带解释依赖于高质量和精细处理的地震资料, 许多盆地高质量的地震资料完全可以用于火山岩油气藏解释。
④钻井与完井
a 、不同类型的储层应采用不同的开发布井方式。对裂缝性的储层, 可采用沿裂缝走向大井距、垂直裂缝走向小井距的行列式布井;孔隙一裂缝储层, 可根据井的泄流面积确定相应井距, 采用面积点式
布井。
b对裂缝型储层, 水平井及斜向井是最有效的完井方式。采用无固相
泥浆钻井、裸眼完井及定向压裂可以提高油井的产能。
⑤综合勘探
对大面积的火山岩覆盖地区, 单纯用地震勘探方法一般效果不理想。美国加利福尼亚梅德福地区综合应用地震、地质、区域重力和大地电磁测量方法探明了浅层广泛分布的火山岩厚度和深层白垩系、侏罗系地层( 砂岩、泥岩) 的走向及构造形态, 较成功的提供了可供钻探的远景目标。
4.2地质方法、成象、油气苗观察
4.2.1地表成象
火山岩具有区域构造变形的特征, 因此成象能反映深部构造。日本新泻盆地的许多油气田都是通过地表成象发现的, 而该地区较厚的火山岩覆盖区致使地球物理勘探技术应用效果不好。局部的火山相关构造也可以通过成象识别。
4.2.2摄影地质和卫星图像
补给岩墙群会呈现出轮廓, 侵位后的构造较明显, 而侵位前的特征( 如先前的玄武岩) 可能只在火山岩覆盖区边缘以下能看到。例如应用摄影地质和卫星图像在华盛顿和俄勒冈州识别出玄武岩覆盖区之下的哥伦比亚盆地。
4.2.3地表油气苗观察
墨西哥Cuban 蛇纹岩油田区和Golden Lane地区是火山岩油气苗的实例。火山岩和围岩的界面通常是运移途径会出现油气苗, 这些油气苗会通向大油气区的开口处。
4.3其他勘探方法
4.3.1大地电磁方法
大地电磁( MT ) 方法适用于近地表火山岩,MT 不具有很高的分辨率, 因此可以用来识别盆地的大致构造, 尤其是结合地质数据, 并且综合其他地球物理方法。MT 资料有助于模拟沉积层段的高电阻率火山岩, 尤其是火山岩覆盖区地震资料品质不好的区域。MT 资料结合地震和测井数据还有助于识别地下火山岩堆的轮廓, 也可以模拟玄武岩储层的不同火山岩岩性和储层特征。
4.3.2地质建模
研究盆地史有助于了解区带概念。如净岩席厚度的等值线图可用于与岩席有关的圈闭及成熟史研究, 古斜坡及其对地形的影响可以用于研究埋藏地形圈闭的勘探,可能发育岩墙的地区可通过与岩墙有关的圈闭来研究。如果岩席取决于上覆岩层的特征, 则可能模拟盆地中可能有岩席的区域。另一个方面是地史模拟。不同的沉积盆地有不同的发育演化过程。在该过程的不同阶段, 构造活动特征是不一样的, 与之相对应的埋藏史和热演化史模式也不同。由此, 埋藏史和热演化史的研究就成为火山岩储层成岩作用研究的一项基本内容。盆地埋藏热史可通过多种方法获得, 如地球动力学模型法、古温标法( 镜质组反射率法、裂变径迹法、粘土矿物转变法、流体包裹体法 ) 等。4.3.3测井分析
目前, 利用速度信息进行测井约束反演, 这对成层性良好的孔隙性火成岩储集层的预测效果较好, 但对高角度裂缝性火成岩非均质
模型的建立及储集层的横向预测难度仍较大。因此对于裂缝发育带需要由多条测井曲线( 如电阻率测井、密度、声波和中子孔隙度测井等对识别火成岩比较有效) 综合判识来确定。首先,要剔除岩石骨架对测井资料的影响, 找出对储集层变化( 裂缝发育状况) 最为敏感的特征的测井响应; 然后,结合火山岩岩性学及岩相学研究, 建立火山岩的地质测井解释模型。
5.我国火山岩油气藏勘探前景]54[
准噶尔盆地、三塘湖盆地和塔里木盆地等中国西部含油气盆地晚古生代在古亚洲洋构造域构造域背景下形成的岛弧火山岩规模大,
分布面积广, 大多后期经过抬升剥蚀改造, 油气储集条件良好, 后期中新生代盆地披覆之上, 烃源岩丰富, 具备良好的油气成藏条件, 可形成大型、超大型油气藏。相比之下, 我国东部中新生代裂谷盆地中火山岩更发育, 其喷发规模、时空分布和油气资源蕴藏量均相当大。以松辽、二连、海拉尔、三江为代表的中生代盆地群和以下辽河、渤海湾、苏北、江汉为代表的新生代盆地群, 构成了最完整的火山作用- 沉积盆地- 油气系统, 是未来油气勘探开发的重要领域。
根据第三轮全国油气资源评价结果, 我国石油资源量940亿t, 天然气资源量38 万亿m3。截止2007年, 我国石油探明总量263亿t, 探明率28%; 天然气探明总量5138万亿m3 , 探明率14%, 未探明资源可能有相当数量存在于火山岩中, 因此盆地深层火山岩中具有巨大的资源潜力。可以看出, 在今后几年内中国内地火山岩油气藏将进入快速发现和开发阶段。预计到2015年我国陆上火山岩油气藏储量将
10吨。
达2.5×9
6.结语
（1）通过广泛的查阅文献，认识到当前对于火山岩油气藏理论的研究在很大程度上沿用了沉积岩油气藏的勘探开发理论，然而火山岩储层具有相变快、非均质性强、储集空间复杂(孔、缝、洞三孔介质) 等特点, 油气受构造及岩性双重因素控制, 初始产量高、产量递减快, 井间产能差异大的沉积岩所不具有的独特性质，相关针对性理论的缺乏使得火山岩油气藏储层预测变得十分困难成为国际性难题。
（2）综合看来, 火山岩储层形成机制研究主要集中在储集空间类型及成因、储集空间的形成与演化特征、储层发育的控制因素等方面。对于火山岩储层发育控制因素的描述性研究很多, 而关于火山岩储层的形成机理、火山岩成岩作用机理的研究则较少或尚需深入研究。总之, 关于火山岩储层的形成机制研究尚处于起步阶段, 火山岩储层的形成与演化非常复杂, 还有待于广大学者进一步深究。
（3）国外火山岩油气藏勘探、研究程度总体较低,虽然发现了众多油气藏, 但多为偶然发现或局部勘探, 尚未作为主要领域进行全面勘探和深入研究。在勘探技术方面, 国外近几年主要应用重磁技术、地震技术、测井技术等, 其中北大西洋和阿根廷等地区应用多种地震采集、处理方法改进了玄武岩成像及解释结果。
(4)中国目前火山岩的油气勘探, 出现了6 个新的发展趋势: ①
在地区上, 从东部渤海湾盆地向松辽盆地深层发展, 西部准噶尔地、三塘湖盆地等地区由点到面快速发展; ②在勘探层位上, 由东部中、新生界向西部上古生界发展;③在勘探深度上, 由中浅层向中深层甚至深层发展; ④勘探部位, 由构造高部位向斜坡和凹陷发展;⑤岩性岩相类型, 由单一型到多类型, 由近火山口向远火山口发展;⑥油气藏类型, 由构造、岩性型油气藏向岩性、地层型油气藏发展。
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1998年特 种 油 气 藏第5卷第2期 国外火山岩油气藏特征及其勘探方法 伊培荣Ξ 彭 峰 韩 芸 编译 前 言 随着能源需求的日益增长,石油与天然气的勘探、开发领域也在不断地扩展。以往认为没有油气聚集价值的火山岩,如今也成为寻找油气不可忽视的领域之一。特别是夹于生油岩系中的火山岩,与沉积岩一样,同样有利于油气聚集和保存。早在19世纪末20世纪初,古巴、日本、阿根廷、美国等国家均先后发现火山岩油气藏。日本对火山岩油气竭尽全力进行勘探开发,从50年代中期到80年代已陆续发现了几十个中、小型火山岩油气藏。 火山岩储集层特征 11 岩石类型 前苏联C1B1克卢博夫综合分析世界各国含油气盆地的火山岩储集层,将其岩石类型归纳为三大类。 (1) 熔岩和熔岩角砾岩 熔岩按其化学成分可划分为玄武岩(SiO2<52%),安山岩(SiO2为57%～62%),英安岩(SiO2为6510%～68.5%),流纹岩(SiO2>78%);熔岩角砾岩指熔岩角砾被相同成分的熔岩所胶结的岩石。 在阿塞拜疆、格鲁吉亚陆续发现基性和中性火山熔岩中的油气藏较多。例如,阿塞拜疆穆腊德汉雷油气田产于白垩系的蚀变基性(玄武岩和玄武玢岩)和中性(安山岩和安山玢岩)火山岩及其风化壳中。古巴的克里斯塔列斯油气藏也产于破碎的基性和中性火山岩及其风化壳中。 在日本,酸性火山岩中的油气藏较多。例如,日本新泻县吉井—东柏椅气田、南长岗—片贝气田和见附油田产层位于上第三系的“绿色凝灰岩”的流纹岩中。 (2) 火山碎屑岩 按其碎屑大小可划分为凝灰集块岩、火山角砾岩、凝灰砾岩、砂屑凝灰岩和粉砂屑凝灰岩。 格鲁吉亚第比利斯萨姆戈里油田产于上—中始新统厚达100～150m的凝灰质砂岩和凝灰岩中。阿塞拜疆穆腊德汉雷油田除了在基性—中性火山熔岩中含油之外,在裂缝性安山凝灰岩中也具有工业性原油。美国内华达州伊格尔泉和特腊普泉油田则产于第三系流纹凝灰岩中。阿根廷门多萨盆地西部图平加托油田也是火山凝灰岩产层。 Ξ辽河石油勘探局勘探开发研究院 辽宁 盘锦 124010
基金项目:中国石油天然气股份有限公司项目 徐深气田开发技术研究 (040144)部分成果。 作者简介:徐正顺,1953年生,教授级高级工程师;现任中国石油大庆油田有限责任公司副总地质师兼勘探开发研究院院长,主要从事油气田开发工作。地址:(163712)黑龙江省大庆市让胡路区勘探开发研究院。E mail:x uzhsh@petro china.co https://www.doczj.com/doc/b216417295.html, 徐深气田火山岩气藏特征与开发对策 徐正顺 房宝财 中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院 徐正顺等.徐深气田火山岩气藏特征与开发对策.天然气工业,2010,30(12):1 4. 摘 要 松辽盆地徐深气田是中国石油大庆油田有限责任公司2002年发现、2005年探明的,主要气藏类型属于火山岩气藏。为了有效开发该类气藏,先后开展了露头勘测、密井网解剖以及长井段取心等研究,研究成果证实:大庆地区火山岩气藏在地质上具有储层岩性、岩相类型多样,平面和纵向变化快,非均质性强,气藏受构造和岩性双重控制,气水关系复杂等特征。对徐深气田试气、试采和试验区开发动态跟踪研究的结果显示:该类火山岩气藏在开发动态方面具有气井早期产能差异大、平面分布不均衡,单井控制的动态储量差异大,出水类型复杂多样等特征。通过综合地质、气藏工程、压裂工艺等多学科研究成果,结合火山岩气藏储层描述、地质建模、产能评价、水平井开发优化设计以及压裂增产等方面的实践成果,形成了一套适用于该区火山岩气藏的开发对策: 深化火山岩气藏地质规律认识; 开展产能评价技术研究,完善技术手段; 优化直井设计,实现 、 类储层区块有效开发; 整体考虑,分类治理 ,实现有效控水; 开展水平井开发技术攻关,探索火山岩气藏开发新模式。 关键词 松辽盆地 徐深气田 火山岩气藏 地质特征 开发特征 开发对策 优化直井设计 水平井开发技术 DO I:10.3787/j.issn.1000 0976.2010.12.001 1 徐深气田火山岩气藏地质及开发动态特征 基于松辽盆地徐深气田主体区块的开发资料,结合火山岩露头勘测、密井网解剖、重点评价井长井段取心等工作的认识,以及大量核磁共振、相渗透率、恒速压汞等常规和特殊分析成果,总结了该区的火山岩气藏储层地质特征;同时通过对试气、试采和试验区开发动态的跟踪研究,逐步认识了该区火山岩气藏的开发动态特征[1 7] 。主要表现在以下6个方面:1.1 火山岩储层岩性、岩相类型多样,变化快 徐深气田火山岩经历了多旋回多期次喷发,岩性变化频繁,火山岩岩性可分为2大类8亚类17种。其中,火山熔岩中的球粒流纹岩、气孔流纹岩,以及火山碎屑岩中的熔结凝灰岩、晶屑凝灰岩为有利的储层岩性。火山岩相可分为5类沉积相15种亚相。其中,爆发相热碎屑流亚相,喷溢相上部亚相,侵出相内带亚相,火山通道相的隐爆角砾岩亚相、火山颈亚相为有利 的储层岩相。 从徐深气田营城组火山岩 气层组岩性、岩相平 面分布看,火山岩岩性以酸性为主,中基性仅在汪深1区块及徐深气田南部个别井点处发育;火山岩相主要为喷溢相和爆发相,不同井区差异较大。 1.2 火山岩储层非均质性强 火山岩储层类型的平面分布预测显示,徐深气田火山岩储层总体以低产储层为主,较高产的储层仅在局部少量发育,不同区块间储层平面分布连续性差;储层横向连续性差、变化快,火山岩储层物性纵向变化快,有利储层仅在部分井段发育。 1.3 气藏受构造和岩性双重控制,属于岩性 构造气藏 总体上营城组火山岩气藏气水关系相当复杂。平面上气水系统的分布主要受火山岩体控制,不同的火山岩体相互之间不连通,属于不同的气水系统;而纵向上,在同一个火山岩体内,又发育多个气水系统。处于构造高部位、物性好、裂缝发育的储层则富气高产;在 1 第30卷第12期 本 期 视 点
项目名称：火山岩油气藏的形成机制与分布规律 首席科学家：陈树民大庆油田有限责任公司 起止年限：2011.1至2013.8 依托部门：中国石油天然气集团公司 一、研究目标的调整 1、总体目标 本项目预期达到三个主要目标：①通过中国东部中新生代和西部古生代盆地火山岩的系统研究，反演火山作用和成盆、成烃、成藏过程及其相互关系，揭示大规模火山岩油气成藏的控制因素和机理，凝练火山岩油气藏理论，实现火山岩油气藏理论创新，弄清与火山作用有关的油气分布规律，为火山岩油气勘探开发提供理论支撑；②形成产学研联合火山岩油气藏研究创新团队，为能源经济的又好又快发展提供高素质人才储备，培植我国油气产业的国际竞争优势，在火山岩油气藏研究领域达到国际领先水平；③拓展火山岩油气勘探新领域，集成研发火山岩储层及其油气藏识别与评价的配套和关键技术，补充完善相关技术标准和行业规范，为国家找到更多的油气储量，提高我国的能源安全保障能力。 2、五年预期目标 (1 科学目标: 抓住中国东部中新生代和西部古生代盆地大规模火山岩富含油气的优势，通过火山作用类型、特征、喷发机制、构造背景分析，查明火山作用与盆
地演化、油气形成、运移、聚集、成藏的时空响应，实现火山岩油气成藏理论的创新，抢占国际火山岩油气藏理论研究的制高点。 (2 国家油气目标和产业目标: 揭示火山岩油气藏的控制因素、形成机理与分布规律，实现火山岩油气勘探新领域、理论和技术的重大突破，在我国东、西部形成两个万亿方级别的大气区和一批规模储量目标区，具体目标包括：①扩大松辽盆地北部徐家围子火山岩天然气勘探成果，在松辽盆地优选出8-10个有利勘探区带，新增探明储量3000×108m3；②在准噶尔和三塘湖等盆地找到新的火山岩油气藏，促进提交新增探明储量4×108t以上；③研发火山岩储层及其油气藏识别、预测、评价理论和关键技术，为发现更多的油气储量提供理论技术支撑，建立火山岩油气勘探和评价的相关技术标准和行业规范，推动产业进步、提高我国油气行业的国际市场竞争能力。 (3 创新团队建设目标: 形成一支进入国际前沿领域的、产学研结合的优秀科学家群体，培养15名左右中青年学术带头人和70名左右博士后、博士/硕士研究生。树立以大庆油田为代表的产业科技创新旗帜，全面增强相关企业的科技创新能力。 (4 学术论著目标: 发表学术论文不少于200篇（其中，SCI/EI收录学术论文100篇左右，争取在国际领衔刊物发表主题研究学术论文40篇左右）；出版学术专著3部以上；争取主办高规格的国际学术专题研讨会。 二、研究内容和课题设置的调整 能源供应紧张威胁国家的战略安全。近年我国火山岩油气勘探的成果已展示出火山岩油气资源的巨大潜力。本项目旨在建立新的火山岩油气藏理论，开拓油气勘探新领域和新途径，提供大型油气田的后备基地，为解决国家能源危机做贡献。 拟解决的科学问题为：火山岩油气藏的成藏模式、形成机理和分布规律。回答①火山岩油气富集区的地质背景和控制因素；②不同类型火山岩储层的发育特征、展布规律和成储机制；③火山作用与油气生成、运移、聚集和保存的关系及其成藏模式；④火山岩储层及油气藏的地球物理响应；⑤火山岩油气分布规律和勘探方向。
徐深气田火山岩气藏水平井开发实践与认识 徐深气田火山岩气藏储层物性差，单井产量低，井控动态储量较小，且普遍发育边底水，气井稳产能力差。为改善火山岩气藏开发效果，在徐深气田开展了水平井开发实践，通过优化设计论证，优选有利区带部署水平井29口，已完钻试气的13口井试气产能为邻近直井的3.7倍，取得明显的增产效果。目前已初步形成了一套火山岩气藏水平井优化设计和随钻地质导向技术，为提高火山岩气藏储量动用程度和整体开发效益奠定了基础。 标签：火山岩气藏；水平井；优化设计；地质导向；开发效果 1 基本地质特征 徐深气田位于松辽盆地北部深层构造单元东南断陷区徐家围子断陷，徐家围子断陷为松辽盆地北部深层规模较大的断陷，近南北向展布，南北向长95km，中部最宽处有60km，主体面积4300km2。松辽盆地北部深层指泉头组二段以下地层，自下而上分别为火石岭组、沙河子组、营城组、登娄库组及泉头组一段、二段地层。主要开发目的层为营城组一段、营城组三段的火山岩储层及营城组四段砾岩储层。 火山岩气藏受构造与岩性双重因素控制成藏，无统一的气水界面，多具有边、底水，为沿火山头分布的一系列构造-岩性、岩性-构造复合气藏。火山岩有效储层呈条带状分布，横向范围一般200-800m，纵向2-60m，储层连通性差。火山岩储层，平均孔隙度为 5.81%，主要分布范围（2～10）%；平均水平渗透率为0.335×10-3μm2，平均垂直渗透率0.565×10-3μm2，其中渗透率小于0.1×10-3μm2的样品达79%，属于中低孔低渗型储层。 2 水平井优化设计 为有效提高单井产量和储量动用程度，有效控制底水，进行了水平井开发技术研究。通过现场实践，探索形成了较为成熟的徐深气田火山岩气藏”三选三定”水平井优化设计技术，指导水平井井位优化设计，取得明显的应用效果。 2.1 水平井层位优选 通过“三选”——平面选区、空间选体、垂向选层，确定井层。综合井区构造、储层发育特征、气水分布规律、井控程度以及气井产能等地质动态特征和地面条件，优选有利区带部署水平井。采用地震技术识别布井区块内火山体个数、纵向叠置关系和平面展布规模，将水平井部署在火山体主体部位，避开火口。垂向上主要选取钻井试气证实的主力产层，Ⅰ类储层至少1000m内有直井控制，Ⅱ、Ⅲ类储层则需500-800m。 图2 水平井布井区带图3 水平井部署火山体
火山岩油气藏研究现状综述 【摘要】随着能源供求关系的日益紧张与石油工程技术提高，火山 岩油气藏研究的深入已成为了势在必行的趋势，各方面的勘探开发研 究水平也在不断提高。本文对火山岩油气藏的勘探历史沿革、储层机 制、成藏机理、类型研究及勘探技术现状都予以了较为全面的归纳， 并在最后对于各方面的研究现状及发展趋势予以了汇总，对于火山岩 油气藏研究的系统化有着一定的现实意义。 【关键词】火山岩油气藏 储层机制 成藏机理 勘探技术 引言 随着能源需求的不断攀升与石油工程技术的提高，火山岩油气藏 研究受重视程度不断提高，正已日益成为全球油气资源勘探开发的重 要新领域。近年来, 火山岩油气藏已在世界20多个国家300多个盆 地或区块中发现。如日本新泻盆地吉井- 东帕崎气藏、印度尼西亚Jaw a 盆地Jatibarang 油气藏、阿根廷帕姆帕- 帕拉乌卡油气藏、墨西哥富 贝罗油气藏等典型的大型火山岩油气藏]9~1[ 。二十世纪60- 80 年代, 我国在大规模油气勘探、开发中, 先后在克拉玛依、四川、渤海湾、 辽河和松辽等盆地中, 发现了一批火山岩油气藏]13~10[，尽管取得了 巨大的成就，然而由于火山岩油气藏具有分布广但规模较小、初始产 量高但递减快、储集类型和成藏条件复杂等特点, 且目前对该类油气
藏的系统研究方法相对缺乏, 勘探开发技术尚不够完善，火山岩油气勘探储量仅占全球油气储量的1%，勘探潜力巨大。本文参阅了大量国内外火山岩油气藏研究的文献资料, 系统总结了火山岩储层、火山岩成藏条件及油气藏类型等研究现状, 旨在推动我国火山岩油气勘探与更深化研究。 1.国内外火山岩油气藏勘探历史沿革 自1887 年在美国加利福尼亚州的圣华金盆地首次发现火山岩油气藏以来, 目前在世界范围内已发现300 余个与火山岩有关的油气藏或油气显示, 其中有探明储量的火山岩油气藏共169 个]14[。国外火山岩油气勘探研究和认识大致可概括为3 个阶段: 早期阶段( 20 世纪50 年代前) : 大多数火山岩油气藏都是在勘探浅层其他油藏时偶然发现的, 认为其不会有任何经济价值, 因此未进行评价研究和关注。例如, 早在1939 年美国就发现了一个重要 的变质岩油气田( 埃尔西刚多油田) , 单井日产高达7154m3,但仍有人持否定态度。 第二阶段( 20 世纪50 年代初至60 年代末) : 认识到火山岩中聚集油气并非偶然现象, 开始给予一定重视, 并在局部地区有目的地进行了针对性勘探。1953年, 委内瑞拉发现了拉帕斯油田, 其单井最高产量达到1 828 m3 / d, 这是世界上第一个有目的地勘探并获得成功的火山岩油田, 这一发现标志着对火山岩油藏的认识上升到一个新的水平。 第三阶段( 20 世纪70 年代以来) : 世界范围内广泛开展了火山岩
文章编号:1000-0747(2009)04-0419-09 准噶尔盆地火山岩油气藏分布规律及区带目标 优选———以陆东—五彩湾地区为例 杨辉,文百红,张研,张光亚,刘志舟,吴丰成,卫延召,戴晓峰,胡庆辉 (中国石油勘探开发研究院) 基金项目:国家重大科技专项“岩性地层油气藏成藏规律、关键技术及目标评价”项目(2008ZX05001);国家重点基础 研究发展规划(973)“古生代火山岩储层分布规律及其改造特征”项目(2009CB219304);中国石油天然气股份有限 公司“岩性地层油气藏富集规律与勘探技术研究”项目(2008B-0100);中国石油天然气股份有限公司“火山岩油气勘探的高精度重磁电配套技术系列研究”项目(060127-2);中国石油天然气股份有限公司“准噶尔盆地 石炭系火山岩油气勘探的高精度重磁电配套技术系列研究”项目(070111-1) 摘要:以岩石物性、重磁电震、钻井等资料为基础,根据研究区具体地质情况,提出火山岩分布预测、火山岩岩性预测、有利区带及目标评价的重磁电震配套技术。通过在陆东—五彩湾地区的综合应用,完善了现有的方法技术,形成了有效的重磁电震综合勘探技术流程。对陆东—五彩湾地区火山岩气藏分布规律进行了分析总结,提出了该区火山岩气藏勘探的重要认识:磁力异常梯度带是火山岩断裂带,断裂控制了火山岩的分布,也控制了火山岩的局部构造;磁力异常梯度带是火山岩裂缝发育带,是火山岩储集层发育的有利部位;近烃源岩磁力异常梯度带是火山岩油气藏的富集区带。预测的有利区块(区带)、有利目标得到了钻探证实,表明了本研究方法正确有效。图14表1参13 关键词:准噶尔盆地;火山岩;气藏;航磁;地震;重力;建场测深 中图分类号:T E122.1 文献标识码:A Distribution of hydrocarbon traps in volcanic rocks and optimization for selecting exploration prospects and targets in Junggar Basin: Case study in Ludong-Wucaiwan area,NW China Yang Hui,Wen Baihong,Zhang Yan,Zhang Guangya,Liu Zhizhou,Wu Fengcheng, Wei Yanzhao,Dai Xiaofeng,H u Qinghui (PetroChina Research Institute of Petroleum E x p loration&Develop ment,Bei jing100083,China) A bstract:Based o n petrophysical,mag netic,g ravity,electric,seismic and drilling data,combined with geological regularities,this paper proposed an integ rated approach for the distribution prediction and litholog y recognitio n of volcanic rocks,as well as the exploration prospect and target optimization of hydrocarbon deposits.The exploration techno logy was improved in the application to exploration in the Ludong-Wucaiwan area in Junggar Basin.Some impo rtant viewpoints are concluded as follows:aeromag netic abnormal g radient belts correspond to volcanic faults,faults co ntrol the distribution of volcanic rocks and accordingly their local structures,aeromagnetic abno rmal gradient belts co rrespond to highly-developed fracture zones and are prospective areas for volcanic reservoirs.T he proposed integrated approach is proven effective by the exploration drilling results with high-flow gas wells. Key words:Jungg ar Ba sin;v olcanic ro ck;g as poo l;aer omagnetic survey;seismic ex plor ation;g ravity survey;time do main electr omag netic survey 1研究区概况 准噶尔盆地自从1957年在克拉玛依发现玄武岩油藏以来,目前在全盆地已发现火山岩油气藏38个,其中部分井已获得了高产油气流,如盆地西北缘克拉玛依九区古3井、腹部石西油田石西1井均获得了高产油气流,展示了准噶尔盆地火山岩油气勘探的良好前景[1-4]。 准噶尔盆地火山岩气藏主要位于石炭系,其次是二叠系。油气在平面上分布于生烃凹陷周缘或其内部,纵向上主要集中于火山岩顶部风化壳内,少量油气分布于火山岩风化壳之下的火山岩内部,形成火山岩内幕油藏。火山岩发育并占绝对优势是准噶尔盆地石炭系重要特征之一,目前石炭系所发现油气均位于火山岩之中[5]。 研究区位于陆东—五彩湾地区,陆东地区是准噶尔盆地一个大型二级构造单元,整体呈东西向展布。该区位于中央坳陷以北、乌伦古坳陷以南、克拉美丽山以西、玛湖凹陷以东,面积约2.1×104km2(见图1)。在统一的隆起背景下,陆东地区发育了多个凹陷和凸起,从北往南主要包括石西—滴北凸起、滴水泉凹陷、 419 石 油 勘 探 与 开 发 2009年8月 P ET RO LEU M EXP LO RA T IO N A ND D EV EL OP M EN T V ol.36 N o.4
沉积相研究现状 相这一概念是由丹麦地质学家斯丹诺（Steno，1669）引入地质文献的，并认为是在一定地质时期内地表某一部分的全貌。1838 年瑞士地质学家格列斯利（Gressly）开始把相的概念用于沉积岩研究中，他认为“相是沉积物变化的总和，它表现为这种或那种岩性的、地质的或古生物的差异”。自此以后，相的概念逐渐为地质界所接受和使用。 20 世纪以来，相的概念随着沉积岩石学和古地理学的发展而广为流行，对相概念的理解也随之形成了不同的观点。一种认为相是地层的概念，把相简单地看做“地层的横向变化”；另一观点则把相理解为环境的同义语，认为相即环境；还有人认为相是岩石特征和古生物特征的总和。 一般地，沉积相是指在一定的条件下形成的、能够反映特定的环境或过程的沉积产物。实际上，对沉积相的含义有各种理解，由此造成有关术语的不尽相同的用法。或指沉积产物的外观，或指其成因，或指其沉积环境，或表示具有成因意义的沉积产物的综合特征等等。所有基于这些理解而从不同角度(如沉积构造、成分、化石、介质乃至颜色等等)定义的各种术语，都被普遍地使用。 作为科学研究，相的定义应当是客观的，然而被定义为某种“相”的沉积产物在反过来推断其过程时，又难免带有主观色彩。换句话说，人们可以从理论上或用实验的方法，推导出相当完美的某种过程或环境产生的特定产物，但是在自然界观察到的实际产物就很少能与理论上的模式吻合得那样完美。除了观察、测量等方面的局限性以外，沉积产物所经历的错综复杂的变化过程乃是其主要原因，尤其是对于年代久远的沉积物。比起古代的和过程缓慢的沉积物来，人们对现代的和快速形成的产物，能够具有更精确的认识。 沉积相的研究基于一些基本的概念：Walther 相律阐明了相在横向和纵向序列上的联系;旋回沉积作用的概念肯定了沉积层序的一般规律性;相的接触型式及其组合关系，则指示了环境的空间分布及其在时间上的变迁。 沉积相研究的最主要任务，就是对观察现象作出解释。对于像沉积过程这样复杂的自然现象，建立一些经过简化的理想模式是必需的。迄今为止已经有了相当数量的相模式，每个模式都代表形成一种特定产物的特定环境。大部分模式是根据现代过程归纳出来的“实际模式”。模式不仅有助于对观察对象的认识，并
油气成藏过程研究的历史发展阶段及进展 摘要 油气在地壳中聚集的基本单位。圈闭内聚集了一定数量的油气后而形成。一个油气藏存在于一个独立的圈闭之中，具有独立压力系统和统一的油-水（或气-水）界面。只有油聚集的称油藏；只有天然气聚集的称气藏。油气藏具有工业开采价值时，称工业性油气藏，否则称非工业性油气藏。工业性和非工业性的划分标准是相对的，它取决于一个国家的油气资源丰富程度及工艺技术水平。 关键词：三个阶段；来源；运移；进展 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 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。 （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，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 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。 （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、
第28卷 第2期 O I L &G AS GE OLOGY 2007年4月 收稿日期:2007-01-09 作者简介:陈红汉(1962—),男,教授、博士生导师,沉积盆地含烃流体地质、成岩矿物流体包裹体系统分析 基金项目:国家自然科学基金项目(40372068)资助 文章编号:0253-9985(2007)02-0143-08 油气成藏年代学研究进展 陈红汉 (中国地质大学资源学院石油系,湖北武汉430074) 摘要:总结了国内外主要油气成藏定年技术和方法,并对其优、缺点做出了评述,认为油气成藏年龄确定已由过去的地质间接确定方法为主,发展到今天多种放射性同位素直接测年的新阶段;其中,在配备电子倍增器和UV 激光纯化系统的高灵敏度质谱仪上,开展流体包裹体与自生钾长石A r 2A r 定年相结合的方法,实现了微区、微量和多期次油气充注精确定年,对叠合盆地油气成藏动力学建模和次生油气藏勘探均具有重要意义。同时指出,油气成藏年代学研究不仅需要多学科的交叉、渗透,而且需要发展更加具有代表性的成岩矿物定年和多种定年结果相互验证,为正确揭示不同盆地油气成藏年龄提供可靠依据。 关键词:油气成藏年代学;流体包裹体;自生钾长石;A r 2A r 定年中图分类号:TE11213 文献标识码:A Advances i n geochronology of hydrocarbon accum ul a ti on Chen Honghan (Depart m ent of Petroleu m Geology,Faculty of Earth Resources,China University of Geosciences,W uhan,Hubei Province,430074) Abstract:Thr ough su mmarizing the dating techniques and methods commonly e mp l oyed in geochr onol ogy of hy 2dr ocarbon accu mulati on and evaluating their advantages and disadvantages,it is suggested that the indirect dat 2ing of hydr ocarbon accu mulati on thr ough geol ogical methods be rep laced by direct deter m inati on of hydr ocarbon charging ages thr ough radi oactive is ot ope app r oaches .By using highly sensitive mass s pectr ometer equi pped with electr on multi p lier and UV laser p r obe syste m ,an integrated method of fluid inclusi on with A r/A r dating of au 2thigenic K 2felds par overgr owth has been successfully app lied in p recise dating of multi p le 2phase hydr ocarbon charging of s mall a mount in s mall areas,bearing significance for the kinetic modeling of hydr ocarbon m igrati on and accumulati on and the exp l orati on of secondary reservoirs in superi m posed basins . It is als o worthy of note that the geochr onol ogy study of hydr ocarbon accumulati on needs not only the intersecti on and inter penetrati on of multi p le disci p lines,but als o the devel opment of more rep resentative diagenetic m ineral dating methods that could be validated by the results of many other dating techniques,thus p r oviding reliable bases f or hydr ocarbon accu mulati on dating in different sedi m entary basins . Key words:geochr onol ogy of hydr ocarbon accumulati on;fluid inclusi on;A r/A r dating of authigenic K 2felds par overgr owth 1 概述 地质流体演化是一种多因素耦合的、复杂的动力学过程;要“动态”地分析这个过程,就必须研 究流体作用随时间的变化。过去,学者利用各种 方法确定流体流动和流体-岩石相互作用的相对 时序,或运用本构模拟的方法正演其过程,都存在确定过程随时间的变化速率问题。只有能够测定出其流体流动和流体-岩石相互作用时间,就
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
油气成藏输导体系研究概况及发展趋势 Ξ 王大成1,李子甲2,滕兆宇3,张留柱4 (1.成都理工大学能源学院,四川成都 610059;2.中国石化西北分公司工程技术研究院,新疆乌鲁木齐 830013; 3.中国石油大庆油田公司井下作业分公司,黑龙江大庆 163000; 4.中国石化胜利油田公司东辛采油厂,山东东营 257000) 摘 要:关于油气藏输导体系的研究一直是油气藏地质专家的研究热点。近年,油藏专家们对于输导体系理论研究进行了大量的卓有成效的工作,但是依然面临着从理论到技术应用上的各种挑战。现从近年输导体系研究概况出发,总结近年研究过程中的一些问题,认为优势运移通道的有效性验证研究、断层封闭性的定量研究、复合型输导体系输导因素的时空配置关系研究等方面是油气输导体系研究的发展趋势。 关键词:油气藏;输导体系;优势运移通道;断层封闭性 中图分类号:TE 321 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2010)21—0127—02 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的有效配置结构,其中的元素是烃源岩、输导体 系和圈闭[1] 。近年,关于油气藏输导体系的研究一直是油气藏地质专家的研究热点。不论是在划分油藏的输导类型方面研究还是在输导体系研究方法和技术手段方面的研究都取得了很大的进展,但是目前地质工作者们依然面临有关输导体系研究的各种挑战。现就有关理论的研究进展及发展趋势进行综合论述。 1 近年输导体系理论研究概况 陆相含油气盆地中,有效烃源岩是成藏的物质基础,油藏的空间展布形态是成藏要素和成藏作用在时间和空间上匹配的结果,油气运移的输导体系是连接源岩和圈闭的“桥梁”,它决定着油气运移的路径和方向,并将成藏要素和成藏作用有机地统一成一个整体,控制着油气成藏。几年来,许多学者针对输导体系进行了大量卓有成效的工作。 1997年,谢泰俊等在研究南海北部大陆边缘盆地时,根据不同类型通道在运移中的作用和具体地质情况,划分了4类运移通道体系:以断裂带为主的运移通道体系、与古构造脊相关的运移通道体系、与活动热流体底辟作用相关的通道体系及与不整合有关的运移通道体系[2]。 1998年,Ga leazz 根据含油气系统基本元素的特征及其构造地层格架样式,将M a lvina s 盆地的Low e r I nceram us --Sp ringhill 含油气系统疏导体系划分为由储集疏导层构成的主疏导体系和由断层疏导层构成的次疏导体系[3]。 年,张照录认为输导体系应包括输到层和相关围岩。根据油气运移主干道的不同,输导体系可 分为断层型、输导层型、裂隙型及不整合型等4种类 型。在某一系统中,输导体系并非为单一类型,而是多种类型的组合。输导体系与油气聚集相辅相成,含油气系统的输导体系不同则油气运聚的方式各异,反过来油气的不同运聚方式又可以改造甚至形成新的输导体系。由于输导层在地质空间往往是以相互组合的形式存在,并具有显著的时间性,因此必须强调输导层及其配置的时空关系[4]。 2000年,谢泰俊明确提出了油气运移输导体系的概念,指出油气运移输导体系指某一独立的油气运移单元中所有的运移通道(包括断层、裂隙、空隙、洞穴、不整合面等)及相关的围岩在地下组成的网络体系,包括油气运移通道体系、留意驱动类型和流体运移香台等特征。它具有与河流体系相似的特征,其中有微(细)流,直流及主流,是一个三维体系。驱动类型包括浮力、压力、毛细管力等类型。烃类在运移过程中具有不同的相态,其相态还随温度、压力等条件变化而不断地发生变化,它可以是气相、液相、水溶相、油溶相等。并以琼东南盆地为例阐明了高温高压条件下油气运移的基本特征及成藏模式。强调高温高压条件及中低温常压条件下天然气运移输导体系明显不同,前者受压力场控制,以水溶相运移为主,低压脊是运移的主要通道;后者受浮力控制,以气相运移为主,构造脊为主的运移通道[5]。 2001年,付广等在《油气运移输导系统及其对成藏的控制》中对油气输导系统作了如下描述:“所谓油气输导系统系指连接源岩与圈闭的运移通道所组成的输导网络。它作为油气成藏中连接生烃与圈闭之间的‘桥梁与纽带’,在某种程度上决定着含油气盆地内各种圈闭最终能否成为油气藏及油气聚集的数量,而且还决定着油气在地下向何处运移、在何 7 21 2010年第21期 内蒙古石油化工Ξ 收稿日期5 2000:2010-08-1