【前沿论坛】庞雄奇:深层致密介质中油气富集成藏动力机制与演化模式( 二 )


油气藏形成是源岩层埋深演化过程中多动力综合排油气成藏的结果 , 源岩多动力排油气过程分三个阶段:第一阶段 , 压实作用与水溶扩散相排烃阶段 , 此阶段生烃量还没有饱和源岩滞留需要 , 压实作用排出大量孔隙水 , 扩散作用排出少量烃;第二阶段 , 多动力多相态大量排油气阶段 , 此阶段石油和天然气饱和了源岩滞留需要 , 岩石流体体积膨胀、干酪根转化和粘土矿物转化增容、毛细管力差等多种动力导致油气排出;第三阶段 , 高温裂解与分子扩散缓慢排油气阶段 , 此阶段源岩内滞留烃能力降低 , 原油因高温裂解与分子扩散是油气排运主要动力 , 由于生烃潜力已近枯竭 , 排出烃量有限 。
源岩层埋深演化过程中排油气动力包括五类九种:源内岩石热膨胀排烃、源内油热膨胀排烃、源内气热膨胀排烃、源内水热膨胀排烃、源岩压实排烃作用、源内粘土转化脱水增容排烃、源内干酪根产物增容排烃、源储间毛细管力差输导有机网络输导排烃作用和源储间烃浓度扩散排烃作用 , 源岩层多动力排烃量与相对贡献量评价技术思路可参考论著《含油气盆地地史、热史、生留排烃史数值模拟研究与烃源岩定量评价》(庞雄奇等 , 1993) 。塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩烃源岩埋藏过程中9种动力排油气水量变化与相对贡献量评价实例显示 , 早期主导源岩排烃动力为地层压实作用 , 其相对贡献量大于50%深埋后期 , 主要排烃动力为毛细管力差 , 其相对贡献量大于80% 。
5.致密介质油气富集动力机制演化模式
在致密介质油气成藏过程中 , 源岩层和砂岩层随埋深增大的差异压实作用导致了有效毛细管力差的形成与变化 , 源储间毛细管力差对油气富集的贡献量最大 , 储层埋深越大其贡献量越大 。砂岩储层埋深增大或储层致密化过程中油气富集动力机制可以划分为五个不同阶段:压实成藏、浮力成藏、浮力和毛管力差主导成藏、毛细管力差和构造应力改造(图2) 。早期受压实作用 , 源岩成熟 , 开始生烃;埋深加大 , 源岩开始排烃 , 储层依然为高孔渗状态 , 浮力主导油气成藏 , 源-储半径差异在此阶段达到最大;第三阶段 , 埋深进一步加大 , 储层孔渗变小 , 浮力和源-储之间的毛细管力差导致油气成藏;第四阶段 , 继续深埋 , 储层致密 , 源-储之间的毛细管力差即非浮力主导油气成藏;第五阶段 , 继续深埋 , 储层超致密 , 进入有效储层底限 , 源岩也进入了供烃底限 , 达到了油气成藏底限 , 此时 , 只有当储层受构造应力的改造 , 油气才能成藏 。
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图2 深层砂岩储层随埋深增大的致密化过程中油气富集动力机制与演化模式
6.深层油气勘探的几点启示
研究成果对深层油气勘探有三点启示:第一 , 深层油气成藏存在一个底限 , 在这一底限之下勘探油气风险大;第二 , 深层油气富集的最好目标是与源紧临的毛管力最小的储集体 , 其钻探风险小;第三 , 深层碳酸盐岩油气富集动力与砂岩储层有很大不同 , 深层碳酸盐岩最有利富油气目标是近源的受改造的储集体 , 包括断裂带、不整合面等 。
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主要参考文献
庞雄奇. 含油气盆地地史、热史、生留排烃史数值模拟研究与烃源岩定量评价[M]. 地质出版社, 1993.
Law B E, Curtis J B. Introduction to unconventional petroleum systems [J]. AAPG Bulletin, 2002, 86(11): 1851-1852.