浮力成藏下限对含油气盆地深层油气分布的控制作用

【作者】 汪文洋； 庞雄奇；

【机构】 油气资源与探测国家重点实验室； 中国石油大学(北京)盆地与油藏研究中心；

【摘要】 勘探实践表明,沉积盆地深层发育于两种不同成因机制的油气藏。一种油气常常表现出高层位封盖、高孔渗内富集和构造高点成藏的特征;另一种油气除了表现出具有前一种油气成藏特征外,还常常表现出气水倒置、相对低孔渗内聚集、相对低凹区成藏的特征。通过对众多国内外盆地深部致密砂岩油气藏剖析结果表明:存在一个临界孔隙度值,当储层孔隙度大于此临界值时,油气主要受到浮力作用向浅部物性好的储层中运移,而不是在毛细管力作用下在储层中滞留成藏;当储层孔隙度小于此临界值时,油气不受浮力作用,而是在生烃膨胀力作用下在储层中呈整体活塞式运移(庞雄奇等,2003)。这说明在含油气盆地深层存在一个控制油气分布特征的界限。在大量实例剖析及物理模拟实验研究的基础上,庞雄奇等(2014)提出了浮力成藏下限的概念,系指地层介质随着埋深增大、压实作用增强而使孔隙度降低、渗透率减少、孔喉半径变小到某一临界条件之后,浮力对油气运移成藏不再起主导作用的深度下限,通常用与埋藏深度对应的储层孔隙度、孔喉半径、渗透率等地质参数表征。在浮力成藏下限之上,油气的形成主要受浮力作用,地下油气在浮力作用下自盆地深部向浅部、自盆地中心向边部运移和聚集成藏的规律(党玉琪等,2003);在浮力成藏下限之下,油气运移中浮力不占主导地位。浮力成藏下限是相对于浮力成藏作用(I.C.White,1885)而提出的一个新的地质概念。庞雄奇等(2014)基于大量的勘探实例剖析、物理模拟实验及力平衡计算等方法研究认为浮力成藏下限一般与储层孔隙度小于10%-12%,渗透率小于1mD,孔喉半径<2μm这一临界条件相对应。含油气盆地深层油气分布规律受浮力成藏下限的控制(图1),浮力成藏下限将含油气盆地深层划分为两种不同的流体动力场,浮力成藏下限以上的地层称为自由流体动力场,浮力成藏下限以下的地层称为局限流体动力场(庞雄奇等,2014)。自由流体动力场地层内,浮力对油气运移和聚集起主导作用,形成常规油气藏,可分为三个亚类油气藏:常规构造油气藏,常规断块油气藏,常规岩性油气藏。油气分布具有以下三个方面的基本特征:①高点汇聚、高位封盖、高孔富集、高压成藏;②油气分布面积小、油气储量规模小;③油气来源与油气藏分离。局限流体动力场地层内,浮力不能对油气运移和聚集起主导作用,介质内部之间的毛细管力差、分子体积膨胀力、有机网络中烃浓度差产生的扩散作用都是油气运聚成藏的主要动力,主要形成致密油气藏,可分为三个亚类油气藏:致密常规油气藏,致密深盆油气藏,致密复合油气藏。致密常规油气藏油气分布具有高点汇聚、高位封盖、高孔富集、高压成藏,含油气分布面积和储量规模通常很小,油气藏与烃源岩通常彼此分离、不直接接触等特征;致密深盆油气藏油气分布具有低坳汇聚、低位倒置、低孔富集、低压稳定,油气藏分布发育面积和油气藏储量规模通常很大,油气藏与烃源岩紧密接触、不能分离等特征;致密复合油气藏油气分布具有高点富油气与低点富油气共存、高孔隙聚油气与低孔隙聚油气共存、高压油气层与低压油气层共存、高产油气层与低产油气层共存,油气藏分布面积大、资源储量规模大,含油气目的层与烃源岩层紧密相邻等特征。需特别指出的是,当含油气盆地深层浮力成藏下限之下的局限流体动力场地层受构造破坏或者流体活动等的影响,可以形成改造类油气藏。受构造破坏可以形成改造型裂缝油气藏;受流体活动的影响可以形成改造型溶洞油气藏;受构造破坏和流体活动的综合影响可以形成联合改造型缝洞油气藏。更多还原