成藏動力學(xué)研究

1、超壓盆地成藏動力學(xué)研究最新進展超壓盆地成藏動力學(xué)研究最新進展中石油大慶勘探開發(fā)研究院中石油大慶勘探開發(fā)研究院 中國地質(zhì)大學(xué)中國地質(zhì)大學(xué)( (武漢武漢) ) 沉積盆地與沉積礦產(chǎn)研究所沉積盆地與沉積礦產(chǎn)研究所 解解 習(xí)習(xí) 農(nóng)農(nóng)源巖圈閉油氣成藏動力學(xué)研究可以理解為在沉油氣成藏動力學(xué)研究可以理解為在沉積盆地范圍內(nèi)，通過對溫度場、壓力積盆地范圍內(nèi)，通過對溫度場、壓力場和化學(xué)場等各種物理、化學(xué)場的綜場和化學(xué)場等各種物理、化學(xué)場的綜合研究，在流體輸導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的格架下，合研究，在流體輸導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的格架下，再現(xiàn)油氣生成、運移和聚集的全過程再現(xiàn)油氣生成、運移和聚集的全過程的多學(xué)科綜合研究體系。的多學(xué)科綜合研究體系。源巖圈

2、閉成藏動力學(xué)研究要求對油氣生成、運成藏動力學(xué)研究要求對油氣生成、運移和聚集的全過程進行系統(tǒng)地描述、移和聚集的全過程進行系統(tǒng)地描述、追蹤和研究。這一研究方法能幫助理追蹤和研究。這一研究方法能幫助理解大中型油氣田的形成解大中型油氣田的形成 ，并用于油，并用于油氣預(yù)測和戰(zhàn)略評價。氣預(yù)測和戰(zhàn)略評價。 超壓盆地成藏動力學(xué)研究最新進展超壓盆地成藏動力學(xué)研究最新進展富生烴凹陷分析富生烴凹陷分析成烴動力學(xué)分析成烴動力學(xué)分析油氣輸導(dǎo)主通道分析油氣輸導(dǎo)主通道分析超壓環(huán)境成藏動力學(xué)特點超壓環(huán)境成藏動力學(xué)特點成藏動力學(xué)模擬成藏動力學(xué)模擬環(huán)渤中坳陷油氣田分布渤中凹陷含油氣系統(tǒng)模式圖渤中凹陷含油氣系統(tǒng)模式圖Es3烴源巖品

3、質(zhì)烴源巖品質(zhì) TOC=1.82（）（） HC1260.81ppm Ed2LS1+S214.47（mg/g） “A”0.1264（）（） Ro0.64（）（）干酪根類型為干酪根類型為1型型烴源巖預(yù)測面積烴源巖預(yù)測面積 35505900km2 Ed2L烴源巖品質(zhì)烴源巖品質(zhì) TOC=0.68（）（） Ed2L 1.32（）（） Ed3 HC478.51ppm Ed2L 3462.87ppm Ed3S1+S22.3（mg/g） Ed2L 6.76（mg/g) Ed3 “A”0.1344（）（） Ed2L 0.4573（）（） Ed3 Ro0.58（）（）干酪根類型為干酪根類型為2型型烴源巖預(yù)測面積烴源

4、巖預(yù)測面積40007150km2環(huán)渤中坳陷大型油氣系統(tǒng)形成的突出特征 以大型富生烴坳陷為中心 新構(gòu)造運動控制成藏 兩套烴源巖和良好蓋層 深部地幔特征提供的高能量場東東營營凹凹陷陷勘勘探探形形勢勢及及構(gòu)構(gòu)造造綱綱要要圖圖 東營凹陷面積東營凹陷面積57005700平方公里，總資源量平方公里，總資源量38.438.4億噸，已發(fā)現(xiàn)億噸，已發(fā)現(xiàn)3434個油氣田，個油氣田，探明石油地質(zhì)儲量探明石油地質(zhì)儲量19.53419.534億噸，控制石油地質(zhì)儲量億噸，控制石油地質(zhì)儲量1.3491.349億噸。油氣藏類型億噸。油氣藏類型豐富，有大型構(gòu)造油氣藏、斷塊油氣藏也有巖性、地層油氣藏。豐富，有大型構(gòu)造油氣藏、斷塊

5、油氣藏也有巖性、地層油氣藏。利津利津洼陷洼陷牛莊洼陷牛莊洼陷博興洼陷博興洼陷民豐洼陷民豐洼陷與兩期與兩期大型近大型近海湖盆海湖盆有關(guān)的有關(guān)的大型生大型生烴坳陷烴坳陷進展之二進展之二成烴動力學(xué)成烴動力學(xué)Tmax (C)400 450 500RO (%)0.1 0.5 1.0壓力(MPa)20 40 60 801.0 1.4 1.8壓力系數(shù)第四系鶯歌海組黃流組2000300040005000強超壓： 壓力60MPa 壓力系數(shù)1.5超壓抑制門限?埋藏深度(m)樂東樂東30-1-1A井壓力及有機質(zhì)熱演化剖面井壓力及有機質(zhì)熱演化剖面高S1/(S1+S2)反映了有機質(zhì)熱演化產(chǎn)物的滯留，深部超壓層段有機質(zhì)熱

6、演化的強烈抑制是高地層水/有機質(zhì)比率、有機質(zhì)熱演化產(chǎn)物的滯留及高流體壓力綜合作用的結(jié)果10002000300040005000Depth(m)012300.51 400 4304600100 200050100 0.312TOC(%)S1/(S1+S2)Tmax(C)P(MPa)Ro(%)LD3011YA1911lLD3011YA1911CaculatedPredictedT(C)甲烷氣甲烷氣油油成巖作用成巖作用深成作用深成作用準變質(zhì)作用準變質(zhì)作用傳統(tǒng)生烴模式1000300040005000020006000 壓力增大可明顯抑制壓力增大可明顯抑制有機質(zhì)的熱演化和油氣生有機質(zhì)的熱演化和油氣生成作

7、用成作用 超壓對生烴的抑制作超壓對生烴的抑制作用可導(dǎo)致生烴門限變深用可導(dǎo)致生烴門限變深, 生油深度增大等生油深度增大等進展之三進展之三油氣輸導(dǎo)主通道油氣輸導(dǎo)主通道供油差供油好供油好供油差生烴凹陷Allen and Allen, 1990傳統(tǒng)觀點：從高勢區(qū)向低勢區(qū)運移傳統(tǒng)觀點：從高勢區(qū)向低勢區(qū)運移（據(jù)（據(jù)Verweij，1993）常壓條件下油氣輸導(dǎo)主通道分析常壓條件下油氣輸導(dǎo)主通道分析油氣運移路徑: 最小阻力控制 0255075100 %2m 2.0（據(jù)龔再升等，（據(jù)龔再升等，1997）時 差 密 度 電阻率 壓 力 時 差 密 度 電阻率 壓 力 (us/ft) (g/cm3) (MPa) (

8、us/ft) (g/cm3) (MPa) 100 200 2.2 2.4 2 5 10 0 50 100 100 200 2.2 2.4 2.8 3 15 0 50LD3011A早期超壓: 高地層水/有機質(zhì)高時差、低電阻率、相對低密度YA1911晚期超壓低時差、高電阻率、相對高密度10002000300040005000超壓體系成因類型超壓體系成因類型自源和它源型自源和它源型超壓體系內(nèi)輸導(dǎo)系統(tǒng)超壓體系內(nèi)輸導(dǎo)系統(tǒng)超壓體系形成時間與油氣生運聚關(guān)系超壓體系形成時間與油氣生運聚關(guān)系高溫超壓條件油氣成藏動力學(xué)特征高溫超壓條件油氣成藏動力學(xué)特征 它源型它源型由由于垂向或側(cè)向于垂向或側(cè)向上輸導(dǎo)體與更上輸導(dǎo)體

9、與更高超壓流體囊高超壓流體囊連通，通過流連通，通過流體的注入導(dǎo)致體的注入導(dǎo)致砂巖孔隙中流砂巖孔隙中流體壓力的增大體壓力的增大 自源型自源型由于由于快速不均衡壓實、快速不均衡壓實、流體體積增大或流體體積增大或孔隙空間減小等孔隙空間減小等原因所致原因所致 超壓體系成因類型超壓體系成因類型自源和它源型自源和它源型超壓盆地流體活動特點超壓盆地流體活動特點幕式流體活動幕式流體活動超壓盆地流體活動特點超壓盆地流體活動特點幕式底辟作用幕式底辟作用超壓盆地流體活動特點超壓盆地流體活動特點地層壓力異常地層壓力異常由于盆地演化由于盆地演化歷史、沉積構(gòu)歷史、沉積構(gòu)成、熱演化歷成、熱演化歷史以及流體活史以及流體活動歷

10、史不同，動歷史不同，導(dǎo)致不同地區(qū)、導(dǎo)致不同地區(qū)、不同構(gòu)造帶的不同構(gòu)造帶的超壓頂界面和超壓頂界面和壓力結(jié)構(gòu)特征壓力結(jié)構(gòu)特征差異很大差異很大超壓盆地流體活動特點超壓盆地流體活動特點地溫梯度異常地溫梯度異常超壓盆地流體活動特點超壓盆地流體活動特點地層水異常地層水異常超壓盆地流體活動特點超壓盆地流體活動特點成巖作用異常成巖作用異常超壓盆地流體活動特點超壓盆地流體活動特點有機質(zhì)熱異常有機質(zhì)熱異常超壓盆地流體活動的油氣地質(zhì)意義超壓盆地流體活動的油氣地質(zhì)意義幕式排烴模型幕式排烴模型流體壓裂流體壓裂超壓體系內(nèi)部油氣運移和聚集超壓體系內(nèi)部油氣運移和聚集Diagram showing how sandstone

11、enclosed in shale are more likely to become charged with hydrocarbon if the shale that encloses them has generated hydrocarbons.(Martinsen,1997)超壓盆地流體活動的油氣地質(zhì)意義超壓盆地流體活動的油氣地質(zhì)意義幕式成藏模式幕式成藏模式泥底辟構(gòu)造是超泥底辟構(gòu)造是超壓釋放的重要途壓釋放的重要途徑，超壓流體可徑，超壓流體可沿相關(guān)的斷裂和沿相關(guān)的斷裂和裂隙向上運移，裂隙向上運移，充注于淺層或直充注于淺層或直接泄漏于海底。接泄漏于海底。鶯歌海盆地中央鶯歌海盆地中央泥拱

12、帶的泥拱帶的“流體流體底辟底辟” 就是流就是流體通過底辟作用體通過底辟作用產(chǎn)生超壓釋放的產(chǎn)生超壓釋放的實例。超壓流體實例。超壓流體釋放過程同時也釋放過程同時也是油氣運聚過程。是油氣運聚過程。 1.超壓頂界；超壓頂界；2.底辟體；底辟體；3.斷裂；斷裂；4.流體運移；流體運移；5.流體充注；流體充注；6.流體逸散流體逸散Geologic cross-section C-C through the Poui Field illustrating the complex normal faulting and stacked gas and oil zones in Pliocene to Plei

13、stocene sandstones. The top of normal pressure (T.O.A) consistently occurs in the shale above the 17-2 sand across the field. Large pressure differences are present across the larger normal faults. 78% of oil production from normal pressured strata;22% of oil production from overpressured strataTrin

14、idad, West Indies, Heppard et al(1998) noted that oil and gas production was restricted to reservoirs with pore pressure gradients less than 16.9MPa/km .Former Soviet Union, Belonin and Slavin (1998) observed that most of oil and gas production was distributed in the reservoirs with pore pressure gr

15、adients less than 18.7MPa/km (PC = 1.8).Nile Delta and North Sinai Basins of Egypt, Nashaat (1998) concluded that hydrocarbon production is precluded in the reservoirs that exceed 19.6MPa/km.1993年，年，Leach W G應(yīng)用美國灣岸區(qū)應(yīng)用美國灣岸區(qū)25204口井的油、口井的油、水、氣產(chǎn)量與超水、氣產(chǎn)量與超壓關(guān)系的統(tǒng)計，壓關(guān)系的統(tǒng)計，得出超壓盆地油得出超壓盆地油氣主要富集在超氣主要富集在超壓頂界面附近。

16、壓頂界面附近。進展之五進展之五成藏動力學(xué)模擬成藏動力學(xué)模擬成藏動力學(xué)模擬是在某一特定的地層與地理范圍內(nèi)重成藏動力學(xué)模擬是在某一特定的地層與地理范圍內(nèi)重建油氣運聚歷史，以油氣成藏過程模擬為重點，即建油氣運聚歷史，以油氣成藏過程模擬為重點，即開展從油氣生成、初次運移、二次運移到油氣聚集開展從油氣生成、初次運移、二次運移到油氣聚集過程的模擬，從而能夠定量地、動態(tài)地再現(xiàn)油氣運過程的模擬，從而能夠定量地、動態(tài)地再現(xiàn)油氣運聚的歷史過程。聚的歷史過程。成藏動力學(xué)模擬以物理、化學(xué)定律來描述有關(guān)油氣從成藏動力學(xué)模擬以物理、化學(xué)定律來描述有關(guān)油氣從源巖到圈閉的諸多地質(zhì)地化作用，建立相應(yīng)的地質(zhì)源巖到圈閉的諸多地質(zhì)地

17、化作用，建立相應(yīng)的地質(zhì)模型與數(shù)學(xué)模型（包括各種確定性模型、隨機模型、模型與數(shù)學(xué)模型（包括各種確定性模型、隨機模型、經(jīng)驗?zāi)Ｐ偷龋?，借助于計算機技術(shù)來實現(xiàn)，是一項經(jīng)驗?zāi)Ｐ偷龋?，借助于計算機技術(shù)來實現(xiàn)，是一項大型的時空動態(tài)綜合的系統(tǒng)工程。大型的時空動態(tài)綜合的系統(tǒng)工程。松南凹陷松南凹陷崖南凹陷崖南凹陷陵水凹陷崖北凹陷崖北凹陷松西凹陷松西凹陷寶島凹陷寶島凹陷松東凹陷松東凹陷BD14-2BD14-3BD15-2BD7-3BD7-1BD13-1ST27-2ST23-1ST24-2ST23-2ST22-1ST34-3YC19-2YC26-1YC13-1YC7-4YC8-1YC13-6YC14-2YC13-4Y

18、C14-1YC26-3YC23-1YC11-2YC17-1YC11-1YC16-1LS13-4LS13-3LS13-2LS13-1LS15-1LS8-1LS9-2LS9-3LS4-1LS4-2LS3-4ST35-1ST31-2ST35-1ST36-1BD13-2BD19-1BD19-2NBD19-2SBD20-4185018101730171018301750181017301710175018501830109001110010920109401100011020110401112011140110001102011040111201110011140109201090010940YC10-1YC10-3YC10-2LS7-1LS7-2LS2-2LS1-3LS1-4LS2-1YC21-1松松 濤濤 凸凸 起起崖城凸起崖城凸起瓊東南盆地凹陷分布圖瓊東南盆地凹陷分布圖樂東凹陷樂東凹陷YC35-1YC7-5崖南凹陷含油氣系統(tǒng)劃分崖南凹陷含油氣系統(tǒng)劃分含油氣系統(tǒng)模擬單井熱史含油氣系統(tǒng)模擬單井熱