从油气藏研究的历史论地层_岩性油气藏勘探.pdf

0引言 “ 油气藏” 作为油气勘探与开发的直接对象, 早 已为大家所熟悉, 但这个概念的诞生、 演变过程, 则 鲜为人知。探讨油气藏概念的来源、 演变和它们在 地壳上呈现出的类型及其地质模式的多样性、 复杂 性,都密切关系到油气勘探的战略部署和经济效 益。通过研究油气藏及其分类的发展历史, 更可揭 示出世界及我国油气勘探将“ 地层-岩性油气藏” 作 为一个重要领域提到勘探日程上来的必然性与紧 迫性。深刻认识地层-岩性油气藏的类型范畴、 形成 机制及勘探特点,掌握各类地层-岩性油气藏的地 质模式及形成背景, 就能有效指导我们去发现更多 更大的勘探目标, 不断找到新油气田。 笔者于今年完成并由石油工业出版社出版发 行的专著 油气藏研究的历史、 现状与未来 [1] , 通过 追根溯源, 研究油气藏及其分类的发展历史, 表明 以背斜、 穹隆等构造油气藏为主要对象的油气勘探 已取得辉煌成果, 地质、 地理条件较好的易找的背 斜油气藏多已投入开发, 勘探难度日益加剧, 今后 在继续寻找背斜油气藏的同时, 人们已逐渐将目光 转向地层-岩性油气藏, 它们类型繁杂、 形态各异、 数量众多、 大小悬殊、 分布极广, 是一个亟待开拓的 勘探新领域。就世界及我国油气勘探而论, 勘探目 标逐步从构造油气藏转向构造与地层-岩性油气藏 并重, 是油气勘探历史的必然。在国际竞争和油价 高涨的形势下, 欲确保我国油气储、 产量稳步增长, 我们不仅要继续加强构造油气藏勘探, 更要将地 从油气藏研究的历史论地层- 岩性油气藏勘探 张厚福, 徐兆辉 中国石油大学 北京 摘要 在澄清“ 油气藏” 概念的基础上, 根据油气藏研究的历史发展过程, 认为地层-岩性油气藏被 纳入油气勘探的重要领域, 是历史发展的必然。 文中概述了地层-岩性油气藏的范畴、 成因及勘探特 点, 最后剖析了3个典型实例。 关键词 油气藏研究历史; 地层-岩性油气藏; 实例分析 中图分类号T E 1 2 2 . 3 2 2 文献标识码A D i s c u s s i o no ns t r a t i g r a p h i c - l i t h o l o g i c r e s e r v o i r s e x p l o r a t i o ni nt h e a s p e c t o f t h e r e s e a r c hh i s t o r yo f r e s e r v o i r s Z H A N GH o u - f u,X UZ h a o - h u i C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m,B e i j i n g 1 0 2 2 4 9,C h i n a A b s t r a c tO n t h e b a s i s o f c l a r i f y i n g t h e c o n c e p t i o n o f r e s e r v o i r s , a c c o r d i n g t o t h e h i s t o r y o f t h e r e s e a r c h o n r e s e r v o i r s , i t i s a ni n e v i t a b l ec o u r s eo f h i s t o r yt h a t s t r a t i g r a p h i c - l i t h o l o g i cr e s e r v o i r s a r er e g a r d e da s a ni m p o r t a n t p a r t i nt h e p e t r o l e u m p r o s p e c t i n g .T h ec a t e g o r y ,g e n e s i sa n dp r o s p e c t i n gf e a t u r e so fs t r a t i g r a p h i c - l i t h o l o g i cr e s e r v o i r sa r e s u m m a r i z e d , a n d t h r e e t y p i c a l e x a m p l e s a r e a n a l y z e d . K e yw o r d sr e s e a r c hh i s t o r y o f r e s e r v o i r s;s t r a t i g r a p h i c - l i t h o l o g i c r e s e r v o i r s;e x a m p l e a n a l y s i s 文章编号1 6 7 3 - 8 9 2 62 0 0 80 1 - 0 1 1 4 - 1 0 收稿日期2 0 0 7 - 0 9 - 2 5; 修回日期2 0 0 7 - 1 1 - 1 9 作者简介 张厚福,1 9 3 2年生, 男, 教授, 主要从事石油地质科学研究和教学工作。地址 1 0 0 0 5 5 北京市宣武区手帕口南街4 8号4 1 1单 元。E - ma i lx z h l u 2 0 0 5 1 2 6 . c o m 第2 0卷 第1期 2 0 0 8年3月 岩性油气藏 L I T H O L O G I CR E S E R V O I R S V o l . 2 0N o . 1 M a r . 2 0 0 8 2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年 从中可以初步看出其中的涵义与区别。 笼统地讲, 储集层、 油潴、 圈闭和油气藏4个概 念是依次变小的, 为进一步对其加以区分, 特图示 如图1。 储集层这个概念比较侧重于从岩性角度出发, 不管其中是否存在封闭条件, 是否已经容纳了流 层-岩性油气藏尽快纳入勘探目标, 刻不容缓。 1油气藏的概念 油气藏概念的诞生、 演变经历了复杂曲折的过 程, 美国、 原苏联、 中国等不同国家的不同学者和译 者对油气藏及其相关术语的理解和应用存在不少 模糊与混乱现象。为了便于我国石油工作者进行国 内外对比及与国外同行学术交流, 很有必要区分并 澄清油气藏的相关概念及其关系。 在美国著名石油地质学家A . I . L e v o r s e n编著 的 石油地质学 第一、 二版中[ 2] , 都提出了“ 储油圈 闭r e s e r v o i r t r a p ” 的概念, 并以大量篇幅用其来表 述不同类型油气藏的特征及分布。该书第三章“T h e R e s e r v o i r R o c k” 被译为“ 储集岩” , 其中“T h e R e s e r - v o i r” 、 “R e s e r v o i r D y n a m i c s”分别被译成 “ 油贮” 和 “ 油贮力学” 。可见L e v o r s e n将“r e s e r v o i r” 一词分别 用于表达储集岩、 油贮、 油潴、 油气藏等意, 概念易 被混淆。 他在教材中还常用“o i l p o o l” 表示油藏, 但是 “o i l p o o l” 严格涵义是指“ 油池” , 与油藏的内涵仍有 差别。 在F . G . C l a p p相继发表的重要论文中[ 3 ～5] , 常 用“ 油气田” 、 “ 油气聚集” 、 “ 油气构造” 等概念来论 述油气田f i e l d , 而不是“ 油气藏” 。 发表论文专门讨 论油气藏分类的W. B . Wi l s o n [6] 和O . Wi l h e l m [7] 分别 用“o i l a n d g a s r e s e r v o i r” 和“p e t r o l e u mr e s e r v o i r” 来表 示油气藏, 他们均用“r e s e r v o i r 油潴 ” 表征油气藏。 而K . C . H e a l d [8] 则明确用“o i l p o o l” 来表示油气藏。 综上所述, 在美国石油地质学界对“ 油气藏” 尚 无严格的专业术语, 而往往是用“r e s e r v o i r 油潴 ” 或“f i e l d 油田 ” 来表述。 在原苏联石油地质学家中,油气藏з а л е ж ь 、 油气田м е с т о р o ж д е н и е 、 油气聚集带з о н а 三级 概念普遍使用, 界限非常严格。但个别学者如И . О . Б р о д也引用“р е з е р в у а p 油潴,r e s e r v o i r音译 ” 来表 述储集层或油潴[ 9] 。 在外文文献中比较容易混淆的术语有 英文中 的r e s e r v o i r 储集层或油潴 、t r a p 圈闭 、o i lo r g a s p o o l 油藏或气藏 等, 俄文中有к о л л е к т о р 储集 层 、р е з е р в у а р 油潴 、л о в у шк а 圈闭 、з а л е ж ь 矿 藏、 油藏 等。对这些词汇可以有多种理解, 但在具 体的语境中就有其特定的涵义了。实际上, 这些专 业名词所代表的涵义在某种情况下是可以相互重 叠的。以上这些外文词汇可译为以下几个概念 储 集层、 油潴、 圈闭、 油气藏等。各种翻译文献中对这 几个概念的称谓不止一种, 但是, 归纳起来, 几乎全 都是围绕在这4个概念周围。例如, 储集层又可以 被称为储层、储集岩等,油气藏也被译为油池、 油 潴、 油贮、 油库等。相对而言, 圈闭的概念较为统一, 对应的中文翻译也较为清晰。以下我们就围绕储集 层、 油潴、 圈闭、 油气藏这4个概念进行对比、 分析。 首先将这4个概念的定义和特征描述以表1列出, 对比项定义特征描述 储集层 能够储存和渗滤流体, 在开发时能够 将这些有用矿产采出的岩层 岩石类型、 渗透率类型 孔隙型、 裂缝型、 混合型 、 孔隙度、 有效孔隙度、 渗透率等数值 这些参数与流体力学特征、 比表面、 裂缝开度、 裂缝体系 和密度等的计算有关 油潴 油、 气和水的天然容器, 其存在取决 于储集层与非渗透性岩石的关系 储集层类型、 储集层与非渗透性岩石的关系、 容积、 流体动力学特征、 地层能量和形状及埋藏条件 圈闭 具备油气聚集条件的场所, 是油潴的 一部分, 其中可有或可无油气 由储集层、 盖层及遮挡物3个部分组成 在四周全为岩性限制的油潴的 个别情况下, 油潴与圈闭的参数可能相同, 此时整个油潴就是一个圈闭 油气藏 地壳上油气聚集的基本单元, 是油气 在单一圈闭中的聚集, 具有统一的压 力系统和油、 气、 水界面 含油 气 边界、 含油 气 面积、 油 气 柱高度、 充满系数等都是衡量油气 藏的指标。油气藏形成的基本要素可以归结为“ 生、 储、 盖、 运、 圈、 保” 表1 4个术语的定义和特征比较表[ 1] T a b l e 1 T h e c o mp a r i s o n b e t w e e n t h e d e f i n i t i o n s a n d c h a r a c t e r i s t i c s o f f o u r t e r ms 张厚福等 从油气藏研究的历史论地层-岩性油气藏勘探1 1 5 岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期 体, 只要岩石具有足够的孔隙度和渗透率, 就称为 储集层。 油潴是由储集层与其上、下渗透性较差岩石 盖层 组合而成的复合体, 流体可以赋存其中。通 常情况下, 在褶皱地层中, 油潴就是指2个向斜之 间的背斜部分。油潴的涵义比较侧重于几何形状及 储集层与盖层的配置关系。“ 油潴” 这个术语在国内 外有时被混同于“ 储集层” 或“ 油气藏” 。 圈闭是具备油气聚集条件的场所, 相当于油潴 的一部分,油潴中溢出点之上的部分就是圈闭, 油 气可以赋存其中, 并能达到油、 气、 水的平衡状态。 与油潴相比而言,圈闭是一个较为动态的概念, 随 着构造作用导致溢出点改变, 圈闭的范围会在油潴 中有所变动。但是, 圈闭的涵义只是强调具备油气 聚集的能力, 不论其中是否真正含有油气。 油气藏是地壳上油气聚集的基本单元。与以上 3个概念相比, 油气藏是从流体角度入手的。 单一圈 闭中充注了一定数量的油气,就形成了油气藏, 它 具有统一的压力系统和油、 气、 水界面。 由以上分析可以看出, 储集层、 圈闭和油气藏 的概念较为清晰和完善。油潴的概念在理解上往往 存在一些争议,它与储集层或油气藏涵义相当, 概 念较模糊。在中译本中,常见将其译成储集层、 油 潴、 油贮或油气藏等术语, 实际上储集层与油潴相 当, 建议采用前者而不用后者。油气贮与油气藏概 念相当, 建议采用后者而不用前者。 通过上述讨论与分析, 笔者认为应该摒弃“ 油 潴” 这个理解多变的术语, 而采用“ 储集层、 圈闭和 油气藏” 这样的三级概念体系较妥, 在国际石油地 质界易被理解和接受。 油气藏r e s e r v o i r 可定义为油气在单一圈闭中 的聚集。它是地壳上油气聚集的基本单元, 具有统 一的压力系统和油、 气、 水界面。更具体地说, 就是 一定数量的运移着的油气,由于遮挡物的作用, 阻 止它们继续运移,而在储集层的圈闭部分聚集起 来, 就形成了油气藏。油气藏形成必须具备圈闭、 储 集层、 盖层和烃类充注系统等几个要素, 而充注系 统的发生必须晚于或同时于圈闭的形成,否则, 圈 闭就是“ 空” 的。油气藏定义的特点着重在“ 单一圈 闭中” 。所谓“ 单一” 的涵义, 主要是指受单一地质要 素所控制, 在单一的储集层中, 具有统一的压力系 统、 统一的油、 气、 水边界。 油气藏是地壳上油气聚集的基本单元, 它们是 油气田、 油气聚集带、 含油气区、 含油气盆地等各级 油气聚集单元的组成部分, 是油气勘探与开发的重 要对象。因此, 欲查明各级油气聚集单元的分布规 律及含油气远景, 必须从研究油气藏及其类型入手。 2油气藏及其分类的研究历史 世界石油工业约有1 6 0余年历史, 早期是根据 各种产状的油气苗进行小规模钻井采油或采气;T . S . H u n t1 8 6 3,1 8 9 5 、E . B . A n d r e w s1 8 6 1 和H . H o - e f e r1 8 7 6 早就意识到油气聚集与一个区域的背斜 构造之间存在某种普遍关系[ 3] ; 直到1 8 8 5年美国地 质学家I . C . Wh i t e发表背斜学说后,油气勘探才在 全世界获得蓬勃发展, 找到许多油气田, 但是这个 时期大多数成果仍属早期研究成果。对油气聚集及 其分类的系统研究直到1 9 1 0年才见报道, 从此, 在 美、 苏、 中等国关于油气藏及其分类的研究陆续发 展起来, 出现了许多分类方案, 对油气勘探不断起 着导向作用。 2 . 1 C l a p p的分类方案 美国L e v o r s e n [2] 、Wi l s o n [6] 、Wi l h e l m [7]和原苏联 M . Ф . M и р ч и н к [1 0] 、Б р о д [1 1]等两国著名石油地质学 家的论著, 一致推崇首先提出油气聚集及其分类的 学者是C l a p p, 他于1 9 1 0年发表的“ 石油和天然气 田的建议构造分类” [3]是最早的创见, 后又于 1 9 1 7 年修改[ 4] ,1 9 2 9年再次补充完善正式发表[ 5] , 成为被 国际上广泛接受的分类方案。在他1 9 1 0年的文章 中, 还从全球角度选择典型油、 气田进行了归类, 这 在世界上尚属首次。在他提出的最终分类方案中, 尽管列入了不整合、 透镜体、 裂隙-洞穴等地层-岩 性油气藏, 但自始至终都突出强调地质构造在油气 聚集中的重要作用。应该说C l a p p的分类方案在相 图1 4个术语之间的关系图解[ 1] F i g . 1 T h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n t h e f o u r t e r ms 油潴 圈闭 油气藏 水水 储集层 气 油 盖层溢出点 盖层 1 1 6 2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年 当长时期的油气勘探中起到了重要的指导作用, 对 世界石油工业作出了重大贡献。 C l a p p对油气藏的分类为①背斜构造 包括正 常背斜、 宽缓的台隆褶皱 或者区域性隆起 、 倒转 褶皱 ;②向斜构造;③均斜构造 包括构造“ 阶地” 、 均斜“ 鼻状构造” 、 均斜“ 沟壑” ;④穹状构造或“ 穹 隆” 包括背斜穹隆、 均斜和单斜上的穹隆、 闭合盐 丘、 刺穿盐丘 或底辟构造 、 岩浆侵入引起的穹隆 构造 ;⑤不整合;⑥透镜状砂层 可在各种构造中 发育 ;⑦不考虑其它构造的裂隙和洞穴 包括石灰 岩、 白云岩、 泥岩和岩浆岩中的 ;⑧断层引起的构 造 包括上升盘一侧的、 下降盘一侧的、 逆冲断层、 断块 或者地垒 。 2 . 2 Wi l s o n的分类方案 1 9 3 4年Wi l s o n在他的论文“ 油藏和气藏的建 议分类” [6] 中, 从地层局部变形和岩石孔隙性变化2 个方面详细剖析了油气藏的成因类型,他将岩性、 地层油气藏提高到与褶皱、 断层等构造油气藏同等 重要的地位,并注意到复合型油气藏的成因分析; 值得指出的是他将当时暂无商业价值的“ 开放油气 藏” 单列为一大类, 显示出作者预见未来的匠心。其 重要贡献还在于将 美国典型油田的构造 第Ⅰ、Ⅱ 卷中所描述的油田纳入了自己的分类, 这为外国学 者研究美国油气田提供了一个便捷索引。 Wi l s o n的油气藏分类方案在理论上考虑油气 藏成因较全面, 在实践上又密切结合美国油气田实 例, 因而得到较广泛的应用, 至今仍可被视为一个 较好的分类方案。他将油气藏分为闭合油气藏 图 2 和开放油气藏 没有商业价值 , 但对地层不整合 油气藏考虑不够。 图2 Wi l s o n的闭合油 气 藏分类 F i g . 2 C l a s s i f i c a t i o n f o r c l o s e d r e s e r v o i r s b y Wi l s o n 2 . 3 L e v o r s e n的分类方案 最受世界各国广大石油地质工作者重视的油 气藏分类方案应属L e v o r s e n在 石油地质学 教材 中关于储油圈闭的分类[ 2] 。他广泛收集世界各国油 气藏实例, 对背斜油气藏地面、 地下位置不符的原 因作了详尽的分析, 从而在指导预探井钻探、 提高 成功率方面作出了杰出贡献。 值得注意的是他将地层圈闭类油气藏首次明 确区分为原生型与次生型, 为后来学者单独划分岩 性油气藏打下了基础。1 9 4 1年他还发表了专著 地 层型油田 , 为世界各国加强地层、 岩性油气藏勘探 起到了重要的导向作用。此外, 他首次提出流体圈 闭, 对生物礁油气藏的形成条件、 盐丘油田的形成 背景都作了详细分析, 这些在理论与实践上都有重 由褶皱作用与孔隙性变化 结合封闭形成的油气藏 由地层局部形变闭合的 油气藏 由断层作用与孔隙性变化 结合封闭形成的油气藏 岩石孔隙性变化造成封闭 的油气藏 仅在油气藏上 覆层面绘制的等高线并不 闭合。除区域翘倾外, 地 层不一定发生形变 闭合背斜和穹隆油气藏 闭合向斜和坳陷油气藏 盐岩侵入 岩浆岩侵入 由相对非渗透性地 层超覆形成封闭的 由粘滞性烃类封盖 形成封闭的 由褶皱作用闭合的油气藏 在上覆层面绘制的等高线 局部闭合 均斜构造中断层造成地层 水平错断形成的油气藏 褶皱与断层结合形成的油 气藏 侵入体造成地层切割形成 的油气藏 在断层和节理裂缝带及压 碎带中形成的油气藏 由于砂岩透镜体作用或者 砂岩孔隙性变化造成的砂 岩油气藏 石灰岩和白云岩中的透镜 状孔隙带 削 蚀 和 封 闭 地 层 中 的 油 气藏 岩浆岩和变质岩中的透镜 状孔隙带 闭合油 气藏 张厚福等 从油气藏研究的历史论地层-岩性油气藏勘探1 1 7 岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期 油气藏类型 油气田名称 可采储量累计产量 类亚类油 1 0 8t 气 1 0 1 2m3 油 1 0 8t 气 1 0 1 2m3 地层油 气藏类 地层超覆油藏东得克萨斯7 . 87 . 2 4 地层超覆油藏夸仑夸尔8 . 8 地质1 . 0 0 潜伏剥蚀背斜油藏哈西迈萨乌德3 4 地质 潜伏剥蚀单斜油气藏普鲁德霍湾1 3 . 50 . 7 3 6 潜伏剥蚀突起油气藏潘汉德尔 1 . 2 5 0 . 7 生物礁油气藏基尔库克2 0 . 5 生物礁油气藏波扎里卡3 . 70 . 0 3 5 生物礁油气藏田吉兹7 . 5 ～1 1 . 51 . 3 地质 岩性油 气藏类 透镜状浊积砂体油气藏奇孔特佩克2 5 大单斜尖灭、 超覆、 断层等油气藏玻利瓦尔湖岸大油田4 7 . 7 水动力油 气藏类 水动力封闭气藏圣胡安盆地布兰科大气田0 . 7 水动力封闭气藏F o o t h i l l s大气田1 1 . 2 要意义。 2 . 4 Б р о д和Mи р ч и н к的分类方案 在 原 苏 联 得 到 广 泛 应 用 的 是Б р о д [1 2]和 M и р ч и н к [1 0] 分别提出的分类方案。前者根据储集层 油潴 的形状提出了油气藏的形态分类法, 将油气 藏划分为层状、 块状、 不规则状三大类, 然后结合圈 闭成因细分。这个分类法简明, 有助于阐明油藏边 水或底水的分布, 便于探井部署。后者首次从成因 原则明确将油气藏划分为构造、 地层、 岩性三大类, 强调寻找地层-岩性油气藏的重要性,符合国际上 大型地层-岩性油气藏日益增多的勘探实际,为找 油气领域从理论与实践上扩展了方向。 2 . 5中国大规模油气勘探起步较晚, 受原苏联、 美 国影响较大 关于油气藏及其分类的较重要研究成果可参 阅潘钟祥[ 1 3] 、 胡见义[ 1 4] 和张厚福等[ 1 5 ～1 7] 的著作。 潘钟祥教授是最早在国际上发表中国陆相地 层生油论文的著名学者, 对中国陆相生油研究起了 重要的先导作用。他在 石油地质学 教材中, 根据 成因原则将圈闭划分为构造圈闭、 地层圈闭、 水动 力 流体 圈闭及复合圈闭四大类, 这些都很重要。 但对岩性圈闭形成因素分析过于简化, 不符合发现 岩性油气藏的圈闭类型及其成因愈益复杂多样的 现代趋势。 胡见义院士等博览了国内外大量非构造型油 气田的相关资料, 系统总结了非构造油气藏的成因 类型及分布规律, 发表了 非构造油气藏 等多项专 著,这对在中国及海外寻找各种成因复杂的岩性、 地层、 水动力等类型油气藏具有指导意义。 中国石油大学 北京 连续出版了三版 石油地 质学 , 张厚福、 张万选等随着国内外油气勘探成果 的不断丰富、 教学实践经验的不断积累, 逐步修改 完善油气藏分类的原则和方案, 强调分类应遵循科 学性与实用性2项基本原则, 据此将油气藏划分为 构造、 地层、 岩性、 水动力及复合等五大类, 再细分 为若干亚类, 以适应国内外油气勘探的新形势。 综上所述,油气藏及其分类研究的发展历史, 就是一个从以构造油气藏为主, 逐步向多种类型油 气藏并重的勘探史, 随着易找的背斜油气藏愈来愈 少, 类型多样、 数量繁多、 分布甚广的岩性、 地层、 水 动力等类较隐蔽的油气藏显得日益重要, 世界各国 已经发现了一批巨型的地层-岩性油气藏 表2 , 表 明它们在储、 产量上都相当可观, 应该在世界油气 勘探史上占有更加瞩目的地位。这是油气勘探发展 表2巨型地层-岩性油气藏一览表 T a b l e 2 G i a n t s t r a t i g r a p h i c - l i t h o l o g i c r e s e r v o i r s 1 1 8 2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年2 0 0 8年 的必然, 也是现代世界科技发展的自然结果。 3地层-岩性油气藏的范畴、 成因及勘 探特点 概括而言,地层-岩性油气藏是指储集层因岩 性横向变化或纵向连续性中断而形成圈闭中的油 气聚集。狭义的岩性油气藏包含砂岩透镜体、 砂岩 尖灭体、 白云岩化带、 裂缝-洞穴状石灰岩、 火山岩 透镜体等;广义的地层-岩性油气藏尚应增加地层 超覆体、 地层不整合遮挡 各种古潜山 、 生物礁以 及水动力封闭等类油气藏。现简述其成因及勘探特 点如下 3 . 1砂岩透镜体和尖灭体油气藏 二者常常伴生, 都是由于砂岩储集层横向岩性 变化沿上倾方向尖灭或两端渗透性消失于泥岩 或 低渗透砂岩 所形成圈闭中的油气聚集。如我国泌 阳盆地双河油田砂岩尖灭体油藏、 墨西哥始新统奇 孔特佩克浊积砂岩透镜体油藏群及美国堪萨斯州 哲洛基滨岸砂坝油藏带、 阿巴拉契亚盆地下石炭统 “ 百呎砂岩” 低渗透砂岩中的高渗透带砂岩透镜体 油藏。 从上述几个典型实例可知 它们与古海盆或古 湖盆边缘的冲积扇、 三角洲, 古深湖或古深海的浊 流水道、 浊积扇, 古滨岸砂洲, 古河道, 非均质砂岩 体的渗透性变化等有关, 从成因上看也都是沉积 环境变化的结果, 从而为寻找这2类油气藏指明了 方向。 这2类油气藏多属砂、 泥岩互层剖面, 波阻抗 差显著, 用现代数字地震勘探容易发现; 它们往往 成群成带分布,加强岩相古地理及沉积环境分析, 掌握它们的分布规律, 可以显著提高勘探成功率。 3 . 2白云岩化带和裂隙-洞穴石灰岩油气藏 石灰岩中的白云岩化带及裂隙-洞穴带是油气 聚集的有利场所。 关于白云岩化的成因有2种假说 1当含镁地下水沿裂隙渗入石灰岩中, 方解 石分子被白云石分子置换时,体积会收缩1 2 ～ 1 3 , 增大了岩石孔渗性。反应式为 2 C a C O3 M g C l 2→ C a M gC O32 C a C l2 2石灰岩中方解石晶体趋向于C -轴顺层理 定向排列,但白云岩中白云石晶轴完全不定向, 由 于方解石变成白云石过程中,C -轴收缩会在岩石中 产生孔隙,因而白云岩中颗粒堆积比石灰岩中疏 松, 白云岩也就比石灰岩更易渗水遭溶蚀, 形成良 好的孔渗-洞穴带。美国密歇根州泥盆纪深河油田、 俄亥俄印地安纳州奥陶纪利玛印地安纳油田 及墨西哥北部白垩纪石灰岩油田都是典型实例。 这2类不规则分布的油气藏需要在海相碳酸 盐岩发育区加强构造裂隙、 地层不整合等地下水运 移通道的分布规律结合古水文地质发育史的综合 研究, 才易于高效地寻找。 3 . 3火成岩透镜体油气藏 该类油气藏是在火山锥岩体 玄武岩等基性岩 浆喷发的产物 经蚀变而成蛇纹岩透镜体中的油气 聚集。美国得克萨斯州海岸平原用磁力勘探发现了 1 7个火成岩体异常, 钻探发现有几个值得开采的含 油气圈闭, 林顿泉油藏就是最佳实例, 此外, 古巴也 有这类蛇纹岩油藏。 3 . 4地层超覆砂岩油气藏 著名的美国东得克萨斯大油田是典型实例, 它 是在墨西哥湾盆地西部沙滨隆起西侧, 上白垩统乌 德宾组砂岩超覆沉积在下白垩统不整合面之上, 向 东上倾被奥斯汀群超覆覆盖, 砂岩顶、 底2个不整 合面在上倾方向相交, 油气聚集其中而成。总可采 储量达7 . 8 1 0 8t , 累计产油量已逾5 1 0 8t , 是美国最 大油田之一。世界上已发现很多这类油气藏。在滨 海、 滨湖区的水陆交替地带, 由于水体进退造成的 超覆和退覆作用,容易形成这类地层超覆砂岩圈 闭, 它们往往沿着古岸线成片、 多层分布, 形成多 个、 多层地层超覆油气藏。发现一个就可能找到一 大片的多个油气藏。 3 . 5地层不整合遮挡油气藏 不整合面上下是油气聚集的有利地带, 在区域 性地层不整合面之下,常有剥蚀突起或剥蚀构造, 只要其上有非渗透盖层, 附近烃源区供给的油气即 可在其中聚集形成地层不整合遮挡油气藏, 又称古 潜山油气藏。随着地球物理勘探及深井钻探技术的 发展, 在世界各地发现这类油气藏愈来愈多, 它们 往往都属于世界性大油气田。根据古潜山性质的不 同, 可区分为下列几种①潜伏剥蚀突起油气藏 如 美国潘汉德尔大油气田 ;②潜伏剥蚀背斜构造油 气藏 如阿尔及利亚哈西迈萨乌德大油田 ;③潜 伏剥蚀单斜构造油气藏 如美国阿拉斯加州普鲁德 霍湾大油气田 ;④潜伏剥蚀断块构造油气藏 如我 国任丘大油田 。 张厚福等 从油气藏研究的历史论地层-岩性油气藏勘探1 1 9 岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期岩性油气藏第2 0卷第1期 3 . 6生物礁油气藏 这是目前世界上出现日产万吨高产井最多的 油气藏类型。生物礁乃指由珊瑚、 层孔虫、 苔藓虫、 藻类、 古杯等类造礁生物及其碎屑组成的、 原地埋 藏的碳酸盐岩建造, 其中尚可掺有海百合、 有孔虫 等喜礁生物。不同地质时代有不同的造礁生物。从 寒武纪以前到近代的每个地质时代的地层中都有 生物礁发育。生物礁主体及前礁相是油气生成聚集 的最有利相带, 后礁相发育蒸发岩是良好的盖层。 无论是在海进或海退条件下, 它们都可构成良好的 生储盖组合。在加拿大阿尔伯塔盆地、 美国二叠盆 地、 俄罗斯乌拉尔前陆盆地、 墨西哥湾盆地、 波斯湾 盆地、 利比亚锡尔特盆地、 印度尼西亚萨拉瓦蒂盆 地等生物礁油气藏多成带分布, 形成丰富的产油气 区。我国目前发现的珠江口盆地流花1 1 - 1大油田 属此类。 生物礁油气藏多在浅海区平行古海岸线成群 成带分布, 随海进或海退, 在适宜的造礁条件下会 向岸推进或向海盆中心发展, 掌握这种分布规律有 助于寻找生物礁发育带, 发现一个就有可能找到一 串生物礁。所以加强各地质时代岩相古地理的详细 研究, 配合现代数字地震勘探, 是寻找生物礁油气 藏的正确途径。 3 . 7水动力封闭油气藏 随着科技进步, 相信发现这类油气藏的机率会 迅速增多。目前著名的暂只发现美国圣胡安盆地和 加拿大阿尔伯塔深盆地2个向斜型水动力封闭气 藏, 又称深盆气藏D e e p B a s i n G a s P o o l 。这类油气 藏实质上应属岩性-水动力复合油气藏[ 1 7] 。它们具 有以下特点①多分布在前陆盆地深坳陷或向斜盆 地轴部;②含气层出现气水倒置现象, 二者之间存 在气水过渡带;③圣胡安属致密砂岩气藏, 但阿尔 伯塔深盆气却属常规孔渗性砂岩储层;④气藏下伏 有生气活跃的气源岩, 源源不断地供给气体, 供气 与逸散达到某种动平衡, 所以深盆气藏实为一种动 态圈闭气藏。 4典型实例 4 . 1墨西哥湾奇孔特佩克浊积砂岩透镜体油藏群 在墨西哥波扎里卡白垩系生物礁油田之上的 始新统深海浊流砂岩透镜体油藏群的发现, 作为采 用现代数字地震技术与沉积相相结合的方法找到 砂岩透镜体油藏群的典型事例, 具有很高的参考 价值。 随着石油的开采, 波扎里卡油田内以白垩系生 物礁灰岩为目的层的油气藏3 . 8 1 0 8t 可采储量即 将告罄, 在重新复查老井剖面过程中, 发现漏掉了 上覆始新统存在大套暗色泥岩及油气显示。为了找 到新油藏以弥补储、 产量的下滑, 在老油区部署了 现代数字地震测线网 图3 , 解释出的累积纯砂岩 等厚图 图4 酷似河流, 实为一浊流水道, 充填了一 套由暗色泥岩、 粉砂岩、 砂岩组成的浊流沉积, 经微 古生物鉴定证明属于始新世海相深水道沉积, 由海 底水道与若干支流组成。沿着水道走向和垂直水道 走向所切的纵 图5 、 横 图6 剖面显示 海底水道 中充填有许多分散的、 不同层位的砂岩透镜体。其 中大多充注有油气, 为砂岩透镜体油气藏, 其产量 差别大, 受厚度和岩性控制, 与构造关系不大。经过 更进一步的研究得出了该区的地层柱状图 图7 , 从中可以看出规模巨大的浊流水道切穿了包括第 图3 Mi s a n t l a盆地地震测线展布和已知的油气聚集 F i g . 3 T h e d i s t r i b u t i o n o f s e i s mi c l i n e s a n d t h e h y d r o c a r b o n a c c u mu l a t i o n i n Mi s a n t l a B a s