中国深层油气成藏条件与勘探潜力.pdf

第 3 卷第 6期 2 I 9年 1 1月 石 油 学 报 ACTA PETROLEI SI NI CA Vo1 ． 3 】 No ． 6 Nov ． 2 00 9 文 章 编 号 0 2 5 3 2 6 9 7 2 0 0 9 0 6 0 7 9 3 一 1 0 中国深层油气成藏条件与勘探潜 力 朱光有 张水昌 中国石油勘探 开发研究院提高采收率国家重点实验室北京 1 0 0 o 8 3 摘要 随着油气钻探技 术的提高和勘探工作的不断深入 ， 深层油 气勘探 愈来愈被重视 ， 深层将可 能成 为未来储量增长 的重要接替 领域。对e e国7 o 0 0 m 以下深井的钻探资料和深层油气地质资料分析 表明， 烃源岩的生烃深度下 限范 围可能较 大， 高过熟 阶段 的烃 源岩生烃潜力依然存在。深部 各类有效储集体 的保存深度下限可能下移， 以发育裂缝 型储集体 为主 ， 油气藏 类型 主要包括早期成 藏一 后期深埋型 、 储层深埋后晚期成藏型和 多期充注成藏型。早期成藏可以抑制深埋过程中岩石孔隙的萎缩， 埋深大于 6 0 0 0 m 的油 藏 以裂缝型储集体 占优势 ， 断裂带 附近裂缝 型储 集体更为发育， 断裂通常是 晚期成藏 型油 气藏 的重要输 导通道。断裂带附近 油气 富集程度较高 ， 油气多期充注 作用和强烈充注作用往往能提 高油气藏的储量丰度。因此， 中国中、 西部盆地 7 1 【 l 【 l n l 以下层 系成藏 条 件 较好 ． 油 气 资源 潜 力 可观 。 关键词 深层油气成藏 ； 烃源岩； 生烃潜力； 油藏类型； 油气勘探潜力； 中国中、 西部盆地 中图分 类 号 TE1 1 2 ． 3 i 文献 标 识 码 A Hy dr o c a r b o n a c c u m u l a t i o n c o n d i t i o ns a n d e x pl o r a t i o n po t e n t i a l o f d e e p r e s e r v o i r s i n Chi n a ZHU Gua n g y ou ZHA NG Shu i c ha n g S t a t e Ke y L a b o r a t o r y o f E n h a n c e d O i l R e c o v e r y， P e t r o C h i n a E x p l o r a t i o n a n d De v e l o p m e n t e s e a r c h I n s t i t u t e ，B e i j i n g 1 0 0 0 8 3，C h i n a Ab s t r a c t W i t h t he de v el o pme nt o f d r i l l i ng t e c h ni qu e s a nd oi l ga s e xp l o r a t i o n，de e p h y dr oc a r b on e xp l or a t i on ha s ga i ne d mor e a n d mo r e a t t e n t i on a n d ma y b e c ome a n i mp o r t a nt f un gi bl e f i e l d f or r i s i n g r e s e r v e s ． Ana l ys i s o n t h e d at a o f dr i l l i ng a nd o i l g a s g e o l o gy of d e e p we l l s o v e r 7 0 0 m i n d e p t h s h o ws t h a t t h e l o w l i mi t o f d e p t h r a n g e f o r g e n e r a t i o n o f d e e p h y d r o c a r b o n i s p o s s i b l y l a r g e ，a n d t he r e s t i l l e xi s t s t he hy d r o c a r b on ge n e r a t ion po t e nt i a l f or t he h i gh ma t ur e s o ur c e r o c ks ．The l ow l i mi t of p r e s e r v a t i o n d ep t h f o r t he e f f e c t i ve r e s e r v o i r c a n s hi f t d ownwa r d．a n d t he f r a c t ur e d r e s e r vo i r i s pr e d omi n an t ．The oi l ga s p o ol s ma i n l y i nc l u de t he e a r l i e r a c c u mul a t i on l a t e r de e p bu r y i ng pa t t e r n，t h e l a t e r a c c u mul a t i on p a t t e r n a f t e r de e pl y bu r y i ng a nd t he mu hi s t a g e c ha r gi n g pa t t e r n．The e a r l i e r a c c umu l a t ion p a t t e r n c a n r e s t r a i n t he s hr i nk of r o c k p or o s i t y d ur i ng t he de e p bu r y i ng pr o c e s s ．Th e f r a c t u r e d r e s e r v o i r i s p r e d o mi n a n t a n d mo r e d e v e l o p e d n e a r t h e f a u l t b e l t s ，wh e n t h e b u r i a l d e p t h i s mo r e t h a n 6 0 0 0 m．F a u l t s c o n n e c t e d wi t h t h e d e e p s o u r c e r o c ks a r e u s u a l l y t he i mp or t a n t mi gr a t i on p at h way s f or t h e l a t e r oi l a c c u mul a t i on ．Th e hy dr o c a r bo n e nr i c hme nt d e gr e e ne a r t im f a ul t b el t s i s ve r y hi g h． Th e mu l t i s t a ge hy dr o c a r bo n c h ar g i n g a nd s t r o ng c ha r gi n g p r oc e s s e s c a n of t e n i mpr o v e t h e r e s e r v e a bun d an c e ． The h yd r oc ar b on r e s our c e i n t he s t r a t a b e y on d 7 00 0 n l i n de pt h i s o f c on s i d e r a b l e p ot e n t i a l i n t h e b a s i ns i n c e nt r a l a n d wes t e r n Chi n a ． Ke y wor d sd e e p hy dr o c a r b on a c c umu l at i o n；s o ur c e r o c ks ；h yd r oc ar b on - ge n e r a t ion po t e nt i a l ；r e s e r v oi r pa t t e r n；o i l a n d ga s e xpl o r a t i o n p ot e nt i a l ba s i n s i n t h e c e n t r a l a n d we s t e r n Chi na 伴 随着 中层 和浅 层油 气 田 的长期 勘 探 与开 采 ， 各 大主力 油 田现大 多进入 了开发 的后期 ； 而 且 随着 油 气 勘探工作 的 日益精 细 ， 渴望 在 盆地 中浅 层 取得 大 的 突 破 已越 来越 困难 。因此 ， 油 气 勘探 向深 层 和 超深 层 领 域延伸 已成 为必 然趋 势 [ 1 ， 深 层 的成 烃D 、 成储[ 6 - 7 ] 与成藏 州研究 逐渐 成 为 人们 关注 的热 点 。各 油 气 田 也都期望在深层获得突破， 向深部寻找油气田， 特别是 随着超深井 钻机 的成功 研 制和 钻井 工 艺技 术 的提 高 ， 深部油气 钻探工作 正在 快 速发 展 ， 为深 层 油气 关 键地 质 问题 的研究提供 了重要 资料 。虽 然油气 勘探黄金 地 带 理论 指 出 目前 发 现 的 油 气 大 多 聚 集 在 1 ． 2 ～ 2 ． 5 k m， 并认为向下烃源岩生烃潜力降低 、 储层变差 ， 油气 储 量会有 规律地减 少 ， 这无 疑 加 大 了深层 油 气勘 探 的 风 险 。可 是 ， 这些统 计 是基 于 有 限的深 层 钻探 资 料 的 基础上得出的认识和规律 ， 不能客观评价深部油气资 源 与油气 分布情况 。中国含油气盆地 的特殊 性和复 杂 性 决定 了深层油气 资源 比较 丰富 ， 根据 中国 7 0 0 0 m 以 下深井的钻探资料 ， 深部存在有效的储集体 ， 烃类的保 基金项 目 国家 自然科学基金项 目 No ． 4 0 6 0 2 0 1 6 和中国石油科技研究项 目 2 0 0 8 A一 0 6 0 9 联合资助。 作者简介 朱光有， 男， I 9 7 5年 1 0月生， 2 1 0 3年获石油大学 华东 博士学位， 现为中国石油勘探开发研 究院高级工程 师， 主要扶事油气 地质研 究与成 藏地球化学 等方面的研究工作。E ma i l z h u g u a n g y o u p e t r o c h i n a ． C O I T I ． c n 7 9 4 石 油 学 报 2 0 0 9年第 3 O 卷 存下 限也 可能 比原 来 的认 识更 深些 。 1 深层的钻探情况 深层 是一个 比较 笼统 的概 念 ， 由于不 同含 油气 盆 地地 温梯度 不 同、 勘探 目的层 系不 同 ， 因此对 深层 的定 义也 不相 同[ 1 ] 。在 中国西 部 塔里 木 盆 地 中 ， 仅 中 国 石 油一 家公 司 已完 钻 井 深 在 5 0 0 0 ～ 6 0 0 0 r n的井 有 3 5 0口以上 ， 井 深 在 6 0 0 0 ～ 7 0 0 0 IT I 的井 有 1 0 0 口以 上 ， 井深 大于 7 0 0 0 i n的井有 7口 表 1 ， 而且 7 0 0 0 m 以下 的正钻 井和设 计井 还有多 口， 可 以说在 7 0 0 0 m 以 内深度 开展 油气勘探 已属于常 见 的钻 探深 度 。因此塔 里 木盆 地深 层可 以定义 在 7 0 0 0 i T i 以下 ， 储 层温度 基本 在 1 5 0 ℃以下 。塔北地 区塔深 1 井完 钻井深 为 8 4 0 4 m， 是 亚 洲 最 深 的井 。 该 井 在 8 0 0 0 1T I 以下 深 度 发 现 了液 表 1 中国 7 0 0 0 m 以下深 井钻探情况统计 Ta b l e 1 S t a t i s t i c s f o r dr i l l i ng c o ndi t i on s o f de e p we l l s wi t h t he de pt h s o v e r 7 00 0 m i n Ch i n a 渤 海 东营 凹陷胜科 1 井 70 2 6 湾 滨浅湖 相砂 岩， 严重 致密 化 ， 不 发 E k 2 育有效储层 ， 孔 隙度在 1 ％左右 ， 渗 透率在 0 ． O 1 x1 0 m 以下。 无 显 示 第6期朱光有等中国深层油气成藏条件与勘探潜力 795 态烃 n⋯ ，特别是钻井取心发现的孔洞型储层，证实了 深部有效储集体的存在，坚定了在塔里木 盆地 开 展深 层油气 勘探 的信心。准噶尔 盆地地 温梯 度也较低 ， 目前也 开展 了7000m以下 的钻探 ，并取得发现。基于 目前的钻探情况，把 中西部含油气 盆地的深层 定义在 7 000m以下 的深 度比较合适 。另外，对于这 些 盆地 ， 7 000m以下油气的相态也开始发生变化。 四川盆地地温梯度较低，5 000 ～ 6500m深度 范围 钻井较多，已是目前的主要勘探层段。近年来在7000m 以下的钻探工作进展较快，无论是川西还是川北 地区， 7 000ITI以下都有工业气 流井，因此深层也可以定义在 7000m以下 。 而对于东部高地 温梯度 的松辽盆地和渤海 湾盆 地 等中新生代陆相含油气盆地来说 ，7 000m埋深对应 的 储层 温度可能都在230℃以上 ，且目前的主体 钻探 深 度也在5 500m以内。在渤海湾 盆地济阳坳陷中，有 1 1 1口井井深超 过4500m ，超过5000m的井有37口 。 胜科 1井完钻 井深7026m ，是中国东部地区最深 的 一 口井表1。 近年来，济阳坳陷东营凹陷北坡 的民丰 地区和渤南地 区在400 ～ 5 000m 深度段的下第三系 沙河街组沙四段、二叠系和奥 陶系等下部组合都获得 了高产天然气流 。”] 。在黄骅坳陷歧口地区和南堡地 区也都有深层天然气 的发现。松辽盆地是中国地温梯 度最高的含油气盆地，目前主要在5000m以内开 展钻 探。 2009年2月10日完 钻 的古 龙1井 ，完钻 井深为 6 300m ，是目前大庆油田最深 的 一 口深层天然气 探 井，井底温度约为260℃，也是 目前中国储层 温度最高 的井。 因此，根据目前各盆地的钻探情况 和未 来 的发展 趋势，结合各盆地的地温梯度和勘探 层段，同时考 虑到 统计工作的便利和研究工作的超前性 ，把 东部含油气 盆地的深层定义在5500m以下，中西部含油气盆地的 深层定义在7 0 IT／以下。 2 深部成烃 对于深层油气勘探来说，关键的问题 是深部 成烃 、 有效储层保存及成藏 问题。 2．1 深部液态烃类的热 力学稳定性 对于深 层油气来说，关键问题 是其能否在高温高 压条件下以烃类状 态存在。Price等人分别对9 600m 和754 4m深 井进行了详细 的地球 化 学研究 ，发现在 R 。为3 ．％ ，温度超过300 。C 时，仍有 液态烃存在。R 。 为2 ． ％ ～ 5．0％时，C 烃类仍 保持 中等至较高的 浓 度。R。为7 ．0％ ～ 8．0％时，仍有 微 量可以检 测的C 烃类 口“ 。俄罗斯 学者通过对深 层烃同位素的研究发 现，液态烃在温度超 过200℃时仍然存在 ，气态烃的温 度上限可 达350℃ D 73 。同时近年越来越多的勘探实践 表 明，在超越上述温 度范围的深部地 层中发现 了油气 藏，油藏在埋深为 7 550m 深度，温度达 295℃的条件 下 ，仍有液态烃聚集 口“] 。盆地深层的低温 ～ 高压系统或 高温 一 高压系统 ，可能会使有机质生烃熟化的速率变慢， 有利于液态窗和生烃主带深度范 围的扩大 ⋯ 。模拟实 验证实，高压可使生油期滞后及提高产油率 心“j ，异 常高 压可使生成石油 的下限延伸超过100 I m 12“ 。不过总 体来看，深层有机质在后期深埋中主 要 生成的是天然 气和少量 的液态烃，聚集 成凝析 气藏或带有油 环的凝 析气藏，形成纯油藏的可能性 极小。 近年来中国 也在 深部高温高压储 集层中发现 了液态 原油。塔里木盆地塔北 地区塔深 1井在埋 深 8406．4m 、储层温度 为175 ～ 18 0 。C 、压力为1 38M Pa的 情况下，发现了褐黄色的液态烃，而且该液态烃正构烷 烃 系 列保留齐全 _1⋯ ，成熟度并不高，Ts／Tm小于1 图1，比轮南和塔中的某些原油成熟度还要低。虽 然实验室模拟原油在160 r 一 170℃时可能发生裂解 ，但 是储集层 中的岩性组合及 矿物成分、水介质条件等等， 都可能抑制原油的裂解 口。。“ 。 4 000 4 500 5 000 5500 B6堪 0 越 聪6500 7000 7 500 8000 8500 Ts，Tm 024681012 图1塔里木盆地台盆区原 油与烃源岩 的成熟度分 布 Fig．1Thematurit yofcrudeoi l s andsourcerocksinthe pl atofTarimBasin 塔里木盆地台盆区目前发现的原油大部分成熟度 较高，特别是轮南和塔中I号带地区 。根 据对塔深1 井微量液态烃来源 的初步分析 ，可能属于寒武系自生 石油学报 2 09年 第3卷 自储成因。由此来看 ．轮南和塔 中I号 带地区的高成 熟油气可能来 自于很深的部位 ，因此，液态烃 的保存深 度下 限可能较大。 2．2 深部天然气的稳定性 盆地深部甲烷 的稳定性 与地层 温度、压力 、储层物 理化学条件、盖层 特 征和孑L隙流体特性密切 相关。在 一 些 地层中，温度达到 320℃时大部 分甲烷仍没发生 分解 口一- ；而且在有石 墨存在的地层中，甲烷保 存的 深 度可达12000m E。 ‘] 。由此可 见，液态烃、天然气保存的 深度下 限可能比传统认 识 的要深 一 些。另外，不同的 有机质组成及其类型 、沉积岩的物质成 分、热 力 学 过 程、埋藏演化等因素可能会 对生烃的深度下限产生重 要 影响 ，使得近年来不断在超 越油气 窗深 层以下获 得 发现 和突破。因此 ，深层天然气的勘探 潜力是不容置 疑 的。通过对中国各油区天然气性 质 的分 析，发现部 分深井天然气的成熟度并未达 到该区天然气成熟度 的 最大值。目前无论是 在库车地区、塔里木台盆区，还是 四川盆地或准噶尔盆地 7 0001 TI以下的天然气干燥系 数虽然较高，但都不是 干燥 系数最高的天然气图2。 而且在6 000m左右埋深 时，天然气干燥 系数C，／c 部分小于 0．9图2。 因此 天然气 的保存 深 度下限值 范围可能较大。 昌 魁4000 聪 50 o 6 00 7 000 8000 干燥系数 0．750．8 00．85O．900．951．00 鄂尔多斯渤海湾松辽琼东南莺歌海 H 一 ◆塔里术陆相H 塔里木海相赠川海相_准噶尔 ．紫选木三湖 网川陆棚 图2中国含油气盆 地天然气干燥系数 与深度之间的关系 Fi g ．2Relatiunshi pbet weendrycoef f icientand depthfor naturalgasinC h inese pet roliferousbasin 另外，深部还有 一 类重要的气源，就是无机 气 。”。” 。中国东部 的裂谷盆地已发现 了多个气 藏，包 括无 机成因的CO气 藏和烷 烃气藏。 如 在松辽盆地 深层徐家围子断陷营城组火山岩储层发现的兴城烃类 气田，烷 烃气具 有负碳同位 素系列，而且6 ” C ．很 重， 为 一 16．4％o ～ 一 22．5 1％o心 ” ，这 些气田也分布在大 断 裂 的周围。虽然这些 无 机气田埋藏都不是很深 ，但是 气源都在深层 ，因此中国东部火山岩分布区或深 大断 裂的周缘，深层无 机气也 可能有 一 定的勘探潜力 。 2．3 深部 烃源岩 的生烃 能力 传统的油气成因理论认 为烃类的形成是沉积物中 有机质去氧加氢的过程 ，当演化至 一 定程度 ，有机质中 的氢被消耗尽 ，就不能再产生烃类。事实上，氢的来源 并非全部来自有机质中的氢 ，无 机成因烷 烃类天然气 的发现就证实了氢来源的多元性。根据前人研 究 ，分 散有机质生成液态 烃 的死亡线的 R 。值为 7． ％ ～ 8．0％ _．⋯ 。另外，深 层 油气也可以来自深 层烃源岩 中 分散有机质演化 的产物。还有 ，超压对有机质成熟 度 和烃类生成作用 可能会有影响，抑 制了有机质的热演 化和油气生成作用。因此 ，深层烃源岩在高演化阶段 的生油能力值得进 一 步探讨。 对于气源岩来说，高演化阶段烃源岩或者说深层 烃源岩具有生气 能力是普遍 为大家所接受的，但是对 其生气能力或生气强度存在不同的看法。中国天然气 目前 的探 明储 量有7【％以上是来 自于煤成气 K “ ，油型 气所占比例低于30％ ，这部分油型气也主要是来自于 高演化 阶段烃源岩或古油藏的高温裂 解 l_3” 。对于占 天然气比例绝大部分 的煤成气来说，烃 源岩的成熟度 R 。绝大多数大于 i．5％ 。如，库车地区侏罗系煤系烃 源岩 成 熟 度R。大 部分地区大于2 ．0％ ，腹部地区 R I， 大于3％ 。川I东北地区二叠系 一 三叠系发现的大型气 田群的主力 气源为二叠系龙 潭组烃源岩，部 分 气 藏 混合有志 留系 的原油裂解气，二叠系龙 潭组煤系烃源 岩的成 熟 度为 i．5％ ～ 3．4％ 。鄂 尔 多 斯盆地 石炭 系 一 二叠系煤系烃源岩的成熟 度也为1．6％ ～ 2．8％ 。 大量模拟实验证实，煤系烃源岩在高 演化阶段依然具 有 一 定的生烃潜力，生烃衰竭 期 成 熟 度R。，上限 可能 在 3．0％以 上 。因此，对于深埋的煤 系烃源岩 来 说， 其生气潜 力不容低估。塔里木盆地库 车坳 陷T、J烃 源岩、鄂尔 多斯 盆地C、P烃 源岩、四川 盆地P烃 源岩、松辽盆地J烃源岩等，这些高成熟 阶段的煤 系烃源岩 分布区，是 深层天然气勘探比较现实的 地区。 3 深部有效储层的形成 深层钻探表明，深部岩石的原生孔隙随埋深增 大 而大幅减少，但由于次生作用 的缘故，仍存在形式各样 的储集体有孔隙型、裂缝型、溶洞 一 裂缝型 、孑L隙 一 裂 缝型，深层 油气的储集岩可能是各种成分的沉积岩，甚 至是基底结 晶岩或火成岩。 另外， 一 些特殊 的成 岩作 用，可能会形成新的储集空间。 O一 7 r O 一一 5 一 ‘Ⅲr 。。。．。． L r ．．．．．． L ．．．． 1。。 萤 l咖咖 ● 23 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 第6期 朱光有 等中国深层 油气成藏条件与勘探潜力 3．1 碳酸盐岩储层 中国中西部盆地中下组合以碳 酸盐岩 为主 ，主 要 分布在震旦系、寒武 系 、奥陶系、石炭 系、二叠系和三叠 系中、下统，时代古老和 埋藏深 是两个重 要 的特 瑙 5 000 聪 孔隙度／％ 点 。 ’’ 。m] ，因此，深部碳酸盐岩储层 的储集性能在热力学 和重力作用 的控制下 ，强烈的成岩作用和次生变化 ，使 其失去自身的渗透 性 ，孔隙度也会随深 度 发 生明显递 减图3。 渗透率，10 ～ “m 。 10 一。 】0 010 210 4 图3中国海相盆 地碳酸 盐岩储层物性 与深度之间的关系 F i g ．3Relationsh ipbetw eenphysicalpropertyanddepthf or carbonate r eservoir ofm ari nebasinsinC h ina 中国3个 主要海相盆地分别发育不同类型的碳酸 盐岩储层，物性差 异较 大。四川 盆地二叠 系和中下三 叠统以发育高能礁滩体相的白云岩 为主，储层 物性较 好，孔 隙度随深度递 减较快。塔里木盆地 主要发育 内 幕岩溶储层 、风化壳储层、白云岩储层及部分礁滩体储 层，物性相对较差 ，但是这些物性资料并不能反映储层 的储集性能，因为大部分储集空间是溶洞，在钻井的取 心收获率上有明显体现，这些溶洞或孑L洞在埋藏很深 的情况下依然能够得到有效保存。鄂尔多斯盆地靖边 气田奥 陶系马家沟组 主 要以白云岩风化壳 储层为主， 埋藏较浅。从3大盆地碳酸盐岩储层物性 随深度的演 化关 系来看 ，总体上孔隙度递减十分明显，渗透率相对 较为稳定图3，说明埋深压实作用 对孔隙度影响较 大，但压实过程裂缝 等作用可能改善储层 的渗透性能。 因此，中国海 相碳酸盐岩无论是风化壳储层、内幕岩溶 储层 ，还是高能相带礁 滩体储层，在 深埋状 态下，孑L隙 度基本都会降低 ，但储集性 能并未丧失，而且 一 些特殊 的成岩过程会促使新型孔洞缝 的形成，如T S R硫酸盐 热化学反应作用 [3 442] 、 一 些不 稳 定矿物在特 定 物理化 学环境中的溶解和被带出作用 、灰岩的白云岩化、岩石 的破裂及伴随破 裂 裂缝 的再生等 。’“] 。因此 ，深层碳 酸盐岩有效储层依然能够大范围分布。 3．2 碎屑岩储层 比较来看，深层海相砂岩比陆相砂岩物性要好 ，孔 隙度递减较慢。库 车下第三系白垩系砂 岩 5000 ～ 6000m储层的孔隙度 一 般 为 1％ ～ 12％，在6 000 ～ 7 000m 埋深时储层的孔隙度 一 般小于 8％图4。而 塔北地区海相 砂岩志留系和 石炭 系的孑L隙度 在 5 ～ 6 J ，m埋深时 一 般为 15％ ～ 2J％；在6 m 以上埋深时储层的孔隙度 一 般为 12％ ～ 18％图4。 同样，渗透率也存 在明显差异，库车 砂 岩 在 5 0 ～ 6 000m 时，储层的渗透率为10 ～ 110 一 肚m 。 ，随 深度增大递减不明显 ，说明裂缝 随压实作用增强 逐渐 开始发育。塔北海相 砂岩为5 【 ～ 6J 【 】m时，渗透 率为5 ～ 5 10 ～ 雎m 。 ，明显好于陆相砂岩。这 主 要是 由于海 相砂岩分选性好、泥质杂基含量低，且后期 ∞∞∞ 啪∞ 野0 5 0 5 2 3 3 4 4 湖咖湖咖湖 5 66 77 798石油学报 2009年第3 】卷 溶蚀作用强烈而形成次生孔隙发育 ，因此，可以推测在 7 000m以下深层，海相砂 岩的物性特 征要明显好于陆 相砂岩。 1500 目 3500 越 聪 4 500 孔隙度／％ 0102030 4 050 图4中国海相和陆相砂 岩储层物性 与深度之间的关系 Fig．4Relationsh ipbetween physi calpropertyand depthfor bothmarine andcontinentalsand inChina 对于高地温梯度的渤海湾盆地来说，在4500m以 下的埋深，孔隙度 一 般 小于5％图4，出现明显的致 密化，已进入晚成 岩的B期。碳 酸盐 矿物胶结严重， 且石英次生加大也十分强烈，颗 粒 接 触 十分 紧密。渤 海湾盆地科胜 1井取心资料 表明，在5 000 ～ 7 000m 埋深时，砂 岩孔隙基本不发育，胶结 致 密，个 别样品偶 见粒间孔、长石溶蚀 孔和裂 缝。当然 这 并不能说明东 部高地 温梯度的深部砂 岩储层就不发育了。事 实上， 如果 油气在深埋前已经注入，这将可以明显抑 制 成 岩 作用的发生，而且有机酸 的溶蚀作用 可以形 成 次生孔 隙。另外，在构造或断裂比较活跃的区带，裂缝可能比 较发育，能 明显优 化和改善储层 ，从而形 成 有 效的储 集体。 3．3 深部裂缝型储层 无论是碳酸 盐岩、碎屑岩，还是 火成 岩，深部储层 的普遍特点是裂缝 发育，特别是在断裂带 附近，裂缝分 布密集，成网络状。从塔里木盆地深井来看，碳 酸盐岩 储层自5700m埋深开始，裂 缝型储层已逐渐占据 优 势，厚度在不断增 大。在7 000m以下深度，裂缝型储 层已成主体。对于库车地区的砂 岩来说，7 000m 以下 埋深 的储层孔隙度 一 般 小于 5％ ～ 8％，而渗透率在 1 ～ 10010 ～ “m 。 ，如此致 密的砂 岩能 够 成 为有效 储层且获得高产 气流 ，与裂缝对储层的 改善 作用密 切相关。同样，准 噶尔盆地莫深 1井 在7 000m深 度 段的凝灰岩中获得气流，其储层 的孔隙度为 1．3％ ～ 5．4％，岩心观察和成像测井 资料 均显示出裂缝发育 。 虽然裂缝储集体的有效容积只相当于孔隙型储集体的 2．00％ ～ 1．25％，但是其规模 一 般 较 大，厚 度往 往为 50 200m ，因此，同样可以形成规模储层 。 4 深部成藏 虽然关于深部高温高压的存在是否抑制烃源岩有 机质 的生烃排烃过程还存在争议 ，烃类保存的深度界 限向下延伸的范围还 不能确定 ，但是，在目前可以钻探 到 的深度范围内，油气的成藏作用似乎受其影 响不大 。 总体来看，深部油气藏具有近源特征 ，以垂向运聚成藏 为主 m ’ ；构造运动破 坏严重，多期成藏比较常见 。简 单来说，深部油气藏的成藏类型可以分为 3类早期成 藏后期深埋 型、深埋后晚期成藏型和多期充 注成藏型 。 4．1 早期成藏后期深 埋型 这类油气藏与中浅层 油气 藏的形成过程相似 ，只 是在后期随上覆地 层的增加而发生 了深埋 。最典型的 例子就是塔里木盆地塔北哈拉 哈塘地 区，在加里东 海西期，该区与东侧 的轮古西、西侧的英买力都属于 一 个构造，多期的岩溶作用使奥陶系岩溶储层 十分发育 。 在海西晚期整个塔北地区发生 了 一 次强度大、范围广 的油气充 注过 程 ，使奥 陶系层状 含油，油气 富集程度高 [图5a] 。三叠系沉积前，由于 整体抬升，油藏 变浅， 原 油遭受生物 降解而稠化，局部遭受破坏[图 5b] 。 三叠系以来，哈拉 哈塘地区发生沉降而成 为 一 个凹陷 区，局部埋深在7 000m以下，后期并未 发生油气的充 注。部分油藏发生 了调 整 和定型，并在 志 留系、石炭系 或三叠系形成了 一 些次生岩性油藏 [图5c]。由于 岩溶储层 的非均质性，哈拉哈塘地区奥 陶系储层 的油 气并没有发生大的迁移和变动，古老 的油气藏基本上 得到了有效保存，因此，哈拉哈塘地区是 一 个在2 ．5亿 年前充注成藏的古老深层油气系统。 4．2 深埋后晚期成藏型 这类油气藏形成时 间较 晚，主要与圈闭形成 时间 较 晚有关。当然也存在 烃源岩成熟 时间较 晚的可能。 库车地区深部构造发育这 种类型的气藏，如 克拉 苏深 部构造带在康村期之前不存在圈闭[图6a]，也就不 存在成藏的可能；库车组 沉积以来，库车坳陷山前 冲断 带受挤压作用发生了强烈的构造运动 ，形成了大量构 造 圈闭[图6b]，深部三叠系、侏罗系煤系烃源岩在 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 第6期朱光有等中国深层油气成藏条件与勘探潜力 4 000 5 000 、 6000 髓 隧 7 000 8000 9000 A a二叠系沉积后 b三叠系沉积前 英买2英买1东河7哈5哈6哈7艾丁4轮古15轮古9 ┏ ━━ ━ ┳━┳ ━ ┳━━ ━ ┳━ ━ ━━┳ ━ ━━ ┳ ━━┳ ━ ━━ ━ ━━┓ ┃ ┃┃ ┃ ┃ E ┃ ┃ ┃ l JJ ┃┃┃ ┃ ┃┃ L ┃┃┃ IL ┃┃ 二 ┃┃┃ ┃ Klh ┃ ┃┃┃ ┣ ━━ ━ ╋━┻ ━ ╋━ ━ ━╋━ ━ ━━ ╋ ━━━ ╋ ━━╋ ━ ━━━ ━ ━┫ ┃ 一一 ┃ ┃ ┃ J ┃ ┃┃ “ ┃┃ ┣ ━━━ ╋ ━━ ━ ╋━━ ━ ━╋ ━ ━━╋ ━ ━╋━ ━ ━━━ ━ ┫┃┃ ┃ ┃┃ ┃ 一 ┃ ； 。瑞 ┃┃ ┃ ┣━━ ━ ╋━ ━ ━━╋ ━ ━━ ╋ ━━╋ ━ ━━ ━ ━━┫ ┃ ／ ┃ 隧 ┃ ． _ _ ┃ 簿 ┃ 事自 ┃ 争 ┃ 茸 多 t ┃ ┃ f ┃ ┃┃┃ ┃ ┃┃┃ ， 一 ┃┃ ┃ ┃┃┃ ┃ ┣━ ━ ━┻━ ━ ━╋ ━ ━━┻ ━ ━━━ ╋ ━━ ━ ╋━━ ┻ ━━ ━ ━━━ ┫ ┃ 李蕊三 ┃ -●一 ┃┃ { ／ 二 √ ┃ ┃ ┃ e1 ┃ ┃┃ ┃ ┃ -__ 一 ‘ ┃┃ 丁 ┃┃┃ ┣ ━━ ━ ╋━━ ━ ━━ ━ ━━━ ┫ ┃ 。／ {|f ┃ Z ┃┃┃ ┗ ━━ ━ ━━ ━ ━┻━ ━ ━━ ━ ━━━ ┻ ━━ ━ ┻━ ━ ━━ ━ ━━ ━ ━┛ 因团固圆田 正常油稠油沥青水断层 c现今 图5塔北哈拉 哈塘早期成藏后期深 埋型成藏模 式 F i g ．5Accumulationmodelforthe earlieraccum ulation - later deepl yburi edoi l ‘ gaspool sinHalahatangarea 图 断层 巨童鲴气藏圈闭 a康村期 吕 、 越 隧 b库车组至今 图6库车克拉苏深 层构造带晚期成 藏模式 F i g ．6Later accumulationmodelofdeepK elasustructural beltinKuqaarea 高演化 阶段依然具有 较强的生烃 能力，上覆膏岩盖层 发育 ，因此在具备输导条件的情况 下，就存在成藏机 会，目前发现的这种晚期成藏的气藏 ，天然气的干燥 系 数都在 0．98以上图1。这种 深埋 后晚期 成 藏型对 输导条件要求很高 ，往 往在深大断裂带 附近，而且油气 富集程度高；油气藏具有近 源特征 ，以垂向运聚成藏为 主图6。 4．3 多期充注成藏型 该类油气藏 一 般 较 常见 ，囊括了浅埋成藏过程 和 深埋成藏过程。在四川盆地川东北 地区 飞仙关组 一 长 兴 组高含硫化 氢气藏 的成藏过 程就分别在不同的埋藏 时期捕获了志 留系烃源岩生成的油和二叠系龙潭组烃 源岩生成的油气，原油在深埋过程中发生 了裂解 ，目前 气藏成 为干气 藏 口⋯ 。最典型的还 是塔里木盆地轮 南 东部地区和塔 中地区。这两个地区奥陶系储层都分别 在加里东晚期、海西晚期、喜山期捕 获到了油气 ，对 应 的埋藏深度 分 别 为 1 000 ～ 2 0001 TI、2000 ～ 4000m 、 6000 8000m ，油气的相 态、成 熟度、生物标志 化合物 等 出现 了多样化，反映出成藏过程 的复杂性 ，而且构造 运动的破坏往 往较常见，原 油中生物降解的迹象十分 明显，降藿烷 系列含量较高，气相色谱图上基线上鼓包 明显 ，但是正构烷烃系列保存完好，是明显的多期充注 成藏并存在破坏 的证据。总体来看 。多期 充注形成的 油气藏，油气的丰度 一 般较高。 5 深层油气勘探潜力 深层油气的勘探效益取决于油气 的富集程度和规 模。对于深层勘探来说，钻探成本高，风险大，而且开 采成本也较高，因此，这就决定了深层 的勘探对象是油 气富集程度较高的靶区。深层油气的富集程度与中浅 层油气藏 一 样，取决于烃 源岩、储集