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岩性油气藏不仅是高勘探成熟区的主要勘探对象,也是新探区内极具潜力的勘探目标。近几年来随着济阳坳陷勘探实践的不断深入,新发现的油气藏中岩性油气藏在储量和产量上占据着重要地位,已成为济阳坳陷油气增储上产的重要目标。由于岩性油气藏成藏机理和分布规律复杂,勘探难度大、技术要求高,这类油气藏的勘探理论研究和勘探技术,一直是国内外石油地质学家研究和探索的重要内容。因此,根据典型岩性油气藏剖面解析,系统分析岩性油气藏的成藏条件和主控因素,针对性地建立岩性圈闭模型,有效地进行岩性油气藏成藏过程和成藏机理物理模拟,直观的分析岩性油气藏成藏机理,有助于陆相断陷盆地岩性油气藏的勘探。
论文以济阳坳陷岩性油气藏勘探实际研究为主线,以探讨岩性油气藏的主要控制因素和成藏物理模拟实验为重点,针对性的建立岩性油气藏物理模型,进行岩性油气藏成藏过程和成藏机理研究,探讨和总结岩性油气藏油气聚集成藏机理和分布规律,结合济阳坳陷具体构造特征建立岩性油气藏地质模式。
通过济阳坳陷各凹陷岩性油气藏含油气性特征研究和典型油气藏的解析,系统分析了岩性油气藏的主控因素,根据岩性油气藏形成的成藏条件和自身特点综合分析,认为岩性油气藏的形成与分布受多种主要地质因素控制,分别是①构造因素和沉积环境;②烃源岩条件;③输导体系因素;④成藏动力学条件;⑤储层临界物性因素;⑥砂体封闭因素等。岩性油气藏的成藏特征和分布规律具有多元性,具体断陷盆地中不同构造单元、不同区带、不同相带和层系的岩性油气藏形成只受到具体若干种有效的主要因素的控制。因此,济阳坳陷岩性油气藏成藏具有“多元控油一主元成藏”的地质特征。
根据济阳坳陷岩性油气藏成藏特征和主控因素分析,针对性的建立岩性圈闭模型,对岩性油气藏油气运聚成藏过程进行物理模拟,深入研究岩性油气藏成藏机理。以砂岩透镜体油气运聚成藏过程研究为主,建立4类8组实验模型,物理模拟实验结果表明:①油气在砂体中的运移聚集过程是缓慢的,向上、向下及侧向都有油的运移,但以向上的运移速度最快,其次是侧向,向下运移最慢;②在一定压力条件下物性相同的岩性砂体,围岩粘土含油饱和度越大,砂体含油饱和度越高;③围岩含油饱和度相同时注油压力越大越有利于成藏;④砂体物性越好越有利于成藏,但在相同的注油量和注油压力条件下,砂体距离油源越近越有利于成藏,物性不起决定作用;⑤烃源岩在下,砂岩透镜体在上时,注油压力和浮力均为油气运移的动力,阻力为毛细管力,油在透镜体中呈指进方式运移,运移通道较小,运移和聚集速率较高;⑥断层(裂)断穿砂体物理模拟中断层(裂)是油气运移的优势通道,只有成藏动力大于成藏阻力时,油达到供烃门限才进入断层运移聚集,注油压力大时油沿断层先在圈闭上部聚集,注油压力小时油则在圈闭底部聚集;⑦在幕式注油方式下断层和微裂缝是油气幕式排烃的主要通道,幕式充注时砂体含油饱和度高于连续充注时的砂体含油饱和度,断层(裂)沟通砂岩体含油饱和度高于泥岩包裹砂岩体含油饱和度;⑧无论是幕式充注还是连续充注时,围岩压力和砂体压力变化均有脉动式(幕式)特点。总之,断层和超压共同控制岩性油气藏的快速幕式成藏,岩性油气藏成藏并不是单纯的一个或两个动力下促使油气聚集的,它是在一个过程复杂、动力类型多样、复合动力相互作用下完成油气的运聚成藏的。
通过岩性油气藏成藏物理模拟研究,认为岩性油气藏成藏是一个复杂的动态过程,由烃类流体的排出和和聚集两部分组成,两者共同控制岩性油气藏的形成。综合考虑油气运聚成藏的动力与作用方式、输导格架类型与流体流动方式、成藏特征、运聚过程和成藏机理,将济阳坳陷岩性油气藏成藏动力学成因机理可概括为“毛一压双控和应一压双控、复式输导、幕式置换”。构造应力和流体异常压力控制着油气排出、运移的动力梯度和输导体系的空间展布;断层、砂体和微裂缝构成岩性圈闭多类型、多层次油气运移输导系统;油气幕式充注、地层水幕式排出实现岩性圈闭油驱水成藏过程。在大量地质统计分析和前人研究成果的基础上对东营凹陷和沾化凹陷岩性油气藏成藏动力与岩性圈闭含油气性的定量关系进行研究,建立定量公式,并对济阳坳陷岩性油气藏有利区带进行了预测。