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近些年来,致密油逐渐成为全球非常规油气发展的新亮点,对致密油成藏理论的研究也愈发受到学术界的重视,而在这其中,成藏动力无疑是极为重要的一个方面。基于较差的储层物性,致密油对成藏动力具有更高的要求,动力的大小不仅决定了原油是否能够进入致密储层成藏,也关乎致密油的富集范围与富集程度。目前的研究认为烃源岩生烃所产生的流体压力是致密油成藏动力最主要的来源,因此,基于前人认识,本次研究试图通过实际地质资料分析、物理模拟实验以及数值建模等手段,对烃源岩生排烃过程中的流体压力进行刻画,以寻求量化致密油成藏动力的可行手段,并进一步探索在这一动力作用下致密油所呈现出的运移与富集规律。研究以鄂尔多斯盆地延长组致密油为例,生排烃方面的研究则着重以长7油层组两套烃源岩(页岩与暗色泥岩)为范本,研究内容包括以下四个方面:长7烃源岩基本地质特征及超压成因;烃源岩生烃增压;破裂排烃与原油充注动力;源储流体压力差作用下的致密油运聚规律。四个研究内容相互衔接,依次展开。对长7两套烃源岩的研究表明,页岩与暗色泥岩在测井响应、空间分布、地球化学特征、岩石力学参数等方面都存在较大差别,尤其是在有机质空间赋存特征上,有机质在页岩中往往成层状富集,而在暗色泥岩中多呈团簇状或散点状分布。针对长7泥页岩超压成因,通过测井资料的综合分析认为,长7烃源岩地层超压是欠压实与生烃增压综合作用的结果,说明对于正处于生烃阶段的烃源岩地层,生烃增压现象是普遍存在的。在长7烃源岩基本地质特征研究基础上,根据有机质的空间赋存特征提出了“生烃增压基本空间单元”的概念,作为生烃增压发生的最基础空间场所,并分别建立了两类烃源岩所对应的“饼状”与“散点状”生烃增压数值模型,而匹配设计的三组生烃增压物理模拟实验则证实所建立的数值模型具有一定的可行性。根据数值计算和物理模拟实验结果,在不考虑流体外泄的情况下基本单元内的生烃增压值最高可超过100Mpa。完整页岩样品热演化模拟实验表明,生烃增压确实可以导致烃源岩内微裂缝的产生,并且微裂缝的发育具有一定的阶段性。在此基础上,通过破裂力学理论推算了两类烃源岩基本单元的破裂流体压力,并结合生烃增压数值模型得到了破裂时刻基本单元内有机质的烃转化率。而裂缝拓展的数理分析则指出,排烃微裂缝在初期属于失稳拓展,页岩与暗色泥岩裂隙区域尺寸可分别失稳拓展至起始值的1.5~2倍、2~3.5倍,这一失稳拓展使基本单元内产生烃类的外排条件得以达成。进一步结合烃源岩演化与生烃动力学,以及基本单元破裂排烃时的排烃量与流体压力衰减情况,推算了两类烃源岩基本单元初次以及后续多次破裂排烃发生的具体地质历史时间,以及具体地质历史时间所对应的相对排烃量与原油充注动力。推算结果表明,页岩排烃具有明显的“幕式”特征,暗色泥岩则属于一种连续式的排烃过程;初次破裂过程当中的原油充注动力最高,页岩与暗色泥岩可分别达到50Mpa与30Mpa左右,之后则分别稳定在8Mpa和5Mpa左右。在生烃增压与致密油成藏动力分析的基础上,从力的性质和作用效果的角度,对比分析了推动石油在致密储层中运移的“膨胀力”与常规储层情况下的浮力之间存在的区别。论述了在“膨胀力”作用下,石油在理想致密砂岩模型中的运移模式、运移距离及在生烃增压作用下致密油藏扩张规律。基于以上认识并结合实例,建立模型从动力学的角度分析了致密砂岩中隔、夹层及裂缝的存在对石油运移富集的影响,分析认为:由于致密油与常规储层油藏在运移动力及运移模式上的差别,致密砂岩中隔、夹层的存在将会在一定程度上阻碍石油的运移,造成成藏上物性相对较好的“空白带”;致密砂岩裂缝型油藏中,与裂缝直接接触物性相对较好的砂体是最具可能性的石油聚集区带。