浅谈非常规油气藏黄丹【摘要】在对比非常规油气与常规油气特征差异的基础上,以"连续"与"准连续"概念为线索,通过成藏基础条件和成藏特征分析,认为非常规油气藏是以"孤立式"-"准连续式"-"连续式"的混合状态在盆地中心、斜坡等位置甜点式聚集,连续与否,受孔隙结构及岩石润湿性影响.其主要特征为:源储合一或源外近储;浮力作用受限;初次运移或短距离二次运移;无明确清晰的圈闭边界;流体分异差,无明确的油水界面.分析认为,生烃增压是一个暂态(幕式)过程,其对油水没有分异作用,同时,由于纳米孔隙的存在,地层的非均质性变的更强,毛管力作为阻力更为明显,浮力作用由于孔隙结构的复杂化对油气运移的动力作用受到限制,因此,该类油气藏形成的最本质原因是储层孔隙结构和非均质条件的复杂化.%By comparison of the difference between unconventional and conventional petro-leum accumulation, this paper begins with the concepts of continuous hydrocarbon accumu-lation and quasi-continuous hydrocarbon accumulation, analysises the accumulation condi-tions and accumulation characteristics, and proposes that the unconventional oil and gas reservoir is"isolated"-"quasi-continuous"-"continuous"state in microcosmic which accumu-lation in sweet spot in the center and slope of the basin. Its main features are source and reservoir in one or source near reservoir.Buoyancy restriction,primary migration or short distance two migration,no clear trap boundary.Fluid without a clear interface. On the above base,this paper proposes that hydrocarbon-generating pressurization is a transient(episodic) process, which does not separation the water and oil.At the same time, with nano-sized diameter ofpore-throats in reservoirs, the formation heterogeneity become stronger, capillary force as the resistance is more pronounced and buoyancy effect the dynamic role which is good for migration of oil and gas due to the complexity of the pore structure is constrainted. Therefore,continuous type oil and gas reservoir formation in the essential reason is the complication of pore structure and heterogeneity.【期刊名称】《石油化工应用》【年(卷),期】2018(037)003【总页数】5页(P1-5)【关键词】非常规油气;甜点式聚集;连续型油气藏;准连续型油气藏【作者】黄丹【作者单位】西安石油大学,陕西西安710065;中国石油长庆油田分公司,陕西西安710018【正文语种】中文【中图分类】TE122.23盆地范围内,油气是自烃源岩生成,沿垂向、侧向的路径向盆地上部运移,并在顶部遇到封闭层而聚集成藏的。
由于盆地沉积成岩作用的影响,按照目前对油气常规和非常规的区分,认为在盆地上部以常规油气聚集为多,盆地下部以非常规油气聚集为主[1]。
Law等认为,常规天然气与非常规天然气在地质上存在根本性差异:常规天然气是浮力驱动形成的矿藏,其分布表现为受构造圈闭或岩性圈闭控制的不连续分布形式;而非常规天然气则是非浮力驱动形成的矿藏,其分布表现为不受构造圈闭或岩性圈闭控制的区域性连续分布形式。
但文献调研及分析认为非常规与常规二者之间并没有本质区别,其本质原因是储层孔隙结构和非均质条件的复杂化所造成的储存条件和储存方式的多样化和非常规化。
总之,常规储层中,油气运移阻力因素相对较少,运移距离长,一般为源外或远源聚集,因此聚集需要明显的圈闭,在构造高点聚集较多。
相反,非常规油气由于孔隙结构的复杂性和较强的非均质性使得运移阻力因素复杂,运移距离短,一般造成源内或近源聚集,在盆地向斜或斜坡聚集较多[1-8,11-12,14,16]。
1 “连续型”与“准连续型”油气藏的概念一些学者认为[1]“连续型”油气藏主要强调油气大面积连续或准连续分布在盆地中心、斜坡等位置,且局部聚集;主要发育于低孔渗、特低孔渗和致密等非常规储集体系之中,储集空间大;以自生自储为主,多为初次运移或短距离二次运移,主要靠渗透或扩散方式聚集,运移动力主要是生烃增压和扩散作用力,浮力作用受限(甜点区除外);缺乏明显圈闭界限,无统一油气水界面和压力系统,流体分异差,含油饱和度差异大,油气水常多相共存。
另一些学者认为[2,3],真正意义上的连续型油气藏是源内形成的油气藏,以煤层气和页岩油气最为经典。
无论是致密砂岩还是致密碳酸盐岩,其在成藏方面介于不连续型与连续之间,是二者之间的一种过渡类型,将这类油气藏称之为准连续油气藏。
认为准连续型油气藏是指油气聚集受许多在横向上彼此相邻、纵向上相互叠置的岩性圈闭控制、油气大面积准连续分布、无明确油气藏边界的致密砂岩油气藏群或油气田。
主要强调油气大面积准连续分布在斜坡等位置;主要发育于横向非均质性强,由众多中小型岩性圈闭组成圈闭之中,以岩性式甜点富集;以自生自储为主,多为初次运移直接成藏,二次运移较弱,主要靠渗透或扩散方式聚集,浮力作用受限;无明确油气藏边界,油气水分布复杂,无显著油/气水倒置。
本文认为,油气的储集层本身就是一种具有孔隙结构的非连续型介质[4],相对而言,油气藏本身就是一种被储集介质所分隔的流体聚集单元。
连续与否只是油气藏的宏观表现,宏观上不存在真正的连续流体聚集,因为宏观上地下不存在“油河”[5];但从微观上来讲,无论是毫米级的“管流”、微米级的“渗流”还是纳米级“滞留”储层[6],其成藏的前提必须是储层(孔隙)连通。
从此种意义上说,油气藏应该是“连续”的,但是,油藏连续与否,孔隙连通并不是其充分条件,这是因为流体在储层中的存在方式还与岩石的润湿性有关。
岩石的润湿性是指在岩石-油(气)-水体系中,一种流体在分子的作用力下,自发的驱赶另一种流体的能力[7]。
其很大程度上决定着油藏流体在岩石孔道内的分布状态[7,8](见图1)。
这种分布状态因岩石矿物成分、黏土含量及产状、流体化学组成、地层水中的表面活性物质、孔隙结构、含水饱和度等因素影响[7,8]。
综上所述,油气藏都应该是“孤立式”-“准连续式”-“连续式”的复杂混合体,这种分布状态对应于所有油气藏。
对于非常规油气藏来说,由于其微观孔隙结构以微米孔和纳米孔为主,这种特殊化和复杂化的储层条件致使其具有很强的非均质性,导致每个微油藏在分布上具有一定的不连续性,也正是由于复杂的孔隙条件和强的非均质条件,其成藏特征才不同于常规油气藏,主要特征(见表 1)[1]。
表1 非常规油气藏与常规油气藏的差异[1]Tab.1 The difference between unconventional and conventional petroleum accumulation?图1 流体分布状态Fig.1 The distribution patterning of fluid2 成藏基础条件分析2.1 烃源岩烃源岩是含油气系统和油气成藏的基础,但并非巨厚生油潜力就大,沉积盆地只有发育了有效烃源岩才能形成一定规模的油气聚集[9]。
高生物产率和缺氧环境是形成有效烃源岩的必要条件[9],因此在沉积盆地斜坡和盆地中心部位有效烃源岩相对来说较为发育。
文献[10]研究发现烃源岩中有机质的赋存状态主要分为顺层富集型、分散型和局部富集型三类。
认为烃源岩中改造型溶蚀孔隙的分布与有机质的赋存状态有很大关系:(1)有机质呈分散型分布时,溶蚀孔隙的分布呈分散状,数量有多有少,但溶蚀的强度都不大,很少见到连片的;(2)有机质呈顺层型分布时,溶蚀孔隙的改造作用,不仅表现为数量多,且规模也较大,往往形成较密集的改造型溶蚀孔隙,主要沿微层理发育;(3)有机质呈局部富集型分布时,改造型溶蚀孔隙主要呈斑状出现。
2.2 储集与盖层储层之所以能储集油气,是由于它们具备相对较高的孔隙度和渗透率;盖层之所以能封盖油气,是由于其具备相对较低的孔隙度和渗透率[5]。
文献[11]研究认为储集层之所以能够储集油气,不是因其岩性是砂岩或其他岩类,而是因其物性较好、孔隙较大(相对于上方盖层)。
泥岩若发育较大孔隙,也可以成为储集层;砂岩若孔隙欠发育,也可以成为盖层。
某种岩石在地下是盖层还是储集层,不完全取决于岩性,还要看岩石在层序中的位置。
泥岩可以给砂岩作盖层,细砂岩也可以给粗砂岩作盖层。
综上,烃原岩在一定条件下可以成为储层。
2.3 圈闭圈闭是具备捕获分散烃类形成油气聚集的有效空间。
其包括三个部分:(1)储集层;(2)盖层;(3)遮挡物(阻止油气继续运移,造成油气聚集成藏)[5]。
综上所述,盖层与遮挡物无本质区别,完全可以是同一种东西,其作用是阻止油气运移,最终成藏。
可以认为只要具有一定的物性条件,就可以形成物性圈闭[11],进而成藏;或许这也就是所谓的“无形”或“隐形”圈闭[1]。
3 成藏特征分析连续型油气藏的本质特征是发育于非常规储集层体系之中,圈闭界限模糊不明,范围很大;无统一的油水界面和压力系统。