致密储层的成藏特征
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发布时间：2022-10-19 18:46
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时间：2024-12-13 16:51
准噶尔盆地中部侏罗系致密储层主要分布于中2区块、中3区块、中4区块，孔隙度﹤15%，大多﹤10%，渗透率﹤10×10-3μm2，大多数﹤1×10-3μm2，属于低孔—特低孔、特低渗—超低渗储层。油气勘探的实践证明，孔隙度﹤12%，渗透率﹤1×10-3μm2容易形成气水倒置的深盆气藏。然而，在致密储层中试油获得工业油气流，中2区块成1井八道湾组获得低产油流，中3区块永1井西山窑组获得高产工业油气流，中4区块董1井头屯河组试油获得工业油流。这些油气藏的成藏机理是一个有待深入研究的问题。
7.2.1 浅埋藏早期充注油气藏的成藏特征
中3区块的永1井、永2井、永6井在下白垩统吐谷鲁群至侏罗系发现了工业油气流或活跃的油气显示。但是，该区油气层表现为埋藏深度大、超压、特低孔渗和试油产量递减快等特点，导致油气层的预测、储量计算与后期开发困难。因此，深入分析该区油气成藏过程，揭示油气成藏主控因素，对于深入认识永进地区油气藏具有重要的意义。
利用有机包裹体均一温度和储层埋藏史与热史确定永1井西山窑组油气充注的时间为95～60Ma，相当于晚白垩世至古近纪早期，对应的储层埋藏深度为1800～3000m(见图6.8)，油气充注时储层埋藏较浅。根据各种地层参数模拟永1井西山窑组孔隙度随地质年代的演化曲线(图7.5)，油气开始充注时孔隙度为18%，结束时孔隙度为14%。根据准噶尔盆地煤系储层大量物性资料统计拟合的储层孔隙度与深度的演化模型计算，永1井西山窑组储层处于1800m埋深时的孔隙度为22%～15%，即粗、中、细粉砂岩的孔隙度分别为22%，19%，15%；埋深3000m时孔隙度为15%～10%，即粗、中、细粉砂岩的孔隙度分别为15%，12%，10%，与数值模拟的结果比较吻合(图7.6)。
图7.5 永1井西山窑组储层油气充注起始埋深对应的孔隙度
图7.6 准噶尔盆地侏罗系煤系储层孔隙度演化图
(据况军等，2002)
而现今中部3区块永1井西山窑组的孔隙度为6%～12%(图7.7)，与油气开始充注时的孔隙度相比大约降低了10%～6%；即现今含油的致密储层在发生油气充注的孔隙度比现今高出10%～6%，储层物性比现今要好。
已有的研究表明，煤系超压发育是由于储层致密化和煤系烃源岩的生烃作用引起的(郝芳，2002，2003)。通常煤系超压发育的顶界面相当于煤系烃源岩镜质体反射率Ro达到0.7%，或者煤系储层进入晚成岩阶段A2期(Law，2002)。准噶尔盆地腹部煤系储层超压通常发育的深度为4500～5000m，但是非煤系或煤系上覆地层超压发育的深度通常大于这个深度范围，例如中3区块永1井下白垩统致密储层超压发育的深度约为5844m。根据准噶尔盆地中部煤系致密储层超压发育规律及其埋藏史推测，永1井西山窑组煤系储层致密化或者超压发育的时间应在古近纪60Ma以来，相应的深度约为3000m(图6.5)，与95～60Ma油气充注历史比较，永1井西山窑组煤系储层致密化或超压发育的时间晚于油气充注期，晚期超压的发育不影响油气充注。某种程度上，煤系致密储层不利于原油的充注成藏，或煤系储层在致密化与超压发育后，原油的充注难以发生或原油的充注程度很低。
图7.7 永1井深层储层现今孔隙度、渗透率图
莫北1，2井八道湾组储层发生油气充注时，埋藏深度为800～1500m(图7.8)；庄1井三工河组储层发生充注时的埋藏深度为2200～3900m(图7.9)。莫北凸起和中1区块侏罗系储层油源来自于二叠系烃源岩，即当二叠系烃源岩达到生油高峰时，侏罗系储层还处于早期浅埋藏深度，侏罗系煤系储层尚未达致密，具有较高的孔隙度和渗透率，有利于原油的充注。
图7.8 莫北1，2井八道湾组储层油气充注时间与埋藏深度图
准噶尔盆地东部地区彩南油田与阜东斜坡侏罗系储层油气主要来源于侏罗系煤系烃源岩，但是这两个区域侏罗系储层中的原油不是原地自生自储油藏，而是阜康凹陷侏罗系烃源岩生成的油气，经过侧向运移来的原油。同样地，这两个区域侏罗系煤系储层原油充注发生在浅埋藏阶段，彩南油田八道湾组储层起始充注的最大埋藏深度约为2000m(图7.10)；阜东斜坡阜5井下侏罗统储层起始充注的最大埋藏深度约为2000m(图7.11)。显然，(早期)浅埋藏、异地油源是侏罗系煤系储层成藏的关键。
图7.9 庄1井三工河组储层油气充注时间与埋藏深度图
图7.10 彩南油田八道湾组储层油气充注时间与埋藏深度图
图7.11 阜5井下侏罗统储层油气充注时间与埋藏深度图
7.2.2 深埋藏晚期充注油气藏的成藏特征
侏罗系煤系储层在没有异地油源的条件下，油气成藏的情况怎样呢?以下通过中2区块成1井侏罗系煤系储层的成藏进行分析。
中2区块成1井在八道湾组致密储层测试出了低产油流；油源对比表明该原油来自于该区侏罗系煤系烃源岩(详见第3章)，属于自生自储型油藏。运用有机包裹体均一温度确定的油气充注期为98～42Ma，18～0Ma，对应的储层埋藏为3000～4200m，4800～5100m。
模拟的成1井八道湾组储层孔隙度随地质时间的演化图表明(图7.12)，油气充注时储层孔隙度为11%～8%，7%～5%。根据准噶尔盆地煤系储层孔隙度与深度关系模型计算，成1井八道湾组储层在3000m原油发生充注时的孔隙度为15%～10%(见图7.6)，而现今八道湾组储层的孔隙度为4%～10%(图7.13)。原油充注时储层孔隙度与现今相当，即该储层是在八道湾组储层进入致密化阶段后，发生原油充注的，结果表明不仅原油的充注程度低，而且试油结果为低产油流。
图7.12 中2区块成1井八道湾组孔隙度演化图
图7.13 中2区块成1井八道湾组孔隙度和渗透率与深度关系及超压顶界面深度图
7.2.3 两种充注模式的成藏效应
侏罗系储层是准噶尔盆地最重要的储层之一，其成藏的有利条件之一是在早期浅埋藏阶段发生充注；在晚期深埋阶段储层发生致密化以后，该类储层将不利于原油充注，或难以发生充注而成为无效的储层。石英颗粒含油包裹体丰度GOI(Quartz Grain Containing Oil Inclusions)指数是衡量包裹体丰度的参数，油气在储层浅埋藏早期充注时，储层中的GOI值大多为5%～10%；油气在储层深埋藏晚期充注时，其GOI值大多为0～5%。
中3区块二叠系源岩的原油是在侏罗系储层处于早期浅埋藏阶段充注的，充注时储层处于早成岩B期，储层物性较好，孔隙度介于18%～14%之间(见图7.2，7.5)，油气的充注强度大，充满度高，其GOI值大多﹥5%(图7.14)。
图7.14 永1井油气早期充注储层的GOI特征图
中2区块成1井侏罗系储层八道湾组原油和油砂抽提物的生物标志物显示，其来源于侏罗系源岩(详见第3章)，判断其来源于阜康凹陷的八道湾组煤系源岩。油气充注时，储层处于晚成岩期A1亚期和A2亚期，储层物性差，孔隙度较低，成1井GOI值大多﹤5%，只有在一些粗砂岩中其GOI值﹥5%，试油却为干层(图7.15)。
图7.15 中2区块成1井油气晚期充注储层的GOI特征图
中4区块的董1井、董2井也为侏罗系煤系源岩的原油，充注时储层物性较差，孔隙度为5%～10%，储层致密，其GOI值也大多﹤5%(图7.16，7.17)。有些砂体虽然GOI值﹥5%，试油结果却为干层(图7.16)。
因此，可以将准噶尔盆地中部侏罗系油气藏分为两种：
第一种是他源/异地(早期)浅埋藏充注模式。这是一种比较有效的原油充注成藏模式，主要特征是：
1)原油来自于下伏二叠系烃源岩，当下伏二叠系烃源岩达到生排油高峰时，上覆侏罗系储层还处于浅埋藏深度，压实作用中等，保存有较多的原生孔隙，储层孔隙度较大。
2)当下伏二叠系烃源岩达到生排油高峰时，上覆侏罗系烃源岩还处于较低的成熟度，没有达到大量生成有机酸的阶段和大量生油气阶段，因而煤系储层没有发生大量岩屑和长石的溶蚀而沉淀大量的高岭石与石英堵塞孔隙，导致煤系储层渗透率急剧降低而致密化。因此，有利于原油的充注成藏。
3)这类油藏，如果在原油充注后仍然进一步埋深，后期的压实与胶结作用将导致储层发生致密化作用，最终形成致密储层油藏。例如中3区块永进地区侏罗系油藏就属于这种成因类型。
图7.16 中4区块董1井油气晚期充注储层的GOI特征图
图7.17 中4区块董2井油气晚期充注储层的GOI特征图
4)当煤系储层在浅埋藏阶段发生早期原油充注后，进一步的埋深将导致煤系烃源岩的成熟，并达到生排油高峰。就中部地区而言，此时的煤系埋藏深度大约为3500m。早期充注的原油携带的有机酸溶蚀长石和岩屑等，同时产生高岭石和石英等胶结物，这也导致了储层的进一步致密。因此，煤系烃源岩本身生成的原油对间互的砂岩储层的充注都受到较大程度的*。中3区块侏罗系储层的原油主要表现为二叠系烃源岩的地化特征，混有侏罗系烃源岩的原油特点。
第二种是晚期深埋藏充注模式。这是一种不利于煤系储层原油充注的成藏模式，包括中2，4区块侏罗系储层。主要特征是：
1)由于准噶尔盆地地温梯度低，当煤系烃源岩达到生排油高峰时(Ro为0.7%)，煤系储层达到了深埋阶(﹥3500m)，强烈的压实导致原生孔隙度较低，通常﹤10%。
2)在煤系烃源岩达到生排油高峰之时，该烃源岩已经生成了大量的有机酸，这些溶蚀作用极强的酸将使岩屑与长石含量极高的该区煤系储层发生溶蚀作用，结果是溶蚀作用伴生的大量石英与高岭石胶结物堵塞孔隙喉道，导致储层致密化，不利于原油的充注。
3)由于煤系储层致密化发生在煤系烃源岩大量生排油之前，将极大地*煤系储层的原油充注。宏观上，导致有利储层不发育，储层致密含油性差；油气显示活跃，但试油结果不好，通常为低产油流，产量递减快。
4)在煤系烃源岩生烃潜力大，并且达到生烃高峰时，由于煤系储层本身的储集能力低，况且储层发生致密化，通常发育超压，此超压将引起煤系水力破裂，形成油气向上运移的通道，有利于煤系上覆储层的成藏。
