东营凹陷沙四滩坝油气运聚过程中动力学分析及控藏模式课件

第七届全国油气运移学术研讨会东营凹陷沙四段滩坝砂油气成藏过程动力学分析及控藏模式一、问题的提出油藏特征多样性过渡区中压-中孔构造-岩性油藏1.2<压力系数<1.3坡顶常压-高孔-构造油藏压力系数<1.2坡底高压-低孔-岩性油藏压力系数>1.3东营凹陷沙四段排烃强度、地层压力、油气运移关系岩性油藏岩性油藏构造-岩性油藏构造-岩性油藏构造油藏构造油藏

东营凹陷沙四段滩坝砂大规模勘探始于2004年，2010年之前对滩坝砂岩已有一定程度的认识：形成了“三古控砂、三元控藏”的认识，明确了滩坝砂大面积分布、成藏的特点；随着滩坝砂岩精细勘探的深入，滩坝砂表现出油藏类型多样性、油气分布不均衡性、成藏动力差异性和成藏过程阶段性的特点。问题的提出成藏动力差异性及过程的阶段性研究目的和意义现象本质模式勘探勘探程度高基础资料丰富压力体系完整油藏类型丰富选取东营凹陷滩坝砂为研究重点，建立基于不同成藏背景下的成藏动力控藏模式，指导勘探实践。东营滩坝砂二、主要成果及创新点1.明确了现今压力场的分布特征2.明确了盆地超压形成的主要机制3.开展了成藏期的古压力恢复4.厘定了压力对成藏控制作用对东营凹陷沙四段滩坝砂岩精细解剖的基础上，重点对油气成藏过程动力学分析及控藏模式开展研究，主要取得了以下四个方面的成果：创新成果之一建立了实测压力约束下的测井压力解释模型，实现了现今压力的准确成图，明确了地层压力结构特征。1.现今压力建模1）地层实测压力特征对于沙四段来说，不同的洼陷超压出现的深度不同，超压强度也不同。利津洼陷沙四段博兴洼陷沙四段东营凹陷沙四段各洼陷声波时差剖面利津洼陷博兴洼陷东营凹陷沙二段以上层系以常压为主，从沙三上亚段开始发育超压；发育超压的层系包括沙三段、沙四上；各洼陷压力的特点、超压发育的强度各有所不同。牛庄洼陷1.现今压力建模（1）建立了实测压力约束下的测井压力解释模型1、对300多口井正常压实段内的纯泥岩声波时差曲线和密度曲线进行拟合，建立正常压实曲线趋势线。东营凹陷王46井胜科1井Es3Es4Es3Es4正常趋势下部正常趋势超压带2）声波时差计算地层压力1.现今压力建模2）声波时差计算地层压力东营凹陷部分井计算压力值误差分析东营凹陷3）实现了现今压力的准确成图1.现今压力建模东营凹陷沙四上亚段地层压力系数等值线图平面发育3个超压中心，压力系数可达1.5以上；随着向边部地层埋深的减小，地层压力逐渐降低变为常压。4）明确了地层压力结构特征①纵向发育1个超压系统(沙三-沙四);②平面发育划分3个环带状压力系统：外部静水压力系统、中部过渡压力系统、内部超压系统。超压系统上部静水压力系统底部常压系统中部过渡压力系统1.现今压力建模东营凹陷东营凹陷沙四上亚段地层流体压力系数等值线图静水压力系统过渡压力系统超压系统超压系统超压系统上部静水压力系统底部常压系统中部过渡压力系统沉积盆地中的主要生压机制：欠压实成因、生烃成因。1、明确了欠压实和生烃作用是超压形成的主要机制1、明确了欠压实和生烃作用是超压形成的主要机制渤海湾盆地控盆断裂沉降速率与沉积速率曲线对比示意图（据田在艺等，1996）NmNgEd-Es1Es2-Es4Ek沉积速率沉降速率拗陷期断陷期1020304050Ma0.10.20.30.4mm/a（１）不均衡压实对超压的贡献分析《超压盆地生烃动力学与油气成藏机理》(郝芳、2005)指出：欠压实引起的超压主要发育于沉降/沉积速率较高的新生代盆地中（其中包括我国的莺歌海盆地和渤海湾盆地）。同时，据Mello、解习农等研究，沉积速率大于200m/Ma才可能产生异常压力。在济阳坳陷主要断陷期（沙四晚期-沙三段）沉积、沉降速率普遍较高，欠压实是超压形成的主要机制。欠压实型超压往往具有以下主要特征：1.超压带具有较高的孔隙度；2.超压带与欠压实带相对应；3.强超压分布于沉降、沉积中心。（１）不均衡压实对超压的贡献分析东营凹陷出现超压层系与欠压实层系相一致（2）生烃作用与超压关系研究统计发现，东营凹陷压力分布具有三段式：第一段为常压，第二、三开始发育超压，第二段超压的顶与欠压实具有良好的对应性，第三段超压的顶与烃源岩地球化学特征具有较好的对应性，表明生烃作用是超压形成的主要机制之一。（2）生烃作用与超压关系研究

东营凹陷主力烃源岩含油饱和度纵向剖面

残余油饱和度与异常压力两者随深度演化具有较好的相似性，也表明生烃作用是超压形成的主要机制。沙三下亚段沙三中亚段残余含油饱和度残余含油饱和度2、建立了盆地增压动力学模式该模式包括正常压实、欠压实以及大量生排烃三个演化阶段。

Ⅰ、正常压实阶段：在盆地发育早期，地层压实、孔隙体积的减小与流体排放处于平衡状态；孔隙流体压力保持静水压力。深度(m)增压阶段泥岩声波时差低高低高低高低高低高地层压力压力系数含油饱和度正常压实阶段3000静水压力泥岩孔隙度静水压力梯度第一阶段20003、建立了盆地增压动力学模式

Ⅲ、欠压实、大量生烃增压阶段：随着盆地的进一步沉降，特别是欠压实和生烃作用的不断增强，尤其是生排烃高峰后大量生烃导致盆地超压进一步增强，附近输导层逐渐出现超压。4000静水压力梯度深度(m)地层压力压力系数含油饱和度2000正常压实阶段泥岩声波时差泥岩孔隙度3000欠压实、大量生烃增压阶段欠压实及生烃早期阶段第一阶段第二阶段第三阶段生排烃高峰增压阶段静水压力低高低高低高低高低高创新成果之三明确了油气的充注期次和充注时期，实现了成藏期古流体压力的恢复。石油充注时期及压力系统演化东营凹陷西部滩坝相储层三期充注:第一期原油充注开始于34.8Ma-25.1Ma,第二期原油充注时间为12.3Ma-4.8Ma，第三期原油充注时间为4.3Ma-0Ma。两期充注成藏时期★以现今流体包裹体温压值为过程约束恢复的古压力恢复方法流体包裹体热动力学模拟最小捕获压力求取示意图（据MunzIA,2001;修改）

2）成藏期古流体压力的恢复流体包裹体热动力学模拟结果表明伴随三期原油充注，储层压力经历了早期常压-低幅超压-晚期低幅超压-超压的压力演化过程。3）成藏期古流体压力分布超压系统超压系统过渡压力系统常压系统超压系统超压系统过渡压力系统常压系统常压系统创新成果之四揭示了地层流体动力场控制下的油藏类型分布的有序性，明确了不同压力场结构对成藏的控制作用。1）油气分布、油藏类型1、油藏及相关参数统计与压力关系东营凹陷沙四上滩坝砂油藏含油面积图东营凹陷滩坝砂不同类型油气分布东营凹陷沙四段滩坝砂油藏类型与压力环境密切相关：岩性油气藏主要分布在洼陷带；岩性-构造油气藏主要分布在缓坡带和陡坡带，地层类油气藏主要分布在盆地边缘。

油气主要分布在高压区和过渡区，具有连片分布的特点；常压区油气分散、零星分布。2）原油物性统计开展了研究区原油物性的统计，纵向上明显的分为两个带原油相对密度与深度原油粘度与深度原油含硫量与深度原油初馏点与深度压力与深度1、油藏及相关参数统计与压力关系不同压力带，原油性质有所差异博兴洼陷利津洼陷层位压力系数压力带圈闭类型含油饱和度原油密度地层水矿化度Es4S0.96-1.06常压带构造<55

0.842-0.9980.5-151.06-1.27过渡带构造-岩性53-72

0.832-0.9161.2-20.51.27-1.7超压带岩性、构造-岩性>700.81-0.9012.8-26.7东营凹陷沙四上亚段不同压力系统下滩坝砂油藏特征统计表开展了东营凹陷地层水的统计，地层水纵向分带与压力的纵向分带基本上相对应.3）地层水统计1、油藏及相关参数统计与压力关系沙四段地层水矿化度平面分布东营凹陷沙四段地层压力、油气分布关系1）源岩超压是流体排出的初始动力—超压带从超压的成因说看，欠压实、生烃增压是超压形成的主要原因，那么流体的排放与源岩超压具有直接的、密切的关系。2、成藏动力对成藏控制作用东营凹陷沙四段排烃强度、地层压力、油气运移关系2）超压分布控制油气充满程度纵向上，距离纯上烃源岩距离越近，含油饱和度越高，反之，越低。平面上，越靠近生烃超压中心油层越厚、充满度越高，越靠近洼陷边缘，随着烃源压力的降低，油层厚度越薄，油藏充满度越低，出现边底水。含油饱和度压力系数滩坝砂含油饱和度-压力关系3）成藏动力决定了油气充注方式及油藏类型含油饱和度压力系数滩坝砂含油饱和度-压力关系1.11.3常压区过渡区超压区过渡区高压区低孔-岩性油藏高压区低孔岩性油藏中孔构造-岩性油藏常压区常压