超深层油气藏石油地质特征及其成藏主控因素分析

超深层油气藏石油地质特征及其成藏主控因素分析

王龙瓛

西南石油大学    610500

摘要：鉴于各地区的地质条件差异，结合前人的研究结果，确定超深层的油气层藏确定为6公里以上埋深。在对其烃源岩、储集层、盖层和圈闭等进行的研究中，我们发现：相对于普通烃源岩，其烃源岩成熟较晚，成熟度较高。在其形成过程中，不仅受到温度和时间的控制，而且还受到压力的影响。储集层岩性以次生孔隙度为主，年龄较大，以碳酸盐岩岩性为主，相关占比约为33%；盖层以盐岩和泥质岩为主；圈闭类型以构造圈闭、岩性圈闭、珊瑚礁圈闭及复合圈闭为主。在此基础上，文章对超深层油气藏地质特征以及成藏主控因素进行了研究，针对我国超深层油气藏的开发，应重点关注低地温区、超高压系统次生孔、裂缝发育区、海相碳酸盐岩区、盐下地层及东海深水区等区域。

关键词：高温高压；超级深度；油气藏；石油地质

1超深层油气藏成藏条件

1.1构造环境(carbon)

目前，国际上的超深层油气藏主要有两种类型，一种是不依赖于板块界面的被动陆缘盆地，另一种是与活动陆缘有关的陆缘盆地。主要有裂谷盆地、被动陆缘盆地及前陆盆地[1]。在前陆盆地内，主要是前渊构造区为主的超深层油气层分布。这两类盆地是超深层油气藏发育最有利区，其原因在于：（1）储层厚度大，具备了超深层烃源岩的物源条件；（2）常伴随着异常的高压力，影响了烃类的产生与排放，使生油窗深度变小；（3）盆地深层易发育大量的裂隙、断裂，改善了储集层的储集特性，对排烃、油气富集起到了促进作用；（4）由裂谷、前陆两大盆地构成的构造圈闭，油气藏条件较好；

1.2石油地质特征

1.2.1烃源岩

相对于常规烃源岩而言，超深层烃源岩的生烃主控因素除温度、时间之外，更多的是压力；超深层烃源岩因其埋藏深度大而具有较高的成熟性，其成熟性往往比其他地区要高。在超深层的储集层中，储集层的温度已经超过了以干酪根生油理论所定义的“液态窗”。近年来，大量的勘探工作表明，该温度范围内的烃类物质已突破了该极限，例如北海部分储集层可达165-175摄氏度。在含油气盆地中，以陆源碎屑-碳酸盐为主，有机碳占0.25%-6%，源岩中有机碳的含量，与源岩埋深无关，主要受源岩所处的沉积物和有机质的影响，除了温压条件之外，超深层油气藏的成熟度也与盆地的沉积率密切相关。相对于相对稳定的沉积，后期快速沉积具有更高的成熟度和更高的生烃率。在识别深层烃源岩方面，诸如物质成分特征、高有机质富度等，仍具有重要意义。

1.2.2储集层

相对于正常的深层储集层，超深层的储集层孔隙度并非很差，主要是以次生孔隙为主；相对于常规的油气田，超深层储集层的物理性质不仅受控于压、温两个因素，而且受控于应力。在超压条件下，由于压实、胶结、溶蚀等因素的影响，超深层油藏呈现出较高的孔隙度和渗透性。在超深层储集层中，气藏和凝析气藏的比重显著增加。通过对世界大油气田和特深层大油气田油气藏的成熟度进行比较，我们发现，特深层的烃类以中生界为主，而在新生界则比较少见。超深层的储集层以砂岩、碳酸盐为主。在101个超深层大型油气藏中，66个是砂岩，33个是碳酸盐岩储层，砂岩储集层占全部油气藏的33.67%，其中碳酸盐岩储层占全部油气藏的33.67%；在世界油气田中，有565个砂岩储层和284个碳酸盐岩储层，其中碳酸盐岩储层的比例仍能高达33.45%。超深层油气藏具有多种不同的沉积环境，其中以海相为主。超深层油藏的脆性更大，裂隙和二次孔隙比例更大。尤其是碳酸盐岩，因其难压实、裂隙发育等特点，使其具有较高的孔隙度、渗透度。例如，美国二叠盆地中，藏深为7200 m时，其渗透性仍然可以达到(120-1000)×10-3μm2。在极深的位置，也存在着孔隙度高于25%的油藏。超深的裂隙不仅提高了储层的储集体，而且还为石油和天然气提供了一个良好的渗漏通道。

1.2.3盖层

超深层储集层以盐、泥两相为主。岩体致密、易变形、极具柔韧性，是极好的储集层，尤其是在滨里海盆地田吉兹等超深层油气储集层中最为理想的盖层。若有良好的盖层位，则随着深度的增加，其储集空间将会变得更大。

1.2.4圈闭

在超深层油气储集层中，以构造圈闭、岩性圈闭、珊瑚礁和复合圈闭为主。油气藏的成藏方式受多种因素的制约，如盆地的沉积环境和盖层的封闭性等。在超深地层中，应重点关注三类特殊的圈闭：地层不整合、地层-构造复合型、以及在超压环下形成的岩性圈闭[2]。

2超深层油气藏分布主控因素

由于其特殊的成藏条件，极深地区的储集条件十分特殊，其主要控制因素是地层热、热压等。

2.1.异常压力的控制作用

2.1.1异常压力对生烃作用的控制作用

升高的压力可以抑制或推迟烃类的形成和有机质的成熟，并且可以延缓烃类的形成，从而提高烃类的形成深度。在盆地内，超深层存在着一种普遍的异常压力现象，这种现象通常随着深度的加深而逐渐增强。超高压对烃源岩的生烃有一定的抑制或延缓作用。位于墨西哥湾盆地中的华盛顿湖地区，位于距地表6540米的深层，其地下温度超过200摄氏度，但在130 MPa的高压作用下，仍然维持着液态碳氢化合物的形态。

2.1.2异常压力对储集性能的改善

由于异常压力的存在，对压实、胶结和溶解等作用起到了一定的作用，因此对原始的原始储集层起到了一定的保护作用。另外，较早的原油进入，次生孔隙的发育，以及封存箱释放的溶蚀，都提高了储层的性质。在超深层油藏中，储层岩性断裂起着重要作用。破碎对孔隙空间的增加作用不大，但对提高渗透性有明显作用。超深层储层中的裂隙、微断裂区并非完全封闭，液体可以沿着这些裂隙、断裂进行输导、富集，从而形成油气藏。

2.1.2.异常压力的封闭作用

现代超深层超压圈闭仅在一段非常短暂的时期发生过一次断裂，这种断裂对现代油气成藏的作用不大。泥质岩是一种极强的可塑物质，对油气藏的保存起到了关键的作用。虽然超压盆地内的烃类大多产于浅表的静水压体系，但是，在极深的超压条件下，也可能产生具有商业价值的储集层。

2.2温度

后期成油论认为，液体烃类的形成温度限制在60-120摄氏度之间，高于此温度则以气体为主。目前，国内外学者普遍将该烃类赋存的温度范围定在160-200摄氏度，对应的储层厚度约5-9公里[3]。这种深浅差异，主要是因为煤化期与对应的后生期的过渡期温度存在差异。在同一水层中，如果相应水层相对较低，则有利于烃类的生成和保存。因而，在地表温度差不大的区域，对油气储集层的成藏有利。以美国墨西哥湾流域为例，由陆地向海地的温度梯度呈递减趋势。近年来，随着墨西哥湾深水区石油和天然气勘探技术的创新和应用，墨西哥湾成熟探区又出现了一批超深层大型天然气储集层，目前已达8 km以上。由于碳酸盐岩热传导系数比蒸发岩热传导系数低，所以在较厚的含盐地层中，温度梯度会大幅度降低。以北非地区锡尔特裂谷盆地为例，其地质温度本该较高，然而，由于其古新世盐岩的存在，使得其地温反而被降低，因此，该地区的油气藏的形成与保存程度相对较高。由于目前已有的180-200摄氏度被普遍视为深部无远景的判别标准，因此，该标准被广泛地应用于油气和甲烷类物质的成藏中。所以，对深层油、气两个储层的温度进行研究，既要对现有的油、气两个储层的温度进行测量，又要对原有的油、气两个储层进行测量。

结语

总之，超深层油气勘探费用高，风险大，数据获取困难，存在一系列科学问题，如油气藏储集层成因等亟待进行系统、深入的研究，并发展相应的深层勘探与开发技术，对于深层油气资源的勘探仍是任重道远。

参考文献

[1] 薛永超. 松辽盆地北部深层天然气成藏条件及主控因素分析[D]. 东北石油大学,2001.

[2] 史建南,邹华耀,李平平,等. 准噶尔盆地永进地区油气成藏主控因素分析[J]. 中国矿业大学学报,2009,38(3):384-389.

[3] 李超. 缅甸地区主动大陆边缘盆地油气成藏主控因素分析[D]. 湖北:中国地质大学(武汉),2011.