含油气盆地超高油气柱形成的有利地质条件_韩云浩.pdf

第 35 卷 第 2 期2023 年 3 月岩性油气藏LITHOLOGIC RESERVOIRSVol.35 No.2Mar.2023韩云浩等：含油气盆地超高油气柱形成的有利地质条件收稿日期：2022-09-02；修回日期：2022-09-22；网络发表日期：2022-10-08基金项目：国家自然科学基金项目“陆相页岩储层岩石组构和孔隙结构特征及其对含气性的控制机理”（编号：41872135）资助。第一作者：韩云浩（1998），男，中国石油大学（北京）在读硕士研究生，研究方向为非常规油气地质评价。地址：（102249）北京市昌平区中国石油大学（北京）。Email：HanYunHaoJY。通信作者：朱光有（1973），男，博士，教授级高工，主要从事油气地质与地球化学方面的研究工作。Email：。文章编号：1673-8926（2023）02-0125-11DOI：10.12108/yxyqc.20230212引用：韩云浩，姜振学，张志遥，等.含油气盆地超高油气柱形成的有利地质条件 J.岩性油气藏，2023，35（2）：125-135.Cite：HAN Yunhao，JIANG Zhenxue，ZHANG Zhiyao，et al.Favorable geological conditions for the formation of ultra-high petroleum columns in petroliferous basins J.Lithologic Reservoirs，2023，35（2）：125-135.含油气盆地超高油气柱形成的有利地质条件韩云浩1，姜振学1，张志遥2，朱光有2（1.中国石油大学（北京）非常规油气科学技术研究院，北京102249；2.中国石油勘探开发研究院，北京100083）摘要：油气柱的高度是决定油气富集程度的重要指标之一。通过梳理全球各大含油气盆地油气成藏方面的相关资料，对发育有超高油气柱的含油气盆地进行了系统分析，结合其油气供给能力、储盖组合特征以及油气运移方式等，综合分析了含油气盆地内超高油气柱形成的有利地质条件。研究结果表明：全球发育的具有超高油气柱的油气田以碳酸盐岩层系居多，约占78%，这是由于碳酸盐岩层系相对更易于发育巨厚叠置型的有利储集体，有利于形成超高油气柱。国外典型地区包括波斯湾、滨里海及西西伯利亚盆地等，我国主要分布在四川、渤海湾及塔里木等盆地。超高油气柱形成的有利条件包括充足的油气供给、纵向叠置发育的巨厚储层、广覆式发育的盖层、纵向网式输导体系、有利的运移条件以及良好的源储匹配关系等 6 个方面。塔里木盆地深层也发现了许多超高油气柱，以富满油田为例，下寒武统烃源岩充足的油气供给、中上奥陶统巨厚的礁灰岩储层和致密的泥岩盖层，以及深大断裂等有利的运移条件，是该地区能够形成超高油气柱的主要原因。关键词：充足油源；巨厚储层；优质盖层；网式输导体系；油气运移；源储配置；超高油气柱；富满油田；超深层；含油气盆地中图分类号：TE122.1；P618.13文献标志码：AFavorable geological conditions for the formation of ultra-highpetroleum columns in petroliferous basinsHAN Yunhao1，JIANG Zhenxue1，ZHANG Zhiyao2，ZHU Guangyou2（1.Unconventional Natural Gas Institute，China University of Petroleum，Beijing 102249，China；2.Research Institute ofPetroleum Exploration and Development，PetroChina，Beijing 100083，China）Abstract：Petroleum column height is one of the important indicators to determine the degree of hydrocarbon enri-chment.Based on the data of hydrocarbon accumulation in major petroliferous basins worldwide，a systematicanalysis of petroliferous basins with ultra-high petroleum columns was conducted.The favorable geological condi-tions for the formation of ultra-high petroleum columns in petroliferous basins were analyzed in combination withhydrocarbon supply capacity，reservoir-cap assemblages and hydrocarbon migration patterns.The results showthat：（1）Most of the typical oil and gas fields in the world with ultra-high petroleum columns are dominated bycarbonate formations，accounting for 78%of the total.This is because carbonate formations are relatively easy todevelop large-thickness stacked reservoirs，which are conducive to the formation of ultra-high petroleum columns.126岩性油气藏第 35 卷第 2 期Typical oil and gas fields with ultra-high petroleum columns abroad are mainly distributed in Persian Gulf Basin，Pre-Caspian Basin and Western Siberian Basin，while mainly distributed in Sichuan Basin，Bohai Bay Basin andTarim Basin in China.（2）The favorable conditions for the formation of ultra-high petroleum columns includesufficient hydrocarbon supply，vertically stacked large-thickness reservoirs，extensive overlying caprocks，verticalnetwork transport system，favorable migration conditions and good source-reservoir configuration.（3）Many ultra-high petroleum columns have been found in the deep strata of Tarim Basin.Taking the Fuman oilfield as an example，the sufficient hydrocarbon supply from the Lower Cambrian source rocks，the thick reef tuff reservoirs and tightmudstone caprock of Middle and Upper Ordovician，and the favorable migration conditions such as deep andlarge faults，are the main reasons for the formation of ultra-high petroleum columns in this area.Key words：sufficient hydrocarbon supply；large-thickness reservoir；high-quality caprock；network transportsystem；hydrocarbon migration；source-reservoir configuration；ultra-high petroleum columns；Fuman oilfield；ultra-deep strata；petroliferous basin0引言油气柱高度反映了地下油气聚集在纵向上的展布，决定了该圈闭、甚至是该含油气构造或区带等更大尺度范围内油气富集的程度。油气柱越高，其所具有的勘探开发价值就越高，尤其是目前油气勘探工作逐步转向深层超深层。超高油气柱（本文定义为大于 200 m）的发现能够有效地降本增效，实现深层油气勘探开发的高效推进。目前全球范围内诸多含油气盆地中都发现了超高油气柱，包括波斯湾盆地、西西伯利亚盆地等1-3，主要产层的岩性包括碳酸盐岩和碎屑岩等，油气柱高度最高可达1 600 m4-7。在我国四川和塔里木等盆地深层也有超高油气柱的发现，如普光区块、克拉 2 区块8-12，这些区块均成为增储上产的有利区。目前诸多学者对于超高油气柱的预测与评价工作已经获得了一定成果，如林璐等13、唐令14通过毛管压力折算法、储盖层孔隙结构参数计算法、SGR 法、试井分析法、压力折算法及流温测试折算法等，实现了对油气柱高度的估算；连建文等15、柳东16探讨了流体运移原始动力、输导层倾角、圈-源距离、重力以及毛细管压力等对油气柱高度的影响。总体来看，目前对于含油气盆地超高油气柱的研究局限于超高油气柱的识别和油气柱高度的影响因素，而对超高油气柱形成所需要的地质条件、地质过程以及机制等仍缺乏系统的认识，难以对超高油气柱的勘探开发提供有效支撑。针对这一问题，立足于调研全球 10 个大型含油气盆地中共 18个发现了超高油气柱的油气田，从油气生、运、聚过程分析入手，总结大型油气田超高油气柱的形成机制及其控制因素，以期为完善深层超高油气柱形成的理论认识、提高深层油气勘探成效提供帮助。1全球典型具有超高油气柱的油气田成藏特征在世界范围内发现了超高油气柱的大型油气田中，国外典型地区包括波斯湾、滨里海及西西伯利亚盆地等，我国主要分布在四川、渤海湾及塔里木等盆地（图 1）。不同盆地的油气地质特征差异较大，因此对于超高油气柱的控制作用也不尽相同。从油气供给条件、有效储集空间、封盖与遮挡条件、有利输导通道等方面，对比了波斯湾盆地、滨里海盆地、西西伯利亚盆地以及四川盆地等数个典型地区。图 1世界范围内发育超高油气柱的油气田分布Fig.1Distribution of oil and gas fields with ultra-highpetroleum columns developed worldwide1.1波斯湾盆地波斯湾盆地位于阿拉伯板块，面积达到 305104km2，已发现石油储量高达 1 393.47108t，天然气储量为 90.51012m3，是全球富含油气的盆地之一（图 2）。波斯湾盆地主力含油气层系为侏罗系和白垩系17-19，目前已发现多个具有超高油气柱的大型油气田，油气柱高度为 260842 m。波斯湾盆地油气资源丰富，具有多套生-储-盖组合20-22：古生海洋鲁迈拉油田普光气田北方气田拉克气田（Lacq）大陆卡拉恰加纳克蓬莱 9-1 油气田田吉兹油气田奥伦堡气田阿瓦利油气田Taq 油田克拉 2 气田阿斯特拉罕胜坨油田南帕斯油气田苏里格