Question

圈闭理论的形成与发展

Answer 1

圈闭的概念是在油气勘探实践中不断发展和深化的。

在油气勘探初期，人们主要在地表有油气苗的地点钻探，没有对地下产油的地质条件做分析研究，也未进行较为系统的地质工作，勘探效益较低。通过实践，总结正反两方面的经验，人们认识到油气聚集常与背斜有关，这就产生了 “背斜学说” ( I. C. White，1885) 。在 “背斜学说” 指导下，逐步开展了以地质测量为基本手段的找油工作，大大加快了新油气田的发现进程。

但随着油气勘探实践的深入，油气田数目日益增多，非背斜油气藏不断被发现，于是人们逐步认识到油气聚集还可以存在于非背斜的多种地质体中。1928 年，利莱 ( B. R.Lilley) 在 《石油地质学》一书中总结了美国油气勘探的成果，得出存在多种储油类型: 褶皱、断层、盐丘、孔隙性变化、岩浆岩以及多种因素控制的油气聚集，但以背斜最为重要。

1934 年，麦考洛 ( E. H. McCollough) 首先提出 “圈闭” 这一名词，用来表示不同性质的储油构造。“圈闭学说”就逐渐取代了 “背斜学说”。凡是能聚集并保存油气的地质体，都称作圈闭，并把圈闭分为构造圈闭和非构造圈闭。“圈闭学说”的诞生极大地扩展了油气勘探的视野和领域。

“地层圈闭”这一术语是由莱复生 ( A. I. Levorsen，1936) 首先提出来的。他在研究美国大量非构造油气藏的基础上，提出了 “地层圈闭”的概念，并在一系列的论文和著作中加以系统论述。他指出: “地层圈闭是这样一种圈闭，即地层变化是储集层形成圈闭的主要因素。地层变化包括砂或多孔储集层的楔入或尖灭，砂层侧向变为渗透性差或非渗透性的岩层，地层被削蚀与超覆，或地层层序类似的变化等”。并进一步将地层圈闭划分为原生地层圈闭 ( 即岩性圈闭) 和次生地层圈闭 ( 即不整合圈闭) 两类。1941 年他主编出版了第一部与该类油气藏有关的专著 《地层型油气田》。

地层圈闭概念的提出和此类油气藏的系统研究，促进了油气勘探，特别是老油气区的二次勘探。在美国，到1968年共发现252个较大的油气田(最终可采储量1400×10⁴t油或天然气300×10⁸m³)，其中60%以上来自地层圈闭。1972年由金(R.E.King)主编的《地层油气田》一书是继莱复生(1941)主编的《地层型油气田》之后又一部总结“地层型”油气藏特征及勘探经验的专著。该书较充分地反映了这一领域到20世纪60年代中期的勘探和研究成果。

在20世纪40～50年代，赫伯特(M.K.Hubbert，1940，1953)对流体势和水动力在形成油气圈闭过程中的作用，进行了精深的研究。他指出:油气圈闭位置总是在油气势最小的地方。有些油气藏中油水界面的倾斜，甚至油气存在于“圈闭”以外，是水动力作用的结果。他不仅提出了水动力圈闭这一新的圈闭类型，为勘探新的油气藏类型指明了方向，而且为圈闭形成机理的研究奠定了理论基础。目前对圈闭的研究，更多地涉及到油气运移的动力、势能与各种遮挡条件的新认识。至于是否存在背斜构造并不占主导地位，这样圈闭的概念就被极大地拓宽了。圈闭的现代概念是指储集层中被油气高势区或非渗透性遮挡联合封闭的油气低势区。

随着油气勘探的深入，勘探难度不断增加。除上述3类基本油气圈闭外，莱复生认为复合圈闭的勘探对未来的油气资源供给有着重大意义。他在总结已有勘探成果的基础上指出(1966):构造圈闭……的成效已减少，意味着勘探方向开始转变。事实证明，地壳中存在着大量有别于构造圈闭的其他圈闭，在某些情况下与地层圈闭和流体圈闭相比，构造圈闭已失去光彩，而构造、地层、流体三要素复合形成的复合圈闭实际上还是油气勘探领域中的“处女地”。他预言:“我们已进入了复合圈闭的时代。”

其后，哈尔鲍蒂(M.T.Halbouty，1972，1980)对隐蔽圈闭(subtle trap)进行了系统的讨论，并赋予隐蔽圈闭以新的含义。目前较流行的“隐蔽圈闭”实际上相当于英文中的“obscure and subtle traps”，它是指那些隐伏的、难以捉摸的以及用常规勘探方法难以发现的各种圈闭，其主体是地层圈闭。隐蔽圈闭这个概念不是指特定的圈闭类型，实质上它既包括地层圈闭，也包括构造圈闭和复合圈闭，因而它不适用于分类范畴。编者认为，在油气勘探开发实践中，最好不使用“隐蔽圈闭”术语。

综上所述，可以看出圈闭概念和分类的进展是油气勘探和地质研究的结晶，而新的、能反映客观实际的、更科学的圈闭概念和分类将极大地促进油气勘探的发展。