Question

岩性油气藏

Answer 1

( 一) 岩性圈闭的形成机理

凡是储集层因岩性或物性发生变化，其四周或上倾方向和顶、底被非渗透性岩层所封闭而形成的闭合低势区，称为岩性圈闭。储集层的岩性或物性变化，可以是沉积作用过程中形成的，也可以是成岩、后生作用过程中形成的。在沉积作用过程中形成的岩性变化所造成的岩性圈闭，有时又称为沉积圈闭。这种圈闭一般是由具有良好孔、渗性的碎屑岩或粒屑灰岩在上倾方向或四周被非渗透性岩层所限而形成的。其中储集层四周均被非渗透岩层封闭的称为透镜型岩性圈闭，其圈闭范围由非渗透性边界确定; 储集层上倾方向和顶、底被非渗透岩层封闭的称为上倾尖灭型岩性圈闭，其圈闭范围由上倾方向非渗透性封闭线和储集层顶面通过溢出点的构造等高线联合构成的闭合区加以确定。

在成岩、后生作用过程中形成的岩性圈闭，称为成岩圈闭。它可以是储集层的一部分变为非渗透性遮挡而形成的圈闭，也可以是非储集层的一部分变为渗透性储集体，其四周或上倾方向和上方被封闭而形成的圈闭。在成岩圈闭中，又以溶蚀和次生白云岩化作用在碳酸盐岩发育区形成的岩性圈闭和油气藏更为重要。

从岩性圈闭形成的构造、沉积背景来看，岩性圈闭既可形成于单斜和鼻状构造地区，也可形成于不同级次的正向构造单元的轴部、翼部和端部，还可产生于负向构造单元( 如向斜) 的斜坡上。岩性圈闭也常形成于水进、水退变化较频繁的古河道、湖岸、海岸线附近，或湖盆、海盆中古地貌变化较大的地带，因为这些地区频繁的水进和水退引起沉积古地理条件的更替，并导致岩性岩相的急剧变化，这为岩性圈闭的形成创造了有利条件。

( 二) 岩性油气藏的特点

在岩性圈闭中的工业性油气聚集，称为岩性油气藏。岩性油气藏常具有以下一些特点:

岩性圈闭种类很多，主要受沉积条件控制，具有区域性分布的特点，因此，岩性油气藏的出现不是孤立的、偶然的，而是有规律的，它们常成群成带分布，一旦发现一个，就可能在同一地区找到多个类似的油气藏。

岩性油气藏储集层的连续性较差 ( 透镜状或楔状) ，一般情况下，难以形成大型油气藏，但不同层位的储集体可以叠合连片，形成中小乃至较大的油气藏。

岩性油气藏的储集层多为碎屑岩储集层，且大多与生油层属同一层位，因此，常为自生自储式油气藏。

由于储集层沿上倾方向尖灭或岩性侧变，或四周被不渗透地层封闭，所以，岩性油气藏受水动力及水化学作用的影响小，原油性质较好。

由于岩性油气藏的含油气边界常为非渗透性边界所限，各含油气砂体零星分布，油源及能量补给慢，故油气产量递减快，但单井生产时间较长。

( 三) 岩性油气藏的主要类型

据岩性油气藏储集层的展布特征，可分为透镜型和上倾尖灭型岩性油气藏两种基本类型 ( 图 4 －24) 。其中透镜型岩性油气藏可进一步分为沉积 － 透镜型和成岩 － 透镜型两亚类。

1. 透镜型岩性油气藏

透镜型岩性圈闭没有溢出点。其圈闭的闭合面积、闭合度及容积，完全由透镜状储集体的大小和形状所确定。透镜状储集体主要由碎屑岩 ( 砂、砾岩) 和鲕状、粒屑碳酸盐岩等组成。

目前世界各国已探明的碎屑岩透镜型油气藏，包括有河道砂岩体、三角洲平原分流河道砂岩体、三角洲前缘的河口坝砂岩体、岸外堡坝砂岩体、沿岸坝砂岩体和深水浊积砂岩体中所形成的岩性油气藏。但必须指出，这类油气藏必须存在于透镜型岩性圈闭中。如果油气藏仅存在于这类砂岩中，而控制油气聚集的主要因素不是透镜型岩性圈闭，那就不属于这种类型油气藏。

( 1) 沉积 － 透镜型岩性油气藏

河道沉积是河流切割的河道中充填的一套冲积沉积物，它由砾岩、砂砾岩、砂岩、细—粉砂岩和泥岩间互组成，具有下粗上细的剖面沉积特征。河道砂主要包括边滩砂和心滩砂。由于河道常迁移和摆动，这两种砂体常形成复合体。河道砂的基本特征是砂体与河道底和侧向侵蚀面成突变接触，砂体向下凹，在平面上常呈带状或分支状。

美国密西西比州林柯伦县和帕克县的小溪油田(图4－25)为典型的边滩砂岩体油气藏。砂岩厚度与蛇曲凹岸一侧延伸方向一致，砂体的形态与边滩一致。该油田构造为一向北倾斜的鼻状构造，油田分布主要受边滩砂岩体控制。油田面积约25km²，原始可采储量达1370×10⁴t。

图4－24 岩性圈闭和油气藏基本类型图示(据Levorsen，1954)

图4－25 美国密西西比州小溪边滩砂岩体油田(据艾森斯塔特，1960)①1ft=0.3048m。

三角洲砂岩体以三角洲平原的分流河道砂岩体和三角洲前缘的河口坝砂岩体最为重要。美国蒙大拿州南部钟溪油田穆迪砂岩中的油气藏，就是由堡坝和河口坝砂岩体复合而形成的透镜型岩性油气藏的典型实例。根据对油田及其附近地区穆迪砂岩(主要产油层)的岩相古地理研究表明(图4－26)，穆迪砂岩为一北东—南西向的堡砂坝，厚约30m。堡坝与海岸之间有潟湖相隔。该砂坝西南为纽斯卡河的河口坝和三角洲前缘砂坝，它们是牧场溪油田的主要储集体。据钟溪(包括牧场溪)油田构造图及砂岩体和油藏分布图可知，该区为一均斜构造，油藏分布与构造没有明显关系，而完全受砂岩体分布范围控制，各个砂岩体都是一个独立的油气聚集单位，都有各自的油水边界。

图4－26 美国蒙大拿州钟溪油田及邻区穆迪砂岩岩相古地理与油气分布图(据McGregor＆Boggs，1968)

岸带附近是砂岩体较富集的地带，类型多、分布广。除前面已论述的三角洲砂岩和堡砂坝中的透镜型岩性油气藏外，常见的还有沿岸砂坝砂体岩体等。

沉积－透镜型岩性油气藏的储集体也可以由碳酸盐岩－鲕状、粒屑生物灰岩等组成。美国得克萨斯州克罗开特县托德穹窿西翼的高产“海百合灰岩”透镜型油藏(图4－27)就是典型的实例之一。

(2)成岩－透镜型岩性油气藏

成岩－透镜型岩性油气藏，以碳酸盐岩中与白云岩化和溶蚀作用有关的油气藏最为重要。这类圈闭和油气藏的储集体大多呈不规则的透镜型。

美国俄亥俄州及印第安纳州的利马－印第安纳油田的特伦顿灰岩(中奥陶统)中的圈闭和油气藏(图4－28)就是一例。

图4－27 美国托德穹窿西翼的高产“海百合灰岩”沉积－透镜型油藏图(据Imbt，1950)

该油田横跨辛辛那提隆起和芬德莱隆起，长达 257km，最宽处约 64km。该带上分布一系列由溶蚀和白云岩化作用形成的孔隙体。油气藏的上倾方向和周缘都是由白云岩化界线所确定的。具有良好孔隙 － 渗透性的白云岩集中于不整合面下的特伦顿灰岩上部 6 ～9m范围内，局部可向下延伸到 18 ～30m。白云岩中除白云岩化孔隙外，还有大量溶蚀孔洞。在整个油田范围内，所有油气藏几乎都是连续的，油气丰富程度主要取决于白云岩化和溶蚀作用造成的储集体的大小及孔隙渗透性。特伦顿灰岩之上为上奥陶统页岩所覆盖，具有良好的封闭条件。

此外，白云岩化和溶蚀作用也可以仅限于局部，形成局部与白云岩化和溶蚀作用有关的岩性圈闭和油气藏。

2. 上倾尖灭型岩性油气藏

这种类型的油气藏是由于储集层沿上倾方向尖灭或渗透性变差而造成圈闭条件，油气聚集其中而形成的。上倾尖灭型岩性油气藏的储集层可以是碎屑岩，也可以是碳酸盐岩，但以碎屑岩为主。

在岸带附近广泛发育向陆方向的上倾尖灭的碎屑岩或粒屑灰岩，特别有利于形成上倾尖灭型岩性油气藏。由于这种原因，常把在岸带附近成带分布并与岸线大致平行的油气藏带称为海滨线油气藏带。

图 4 －28 美国利马 － 印第安纳成岩 － 透镜型油气田构造及油气分布图( 据 Carman ＆ Stout，1934)

美国得克萨斯州南部墨西哥湾沿岸地区始新统雅古·杰克逊砂岩和渐新统弗里奥·维克斯堡砂岩中的油气藏就是海滨线油气藏带的典型实例之一 ( 图 4 －29) 。该带许多油气藏的位置都是由渗透性砂岩向上倾方向变为非渗透性岩层的尖灭线所限定的。

勘探实践表明，该油气田为一个被断层复杂化的鼻状构造。渐新统沙一段及沙二段上部砂岩为盐湖三角洲前缘相沉积，物源主要来自凹陷东北部，砂岩层厚度自东向西、自北向南渐趋变薄，并在构造轴部及西翼一带尖灭。砂岩尖灭线与鼻状构造配合，形成了砂岩上倾尖灭岩性圈闭及油气藏。

在碳酸盐岩中同样也存在上倾尖灭型岩性油气藏。如美国胡果顿气田 ( 图 4 － 30)就是这类油气藏的典型实例之一。它占有堪萨斯州的九个县及俄克拉荷马州的一部分，向南直到得克萨斯州北部，南北延伸约 240 ～260km，东西宽约 50 ～80km，含气面积达15500km₂，原始储量为 2. 039 × 109m3，为世界第八大气田，是美国最大的气田。

美国胡果顿气田为单斜构造。产层为下二叠统多孔鲕状石灰岩和白云岩，自东向西多孔碳酸盐岩逐渐减少，泥质、砂质含量逐渐增加，最后被红色砂泥岩所代替。多孔碳酸盐岩在西侧上倾方向被非渗透性红色砂泥岩封闭，形成上倾尖灭型岩性圈闭和气藏。在红色砂泥岩发育区不产气。

我国东濮凹陷北部濮城油气田沙一段及沙二段上部油层中的油气藏也是一种典型的上倾尖灭型岩性油气藏。

图 4 －29 美国得克萨斯州南部墨西哥湾沿岸地区始新统雅古·杰克逊砂岩和渐新统弗里奥·维克斯堡砂岩上倾尖灭油气藏