深层储层研究现状

2025年03月20日 03:05
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国内外深部储层(>3500m)勘探、研究现状随着世界各国对油气能源需求量的增 加和油气勘探的不断深入,常规油气勘探已经不能满足经济发展的需要,非常规油气藏的 研究和勘探势在必行,油气勘探领域向深层进军已大势所趋(吴富强等,2006),开发盆 地的深部资源已成为许多国家扩大油气储量的主要途径之一,对老油田扩大储量、稳定产 量有着非常重要的意义。自美国1952年首次发现深层油气田后,在许多国家掀起了深层 油气勘探的热潮,据不完全统计,在世界上199个含油气盆地中共发现深层油气藏1000 多个,深层油气勘探取得了重大突破(表1-1)。

表1-1 在4~8km深度范围内世界油气探明储量分布

(据吴富强,2006)

目前,世界上已有70多个国家开展了深层油气勘探,其中美国和前苏联所投入的勘 探工作量最大、钻探井最多,取得的效益也最为显著,特别是前苏联和美国两国已在打超 深井、寻找深层油气资源方面展开竞赛,如前苏联在科拉半岛打了SG23号科探井,主要 目的是研究深层地壳结构,历时近20年,井深达12200m;美国在俄克拉何马州打了 BerthaRogess 21号科探井,完钻井深9583.2m,获得了许多深层油气生成和储集层性质方 面的重要信息。

国内外勘探实践证明,在3500m以下的地壳深处发育着很好的储集层,如在南阿拉 巴马州埋深处于6090m的上侏罗统诺弗利特组(Norphlet)砂岩,孔隙度(φ)大于 20%,渗透率(K)为1000×10-3μm2(S.A.Dixon,1989);加拿大新斯科舍盆地文图尔 气田,在上侏罗—下白垩统砂岩(Missisauga组和MicMac组)中,发现了3个次生孔隙 带,其深度分别为2400~2600m、3700~4100m和4600m以下,其中最深的一个次生孔 隙带的孔隙度高达32%(L.F.Janse和V.H.Noguera,1990),比中部次生孔隙带高出 6%,位于墨西哥湾盆地中的华盛顿湖油田,埋深6540m的中新统储集层的孔隙度为 35%,渗透率为620×10-3μm2;美国贾伊费尔德气田,埋深8088m的寒武—奥陶系碳酸 盐岩储集层,次生孔、洞、缝大量发育,孔隙度为25%,渗透率为1020×10-3μm2;俄 罗斯科尔文深井在6890~6906m深处志留系复杂结构的碳酸盐岩储集层中发现了矿化度 为190g/l、富含硫化氢的地层水;俄罗斯秋明超深井在5000m以下的沉积岩和6500m以 下强烈变形的玄武岩中也发现了具有高孔隙度(17%~19%)和高渗透率的储集层发育 带等(表1-2)。

表1-2 国外含油气盆地深层物性特征

(据吴富强等,2006)

我国从“六五” 以来,逐渐开展深层油气勘探工作,先后在塔里木、鄂尔多斯、四 川等大型沉积盆地的深层发现了一批大油气田,并在东部油气区的中原、大港、胜利等地 区的深层获得了重大进展。沉积厚度大于5 km的大型沉积盆地有21个,14个盆地打了 深井,其中1998年在塔里木盆地完钻的塔参1井井深7200m,于5059~6930m钻遇12 段油气显示层段,我国最深的工业油田为塔里木盆地的东河塘油田,埋深5700~5800m;塔里木目前已测试的156个油气层井段中,58个油气层的底界超过5000m;塔里木轮南 地区石炭系的石英砂岩储集层,尽管埋深已达6000m,但仍保持着极高的孔隙度。冀中 坳陷从1977年开始进行深层油气藏的勘探,已钻探大于4000m的深井176口(截止1992 年),其中37口获得工业油气流,探井成功率21.4%,发现了13个油气藏,深层探明储 量占全坳陷已探明储量的10%。据统计我国深部油气资源占总资源量的28%(李小地,1994);根据全国二次资源评价结果,整个渤海湾盆地新生界深层剩余石油资源量为45亿 吨以上,剩余天然气资源量超过7000亿立方米(胡秋平,1998)。

有关储层研究,绝大部分是论述中浅部储层的文章,可以说深部储层研究现状不甚乐 观。有关深部储层的研究,国内外不少学者曾为此作过许多有益的探索,如V.Schnlidt和 D.A.McDonald(1979)发表了题为“砂岩成岩过程中次生孔隙的形成” 的著名论文,指 出次生孔隙的形成与有机质演化有关,对传统的观念提出挑战,迫使人们以新思维、新观 点重新审视深部碎屑储集层的地质分布;有关次生孔隙成因机制的观点有早期的大气降 水、CO2碳酸盐假说、有机酸假说以及近年来的烃类与硫酸盐热化学氧化还原反应 (TSR)假说等;近年来兴起的研究方法有成岩作用模拟实验,碳、氧、锶同位素定量化 研究等。

事实上,对次生孔隙的研究可以追溯到上世纪三、四十年代(Shanmugam,1984,肖 玲等,2007);70年代中期,由于世界能源危机的出现,迫使石油地质学家和沉积学家对 深部次生孔隙的研究给予了极大关注(Hower et al.,1976;Schnlidt和D.A.McDonald,1979);近20年来,国内外学者对含油气盆地次生孔隙的研究也进行了不懈的探索(Mc- Donald and Surdam,1984;Wolf and Chilingarian,1992;黄思静,2003;裘亦楠,1990;朱国华,1992;孙永传等,1995),但由于受到技术条件和投资的限制,深井、超深井数 量较少,加之深部储层的复杂性,致使深部储层研究始终未取得突破性进展。

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