厚度在泥岩盖层封盖油气中的作用

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1、第9卷第6期天然气地球科学Vo1．9No．6l998年12月NATuRALGAsGEoscIENcED∞．1998—————————————l文。2度在泥岩盖层封盖油气中的用／付广张发强吕延防弋天厌看学院—黑_达151400)摘要在总蛄前人工作的基础上，通过理论分析、实验蛄果和油气田实际资料，对厚度在泥岩盖层的空间分布、毛细管、压力和烃浓度封闭能力中所起的作用进行了深入奎面研究。钛为：厚度越大，泥岩盖层的空问分布面积就大(即使被断裂破坏，也不易失去横向分布的连续性)，毛细管封闭能力、压力封闭能力和烃浓度能力越强；相反·泥岩盏

2、层空间分布面积小(被断裂破坏易失去横向分布的连续性)，毛细管封闭能力、压力封闭能力和烃浓度封闭盟能力，就弱。啪一气的封闭作用除了要有较强的微观封闭能力外，还要求其在空间上要有一定的展布面积，才能在整个油气成藏系统范围内对油气形成封盖，而且是因为宏观地质条件的优劣控制着盖层微观封闭能力的好坏。厚度作为盖层宏观地质条件的一个重要内容，一直是盖层封盖油气能力研究不可缺少的内容之一。然而，由于受地质条件复杂性以及人们认识水平的限制，使得人们至今对厚度在盖层封盖油气中的作用不仅缺乏定量认识，而且具有一定的片面性(主要研究厚度对盖层空间

3、分布和毛细管封闭能力的嚣影响，还没有考虑对盖层压力和烃浓度封闭能力的影nR)，这在一定程度上，妨碍了对盖层封盖油气能力评价精度的提高因此，全面、系统和深人地研究厚度在盖层封盖油气中的作用。对盖层封盖油气能力的综合评价以及含油气远景资源评价都具有重要意义。1厚度对泥岩盖层空间展布面积大小的影响1．1厚度太小决定着盖层原始空间展布面积的太小大量的研究表明，泥岩盖层的形成受控于其形成环境。对海相沉积环境来说，它主要形成于闭塞台地相、浅海相和半深海相中；对于海陆过渡相和艋相沉积环境来说．它主要形成于潮坪相、淡化泻湖相、前三角洲亚相、

4、三角洲分流平原相、半深湖、深湖、河漫滩、冲积扇扇端等环境中。然而泥岩盖层厚度的大小一方面要受到沉积环境稳定性的限制；另一方面还要受到沉积物供给条件的制约。沉积环境的稳定性越好，沉积物供给的量越充足，所形成的泥岩盖层厚度越大；反之则越小。由此可以得到，在有充足沉积物供给的条件下，大厚度的泥岩盖层应形成于浅海相、半深海相、开阔的湖坪相、泻湖相、前三角洲相和半深一深湖相等相收稿日期1998--04--27No．6付广等：厚度在泥岩盖层封盖油气中的作用21对稳定的沉积环境中，表1中我国一些古油气盘地主要盖层厚度与沉积环境之间的对应关

5、系充分说明了遘一点。大量的实例表明，这些沉积环境不但稳定性好，而且空间展布面积太，即所形成的泥岩盖层不仅厚度大，而且空间分布面积大，往往是盘地盖层或区域盖层形成的有利区域，如表1所示。由此看出，沉积环境条件决定了泥岩盖层厚度与其空间展布面积大小之间的对应羌系，即厚度越大，泥岩盖层空间展布面积越大；反之则越小。1，2厚度大小又决定着断裂破坏后盖层空间分布的连续性兰!翌童!!!：兰竺皇苎至翌!兰兰苎苎厚度(m)盆地或地区层位沉积环境盏层娄型任何一个盖层形成后，都不可避免地要遭受到后期断裂作用的破坏t只是被破坏的程度不同而已。如果

6、泥岩盖层的厚度大，它不易被小断裂措开，仍会保持横向分布的连续性，对油气起到封盖作用，如图1所示。相反，如果盖层厚度小，易被断裂错开，失去横向分布的连续性，造成油气的大量散失。因此，从这个意义上说，厚度大小是决定断裂破坏后盖层空间分布连续性的重要因素。2厚度对泥岩盖层毛细管封闭能力的影响由盖层毛细管封闭机理可知，泥岩盖层的毛细管封闭能力的强弱主要取决于其撵替压力的大小，排替压力越大，泥岩盖层毛细管封闭能力越强，反之则越弱由此看出，从理论上讲，盖层厚度与其毛细管封闭能力之田1断裂作用对厚薄盖屡空闻分布建续性的影响圆没有直接关系，

7、这曾使一些学者认为盖层厚度对其毛细管封闭能力无意义，如Hubbert(1953)等。然而，这种观点是片面的，厚度与盖层毛细管封闭能力之间虽然没有直接的函数关系，但它们之间却有着密不可分的间接关系，这种间接关系可以以下三个方面看出。(1)从沉积角度上看：只有大厚度泥岩盖层的沉积环境才是稳定的，其沉积物均质性好，大孔喉不发育，由式1可知，泥岩盖层排替压力大，毛细管封闭能力强{2o'cos~：丁(1)0式中；为泥岩盖层排替压力，MPa~a为油(气)一水界面张力，N／m；为泥岩盖层中最大连通孔喉半径，m；为三相润湿角。相反，如果泥岩

8、盖层厚度小，形成环境不稳定，沉积物均质性差，大孔喉发育，由式(1)22天然气地球科学V0l_9t可知，泥岩盖层排替压力小，毛细管封闭能力弱。如果盖层内发育一些大孔隙或微裂缝．如图2所示，大孔喉y往往会J因盖层厚度大而捎失或小孔隙连通，使厚度为h时的小排Jh：替压力Pf、一l》，增大为厚度为