成藏地球化学1-钟宁宁.ppt

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1、油气成藏地球化学研究的若干进展石油大学（北京）资源与信息学院钟宁宁一、油藏地球化学理论与实践油藏地球化学（Reservoirgeochemistry;1987—）地球化学的新兴分支学科地学与石油工程学科的边缘交叉学科21世纪新的学科生长点继承和发展了经典的石油地球化学新学科诞生的背景——80s中期以来国际石油工业形势—全球未经勘探的沉积盆地日趋减少—勘探成本日益上升—跨国石油公司紧缩规模—已勘探开发的“成熟盆地”增产上储得到重视油藏地球化学在北海盆地应运而生学科前缘的科研单位和地球化学家—W.A.England英国石油公司（BP）—S.R.

2、Larter挪威奥斯陆大学/英国纽卡斯尔大学—M.BjorØy挪威特隆海姆大学/GeoLabNor—J.Moldowan雪佛龙石油研究公司/美国斯坦福大学—R.C.Surdan美国怀俄明大学—P.R.Philp美国俄克拉荷马大学学科发展沿革—80s中期,北美Reservoirdescription/characterization油田地质测井(物探)计算机处理++储集岩体非均质性“油藏描述、表征”？还是储层描述、表征?实质上主要研究储层，极少涉及油藏流体。—80s中期，北欧，Reservoirgeology/geochemisty油田地质测

3、井(物探)地球化学++储层与流体的非均质性+成藏机制“储层地质学/地球化学”？还是油藏地质学/地球化学？实际上不限于储层，还涉及流体及成藏+++计算机处理、模拟数理统计石油工程学科内涵油藏=流体+储层+圈闭油藏地球化学有机地球化学无机地球化学有机流体储层沥青——焦油席流体包裹体有机—无机相互作用无机流体储层矿物岩石储层物性化学理论油藏勘探、评价、开发、开采中地质、生产问题各种分析测试手段油藏属性++与传统地球化学的比较传统地球化学：以盆地区域勘探为背景，以烃源岩为重点研究源岩生烃组分与成熟度，建立生烃模式；评价烃源岩、烃源层、

4、生烃凹陷；油源对比，划分油气系统，评价勘探目标；计算烃资源量油藏地球化学：以“成熟”盆地油田勘探为背景，主要从原油和油砂入手进行油藏地球化学描述，解决勘探问题；划分原油族群/组群，推断源岩有机相；确定成藏时间和期次；示踪油气运移/充注途径、充注点，判断卫星油藏的方位；油藏动态监测，混采油层产能分配等。主要理论基础油气成藏的充注模式油藏流体的混合机理油藏流体的非均质性油藏中石油的地球化学演化油藏中的有机隔层--焦油席原油含氮化合物与C40+烃类地球化学油气成藏的充注模式充注是开发的逆过程。England等(1987)首先建立单油源块状砂岩油藏

5、的充注模式乌拉油田位于挪威大陆架中央地堑，系一个盐丘核心的围斜构造，闭合度500m，被正断层分割成2个主断块。侏罗系厚砂组中，有2层(2A、3A)高渗透率层段。勘探十年，发现多个油水界面原油成熟度指示从东翼向西翼充注OWC西高(约-3500m),东低(-3700m以下)西翼约-3500m以下储层渗透率突降(从1D到10mD)流体包裹体含量骤减(从几百个到零个),且西翼OWC随储层渗透率变化油藏充注过程与储层胶结作用同时进行油气沿高渗透率层段自东翼向西翼充注在油气达到西翼约-3500m深度时，砂岩已胶结，造成OWC不规则分布。油藏流体混合机理

6、（England和Mackenzie，1989)油藏一旦注满，石油柱/含油区(oilleg)将以低速度进行物质重新分配，逐步建立油藏流体力学上和化学上的平衡分子扩散作用/密度驱动的混合作用，或二者的综合作用是引起油藏内部发生混合作用的主要机制分子扩散单个石油柱垂向上，扩散过程在地质时间上是快速进行的：100m的高度范围，在1Ma内可建立起重力分异的浓度梯度一个大油田含油区内横向上，扩散过程在地质时间上是缓慢的：化学成分的非均质性（浓度梯度）可维持几十Ma密度驱动的混合作用(密度翻转)密度翻转途径油藏中流体密度ρ1>ρ2；翻转方向优质储层（高

7、渗透率，无任何条带状隔层），地质时间上快速翻转：约104～106a的时间尺度可完成低渗透储层，地质时间上缓慢翻转，一定程度上残存成分浓度梯度存在隔层/屏障（barrier），流体不完全均一化，有成分、密度的突变—翻转混合效率热对流混合作用仅在优质储层的气藏混合作用中有效原油化学组成对混合过程有一定的影响由于原油成分的极性差异以及有机—无机相互作用结果，不同原油组分的混合速率是不同步的非极性的烃类易于混合极性组分（非烃、沥青质）难以均一化采出原油比油砂均一化程度高许多不同化学成分可以具有相同的密度，油藏混合作用排除了密度梯度后，仍可能保

8、留成分浓度梯度油藏流体非均质性流体非均质性的起因源岩有机质组成（有机相）的差异源岩有机质成熟度的差异储层物性的影响油藏结构特征变化原油在油藏中的次生变化流体非均质性的数量级及其地