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1、油气开采论文-砂贯入岩与油气勘探和开采的关系-论文 油气开采论文-砂贯入岩与油气勘探和开采的关系 一 3l 言 动期间在沉积砂体内部形成的(Hurst等， 砂贯人岩也许是地球科学的私生子，其 2003a)。对于由上部沉积物充填的水成岩 原因可能在于这种岩石介于沉积学和构造 墙、破裂和裂缝，我们不会有任何关注。我 地质学的常规研究范畴之间，虽然有很多人 们所关注的只是有证据表明向上侵入了母 看到了它们的存在，但予以描述的为数不 岩层位的岩墙、破裂和裂缝。 虽然从早期野 多，而且通常都不重视。在美国石油地质家 外地质考察(Murchison ，1827)开始一直有 协会第87号专题文集中，我们至少
2、体验了 砂贯入岩的发现，但很少有人关注它们，因 砂贯入岩的全球和地层分布(图1)，并 试图 此将其归类为特殊地质现象往往是合适的。 在油气勘探和开采的背景下向读者介绍砂 这种状况在1980年代中期及其以后发生了 贯人岩及其意义。对于这一话题的很多方 变化，因为三维地震资料提高了分辨率并得 面，我们没有作详细的评述，因为这是近年 到了日益广泛的应用，由此揭示了有含砂丰 出版 的一本专著 (VanRensbergen等， 富的构造切割了地层，而且发现它们常常是 2003)和一篇综述文章(JollyandLoner 较深部位沉 积砂体的延伸部分( 图3)。 gan，2002)的部分内容。然而有关砂
3、贯人岩 由于在西北欧不断证实有砂贯人岩存 的文献是形形色色的，同时还有不少信息发 在(二叠系、上侏 罗统、下白垩 统以及整套第 摘要 对于砂贯入岩在油气储层中的分布已有越来越多的描述，在深水碎屑岩层系中 尤为 如此。现已获悉，砂贯入岩对深水碎屑岩的油气储量分布和采收率都有影响。地 震能检测 的贯入砂体是勘探和开发井的布井目标，而地震不能检测的贯入砂体可以成为 储层内良好 的流动单元，在广泛沉积的低渗透率层位形成油气田范围的垂向流体通道。由于 砂贯入岩 能在渗透率原本很低的层位形成渗透性通道，所以有利于盆地流体的排出。正因 为如此，砂 贯入岩既能产生封盖层的风险，也能 缓解对油气运移时间和速率方
4、面的要求。贯 入砂体可 形成不同于构造或地层圈闭的侵入圈闭。 这种圈闭的储层一般都有良好的性能， 同时不同 规模的砂体之间也有很好的连通性。就油气开采而言，砂层的贯入提高了波及效 率，但如果 生产并离贯入岩体太近，也会使见水时间早于预期。尽管有北海地区的 经验，但 对于砂贯入 岩及其在全球含油气盆地的意义还处于认识的初级阶段。 布在地球科学的常见出版物之外。 三系)，所以很容易使人 认为只有那里的砂 砂贯入岩可以构成碎屑岩墙和岩床(图 贯入岩对含油气系统有意义。这实际上是 2)，它 们之中有些具有成因联系，而且常呈 一 种误解。在非洲西部陆缘，人们都知道第 石油地质科技动态 图1 本文集所讨论
5、砂贯入岩的地理分布图。其中也包括了相关文献所描述的砂贯入 岩。对于英国 海域和陆上的砂贯入岩没有全部标出。西北欧的砂贯入岩分布点很多，这是因为 地质界相当了解这 里的砂贯入岩，同时又有良好的地下资料。 三系深水沉积层系有重要的砂贯人岩层伴 Hurst，2007)和其他碎屑环境(Obermeier ， 生，但在公开的出版物中介绍很少( 例如Da 1996；Jonk等，2004，2007b；Macdonald和 vies，2003)。虽然在2000年以前及其后我们 Flecker，2007) 。近年来，我们发现了在枕状 曾独立论证了岩心中的砂贯人岩，而且此后 玄武岩中贯人的大型碳酸盐砂岩墙(图4)
6、，同 又自行确认了地震规模的可能砂贯人作用， 时也了解了其他地区地层中类似的碳酸盐砂 但在美国墨西哥湾沿岸从事浊积岩层带油气 贯人作用。 勘探开发的公司似乎在认识砂贯人岩或其意 在西北欧的大陆架上，已知砂贯入岩存 义方面进展缓慢。也许这些公司不重视这里 在于上侏罗统、下白垩统、古近系始新统和 的砂贯人岩潜力是有道理的，但也许没有道 渐新统的碎屑岩储层和二叠系的风成砂岩 理。在加利福尼亚州海岸，都知道有砂贯人 储层中。砂贯人岩在这些不同油气田的意 岩形成了油(高粘重质油)田(Thompson等， 义在很多场合都得到了重视，但在解 释对油 1999，2007；Boehm和Moore，2002)。据
7、我 们 气储量和采收率的影响时可以各有不同。 了解，至少从新元古界(Williams，2001；Jonk 可以肯定的是，有许多在储层中含有砂贯人 等，2004)到始新统(Obermeier ，1989)的整套 岩的油气田在研究采收率优化和预测的敏 地层中砂贯人岩都很常见，世界上很多深水 感因素时，都没有对砂贯人岩的意义予以必 碎屑沉积层系都有不同规模和密度的砂贯人 要的关注，或者说直接忽视了砂贯人岩。在 岩发育(Jolly和 Lonergan，2002；本文集论 这本文集中，我们对于确认砂贯人岩有重要 文)，此外它 们还存在于某些风成沉积层系 意义的储层至少提供了少量经营经验的实 (Glenn
8、ie和 Buller，1983；Netoff，2002； 例，其中包括勘探 经验 (deBoer等，2007； Heward等，2003；Chan 等，2007；Glennie 和 Frey- Martlnez等，2007；Huuse等，2007； 砂贯人岩与油气勘探和开采的关系 3 Jackson，2007)和开发经验 (Briedis等， 2007；Hamberg 等，2007；Lonergan等， 2007；Fretwell 等，2007；Guargena 等， 2007；Satur 和 Hurst，2007)。 图2 地震资料所识别以及露头资料所验证的砂贯入岩常见形态和共生关系。这里没
9、 有包括与井眼 范围的调查有关的砂贯入岩特征(Duranti 和Hurst。2004)。 图中a和b都是沉积砂体 。受到了不同程 度砂贯入作用的影响。b的受改造程度要强于a 。而且接受了来自下部近垂直岩 墒 的砂子。c 是一套 发育于较大砂体b之上的岩墒和岩床(参看Dixon等。1995；Duranti等。2002)。d是 倾斜的岩床。可能 是沿着多边形断层发育的。e是不规则的侵入体(通常很大)(Thompson 等。1999。2 007)。具有陡峭的 侧缘和不规则的槽形顶面。f是与层理平行的低角度岩床。与倾斜的岩床有联系( Huuse等。2004)。而 且上覆有小型的岩墒一岩床组合(deBo
10、er等。2007)。g是砂子挤出处(单个火山口 和挤出席)。h是 古代或现代海底的气苗。形成了凹坑和或由贯入岩层提供的低温碳酸盐堆积(S chwartz等。2003)。 i是锥 形侵入砂体。常常与多 边形断层伴生。而且与较深的沉积砂体有联系。 普遍分布的成熟油气产区， 应该着力了解这 二 勘 探 些较浅层位的形态、体 积和油气潜力，因 为 由于砂贯人岩对圈闭、储层、封盖 层和 在开发较深油气田时它们一般都未经过深 (-次)运移都有影响，所以对新的有效成藏 入的调查。 层带概念的形成和现有成藏层带概念的修 1 圉 闭 正都具有核心作用。因为砂贯人岩作为独 特圈闭的意义只是到近年才得到认识，所以
11、砂贯人岩形成了一类可称为 “贯人圈 可以相信创造性的勘探和详细的盆地分析 闭”的独特圈 闭(Hurst 等，2005a) ，它们明 将会逐步发现许多砂贯人岩的远景圈闭。 显不同于构造或地层圈闭。与其他岩性( 页 如果是在重要产层的上覆层位有砂贯人岩 岩一泥岩和蒸发岩)的贯人和底辟不同，砂 320 油气开采 论文石油地质科技动态 A B 图3 (A)英国北海奥 尔巴(Alba)油气田三维含油气系统(Ps) 测量通过富砂储层带的一 条任意地震 测线。图中心白线勾划的是主要砂岩层段的分布范围。请注意在解释为受改造沉 积砂体的边缘有 倾斜的岩床(中心视图)。 这里的储层顶部是一个有凹坑的不规则面，据推
12、测是砂 子流体化和贯入作 用期间的向上侵蚀造成的。(B)贝尔达(Balder)组(上古新统)一个侧缘陡倾且饱含 盐水的岩体。在边 缘具有翼状反射。有一口井钻入了该岩体的东翼，距具有 车厢状伽玛测井曲线的 砂层415m。据推 测位于该构造底部平行于层理的砂体属于沉积成因，因而可以断定是贯入翼部 的物质来源(据Huuse 等，2004修改) 。这一砂体的不 规贝0顶面可能反映了成丘沉 积作用，不 过更有可 能是砂子贯入和抽空 作用所形成的凹坑面。 贯入岩既形成了构造，同时又是储层。它的 2005)，所以在地震 资料中以顶部储层出现 所有圈闭都是(通常)在低渗透率泥岩或页 的圈闭形态一般都没有明显的
13、特征(Loner 岩中贯入的岩墙、岩床和更不规则岩体的复 gan等，2001)。地震特征不明 显的原因可 合体，而泥岩和页岩就是这种贯入圈闭的封 能在于储层(砂岩)和封盖层(泥岩)之间的 盖层(图5)。与 层理的交切关系是砂贯入 声波特征反差有限(北海的始新统层位就是 岩的典型特征，其中岩墙和岩床与层理的夹 如此，见MacIeod等，1999)，同 时也可能在 角分别为大于和小于45。贯入的砂岩体可 于砂的贯入作用来源于主体砂体的边缘和 以突然终止或突然改变走向。 顶面，产生了极不规则的混合岩性，含有局 由于在主体储层的上方，贯入的砂层与 部的和分散的碳酸盐胶结作用(Hurst等， 其顶部封盖层的界面并不是与层理平行的， 2003a) 。 而且常形成了复杂的连通网络(Dixon等， 当砂贯入作用到达海底或地面时，可以 1995；MacLeod 等，1999；Bergslien等， 看到一种伴生的圈闭作用形式，也就是形成 砂贯入岩与油气勘探和开采的关系 5 图4 安哥拉南
