柴达木盆地北缘封盖层综合评价研究
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摘要
柴达木北缘块断带为柴达木盆地一级构造单元，面积约3万km~2。前人对此地区的盖层保存条件评价较少，作者利用现有勘探资料，如地震剖面、测井资料、钻井资料和样品分析等，结合沉积学原理和油气保存原理，对柴北缘封盖层进行了综合评价。划分出封盖层的类型和规模，取得的重要成果和创新之处主要体现在：
1、系统分析了油气封闭机理，指出了油气盖层封闭油气主要为毛细管封闭和浓度封闭，水动力封闭和压力封闭是毛细管封闭的特殊表现形式，本质上其机理仍属于毛细封闭。
2、根据沉积学原理，分析了沉积、构造及海平面变化对封盖层的影响程度，划分出区域盖层和局部盖层，并绘出封盖层分布等厚度图。
3、在该课题研究中，针对柴北缘特定的石油地质条件，在油气封盖层评价过程中，利用高温高压模拟地层条件突破压力测定技术，测定高温高压条件下样品的物性参数—突破压力，同时进行覆压条件下孔隙度及渗透率的测定，提高了样品参数的精确度。
利用高温、高压模拟条件下突破压力测定技术与方法，并结合常规及其它模拟技术对样品进行了封盖能力模拟，系统分析了泥质岩盖层封盖能力及其影响因素。
4、结合柴北缘区域地质特点，建立了封盖层评价标准。利用模拟试验技术分析盖层的封盖能力，结合盖层宏观展布特点分层组对盖层进行评价，并结合生储盖组合关系、断裂发育程度及圈闭条件等，综合评价封盖性能。
5、利用LOGES测井处理系统研究单井盖层分布状况，储、盖层组合情况，划分有利储、盖组合。
6、盖层有效性研究：研究盖层从沉积到形成演变的地质历史发展过程，地史中盖层的封闭能力与油气源岩排烃历史、储层演化、圈闭形成以及油气运移、聚集和保存条件的演变等的匹配关系。
7、通过综合分析认为，柴北缘发育下干柴沟组(E_3~1、E_3~2顶)和上干柴沟组N_1两套区域盖层，其余几套局部发育优质盖层，显示该区具有较好的油气保存条件。
8、通过盖层综合评价认为：柴北缘地区第三系缺乏相对稳定的深湖—半深湖相优质盖层，滨浅湖相泥岩相当发育。有利盖层分布区主要分布在昆特依坳陷、鄂博梁Ⅱ号—鸭湖构造带、鄂博梁Ⅰ号—葫芦山构造带、伊克雅乌汝凹陷、冷湖构造带和马海—南八仙构造带。
9、从油气有利聚集带出发，冷湖地区以冷湖三、四、五号，马仙隆起以南斜坡为最有利勘探目标区。
The Northern Qaidam Basin is one of the structure cells in the Qaidam Basin where located in Qingzang Plat., with an area of 3 X 104km2. This paper presents a systematic research on oil and gas sealing conditions of the Northern Qaidam Basin based on the seismic profiles, well logs, drilling, sample analyses, mechanism of sediment and the theory of oil and gas preservation.
Based on the previous work, the main results are as follows:
1. The sealing mechanism can be classified as capillary sealing and concentration sealing after systematical analyzing the sealing mechanism of the sealing formation. In fact, both the pressure sealing and the hydraulic sealing are belong to capillary sealing, they are special forms of capillary sealing;
2. According to the sedimentary mechanism, the effects of sedimentary environments, structural movements and changes of the sea level on the development of the cap rock were analyzed, the distribution regularity was obtained;
3. The high pressure and high temperature experimental tests have been done to measure the breakthrough pressure of the cap rock. According to the special and routine results, the sealing capacity of the mudstone at reservoir conditions and the affecting factors were analyzed. The evaluation criterion of the cap rock was established, combining the geology feature of the Northern Qaidam Basin;
4. A method of synthesized evaluation on sealing capacity was proposed, the sealing capacity of cap rocks by use of simulation test technology was analyzed, and the cap rock was evaluated by means of the feature of the cap rock distribution;
5. By means of Well Log Evaluation System, the cap rock distribution and combining reservoir sealing of single well were analyzed;
6. The comprehension sealing capacity of each formation group has been studied by using the physical properties and the formation distribution. Study on the package relationship of source rocks, reservoir and cap rocks, the oil shows, the development of faults, and the development of traps, the prospecting area have been predicted in the Northern Qaidam Basin;
7. The sealing capacity is better with two sets of area cap rock and several sets of regional cap rock. The most important regional cap rocks of the Northern Qaidam Basin are the mudstones of upper and lower Ganchaigou Formation. The mudstones of upper Youshashan Formation are the local cap rocks for the upper secondary reservoir. The argillaceous rocks of each formation are the direct or indirect cap rocks for the underlying reservoirs and have good sealing qualities;
8. The most favorable regions for cap rocks are evaluated. The comprehensive result is that the Lenghu structural belt and the Nanbaxian-Mahai structural belt are the best ones of oil and gas accumulation conditions.
1、系统分析了油气封闭机理，指出了油气盖层封闭油气主要为毛细管封闭和浓度封闭，水动力封闭和压力封闭是毛细管封闭的特殊表现形式，本质上其机理仍属于毛细封闭。
2、根据沉积学原理，分析了沉积、构造及海平面变化对封盖层的影响程度，划分出区域盖层和局部盖层，并绘出封盖层分布等厚度图。
3、在该课题研究中，针对柴北缘特定的石油地质条件，在油气封盖层评价过程中，利用高温高压模拟地层条件突破压力测定技术，测定高温高压条件下样品的物性参数—突破压力，同时进行覆压条件下孔隙度及渗透率的测定，提高了样品参数的精确度。
利用高温、高压模拟条件下突破压力测定技术与方法，并结合常规及其它模拟技术对样品进行了封盖能力模拟，系统分析了泥质岩盖层封盖能力及其影响因素。
4、结合柴北缘区域地质特点，建立了封盖层评价标准。利用模拟试验技术分析盖层的封盖能力，结合盖层宏观展布特点分层组对盖层进行评价，并结合生储盖组合关系、断裂发育程度及圈闭条件等，综合评价封盖性能。
5、利用LOGES测井处理系统研究单井盖层分布状况，储、盖层组合情况，划分有利储、盖组合。
6、盖层有效性研究：研究盖层从沉积到形成演变的地质历史发展过程，地史中盖层的封闭能力与油气源岩排烃历史、储层演化、圈闭形成以及油气运移、聚集和保存条件的演变等的匹配关系。
7、通过综合分析认为，柴北缘发育下干柴沟组(E_3~1、E_3~2顶)和上干柴沟组N_1两套区域盖层，其余几套局部发育优质盖层，显示该区具有较好的油气保存条件。
8、通过盖层综合评价认为：柴北缘地区第三系缺乏相对稳定的深湖—半深湖相优质盖层，滨浅湖相泥岩相当发育。有利盖层分布区主要分布在昆特依坳陷、鄂博梁Ⅱ号—鸭湖构造带、鄂博梁Ⅰ号—葫芦山构造带、伊克雅乌汝凹陷、冷湖构造带和马海—南八仙构造带。
9、从油气有利聚集带出发，冷湖地区以冷湖三、四、五号，马仙隆起以南斜坡为最有利勘探目标区。
The Northern Qaidam Basin is one of the structure cells in the Qaidam Basin where located in Qingzang Plat., with an area of 3 X 104km2. This paper presents a systematic research on oil and gas sealing conditions of the Northern Qaidam Basin based on the seismic profiles, well logs, drilling, sample analyses, mechanism of sediment and the theory of oil and gas preservation.
Based on the previous work, the main results are as follows:
1. The sealing mechanism can be classified as capillary sealing and concentration sealing after systematical analyzing the sealing mechanism of the sealing formation. In fact, both the pressure sealing and the hydraulic sealing are belong to capillary sealing, they are special forms of capillary sealing;
2. According to the sedimentary mechanism, the effects of sedimentary environments, structural movements and changes of the sea level on the development of the cap rock were analyzed, the distribution regularity was obtained;
3. The high pressure and high temperature experimental tests have been done to measure the breakthrough pressure of the cap rock. According to the special and routine results, the sealing capacity of the mudstone at reservoir conditions and the affecting factors were analyzed. The evaluation criterion of the cap rock was established, combining the geology feature of the Northern Qaidam Basin;
4. A method of synthesized evaluation on sealing capacity was proposed, the sealing capacity of cap rocks by use of simulation test technology was analyzed, and the cap rock was evaluated by means of the feature of the cap rock distribution;
5. By means of Well Log Evaluation System, the cap rock distribution and combining reservoir sealing of single well were analyzed;
6. The comprehension sealing capacity of each formation group has been studied by using the physical properties and the formation distribution. Study on the package relationship of source rocks, reservoir and cap rocks, the oil shows, the development of faults, and the development of traps, the prospecting area have been predicted in the Northern Qaidam Basin;
7. The sealing capacity is better with two sets of area cap rock and several sets of regional cap rock. The most important regional cap rocks of the Northern Qaidam Basin are the mudstones of upper and lower Ganchaigou Formation. The mudstones of upper Youshashan Formation are the local cap rocks for the upper secondary reservoir. The argillaceous rocks of each formation are the direct or indirect cap rocks for the underlying reservoirs and have good sealing qualities;
8. The most favorable regions for cap rocks are evaluated. The comprehensive result is that the Lenghu structural belt and the Nanbaxian-Mahai structural belt are the best ones of oil and gas accumulation conditions.
引文
1、杨福忠 李伟、余辉龙等 柴达木盆地北缘侏罗系含油气系统特征与评价 石油勘探院地质所 2000．3
2、朱宏权等，柴北缘中生界沉积相研究 杭州地质研究所 2000
3、庞雄奇 付广 万龙贵 姜正学著，盖层封油气性综合定量评价—盆地模拟在盖层评价中的应用，地质出版社，1993．2
4、赵福忠、李伟等，柴达木盆地北缘侏罗系含油气系统特征与评价，北京石油研究院，2000．3
5、王树寅、石强、张险峰等，柴达木盆地北缘侏罗系测井评价，廊坊石油分院，2000
6、李明诚等，油气成藏保存条件的综合研究。石油学报，1997，V．18，No．2：41-48。
7、鲁兵、孔宪政、黎冰、郭玉杰，断块结构与断块封闭性间的关系。石油勘探与开发，1999，V．26，No．6。
8、付广、王朋岩、孙洪斌，断层垂向封闭模式及研究方法。新疆石油地质，1998，V．19，No．1。
9、李明诚，石油与天然气运移研究综述。石油勘探与开发，2000，V．27，No．4：3-10。
10、李明诚，石油与天然气运移(第二版)。石油工业出版社，1994。
11、游秀玲，天然气盖层评价方法探讨。石油与天然气地质，1991，V．12，No．3。
12、李明诚，地流体、封隔体和含油气系统与油气运移的关系。石油大学学报，2000，V．24，No．4：29-33。
13、李国平、郑德文、欧阳永林等，天然气封盖层研究与评价。石油工业山版社，1996。
14、洪峰、宋岩、李先奇，中国大中型气田储盖层基本特征综述，天然气地质研究新进展。石油工业出版社，1997。
15、陈章明、吕延防，泥质盖层封闭性的确定与源岩排气史的匹配。大庆石油学报，1990，No．2。
16、林维澄等，柴达木盆地侏罗系石油地质综合研究及勘探目标选择。1997，青海石油管理局内部资料。
17、傅广、陈章明、万龙贵，烃浓度盖层封闭天然气的有效性及其研究意义。沉积学报，V．15，No．1。
18、19青海省柴达木盆地南八仙油气田探明储量报告。青海油田研究院，内部资料。
19、吕延防等著，油气藏封盖研究。石油工业出版社，1996。
20、郝石生等著，天然气藏的形成与保存。石油工业出版社，1995。
21、李国平等，测井地质及油气评价新技术。石油工业出版社，1995年。
22、戴贤忠等，济阳坳陷第三系天然气藏盖层评价及其形成机理，石油学报，1991 Vol．12，No．2。
23、肖天然等，天然气藏盖层的研究方法，石油与天然气地质文集，第1集，地质矿产部石油地质，1984。
24、赵庆波，辽河盆地气藏泥岩盖层条件初探，天然气工业，第11卷，第6期，1991。
25、王少昌等，试论泥质岩在天然气藏形成中的封闭性能，煤成气论文集 4，1987。
26、郝石生等，天然气盖层实验研究及评价，沉积学报，第9卷，第4期，1991。
27、童晓光等，区域盖层在油气聚集中的应用，石油勘探与开发，第4期，1989。
28、张文达等，天然气盖层的微孔隙结构特征及遮挡性能探讨，华东石油地质，第2期，1990。
29、邓宗准等，滇黔桂上扬子地区油气盖层条件研究，“七五”国家重点科技攻关项目成果报告，1990。
30、许化政，泥岩压实成岩特征及封闭能力的影响，“七五”重大石油科技成果，天然气地质研究，石油工业出版社，1992。
31、付家谟主编，天然气运聚、储集及封盖条件，科学出版社，1992。
32、郝石生等编译，天然气扩散和运移，中国石油天然气总公司科技发展部，1990。
33、庞雄奇，付广等，盖层封油气性综合定量评价—盆地模拟在盖层评价中的应用，地质出版社，1993。
34、彭秀美，用岩石力学试验方法评价区域盖层的埋深和厚度标准。
35、Steven D. Knott著，孙泽红编译，北海断层封闭分析，AAPG，1993．5。
36、杨传忠等，油气盖层力学性质与封闭性关系，西南石油学院学报，Vol．16，No．3，1994．8。
37、孙嘉陵，南海炭13-1气田封闭条件探讨，天然气工业，Vol．15，No．3，1995．3。
38、王振平，孟子文，泥岩盖层烃类垂向分布规律和气藏追索，石油学报，Vol．17，No．2，1996．4。
39、唐泽尧，气田地质，石油工业出版社，1997。
40、Donald, L. Zieglar, Hydrocarbon columns, Buoyancy Pressures and Seal Efficiency: Comparisons of Oil and Gas Accumulations in California and the Rocky Mountain Area, AAPG Bulletin, V. 76, No. 4, 1992.
41、Downey W., Evaluation Seals for Hydrocarbon Accumulations, AAPG, V. 68, No. 11, 1984.
42、Kross B. and Leythaeuser D., Experimental measurements of the diffusion Parameters of light hydrocarbons in water-Saturated Sedimentary rocks: Results and Significance, org. Geochem ,Vol. 11, No.3,1987, P. 193-199.
43、Milton N. J. and Bertram G. T. , Trap style -a new classification based on Sealing Surfaces, AAPG V. 76, No.17, 983-999, 1992.
44、Watts N. L., 单相烃柱和多相烃柱的盖岩封闭和断层封闭的理论探讨，陈德卿译自《Marine and Petroleum Geology》Vol．4，No．4，1987，油气地质译丛，No．4，1988．
45、Krushin J. T, Seal Capacity of nonsmectite shale, Seals, traps and the Petroleum System, AAPG Memoir 67, P. 31～47, 1997.
46、Boult P. J., Capillary seals within the Eromanga basin, Australia: Implications for exploration and petroleum. AAPG Memoir 67, P143～167, 1997.
47、Ortoleva P. J., Basin Compartmentation: Definitions and mechanisms, AAPG MEM No.61,1994.
48、AL-Shaieb Z. The banded character of pressure seals, AAPG MEM No.61, P351～367, 1994.
49． C.Qin ,Ortoleva P.J., Banded diagenetic pressure seals :Types , mechanisms ,and homogenized Basin dynamics ,AAPG MEM No.61,P385-400,1994．
50． Y. Chen. W. Chen etc, Role of pressure-sensitive reductions in seal formation and healing : Application of CIRF .A reaction-transport code ,AAPG MEM No.61,P417-427,1994．
51． David Deming ,Factors necessary to define a pressure seal ,AAPG Bulletin .V.78,No.6:P1005-1009,1994． 6．
52． Berg ,R.R. and Avery A.H., Sealing properties of Tertiary growth faults .Texas Gulf Coast ,AAPG Bulletin .V.79,No.3:P375-393,1995． 3．
2、朱宏权等，柴北缘中生界沉积相研究 杭州地质研究所 2000
3、庞雄奇 付广 万龙贵 姜正学著，盖层封油气性综合定量评价—盆地模拟在盖层评价中的应用，地质出版社，1993．2
4、赵福忠、李伟等，柴达木盆地北缘侏罗系含油气系统特征与评价，北京石油研究院，2000．3
5、王树寅、石强、张险峰等，柴达木盆地北缘侏罗系测井评价，廊坊石油分院，2000
6、李明诚等，油气成藏保存条件的综合研究。石油学报，1997，V．18，No．2：41-48。
7、鲁兵、孔宪政、黎冰、郭玉杰，断块结构与断块封闭性间的关系。石油勘探与开发，1999，V．26，No．6。
8、付广、王朋岩、孙洪斌，断层垂向封闭模式及研究方法。新疆石油地质，1998，V．19，No．1。
9、李明诚，石油与天然气运移研究综述。石油勘探与开发，2000，V．27，No．4：3-10。
10、李明诚，石油与天然气运移(第二版)。石油工业出版社，1994。
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16、林维澄等，柴达木盆地侏罗系石油地质综合研究及勘探目标选择。1997，青海石油管理局内部资料。
17、傅广、陈章明、万龙贵，烃浓度盖层封闭天然气的有效性及其研究意义。沉积学报，V．15，No．1。
18、19青海省柴达木盆地南八仙油气田探明储量报告。青海油田研究院，内部资料。
19、吕延防等著，油气藏封盖研究。石油工业出版社，1996。
20、郝石生等著，天然气藏的形成与保存。石油工业出版社，1995。
21、李国平等，测井地质及油气评价新技术。石油工业出版社，1995年。
22、戴贤忠等，济阳坳陷第三系天然气藏盖层评价及其形成机理，石油学报，1991 Vol．12，No．2。
23、肖天然等，天然气藏盖层的研究方法，石油与天然气地质文集，第1集，地质矿产部石油地质，1984。
24、赵庆波，辽河盆地气藏泥岩盖层条件初探，天然气工业，第11卷，第6期，1991。
25、王少昌等，试论泥质岩在天然气藏形成中的封闭性能，煤成气论文集 4，1987。
26、郝石生等，天然气盖层实验研究及评价，沉积学报，第9卷，第4期，1991。
27、童晓光等，区域盖层在油气聚集中的应用，石油勘探与开发，第4期，1989。
28、张文达等，天然气盖层的微孔隙结构特征及遮挡性能探讨，华东石油地质，第2期，1990。
29、邓宗准等，滇黔桂上扬子地区油气盖层条件研究，“七五”国家重点科技攻关项目成果报告，1990。
30、许化政，泥岩压实成岩特征及封闭能力的影响，“七五”重大石油科技成果，天然气地质研究，石油工业出版社，1992。
31、付家谟主编，天然气运聚、储集及封盖条件，科学出版社，1992。
32、郝石生等编译，天然气扩散和运移，中国石油天然气总公司科技发展部，1990。
33、庞雄奇，付广等，盖层封油气性综合定量评价—盆地模拟在盖层评价中的应用，地质出版社，1993。
34、彭秀美，用岩石力学试验方法评价区域盖层的埋深和厚度标准。
35、Steven D. Knott著，孙泽红编译，北海断层封闭分析，AAPG，1993．5。
36、杨传忠等，油气盖层力学性质与封闭性关系，西南石油学院学报，Vol．16，No．3，1994．8。
37、孙嘉陵，南海炭13-1气田封闭条件探讨，天然气工业，Vol．15，No．3，1995．3。
38、王振平，孟子文，泥岩盖层烃类垂向分布规律和气藏追索，石油学报，Vol．17，No．2，1996．4。
39、唐泽尧，气田地质，石油工业出版社，1997。
40、Donald, L. Zieglar, Hydrocarbon columns, Buoyancy Pressures and Seal Efficiency: Comparisons of Oil and Gas Accumulations in California and the Rocky Mountain Area, AAPG Bulletin, V. 76, No. 4, 1992.
41、Downey W., Evaluation Seals for Hydrocarbon Accumulations, AAPG, V. 68, No. 11, 1984.
42、Kross B. and Leythaeuser D., Experimental measurements of the diffusion Parameters of light hydrocarbons in water-Saturated Sedimentary rocks: Results and Significance, org. Geochem ,Vol. 11, No.3,1987, P. 193-199.
43、Milton N. J. and Bertram G. T. , Trap style -a new classification based on Sealing Surfaces, AAPG V. 76, No.17, 983-999, 1992.
44、Watts N. L., 单相烃柱和多相烃柱的盖岩封闭和断层封闭的理论探讨，陈德卿译自《Marine and Petroleum Geology》Vol．4，No．4，1987，油气地质译丛，No．4，1988．
45、Krushin J. T, Seal Capacity of nonsmectite shale, Seals, traps and the Petroleum System, AAPG Memoir 67, P. 31～47, 1997.
46、Boult P. J., Capillary seals within the Eromanga basin, Australia: Implications for exploration and petroleum. AAPG Memoir 67, P143～167, 1997.
47、Ortoleva P. J., Basin Compartmentation: Definitions and mechanisms, AAPG MEM No.61,1994.
48、AL-Shaieb Z. The banded character of pressure seals, AAPG MEM No.61, P351～367, 1994.
49． C.Qin ,Ortoleva P.J., Banded diagenetic pressure seals :Types , mechanisms ,and homogenized Basin dynamics ,AAPG MEM No.61,P385-400,1994．
50． Y. Chen. W. Chen etc, Role of pressure-sensitive reductions in seal formation and healing : Application of CIRF .A reaction-transport code ,AAPG MEM No.61,P417-427,1994．
51． David Deming ,Factors necessary to define a pressure seal ,AAPG Bulletin .V.78,No.6:P1005-1009,1994． 6．
52． Berg ,R.R. and Avery A.H., Sealing properties of Tertiary growth faults .Texas Gulf Coast ,AAPG Bulletin .V.79,No.3:P375-393,1995． 3．