牟 瑜，張金功，2，席 輝

(1.西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，陜西西安710069;2.西北大學(xué)石油天然氣研究中心，陜西西安710069;3.中國石油測井有限公司，陜西 西安710069)

油氣輸導(dǎo)體系研究現(xiàn)狀及存在問題的探討

牟 瑜1，張金功1，2，席 輝3

(1.西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，陜西西安710069;2.西北大學(xué)石油天然氣研究中心，陜西西安710069;3.中國石油測井有限公司，陜西 西安710069)

油氣輸導(dǎo)體系是油氣成藏體系的必要元素，也是油氣運(yùn)移研究的薄弱環(huán)節(jié)。人們對于這一概念的闡述各不相同，絕大多數(shù)學(xué)者將其劃分為高孔滲砂體、斷層及裂縫、不整合面以及它們兩兩或全部的復(fù)合輸導(dǎo)體系四種類型，目前對輸導(dǎo)體系的研究也集中在這四種類型上。對高孔滲砂體的研究主要集中在孔隙結(jié)構(gòu)、滲透率和優(yōu)勢運(yùn)移通道上;對斷層的研究主要集中在斷層泥、非滲透性物質(zhì)、兩盤特征、斷層面應(yīng)力及斷層活動性上;對不整合面的研究主要集中在其產(chǎn)狀、性質(zhì)、類型及巖性組合等方面。輸導(dǎo)體系的類型劃分應(yīng)當(dāng)以滲透率非均質(zhì)性為依據(jù)，同時充分考慮烴源巖。從盆地沉積演化的角度出發(fā)研究各類輸導(dǎo)體系的分布，也是油氣運(yùn)移研究領(lǐng)域中的薄弱環(huán)節(jié)。

油氣輸導(dǎo)體系;高孔滲砂體;斷層及裂縫;不整合面;復(fù)合輸導(dǎo)體系

輸導(dǎo)體系是溝通烴源巖與儲層的橋梁，與烴源巖、圈閉共同構(gòu)成油氣成藏體系的必要元素。油氣的運(yùn)移和聚集一直是油氣地質(zhì)研究領(lǐng)域的薄弱環(huán)節(jié)(李明誠，1994;陳荷立，1995)，而輸導(dǎo)體系的研究更是油氣成藏研究的難點(diǎn)。當(dāng)前對輸導(dǎo)體系的研究主要集中在高孔滲砂體、斷層及裂縫、不整合面及復(fù)合型輸導(dǎo)體系上。

1 輸導(dǎo)體系的研究現(xiàn)狀

1.1 輸導(dǎo)體系的概念

長期以來，對于連接烴源巖與油氣藏的輸導(dǎo)油氣的地質(zhì)體，有運(yùn)移通道、輸導(dǎo)層、運(yùn)載層和運(yùn)移通道體系等不同的叫法。近年來，“油氣輸導(dǎo)體系”已成為主流稱謂。但對于輸導(dǎo)體系這一概念，人們的闡述和理解各不相同。

張照錄等(2000)認(rèn)為輸導(dǎo)體系是相對于某一獨(dú)立的油氣運(yùn)移單元—含油氣系統(tǒng)而言的，是含油氣系統(tǒng)中所有運(yùn)移通道(輸導(dǎo)層、斷層、裂縫、不整合面等)及其相關(guān)圍巖的總和;付廣等認(rèn)為油氣輸導(dǎo)系統(tǒng)是指連接烴源巖與圈閉的運(yùn)移通道所組成的輸導(dǎo)網(wǎng)絡(luò);張衛(wèi)海等將輸導(dǎo)體系定義為含油氣系統(tǒng)中各種輸導(dǎo)層及其相互關(guān)系的總和;熊偉(2006)認(rèn)為輸導(dǎo)體系是連接烴源巖和圈閉的紐帶。油藏與輸導(dǎo)體系的關(guān)系常被喻為瓜和藤的關(guān)系:“順藤摸瓜”即利用輸導(dǎo)體系尋找油氣藏;反之，“順瓜找藤”可以“牽”出輸導(dǎo)體系。由此，研究當(dāng)前已知油氣藏的分布規(guī)律和構(gòu)成特征是建立盆地宏觀輸導(dǎo)體系的出發(fā)點(diǎn)。姜建群等(2002)認(rèn)為流體輸導(dǎo)體系就是指頂?shù)酌嬗煞忾]面所控制的流體運(yùn)移單元。秦長文等(2005)認(rèn)為油氣輸導(dǎo)體系就是油氣二次運(yùn)移的通道。

1.2 輸導(dǎo)體系的主要類型

輸導(dǎo)體系類型有多種劃分方案。張照錄(2000)認(rèn)為輸導(dǎo)體系應(yīng)包括輸導(dǎo)層和相關(guān)圍巖。根據(jù)油氣運(yùn)移主干道的不同，輸導(dǎo)體系可分為斷層型、輸導(dǎo)層型、裂隙型及不整合型等4種類型。

謝泰俊等(1997)在研究南海北部大陸邊緣盆地時，根據(jù)不同類型通道在運(yùn)移中的作用和具體地質(zhì)情況，把輸導(dǎo)體系劃分為四類:以斷裂帶為主的運(yùn)移通道體系、與古構(gòu)造脊相關(guān)的運(yùn)移通道體系、與活動熱流體底辟作用相關(guān)的通道體系和與不整合有關(guān)的運(yùn)移通道體系。

付廣根據(jù)構(gòu)成輸導(dǎo)體系構(gòu)成要素(連通孔隙、裂縫和孔隙－裂縫)的復(fù)雜程度等將輸導(dǎo)體系分為簡單和復(fù)合輸導(dǎo)系統(tǒng)，又根據(jù)氣藏與氣源巖之間的關(guān)系，劃分為源內(nèi)和源外2類輸導(dǎo)體系。

Galeazzl(1998)在研究Malvinas盆地時，根據(jù)含油氣系統(tǒng)基本元素的特征及其構(gòu)造—地層格架樣式，將該盆地含油氣系統(tǒng)中的輸導(dǎo)體系劃分為由輸導(dǎo)層構(gòu)成的主輸導(dǎo)體系和由斷層—輸導(dǎo)層構(gòu)成的次輸導(dǎo)體系。

王永詩，郝雪峰(2007)以濟(jì)陽坳陷為例，在陸相斷陷盆地輸導(dǎo)體系要素及輸導(dǎo)空間型式分析基礎(chǔ)上，提出了“網(wǎng)毯式”、“T型”、“階梯型”和“裂隙型”四種輸導(dǎo)體系典型樣式。其中網(wǎng)毯式輸導(dǎo)體系又可分為側(cè)向斜坡模式和垂向斷裂帶模式，階梯型輸導(dǎo)體系可進(jìn)一步劃分為斷裂－砂體模式和斷裂－不整合模式。陸相斷陷盆地不同發(fā)育階段、不同構(gòu)造部位發(fā)育不同類型的輸導(dǎo)體系樣式，它們共同組成了斷陷盆地復(fù)式輸導(dǎo)體系網(wǎng)絡(luò)，控制了油氣分層、油藏分類及分布特征。

楊德彬通過詳細(xì)分析不同盆地類型的輸導(dǎo)體系發(fā)育特征，按照不同原型盆地發(fā)育的成藏系統(tǒng)進(jìn)行劃分，系統(tǒng)地將輸導(dǎo)體系分為4大類12小類。其中四大類包括斷陷盆地型輸導(dǎo)體系，坳陷盆地型輸導(dǎo)體系，前陸盆地型輸導(dǎo)體系與克拉通盆地輸導(dǎo)體系。

一般而言，油氣輸導(dǎo)體系可劃分為高孔滲儲集層輸導(dǎo)體、斷層－裂縫輸導(dǎo)體和不整合面輸導(dǎo)體，以及它們兩兩或全部的復(fù)合輸導(dǎo)體系。

1.3 輸導(dǎo)體系各類型的特征

1.3.1 高孔滲砂體

高孔滲砂體不僅是油氣聚集的主要場所，它同樣可以成為油氣運(yùn)移的有利通道。目前對塑壓砂輸導(dǎo)體的研究主要集中在孔隙結(jié)構(gòu)、滲透率、砂體展布以及優(yōu)勢運(yùn)移通道。

1)孔隙結(jié)構(gòu)的研究

孔隙結(jié)構(gòu)的研究主要包括孔隙相對大小、分選型、孔喉比、孔隙配位數(shù)(每個孔隙連通的喉道數(shù))、孔隙系數(shù)(有效孔隙度與絕對孔隙度之比)、孔喉的曲折度、孔喉內(nèi)壁的粗糙度以及孔喉的排列與組合方式。

2)滲透率的研究

輸導(dǎo)體滲透率的大小，對于油氣輸導(dǎo)能力具有決定意義。滲透率和孔隙度之間有密切的聯(lián)系。一般是孔隙度越大，其滲透率越高，并大致呈正相關(guān)關(guān)系。但滲透率隨孔隙度變化的快慢是不同的。平行巖層方向的滲透率要大于垂直巖層方向的滲透率，在發(fā)育裂縫的情況下，巖層的滲透率會顯著增大。

砂泥巖層的滲透率還與巖層所受到的壓力、圍壓等因素有著密切的關(guān)系。當(dāng)巖石處于彈塑性階段，加壓過程中巖層的滲透率和孔隙度均有不同程度的下降，隨著有效壓力的卸載，滲透率和孔隙度有所增大，但不能恢復(fù)到原始水平。進(jìn)入破裂階段后，隨著新生裂隙的擴(kuò)展、貫穿，巖石的滲透率先是緩慢增加然后急劇增大，之后隨應(yīng)變的增加，滲透率有升有降。

3)優(yōu)勢運(yùn)移通道

通過一系列的物理模擬實驗，發(fā)現(xiàn)油氣二次運(yùn)移會通過特定的優(yōu)勢通道進(jìn)行。油氣運(yùn)移空間可能只占據(jù)整個輸導(dǎo)體的1%～10%。

金之均等(2003)認(rèn)為優(yōu)勢運(yùn)移通道是指油氣在無外界干擾的情況下，在二次運(yùn)移過程中自然優(yōu)先流經(jīng)的通道，且該通道與運(yùn)移趨向或潛在的運(yùn)移傾向無關(guān)。他并提出了級差優(yōu)勢通道、分割槽優(yōu)勢通道、壓實優(yōu)勢通道和流向優(yōu)勢通道等4種優(yōu)勢運(yùn)移通道基本模式。

曾濺輝(2000)據(jù)實驗研究，在同一注油速率下，小級差的正韻律砂層比大級差的正韻律砂層更容易發(fā)生油的聚集，含油范圍更大，而大級差的正韻律砂層中的油氣主要沿其中滲透率較大的砂層運(yùn)移，形成油氣的優(yōu)勢運(yùn)移通道，含油范圍相對較小。

1.3.2 斷層及裂縫

不同規(guī)模的斷層及裂縫體系是油氣運(yùn)移的最重要的輸導(dǎo)體之一。斷層具有兩面性，隨著演化階段與發(fā)育程度的不同，既可作為油氣輸導(dǎo)的通道，又可以作為油氣輸導(dǎo)的封堵面。大量的研究集中在斷層泥和非滲透性物質(zhì)、斷層兩盤的巖性和對接關(guān)系、斷面應(yīng)力特征、斷層活動性等方面。

1)斷層泥對斷層輸導(dǎo)封閉性能的影響

剪切成因斷層泥由于塑性泥巖在斷層兩側(cè)的剪切應(yīng)力作用下，逐漸拉開，沿斷層面的拉張作用提供了塑性頁巖流入斷層帶的空間，在隨后的錯動過程中，粘土進(jìn)一步塑性流動，形成斷層泥。沉積充填斷層泥是在斷裂開啟時，斷裂帶上覆泥質(zhì)物或上覆塑性泥質(zhì)巖層沉積充填入斷裂帶。斷層泥發(fā)育有利于斷層封閉。

2)非滲透性物質(zhì)對斷層輸導(dǎo)性能的影響

非滲透性物質(zhì)主要包括瀝青質(zhì)和膠結(jié)物。瀝青質(zhì)即油氣在運(yùn)移過程中在脫瀝青、微生物降解、水洗和輕重組分分異的作用下形成的非滲透性物質(zhì);膠結(jié)物即流體在運(yùn)移過程中由于壓力和溫度的改變或和其他流體混流而形成的碳酸鹽沉淀、石英沉淀、方解石沉淀等。斷裂帶內(nèi)充填低滲透性的物質(zhì)，也對油氣起成封堵作用。

3)斷層兩盤的巖性和產(chǎn)狀對接對斷層輸導(dǎo)性能的影響

斷層巖性和產(chǎn)狀對于油氣輸導(dǎo)、封閉性的影響主要集中在兩個方面:①斷層巖性對接封閉作用:斷層對置盤的巖性如果是砂和泥質(zhì)接觸有利于封閉，如果是砂和砂的接觸則不利于封閉;②斷層產(chǎn)狀封閉:斷層產(chǎn)狀如果和地層產(chǎn)狀相背有利于封閉，反之則不利于封閉。

4)斷層面應(yīng)力特征對斷層輸導(dǎo)封閉性能的影響

斷層面應(yīng)力是造成斷層在垂向上緊閉的最重要因素，斷層面壓力越大，斷層緊閉程度越高，垂向封閉性越好，反之越差。

5)斷層活動性對斷層輸導(dǎo)封閉性能的影響

前人認(rèn)為斷層在活動期以發(fā)揮輸導(dǎo)作用為主，在不活動期以封閉作用為主。在研究斷層活動性時主要利用斷層兩盤沉積厚度、沉積時間和兩盤落差之間的關(guān)系，判定斷層自形成至今的一個平均活動性。

1.3.3 不整合面

不整合面上常有長期風(fēng)化侵蝕、溶解淋濾形成的殘余的巖屑、底礫巖等，固結(jié)后孔隙性及滲透性較高，可構(gòu)成油氣運(yùn)移的通道。影響不整合輸導(dǎo)體系有效性的因素包括不整合面的產(chǎn)狀、性質(zhì)和類型、不整合的巖層組合形式及其相對物性、上覆(遮蓋)地層的性質(zhì)、不整合的發(fā)育規(guī)模、形成時間和運(yùn)移期的配置關(guān)系、與其他運(yùn)移通道的時空配置關(guān)系、壓力、風(fēng)化剝蝕和地表水淋濾洗刷程度以及交匯疊置程度等。不整合面的傾角和分布面積控制油氣運(yùn)移速度、距離和聚集規(guī)模都會影響不整合輸導(dǎo)體系有效性。不整合面傾角越大，運(yùn)移的速度越大，距離也越遠(yuǎn)，規(guī)模則更大;不整合面交匯疊置程度愈高，聚油強(qiáng)度愈大。而不整合類型又制約著不整合面傾角及交匯程度的變化，進(jìn)而控制了油氣運(yùn)移的模式、速度、距離及規(guī)模。

1.3.4 復(fù)合型輸導(dǎo)體系

復(fù)合型輸導(dǎo)體系是兩種或兩種以上輸導(dǎo)體元素的組合。輸導(dǎo)體系分類不能只考慮單獨(dú)的輸導(dǎo)體元素，油氣運(yùn)聚可能是多個在時空上相匹配的輸導(dǎo)體共同或先后作用的結(jié)果。根據(jù)其空間組合形式，復(fù)合型的輸導(dǎo)體系可分為4種最基本的復(fù)合型的輸導(dǎo)體系:砂體—不整合面輸導(dǎo)體系;砂體－斷層輸導(dǎo)體系;不整合面—斷層輸導(dǎo)體系;砂體—斷層—不整合面輸導(dǎo)體系。在這四類復(fù)合輸導(dǎo)體系中，砂體、不整合面、斷層及裂縫為油氣提供垂向及側(cè)向運(yùn)移的立體網(wǎng)絡(luò)通道，共同控制油氣的運(yùn)移。

2 輸導(dǎo)體系研究現(xiàn)狀中存在的不足

近年來，學(xué)者們在輸導(dǎo)體系的研究方面做了大量扎實有效的工作，取得了很多成果，但是一些問題依然存在，主要表現(xiàn)在以下幾個方面:

①關(guān)于輸導(dǎo)體系的類型劃分，絕大多數(shù)學(xué)者將輸導(dǎo)體系劃分為高孔滲儲集層輸導(dǎo)體、斷層－裂縫輸導(dǎo)體和不整合面輸導(dǎo)體，以及它們兩兩或全部的復(fù)合輸導(dǎo)體系。這種劃分方案并不是十分科學(xué)，忽略了烴源巖中的泥巖油氣藏，對泥頁巖油氣藏并不適用。

②當(dāng)前對沉積盆地內(nèi)部各類輸導(dǎo)體系分布的研究不少，但將動力與輸導(dǎo)體系差異性相結(jié)合來研究輸導(dǎo)機(jī)制的思路不多。

3 結(jié)語

1)劃分輸導(dǎo)體系應(yīng)充分考慮烴源巖，以滲透率非均質(zhì)性來劃分，對輸導(dǎo)體各要素詳細(xì)剖析，進(jìn)而對其組合特征綜合研究，把握各類輸導(dǎo)體系的油氣運(yùn)移特點(diǎn)。

2)研究輸導(dǎo)體系分布這一問題時，應(yīng)分析盆地沉積演化的不同階段及各種輸導(dǎo)體在橫向縱向的不同時空配置特點(diǎn)，與油氣運(yùn)移動力匹配，進(jìn)而解決輸導(dǎo)體系分布的問題。

［1］張照錄，王華，楊紅.含油氣盆地的輸導(dǎo)體系研究［J］.石油與天然氣地質(zhì).2000，21(2):132 －134.

［2］付廣，劉洪霞，段海風(fēng).斷層不同輸導(dǎo)通道封閉機(jī)理及其研究方法［J］.石油實驗地質(zhì).2005，27(4):403－408.

［3］付廣，王朋巖，孫洪斌.斷層垂向封閉模式及研究方法［J］.新疆石油地質(zhì).1998，19(1):7 －10.

［4］付廣，許則劍，韓冬玲，等.不整合面在油氣藏形成中的作用［J］.大慶石油學(xué)院學(xué)報.2001，25(1):1 －4.

［5］付廣、付曉飛.斷裂輸導(dǎo)系統(tǒng)及其組合對油氣成藏的控制作用［J］.世界地質(zhì).2001，20(4):344 －349.

［6］張金功，王定一，邸世祥，等.異常超壓帶內(nèi)開啟泥巖裂隙的分布與油氣初次運(yùn)移［J］.石油與天然氣地質(zhì).1996，17(1):27－31.

［7］杜春國，郝芳，鄒華耀，等.斷裂輸導(dǎo)體系研究現(xiàn)狀及存在的問題［J］.地質(zhì)科技情報.2007，26(1):51 －54.

［8］沈樸，張善文，林會喜，等.油氣輸導(dǎo)體系研究綜述［J］.油氣地質(zhì)與采收率.2010，17(4):4 －7.

［9］陳歡慶，朱筱敏，張琴，等.輸導(dǎo)體系研究進(jìn)展［J］.地質(zhì)論評.2009，2(55):269 －275.

［10］楊德彬，朱光有，蘇勁，等.中國含油氣盆地輸導(dǎo)體系類型及其有效性評價［J］.西南石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版).2011，33(3):8－16.

［11］Allan U S.Model for hydrocarbon migration and entrapment with in faulted structures［J］.AAPG Bullet in，1989，73(6):803 – 811.

Research and Discussion on the Problems of the Oil and Gas Transporting System

MOU Yu，ZHANG Jin － gong，XIHui
(1.Geology department，Northwest University，Xi’an 710069，Shaanxi;2.Research Center of the oil and gas，Northwestern University Xi’an 710069，Shaanxi;3.China Petroleum Logging Co.，Ltd.Xi’an 710069，Shaanxi)

Oil and gas conduit system is a necessary element of the petroleum accumulation system and the weak link of hydrocarbon migration.For this concept，the person describes differently and the majority scholars divided into four types that are the high porosity，permeability sand bodies，faults and fractures，unconformities and two or all composite conduit system.The current the input conduction system is also concentrated in the four types.For study on high porosity and permeability sand body is mainly concentrated in the pore structure，permeability，and advantages of the migration pathway.The research focuses on the fault in the fault gouge，non － permeable material，two characteristics，broken on the level of stress and fault activity right.For the unconformity research，it mainly focuses on the occurrence，nature，type and lithology combination.Type of conduit system should be based on permeability heterogeneity by taking full account of the source rocks.The distribution of the various types of conduit system starting from the perspective of sedimentary basin evolution，the hydrocarbon migration is the weak link in the research field.

Oil and gas transporting system;High porosity and permeability sand body;faults and fractures;the unconformity side and the united transporting system

TE122

A

1004－1184(2012)04－0178－03

2012－04－05

《盆地升降過程油氣富集機(jī)理與富集模式》(T06086)

牟瑜(1986－)，男，甘肅天水人，在讀碩士研究生，主要從事石油天然氣成藏機(jī)理研究。