礁塊油氣藏

礁塊油氣藏又稱生物礁油氣藏是指由珊瑚、層孔蟲、藻類等造礁生物原地堆積而成的碳酸鹽岩建造。生物礁中原生骨架孔隙、粒間孔隙很發育，由於礁體生長過程中多次露出水面，在風化，侵蝕、溶蝕等地質作用下，次生孔隙也非常發育，再加上構造運動造成的各種裂縫，形成了儲集空間發育、滲透性極佳的生物礁儲集體，如被上覆非滲透岩石所覆蓋，其中聚集油氣，即為礁塊油氣藏。

基本介紹

• 中文名：礁塊油氣藏
• 外文名：reef oil-gas reservoir
• 學科：石油與天然氣地質學
• 別稱：生物礁油氣藏
• 成藏模式：近源成藏模式
• 分布：廣泛

簡介

生物礁以其良好的儲集性能在碳酸鹽岩油氣田中占有重要的地位，其蘊藏的石油天然氣資源一直是世界矚目的寶貴財富。礁型油氣藏因具有儲量大、產量高及勘探成本較低等特點而備受人們關注。國外生物礁油氣勘探開發始於20世紀初。與國外相比，我國生物礁油氣鑽探及研究起步較晚。但是，經過幾十年的發展，特別是近20年的發展，我國生物礁油氣勘探取得了突出的成就，相繼發現了一些高產油氣田，油氣儲量得到快速增長，生物礁油氣在油 氣勘探中已被列為重要對象。我國生物礁油氣資源豐富，勘探前景好。重視礁型油氣田勘探的研究，對於緩解我國油氣資源供給與需求之間的矛盾，促進當前經濟可持續發展具有重要意義。

成藏模式

油氣藏成藏模式中的所謂“近源”，是指烴源岩與儲蓋層在空間上緊密相鄰，有時候甚至烴源岩本身同時又是蓋層。“近源成藏”是生物礁油氣藏的主要成藏模式。從已知的部分國內外礁油氣藏來看，在礁體中賦存的油氣大部分來源於與礁體直接接觸的上下左右(同期或相近時期)沉積的泥頁岩或石灰岩，屬於“近源”或“近地生成就地儲集”，至於“遠源” 成藏的油氣田即生物礁油氣藏中的油氣來源於遠距離的運輸，極為少見。生物礁近源成藏模式歸納起來有兩大類，即單源生烴型和多源生烴型。單源生烴指生烴層只有一層，它又包括蓋生型、側生型和下生型3類;多源生烴指生烴層包含兩層及兩層以上，目前只發現側生-蓋生型、側生一頂生型和上下共生型3類。因此生物礁近源成藏模式可劃分為兩大類6種類型。

1. 單源生烴型

1.1 蓋生型

這種成藏模式在礁油氣藏中占有相當的數量，往往形成大型或特大型礁油氣田。這一模式中，深水相泥(頁)岩或石灰岩沉積封閉了礁體並形成了良好的蓋層，同時又成為有機質豐富的沉積體。這樣，蓋層同時又是生油層，是一種理想的成藏模式。

1.2 側生型

即油氣來源於礁體側向(同期)沉積的泥頁岩或碳酸鹽岩，它們也往往形成(特)大型礁油氣田。這些油田共同的特點是，它們的烴源多數來源於與礁體緊鄰的深水相或盆地相沉積的 泥頁岩和碳酸鹽岩。

1.3下生型

在造礁前.海進海退時期沉積的泥頁岩或石灰岩，它們往往富含海洋生物而有可能成為烴源岩，使礁體的下伏層也具有供烴能力，形成下生型。

2. 多源生烴型

礁油氣藏中“側生型”向“蓋生型”成藏模式過渡或轉化，“下生型”與“蓋生型”共同生烴，或者是“側生型”過渡為頂層生烴等類型均屬多源生烴型。

礁油氣藏的勘探實踐證明，近源成藏類型占有絕對的多數，它是生物礁油氣藏的主要成藏模式。生物礁中的油氣絕大部分來源於礁體的圍岩(上下左右沉積的泥頁岩或石灰岩)，它屬於烴源岩與緊鄰礁體的近距離運移，生成的油氣就近或直接進入多孔性的礁岩，形成“近地生成就地儲集”的經典成藏模式。通過遠距離運移的遠源成藏模式在礁油氣藏勘探實踐中被證明是為數不多的，其主要原因在於礁體周圍具有良好的烴源岩形成條件，這些近鄰的烴源具極其容易進入礁儲集體，因而就減少了遠源成藏的機會。

儲層特徵

1. 岩石學特徵

生物礁是由固著生物所建造的本質上是原地沉積的碳酸鹽建造。生物礁的類型劃分有很多方法，現在比較科學的分類方案是根據生物礁的結構組分(基質、骨架和膠結物)進行分類。這種分類方案將生物礁分為3大類:基質支撐的生物礁、骨架支撐的生物礁和膠結物支撐的生物礁(Riding, 2002)。

2.孔隙結構特徵

根據生物礁孔隙的成因，可以劃分為原生孔隙和次生孔隙。前者主要類型有:粒間孔隙、骨架孔隙以及生物鑽孔孔隙和潛穴孔隙;次生孔隙主要有:粒內孔隙、鑄模孔隙、溶孔、溶洞和裂縫。

2.1粒間孔隙

鱺粒、生物屑和球粒之間的孔隙，是沉積時期形成的原生孔隙。這類孔隙常在鱺粒、生物屑和球粒的周緣有等厚、短軸環邊的文石和高鎂方解石膠結物，其殘餘孔隙往往成為有效孔隙，完全充填時則失去其有效性。 2.2骨架孔隙是由造礁生物生長發育時形成的一種原生孔隙，是生物礁儲層重要的一種孔隙類型。骨架孔隙在礁體發育早期，往往很快被不同粒度的沉積物充填，從而形成複雜的孔隙系統(James etal. , 1983)，在成岩過程中往往被膠結物部分或全部充填。例如由造礁生物(藻化石)形成的骨架孔隙

2.3體腔孔隙

以龍介蟲的棲管孔隙為代表。龍介蟲的棲管呈中空的管狀，直徑一般2~3mm，管壁厚0. 5~lmm，內部可充填藻類殘體。

2.4粒內孔隙

以鱺粒內孔隙為代表。這種孔隙由於鱺粒內的某一同心層被溶蝕後形成的孔隙，一般富屑層易被溶解，而富藻層因含有機質不易被溶解。這類孔隙往往呈孤立孔洞群狀分布，當缺乏其他類型的孔隙伴生時，即使具有很高的孔隙度，滲透率不一定很高。

2.5溶孔、溶洞

溶孔溶洞是生物礁儲層最重要的一種孔隙類型。在成岩作用過程中，由於孔隙流體壓力、溫度、鹽度，pH值的變化，可使生物礁發生不同方式的溶解。溶解作用是生物礁孔隙的最主要的形成作用，包括早期淡水溶解作用和埋藏溶蝕作用，表現為藻骨架、顆粒的溶解或藻骨架之間、體腔孔隙膠結物的溶解。溶解作用的結果是形成大小不一，形態不規則的次生溶蝕孔隙，使得孔隙與喉道無明顯的分別，增強了連通性，提高了儲集性能。

2.6白雲石晶間孔

隨相對湖平面的升降變化，生物礁很容易處於混合水作用帶而發生混合水白雲石化(Badiozamani, 1973)，該作用的結果是使白雲石的含量增加，白雲石為泥粉晶他形。生物礁被埋藏以後，發生埋藏白雲石化作用，與早期混合水白雲石化相比，晶粒變大，晶形變好，呈半自形或自形，分布於生物礁之中。埋藏白雲石化使不易被保存的微孔隙轉變為易於保存的晶間孔(雷卞軍等，1994)，形成白雲石晶間孔隙，這類孔隙比較少見，對孔隙的貢獻不大。

儲層物性特徵

各種文獻研究生物礁油氣藏儲層物性的主要方法是通過壓汞曲線即毛細管壓力曲線反映生物礁孔喉的大小、偏度、滲透率及不同孔隙直徑的總體分布特徵。也有通過鏡下單位面積法，初步獲取孔面率的相關滲透率的數據。

總體來講，生物礁油氣藏尤其是海相礁油氣藏，孔隙度和滲透率普遍較高。而陸相油氣藏，特別是氣藏，滲透率較低，有些甚至是低滲油氣藏。並且生物礁油氣藏儲集層非均質性明顯，通常生物礁的底部(礁基)和頂部(礁蓋)孔滲性較差，而生物礁的中部即發育鼎盛時期形成的礁體(礁核)具有良好的孔滲性。

生物礁孔隙的主要形成作用

1、沉積作用

沉積作用及沉積環境是影響生物礁孔隙的一個重要因素，不同沉積作用可產生不同的原生孔隙類型。當礁發育時，某些造礁生物，如枝管藻形成的纖維狀、細枝狀骨架，可產生 巨大的開放孔隙系統，孔隙度可以達到50%以上。此外生物鑽孔、潛穴孔隙也受沉積環境控制，但這類孔隙易受壓實作用影響，很難保存下來。

2、膠結作用

包括準同生膠結作用和埋藏膠結作用。膠結作用導致孔隙減少，物性降低。

3、溶解作用

在沉積期後作用過程中，由於孔隙流體壓力、溫度、鹽度，pH值的變化，可使生物礁發生不同方式的溶解。溶解作用是生物礁孔隙的最主要的形成作用，包括早期淡水溶解作用、埋藏溶蝕作用和和晚期暴露地表的淋溶作用，表現為藻骨架、顆粒的溶解或藻骨架之間、體腔孔隙亮晶膠結物的溶解。溶解作用的結果是形成大小不一，形態不規則的次生溶蝕孔隙，使得孔隙與喉道無明顯的分別，增強了連通性，提高了儲集性能，孔隙度和滲透率明顯提高。

4、白雲岩化作用

隨相對湖平面的升降變化，生物礁很容易處於混合水作用帶而發生混合水白雲化，該作用的結果是使白雲石的含量增加，白雲石為泥粉晶它形。生物礁被埋藏以後，發生埋藏白雲化作用，往往表現為生物選擇性或組構選擇性白雲化，與早期混合水白雲化相比，出現了鐵白雲石，而且白雲石的晶粒變大，晶形變好，呈半自形或自形，零星分布於生物礁之中。白 雲岩化作用對儲層的孔滲貢獻不大。

5、裂縫作用

裂縫作用可以在淺埋藏到深埋藏的任何階段發生，由地層壓力作用產生。柴西多次強烈的構造運動是產生裂縫作用的直接原因。裂縫作用可以明顯改善岩石的滲透性。

分布特徵

1.基本特徵

大量勘探實踐表明，塔里木、四川、鄂爾多斯等盆地碳酸鹽岩含油氣層系多、分布廣。但是，大油氣田中主力含油氣層位分布穩定，可集中在某個層組，甚至在某個層段。

2.碳酸鹽岩大油氣田中油氣藏“集群式”分布特徵

碳酸鹽岩油氣藏“集群式”分布是我國古老碳酸鹽岩中低豐度大油氣田最顯著的特點。所謂“集群式”分布是指同一類型油氣藏沿某個層系或幾個層系集中分布，單個油氣藏規模小，但數十個乃至數千油氣藏群累計規模大，共同構成大油氣田。造成油氣藏“集群式”分布的主要因素是碳酸鹽岩儲層非均質性強烈，藏與藏之間缺乏連通性。由於圈閉成因不同，油氣藏“集群式”分布特點也不同，因而所採取的勘探開發技術對策也有所差異。總結我國塔里木、四川、鄂爾多斯三大盆地海相碳酸鹽岩大油氣田中油氣藏群分布，可歸納如下。

1)台緣帶生物礁油氣藏藏和顆粒灘要去藏“串珠狀”狀分布。台緣帶生物礁圈閉及鱺灘圈閉均為岩性圈閉，受沉積相帶控制，總體表現出“串珠狀”環繞台緣帶分布。這類油氣

藏受礁、灘儲滲體控制，“一礁、一灘、一藏”特徵明顯。

2)縫洞油氣藏群受縫洞儲層發育層位控制，“似層狀”大面積分布。洞油氣藏群主要發育在大型古隆起及其斜坡帶，順層岩溶作用及層間岩溶作用是這類儲集體似層狀、大面積分布的主要因素，可形成縱向多層系、橫向分布廣的分布特點。

3)後期構造改造的碳酸鹽岩油氣藏分布受構造帶控制，以構造型和複合型(主要有構造一地層複合型、構造一岩性複合型)為主，沿主斷裂帶分布。