儲(chǔ)層沉積學(xué)講稿(80)

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1、儲(chǔ)層沉積學(xué)（試用教材）羅靜蘭主編(博士研究生選修課程，80學(xué)時(shí))2003年1月5緒論一、儲(chǔ)層沉積學(xué)基本涵義沉積學(xué)(Sedimentology)是本世紀(jì)30年代由沃爾德(Wadell，1932)提出的一個(gè)術(shù)語，它主要是由沉積巖石學(xué)(SedimentaryPetrology)中沉積巖的形成作用中的基礎(chǔ)理論部分?jǐn)U大和發(fā)展起來的。而儲(chǔ)層沉積學(xué)(ReservoirSedimentology)又是以實(shí)用角度從沉積學(xué)中派生出來的一個(gè)分支，是研究油氣儲(chǔ)層沉積物(巖)和沉積作用的科學(xué)。第十三屆國際沉積學(xué)大會(huì)(1SA，1990)正式應(yīng)用該術(shù)語并引入文獻(xiàn)，表明沉積學(xué)與油氣勘探和開發(fā)的關(guān)系十分密切，

2、其在闡明生、儲(chǔ)、蓋層的形成和分布規(guī)律等方面具有重要指導(dǎo)作用。沉積學(xué)和儲(chǔ)層沉積學(xué)的基本涵義及主要研究內(nèi)容是：1．沉積學(xué)是研究沉積物(巖)和沉積作用的科學(xué)。包括研究未曾成巖和已經(jīng)成巖的天然沉積物(巖)，以及它們?cè)谧匀画h(huán)境中沉積作用的過程和機(jī)理(Reeding，1978)。沉積學(xué)作為地質(zhì)科學(xué)中的一個(gè)分科，它與流體力學(xué)和地層古生物學(xué)密切相關(guān)，與物理學(xué)、化學(xué)、海洋學(xué)、氣象學(xué)、水文學(xué)和土壤學(xué)等也有重要聯(lián)系。由于有關(guān)學(xué)科的相互交叉和滲透，以及新技術(shù)和新方法的應(yīng)用，通過對(duì)現(xiàn)代沉積物的研究(陸上和水下)和實(shí)驗(yàn)?zāi)M，逐漸使沉積學(xué)成為一門獨(dú)立的學(xué)科。隨著礦產(chǎn)資源，特別是燃料資源(煤炭、石油、天然氣

3、、核能等)勘探開發(fā)事業(yè)的巨大發(fā)展，使沉積學(xué)從以理論研究為主，逐漸成為一門具有較強(qiáng)應(yīng)用基礎(chǔ)性質(zhì)的學(xué)科。2．儲(chǔ)層沉積學(xué)主要是研究碎屑巖儲(chǔ)層和碳酸鹽巖儲(chǔ)層形成、演化、分布及其基本特征(成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等)的一門科學(xué)，是沉積學(xué)理論與油氣勘探開發(fā)實(shí)踐密切結(jié)合的結(jié)果。一般來講，石油和天然氣生于沉積巖中，也主要儲(chǔ)集在沉積巖中，從沉積巖石學(xué)、沉積學(xué)以及巖相古地理學(xué)深化對(duì)各類油氣儲(chǔ)層形成機(jī)理的研究，可以為油氣勘探開發(fā)提供更多的科學(xué)依據(jù)，因此，儲(chǔ)層沉積學(xué)的形成和發(fā)展有著重要的實(shí)際意義。二、中國油氣儲(chǔ)集層及其分布概況我國油氣資源豐富，生儲(chǔ)類型多樣，含油氣層系時(shí)代分布廣，其中又以中－新生代（晚海西～

4、印支階段、早燕山階段、晚燕山階段和喜山階段）陸相碎屑巖油氣藏的形成和演化獨(dú)具特色，而且形成了—套完整的陸相石油地質(zhì)學(xué)、巖相古地理學(xué)、儲(chǔ)層沉積學(xué)和有機(jī)地球化學(xué)等理論。含油氣層系廣布于我國西部和西北部的準(zhǔn)噶爾、塔里木、柴達(dá)木盆地、吐哈盆地、二連盆地、酒西盆地、鄂爾多斯盆地；東北和華北地區(qū)的松遼盆地、渤海灣盆地、華北盆地；西南、東南地區(qū)的四川盆地、楚雄盆地、江漢盆地、蘇北盆地、北色盆地、南襄盆地；以及我國東南沿海大陸架諸盆地等。但是也應(yīng)看到我國陸相地層的油氣勘探程度已經(jīng)較高，而現(xiàn)在已有的幾個(gè)大油氣田(區(qū))，諸如松遼盆地和渤海灣盆地均已進(jìn)入了高含水階段，穩(wěn)產(chǎn)難度越來越大，開發(fā)成本越來

5、越高。面臨這樣嚴(yán)峻的形勢(shì)，確定新的戰(zhàn)略接替區(qū)和層系就顯得十分重要。與國外相比，我國海相地層的油氣勘探程度還比較低，在今后5—15年內(nèi)必須在海相地層的油氣勘探上有重大突破，才有可能增儲(chǔ)上產(chǎn)，適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。根據(jù)我國石油工業(yè)發(fā)展除面向國內(nèi)、同時(shí)也面向國外的戰(zhàn)略方針，從兩方面來看都須要加強(qiáng)海相石油地質(zhì)學(xué)、儲(chǔ)層沉積學(xué)、有機(jī)地球化學(xué)等學(xué)科的研究和教學(xué)。本教材除闡述中一新生代陸相碎屑巖儲(chǔ)層形成、分布、評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)等內(nèi)容外，并適當(dāng)加強(qiáng)了海相碎屑巖、海相碳酸鹽巖和特殊巖類儲(chǔ)層的形成、分布、評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)等基礎(chǔ)理論教學(xué)內(nèi)容。三、中國油氣儲(chǔ)層研究的進(jìn)展和展望5近年來，儲(chǔ)層沉積學(xué)的研究和地質(zhì)模型

6、的建立已成為國外許多石油公司解釋殘余油和提高采收率的重點(diǎn)研究課題。目前我國東部相當(dāng)多的油田已進(jìn)入高含水階段，通過建立地質(zhì)模型(包括沉積模型、成巖模型、地化模型和構(gòu)造模型)，再運(yùn)用水力學(xué)和滲流力學(xué)原理和分析技術(shù)建立流體模型，才能有效地解釋較小范圍(或?qū)酉?儲(chǔ)層的非均質(zhì)性(劉孟慧等，1990)。海洋砂質(zhì)濱岸相沉積模式已有多年研究歷史，墨西哥灣加爾沃斯島障壁島一渴湖沉積體系作為典型儲(chǔ)層沉積模式早已載入史冊(cè)，在世界范圍內(nèi)指導(dǎo)油氣勘探開發(fā)中發(fā)揮了重要作用(Friedman，1978；Reinech，1970，1980；趙澄林等，1982，1987，1997)。其對(duì)我國塔里木盆地及其它地

7、區(qū)海相、海陸過渡相儲(chǔ)層建模有重要參考價(jià)值。當(dāng)前，利用我國一些地區(qū)的良好露頭條件，對(duì)各種沉積體系進(jìn)行三維研究仍然是一項(xiàng)重要研究課題。大量的露頭研究，有利于積累建模的地質(zhì)知識(shí)庫(GeologicalKnowledgeBase)(裘亦楠，1992)。地下地質(zhì)研究除依靠地震外，主要是來自錄井、巖心和測(cè)井的資料，由于資料的局限性和解釋的誤差，要克服建模中的隨機(jī)性(Stochastic)，就需要籍助于研究者大量地質(zhì)知識(shí)的積累和野外露頭的系統(tǒng)研究。對(duì)地質(zhì)家來說，“野外地質(zhì)不過時(shí)”(Blatt，1972，1980)這一