生物礁油气藏

生物礁油气藏地质概况摘要：本文通过对我国近十几年有关生物礁油气藏成藏模式,储集层特征,以及分布规律的研究的总结,基本归纳出现在比较成熟的国内有关生物礁油气藏的理论。

主要包括：生物礁油气藏近源成藏模式即近地生成就近储集；储集层特征分析，生物礁油气藏储层孔隙度和渗透率较大，且以次生溶孔溶洞为主要的储集空间；在全国以及在具体区域的分布状况。

由此，我国应当进一步加深生物礁油气藏的相关深入研究，并且重视生物礁油气藏在未来油气勘探及产能上的重要地位。

关键词：礁油气藏近源成藏储层特征分布规律一．引言生物礁以其良好的储集性能在碳酸盐岩油气田中占有重要的地位，其蕴藏的石油天然气资源一直是世界瞩目的宝贵财富。

礁型油气藏因具有储量大、产量高及勘探成本较低等特点而备受人们关注。

国外生物礁油气勘探开发始于20世纪初。

与国外相比，我国生物礁油气钻探及研究起步较晚。

但是，经过几十年的发展，特别是近20年的发展，我国生物礁油气勘探取得了突出的成就，相继发现了一些高产油气田，油气储量得到快速增长，生物礁油气在油气勘探中已被列为重要对象。

我国生物礁油气资源丰富，勘探前景好。

重视礁型油气田勘探的研究，对于缓解我国油气资源供给与需求之间的矛盾，促进当前经济可持续发展具有重要意义。

全球生物礁油气资源丰富。

据统计，目前世界上礁型油气田总的可采储量达45 亿吨以上，随着生物礁油气勘探的不断深入.更多的礁型油气田被发现，其储量值可能远超此数。

礁油气藏的储量占全球油气探明储量的比例非常大，世界上可采储量达8000万吨以上的大型生物礁油气田有10多个，主要分布在墨西哥、加拿大、美国、伊拉克和利比亚等国家。

在许多国家的油气产量中，礁型油气藏占有较大的份额，如加拿大占60%，墨西哥占70%。

因此，全球生物礁油气资源潜力巨大，勘探前景良好，为今后世界油气勘探开发的重要领域。

二．生物礁的近源成藏模油气藏成藏模式中的所谓“近源”，是指烃源岩与储盖层在空间上紧密相邻，有时候甚至烃源岩本身同时又是盖层。

“近源成藏”是生物礁油气藏的主要成藏模式。

从已知的部分国内外礁油气藏来看，在礁体中赋存的油气大部分来源于与礁体直接接触的上下左右(同期或相近时期)沉积的泥页岩或石灰岩，属于“近源”或“近地生成就地储集”，至于“远源”成藏的油气田即生物礁油气藏中的油气来源于远距离的运输，极为少见。

生物礁近源成藏模式归纳起来有两大类，即单源生烃型和多源生烃型。

单源生烃指生烃层只有一层，它又包括盖生型、侧生型和下生型3类;多源生烃指生烃层包含两层及两层以上，目前只发现侧生-盖生型、侧生一顶生型和上下共生型3类（吕俏凤，2011）。

因此生物礁近源成藏模式可划分为两大类6种类型(表1)。

表1 生物礁近源成藏模式分类及实例（据吕俏凤，2011）1. 单源生烃型1.1 盖生型这种成藏模式在礁油气藏中占有相当的数量，往往形成大型或特大型礁油气田。

这一模式中，深水相泥(页)岩或石灰岩沉积封闭了礁体并形成了良好的盖层，同时又成为有机质丰富的沉积体。

这样，盖层同时又是生油层，是一种理想的成藏模式。

图1 菲律宾巴拉望地区尼多礁油田剖面（盖生型）1.2 侧生型即油气来源于礁体侧向(同期)沉积的泥页岩或碳酸盐岩，它们也往往形成(特)大型礁油气田。

这些油田共同的特点是，它们的烃源多数来源于与礁体紧邻的深水相或盆地相沉积的泥页岩和碳酸盐岩。

图2印尼萨拉瓦堤盆地瓦里奥、查亚油田生储盖组合关系图（侧生型）1.3下生型在造礁前.海进海退时期沉积的泥页岩或石灰岩，它们往往富含海洋生物而有可能成为烃源岩，使礁体的下伏层也具有供烃能力，形成下生型。

图3 印尼阿隆气田中某油气成藏组合（下生型）2. 多源生烃型礁油气藏中“侧生型”向“盖生型”成藏模式过渡或转化，“下生型”与“盖生型”共同生烃，或者是“侧生型”过渡为顶层生烃等类型均属多源生烃型。

图1 生物礁近源成藏模式综合图解（据吕俏凤，2011）礁油气藏的勘探实践证明，近源成藏类型占有绝对的多数，它是生物礁油气藏的主要成藏模式。

生物礁中的油气绝大部分来源于礁体的围岩(上下左右沉积的泥页岩或石灰岩)，它属于烃源岩与紧邻礁体的近距离运移，生成的油气就近或直接进入多孔性的礁岩，形成“近地生成就地储集”的经典成藏模式。

通过远距离运移的远源成藏模式在礁油气藏勘探实践中被证明是为数不多的，其主要原因在于礁体周围具有良好的烃源岩形成条件，这些近邻的烃源具极其容易进入礁储集体，因而就减少了远源成藏的机会。

三.生物礁油气藏的储层特征1. 岩石学特征生物礁是由固着生物所建造的本质上是原地沉积的碳酸盐建造。

生物礁的类型划分有很多方法，现在比较科学的分类方案是根据生物礁的结构组分(基质、骨架和胶结物)进行分类。

这种分类方案将生物礁分为3大类:基质支撑的生物礁、骨架支撑的生物礁和胶结物支撑的生物礁(Riding, 2002)。

2.孔隙结构特征根据生物礁孔隙的成因，可以划分为原生孔隙和次生孔隙。

前者主要类型有:粒间孔隙、骨架孔隙以及生物钻孔孔隙和潜穴孔隙;次生孔隙主要有:粒内孔隙、铸模孔隙、溶孔、溶洞和裂缝。

2.1粒间孔隙鲡粒、生物屑和球粒之间的孔隙，是沉积时期形成的原生孔隙。

这类孔隙常在鲡粒、生物屑和球粒的周缘有等厚、短轴环边的文石和高镁方解石胶结物，其残余孔隙往往成为有效孔隙，完全充填时则失去其有效性。

2.2骨架孔隙是由造礁生物生长发育时形成的一种原生孔隙，是生物礁储层重要的一种孔隙类型。

骨架孔隙在礁体发育早期，往往很快被不同粒度的沉积物充填，从而形成复杂的孔隙系统(James etal. , 1983)，在成岩过程中往往被胶结物部分或全部充填。

例如由造礁生物(藻化石)形成的骨架孔隙2.3体腔孔隙:以龙介虫的栖管孔隙为代表。

龙介虫的栖管呈中空的管状，直径一般2~3mm，管壁厚0. 5~lmm，内部可充填藻类残体。

2.4粒内孔隙以鲡粒内孔隙为代表。

这种孔隙由于鲡粒内的某一同心层被溶蚀后形成的孔隙，一般富屑层易被溶解，而富藻层因含有机质不易被溶解。

这类孔隙往往呈孤立孔洞群状分布，当缺乏其他类型的孔隙伴生时，即使具有很高的孔隙度，渗透率不一定很高。

2.5溶孔、溶洞溶孔溶洞是生物礁储层最重要的一种孔隙类型。

在成岩作用过程中，由于孔隙流体压力、温度、盐度，pH值的变化，可使生物礁发生不同方式的溶解。

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蚀作用，表现为藻骨架、颗粒的溶解或藻骨架之间、体腔孔隙胶结物的溶解。

溶解作用的结果是形成大小不一，形态不规则的次生溶蚀孔隙，使得孔隙与喉道无明显的分别，增强了连通性，提高了储集性能。

2.6白云石晶间孔随相对湖平面的升降变化，生物礁很容易处于混合水作用带而发生混合水白云石化(Badiozamani, 1973)，该作用的结果是使白云石的含量增加，白云石为泥粉晶他形。

生物礁被埋藏以后，发生埋藏白云石化作用，与早期混合水白云石化相比，晶粒变大，晶形变好，呈半自形或自形，分布于生物礁之中。

埋藏白云石化使不易被保存的微孔隙转变为易于保存的晶间孔(雷卞军等，1994)，形成白云石晶间孔隙，这类孔隙比较少见，对孔隙的贡献不大。

图2 粒间孔隙图3 骨架孔隙图4 体腔孔隙图5 粒内孔隙图6 溶孔溶洞图7 白云石晶间孔2.4主要孔隙类型不同地区油藏，同一地区的不同储层几乎包含有孔隙的各个类型，既有原生孔隙，又有次生孔隙。

但是总体来看，油气的主要储存和运移空间是次生的溶蚀孔洞和孔隙。

当礁体具备“盖生型”“侧生型”或“下生型”其中一个或多个烃源条件时，这些近地的烃源岩在生成油气时产生的有机酸也可能大大促进礁储集空间旷改善。

如我国山东东营平方王礁油田，礁岩在深埋藏成岩环境里，受烃类因脱梭作用排出的酸性水溶液溶蚀而产生大量溶解孔隙。

从礁油气藏烃源大都来自上下左右与之直接接触的泥页岩或石灰岩来看，礁岩很容易承接围岩排出的酸性层间水，尤其是排烃时产生的酸性水溶液，可使其在埋藏后的溶蚀作用变得极其强烈。

礁体中文石、高镁方解石等不稳定的矿物成分(表2)和其他易溶的化学成分易于被溶蚀而能大量产生次生溶孔(表3 }，从而形成优质旷礁储集体。

生物礁圈闭之所以能成为高产油气藏，这与其邻近烃源而造就了次生溶孔的高度发育是分不开的。

表2 几种主要造礁生物骨骸矿物成分表表3国外69个礁油气藏主要孔隙类型统计表（据潘贤庄）3.储层物性特征各种文献研究生物礁油气藏储层物性的主要方法是通过压汞曲线即毛细管压力曲线反映生物礁孔喉的大小、偏度、渗透率及不同孔隙直径的总体分布特征。

也有通过镜下单位面积法，初步获取孔面率的相关渗透率的数据。

总体来讲，生物礁油气藏尤其是海相礁油气藏，孔隙度和渗透率普遍较高。

而陆相油气藏，特别是气藏，渗透率较低，有些甚至是低渗油气藏。

并且生物礁油气藏储集层非均质性明显，通常生物礁的底部(礁基)和顶部(礁盖)孔渗性较差，而生物礁的中部即发育鼎盛时期形成的礁体(礁核)具有良好的孔渗性。

4.生物礁孔隙的主要形成作用4.1沉积作用沉积作用及沉积环境是影响生物礁孔隙的一个重要因素，不同沉积作用可产生不同的原生孔隙类型。

当礁发育时，某些造礁生物，如枝管藻形成的纤维状、细枝状骨架，可产生巨大的开放孔隙系统，孔隙度可以达到50%以上。

此外生物钻孔、潜穴孔隙也受沉积环境控制，但这类孔隙易受压实作用影响，很难保存下来。

4.2胶结作用包括准同生胶结作用和埋藏胶结作用。

胶结作用导致孔隙减少，物性降低。

4.3溶解作用在沉积期后作用过程中，由于孔隙流体压力、温度、盐度，pH值的变化，可使生物礁发生不同方式的溶解。

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、埋藏溶蚀作用和和晚期暴露地表的淋溶作用，表现为藻骨架、颗粒的溶解或藻骨架之间、体腔孔隙亮晶胶结物的溶解。

溶解作用的结果是形成大小不一，形态不规则的次生溶蚀孔隙，使得孔隙与喉道无明显的分别，增强了连通性，提高了储集性能，孔隙度和渗透率明显提高。

4.4白云岩化作用随相对湖平面的升降变化，生物礁很容易处于混合水作用带而发生混合水白云化，该作用的结果是使白云石的含量增加，白云石为泥粉晶它形。

生物礁被埋藏以后，发生埋藏白云化作用，往往表现为生物选择性或组构选择性白云化，与早期混合水白云化相比，出现了铁白云石，而且白云石的晶粒变大，晶形变好，呈半自形或自形，零星分布于生物礁之中。

白云岩化作用对储层的孔渗贡献不大。

4.5 裂缝作用裂缝作用可以在浅埋藏到深埋藏的任何阶段发生，由地层压力作用产生。

柴西多次强烈的构造运动是产生裂缝作用的直接原因。

裂缝作用可以明显改善岩石的渗透性。

四．生物礁油气藏分布特征1.基本特征大量勘探实践表明，塔里木、四川、鄂尔多斯等盆地碳酸盐岩含油气层系多、分布广。

但是，大油气田中主力含油气层位分布稳定，可集中在某个层组，甚至在某个层段。