油气输导体系研究现状及存在问题的探讨

牟 瑜，张金功，2，席 辉

(1.西北大学地质学系，陕西西安710069;2.西北大学石油天然气研究中心，陕西西安710069;3.中国石油测井有限公司，陕西 西安710069)

油气输导体系研究现状及存在问题的探讨

牟 瑜1，张金功1，2，席 辉3

(1.西北大学地质学系，陕西西安710069;2.西北大学石油天然气研究中心，陕西西安710069;3.中国石油测井有限公司，陕西 西安710069)

油气输导体系是油气成藏体系的必要元素，也是油气运移研究的薄弱环节。人们对于这一概念的阐述各不相同，绝大多数学者将其划分为高孔渗砂体、断层及裂缝、不整合面以及它们两两或全部的复合输导体系四种类型，目前对输导体系的研究也集中在这四种类型上。对高孔渗砂体的研究主要集中在孔隙结构、渗透率和优势运移通道上;对断层的研究主要集中在断层泥、非渗透性物质、两盘特征、断层面应力及断层活动性上;对不整合面的研究主要集中在其产状、性质、类型及岩性组合等方面。输导体系的类型划分应当以渗透率非均质性为依据，同时充分考虑烃源岩。从盆地沉积演化的角度出发研究各类输导体系的分布，也是油气运移研究领域中的薄弱环节。

油气输导体系;高孔渗砂体;断层及裂缝;不整合面;复合输导体系

输导体系是沟通烃源岩与储层的桥梁，与烃源岩、圈闭共同构成油气成藏体系的必要元素。油气的运移和聚集一直是油气地质研究领域的薄弱环节(李明诚，1994;陈荷立，1995)，而输导体系的研究更是油气成藏研究的难点。当前对输导体系的研究主要集中在高孔渗砂体、断层及裂缝、不整合面及复合型输导体系上。

1 输导体系的研究现状

1.1 输导体系的概念

长期以来，对于连接烃源岩与油气藏的输导油气的地质体，有运移通道、输导层、运载层和运移通道体系等不同的叫法。近年来，“油气输导体系”已成为主流称谓。但对于输导体系这一概念，人们的阐述和理解各不相同。

张照录等(2000)认为输导体系是相对于某一独立的油气运移单元—含油气系统而言的，是含油气系统中所有运移通道(输导层、断层、裂缝、不整合面等)及其相关围岩的总和;付广等认为油气输导系统是指连接烃源岩与圈闭的运移通道所组成的输导网络;张卫海等将输导体系定义为含油气系统中各种输导层及其相互关系的总和;熊伟(2006)认为输导体系是连接烃源岩和圈闭的纽带。油藏与输导体系的关系常被喻为瓜和藤的关系:“顺藤摸瓜”即利用输导体系寻找油气藏;反之，“顺瓜找藤”可以“牵”出输导体系。由此，研究当前已知油气藏的分布规律和构成特征是建立盆地宏观输导体系的出发点。姜建群等(2002)认为流体输导体系就是指顶底面由封闭面所控制的流体运移单元。秦长文等(2005)认为油气输导体系就是油气二次运移的通道。

1.2 输导体系的主要类型

输导体系类型有多种划分方案。张照录(2000)认为输导体系应包括输导层和相关围岩。根据油气运移主干道的不同，输导体系可分为断层型、输导层型、裂隙型及不整合型等4种类型。

谢泰俊等(1997)在研究南海北部大陆边缘盆地时，根据不同类型通道在运移中的作用和具体地质情况，把输导体系划分为四类:以断裂带为主的运移通道体系、与古构造脊相关的运移通道体系、与活动热流体底辟作用相关的通道体系和与不整合有关的运移通道体系。

付广根据构成输导体系构成要素(连通孔隙、裂缝和孔隙－裂缝)的复杂程度等将输导体系分为简单和复合输导系统，又根据气藏与气源岩之间的关系，划分为源内和源外2类输导体系。

Galeazzl(1998)在研究Malvinas盆地时，根据含油气系统基本元素的特征及其构造—地层格架样式，将该盆地含油气系统中的输导体系划分为由输导层构成的主输导体系和由断层—输导层构成的次输导体系。

王永诗，郝雪峰(2007)以济阳坳陷为例，在陆相断陷盆地输导体系要素及输导空间型式分析基础上，提出了“网毯式”、“T型”、“阶梯型”和“裂隙型”四种输导体系典型样式。其中网毯式输导体系又可分为侧向斜坡模式和垂向断裂带模式，阶梯型输导体系可进一步划分为断裂－砂体模式和断裂－不整合模式。陆相断陷盆地不同发育阶段、不同构造部位发育不同类型的输导体系样式，它们共同组成了断陷盆地复式输导体系网络，控制了油气分层、油藏分类及分布特征。

杨德彬通过详细分析不同盆地类型的输导体系发育特征，按照不同原型盆地发育的成藏系统进行划分，系统地将输导体系分为4大类12小类。其中四大类包括断陷盆地型输导体系，坳陷盆地型输导体系，前陆盆地型输导体系与克拉通盆地输导体系。

一般而言，油气输导体系可划分为高孔渗储集层输导体、断层－裂缝输导体和不整合面输导体，以及它们两两或全部的复合输导体系。

1.3 输导体系各类型的特征

1.3.1 高孔渗砂体

高孔渗砂体不仅是油气聚集的主要场所，它同样可以成为油气运移的有利通道。目前对塑压砂输导体的研究主要集中在孔隙结构、渗透率、砂体展布以及优势运移通道。

1)孔隙结构的研究

孔隙结构的研究主要包括孔隙相对大小、分选型、孔喉比、孔隙配位数(每个孔隙连通的喉道数)、孔隙系数(有效孔隙度与绝对孔隙度之比)、孔喉的曲折度、孔喉内壁的粗糙度以及孔喉的排列与组合方式。

2)渗透率的研究

输导体渗透率的大小，对于油气输导能力具有决定意义。渗透率和孔隙度之间有密切的联系。一般是孔隙度越大，其渗透率越高，并大致呈正相关关系。但渗透率随孔隙度变化的快慢是不同的。平行岩层方向的渗透率要大于垂直岩层方向的渗透率，在发育裂缝的情况下，岩层的渗透率会显著增大。

砂泥岩层的渗透率还与岩层所受到的压力、围压等因素有着密切的关系。当岩石处于弹塑性阶段，加压过程中岩层的渗透率和孔隙度均有不同程度的下降，随着有效压力的卸载，渗透率和孔隙度有所增大，但不能恢复到原始水平。进入破裂阶段后，随着新生裂隙的扩展、贯穿，岩石的渗透率先是缓慢增加然后急剧增大，之后随应变的增加，渗透率有升有降。

3)优势运移通道

通过一系列的物理模拟实验，发现油气二次运移会通过特定的优势通道进行。油气运移空间可能只占据整个输导体的1%～10%。

金之均等(2003)认为优势运移通道是指油气在无外界干扰的情况下，在二次运移过程中自然优先流经的通道，且该通道与运移趋向或潜在的运移倾向无关。他并提出了级差优势通道、分割槽优势通道、压实优势通道和流向优势通道等4种优势运移通道基本模式。

曾溅辉(2000)据实验研究，在同一注油速率下，小级差的正韵律砂层比大级差的正韵律砂层更容易发生油的聚集，含油范围更大，而大级差的正韵律砂层中的油气主要沿其中渗透率较大的砂层运移，形成油气的优势运移通道，含油范围相对较小。

1.3.2 断层及裂缝

不同规模的断层及裂缝体系是油气运移的最重要的输导体之一。断层具有两面性，随着演化阶段与发育程度的不同，既可作为油气输导的通道，又可以作为油气输导的封堵面。大量的研究集中在断层泥和非渗透性物质、断层两盘的岩性和对接关系、断面应力特征、断层活动性等方面。

1)断层泥对断层输导封闭性能的影响

剪切成因断层泥由于塑性泥岩在断层两侧的剪切应力作用下，逐渐拉开，沿断层面的拉张作用提供了塑性页岩流入断层带的空间，在随后的错动过程中，粘土进一步塑性流动，形成断层泥。沉积充填断层泥是在断裂开启时，断裂带上覆泥质物或上覆塑性泥质岩层沉积充填入断裂带。断层泥发育有利于断层封闭。

2)非渗透性物质对断层输导性能的影响

非渗透性物质主要包括沥青质和胶结物。沥青质即油气在运移过程中在脱沥青、微生物降解、水洗和轻重组分分异的作用下形成的非渗透性物质;胶结物即流体在运移过程中由于压力和温度的改变或和其他流体混流而形成的碳酸盐沉淀、石英沉淀、方解石沉淀等。断裂带内充填低渗透性的物质，也对油气起成封堵作用。

3)断层两盘的岩性和产状对接对断层输导性能的影响

断层岩性和产状对于油气输导、封闭性的影响主要集中在两个方面:①断层岩性对接封闭作用:断层对置盘的岩性如果是砂和泥质接触有利于封闭，如果是砂和砂的接触则不利于封闭;②断层产状封闭:断层产状如果和地层产状相背有利于封闭，反之则不利于封闭。

4)断层面应力特征对断层输导封闭性能的影响

断层面应力是造成断层在垂向上紧闭的最重要因素，断层面压力越大，断层紧闭程度越高，垂向封闭性越好，反之越差。

5)断层活动性对断层输导封闭性能的影响

前人认为断层在活动期以发挥输导作用为主，在不活动期以封闭作用为主。在研究断层活动性时主要利用断层两盘沉积厚度、沉积时间和两盘落差之间的关系，判定断层自形成至今的一个平均活动性。

1.3.3 不整合面

不整合面上常有长期风化侵蚀、溶解淋滤形成的残余的岩屑、底砾岩等，固结后孔隙性及渗透性较高，可构成油气运移的通道。影响不整合输导体系有效性的因素包括不整合面的产状、性质和类型、不整合的岩层组合形式及其相对物性、上覆(遮盖)地层的性质、不整合的发育规模、形成时间和运移期的配置关系、与其他运移通道的时空配置关系、压力、风化剥蚀和地表水淋滤洗刷程度以及交汇叠置程度等。不整合面的倾角和分布面积控制油气运移速度、距离和聚集规模都会影响不整合输导体系有效性。不整合面倾角越大，运移的速度越大，距离也越远，规模则更大;不整合面交汇叠置程度愈高，聚油强度愈大。而不整合类型又制约着不整合面倾角及交汇程度的变化，进而控制了油气运移的模式、速度、距离及规模。

1.3.4 复合型输导体系

复合型输导体系是两种或两种以上输导体元素的组合。输导体系分类不能只考虑单独的输导体元素，油气运聚可能是多个在时空上相匹配的输导体共同或先后作用的结果。根据其空间组合形式，复合型的输导体系可分为4种最基本的复合型的输导体系:砂体—不整合面输导体系;砂体－断层输导体系;不整合面—断层输导体系;砂体—断层—不整合面输导体系。在这四类复合输导体系中，砂体、不整合面、断层及裂缝为油气提供垂向及侧向运移的立体网络通道，共同控制油气的运移。

2 输导体系研究现状中存在的不足

近年来，学者们在输导体系的研究方面做了大量扎实有效的工作，取得了很多成果，但是一些问题依然存在，主要表现在以下几个方面:

①关于输导体系的类型划分，绝大多数学者将输导体系划分为高孔渗储集层输导体、断层－裂缝输导体和不整合面输导体，以及它们两两或全部的复合输导体系。这种划分方案并不是十分科学，忽略了烃源岩中的泥岩油气藏，对泥页岩油气藏并不适用。

②当前对沉积盆地内部各类输导体系分布的研究不少，但将动力与输导体系差异性相结合来研究输导机制的思路不多。

3 结语

1)划分输导体系应充分考虑烃源岩，以渗透率非均质性来划分，对输导体各要素详细剖析，进而对其组合特征综合研究，把握各类输导体系的油气运移特点。

2)研究输导体系分布这一问题时，应分析盆地沉积演化的不同阶段及各种输导体在横向纵向的不同时空配置特点，与油气运移动力匹配，进而解决输导体系分布的问题。

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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

《盆地升降过程油气富集机理与富集模式》(T06086)

牟瑜(1986－)，男，甘肃天水人，在读硕士研究生，主要从事石油天然气成藏机理研究。