美国阿巴拉契亚盆地中部下志留统地区油气藏的特性、成因和开采特点

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1、美国阿巴拉契亚盆地中部下志留统地区油气藏的特性、成因和开采特征摘要阿巴拉契亚盆地下志留统地区油气藏的低渗透性砂岩覆盖面积达45，000mi2（117，000平方公里），并且可能储集了多达30万亿立方英尺的可采天然气资源。主要的储集层包括"Clinton"组砂岩和Medina组砂岩。另外30，000mi2（78，000Km2）的与Tuscarora砂岩对应的地层增加了下志留统地区油气藏的面积。自1880年以来，Clinton/Medina油藏已经开采出大约8.7万亿立方英尺的天然气和4亿桶原油。下志留统地区的油气藏东部主要是一个盆地中心的天然气藏。然而，其西部是一个常规油气藏，并且具有盆地

2、-中心聚集的复合特征。盆地-中心油气藏具有普遍的含气饱和度、束缚水饱和度，通常流体压力很低。与此相反，复合-常规油气藏具有较普遍的含油气饱和度、更高的流动水饱和度，以及正常和异常低流体压力。复合-常规油气藏中的高流动水饱和度为盆地-中心天然气形成了上倾圈闭，造成一个宽广的转换带，约几十英里宽，并且具有底部单元油藏类型的特征。尽管盆地-中心气藏的Tuscarora砂岩部分普遍饱和天然气，其主要的组成砂层孔隙度和渗透率都很低。Tuscarora砂层中的商业性气田聚集在天然断裂的、错断背斜中。下志留统油气藏的成因包括：（1）奥陶纪黑色泥岩中油气的生成；（2）在上覆1000-ft（305-m）厚

3、的奥陶纪泥页岩层中的垂向运移；（3）油-气转化过程中产生的异常高压；（4）超压气体造成的流动孔隙水的沿上倾方向的位移；（5）盆地中心遍布的天然气圈闭；(6)造山期后期的抬升和剥蚀，造成气体渗漏和流体压力明显降低。预计Clinton/Medina砂岩中的远景天然产气量主要来自盆地中心的油气藏。Tuscarora砂岩含有额外的天然气资源，但是典型的低储层孔隙度和渗透率以及低能（在英国热力单元中）天然气存在的可能性减少了勘探天然气资源的方法。引言阿巴拉契亚盆地中部覆盖了俄亥俄州、宾夕法尼亚州、纽约和加拿大安大略省的绝大部分，被圈闭在下志留统的石油和天然气在阿巴拉契亚盆地中部形成了油气藏（图1）

4、。在下文中，我们把提到的这个油气藏和下志留统的油气藏(LSAR)进行了对比。下志留统油气藏的主要储集层包括俄亥俄州中的"Clinton"和Medina砂岩层、Grimsby砂岩层（或地层水）和宾夕法尼亚州、纽约和加拿大安大略省南部Medina群组的涡流(Whirlpool)砂岩层（图2）。在此处简略提到的这些储层单元被认为是Clinton/Medina砂岩储集层。Tuscarora砂岩，与宾夕法尼亚州的西—中部地区、西弗吉尼亚州Clinton/Medina砂岩层对应的地层，在这被概括成下志留统油气藏（LSRA）中的次要的天然气储层（图1，2）。从19世纪80年代晚期到2000年，下志留统

5、油气藏的Clinton/Medina部分已经开采出大约8.7万亿立方英尺的天然气和4亿桶原油。整个1995年，Tuscarora砂岩层累计产气量可达28万亿立方英尺。因为在天然气开采策略中107剖面下部在致密构造中开采天然气的压力，自1980年以来Clinton/Medina砂岩层的开采量大约占累计产气量的40%。在下志留统油气藏中，天然气是主要的烃类相态。对整个油气藏来说，气/油比（GOR）大约是22000立方英尺标准状态下的天然气/桶原油。正如下志留统油气藏的东部范围内已经探明和开发的情况一样，相对于油相，天然气相越来越占优势。下志留统油气藏的东部绝大多数由天然气藏组成，Davis(

6、1984),Zagorski(1988,1991,1999),Law和Spencer（1993）认为下志留统油气藏西部是盆地中心（深盆）天然气藏。正如本文中所引用的，盆地中心天然气藏是一个区域性展布、具有普遍的含气饱和度并且通常很厚的区带，而这些特征一般出现在很深的沉积盆地中心部位的低渗透性岩石中（Law和Spencer，1993；Law，2000）。与绝大多数的深盆气藏不同，这个油气藏与中等数量的原油有关，尤其是在俄亥俄州的东部。图1阿巴拉契亚盆地中部下志留统油气藏和构造特征指数图一般来说，和盆地中心天然气相关的术语有深盆气、钻屑天然气和致密构造天然气。Masters和Davis认为”

7、深盆气”是“盆地中心天然气”的同义词。因为Law(2000,2003)的努力，目前，“盆地中心天然气”这个词已经得到大家的广泛认可。钻屑天然气藏是在盆地规模上遍布的天然气藏，并没有受到流体动力的显著影响。评价不连续油藏面积和个数的标准方法并不适用于这种气藏。“盆地中心天然气”这个词要比“钻屑天然气”这个词好，因为它指出了油气藏的地质背景。联邦能源管理委员会的调查显示，根据调控目的，致密地层天然气构造的首要必备要素是，平均原地渗透率必