Nauchlan段泥岩),并形成了Chestnut油田的储层[据Huuse等{2005)修改]。
能已对产量的提高发挥了作用,同时也避免
四 有 关 挑 战
了压力的分隔(Satur和Hurst,2007)。
砂贯人岩对含水层的动力支撑可能并 在理论概念上最直接的挑战也许是如
不总是正面的,甚至并不总是普遍存在的。 何识别砂贯人岩对流体运移的作用。对于
如果很早就在贯人岩附近钻生产井,就有 砂贯人岩与油气运移之间的关联有不同的
可能发生大量出水。这种特性可能导致没 认知途径,如地震资料(Huuse等,2003,
有必要钻注水井,因为砂贯人岩能增强含 2005)、井下和岩心资料 (Jonk等,2005)以
水层的动力。由于砂贯人岩是流体运移的 及露头资料(Jenkins,1930;Schwartz等,
优先通道,所以它的成岩作用有时会快于 2003;Minisini和Schwartz,2007)。即使油
邻近的沉积层段。由此可见,砂贯人作用 气不能直接与砂贯人岩层位相联系,例如推
一 开始就具有流体运移通道的作用,它反 测的甲烷充注(Lonergan等,2001),贯人的
过来又会引起(碳酸盐或石英)胶结作用。 砂子也会形成能提高油气采收率的流体通
从我们所获得的实际观测结果看,人们确 道 (Guargena等,2002,2007;Briedis等,
实低估或忽略了砂贯人岩所具有的油气田 2007;Satur和 Hurst,2007)。从圣马格里
范围的渗透率影响,而那些有启迪意义的 塔(SantaMargarita)砂岩含有稠油的砂贯
研究 (Guargena等,2002,2007;Bergslien 人岩露头可以看到,即使是最薄的砂贯人岩
等,2005;Briedis等,2007)也都是特例而 也已含油,表明这些贯人砂岩无论厚薄都是
非正常情况。 完全连通的。我们自己的研究也表明,如果 有砂贯入岩存在,细粒岩层中流体的垂向流 破裂的能量和机理。对于砂贯入作用和期
动速度可提高几个数量级。盆地模型如若 间所形成构造的日常识别,还处于初步阶
不包括有贯入岩影响层位的较高速度的流 段。除了基本意义之外,对它们的成因了解
体运移,就会在流体运移的时间和速度方面 得更少。从含砂丰富层位的砂贯入岩实例
得出错误估算。可能是因为地质家大多习 看,所形成的构造之间存在成因联系(Du—
惯于从二文空间观测地质构造,所以在贯入 ranti等,2002;Duranti和 Hurst,2004;
砂岩的分布区存在一种低估其分布范围的 Huuse等,2005),但它们很可能只是形式更
趋向。地表砂贯入作用的现代实例表明,细 多样构造的一部份。在不同贯入砂体中所
粒低渗透封闭岩性中的这种贯入可以发生 形成的近水平持续纹层(Smyers和Peter—
在很大范围(Obermeier,1989),因而形成了 son,1971;Thompson等,1999,2007;
横向大面积(>10km。)分布的砂席。水下 Diggs,2007),就是砂贯入作用相关过程的
环境的类似实例分布面积较小(Gill和 记录。举例说,如果近于水平的构造是由流
Kuenen,1957;Jonk等,2007a;Pringle等, 动形成的,那就可以推断存在纹层状流动,
2007),有一些与出露的边界有关。在地下, 也就是说与所设想的典型条件相比,流体的
多个油气田的开采史(Briedis等,2007; 速度较低而粘度较大,但这种流动可能发生
Guargena等,2007;Satur和 Hurst,2007) 在砂贯入作用的晚期,即在贯入的介质中流
都证明,砂贯入岩在特定的地层层位都有广 体的含量有下降。可以促使砂子重新活动
泛分布。 的另一种可能分布广泛的机理是横向的压
砂子的流体化虽然离不开孔隙流体对 力转移(Yardley和Swarbrick,2000),它往
大量颗粒组分的支撑(即处于超压状态),而 往发生在活跃而快速沉降的盆地中,那里有
且还要求砂子不能活动和进入封闭性层段, 很大的压力梯度,而且具有不同压力系统的
但这些条件都具备时还可以发生不同情形。 含水层也已通过倾斜或断裂而相互连通。
得到最广泛引用的砂子流体化机理很可能 在砂子重新活动的整个过程中,油气的生成
是负荷作用(来自上方作用力),包括沉积负 和运移也可以成为很明显的现象。上面我
荷作用力(Gill和Kuenen,1957)和陨石冲 们已提到了这一点,而数十年间的很多研究
击作用力(Alvarez等,1998)。像海底斜坡 也有涉及(Newsome,1903;Jenkins,1930)。
崩塌这样的大规模快速加负荷或去负荷作 对砂子流体化可能有推动作用但较少评价
用,也会产生有利于砂子重新活动和贯入的 的其他流体来源是各种成岩作用,甚至还有
条件。例如在挪威陆缘,已发现在过去数百 磁力一热液作用。这些作用无疑将成为今
万年就曾发生了规模确实很大的斜坡崩塌 后要重视的研究内容,因为油气勘探项目所
(Bryn等,2005),因而可能是地下储层的一 面对的已是越来越多的不熟悉地质环境。
种改造因素。关于大量砂子发生流体化和 最后还有一个对所有的勘探和开采问题
贯入作用到底需要多少能量,几乎还没有开 都能提供认识的重大学术挑战,也就是对于
展研究。在这本文集中,Duranti模拟了砂 地下砂子重新活动和贯入现象所固有的成套
贯入作用的能量和流动特征,并认为在热沉 作用,要在一般定性描述的基础上加入定量
降盆地(已发现有很多砂贯人岩),相当强度 的严密性。这需要有重大的多学科合作,包
的地震有可能引起砂贯入作用。为了推动 括岩石力学、土壤力学、多相流体动力学以及
这一课题的进展,还需要进一步研究封盖层 详细的地质调查。作为一种补充手段,也许这种合作对于许多详细的经验研究是一种恰 连通和流体流动,但在井下资料的显示中,
当的验证,包括本文集所报道的那些研究以 有可能错误地忽略这些小型的砂贯人岩。
及油气田和地下地质人员的早先研究。 关于较小和较陡(低于地震分辨率)的砂贯
人岩对盆地和储层内流体流动的影响,只要
五 结 论
我们还不能有较明确的了解,那就对流体运
砂贯人岩虽然已有很长的研究历史,但 移和油气开采仍然会存在错误认识的风险。
在地质教科书中很少有提及,直到不久前它 虽然在某些地区(北海、安哥拉)已确认
的理论和实践意义都还不明确。砂贯人岩 砂贯人岩是与深水碎屑岩伴生的重要储层,
在多个含油气盆地都有明显影响,其中深水 但我们推测在其它地区砂贯入岩仍然没有
碎屑岩层系尤为突出。我们确信对于砂贯 得到重视。对于贯人圈闭(与砂贯人岩相关
人岩的存在和影响在很多沉积环境仍然是 的圈闭新类型)的勘探还处于初级阶段,但
低估的,特别是深水碎屑岩环境。有许多沉 它们可能是一类很重要的新勘探目标,在勘
积学家和石油地质家都不愿意将砂贯人岩 探成熟的盆地尤为如此。在油气田开发方
的存在看作盆地或储层模型的可能敏感因 面,砂贯人岩的意义也已得到了证实(本文
素,时间会告诉他们是否正确。 集和其他论文),但有关信息并未在世界上
并不是所有的砂贯人岩都有地震资料 传播。在全球范围看,可能存在许多含有砂
能够分辨的充分规模或与层理的足够平行 贯人岩并对油气开采有重要影响的深水碎
性,但如果地震资料可以分辨,石油地质家 屑岩储层。
就会发现它们很容易识别(不过他们可能怀
译 自Sandinjectites:Implicationsfor
疑其商业意义)。储层内较小的贯人作用和
hydrocarbon exploration and production:
贯人沉积砂体的砂子有更多问题值得探讨。
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正如本文集和其他材料所论证的,厘米级的
砂贯人岩可以在低渗透率地层中产生压力