由前述可知,用于盖层评价的参数即有反映盖层宏观封闭性能特征的参数,又有反映盖层微观封闭性能特征的参数。在利用这些参数进行封盖层评价时,不同学者提出了不同的评价标准。
王庭斌结合岩石微孔隙结构、岩样有效孔隙度、突破压力、中值半径、优势孔隙及埋深等参数将盖层分为五类。Ⅰ类盖层中值半径小于2nm,优势孔隙范围为0.5~2.5nm;扩散系数一般小于n×10-9cm2/s,突破压力大于15MPa,无论是对油还是气都可构成高效封闭。Ⅱ—Ⅲ类优势孔隙范围小于10nm,扩散系数在n×10-7-n×10-9cm2/s之间,突破压力在10~15MPa之间,也可对油气构成有效封闭。Ⅳ—V类虽然优势孔隙小于70nm,但在总孔隙中仍有少部分大于75nm的孔隙,因而对油气藏一般只能构成低效封闭,气藏能否形成要视储层结构及气源补充能力而定。
目前,除王庭斌将盖层分为五类评价外,国内外许多学者都建立过盖层的评价标准,如苏联学者A·A哈宁,国内学者王少昌(1985,1994)、郝石生(1990)、许化政(1991)、李国平、郑德文等(1996)都对盖层进行了系统的分级评价,使用参数3~12种,主要评价参数有:孔隙度、渗透率、突破压力、中值半径,最大连通孔径、优势孔范围,遮盖系数、扩散系数、封盖饱和度、单层厚度、砂/泥比、沉积相、成岩作用阶段、埋藏深度、岩石类型、绿泥石含量和吸附量等17项参数。
上述评价标准主要是针对天然气藏盖层进行分类评价的准则,各标准应用参数各异,选定参数标准也各不相同。王庭斌认为突破压力大于15MPa为I类盖层,李国平等认为突破压力8~15MPa为Ⅰ类盖层(表3—9),许化政则认为只要大于2MPa就可成为良好的盖层,王少昌认为最好盖层的饱和水突破压力达30MPa,相互差异很大。这是因为参数测定方法不同,不同的方法给出不同的测定结果,另一原因是研究区域不同,储盖匹配不同,对盖层的封盖能力要求也不同。在鄂尔多斯做为储层岩类,在东部却可成为良好的盖层。因此,对于具体油气藏,应进行具体分析,总体原则是盖层比储层应具有更低的渗透性和更高的突破压力,且在盖层的突破压力大于储层流体剩余压力时,才能形
表3—9 天然气盖层综合分级评价标准(据李国平等,1996)
注:1.此表为天然气盖层综合评价标准表。
2.此表适用于压力系数为1.0~1.2的地区。
成有效的封盖。
上述宏观和微观评价主要是静态评价,盖层的封盖性能随着地质历史时期各种地质作用,始终处于动态演化过程。自油气生成之后至目前各时期的封盖能力都直接影响油气的保存,烃源岩排烃进入二次运移空间,其运移受流体势控制,其运聚量一方面取决于排烃量与二次空间的残留烃量,一方面取决于油气的散失量,由此盖层的封盖能力需要在油气运移、聚集与散失的全过程进行动态评价,油气保存是一个动平衡于过程。
庞雄奇(1993)综合宏观与微观评价提出封油气指数的概念,其中考虑了盖层的厚度和渗透性,驱动力与阻力,储层与盖层物性的差异性及盖层纯度与欠压实程度等,具体参数定义为:
式中CRIo——盖层封油指数,cm-3;CRIg——盖层封气指数,cm-3;μo——油在地下的粘度,mPa·s;μg——气体在地下的粘度,mPa·s;Ko——油在盖层中的渗透率;Kg——气体在盖层中的渗透率;H——盖层厚度,m;F——气体通过盖层时的动力;f——气体通过盖层时遇到的阻力,相当于排替压力;φn——泥岩孔隙度;φs——砂岩孔隙度;Rno——盖层泥岩(厚度)含量;Kso——地表纯砂岩的渗透率;Kno——地表纯泥岩的渗透率;Kp——盖层欠压实系数。
据全国已知气藏CRIg指数与封闭气柱高度统计,封闭气柱高度与CRIg指数正相关:
Hg=21.88(CRIg-0.5)1.474(3—12)
依此可以根据CRIg指数评价盖层的封盖能力。对于塔里木盆地,CRIg>10×10-4m3时,封气高度大于600m,评价为好盖层,CRIg在2×10-4~10×10-4m3之间封气40~600m,为中等盖层,CRIg<2×10-4m3为差盖层。CRIg综合考虑了多种地质参数的影响,如经恢复得到各地质时期的各项参数,这样就能了解盖层封盖能力的演化过程。
总之,油气盖层的检测与评价应根据具体的地质条件所取得的参数进行评价,主要评价如下几个方面:
①盖层的岩性特征及其展布规模,主要沉积相研究资料,地震及测井解释资料,构造演化特征及其对封盖条件的影响;②盖层的毛细封闭能力,主要评价指标有突破压力、渗透率、相对封闭压力及封气指数等,附助参数有比表面、平均孔径或优势孔径、泥岩含砂量及粘土矿物成分等;③浓度封闭能力评价主要参数有扩散系数,浓度梯度及盖层厚度等;④储盖层相对物性评价指标主要有无因次渗透率、无因次突破压力等;⑤在不同演化阶段封盖性能的变化及其与生储的配置关系,并综合构造运动对油气保存的影响进行综合评价。
在盖层评价时,首先进行宏观地质评价,依岩性特征和分布规律判断能否成为盖层,然后进行毛细封闭能力和储盖相对性分析,对封盖性能进行定量评价,对于天然气藏需再进行浓度封闭能力分析,进而在历史演化过程中分析宏观及微观封盖的演化规律,从而进行封盖能力的综合评价。
另外,在油气勘探不同阶段,由于所掌握的资料不同,对地质认识程度及要求不同,封盖层评价方法亦不相同。在盆地区域评价初期阶段,主要采用地质方法,依据周边露头岩性、岩相资料,推测腹地的盖层分布范围。在盆地区域评价早期阶段,可利用地震资料测井资料进行区域盖层展布规律预测,进而对盖层进行评价。在盖层的圈闭评价阶段,主要利用实验资料、测井资料和地震资料划分封盖模式,指明有效盖层的纵横向分布规律,指出勘探有利方向。在盖层的油气藏评价阶段,充分利用测井和实验分析资料的高分辨率特点,结合地震资料对盖层进行精细评价。划分有利的生储盖组合,确定每套储盖组合中盖层的分布范围和封闭能力以及隔层的封隔能力,为进一步勘探开发提供评价参数。