深层油气藏调研总结
罗 群
中国石油大学（北京）
（一）深层油气藏的概念
深层油气藏又叫深部油气藏，从目前掌握的资料看，国外尚无学者对深层油气藏作过明确的界定。
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妥进才（2002）将超过油气稳定温度和深度下限的油气藏叫深层油气藏1，他在其文【】
章1中暗示4000m以下的油气藏为深层油气藏，其古地温超过1500c。石昕（2004）将深
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层油气藏确定在埋深5000m以下2，并认为我国深度超过5000m的油藏主要集中在塔里木
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盆地。李会军等（2004）报道，中国一般把3500m以下作为深层油气勘探的领域3。黄洁
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等（2007）也将深层油气藏定义在埋深大于3500m的油气藏4。
中国石油股份公司（CNPC）将油气资源深度分为四个级别，即浅层（＜2000m）、中浅层（2000-3500m）、深层（3500-4500m）和超深层（>4500m)，认为新疆、柴达木、河西走
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廊一带石油资源以埋深以大于3500m的深层和超深层为主2。
如果将深层油气藏作为一种区别于常规油气藏（中浅层）的特殊油气藏的话，建议采用妥进才的定义，即超过油气稳定温度和温度（生油窗）的下限的油气藏叫深层油气藏，由于不同盆地不同地区古地温梯度不同，其深层油气藏分布的深度也不一样，不能一刀切，即不能用统一的深度（如3500m、4000m或5000m）界线来定义深层油气藏。显然，中国西部的冷盆（地温梯度相对低）深层油气藏的埋深要比中国东部热盆（地温梯度相对高）的深层油气藏的埋深要更深。如塔里木盆地，可将深层油气藏的范围定义在埋深4500m之下。礁汉生等（2002）将松辽盆地深层埋深限定在2500m以下，层位大致在泉头组以下，将渤海
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湾盆地深层埋深限定在3500m以下，层位大致在沙一、二段以下3。
（二）深层油气藏的特点与成藏机理
1、深层油气藏特点
由于深层油气藏存在的特殊的地质背景和条件与中浅层（常规）油气藏相比具有自身的独特特点。 （1） 温度高，分布广
由于深层油气藏突破了传统的干酪根晚期成油理论液态烃（窗）的温度范围（60-1200c，
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R0=0.6-1.35%），其油藏温度要比中浅层要高，温度分布范围要广。据妥进才统计1，意大利发现了油层温度为1530c的油田，北海地区部分油层温度为165-1750c，美国威利斯顿（Wiliston）盆地发现的油层温度为1800c，美国的华盛顿油田、巴尔湖油田、墨西哥湾盆地的帕拉顿、别尔油田的油层温度已超过2000c，波斯湾马伦油田产层的温度已超过2300c，
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俄罗斯滨里海盆地布拉海油藏在7550m深度，温度2950c条件下仍有液态烃聚集5，我国的塔里木盆地东河塘油田油层（埋深5689-6029m），温度也达到1400c。对于油气藏和气藏来说，其赋存的温度及范围比油层更高、更宽。 （2） 埋藏深度大，范围宽
勘探和统计表明深层油气藏的埋深比常规中浅层油气藏的埋深深度要大得多，埋深范围
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也要宽得多，据妥进才统计1，世界上已在21个盆地中发现80个埋深大于6000m的工业油气藏，现已投入开发的埋深超过5000m的油气藏达70多个，探明油气可采储量超过8000
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×10t。世界上最深的气田为美国西西内盆地的米尔斯兰奇气田，埋深达7663-8083m，世界上最深的油藏在美国墨西哥湾的列克-华盛顿湖油田，埋藏为6540m。据张冬玉，在中
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东地区寒武纪后的沉积岩中（埋深超过10000m）发现超大型气田。我国最深的油田为塔里木盆地东河塘油田，油层埋深5700-5800m，我国最深的气藏产层深度达7153-7175m，为四川老关庙含气构造的产层。以上认识表明深层油气藏的勘探领域要远远大于中浅层油气勘探领域。
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图1（石昕、戴金星）是世界深层油气藏储层深度分布图，由此可知深层油气藏主要
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分布于5000-5600m范围内，分布范围在5000-6500m以上。据妥进才，液态烃完全消失的最大深度为8km，油气藏分布的最大深度为10-12km，SPOGHCKNN通过对深层烃同位素研究
0
发现，液态烃在温度超过200c，R0为2%，对应深度4000-9000m时仍存在，气态烃上限温
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度可达350c（对应深度为6000-12000m）。另外，油气藏埋藏较深，与低的地温梯度，异常
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高压、有机质类型等因素有关。它们阻止或延迟了有机质向烃类的转化加深了油气藏的形成与分布的深度范围。 （3） 相态多，以油气相和气相为主，多分布于年青地台。
由于处于高温高压条件，深层油气藏相态较复杂，主要由气态烃类、石油蒸汽、石油、水蒸气和水组成，通过对墨西哥、美国等国Pijye等70个深层油气藏相态统计（资料来源【2】于），54%的深层油气藏为油气混相，40%的为气相，即以油气相或气相为主，油相极少，仅占6%。图2是70个世界典型深层油气藏油气相态与埋深关系图，由图可知，①深层油气藏主要集中在5000-5600m范围内；②由于异常高压的存在，使大量石油溶于天然气之中，可形成大量凝析气藏；③以油气相和气相为主，油相集中在相对浅的埋深范围内（埋深小于
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5600m）。据妥进才统计，目前所发现的深层油气储量，大多数分布于古老的被动大陆边缘（63%的石油，53%的天然气和86%的凝析气），所有不同大地构造类型的含油气盆地均发现深层油气田，但富集程度大不相同，年青地台的深层油气资源远多于老地台，据吴富强不完全统计，世界上199个含油气盆地中共发现深层油气藏1000多个，主要分布在年青地台盆
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地中（表1）。 （4） 储层岩石类型多，以砂（砾）岩和硫酸盐岩为主。
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据石昕研究表明，深层油气藏的主要储层类型是砂（砾）岩和碳酸盐岩（图3），另外还有火山岩型，储层的沉积相类型多样，有深海相、滨浅海相、三角洲平原相、河流相，湖泊相和冲积扇相等，其中海相为主要的储层类型。
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砂砾岩之所以易形成深层油气藏的主要储层，石昕认为是由于深部异常压力、流体等作用，使原生孔隙得到保存和次生孔隙大量发育而形成为优质储层，而碳酸盐岩具有刚性大，抗压实强和易溶蚀的特点，易产生脆性裂缝，极易形成缝洞型储层，决定了深部碳酸盐岩是一种主要的储层类型，如塔里木盆地塔河油田下奥陶碳酸盐岩储层，主要是由泥晶和微品灰岩组成的岩溶-缝洞型储层。
表1 在4～8km深度世界油气探明储量的分布（据胡正钦，1988）
Table l Distribution of the world –wide explored reserves at the depth of 4-8m（after HU Zhengqin，1988）
盆地 老地台盆地 年青地台盆地 地槽期后盆地 地台后造山运动盆地 总计 石油/108t 0.426 27.14 1.4 0.02 29.98 天然气/108m3 36128.54 13564.01 2393.45 10000.00 62086.00 油气总量/108t 36.55 47.70 3.79 10.02 98.06 【6】
（5） 次生孔隙或裂缝（缝洞）是最主要的储集空间
深层油气藏由于埋藏深，成岩程度较高，原生孔隙几乎因机械压实损失殆尽，需形成工
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业性油气藏，主要靠次生孔隙或次生裂缝（或缝洞、溶洞）来弥补。据前人研究表明123，虽然深部岩石的原生孔隙随埋深增大而减小，但由于次生孔隙和裂缝的缘故，在深部仍存在形成各样的储集体，有孔隙型、裂缝性、孔-缝型等。黄洁调研认为，异常高压、断裂、深
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部热度活动，流体交流等都会对深层次生孔隙的发育产生有益的影响4。海塔盆深层油气藏的储集空间主要是次生孔隙，塔里木盆地埋深最大的东河塘油田，主要储层是石炭系东河砂岩，孔隙度一般为12-22%，岩石类型为中-细粒石英砂岩、粉砂岩，孔隙度类型以次生的粒间溶蚀孔隙为主，塔里木盆地塔河油田深层奥陶系油藏（5400-5600m）储层就是典型的次生溶蚀缝洞体，油气储集于巨大的缝洞体系之中，塔里木盆地轮南地区石炭系石英砂岩储集层，尽管埋深已达6000m，仍保持极高的次生孔隙度。
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国外勘探表明，深层油气多聚集于次生孔隙发育的储层中，据吴富强（2006）8，加拿大的新斯科舍盆地的文图尔气田，在上侏罗-下白垩砂岩储层中，发现三个次生孔隙带，其中最深的一个次生孔隙带（4600m以下）的次生孔隙度高达32%（L.F.Janse和V.H.Noguera，1990）；位于墨西哥湾盆地的华盛顿湖油田埋深6540m的中新统储油层次生孔隙和裂缝发育，孔隙度达35%，渗透率达到620×10-3μm2.美国贾伊费尔德气田，埋深8088m的寒武-奥陶系碳酸盐岩储气层，次生孔、洞、缝大量发育，孔隙度达25%，渗透率为1020×10-3μm2。美国墨西哥湾巨型盆地密西西比坳陷的费尔兹河油气田，埋深6075m，次生孔隙发育、孔隙度达27%，渗透率为1290×10-3μm2。 （6） 深层油气藏多具有异常压力特征
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据马维民、孟元林、礁汉生等，我国深层优质储油层多存在异常高压91013，南堡凹
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陷高柳地区深层油藏（3000-4100m），压力系数在1.0-1.35，最高达1.511；济阳坳陷（胜利油田）的东营凹陷深层油气藏（4000m以下的砂三、砂四油层）压力系数多在1.2以上，
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个别达到1.8-2.012；也有正常压力的深层油气藏，如塔里木盆地轮南潜山的13个油藏的压力系数在1.03-1.14，如轮南17井油藏、轮南30口油藏、轮南44井油藏、解放123口井油
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藏等，其油层压力系数分别是1.137、1.130、1.143、1.148，为正常压力的油藏14。另外，个别地区的深层油藏具有异常低压特征，如海塔盆地的塔南凹陷、南贝尔东次洼的深层油藏，压力系数多在0.7-0.9。
近年来的研究及勘探实践表明，沉积盆地的超压体系与油气藏特别是深层油气藏的关系非常密切，超压对于寻找深层油气藏有着特别重要的意义。据不完全统计，在全世界21个盆地中目前已经发现了75个与超压有关的埋深大于6000m的工业油气藏，寻找超压油气藏将成为今后深层油气勘探的一个重要目标。
据吴永平在《黄骅坳陷深层油气藏形成条件与勘探潜力》指出，黄骅坳陷第三系深层异常高压控制了油气藏的形成与分布，具体表现在？个方面：①异常高压抑制了深层烃源岩的成烃演化；②异常高压控制了深层储层的演化（具体是储层的成岩和空隙的演化，促进深层储层裂缝的形成）；③异常高压控制深层油气的分布与富集（具体表现为初次运移提供动力，
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决定二次运移与富集总趋势）15。 2、深层油气藏成藏机理
由于深层油气藏具有特殊的地质背景，具体表现为埋藏深、处于相对封闭的体系，温度高、压力大。因而具有特殊的成烃成藏机理。
1、 张冬玉（2006）认为盆地深部的低温高压或高温高压系统，使有机质生烃熟化的速率变慢，生烃带范围扩大，裂谷盆地深层除了构造和断层油气藏外，浊积扇体岩性油气藏更发育【6】
。 （1） 深层油气藏独特的成烃机理。
按照传统的干酪根晚期成油理论，液态烃形成的温度范围是60-1200c（即R0在0.6-1.35%），当温度超过1200c时（R0＞1.35%）有机质和液态烃将分解，形成以甲烷为主的
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气态烃类。据Pusey统计，650c-1490c为生油的液态窗，高于此温度石油将被天然气所取代，但近年来越来越多的勘探实际超过了上述温度界线，人们在1600c、2000c甚至2950c的深层打出了液态石油，表明传统的生油理论需要进一步发展和完善，成烃机理需要进一步探索。段毅、王先彬（1999）通过对塔里木盆地低成熟泥岩与灰岩生油岩进行热模拟实验，结果表明，在350-4500c 高-过成熟阶段，仍然有液态烃的形成，说明在高温条件下，烃源岩中的分散有机质仍可以生成C15+烃类，认为在适合的地质地球化学条件下，R0达到7-8%之前的高温条件下，C15+烃类仍能稳定存在，分散有机质仍具有生烃能力，异常高压和封闭的生油
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体系抑制了分散有机质向烃类的转化，并阻碍了C15+烃类的裂解7，从而使得深层条件下仍有大量的油气生成和存在。姜峰（1997）、解启来（1999）、夏燕青（1996）等也通过模拟
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实验证实了以上结果。超高压抑制有机质向烃类的转化早已被学者所认识和证实15。
以上认识表明深层条件下传统成油理论不仅需要完善和改进，成烃机理也待进一步探索。 （2） 深层油气藏独特的成藏机理
由于埋藏深、高温高压及相对封闭的环境条件，深层油气藏的形成与中浅层有明显的不同，主要表现在储集空间的形成机理，油气运移的距离与动力、封盖条件等方面。
① 多种有利因素、多种形成机制促进次生孔隙的形成。 成岩演化程度高、岩性致密是深层油气储层的一个重要特征，要形成有工业价值的油气藏，次生孔隙（或缝、洞）的发育是必不可少的重要条件，从前面的调研可知，深层油气藏的油气主要富集于储层的次生孔隙（溶孔或裂缝）之中。关于深层次生孔隙的形成机理及控
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制因素，许多学者进行了研究12346781112，并逐步统一认识，有机酸的溶解作用、大气降水的风化淋滤、地下水沿断裂的渗透流动、异常高压、成岩阶段、沉积相、烃类充注以及粘土包壳（环边）等都对深层储层次生孔隙的形成和保护都有重要的作用，使得深层条件下次生孔隙发育，为深层油气聚集成藏和分布提供广泛的空间。
② 近源多期成藏，异常压力为重要动力
石昕（2006）等通过总结我国典型深部油气藏形成特点，认为深部油气藏具有近源，以垂向运移成藏为主的规律，并认为源边部位或源外，短距离侧向运移成藏也是其主要成藏特
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点，由于构造运动的破坏，多期成藏较为常见2，萧德铭（2002）等在总结松辽盆地深层天然气成藏特征时，认为深断陷控制有机气源，基底断裂控制深源气源，NW和NE向基底
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断裂控制火山岩储集层，断裂和不整合控制天然气运移是该区深层天然气藏的成藏规律13。由于深层油气藏形成背景及其生、储、盖组合特点（深层油气藏形成时间早、断裂发育，自生自储或近源储集，埋深深度大等），使得深层油气藏具有近源、油气短距离运移和沿断裂方向运移，异常压力（释放）为主要成藏动力，多期成藏的特征。
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