羅 群，王井伶，羅家國(guó)，吳安彬

（中國(guó)石油大學(xué)（北京）非常規(guī)油氣科學(xué)技術(shù)研究院，北京102249）

0 引言

非常規(guī)油氣是指用傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法獲得自然工業(yè)產(chǎn)量、需用新技術(shù)改善儲(chǔ)集層滲透率或流體黏度等才能經(jīng)濟(jì)開采的連續(xù)或準(zhǔn)連續(xù)型聚集的油氣資源［1］。童曉光等［2］根據(jù)成因?qū)⒎浅Ｒ?guī)油氣分為三大類：第1類為重油和油砂；第2類為致密油氣、頁(yè)巖油氣和煤層氣；第3類為油頁(yè)巖［2］。本文重點(diǎn)闡述的非常規(guī)油氣指第2類，可稱之為狹義的非常規(guī)油氣，這類非常規(guī)油氣儲(chǔ)層的基質(zhì)孔隙系統(tǒng)、裂縫（包括微裂縫）系統(tǒng)及其組合構(gòu)成了烴類流體滯留、運(yùn)移、聚集、散失的通道和空間。

關(guān)于非常規(guī)油氣成藏和富集規(guī)律的研究，已有較多的文獻(xiàn)報(bào)道［1-7］，總的特點(diǎn)是從宏觀的角度，論述了常規(guī)油氣與非常規(guī)油氣的差異性，從強(qiáng)調(diào)生儲(chǔ)蓋運(yùn)圈保、生油氣高峰、幕式運(yùn)移到含油氣系統(tǒng)全過(guò)程，取得了豐碩的理論研究成果，并建立了非常規(guī)油氣地質(zhì)學(xué)的理論框架［1-5］。盡管目前關(guān)于非常規(guī)油氣的成藏富集取得了許多重要的理論研究成果，但大多數(shù)是針對(duì)頁(yè)巖油氣、致密油氣和煤層氣的宏觀認(rèn)識(shí)，對(duì)于整個(gè)非常規(guī)油氣富集的關(guān)鍵環(huán)節(jié)、主控因素及其對(duì)富集的控制機(jī)理與規(guī)律，還沒有清晰的認(rèn)識(shí)。非常規(guī)油氣的成藏問(wèn)題研究較為深入，但富集問(wèn)題依然存在，目前尚存在以下亟待解決的研究課題：控制非常規(guī)油氣富集的主要因素是什么？它是如何控制非常規(guī)油氣富集的？控制的效率怎樣？解決了這些問(wèn)題，非常規(guī)油氣的勘探“甜點(diǎn)”就可以得到有效預(yù)測(cè)，從而解決制約非常規(guī)油氣勘探和開發(fā)的瓶頸問(wèn)題。

針對(duì)上述問(wèn)題，開展了國(guó)內(nèi)外最新相關(guān)研究成果的大量調(diào)研和總結(jié)工作［8-17］，結(jié)合筆者在各個(gè)盆地的科研實(shí)踐［16-28］，發(fā)現(xiàn)非常規(guī)油氣的富集實(shí)質(zhì)上是烴源巖裂縫-孔隙系統(tǒng)的“匯烴”、源儲(chǔ)對(duì)接帶裂縫-孔隙系統(tǒng)的“注烴”和致密儲(chǔ)層內(nèi)部物性“甜點(diǎn)”區(qū)裂縫-孔隙系統(tǒng)的“聚烴”過(guò)程。以致密油的富集為例，主要通過(guò)烴源巖裂縫-孔隙系統(tǒng)的“匯油”、源儲(chǔ)結(jié)合帶裂縫-孔隙系統(tǒng)的“注油”和致密儲(chǔ)層內(nèi)部裂縫-孔隙系統(tǒng)的“聚油”等3個(gè)機(jī)理和效率不同的過(guò)程來(lái)完成?！皡R油”過(guò)程可歸納為烴源巖生成的石油通過(guò)烴源巖內(nèi)部的流體異常高壓等動(dòng)力，從分散于烴源巖各個(gè)部位的石油匯聚到烴源巖內(nèi)的裂縫-孔隙系統(tǒng)中的過(guò)程［11-14］；注油即充注石油，可歸納為在源儲(chǔ)結(jié)合帶，烴源巖裂縫-孔隙系統(tǒng)中的石油在源儲(chǔ)壓差等作用下通過(guò)源儲(chǔ)結(jié)合帶的裂縫-孔隙系統(tǒng)向致密儲(chǔ)層的裂縫-孔隙系統(tǒng)充注、運(yùn)移（相當(dāng)于初次運(yùn)移）的過(guò)程［14-18］；“聚油”過(guò)程可歸納為在致密油儲(chǔ)層內(nèi)部，從烴源巖充注運(yùn)移來(lái)的石油在剩余壓差作用下通過(guò)致密儲(chǔ)層內(nèi)部發(fā)育的裂縫-孔隙系統(tǒng)，進(jìn)一步運(yùn)移聚集在致密儲(chǔ)層的“甜點(diǎn)”孔隙系統(tǒng)的過(guò)程［19-26］。我國(guó)目前發(fā)現(xiàn)和開發(fā)的致密油藏，如鄂爾多斯盆地的新安邊油田、準(zhǔn)噶爾盆地的昌吉油田、四川盆地的大安寨油田、松遼盆地北部齊家致密油田和南部的扶余致密油田等，無(wú)一不富集在裂縫-孔隙-孔喉網(wǎng)絡(luò)體系所控制的“甜點(diǎn)”區(qū)，其均是通過(guò)匯油、注油和聚油等3個(gè)環(huán)節(jié)，在致密儲(chǔ)層的物性相對(duì)較好地區(qū)（“甜點(diǎn)”區(qū)）形成富集［2，5，9-15］。頁(yè)巖油氣、煤層氣、致密氣與致密油均具有類似的運(yùn)聚、富集與成藏過(guò)程，裂縫-孔隙系統(tǒng)控制了其匯聚、充注、聚集和富集，只不過(guò)對(duì)于頁(yè)巖油氣、煤層氣來(lái)說(shuō)，匯烴、注烴和聚烴均發(fā)生在烴源巖內(nèi)部，以微運(yùn)移為特征［8-13，17-21］，而致密油和致密氣的成藏富集發(fā)生了從烴源巖到致密儲(chǔ)層的短距離運(yùn)移。

基于以上認(rèn)識(shí)，筆者在借鑒和吸收學(xué)者們大量研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合近年來(lái)在非常規(guī)油氣成藏富集領(lǐng)域的研究成果，進(jìn)行全面總結(jié)和提升，初步形成非常規(guī)油氣“縫-孔耦合富烴假說(shuō)”的理論性認(rèn)識(shí)，以期對(duì)非常規(guī)油氣勘探具有指導(dǎo)作用。

1“縫-孔耦合富烴假說(shuō)”的基本內(nèi)容

“科學(xué)假說(shuō)”是一種有結(jié)構(gòu)的知識(shí)形態(tài)，它由3個(gè)基本的知識(shí)元素組成：①基本概念；②聯(lián)系這些概念的判斷即基本原理或定律；③由這些概念與原理推演出來(lái)的邏輯結(jié)論。本文將從以下幾個(gè)方面簡(jiǎn)述“縫-孔耦合富烴假說(shuō)”：基本概念、基本原理、科學(xué)依據(jù)和基本論點(diǎn)。

1.1 基本概念

作為一個(gè)假說(shuō)的知識(shí)體系，首先需要有其相關(guān)的基本概念來(lái)支撐?！翱p-孔耦合富烴假說(shuō)”擬有以下基本概念：①縫-孔系統(tǒng)：指非常規(guī)油氣成藏體系中裂縫系統(tǒng)（包括微裂縫）與孔隙系統(tǒng)構(gòu)成的微米—納米尺度的縫-孔-喉空間網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。②“匯烴”、“注烴”與“聚烴”：“匯烴”指非常規(guī)油氣成藏體系的烴源巖中，各處生成的烴類物質(zhì)，在生烴膨脹力等動(dòng)力作用下，向烴源巖中的縫-孔系統(tǒng)匯集的過(guò)程；“注烴”指非常規(guī)油氣成藏體系的源儲(chǔ)結(jié)合帶，烴源巖縫-孔系統(tǒng)中烴類物質(zhì)在源儲(chǔ)壓差作用下向致密儲(chǔ)層縫-孔系統(tǒng)充注、運(yùn)移的過(guò)程；“聚烴”指在非常規(guī)油氣成藏體系的致密儲(chǔ)層縫-孔系統(tǒng)中的烴類物質(zhì)在剩余壓差作用下向致密儲(chǔ)層中的孔隙系統(tǒng)運(yùn)移并聚集成藏和富集的過(guò)程。③微運(yùn)聚：指非常規(guī)油氣在烴源巖內(nèi)部的運(yùn)移、聚集過(guò)程，如頁(yè)巖油、頁(yè)巖氣、煤層氣在烴源巖內(nèi)部的運(yùn)移與聚集過(guò)程。④縫-孔耦合：裂縫系統(tǒng)與基質(zhì)孔隙系統(tǒng)在空間上的匹配組合關(guān)系型式，縫-孔耦合具有多種耦合類型，不同類型有不同的成藏和富烴作用。縫-孔耦合具體表現(xiàn)為兩者不同組合型式的微米—納米尺度縫-孔-喉空間網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。⑤優(yōu)勢(shì)縫-孔耦合：對(duì)非常規(guī)油氣的運(yùn)聚、富集與成藏最有利的縫-孔耦合類型，如多尺度縫-大孔大喉耦合、大尺度縫-大孔大喉耦合等。⑥縫-孔耦合富烴作用：指縫-孔耦合對(duì)非常規(guī)油氣運(yùn)、聚成藏富集的控制作用，具體包括對(duì)非常規(guī)油氣運(yùn)聚成藏富集的動(dòng)力與阻力、通道、烴類相態(tài)、運(yùn)聚富集方式、運(yùn)聚富集效率等方面的控制作用。⑦“縫-孔耦合富烴假說(shuō)”是針對(duì)非常規(guī)油氣運(yùn)聚、富集與成藏規(guī)律性的總結(jié)知識(shí)體系。強(qiáng)調(diào)裂縫系統(tǒng)與孔隙系統(tǒng)的耦合（縫-孔耦合）對(duì)非常規(guī)油氣運(yùn)聚、富集與成藏的控制作用，認(rèn)為縫-孔耦合是制約非常規(guī)油氣運(yùn)聚、富集與成藏的關(guān)鍵主控地質(zhì)因素。⑧關(guān)鍵控制地質(zhì)因素：多個(gè)主控地質(zhì)因素中對(duì)非常規(guī)油氣富集起最關(guān)鍵作用的那一個(gè)主控地質(zhì)因素。

1.2 基本原理

富含有機(jī)質(zhì)的細(xì)粒沉積體系在埋藏演化過(guò)程中，由于溫度、壓力和催化作用等地質(zhì)營(yíng)力的作用，有機(jī)質(zhì)中的干酪根發(fā)生降解和裂解，生排出烴類物質(zhì)；或干酪根生排出的烴類物質(zhì)（油或?yàn)r青）進(jìn)一步裂解成氣，通過(guò)滯留、運(yùn)移、聚集、富集于細(xì)粒沉積體系的裂縫和基質(zhì)的孔-縫系統(tǒng)中，富含有機(jī)質(zhì)的細(xì)粒沉積體系演化為非常規(guī)油氣成藏體系，非常規(guī)油氣富集于物性相對(duì)好的孔-縫系統(tǒng)中。非常規(guī)油氣成藏體系的成烴、成藏和富集演化過(guò)程與機(jī)理可簡(jiǎn)述為以下3個(gè)方面：

（1）從“匯烴”到“注烴”，再到“聚烴”，這 3 個(gè)成藏富集的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在不同區(qū)域的裂縫-孔隙系統(tǒng)中均是烴驅(qū)水的過(guò)程，即烴排驅(qū)、置換其要進(jìn)入的縫-孔系統(tǒng)空間的水，然后進(jìn)入縫-孔系統(tǒng)的微米—納米空間中聚集或富集。

（2）烴源巖、源儲(chǔ)結(jié)合帶、致密儲(chǔ)層中具有優(yōu)勢(shì)耦合特征的縫-孔系統(tǒng)是非常規(guī)油氣運(yùn)移的優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道，壓差為主要?jiǎng)恿?，毛管壓力和分子作用力為阻力。烴類運(yùn)移和聚集相態(tài)與運(yùn)移通道或儲(chǔ)集空間（縫-孔系統(tǒng)）的尺度有關(guān)，微米—毫米級(jí)以游離態(tài)的頁(yè)巖氣、煤層氣和致密氣或可動(dòng)的致密油為主，烴類流動(dòng)規(guī)律基本滿足達(dá)西滲流定律和浮力定律；納米級(jí)以吸附態(tài)的頁(yè)巖氣、煤層氣和致密氣或束縛態(tài)致密油為主，烴類流動(dòng)規(guī)律不符合達(dá)西滲流定律，表現(xiàn)為擴(kuò)散-滑脫流和低速非達(dá)西流為主，滿足納達(dá)西滲流規(guī)律或濃度擴(kuò)散定律。烴類最終富集在非常規(guī)油氣成藏系統(tǒng)中與優(yōu)勢(shì)耦合縫-孔系統(tǒng)相連的“甜點(diǎn)”區(qū)域。

（3）上述環(huán)節(jié)與過(guò)程中，頁(yè)巖油氣和煤層氣屬于源內(nèi)滯留成藏富集，以微運(yùn)聚為特征，致密油氣屬于近源成藏富集，以短距離初次運(yùn)移為特征。頁(yè)巖油氣和致密油主要富集于以Ⅰ、Ⅱ型干酪根類型為烴源巖的非常規(guī)油氣成藏體系中，生油窗階段以形成頁(yè)巖油和致密油為主，生氣窗階段以形成頁(yè)巖氣為特征。致密氣和煤層氣主要富集于以Ⅲ型干酪根類型為烴源巖的非常規(guī)油氣成藏體系中，生氣窗幾乎覆蓋整個(gè)有機(jī)質(zhì)演化階段，煤層氣以吸附態(tài)為主，致密氣以游離態(tài)為主。

1.3 科學(xué)依據(jù)

1.3.1 縫-孔耦合類型及其對(duì)非常規(guī)油氣運(yùn)聚、富集與成藏的貢獻(xiàn)

依據(jù)裂縫尺度與孔隙孔喉大小及其匹配關(guān)系，可總結(jié)和劃分出非常規(guī)油氣成藏體系的縫-孔耦合類型。劃分方案為：①本文所陳述的裂縫是指未斷穿目的層的裂縫。以肉眼能否辨別為標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)裂縫規(guī)模參數(shù)（開度），將裂縫劃分為大尺度裂縫（開度大于50 μm，肉眼可辨別）和微尺度裂縫（開度小于50 μm，肉眼不可辨別）等2類。多尺度裂縫指同時(shí)包含大尺度和微尺度裂縫類型。②按照普遍認(rèn)可的劃分標(biāo)準(zhǔn)［1，18］，依據(jù)孔隙大小和孔喉參數(shù)可將孔隙系統(tǒng)劃分為大孔大喉（孔半徑大于1 000 nm，喉半徑大于50 nm）、大孔微喉（孔半徑大于1 000 nm，喉半徑小于50 nm）、微孔大喉（孔半徑小于1 000 nm，喉半徑大于50 nm）和微孔微喉（孔半徑小于1 000 nm，喉半徑小于50 nm）等4類。③依據(jù)裂縫與孔隙系統(tǒng)的尺度及其與流體流動(dòng)規(guī)律的關(guān)系，可建立其對(duì)烴類流體運(yùn)聚的貢獻(xiàn)相對(duì)大?。ū?），并進(jìn)一步依據(jù)裂縫與孔隙系統(tǒng)的耦合關(guān)系，得到裂縫與孔隙耦合類型對(duì)烴類流體運(yùn)聚、富集與成藏有利程度的評(píng)價(jià)，由好到差共4個(gè)評(píng)價(jià)級(jí)別：優(yōu)勢(shì)耦合、良好耦合、一般耦合和不利耦合，其中優(yōu)勢(shì)耦合最有利于烴類流體的運(yùn)移與聚集，其次是良好耦合，不利耦合的縫-孔耦合類型不利于烴類流體的運(yùn)移與聚集。各種縫-孔耦合類型的評(píng)價(jià)級(jí)別見表2。④將裂縫類型與孔隙系統(tǒng)類型進(jìn)行匹配，非常規(guī)油氣成藏體系中裂縫與孔隙耦合關(guān)系（空間匹配關(guān)系）可劃分為16種類型（表2）。

表1 不同尺度的裂縫、孔隙系統(tǒng)對(duì)烴類流體運(yùn)聚的相對(duì)貢獻(xiàn)大小Table 1 Evaluation of relative contribution of fracture and pore system at different scales to fluid migration and accumulation

表2 裂縫系統(tǒng)與孔隙系統(tǒng)耦合類型及其評(píng)價(jià)結(jié)果Table 2 Types and evaluation of the coupling between fracture system and pore system

1.3.2 “縫-孔耦合富烴假說(shuō)”的主要依據(jù)

（1）統(tǒng)計(jì)依據(jù)

以致密油為例，通過(guò)統(tǒng)計(jì)我國(guó)延長(zhǎng)、昌吉、大慶等油田的典型致密油氣藏與縫-孔耦合類型，可以發(fā)現(xiàn)多尺度縫與大孔大喉孔隙系統(tǒng)最為常見，部分為大尺度縫與大孔微喉孔隙系統(tǒng)這兩大類縫-孔耦合類型（表 3）。

除致密油藏外，目前勘探發(fā)現(xiàn)的頁(yè)巖油氣藏、致密氣藏和煤層氣藏均發(fā)育層間縫、頁(yè)理縫、構(gòu)造縫及有機(jī)質(zhì)縫與有機(jī)孔，也多具有多尺度縫-大孔大喉、多尺度縫-大孔微喉和微裂縫-大孔大喉等縫-孔耦合類型的特征［7-18］，多屬于優(yōu)勢(shì)耦合或良好耦合類型。

（2）野外露頭、巖心照片與微觀依據(jù)

致密油區(qū)的野外露頭、巖心與巖石薄片幾乎都反映裂縫與孔隙系統(tǒng)的耦合關(guān)系明顯制約致密儲(chǔ)層的含油性。陜西省延長(zhǎng)縣安溝鄉(xiāng)的延長(zhǎng)組長(zhǎng)6致密砂巖中可見天然油跡和油苗等現(xiàn)象（圖1）。長(zhǎng)6儲(chǔ)層的非均質(zhì)性較強(qiáng)，油苗從長(zhǎng)6致密粉細(xì)砂巖的裂縫中滲出，沿裂縫廣泛分布，油氣顯示最明顯的地方為縱橫裂縫交錯(cuò)且粒度相對(duì)較粗的區(qū)域，反映了裂縫是該區(qū)油氣運(yùn)移的優(yōu)勢(shì)通道。油跡或油砂總體上呈局部分布特征，含油飽和度受儲(chǔ)層物性和裂縫發(fā)育程度控制，油氣優(yōu)先聚集于孔隙度和滲透率相對(duì)較好、裂縫相對(duì)發(fā)育的儲(chǔ)層中，即縫-孔耦合匹配越好的區(qū)域，含油飽和度越高。

準(zhǔn)噶爾盆地昌吉致密油田的吉174井3 307.76 m處巖心照片顯示，裂縫發(fā)育處可見油浸現(xiàn)象（圖2），巖性為致密云質(zhì)粉砂巖，發(fā)育層理縫（綠色線）和構(gòu)造縫（紅色線），石油顯示級(jí)別和裂縫與基質(zhì)耦合的程度有關(guān)：裂縫不發(fā)育的區(qū)域，石油顯示級(jí)別低，以“油跡”為主；裂縫與基質(zhì)耦合較好的區(qū)域，石油顯示級(jí)別較高，以“油浸”為主；僅發(fā)育層理縫的區(qū)域，石油顯示級(jí)別為“油斑”，表明裂縫與基質(zhì)孔隙系統(tǒng)的匹配耦合關(guān)系控制了致密油的富集程度。

表3 中國(guó)主要盆地典型致密油藏（區(qū)）縫-孔耦合類型Table 3 Types of fracture-pore coupling for typical tight reservoirs in main basins of China

圖1 鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)縣安溝鄉(xiāng)延長(zhǎng)組長(zhǎng)6致密砂巖露頭照片F(xiàn)ig.1 Outcrops of Chang 6 tight sandstone inAngou township，Yanchang county，Ordos Basin

鄂爾多斯盆地吳起地區(qū)的吳47井長(zhǎng)6油層組2 146.82～2 146.94 m巖石薄片在偏光顯微鏡下可見微裂縫中含油［圖3（a）］，尤其是沿微裂縫網(wǎng)絡(luò)充填的石油和瀝青脈明顯可見，反映了顯微尺度下裂縫與孔隙耦合區(qū)域控制了致密油的富集。該巖石薄片在熒光顯微鏡下可見沿著微裂縫及與其連通的基質(zhì)孔隙發(fā)育區(qū)的熒光特征明顯［圖3（b）］，尤其是微裂縫處，熒光級(jí)別更高，反映了顯微尺度下裂縫與孔隙耦合區(qū)域控制了致密油的富集，微裂縫越發(fā)育的基質(zhì)區(qū)，含油性越好。

（3）實(shí)驗(yàn)依據(jù)

通過(guò)開展裂縫與基質(zhì)耦合背景下的石油充注與運(yùn)移聚集的物理模擬實(shí)驗(yàn)（圖4、表4），可以得出裂縫網(wǎng)絡(luò)是石油縱、橫向運(yùn)移的優(yōu)勢(shì)通道和有效聚集空間。源儲(chǔ)壓差是源動(dòng)力，其驅(qū)使石油從烴源巖向?qū)永砘蝽?yè)理縫注入、沿縱向構(gòu)造縫向儲(chǔ)層運(yùn)移、沿層理或頁(yè)理縫與構(gòu)造縫組合而成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)移，在基質(zhì)孔隙結(jié)構(gòu)較好的區(qū)域充注并聚集于孔隙系統(tǒng)內(nèi)。層理縫與構(gòu)造縫的交會(huì)區(qū)及其與基質(zhì)孔隙相對(duì)發(fā)育的耦合區(qū)是油氣匯聚富集的“甜點(diǎn)”區(qū)。

圖3 鄂爾多斯盆地吳47井長(zhǎng)6油層組2 146.82～2 146.94 m處微裂隙與基質(zhì)孔隙含油特征Fig.3 Oil-bearing characteristics of microfractures and matrix pores of Chang 6 oil reservoir at 2 146.82-2 146.94 m in well Wu 47，Ordos Basin

圖4 石油充注與運(yùn)移聚集模擬實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象與地質(zhì)意義Fig.4 Phenomenon and geological significance of simulation experiment of oil filling，migration and accumulation

表4 石油充注與運(yùn)移聚集模擬實(shí)驗(yàn)的介質(zhì)材料與相關(guān)參數(shù)Table 4 Dielectric materials and related parameters in simulation experiment of oil filling，migration and accumulation

1.4 基本論點(diǎn)

作為一個(gè)假說(shuō)認(rèn)識(shí)體系，“縫-孔耦合富烴假說(shuō)”具有以下幾點(diǎn)論點(diǎn)：①縫-孔耦合是控制非常規(guī)油氣運(yùn)聚與富集關(guān)鍵環(huán)節(jié)的主控地質(zhì)因素。在富有機(jī)質(zhì)的非常規(guī)油氣系統(tǒng)中，非常規(guī)油氣生成、滯留、運(yùn)聚和富集的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是烴源巖縫-孔系統(tǒng)的“匯烴”、源儲(chǔ)結(jié)合帶縫-孔系統(tǒng)的“注烴”和致密儲(chǔ)層縫-孔系統(tǒng)“聚烴”等3個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的成烴成藏過(guò)程，縫-孔耦合形成的縫-孔-喉網(wǎng)絡(luò)空間在這3個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)分別起到匯烴、注烴和聚烴的控制作用。②縫-孔耦合控制非常規(guī)油氣運(yùn)聚、富集與成藏效率?？p-孔耦合是控制非常規(guī)油氣成藏富集的密碼。非常規(guī)油氣成藏體系中，不同類型的縫-孔耦合具有不同的縫-孔-喉尺度空間，因而制約不同的非常規(guī)油氣的相態(tài)和賦存狀態(tài)，烴類在其中的運(yùn)移聚集遵循不同的流體流動(dòng)力學(xué)原理，具有不同的流體流動(dòng)規(guī)律，因而具有不同的運(yùn)聚機(jī)制與運(yùn)聚效率，即縫-孔耦合類型控制非常規(guī)油氣運(yùn)聚與富集效率，如多尺度縫-大孔大喉型縫-孔耦合，其油氣運(yùn)聚與富集基本符合達(dá)西滲流規(guī)律，油氣運(yùn)聚與富集效率最高，而無(wú)裂縫-微孔微喉型縫-孔耦合，其油氣運(yùn)移主要以擴(kuò)散為主，油氣運(yùn)聚與富集效率最低。由此可形成一個(gè)與縫-孔耦合評(píng)價(jià)類型對(duì)應(yīng)的大小有序的富集序列。③縫-孔耦合是控制非常規(guī)油氣運(yùn)聚、富集與成藏的根本原因?？p-孔耦合不僅制約非常規(guī)油氣運(yùn)聚、富集與成藏的充注排驅(qū)機(jī)理（包括動(dòng)力與阻力、運(yùn)聚相態(tài)、賦存狀態(tài)和運(yùn)聚方式）、運(yùn)移通道及其暢通性，而且控制了非常規(guī)油氣的聚集空間、富集效率、富集區(qū)域、富集規(guī)模和富集范圍。因此，縫-孔耦合控制非常規(guī)油氣運(yùn)聚、富集與成藏的理論認(rèn)識(shí)為“縫-孔耦合富烴假說(shuō)”的理論基礎(chǔ)，但頁(yè)巖油氣、致密油氣和煤層氣等非常規(guī)油氣的富集模式又存在一定的差異性（圖5）。④“順藤摸瓜”是“縫-孔耦合富烴假說(shuō)”的勘探思路。無(wú)論是頁(yè)巖油氣、致密油氣還是煤層氣，非常規(guī)油氣勘探目標(biāo)都是“甜點(diǎn)”，而“甜點(diǎn)”與非常規(guī)油氣的優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道是緊密相連的，即沿著非常規(guī)油氣成藏體系的優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道可追溯到“甜點(diǎn)”。因此，基于“縫-孔耦合富烴假說(shuō)”的勘探思路尋找“甜點(diǎn)”區(qū)就是“順藤摸瓜”，“藤”指具有優(yōu)勢(shì)縫-孔耦合特征的縫-孔-喉網(wǎng)絡(luò)通道系統(tǒng)，“瓜”指非常規(guī)油氣的富集區(qū)帶，即“甜點(diǎn)”區(qū)，也就是縫-孔有利耦合區(qū)，包括優(yōu)勢(shì)耦合區(qū)和良好耦合區(qū)。綜上所述，非常規(guī)油氣勘探的科學(xué)思路是：沿著具有優(yōu)勢(shì)縫-孔耦合特征的縫-孔-喉網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)尋找非常規(guī)油氣的富集區(qū)，即縫-孔優(yōu)勢(shì)耦合區(qū)和良好耦合區(qū)。

圖5 非常規(guī)油氣系統(tǒng)的縫-孔耦合富烴模式圖Fig.5 Fracture-pore coupling enriching hydrocarbon model of unconventional oil and gas system

2 驗(yàn)證、應(yīng)用效果與問(wèn)題討論

2.1 驗(yàn)證與應(yīng)用效果

圖6 柴達(dá)木盆地英西地區(qū)漸新統(tǒng)巖性與縫-孔耦合綜合柱狀圖（據(jù)文獻(xiàn)［29-33］修改）Fig.6 Comprehensive column of lithology and fracture-pore coupling of Oligocene in Yingxi area of Qaidam Basin

圖7 柴達(dá)木盆地英西地區(qū)S205井區(qū)致密油的成藏模式與地震預(yù)測(cè)縫-孔耦合（據(jù)文獻(xiàn)［29-33］修改）Fig.7 Reservoir accumulation model and fracture-pore coupling by seismic prediction of tight oil of in S205 well area，Yingxi area，Qaidam Basin

近年來(lái)，利用“縫-孔耦合富烴假說(shuō)”在酒泉盆地青西凹陷和花海凹陷白堊系下溝組、鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)油田三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng)9—長(zhǎng)7油層組和大慶油田齊平2井區(qū)青山口組等預(yù)測(cè)有利致密油“甜點(diǎn)”目標(biāo)27個(gè)，其中在酒泉盆地青西凹陷和花海凹陷部署的墩1 H井和柳平1井揭示了白堊系下溝組的致密油富集“甜點(diǎn)”區(qū)的分布特征，獲得工業(yè)油流。墩1 H井位于酒泉盆地花海凹陷花海鎮(zhèn)東南26.8 km，距花探7井約1.1 km，處于酒泉盆地酒西坳陷花海凹陷中央斷裂帶三墩構(gòu)造帶，為一口水平井，其完鉆井深為3 560 m（垂深為2 950 m），目的層是下溝組K1g2段，其水平段約675 m，儲(chǔ)層鉆遇率為91.1%。完井后分3段進(jìn)行了水力噴砂射孔，分別為3 207～3 210 m，3 128～3 129 m和2 997～2 999 m，產(chǎn)油量為0.5 t/d，不含水，原油密度為0.830 7 g/cm3，實(shí)現(xiàn)了花海凹陷致密油勘探的重要突破。其儲(chǔ)集空間類型主要為裂縫和粒間孔，儲(chǔ)層厚度為375.8 m，占該組地層的50.5%，單層厚度最大可達(dá)158.0 m，最小為1.0 m，多數(shù)為1.0～3.0 m。巖性包括泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)砂巖、細(xì)砂巖、含礫細(xì)砂巖和細(xì)礫巖，深側(cè)向電阻率多數(shù)為13.1～16.4 Ω·m，最高為 132.3 Ω·m。陣列聲波縱、橫波和斯通利波能量衰減較明顯，成像測(cè)井圖顯示高角度縫較為發(fā)育，與粒間孔隙系統(tǒng)耦合形成有利的縫孔網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，表明該層段存在較好的儲(chǔ)滲能力，綜合評(píng)價(jià)為裂縫-孔隙性儲(chǔ)層，儲(chǔ)集性能較好，是致密油富集的有利區(qū)域。

2.2 問(wèn)題討論

2.2.1 裂縫-孔隙系統(tǒng)對(duì)非常規(guī)油氣成藏富集的控制作用

眾所周知，裂縫與孔隙是控制非常規(guī)油氣運(yùn)聚成藏和富集的重要因素，但裂縫系統(tǒng)與孔隙系統(tǒng)各自的尺度多、成因類型多，二者的組合類型更多，究竟如何控制非常規(guī)油氣的運(yùn)、聚、富集機(jī)制和規(guī)律是研究的難點(diǎn)?！翱p-孔耦合富烴假說(shuō)”巧妙地將裂縫和孔隙的空間匹配及其與油氣運(yùn)聚關(guān)系有機(jī)地聯(lián)系在一起，即所謂的“耦合”在一起，不同的耦合關(guān)系會(huì)造成不同的非常規(guī)油氣運(yùn)聚、富集與成藏結(jié)果，正是縫-孔耦合結(jié)果制約了非常規(guī)油氣的成藏富集動(dòng)力、通道、相態(tài)、方式以及烴類流體的流動(dòng)規(guī)律和聚集富集結(jié)果。因此，“縫-孔耦合”已成為非常規(guī)油氣運(yùn)聚、富集與成藏最關(guān)鍵的控制因素。

2.2.2 非常規(guī)油氣成藏富集的其他控制因素

“縫-孔耦合富烴假說(shuō)”的核心觀點(diǎn)為：縫-孔耦合是制約非常規(guī)油氣運(yùn)移、聚集、成藏和富集的關(guān)鍵因素，不同的縫-孔耦合具有不同的輸導(dǎo)和儲(chǔ)集非常規(guī)油氣的能力。因此，只要弄清從優(yōu)質(zhì)烴源巖到致密儲(chǔ)層“甜點(diǎn)”的縫-孔優(yōu)勢(shì)耦合，就能順藤摸瓜地找到非常規(guī)油氣的富集區(qū)，即“甜點(diǎn)”。也許有學(xué)者會(huì)認(rèn)為，制約非常規(guī)油氣成藏富集的因素不只是縫-孔耦合，還應(yīng)該包括源巖品質(zhì)、源儲(chǔ)壓差、源儲(chǔ)組合、源巖的儲(chǔ)集性、非常規(guī)油氣相態(tài)和儲(chǔ)層脆性等［34-36］。但“縫-孔耦合富烴假說(shuō)”理論卻顯示，非常規(guī)油氣成藏體系本身就具有強(qiáng)大的源儲(chǔ)壓力差，良好的源儲(chǔ)組合、優(yōu)質(zhì)的源巖和一定的儲(chǔ)集性［34-36］，既然非常規(guī)油氣成藏體系不缺這些條件，則其不能成為重要的控制因素。非常規(guī)油氣的成藏與富集需要裂縫與孔隙的有利空間耦合，只有裂縫與孔隙形成優(yōu)勢(shì)耦合，才能構(gòu)成非常規(guī)油氣的優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道和有利的聚集空間。因此，縫-孔耦合是制約非常規(guī)油氣運(yùn)聚、富集與成藏的最重要的因素。

3 理論與現(xiàn)實(shí)意義

“縫-孔耦合富烴假說(shuō)”是在連續(xù)型油氣聚集理論和非常規(guī)油氣地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)上將非常規(guī)油氣運(yùn)聚、富集和成藏主控因素、形成過(guò)程和作用機(jī)制具體化。在深化非常規(guī)油氣成藏規(guī)律認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，揭示非常規(guī)油氣運(yùn)聚、富集與成藏機(jī)制，建立非常規(guī)油氣特殊的成藏模式，有利于創(chuàng)新和發(fā)展非常規(guī)油氣成藏理論。

建立和完善非常規(guī)油氣理論的終極目標(biāo)是提高勘探非常規(guī)油氣的效率。截至目前，非常規(guī)油氣理論還未能具體明確和有效地指導(dǎo)非常規(guī)油氣藏的勘探，而“縫-孔耦合富烴假說(shuō)”提出的優(yōu)勢(shì)縫-孔耦合系統(tǒng)與非常規(guī)油氣富集區(qū)的關(guān)系較為密切，猶如“藤”與“瓜”的關(guān)系，科學(xué)的勘探思路是“順藤摸瓜”，即沿優(yōu)勢(shì)耦合的縫-孔-喉網(wǎng)絡(luò)去尋找非常規(guī)油氣的富集區(qū)。“縫-孔耦合富烴假說(shuō)”觀點(diǎn)的提出，對(duì)于有效發(fā)現(xiàn)非常規(guī)油氣的“甜點(diǎn)”富集區(qū)和提高非常規(guī)油氣的勘探成功率有重要的理論意義與應(yīng)用價(jià)值。

4 結(jié)論

（1）非常規(guī)油氣成藏體系中廣泛發(fā)育的裂縫系統(tǒng)與孔隙系統(tǒng)耦合形成的縫-孔耦合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是非常規(guī)油氣運(yùn)聚成藏的通道與聚集場(chǎng)所。裂縫與孔隙耦合形成的縫-孔耦合類型控制了非常規(guī)油氣運(yùn)聚、富集與成藏，不同的縫-孔耦合類型構(gòu)成了各種尺度的縫-孔-喉網(wǎng)絡(luò)，因其尺度與組合的差異，造成了非常規(guī)油氣運(yùn)聚、富集與成藏機(jī)制的差異，包括動(dòng)力與阻力、運(yùn)聚通道、烴類運(yùn)聚相態(tài)、運(yùn)聚方式、烴源流體流動(dòng)規(guī)律、烴類賦存狀態(tài)等方面，最終也造成了成藏效率的差異，形成一個(gè)有序排列的非常規(guī)油氣富集序列。

（2）優(yōu)勢(shì)縫-孔耦合網(wǎng)絡(luò)空間系統(tǒng)是非常規(guī)油氣運(yùn)聚成藏的優(yōu)勢(shì)通道與富集的最終場(chǎng)所。沿優(yōu)勢(shì)縫-孔耦合網(wǎng)絡(luò)空間尋找非常規(guī)油氣富集區(qū)是發(fā)現(xiàn)非常規(guī)油氣“甜點(diǎn)”的有效方法。

（3）縫-孔耦合的觀點(diǎn)對(duì)非常規(guī)油氣運(yùn)聚、富集與成藏規(guī)律的系統(tǒng)認(rèn)識(shí)是至關(guān)重要的，構(gòu)成了“縫-孔耦合富烴假說(shuō)”的基本知識(shí)體系，是對(duì)非常規(guī)油氣理論的發(fā)展與完善。

致謝：論文編寫過(guò)程中得到中國(guó)石油大學(xué)（北京）的李耀華博士和劉慶新博士的幫助，在此表示感謝！