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塔里木盆地受多期构造运动的影响,尤其是新近纪以来的新构造运动对盆地内油气藏的调整改造具有重大的意义。本文以基础地质资料(钻井、测井、地震)、分析测试数据等为依据,结合数值模拟和物理模拟的方法,以塔里木盆地典型的碎屑岩油气藏——哈得逊油田和塔中4油田石炭系油气藏为研究对象,从构造演化入手,耦合温压场演化、流体动力场演化和储层非均质对油气藏调整改造的影响,探讨油气调整运聚动力学机制。 研究结果表明:(1)哈得逊油田具有“倾斜”的油水界面、油藏主体与圈闭主体不一致、油气性质分布不均一的油气分布特征;塔中4油田具有“三明治”式油气分布、阶梯状油水界面及油气性质分布不均一的油气分布特征。(2)从油气来源、油气运移方向、成藏期次、古油水界面变化、断层封闭性等方面证实了油气藏的调整,指出哈得逊油田油气藏的调整为由北向南的侧向调整,而塔中4油田为自下而上的垂向调整。(3)构造演化是控制油藏调整的宏观因素,不同的构造演化特征导致了油气不同的调整方式和方向。哈得逊油田的构造演化主要表现为构造翘倾、构造高点和圈闭的迁移,油气主要以侧向长距离运移为主,塔中4油田主要表现为断层的活动,油气以垂向短距离运移为主。(4)封闭的正常(弱超压)压力的流体动力系统是油气藏保存的基础。哈得逊油田油藏的调整是在正常的压力系统、封闭的流体环境中进行的。剩余压力过小,水动力条件弱,对油气藏调整改造的贡献不大,但有利于油气藏的保存。塔中4油田自新近纪以来,CⅠ油组与CⅡ、CⅢ油组就分属于不同的压力系统,并一直处于封闭的流体动力环境中,总体上CⅠ油组为封闭的正常压力流体系统,CⅡ、CⅢ油组为封闭的弱超压流体系统。新近纪前,CⅠ油组与CⅢ油组之间曾存在着流体的交换。(5)运移动力和储层非均质性的耦合是控制油气藏调整的微观因素。哈得逊油田油气运聚数值模拟表明,流体势控制着油气运移的方向,但由于哈得逊油田东河砂岩储层的强烈非均质性及空间上网状结构的隔夹层分布,限制了油气的运移,在以浮力为主要运移动力的运聚过程中,油气要通过这些区域继续运移需要累积更高的油柱高度,运移速度降低,或者,在选择运移方向时,避开这些层段,重新选择优势通道,运移路程增大,导致油藏调整速度缓慢,油气滞留。(6)塔中4油田原油地球化学特征、成藏期、地层水化学特征、古压力演化、构造演化与断层封闭性等分析结果显示CⅠ油组是在白垩纪末期至古近纪末期由CⅢ油组通过活动的断层在剩余压力(构造应力)、浮力作用下向上调整而成,CⅡ油组是新构造运动以来,大量凝析油生成后,在剩余压力作用下与CⅢ油组凝析气顶同时形成。由于纵向上CⅢ油组含砾砂岩段E1-E3小层相比含砾砂岩段E4-E5小层和均质砂岩段储层孔渗性差、隔夹层发育、毛细管力大,CⅢ油组在向CⅠ油组快速调整的过程中,含砾砂岩段E1-E3小层油气调整速度慢、滞留,导致现今油水界面比均质砂岩段要深。(7)建立以哈得逊油田为代表的浮力驱动.侧向运移-缓慢调整型油气藏调整模式和以塔中4为代表的压力驱动-垂向渗漏-残存保留型油气藏调整模式。这不仅对塔里木盆地的油气勘探有指导的意义,而且对于其它经历过油气破坏、调整、改造的油气藏的研究具有借鉴意义。