随着中浅层油气勘探逐渐成熟,深层-超深层已成为油气的重要接替领域。在深部高温、高压和高应力的条件下,深层储层仍然保持较高的孔隙度和渗透率,与传统的压实作用和岩石孔隙演化模型不符(图1)。
图1. 中国典型盆地深层-超深层储层孔隙度与埋深的关系(修改自庞雄奇等,2020;操应长等,2022)
该观点论文提出“多场耦合作用”视角,揭示温度、压力和应力之间的竞争与协同作用,共同塑造了深部储层的孔隙保存与裂缝演化。高温会加速矿物溶解,软化晶粒并促进蠕变,使体系逐渐表现出延展性;压力的升高降低了有效应力,有助于孔隙的保存,并在裂缝尖端放大拉应力,使脆性破裂更易发生;高应力则增强压实作用,抑制拉伸开裂,推动塑性流变。
在此基础上,温度-应力耦合会促使颗粒压溶和蠕变,减少孔隙体积;压力-应力耦合则控制构造裂缝的起裂、发育方位与再激活,决定其是保持封闭还是演化为流体运移通道;温度–压力耦合能够促进溶解作用,抑制再沉淀,延长孔隙的保存时间并拓展有效储层的深度范围。多场耦合作用通过改变岩石物理性质,诱发脆性-韧性转换,形成高孔高渗透带,促进流体的渗流和运移(图2)。
多场耦合作用为深层-超深层储层的形成与演化提供了新的理解视角。未来的研究应更加关注多场耦合实验平台的建设、数值模拟的联合应用以及深部储层环境的原位观测,以进一步揭示多场相互作用如何控制储层的形成与演化,为有利目标优选和深地能源开发提供坚实支撑。
图2. 多场耦合效应与深层-超深层储层预测
研究成果近期发表在地学领域国际重要期刊Advances in Geo-Energy Research。论文第一作者和通讯作者为永利官网徐尚教授。合作者包括永利集团杨栋与刘秉昌博士、沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学贾存奇博士、北京大学张远银教授。
论文信息:Shang Xu, Dong Yang, Bingchang Liu, Cunqi Jia, and Yuanyin Zhang, 2025, Multi-field coupling controls the formation and evolution of deep reservoirs. Advances in Geo-Energy Research, https://doi.org/10.46690/ager.2025.08.08.