Ⅰ 水動力圈閉油氣藏的勘探技術與方法
水動力圈閉油氣藏的發現與確認是在石油地質、地球物理及水文地質條件綜合研究的基礎上，通過編制U，V，Z等有關圖件來完成的。前已述及，在油水系統中，油勢φo是水勢φw的一個函數，根據後者可求出油勢。相對水的油等勢面是由U0等值線構成的；相對油的水等勢面則由VO等值線構成；Z值代表在基準面已知點的高程。按U，V，Z公式編圖可圈出油或氣的低勢區，這個低勢區就是油氣藏可能分布的位置。
圖5-69為一個由構造等高線(Z)組成的走向南-北的鼻構造，在三維空間中沒有封閉。因此，在靜水條件下，它不能圈閉住油氣。但在動水條件下，形成了水勢梯度，根據水頭計算的Vo值反映出水勢面向南減小；而油勢值(由每個Vo-Z的交點計算得出)的等值線(圖中Uo)圈出一個很明顯的低勢區(圖中陰影部分-Uo為30m等值線圈定的范圍)。在構造條件和水動力作用下，油氣向該封閉的低勢區運移聚集成藏。
在非構造條件下，水動力圈閉如圖5-70所示。圖5-70A是地層頂部的單斜構造等高線(Z)，地層內由因岩性變化和成岩作用形成滲透性較差地帶；圖5-70B是水的等勢面(據基準面至測壓管水面的水頭H與
圖5-69 UVZ 法預測石油圈閉圖
(據Dahlberg，1982)
圖5-70 UVZ法預測非構造的油氣聚集區
(據E.C.Dahlberg，1982)
加拿大阿爾伯達白堊系維京砂岩中的水勢圖特點(圖5-71)是地層、岩性油氣藏反映。除了局部地區外，地下水主要是從東北向西南方向流動，勢差達900ft(274m)。但值得注意的是，由西北到東南水力坡度有明顯變化，密疏不同，這種水勢面傾斜不均勻的現象，有可能是岩相變化或地層遮擋引起的。從圖5-71中清楚看出，水勢面等值線有陡變緩處，恰恰是油氣藏集中分布的地帶，這不是偶然現象，是水動力圈閉的結果。其形成機理是在動水條件下，當水沿著儲集層流動時，通過滲透性不同的地段，流速必然會發生相應的變化，從而引起水等勢面傾斜度的改變，使水等勢線密度不均(圖5-72A)。一般在滲透性差的地段，水流速度變快，(在單位時間內通過流量不變的情況下)，等勢面的傾斜度變陡；而在滲透性較好的地段，流速慢，等勢面傾斜度變緩。在上述條件下，滲透性較低，等勢面變陡的地段，引發油氣等勢面彎曲或變型，在儲集層頂部造成閉合的油氣低勢區，形成水動力圈閉油氣藏(圖5-72B)。
圖5-71 水等勢面變化特徵與油氣藏的關系圖
(據Dahlberg，1982)
概括起來，編制UVZ圖所需要的基礎資料和制圖步驟如下：
1)頂面構造圖：高程從基準面(海平面)算起。按一定的等值線間距編繪構造等值線圖，標出絕對標高值的范圍(最低值、最高值及變化范圍值)如圖5-59(a)。
2)編繪測壓水頭等值線圖[hw=Z+(P/gρw)]，並疊加在構造圖上(圖5-59b)。
3)查出或分析測試油和水的密度，按照Vo=ρw/(ρw-ρ0)·hw公式，計算Vo值，編制水等勢線平面圖，並疊加在構造圖上(圖5-59C)。
4)按Vo和Z的交點，計算出該油-水系統中，各點相對水的油勢值(U0)計算公式是U0=Vo-Z。
5)編制油勢等值線圖，即用線條將同一油勢值連結起來，表示出油勢的高低變化(圖5-59d)。
6)標出油-水接觸面的位置，即油勢圈閉的位置—油的低勢區(5-69)。油勢圈閉的位置，是在Z和Vo代表的一定的構造背景和水動力條件下，油氣可能運移並聚集成藏的位置。
H.A.葉廖緬科(Еременко，1975)提出用折算水頭(淡水)直接表示油(氣)勢及油(氣)勢圈閉的方法。其理論依據是
含油氣盆地水文地質研究
圖5-72 滲透性不同引發水、油等勢線變化形成水動力圈閉
(據E.C.Dahlberg，1982)
或
等式兩端同乘以ρog，得到：
ρogho=ρwghw-gZ(ρw-ρ0)
式中ρogho為油勢(φo)，ρwghw為水勢(φw)，將它們以折算壓力表示，則為：
Po=Pw-Zg(ρw-ρ0)(5-8)
(5-8)式中的折算壓力用從基準面(一般為海平面)算起的淡水水柱表示時，即為：
P0=Hogρwf(5-9)
Pw=Hwgρwf(5-10)
式中：H0為用從基準面算起的淡水水柱高表示的油勢；Hw為用從基準面算起的淡水水柱高，表示的水勢或淡水折算水頭；ρwf為淡水密度。
將(5-9)和(5-10)式，代入(5-8)式，得：
含油氣盆地水文地質研究
從公式(5-11)中得知，編繪H0等勢線圖時，除了流體密度外，還要有研究層頂面構造圖、淡水的等折算水頭或等折算水位線圖。
在地層條件下，當油、水密度為常數時，石油水動力圈閉的確定方法如下：
首先將構造圖(圖5-73)上的Z值乘以常數(ρw-ρ0)/ρwf，設ρw=1.1g/cm3、ρ0=0.8g/cm3、ρwf=1g/cm3，即乘以0.3，獲得與密度有關的構造圖，其物理意義是從層頂到比較平面(海平面)間由流體密度差造成的剩餘能量圖。
第二步，將剩餘能量圖與等折算水位線圖疊合在一起，應用減法，根據公式(5-11)求出油勢值，將油勢值相等的各點連結起來，即得到油勢面圖，從圖上可以圈出油勢低值范圍，即石油圈閉所在的位置(圖5-73)。上述三個參數面之間的關系如圖5-74所示。
當流體密度在深度上有變化時，可分層確定水動力圈閉，或用H.A.葉廖緬科提出的流體密度隨深度變化的公式進行計算與制圖方法。水勢和油勢用折算壓力的表達式為
含油氣盆地水文地質研究
兩式中的P為地層內同一點的壓力值，因而是相等的，消去P得
含油氣盆地水文地質研究
或
含油氣盆地水文地質研究
等勢兩端同除以gρwf，得到用淡水水柱高或淡水折算水頭(m)表示的方程；
含油氣盆地水文地質研究
式中Δρ(Z)=ρw(Z)-ρo(Z)為具某種函數關系的水、油密度差，而
圖5-73 應用等折算水頭法確定水動力圈閉油藏位置圖
1—層頂構造等高線；2—石油剩餘能量等值線；3—等折算水位線；4—油勢等值線；5—水動力圈閉油藏位置
目前，我國許多含油氣盆地步入勘探非構造油氣藏為主體的階段，尋找水動力圈閉油氣藏具有良好的勘探遠景。從主動勘探水動力圈閉的角度講，這是一個新領域、新課題，在我國勘探程度很低，發現這類油氣藏的幾率相對較大。另一方面，前期的油氣勘探積累了大量的石油地質成果和豐富的水文地質資料，為勘探水動力圈閉油氣藏奠定了基礎。不需要再投入大量的實物工作量和經費，只要投入一定的技術力量，編繪有關水文地質圖件(包括水動力和水化學等)，深入研究，即可達到發現水動力圈閉油氣藏的目的。
在已長期注水的含油氣盆地或油田，地下動力系統的輕微改變，就會引起流體的重新組合。加強水文地質監測，掌握注水動態和油勢變化趨勢，不僅可為開發、採油提供依據，也可能發現由於流體再分配而發現水動力圈閉油氣藏。同時也為剩餘油的聚集指出勘探方向。
圖5-74 AB剖面上各參數面之間的關系圖
(據葉廖緬科，1975)