《石油與天然氣地質(zhì)學(xué)》第六章 油氣藏的形成

1、第六章 油氣藏的形成(Chapter6 formation of hydrocarbon reservoir)學(xué)時(shí)：8 學(xué)時(shí)基本內(nèi)容： 油氣聚集的基本原理。 油氣藏形成的基本條件。 油氣藏破壞和再分布的地質(zhì)作用及油氣的變化。 含油氣系統(tǒng)的主要研究?jī)?nèi)容及分類(lèi)。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：油氣聚集原理及油氣藏形成的基本條件。教學(xué)內(nèi)容提要：第一節(jié) 油氣聚集（重點(diǎn)）油氣聚集：油氣在儲(chǔ)層中由高勢(shì)區(qū)向低勢(shì)區(qū)運(yùn)移的過(guò)程中遇到圈閉時(shí)，進(jìn)入其中的油氣就不能繼續(xù)運(yùn)移，而聚集起來(lái)形成油氣藏的過(guò)程，稱為油氣聚集。一、單一圈閉油氣聚集的機(jī)理 1滲濾作用：對(duì)于蓋層封閉能力差的圈閉，毛細(xì)管封閉的蓋層對(duì)水不起封閉作用，而對(duì)烴類(lèi)則產(chǎn)生毛細(xì)

2、管封閉，結(jié)果把油氣過(guò)濾下來(lái)在圈閉中聚集。2排替作用：Chapman(1982)認(rèn)為蓋層中的流體壓力一般比相鄰砂巖層中的大，油氣進(jìn)入圈閉后首先在底部聚集，隨著烴類(lèi)的增多逐漸形成具有一定高度的連續(xù)烴相，由于密度差油的壓力都比水的壓力高，因此產(chǎn)生了一個(gè)向下的流體勢(shì)梯度，致使油在圈閉中向上運(yùn)移同時(shí)把水向下排替直到束縛水飽和度為止。二、系列圈閉中的油氣聚集原理（本節(jié)重點(diǎn)） 1油氣差異聚集原理靜水條件下，在油氣運(yùn)移的主方向上存在一系列溢出點(diǎn)自下傾方向向上傾方向遞升的圈閉，油氣源充足，蓋層封閉能力足夠大。油氣在圈閉中依次排替作用的結(jié)果，出現(xiàn)自上傾方向的空圈閉向下傾方向變?yōu)榧冇筒赜蜌獠丶儦獠氐挠蜌夥植继卣鳌?

3、油氣差異滲漏原理如果在運(yùn)移的主方向上，存在一系列蓋層封閉能力差的巖性圈閉，油氣在圈閉中依次滲濾作用的結(jié)果，出現(xiàn)自上傾方向的空圈閉向下傾方向變?yōu)榧儦獠赜蜌獠丶冇筒氐挠蜌夥植继卣?。第二?jié) 油氣藏形成的基本條件（重點(diǎn)、難點(diǎn)）一、油氣源條件1、概念成烴坳陷：是指地質(zhì)歷史時(shí)期曾經(jīng)是廣闊的有利于有機(jī)質(zhì)大量繁殖和保存的封閉或半封閉的沉積區(qū)；成熟烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度高，體積大，并能提供充足的油氣源，形成具有工業(yè)價(jià)值的油氣聚集。2、條件評(píng)價(jià)盆地中油氣源是油氣藏形成的首要條件，油氣源是否豐富取決于成烴拗陷的大小，烴源巖的成烴條件和成烴演化史。要具有足夠大的成烴拗陷，生油巖的面積要大，厚度要厚；生油巖的質(zhì)量要好，有機(jī)質(zhì)

4、豐度高，類(lèi)型好，要達(dá)到成熟。二、儲(chǔ)集層和生、儲(chǔ)、蓋組合及傳輸條件1、概念生儲(chǔ)蓋組合：是指烴源層、儲(chǔ)集層、蓋層三者的組合型式。有利的生儲(chǔ)蓋組合：是指三者在時(shí)、空上配置恰當(dāng)，有良好的輸導(dǎo)層，使烴源層生成的油氣能及時(shí)地運(yùn)移到儲(chǔ)集層聚集；蓋層的質(zhì)量和厚度能確保油氣不致于散失。2、生儲(chǔ)蓋組合類(lèi)型連續(xù)的生儲(chǔ)蓋組合：上覆式、下伏式、互層式、側(cè)變式或指狀交叉式、封閉式或透鏡式。不連續(xù)生儲(chǔ)蓋組合：不整合型生儲(chǔ)蓋組合和斷裂型生儲(chǔ)蓋組合。復(fù)合型的生儲(chǔ)蓋組合：3、生儲(chǔ)蓋組合的評(píng)價(jià)組合形式、烴源層的單層厚度和砂巖百分率。4、條件評(píng)價(jià)儲(chǔ)集層的儲(chǔ)集物性好，孔隙結(jié)構(gòu)好；要具備良好的生、儲(chǔ)、蓋組合形式，最佳的生油巖厚度，最佳的

5、砂泥巖百分比。三、圈閉條件1、概念有效圈閉：是指在具有油氣來(lái)源的前提下，能聚集并保存油氣的圈閉。2、條件評(píng)價(jià)圈閉容積要大，形成時(shí)間要早，距油源近，閉合高度要高，蓋層封閉能力好。四、保存條件構(gòu)造運(yùn)動(dòng)不要太強(qiáng)烈或地下水活動(dòng)不活躍，保證圈閉容積不改變或不破壞，圈閉中的油氣不受氧化變質(zhì)。第三節(jié) 油氣藏的破壞和油氣再分布油氣藏的破壞和油氣再分布：是指已經(jīng)處在物理、化學(xué)上的穩(wěn)定性和平衡狀態(tài)的油氣藏在各種地質(zhì)、物理、化學(xué)因素的作用下，油氣圈閉或油氣本身的物理化學(xué)穩(wěn)定性遭到部分或全部破壞，致使油氣在新的條件下發(fā)生再運(yùn)移和再聚集的過(guò)程。一、引起的油氣藏破壞和再分布的地質(zhì)因素（本節(jié)重點(diǎn)）1地殼運(yùn)動(dòng)使儲(chǔ)集層不均勻抬

6、升2地殼運(yùn)動(dòng)使油氣藏整體抬升3地殼運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一系列的斷裂活動(dòng)4巖漿活動(dòng)常使油氣藏遭受破壞二、水動(dòng)力條件的改變對(duì)油氣藏的破壞水動(dòng)力強(qiáng)弱的變化能使圈閉的大小和位置產(chǎn)生變化，甚至致使原有圈閉消失，油氣藏遭受破壞。三、生物化學(xué)作用、熱變質(zhì)作用對(duì)油氣性質(zhì)的改變（一）氧化變質(zhì)氧化變質(zhì)：是指原油在低溫低壓條件下，因氧化和微生物降解，使輕組分大量消耗，重組分不斷增加，成為稠油或?yàn)r青類(lèi)礦物的演化過(guò)程。其結(jié)果是使油氣藏油質(zhì)變差，降低工業(yè)價(jià)值。微生物降解作用：是油氣藏內(nèi)烴類(lèi)在微生物的作用下，原油輕組分逐漸減少，重組分相對(duì)增加，最后形成重質(zhì)油的作用。（二）熱變質(zhì)作用原油的熱變質(zhì)作用：是指油氣藏中原油在熱力作用下向降低自

7、由能，具有更高化學(xué)穩(wěn)定性方向變化的過(guò)程。熱演化作用的結(jié)果，芳烴縮合反應(yīng)的產(chǎn)物多環(huán)稠合的含N、S、O化合物，在液態(tài)烴的溶解度急劇降低，最后必將或早或遲地變?yōu)楣腆w析出，成為儲(chǔ)層瀝青而離開(kāi)這個(gè)系統(tǒng)。而烷烴化和甲烷化的結(jié)果將使液態(tài)原油變輕，成為輕質(zhì)凝析油直至甲烷氣。第四節(jié) 含油氣系統(tǒng)的概念及研究?jī)?nèi)容一、含油氣系統(tǒng)的概念含油氣系統(tǒng)：被定義為是一個(gè)自然的系統(tǒng)，包含活躍的烴源巖及所有已形成的油、氣藏，并包含油、氣藏形成時(shí)所必不可少的一切地質(zhì)要素及作用。二、含油氣系統(tǒng)的研究?jī)?nèi)容1關(guān)鍵時(shí)刻關(guān)鍵時(shí)刻：是指含油氣系統(tǒng)中大部分油氣生成-運(yùn)移-聚集的時(shí)間。 2含油氣系統(tǒng)展布范圍 3基本要素 4持續(xù)時(shí)間持續(xù)時(shí)間是指形成一個(gè)含油氣系統(tǒng)所需的時(shí)間。5保存時(shí)間保存時(shí)間是指烴類(lèi)在該系統(tǒng)內(nèi)被保存、改造或被破壞的時(shí)間段，它在油氣生成-運(yùn)移-聚集作用完成之后開(kāi)始。 6可靠性等級(jí)及命名三、含油氣系統(tǒng)的分類(lèi)主要參考書(shū)或建議閱讀的書(shū)籍:1、柳廣弟主編石油地質(zhì)學(xué)（第四版）第六章石油工業(yè)出版社2009年3月2、張厚福主編石油地質(zhì)學(xué)（第三版）第五章、第八章第4節(jié)石油工業(yè)出版社1999年3、陳榮書(shū)主編石油及天然氣地質(zhì)學(xué)第七章中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社1994年4、潘鐘祥主編石油地質(zhì)