第五章 圈閉與油氣藏2009

第五章石油和天然氣的聚集第1節(jié)圈閉與油氣藏的基本概念一、圈閉與油氣藏的概念一、圈閉的概念1、圈閉的概念：圈閉的定義：適合于油氣聚集、形成油氣藏的場所。形象地說，也就是儲集層能做為盛裝油氣容器部分。儲集層、蓋層、遮擋條件(巖層發(fā)生彎曲、斷層、巖性變化等）構(gòu)造圈閉、地層圈閉、巖性圈閉二、圈閉的度量

圈閉規(guī)模往往決定著油氣藏的儲量大小。因此圈閉的大小是評價圈閉的重要參數(shù)。圈閉的度量：溢出點：流體充滿圈閉后，開始溢出的點。閉合面積：通過溢出點的構(gòu)造等高線所圈定的封閉面積。閉合高度：指圈閉最高點到溢出點之間的垂直距離。即兩點的高差。儲集層有效厚度：根據(jù)儲集層的巖性、電性、物性標準，扣除其中的非滲透層而剩余的厚度。圈閉最大有效容積：V=S×H×φ油氣柱高度：油氣藏頂點到油（氣）水界面的垂直距離。

含油邊界和含油面積：油氣水界面與儲集層頂、底的交線稱為含油邊界。由含油邊界等高線所圈定的面積稱為含油面積。三、油氣藏的概念度量

第2節(jié)油氣藏成藏要素油氣藏的形成和分布是生、儲、蓋、運、圈、保多種地質(zhì)要素綜合作用的結(jié)果。1、成藏要素：一、生油氣源巖：盆地的沉降埋藏史、熱史、古氣候分析相結(jié)合。我國北方早、中侏羅世和早白堊世，都是典型的潮濕氣候帶。都有豐富的烴源巖發(fā)育。二、儲集層：沉積體系和沉積相

三、蓋層巖性、區(qū)域蓋層四、油氣運移油源對比、氣源巖與已聚集的油氣之間的關(guān)系。五、圈閉圈閉的類型、大小等。六、保存條件油氣藏是否發(fā)生改變。2、成藏條件（油氣富集的條件）充足的油氣源（有機質(zhì)豐度、有機質(zhì)類型、有機質(zhì)成熟度、排烴效率或排烴系數(shù)）

衡量油氣來源豐富程度的具體標志，是生烴凹陷面積的大小及凹陷持續(xù)時間的長短。生油氣凹陷的面積大、持續(xù)時間長，可以形成巨厚的多旋回性的烴源巖系及多生油氣期，這是形成儲量豐富的大油氣藏的物質(zhì)基礎(chǔ)。世界上61個特大油氣田分布在12個大型油氣盆地中，擁有世界石油及天然氣儲量的一半以上。

部分大含油氣盆地特大油氣田根據(jù)中國陸相含油氣盆地統(tǒng)計，生油中心制約著油氣的分布。有利的生、儲、蓋組合配置關(guān)系生油層、儲集層、蓋層的有效匹配，是形成豐富的油氣聚集不可少的條件之一。按生、儲、蓋三者在時間和空間上的相互配置關(guān)系，可將它們的組合劃分為四種類型：正常式（下伏式）：側(cè)變式：頂生式（上覆式）：自生、自儲、自蓋式（封閉式）

生儲蓋組合評價1.有利于油氣聚集的最佳組合形式最佳組合就是輸導(dǎo)能力和效率最高的組合形式。2.生油層最佳厚度:30-50m3.砂巖的最佳百分率:20-60％區(qū)間生、儲、蓋組合定性評價表生油層與儲層互層組合生油層與儲層指狀交叉組合型有效圈閉

圈閉的有效性就是指在具有油氣來源的前提下圈閉聚集油氣的實際能力。圈閉形成時間與油氣運移的時間：油氣運移以前或同時形成的圈閉，對油氣的聚集才是有效的。圈閉的位置與油源區(qū)的關(guān)系：一般圈閉所在位置距油源區(qū)愈近，愈有利于油氣聚集，圈閉的有效性愈高。水壓梯度和流體性質(zhì)對圈閉有效性的影響：在靜水壓下測壓面是水平的，圈閉內(nèi)的油水界面是水平的。如果在水動力條件下，測壓面是傾斜的，油水界面也會發(fā)生傾斜。必要的保存條件地殼運動巖漿活動水動力的影響第3節(jié)油氣聚集

油氣在圈閉中積聚形成油氣藏的過程稱為油氣聚集。油氣聚集是二次運移的繼續(xù)，也是油氣藏形成過程中特別重要的階段。沒有油氣聚集，就沒有油氣藏。一、單一圈閉的油氣聚集

靜水條件下，儲集層中運移的油氣遇到背斜圈閉時，先在最高部位聚集起來，后來的依次由高部位向低部位聚集，直到充滿整個圈閉為止。二、油氣差異聚集原理

任一油氣盆地中，圈閉常成帶、成群分布，即存在系列圈閉。不同系列甚至同一系列不同圈閉，由于與生油區(qū)相對的位置、圈閉形成條件和歷史的差異性，各個圈閉聚油的機會也是不同的。上述的油氣聚集得以發(fā)生，必須具備以下條件：1、在區(qū)域傾斜的下傾方向存在豐富的油源區(qū)；2、具有良好的油氣通道，使油氣在較大的范圍內(nèi)作區(qū)域性運移；3、在區(qū)域傾斜背景上存在相互連通的系列圈閉，而且溢出點向上傾方向遞升；4、儲集層內(nèi)中充滿地下水，而且處于相對靜止狀態(tài)。油氣差異聚集原理：在油源區(qū)形成的油氣，進入飽含水的儲集層后，沿一定的路線（由溢出點控制）向儲集層上傾方向運移，位于運移路線上的系列圈閉將被油氣所充滿，那些不在運移路線上的圈閉就不能聚集油了。油氣差異聚集的結(jié)果是造成天然氣分布于靠近油源區(qū)一側(cè)的圈閉中，向上傾方向依次為油氣藏、純油藏和空圈閉。影響油氣差異聚集的地質(zhì)因素

運移道路上有另外的支流油氣供給源時，會打亂原來應(yīng)有的油氣分布；氣體在的溶解作用，隨物理條件的改變而變化。后期地殼運動使圈閉條件發(fā)生變化；區(qū)域水動力條件、水壓梯度大小及水流方向，也直接影響油氣的分布。三、油氣聚集模式滲濾作用排替作用第四節(jié)油氣藏的再形成一、引起油氣藏破壞的因素表生作用地下深處的熱變質(zhì)作用第四節(jié)油氣藏的再形成

由于構(gòu)造運動破壞了油氣藏封閉的嚴密性，導(dǎo)致油氣的逸散、遭受氧化或地下水沖刷。有以下三種方式的表現(xiàn)：1.逸散：斷層特別是油氣藏形成之后的斷層是破壞油氣藏封閉性的一種最常見的因素。構(gòu)造運動使地殼抬升，將油氣升至淺處或直接暴露地表，也促使油氣逸散。表生作用第四節(jié)油氣藏的再形成2.氧化：儲層直接與大氣接觸，烴類被氧化為水、CO2，以及一系列高分子氧化物。當與地下水接觸時，硫酸鹽也會使烴類發(fā)生氧化，這種作用當?shù)叵滤难h(huán)較為劇烈時，后果更為明顯：CaSO4+CH4CaS+2H2O+CO2CaS+H2O+CO2CaCO3+H2S后果：比重、粘度逐漸增大，輕餾份不斷減少，膠質(zhì)、瀝青質(zhì)提高，最后形成固體瀝青。表生作用第四節(jié)油氣藏的再形成3.水力沖刷：構(gòu)造運動使地殼抬升，將儲層抬升到近地表，大量的大氣、地表水會從地層露頭處順層而下，加劇了對原有油氣藏的沖刷作用。使原油氣藏中的流體重新分布。表生作用第四節(jié)油氣藏的再形成

隨埋深加大，由區(qū)域熱變質(zhì)作用引起。

熱分解作用，使環(huán)狀結(jié)構(gòu)的烴類斷環(huán)，長鏈烴分解成短鏈烴，帶側(cè)鏈的烴發(fā)生側(cè)鏈脫落。造成石油的比重和粘度降低，輕餾份含量不斷增加，石油中的雜元素逐漸消失，形成不含膠質(zhì)的石蠟族石油。隨著深度的增加，產(chǎn)物出現(xiàn)兩極分化，一部分斷裂下來的低分子產(chǎn)物形成分子量較低穩(wěn)定性強的飽和烴（最終產(chǎn)物為甲烷），另一部分則聚合形成富C質(zhì)的殘渣。熱變質(zhì)作用第四節(jié)油氣藏的再形成二、油氣藏破壞后的產(chǎn)物不同地質(zhì)條件下形成的產(chǎn)物不同。1、形成次生油氣藏（破壞程度淺）再運移、再聚集，形成油氣藏。第四節(jié)油氣藏的再形成2、形成油氣地表顯示油氣藏破壞以后，以各種方式運移到地表，在地表形成各種各樣的顯示，常稱油氣苗。直接顯示的油苗：油苗：油泉（油湖、瀝青湖）、瀝青丘或瀝青錐（原油比重、粘度大，加上氧化作和與泥砂混合在一起形成），含油砂巖、油砂、油斑、油跡氣苗：可燃的天然氣苗，泥火山（天然氣挾帶著地下水，有時也同少量石油沿斷裂帶向上噴溢，帶出了地層中的許多泥砂，在溢出口附近形成錐形堆積物，外形象火山口。）石油瀝青：瀝青是石油在表生作用帶，輕質(zhì)成分散失，重質(zhì)的氧化，依次形成軟瀝青、地瀝青、石瀝青、碳瀝青等。第六章油氣藏類型第六章油氣藏類型第一節(jié)概述世界上的油氣藏數(shù)量眾多、類型各異。為了認識各類油氣藏的形成和分布特點，更有效地指導(dǎo)油氣勘探工作，多年來，國內(nèi)外石油地質(zhì)學(xué)家從不同的研究和使用角度出發(fā)，提出了上百種油氣藏分類方案。美國石油地質(zhì)學(xué)家Levouson，提出構(gòu)造、地層、混合三大類。我國的石油地質(zhì)學(xué)家胡見義提出構(gòu)造、非構(gòu)造、混合和水動力型陳榮書提出，構(gòu)造、地層、水動力、復(fù)合型，又可分為若干亞類。有按形態(tài)分類，也有的按成因分類，還有混合分類第六章油氣藏類型一、分類的基本原則油氣藏分類的主要依據(jù)，應(yīng)該是圈閉的成因。圈閉是決定油氣藏形成的基本條件。在不同的構(gòu)造、地層及巖性條件下，圈閉的成因不同，油氣藏的特點不同，油氣藏的類型也就不同。劃分油氣藏類型時，應(yīng)遵循以下的原則

準確性：充分反映各圈閉之間區(qū)別和聯(lián)系。

概括性：每一類中盡可能多地包括圈閉、油氣藏，基本上包括已發(fā)現(xiàn)的油氣藏。

實用性：比較簡便實用。不能隨意命名，引起混亂。第六章油氣藏類型二、油氣藏分類方案構(gòu)造油氣藏：地殼運動使地層發(fā)生變形變位，形成構(gòu)造圈閉，構(gòu)造圈閉中的油氣聚集，稱為構(gòu)造油氣藏。地層油氣藏：因儲集層縱向沉積間斷而形成的圈閉。與地層不整合有關(guān)的圈閉。巖性油氣藏：由于儲集層的巖性橫向變化而形成的圈閉中的油氣聚集。水動力油氣藏：靠水動力圈閉而形成的油氣藏。復(fù)合油氣藏：兩種或兩種以上因素所形成的圈閉。構(gòu)造油氣藏地層油氣藏巖性油氣藏水動力復(fù)合油氣藏第六章油氣藏類型第二節(jié)構(gòu)造油氣藏背斜油氣藏斷層油氣藏裂縫油氣藏巖體刺穿油氣藏背斜油氣藏擠壓背斜油氣藏基底升降背斜油氣藏底辟拱升背斜油氣藏披覆背斜油氣藏滾動背斜油氣藏擠壓背斜油氣藏基底升降背斜油氣藏底辟作用地殼深部的某些物質(zhì)以塑性或流體狀態(tài)從深部向淺部的侵入和刺穿。鹽巖、石膏及粘土巖具備三個條件：1、鹽的密度低于上覆沉積物的密度。2、鹽層足夠厚3、鹽層以上負荷壓力分布不均勻，或鹽層表面有足夠的起伏。斷層油氣藏沿儲集層上傾方向受斷層遮擋所形成的圈閉。被另一側(cè)的不滲透層或斷層泥遮擋形成的油氣藏。斷層形成圈閉有一定的條件：1.斷裂帶的封閉性：

力學(xué)性質(zhì)：壓性及壓扭性斷層，斷面較緊密，常為封閉。斷層面的傾角：傾角小，上盤緊貼下盤，較封閉。斷開的巖石性質(zhì)：巖石軟，易形成斷層泥。斷層帶的流體性質(zhì)：循環(huán)的地下水可使破裂帶膠結(jié)，或沿斷裂帶運移的石油經(jīng)氧化形成固體瀝青，可封閉斷層。第二節(jié)構(gòu)造油氣藏2.斷層兩盤巖性的組合關(guān)系：

儲層向上傾方向與斷層另一盤的泥質(zhì)巖接觸。流動泥巖遮擋：未壓實或半塑性泥巖在斷裂過程中沿斷層面流動，并被擠入下伏砂巖中，填滿砂巖孔隙，形成天然泥餅。上傾方向為滲透性較差的儲層，二者之間存在排替壓力差。3.斷層與儲層平面組合關(guān)系由一個彎曲的斷層與單斜層相切，或由相互交叉的斷層在儲層上方形成遮擋。在平面上斷層線與儲層等高線構(gòu)成閉合狀態(tài)。第二節(jié)構(gòu)造油氣藏第六章油氣藏類型斷層油氣藏的主要類型斷鼻構(gòu)造油氣藏弧形斷層斷塊油氣藏交叉斷層斷塊油氣藏多斷層復(fù)雜斷塊油氣藏逆斷層斷塊油氣藏第二節(jié)構(gòu)造油氣藏意義斷層在油氣成藏過程中既對油氣起著遮擋作用，又可作為油氣重要的運移通道。柴北緣是盆地斷層最發(fā)育的地區(qū)，斷層對油氣藏的形成起決定性的作用。目前發(fā)現(xiàn)的油氣田均存在斷層封閉現(xiàn)象典型實例冷湖五號斷塊油藏南八仙油氣田斷層基本特征選擇了兩個構(gòu)造形態(tài)相似，油氣富集程度不同構(gòu)造中的4條成藏主控斷層進行封閉性研究。冷湖五號二高點(94314測線)南八仙油氣田未突破已獲油氣第二節(jié)構(gòu)造油氣藏巖體刺穿油氣藏由于刺穿巖體接觸遮擋而形成的圈閉，稱為巖體刺穿圈閉。鹽刺穿、泥火山、巖漿體第二節(jié)構(gòu)造油氣藏裂縫性油氣藏裂縫性油氣藏是指油氣儲集空間和滲濾通道主要為裂縫或溶孔的油氣藏。裂縫的成因多樣，但以構(gòu)造作用為主。特點：油氣藏常呈塊狀；鉆井有異?，F(xiàn)象；實驗室測的滲透率與試井測的滲透率相差很遠；油氣井的產(chǎn)量相差很大。第三節(jié)地層油氣藏

儲集層由于縱向沉積連續(xù)性中斷而形成的圈閉，即與地層不整合有關(guān)的圈閉。在地層圈閉中的油氣聚集稱為地層油藏。由于儲集層上、下不整合接觸的結(jié)果，儲集層遭風(fēng)化剝蝕，又被不滲透地層所超覆形成。潛伏剝蝕突起潛伏剝蝕背斜潛伏剝蝕單斜地層超覆油氣藏生物礁油氣藏第三節(jié)地層油氣藏生物礁油氣藏：指珊瑚、層孔蟲、苔蘚蟲。藻類等造礁生物組成的，原地埋藏的碳酸鹽巖建造。

多分布在淺海石灰?guī)r相和石灰?guī)r-白云巖相中，并與古海岸線平行成帶分布。按其生長過程將礁巖塊劃分為四個相帶，由陸側(cè)向海側(cè)分別為：礁后相（白云巖、石灰?guī)r、砂巖、紅頁巖等蒸發(fā)巖的互層）、礁核相（相當于高于四周的造礁生物骨架構(gòu)成），礁前相（石灰?guī)r、砂巖及生物礁碎屑），盆地相（黑色、灰色頁巖、灰?guī)r）。第四節(jié)巖性油氣藏由于沉積條件的變化導(dǎo)致儲層巖性發(fā)生橫向變化而形成巖性尖滅和砂巖透鏡體。其中聚集了油氣就成為巖性油氣藏。特點：大都形成于砂巖和泥巖相互交錯出現(xiàn)的湖（海）盆地古斜坡、古河道以及三角洲沉積，而且往往成群成帶分布。一般運移距離短。油氣藏在空間分布上具有“互補性”

平面上油氣連片分布2、運移通道可以比較短巖性油氣藏形成是以短距二次運移為主

營11透鏡體油藏剖面圖3、烴類充注期比較早

陸相斷陷盆地成藏期剖面模式圖①巖性圈閉