石油和天然氣的聚集

1、第五章 石油和天然氣的聚集,,§1 圈閉與油氣藏基本概念 §2 油氣藏成藏要素 §3 油氣聚集 §4 油氣藏的再形成 §5 油氣藏形成的時間確定,基本內(nèi)容,第五章 石油和天然氣的聚集,,一、圈閉的基本概念 　(一)圈閉 是儲集層中能聚集并保存油氣的場所。一個圈閉必須具備三個條件(或三要素)：(1)容納流體的儲層；(2)阻止油氣向上逸散的蓋層；(3)在側(cè)向上阻止

2、油氣繼續(xù)運移的遮掩物。它可以是蓋層本身的彎曲變形，如背斜，也可以是斷層、巖性變化等。圈閉只是一個具備了捕獲分散狀烴類而使其發(fā)生聚集的能力的一個有效的地質(zhì)體，它可以有油氣，亦可以無油氣，即與油氣無關(guān)。 石油勘探的初期，人們以“油氣苗”作為找油的主要場所，后來發(fā)現(xiàn)油氣聚集與背斜有關(guān)，就產(chǎn)生了背斜學(xué)說（Z.C.White，1885）。1928年利萊（E.R.Lilley）總結(jié)得出有多種油貯類型。1934年，麥考洛(E.H.M

3、ccollough)首先提出“圈閉”這一名詞，用來表示不同性質(zhì)的油貯，把能聚集并保存油氣的地質(zhì)體都稱為圈閉，形成了圈閉學(xué)說。并把圈閉分為構(gòu)造圈閉和非構(gòu)造圈閉。1936年，萊復(fù)生（A.I.Levorsen）首先提出“地層圈閉”的概念。在萊復(fù)生等從靜態(tài)角度來研究圈閉的同時，赫伯特（M.K.Hubbert,1940,1953）從動態(tài)的角度，通過對地下水動力的研究，提出了水動力圈閉的新類型。,第1節(jié) 圈閉和油氣藏的基本概念,第五章 石油和天然氣

4、的聚集,,(二)圈閉的度量  圈閉的大小，主要是由圈閉的最大有效容積確定的。它表示能容納油氣的最大體積，是評價圈閉的重要參數(shù)之一。一個圈閉的有效容積，取決于閉合面積、閉合高、儲集層的有效厚度和有效孔隙度等參數(shù)?！　?. 溢出點：是指圈閉容納油氣的最大限度的點位。若低于該點高度，油氣就溢向儲集層的上傾方向。,背斜圈閉中，度量最大有效容積的有關(guān)參數(shù)示意圖,,,第五章 石油和天然氣的聚集,,2. 閉合面積：在靜水條件下是通過溢出

5、點的構(gòu)造等高線所圈定的封閉區(qū)的面積，或者更確切地說，是通過溢出點的水平面與儲集層頂面及其他封閉面（如斷層面、不整合面、尖滅帶等）所交切構(gòu)成的封閉區(qū)（面積）。在動水條件下，是通過溢出點的油氣等勢面與儲集層頂面非滲透性蓋層聯(lián)合封閉的閉合油氣低勢區(qū)。 　　3. 閉合高度：是指圈閉頂點到溢出點的等勢面的垂直最大高度。,背斜圈閉中，度量最大有效容積的有關(guān)參數(shù)示意圖,,,第五章 石油和天然氣的聚集,,溫馨提示：(1)構(gòu)造閉合高度與構(gòu)造起伏幅度是兩

6、個完全不同的概念；(2)在圈定閉合面積時，要先找出溢出點遮擋條件的下限，然后根據(jù)形成圈閉遮擋物性質(zhì)是斷層、巖性尖滅線或蓋層的彎曲，用斷層線、巖性尖滅線、構(gòu)造等高線，三者中的一、二或三，通過溢出點構(gòu)成的一個閉合的回路或封閉線所圈出的面積。,,第五章 石油和天然氣的聚集,,二、油氣藏的基本概念　　(一)油氣藏　是地殼上的油氣在單一圈閉中的聚集，在一個油氣藏內(nèi)具有統(tǒng)一的壓力系統(tǒng)和統(tǒng)一的油、氣、水界面，是地殼中最基本的油氣聚集單元。,具體地說

7、，運移著的油氣，遇到了圈閉，在蓋層和遮擋物的作用下，阻止了它們的繼續(xù)運移，就會在其中的儲層內(nèi)聚集起來，就形成了油氣藏。如果圈閉中只聚集了油或只聚集了氣就分別稱為油藏或氣藏，二者同時聚集就稱為油氣藏?！∪粲蜌饩奂臄?shù)量足夠大，達到了工業(yè)開采價值，則稱為商業(yè)性油氣藏，否則，聚集的數(shù)量少，不具備工業(yè)開采價值，則稱為非商業(yè)性油氣藏。二者是一個相對概念，取決于政治、經(jīng)濟和技術(shù)條件。　　油氣藏的重要特點是在“單一”圈閉內(nèi)的聚集，所謂“單一”的涵

8、義，主要是指受單一要素所控制，在單一儲層內(nèi)，具統(tǒng)一的壓力系統(tǒng)，統(tǒng)一的油、氣、水邊界，同一面積內(nèi)的油氣藏。,,三個儲集層組成的三個油藏,第五章 石油和天然氣的聚集,,(二)油氣藏內(nèi)油、氣、水的分布　　在垂向上，由于流體比重的差異，重力分異結(jié)果使油、氣、水的分布呈現(xiàn)：氣在上，油居中，水在下的分布特征，它們之間的分界面為油-氣界面和油-水界面。靜水條件下，這些分界面近于水平，而動水條件下，這些分界面發(fā)生傾斜，傾斜程度取決于水動力的強弱。由

9、于儲集層中的多孔介質(zhì)系統(tǒng)有許許多多毛細管及微毛細管孔道存在，毛細管壓力的作用使天然儲油中的流體按比重分異是不完整和不明顯的，油-氣、油-水界面并不是一個截然的界面，而是一個過渡帶，過渡帶的寬窄取決于儲集層毛細管壓力曲線的斜率，斜率越大，過渡帶越寬。儲層物性的不均，也會造成油氣不規(guī)則的分布特征?！　∑矫嫔?，大多數(shù)構(gòu)造油氣藏和某些巖性油氣藏都具有環(huán)帶狀分布特征，即氣居高點部位，油環(huán)繞氣分布于構(gòu)造高部位，水在油外分布于構(gòu)造翼部。,背斜油氣藏

10、中，油、氣、水分布示意圖,第五章 石油和天然氣的聚集,,（三）油氣藏的度量　　對于油氣藏來講，其大小通常是用儲量來表示的，主要用到以下幾個參數(shù)和術(shù)語?！　?. 含油邊界和含油面積：    油（氣）水界面與儲集層頂、底面的交線稱為含油邊界。其中與頂面的交線稱為外含油（氣）邊界，與底面的交界稱為內(nèi)含油（氣）邊界。若儲集層厚且油水界面較高，與其底面不相交時，只有外含油邊界。由相應(yīng)含油邊界所圈定的面積

11、分別稱為內(nèi)含油面積和外含油面積。,背斜油氣藏中，油、氣、水分布示意圖,第五章 石油和天然氣的聚集,,2. 底、邊水：如果油層厚度不大，或構(gòu)造傾角較陡，這時油氣充滿圈閉的高部位，水圍繞在油氣藏的四周。即在內(nèi)含油氣邊緣以外，這種水稱為邊水；如果油層厚度大，傾角小，油氣藏的下部全部為水，這種水稱為底水 ?！　?. 氣頂和油環(huán)：前述油氣藏中油、氣、水具有氣居頂、油居中，水在下的分布特征，氣居頂稱為氣頂。油在氣水之間，平面上是環(huán)帶狀分布，稱油

12、環(huán),背斜油氣藏中，油、氣、水分布示意圖,第五章 石油和天然氣的聚集,,4. 油氣藏高度H：是指油氣藏頂?shù)接蜌馑缑娴淖畲蟾卟?。　?. 油氣柱高度h：是指油氣的最高點到最低點的海撥高度。    對于油水界面呈水平狀態(tài)的油氣藏（圖中②）來說，兩者是相同的，但在油水界面發(fā)生傾斜或變曲時（圖中①），兩者不相同。油氣高度是計算儲量的重要參數(shù)，而油氣柱高度則更多地反應(yīng)蓋層的封閉能力及水動力的條件。 　　6.

13、充滿系數(shù)：含油氣高度與閉合高度的比值。,油氣藏高度、油氣柱高度示意圖,第五章 石油和天然氣的聚集,,第2節(jié) 油氣藏成藏要素,一、油氣成藏要素　　油氣藏的形成過程，實際上是油氣從分散到集中的過程。而油氣在由分散到集中形成油氣藏的過程中，受到各種因素的作用，要形成儲量豐富的油氣藏，而且保存下來，主要取決于(一) 生油層、 (二) 儲集層、 (三) 蓋層、 (四) 運移、 (五) 圈閉和(六)保存六個條件（要素）。歸納起來油氣藏形成的基本

14、條件有以下幾個方面：    1、油氣源條件    2、生儲蓋組合和傳輸條件    3、圈閉條件    4、保存條件,第五章 石油和天然氣的聚集,,,二、油氣富集條件　　(一) 充足的烴源條件 　　生油條件是油氣藏形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此，充足的油氣供給，才能形成儲量大、分布廣的油

15、氣藏。油氣源的供烴豐富程度，取決于盆地內(nèi)烴源巖系的發(fā)育程度及有機質(zhì)的豐度、類型和熱演化程度。生油凹陷面積大、沉降持續(xù)時間長，可形成巨厚的多旋回性的烴源巖系及多生油氣期，具備豐富的油氣源，是形成豐富油氣藏的物質(zhì)基礎(chǔ)。從國內(nèi)外大型及特大型油氣田分布看，它們都分布在面積大、沉積巖系厚度大、沉積巖分布廣泛的盆地中。如波斯灣、西伯利亞、墨西哥、馬拉開波、伏爾加—烏拉爾、松遼、渤海灣。這些盆地的面積多在10×104km2以上，烴源巖系的總

16、厚度均>200~300m，沉積巖體積多在50×104km3以上。,第五章 石油和天然氣的聚集,,1.成烴坳陷,成烴坳陷是指地質(zhì)歷史時期曾經(jīng)是廣闊的有利于有機質(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)價值的油氣聚集。,成烴坳陷與油氣分布關(guān)系圖,第五章 石油和天然氣的聚集,,成烴坳陷與油氣分布關(guān)系圖,成烴坳陷在不同類型的盆地中有不同的分布形式，這

17、與盆地的演化模式有關(guān)。平面上,可以位于盆地中央地帶(松遼盆地)，也可以偏于盆地一側(cè)(酒西盆地)，或者有多個成烴坳陷(渤海灣盆地)?？v向上，由于盆地演化的不同，烴源巖的分布在單一旋回盆地中只能有一套，在多旋回盆地中常發(fā)育多套烴源巖，但主力烴源巖常常只有一個。成烴坳陷的位置也可以是繼承性的，也可以是非繼承性的，在不同的階段位置產(chǎn)生遷移或完全改變。只有研究盆地的演化史，進行旋回分析和沉積相分析，才能把握成烴坳陷的發(fā)育和遷移規(guī)律，有效地指導(dǎo)油氣

18、勘探。,第五章 石油和天然氣的聚集,,2. 烴源巖的成烴條件,并非所有的沉積盆地都有成烴拗陷，當(dāng)盆地內(nèi)拗陷區(qū)一直處于補償或過補償狀態(tài)時，難以形成有利的成烴環(huán)境，或油氣潛量極低，屬于非成烴拗陷。因此，一個拗陷是否具備成烴條件，還要對烴源巖有機質(zhì)豐度、類型、成熟度、排烴效率來進行評價。通過定量計算成烴潛量、產(chǎn)烴率來確定盆地的總資源量，從而評價油氣源的充足程度。只有具豐富油氣資源的盆地，才能形成大型油氣藏。,第五章 石油和天然氣的聚集,,,(

19、二) 有利的生、儲、蓋組合配置關(guān)系　　油氣生成后，只有及時的排出，聚集起來形成油氣藏，才能成為可以利用的資源；否則，只能成為油浸泥巖。而儲集層是容納油氣的介質(zhì)，只有孔滲性良好，厚度較大的儲集層，才能容納大量的油氣，形成巨大的油氣藏，這是顯然的。而有利的生、儲、蓋組合，也是形成大型油氣藏不可缺少的基本條件。     生儲蓋組合是指緊密相鄰的烴源層、儲集層、蓋層三者的組合型式。 &

20、#160;   有利的生儲蓋組合是指三者在時、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地運移到儲集層聚集；蓋層的質(zhì)量和厚度能確保油氣不致于散失。     生儲蓋組合是否有利，取決于組合類型，要對各組合類型進行評價。,第五章 石油和天然氣的聚集,,1. 生儲蓋組合類型,（1）根據(jù)三者之間的時空配置關(guān)系，可劃分為四種類型:正常式組合：生下、儲中、蓋上側(cè)變

21、式組合：指由于巖性、巖相在空間上的變化而導(dǎo)致的生、儲、蓋在橫向上漸變而構(gòu)成。頂生頂蓋式（頂生式）：生油層與蓋層同屬一層，儲層位于下方。 自生、自儲、自蓋式：本身具生、儲、蓋三種功能于一身?！　。?）根據(jù)生油層與儲集層的時代關(guān)系劃分為新生古儲式、古生新儲式和自生自儲式三種型式。,,第五章 石油和天然氣的聚集,,（3）根據(jù)生、儲、蓋組合之間的連續(xù)性可將其分為連續(xù)性沉積的生、儲、蓋組合和不連續(xù)的生、儲、蓋組合。 

22、;   連續(xù)的生儲蓋組合是三者存在于連續(xù)沉積的地層單位中，生儲層直接接觸，以孔隙或孔隙—裂縫系為輸導(dǎo)油氣的通道。根據(jù)接觸方式可進一步分為：面接觸，包括上覆式、下伏式、互層式；帶接觸，也稱側(cè)變式或指狀交叉式；體接觸，也稱封閉式或透鏡式。,生儲蓋組合分類模式圖蓋層；2. 儲集層；3. 烴源層；4. 斷層；5. 不整合,第五章 石油和天然氣的聚集,,不連續(xù)生儲蓋組合生儲層在時間上是不連續(xù)的，在空間上可以直接接

23、觸，也可以是分隔的，但兩者的連接通道為不整合面或斷層面?？煞譃椴徽闲蜕鷥ιw組合和斷裂型生儲蓋組合。,生儲蓋組合分類模式圖蓋層；2. 儲集層；3. 烴源層；4. 斷層；5. 不整合,第五章 石油和天然氣的聚集,,在實際情況下，單一型式的生儲蓋組合往往很局限，輸導(dǎo)油氣的能力也有限，而更多的是多種型式聯(lián)合形成復(fù)合的輸導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，因此，復(fù)合型的生儲蓋組合對大型油氣藏的形成更為有利。我國酒西盆地前山背斜帶油氣藏的形成即為復(fù)合型輸導(dǎo)油氣的結(jié)

24、果。,酒西盆地前山背斜帶剖面油氣運移方向示意圖,第五章 石油和天然氣的聚集,,2. 生儲蓋組合的評價,根據(jù)國內(nèi)外學(xué)者研究認(rèn)為：在粘土巖—砂巖類構(gòu)成的生儲蓋組合中，砂巖體與其周圍生油氣層接觸面積是控制石油儲量的重要因素。當(dāng)砂巖儲集層單層厚約10~15m，泥巖生油層單層厚約30~40m，二者呈略等厚互層時，砂—泥巖接觸面積最大，最有利于石油聚集。從砂泥厚度比率看，砂巖厚度比率介于20%~60%對油氣聚集最有利，中值為30%~60%，太大太

25、小均不利。,,第五章 石油和天然氣的聚集,,不同的生、儲、蓋組合，具有不同的輸送油氣的通道和不同的輸導(dǎo)能力，油氣的富集條件就不同。生、儲互層式組合，生與儲接觸面積大最為有利。生、儲指狀交叉的組合，生油層與儲層的接觸局限于指狀交叉地帶，在這一帶最有利；向盆一側(cè)遠離此帶，因缺乏儲集層，輸導(dǎo)能力受限；而另一側(cè)則缺乏生油層，油氣來源又受限制。砂巖透鏡體從接觸關(guān)系上來說，應(yīng)該是油氣的輸導(dǎo)條件最為有利，但油氣的輸導(dǎo)機理，至今還沒有人能解釋清楚。這三

26、種組合關(guān)系是最有利的或較為有利的。,,,,第五章 石油和天然氣的聚集,,生儲蓋組合是否有利主要是看是否具有最佳的排烴效率，它與組合型式、烴源層的單層厚度和砂巖百分率有關(guān)。單層厚度在30～50m的烴源層排烴效率較高，而砂巖百分率適當(dāng)?shù)膮^(qū)帶則有利于油氣由烴源層排入儲集層進入二次運移。從以上三個方面對生儲蓋組合定性評價可歸納為表。,生儲蓋組合定性評價簡表,第五章 石油和天然氣的聚集,,（三）有效的圈閉,油氣勘探的實踐業(yè)已證明，在有油氣來源的前

27、提下，并非所有的圈閉都能聚集油氣。有的有油氣聚集，有的只含水，屬于“空”圈閉，說明它們對油氣聚集而言是無效的。      有效圈閉是指在具有油氣來源的前提下，能聚集并保存油氣的圈閉。其影響因素有三個方面： 　　1．圈閉形成時間與油氣區(qū)域性運移時間的關(guān)系（時間上的有效性） 　　2．圈閉位置與油氣源區(qū)的關(guān)系（位置上的有效性） 　　3．水壓梯度對圈閉有效性的影響,第五章 石油和天然氣的聚

28、集,,1．圈閉形成時間與油氣區(qū)域性運移時間的關(guān)系　圈閉形成早于或同時于油氣區(qū)域性運移的時間是有效的，否則，在油氣區(qū)域性運移之后形成的圈閉，因油氣已經(jīng)運移走了當(dāng)然是無效的?！∮蜌獬醮芜\移時，在生油層內(nèi)部的巖性、地層圈閉中聚集起來的油氣藏，是形成最早的油氣藏。在烴源巖生烴并大量排烴以后，所發(fā)生的第一次地殼運動，是油氣大規(guī)模區(qū)域性運移的主要時期，在此時及其以前形成的圈閉是最有效的。如果盆地在此后又發(fā)生過一次或多次構(gòu)造運動，可能會產(chǎn)生兩種結(jié)

29、果：一種情況僅使原有多數(shù)圈閉進一步發(fā)育定型，對油氣聚集最為有利，而新形成的圈閉則因無油氣可捕獲而常常是無效的。另一種情況是地殼運動比較強裂，改變了盆地原來的構(gòu)造面貌，破壞了已有油氣藏，打破了原來的油氣聚集的平衡狀態(tài)，油氣可再次發(fā)生區(qū)域性運移，油氣重新分布，這時及其以前形成的圈閉可能成為有效的。如果一個盆地含有多套烴源巖層，會有多個油氣生成和油氣運移期，那么后期生成的圈閉，對于早期的油氣運移期是無效，而對于后期的油氣運聚則可能是有效的。

30、所以應(yīng)作全面分析研究。,第五章 石油和天然氣的聚集,,酒西盆地前山背斜帶油氣藏，通過古構(gòu)造圖分析，背斜帶中鴨兒峽、老君廟、石油溝等構(gòu)造在中新世早期已經(jīng)形成，此時烴源巖也正處于生烴、排烴高峰期，由青西凹陷運移出來的油氣聚集于此形成一系列背斜油田，而處于鴨兒峽西北邊的青草灣構(gòu)造，則形成于最后一期構(gòu)造運動（第三紀(jì)末），盡管臨近生油凹陷，也未能捕捉到油氣。,酒泉西部盆地構(gòu)造單元及油氣田分布示意圖,第五章 石油和天然氣的聚集

31、,,2．圈閉位置與油氣源區(qū)的關(guān)系　油氣生成以后，首先運移至離油源區(qū)以內(nèi)及其附近的圈閉中，形成油氣藏，多余的油氣則依次向較遠的圈閉運移聚集。顯然，圈閉離烴源巖區(qū)域越近越有效，越遠有效性越差?！∪﹂]位置上的有效性是一個相對概念。它受兩方面因素影響：一是油源是否充足，若烴源巖供烴充足，則盆地內(nèi)所有圈閉（指在時間上是有效）都應(yīng)是有效，否則其有效性隨距離增加而變??；二是油氣運移的通道和方向，油氣在運移過程中，若因巖性變化、斷層阻擋或其它阻力的

32、影響，油氣運移的方向就會發(fā)生變化或停止運移，這時只有油源附近的圈閉才會有效，較遠的圈閉只有在有良好通道相連時才是有效的，否則是無效的。,第五章 石油和天然氣的聚集,,該區(qū)有5個發(fā)育良好的穹窿，其中愛爾平、庇博迪、克凡爾脫—賽拉斯近南北向展布，以愛爾平距源區(qū)最近。其東側(cè)有佛羅倫斯和本斯穹窿。就地理位置而言，本斯穹窿比克凡爾脫—賽拉斯、佛羅倫斯更近源區(qū)，但依照溢出點的高程而言，愛爾平穹窿被油氣充滿后，只能向庇博迪溢出，然后依次溢向克凡爾脫—

33、賽拉斯和佛羅倫斯。即使油氣供給最充分，當(dāng)油氣充滿佛羅倫斯后，只能繼續(xù)向東北方向溢出，而不可能折向本斯穹窿。因為它與佛羅倫斯或愛爾平之間溢出點太低，油氣無法進入，即使圈閉條件最好且距源區(qū)的地理位置并不遠，也不能聚集油氣，而成為無效的圈閉。,第五章 石油和天然氣的聚集,,3．水壓梯度對圈閉有效性的影響　　在靜水條件下，油氣藏內(nèi)油水或氣水界面是水平的。但在動水條件下，這個界面則是傾斜的，傾角大小取決于水壓梯度和流體的密度差。 對油藏而言，油

34、水界面傾角可由下式求出：,,在水動力條件下，油（或氣）水界面是傾斜的，意味著會有部分油氣被沖走，傾角越大，能留住的油氣就會越小。當(dāng)這個傾角大于或等于圈閉水流方向一翼的巖層傾角時（r≥α），油氣就會全部被沖走。,,,水壓梯度與圈閉有效性的關(guān)系,第五章 石油和天然氣的聚集,,,由上兩式可知，在相同的水動力條件下，相同的α，則氣水界面傾角比油水界面傾角小，所以圈閉對油可能無效而對氣可能是有效的。同一水壓梯度下，圈閉中能否聚集油氣還取決于巖層傾

35、角的大小，傾角越大，有效性越好。當(dāng)然天然氣對傾角要求要比石油小的得多。也就是說，水動力對圈閉有效性取決于流體性質(zhì)、水動力大小及巖層傾角大小，同一圈閉往往對天然氣有效，而對石油可能無效。,,水動力條件下油氣水界面分布示意圖,第五章 石油和天然氣的聚集,,(四) 必要的保存條件,在地質(zhì)歷史時期形成的油氣藏能否存在，決定于在油氣藏形成以后是否遭受破壞改造。必要的保存條件，是油氣藏存在的重要前提。主要有以下條件影響：1．地殼運動對油氣藏保存條

36、件的影響地殼運動對油氣藏的破壞表現(xiàn)在三個方面：1）地殼抬升，蓋層遭受風(fēng)化剝蝕，蓋層封蓋油氣的有效性部分受到破壞，或全部被剝蝕掉，油氣大部分散失或氧化、菌解，造成大規(guī)模油氣苗。如西北地區(qū)許多地方的瀝青砂脈。2）地殼運動產(chǎn)生一系列斷層，也會破壞圈閉的完整性，油氣沿斷層流失，油氣藏破壞。如果斷層早期開啟，后期封閉，則早期斷層起通道作用，油氣散失；而后期形成遮擋，重新聚集油氣，形成次生油氣藏或殘余油氣藏。如勃海灣盆地的“華北運動”，以塊斷

37、活動為主，產(chǎn)生大量的斷層，這些斷層破壞了原有圈閉及油氣藏的完整性，使油氣重新分布，同時也導(dǎo)致次生油氣藏的形成。,第五章 石油和天然氣的聚集,,3）地殼運動也可以使原有油氣藏的圈閉溢出點抬高，甚至使地層的傾斜方向發(fā)生改變，造成油氣藏的破壞。2．巖漿活動對油氣藏的保存條件的影響巖漿活動時，高溫巖漿會侵入到油氣藏，會把油氣燒掉，破壞油氣藏。而當(dāng)巖漿冷凝后，就失去了破壞能力，會在其它因素的共同配合下成為良好的儲集體或遮擋條件。3．水動力對

38、油氣藏保存條件的影響活躍的水動力條件不僅能把油氣從圈閉中沖走，而且可對油氣產(chǎn)生氧化作用?！∷栽诘貧み\動弱、火山作用弱、水動力條件弱的環(huán)境下才利于油氣藏的保存。,第五章 石油和天然氣的聚集,,第3節(jié) 油氣的聚集,油氣在圈閉中不斷匯聚，形成油氣藏的過程稱為油氣聚集。　油、氣、水由于密度不同，在圈閉中會發(fā)生重力分異。當(dāng)油氣生成以后，運移至儲層的油氣便沿上傾方向向周圍高處的圈閉中運移。由于天然氣的密度最小、粘度最小、分子小、它最易流動

39、、流動地最快，運移的結(jié)果，天然氣必然占據(jù)盆地中心周圍最高位置的構(gòu)造環(huán)，而石油則占據(jù)其下傾方向位置較低的構(gòu)造，比較接近盆地的中心。當(dāng)然也發(fā)現(xiàn)了正好相反的規(guī)律，由此而提出了差異聚集的原理。這是油氣聚集的基本規(guī)律。,第五章 石油和天然氣的聚集,,一、 在單一圈閉內(nèi)的聚集,對于單一的背斜圈閉來講，在充滿水的儲集層中運移的油氣在靜水條件下進入背斜圈閉時，首先在最高部位聚集起來，較晚進入的依次由較高的向較低的部位聚集，一直到充滿整個圈閉為

40、止。在圈閉中，油、氣、水按密度分異。氣居上，油居中，水在底下。這時，該圈閉的聚油作用階段已經(jīng)結(jié)束。若再有油經(jīng)過時，就通過溢出點向上傾方向溢出；但對天然氣則不同，由于氣比油輕，它可以繼續(xù)進入圈閉，并排替原被石油所占據(jù)的那部分儲集空間，這一過一直進行到圈閉的整個容積完全被天然氣所占據(jù)為止。至此，對于單一圈閉來說，油氣聚集的過程已完全。,單一背斜圈閉中的油氣聚集和油氣藏,第五章 石油和天然氣的聚集,,(一)原理油氣差異聚集的基本原理最

41、早由加拿大著名石油地質(zhì)學(xué)家Gussow(1954)首先闡明，Gussow認(rèn)為：靜水條件下，如果在油氣運移的主方向上存在一系列溢出點自下傾方向向上傾方向遞升的圈閉，當(dāng)油氣源充足和蓋層封閉能力足夠大時，油氣首先進入運移路線上位置最低的圈閉，由于密度差使圈閉中氣居上，油居中，水在底部，當(dāng)?shù)谝粋€圈閉Ⅰ被油氣充滿時，繼續(xù)進入的氣可以通過排替作用在圈閉中聚集，直到整個圈閉被氣充滿為止，而排出的油通過溢出點向上傾的圈閉Ⅱ中聚集；若

42、油氣源充足，上述過程相繼在圈閉Ⅲ及更高的圈閉中發(fā)生；,在相連的系列背斜圈閉中的油氣聚集圖,二、油氣差異聚集原理,第五章 石油和天然氣的聚集,,若油氣源不足時，上傾方向（距油源較遠）的圈閉則不產(chǎn)油氣，僅產(chǎn)水，稱為空圈閉。所以在系列圈閉中出現(xiàn)自上傾方向的空圈閉向下傾方向變?yōu)榧冇筒亍蜌獠亍儦獠氐挠蜌夥植继卣?。但這種結(jié)果只能代表原始的聚集規(guī)律，后期地質(zhì)條件的改變有可能破壞這種聚集情況。     加拿大阿爾伯達

43、盆地的瑞姆彼—圣.阿爾伯達線狀礁帶差異聚集最為理想的例子。,在相連的系列背斜圈閉中的油氣聚集圖,第五章 石油和天然氣的聚集,,由差異聚集原理可以得出如下規(guī)律或結(jié)論：1）在離源巖區(qū)最近，溢出點最低的圈閉中，在油氣源充足的前提下，形成純氣藏；稍遠處，溢出點較高的圈閉中，可能形成油氣藏或純油藏；在溢出點更高，距油源區(qū)更遠的圈閉中可能只含水。2）一個充滿了石油的圈閉，仍然可以做為有效的聚集天然氣的圈閉；反過來，一個充滿天然氣的圈閉，則不再

44、是一個聚油的有效圈閉。3）若油氣按密度分異比較完善，則離供油區(qū)較近，溢出點較低的圈閉中，聚集的油和氣密度應(yīng)小于距油源區(qū)較遠、溢出點較高的圈閉中的油和氣。4）所形成的純氣藏、純油藏、油氣藏的數(shù)目，取決于供烴的充分程度、所供烴類性質(zhì)及圈閉的大小和數(shù)目。,第五章 石油和天然氣的聚集,,(二) 差異聚集的必備條件差異聚集作用是否充分取決于下列條件：1）具有區(qū)域性較長距離運移的條件，即要求具區(qū)域性的地層傾斜，儲集層巖相穩(wěn)定，滲透性好，區(qū)域

45、運移通道的連通性好。2）相連通的圈閉溢出點依次增高。3）油氣源供應(yīng)區(qū)位于盆地中心地帶，有足夠數(shù)量的油氣供應(yīng)。4）儲集層中充滿水并處于靜水壓力條件下，石油和游離氣是同時一起運移的。,第五章 石油和天然氣的聚集,,(三)影響差異聚集的地質(zhì)因素具備上述條件，差異聚集就進行得完善，否則，當(dāng)有干擾時，就進行得不完善，表現(xiàn)得不典型。這些干擾因素主要有：1）在油氣運移通道上有另外油氣供給來源的支流時，則會打亂原來應(yīng)有的油氣分布規(guī)律。2）氣

46、體在石油中的溶解作用，隨物理條件（T、P）的改變而變化，它可以造成次生氣頂，也可以導(dǎo)致原生氣頂?shù)南?，從而影響油氣的分布?guī)律。3）后期地殼運動造成圈閉條件的改變，造成油氣重新分配。4）區(qū)域水動力條件，主要指水壓梯度的大小及水運動方向，也會影響油氣的分布規(guī)律。,第五章 石油和天然氣的聚集,,三、油氣聚集模式,(一) 油氣聚集機理　1. 滲濾作用：Cordell(1977)、 Roberts(1980)等人認(rèn)為含烴的水或隨水運移的

47、油氣進入圈閉以后，因為一般親水的、毛細管封閉的蓋層對水不起封閉作用，水可以通過蓋層而繼續(xù)運移；而對烴類則產(chǎn)生毛細管封閉，結(jié)果把油氣過濾下來在圈閉中聚集。在水動力和浮力的作用下，水和烴可以源源不斷地補充并最終導(dǎo)致在圈閉中形成油氣藏。,圈閉中油氣的聚集A—背斜圈閉；B—地層圈閉,第五章 石油和天然氣的聚集,,2.排替作用：Chapman(1982)認(rèn)為泥質(zhì)蓋層中的流體壓力一般比相鄰砂巖層中的大，因此圈閉中的水是難以通過蓋層

48、的。另外油氣進入圈閉后首先在底部聚集，隨著烴類的增多逐漸形成具有一定高度的連續(xù)烴相，在油水界面上油水的壓力相等，而在油水界面以上任一高度上，由于密度差油的壓力都比水的壓力高，因此產(chǎn)生了一個向下的流體勢梯度，致使油在圈閉中向上運移同時把水向下排替直到束縛水飽和度為止。,第五章 石油和天然氣的聚集,,3.滲濾作用和排替作用共同作用：當(dāng)上覆蓋層中只有毛細管壓力封閉時，在油氣聚集過程中上述兩種作用都可能存在。在油氣聚集的初期，水是可以通過上覆親

49、水蓋層而發(fā)生滲流的；當(dāng)油氣聚集到一定程度后，水就很難通過上覆蓋層而主要是被油氣排替到圈閉的下方?！　?、油氣充注方式：England（1987）認(rèn)為：一個油藏將以一種順序方式充注，石油將首先進入具有最低孔隙排替壓力的最佳滲透層，并且按著以一組向前推進的石油波陣面方式充注油藏。,第五章 石油和天然氣的聚集,,（二）油氣聚集模式Cordell(1977)提出了碎屑巖中不同圈閉里油氣聚集的可能模式。1）背斜圈閉中油氣聚集模式從生油層進

50、入儲集層中的壓實流體，沿著背斜的翼部向頂部運移。在圈閉中，水很可能通過上覆泥巖蓋層滲濾，這是由于背斜構(gòu)造的張力或其它原因所產(chǎn)生的微裂隙使水繼續(xù)向上流動，而把烴類和無機鹽類過濾在圈閉中聚集。并使圈閉中流體的含鹽度增大，Ｐh值降低，這又有利于烴類的進一步聚集。,,,背斜圈閉中油氣聚集模式,第五章 石油和天然氣的聚集,,2）地層圈閉中油氣聚集模式　從上、下生油層進入砂巖的壓實流體，沿上傾方向進行二次運移，由于地層尖滅或不整合造成地層圈閉，流

51、體中的水可以通過圈閉的上方繼續(xù)運移，而烴類則滯留在圈閉中聚集，同時圈閉中流體含鹽量增加，PH值降低，有利于油氣的進一步聚集。,,地層圈閉中油氣聚集模式,第五章 石油和天然氣的聚集,,3）巖性圈閉中油氣聚集模式　壓實流體從周圍的生油泥巖進入被泥巖包圍的透鏡狀或扁豆?fàn)钌皫r體，并從下傾部分往上凸部分進行二次運移，在砂巖體上傾的低勢區(qū)聚集，水可以通過泥巖的層理面或微裂隙繼續(xù)向上流動，而油氣則滯留下來。,,巖性圈閉中油氣聚集模式示意圖,第五章

52、石油和天然氣的聚集,,4）斷層圈閉中的油氣聚集模式　壓實流體從泥巖中進入砂巖中，開始了二次運移，在運移的上傾方向因斷層的遮擋形成圈閉，流體中的水可通過遮擋面向上繼續(xù)運移，油氣則聚集下來。,,斷層圈閉中油氣聚集模式,第五章 石油和天然氣的聚集,,第4節(jié)  油氣藏的再形成,原有油氣藏在外力作用下遭受破壞，呈分散狀態(tài)的油氣遇到新的圈閉條件又重新聚集，形成的新油氣藏稱為次生油氣藏。次生油氣藏的形成有兩種情況：　　1）地殼運動破壞了

53、圈閉的完整性，使它喪失了或減弱了對油氣聚集的能力。因而油氣發(fā)生再運移重新聚集成藏，這主要是斷裂作用造成。 　　2）地殼運動未破壞圈閉的完整性，但使溢出點抬高或使其有效性變差，就會使油氣藏中的油氣部分或全部逸出，在新的圈閉中聚集起來，形成新的油氣藏。,,第五章 石油和天然氣的聚集,,第5節(jié)  油氣藏形成時間的確定,,確定油氣藏的形成時間，對油氣田勘探具有重要的現(xiàn)實意義。主要有如下幾種方法：一、根據(jù)盆地沉降史、圈閉發(fā)育史和生排

54、烴史確定油氣藏的形成時間（一）盆地沉降史、圈閉發(fā)育史盆地沉降史分析實際上考慮到了盆地演化史、油氣生成及排烴史、圈閉發(fā)育史，以此來分析油氣藏的形成時間。1．沉積埋藏史和構(gòu)造發(fā)育史通過回剝法來恢復(fù)埋藏史，由此也可以恢復(fù)構(gòu)造演化史。這種方法也叫古厚度恢復(fù)方法。這只要考慮正常壓實原理、古地層剝蝕恢復(fù)、地層欠壓實現(xiàn)象。,第五章 石油和天然氣的聚集,,,2．構(gòu)造發(fā)育史對油氣藏形成的作用與油氣初次運移同時或早于油氣初次運移的圈閉是有利的，特

55、別是長期繼承性發(fā)育的圈閉最有利。一般油氣藏形成時間的下限為油氣初次運移時間（最早）。,,構(gòu)造發(fā)育史于油氣聚集關(guān)系示意圖,第五章 石油和天然氣的聚集,,,,,,,構(gòu)造形成時間與油氣聚集的關(guān)系,圈閉形成的相對時間,圈閉形成與油氣聚集的時間關(guān)系,第五章 石油和天然氣的聚集,,,二、根據(jù)飽和壓力確定油氣藏的形成時間　由于地殼上所有油藏多少都含有天然氣，且很多油藏都被氣飽和或接近飽和，油藏的飽和壓力與油藏的地層壓力相等。與飽和壓力（靜水柱壓力）

56、相當(dāng)?shù)牡貙勇癫厣疃?，其對?yīng)的地質(zhì)時代即為該油藏的形成時代?！≡O(shè)某地層油藏的飽和壓力為20Mpa,,（二）根據(jù)生油巖主要排烴時間確定,,這時從油藏頂面上推2000m恰到B層，可認(rèn)為油藏是在B層開始沉積時形成的。 　　這種計算方法在應(yīng)用時，應(yīng)充分考慮各種不利因素的影響，如地殼下沉，原始地層壓力增加，飽和壓力增大；或上覆地層發(fā)生剝蝕作用，引起油氣藏內(nèi)的溫度壓力發(fā)生變化而減小了飽和壓力；或地層壓力與靜水柱壓力不等。,,計算油藏形成時間示意圖