油气聚集与油气藏的形成

Chapter7GenerationandBreakageofOil gas Section1油气藏形成的基本条件 BasicConditionofOilandGasPoolsGeneration Section2油气藏的破坏与油气的再分布 RedistributionandBreakageofOil Gaspools Section3油气聚集与成藏 AccumulationandFormationPoolsofOilandGas 圈闭在地下捕获了油气就成为油气藏 我们可以把圈闭比作一个 盒子 这个盒子如果是空的 我们对圈闭的勘探就是徒劳无益的 这个盒子在什么情况下可以捕集油气 它是在什么时间 以什么方式捕获油气的 一旦其中充满油气 它会被破坏吗 这个盒子破坏了 我们还能指望在附近找到其残余的油气吗 本章主要回答这些问题 Section1 油气藏形成的基本条件 油气藏 特别是大型油气藏形成的基本条件应包括 充足的油气源 足够的油气运移动力 良好的运移通道 有效的储集层 有利的生储盖组合 大容积的有效圈闭 有良好的油气保存条件 一 充足的烃源条件 世界12个大含油气盆地61个特大油气田的情况简表 大盆地形成大油气田 具有体积巨大的生油岩体 济阳凹陷下第三系生油中心与油气富集关系 东营凹陷部分 1 地层剥蚀线 2 生烃强度等值线 3 油田 生油中心控制着油气分布 松辽盆地下白垩统生油中心与油气富集关系图1 生烃强度等值线 2 地温梯度等值线 3 油田 4 凹陷边界 生油坳陷在盆地内的展布 归纳起来大致有以下三种基本型式 位于盆地中央地带 如松辽 西西伯利亚 洛杉矶 锡尔特等盆地 偏于盆地一侧 如波斯湾 伏尔加 乌拉尔 阿尔伯达 山九昆等盆地 多生油凹陷 即统一的含油气盆地中存在若干个生油凹陷 如渤海湾盆地 生油凹陷在盆地内的位置 在盆地发展和演化中可以保持基本一致 亦可能发生某种程度甚至是较大范围的转移 生油凹陷的面积大多与盆地的规模有密切关系 一般大中型盆地的生油凹陷面积较大 生油凹陷内形成的生油岩体积 是不同层位成熟的生油岩体积的总和 据克莱米 H D Klemme 1997 的统计 世界上共有334个大油气田 最终可采储量达68 106t以上的大油田222个 最终可采储量为1011m3的大气田112个 分布于60多个油气盆地中 其中有16个盆地含有5个以上的大油气田 这16个盆地的大油气田总数为249个 占所有大油气田总数的71 5 储量则可达90 以上 其中部分油气盆地的面积 体积沉积速率和大油气田数的分布 如表所示 油气藏 特别是大型油气藏形成的基本条件应包括 充足的油气源 足够的油气运移动力 良好的运移通道 有效的储集层 有利的生储盖组合 大容积的有效圈闭 二 Enoughmigrationdriveofoilandgas足够的油气运移动力石油和天然气是流体 它们在地下会发生运移 由原来生成它们的沉积物中运移到现在容纳它们的沉积物中 首先油气自油源岩进入储集层 油气只有获得足够的能量以克服阻力并排替出孔隙水才能进入储集岩 然后进入圈闭 油气藏 特别是大型油气藏形成的基本条件应包括 充足的油气源 足够的油气运移动力 良好的运移通道 有效的储集层 有利的生储盖组合 大容积的有效圈闭 三 Favorablepassageofmigration油气运移除了有足够的运移动力外 还得有良好的运移通道 运移通道在传统上称为运载层 carriedbeds 更准确为运载系统 carriedsystem 因为除了渗透性地层外 还可以是不整合面 断层或断裂体系 古老的风化带 或刺穿的底辟构造 渗透性储层是最广泛最基本的二次运移通道 油气聚集也正是发生在其中 在渗透性砂岩中以孔隙型通道为主 在致密碳酸盐岩中以裂缝型通道为主 油气藏 特别是大型油气藏形成的基本条件应包括 充足的油气源 足够的油气运移动力 良好的运移通道 有效的储集层 有利的生储盖组合 大容积的有效圈闭 有良好的油气保存条件 四 Effectivereservoir一个含油气盆地具有丰富的源岩和油气运移历史 但最令人沮丧的是在适宜的地层位置内缺乏具有孔隙性和渗透性的岩层 而孔隙性和渗透性是产出商业数量的石油或 和 天然气必不可缺的条件 任何具有这种功能的岩石都可成为有效储集岩 reservoirrock 油气藏 特别是大型油气藏形成的基本条件应包括 充足的油气源 足够的油气运移动力 良好的运移通道 有效的储集层 有利的生储盖组合 大容积的有效圈闭 有良好的油气保存条件 五 有利的生 储 盖组合生油层中生成的油气能及时运移到良好储集层中 同时盖层的质量好 能保证运移至储层中的油气不会逸散 根据生储盖组合之间的沉积连续性可将其分为两大类 即连续沉积的生 储 盖组合和被断层或不整合面所分隔的不连续生 储 盖组合 生储盖组合类型示意图 据空间组合关系分为 正常式 侧变式 顶生式 自生自储自盖式 生油层与储集层成指状交叉组合形式时 油气初次运移和聚集示意图 生油层中存在砂岩透镜体时 油气初次运移和聚集示意图 美国怀俄州盐溪区白垩系弗朗提尔组砂 泥岩厚度比率图 石油多产自砂岩与页岩之比例为0 25的地区 而天然气却聚集于砂岩分布较多的地区 美国俄克拉河马州东南部宾夕法尼亚州系阿托卡组砂 泥岩厚度比率图 石油聚集多沿近海岸带砂 泥比率0 5 2 0的地区 表 若干地区石油聚集的最佳砂岩百分率 盖层的质量和厚度是保证储集层具有良好封闭性的基本条件 盖层的质量主要取决于孔隙直径大小和裂缝发育程度 或可塑性 盖层封闭性能的好坏 可以用盖层和储层之间的排替压力来确定 ThesectionofGudaoOilfield 2 Thebestthicknessofsourcebeds一般来说 生油层的厚度大 生油的潜量也大 这里所指的生油层最佳厚度是从生储盖组合这一角度 考虑单层连续沉积的生油层在多大的厚度范围内具有最高的排烃效率 据真柄钦次 1978 对世界各油区泥岩中流体压力在垂向上分布的分析 认为巨厚泥质生油层向储集层提供流体 包括油气 主要是由紧靠储集层的30m 100ft 左右的生油层 其余部分的效率很低 根据这一研究得出 单层厚度为30 50m的油层具有最高的排烃效率 随着连续厚度增大 排烃效率降低 连续厚度大于200m以上 排烃效率明显降低 Thesimpletableofqualitativeestimationonsource reservoir sealcombination 评价组合特点 最好 油气藏 特别是大型油气藏形成的基本条件应包括 充足的油气源 足够的油气运移动力 良好的运移通道 有效的储集层 有利的生储盖组合 大容积的有效圈闭 六 Greateffectivetrap 有效圈闭是形成油气藏的基本条件 要形成巨大的油气藏 必须有大容积的有效圈闭 圈闭容积的大小 主要取决于闭合面积 closearea 闭合高度 closeheight 储集层的有效厚度 effectivethickness 和有效孔隙度 effectiveporosity 等参数 一个大容积的圈闭 通常具有较大的闭合面积 较厚的储集层 较高的孔隙度 但闭合度的变化范围可能较大 大容积的有效圈闭 1 圈闭形成时间 距油源区近 在油气运移路线上者 有效性高 2 圈闭所在位置 对大容积圈闭的勘探结果表明 并非所有这类圈闭都能有效地聚集油气 对聚油条件不同的圈闭进行对比分析表明 一个有效圈闭应具有 距油源区近 形成时间早 闭合度高和保存条件好 Section2油气藏的破坏与油气的再分布 一 油气藏的破坏 影响油藏保存的破坏作用 1 地壳运动 实例 2 岩浆活动 图 辽河断陷新生代火山岩分布图1 馆陶期Ng 2 东营期Ed 3 沙一期Es1 4 沙尔期Es2 5 沙三期Es3 6 沙四期Es4 7 剖面位置 3 水动力