第05章油气聚集及油气藏的形成

1、 油气藏是石油地质研究的核心内油气藏是石油地质研究的核心内容，本章主要介绍圈闭和油气藏的基容，本章主要介绍圈闭和油气藏的基本概念、油气藏形成的基本条件以及本概念、油气藏形成的基本条件以及油气藏形成的有关问题。油气藏形成的有关问题。第一节第一节 圈闭与油气藏概述圈闭与油气藏概述第二节第二节 油气聚集原理油气聚集原理第三节第三节 油气藏的形成、破坏与保存油气藏的形成、破坏与保存第四节第四节 油气藏形成时间的确定油气藏形成时间的确定第五节第五节 地温场、地压场和应力场与油气藏地温场、地压场和应力场与油气藏 形成的关系形成的关系第六节第六节 凝析气藏的形成凝析气藏的形成第七节第七节 非常规气藏的形成特

2、征非常规气藏的形成特征第八节第八节 气藏与油藏形成及保存条件的差异气藏与油藏形成及保存条件的差异第五章第五章 油气聚集与油气藏的形成油气聚集与油气藏的形成第一节第一节 圈闭和油气藏概述圈闭和油气藏概述 1934年麦考洛提出-圈闭圈闭：。 ：储集层中油、气物质自身势最小而其动能储集层中油、气物质自身势最小而其动能为零的地方为零的地方。 圈闭两个基本要素：圈闭两个基本要素： 储集层储集层 ：储集油气：储集油气 封闭条件封闭条件 ：阻止油气散失：阻止油气散失 盖层本身的弯曲变形盖层本身的弯曲变形 盖层盖层 + 其它侧向遮挡条件其它侧向遮挡条件 二、圈闭的度量二、圈闭的度量（往往指静水条件下）（往往指

3、静水条件下）圈圈闭闭最最大大有有效效容容积积，取取决决于于圈圈闭闭的的闭闭合合面面积积闭闭合合面面积积、闭闭合合高高度度闭闭合合高高度度、储储层层有有效效厚厚度度储储层层有有效效厚厚度度、有有效效孔孔隙隙度度有有效效孔孔隙隙度度圈圈闭闭大大小小由由最最大大有有效效容容积积最最大大有有效效容容积积来来度度量量。它它是是指指能能容容能能容容纳纳油油气气的的最最大大体体积积纳纳油油气气的的最最大大体体积积。-评价圈闭的重要参数二、圈闭的度量二、圈闭的度量圈闭的最大有效容积，可用下列公式表示：圈闭的最大有效容积，可用下列公式表示：V=FV=FH HP P式中：式中：V V-圈闭最大有效容积，圈闭最大有

4、效容积，m m3 3；F F-圈闭的闭合面积，圈闭的闭合面积，m m2 2；H H-储集层的有效厚度，储集层的有效厚度，m m；P P-储集层的有效孔隙度，储集层的有效孔隙度，% %。 二、圈闭的度量二、圈闭的度量油气充满圈闭油气充满圈闭后，最先从圈闭中溢出的点后，最先从圈闭中溢出的点3 3、闭合面积：、闭合面积：通过溢出点通过溢出点的构造等高线所封闭面积。的构造等高线所封闭面积。2 2、闭合高度：、闭合高度：从圈闭中储从圈闭中储层最高点到溢出点的高差。层最高点到溢出点的高差。某储层某储层顶面构顶面构造图造图H1H1以区域倾斜面为基准，以区域倾斜面为基准，H2H2以等海拔高程面为基准。以等海拔

5、高程面为基准。构造起伏幅度构造起伏幅度与与闭合高度闭合高度 ：断层圈闭的溢出点、闭合高度和闭合面积示意图断层圈闭的溢出点、闭合高度和闭合面积示意图 有效孔隙度值主要根据实验室岩心测定、测井有效孔隙度值主要根据实验室岩心测定、测井解释资料统计分析求得解释资料统计分析求得, ,做出圈闭范围内的等值线图。做出圈闭范围内的等值线图。 储集层有效厚度则是根据有效储集层的岩电、储集层有效厚度则是根据有效储集层的岩电、物性标准物性标准, ,扣除其中的非渗透性夹层而剩余的厚度扣除其中的非渗透性夹层而剩余的厚度。 (4)(4)有效孔隙度和储集层有效厚度的确定有效孔隙度和储集层有效厚度的确定 油气在油气在单一圈闭

6、单一圈闭中的聚集。中的聚集。 是油气在地壳中聚集的基本单位。是油气在地壳中聚集的基本单位。 三、油气藏的含义三、油气藏的含义油藏油藏油气藏油气藏气藏气藏 同一要素控制同一要素控制 “ “单一圈闭单一圈闭” ” 单一储层单一储层 统一压力系统统一压力系统 同一油水界面同一油水界面被断层遮挡形成的两个油藏 四、油气藏中油、气、水的分布四、油气藏中油、气、水的分布含油边界（外外含油边界）含油边界（外外含油边界）含水边界（内内含油边界）背斜油气藏中油、气、水分布示意图背斜油气藏中油、气、水分布示意图含油面积气顶面积油气藏高度含油高度气顶高度1.1 1.1 含油气边界含油气边界 外含油边界外含油边界外含

7、油边界外含油边界：油水界面与油层顶面的交线含油边界；油水界面与油层顶面的交线含油边界； 内含油边界内含油边界内含油边界内含油边界：油水界面与油层底面的交线含水边界油水界面与油层底面的交线含水边界； 气顶边界气顶边界气顶边界气顶边界：油气界面与油层顶面的交线。油气界面与油层顶面的交线。 外（内）含油面积外（内）含油面积外（内）含油面积外（内）含油面积：外（内）含油边界圈定的面积。外（内）含油边界圈定的面积。 含气面积含气面积含气面积含气面积：气顶（气水）边界圈定的面积。气顶（气水）边界圈定的面积。1.2 1.2 含油气面积含油气面积1.3 1.3 油气藏高度油气藏高度气顶高度：气顶高度：气顶高度

8、：气顶高度：含气部分的最高点到油气界面的高差。含气部分的最高点到油气界面的高差。含油高度：含油高度：含油高度：含油高度：油水界面到油气界面的高差。油水界面到油气界面的高差。3 3、 底水、边水底水、边水底水底水边水底水边水4 4 充满系数（度）充满系数（度）含含油油（气气）高高度度与与闭闭合合高高度度的的比比值值称称充充满满系系数数（度度）。另外，也有人将含油（气）面积与闭合面积之比定义为充满度；或者将含油（气）体积与闭合有效容积之比定义为充满度。一般情况下在富含油气区，该系数高；在贫含油气区，充满系数低。-厚度厚度厚度厚度取决于储集层的物性和流体性质取决于储集层的物性和流体性质3 3、油水过

9、渡带、油水过渡带据实验，前苏联学者提出：据实验，前苏联学者提出：h：过渡带厚度，过渡带厚度，m；：油水界面张力，达因油水界面张力，达因/cm2：孔隙度；孔隙度；K：渗透率，达西；渗透率，达西；w-o：油水密度差油水密度差储层物性好（储层物性好（储层物性好（储层物性好（大、大、大、大、K K K K大），过渡带薄大），过渡带薄大），过渡带薄大），过渡带薄. . . .4.“4.“沥青垫沥青垫”现现象象第二节第二节 油气聚集机理油气聚集机理一、油气聚集的动力学机制二、各种圈闭中的油气聚集模式三、油气在圈闭中聚集的过程四、油气在系列圈闭中的差异聚集 一、油气聚集的动力学机制一、油气聚集的动力学机制势

10、差或压差：势差或压差：浮力浮力-水动力机制水动力机制油气在圈闭中聚集的主要动力学机制油气在圈闭中聚集的主要动力学机制渗滤作用、排替作用渗滤作用、排替作用浓度差或盐度差：浓度差或盐度差：渗透力渗透力-扩散力机制扩散力机制主要对低分子的天然气起某种作用主要对低分子的天然气起某种作用油气聚集:油气在圈闭中排开孔隙水而积聚起来形油气在圈闭中排开孔隙水而积聚起来形成油气藏的过程。成油气藏的过程。含烃的水或含烃的水或游离烃游离烃盖层：对烃盖层：对烃类类水：可通过水：可通过盖层继续运移盖层继续运移 1 1、渗滤作用、渗滤作用2 2、排替作用、排替作用泥质盖层泥质盖层PfPf 相邻砂层：相邻砂层： 圈闭中的水

11、难通过盖层。圈闭中的水难通过盖层。油水界面：油水界面：P P油油= =P P水；水；向上：向上：密度差密度差密度差密度差 P P油油 P P水水向下的向下的流体势梯度流体势梯度流体势梯度流体势梯度油：油：上移、向下排替上移、向下排替水直到水直到S S束缚水束缚水3 渗滤作用渗滤作用+排替作用排替作用 上覆盖层：毛细管封闭上覆盖层：毛细管封闭上覆盖层：毛细管封闭上覆盖层：毛细管封闭：储层中或底部储层中或底部S S油达油达70%以上以上水渗流停止。水渗流停止。油气聚集初期油气聚集初期：水可通过上覆亲水盖层渗流水可通过上覆亲水盖层渗流；油气聚集一定程度后，水主要被油气排替到圈闭油气聚集一定程度后，水

12、主要被油气排替到圈闭下方。下方。 盖层：异常高压封闭：盖层：异常高压封闭：盖层：异常高压封闭：盖层：异常高压封闭：水不能通过上覆盖层渗流水不能通过上覆盖层渗流，只被向下排替。只被向下排替。1、背斜圈闭中油气聚集模式、背斜圈闭中油气聚集模式二、各种圈闭中的油气聚集模式二、各种圈闭中的油气聚集模式 水：可通过上覆泥岩盖层；水：可通过上覆泥岩盖层；烃类和无机盐：在圈闭中聚集烃类和无机盐：在圈闭中聚集圈闭中含盐量增加圈闭中含盐量增加，PH值降值降低低，利于油气进一步聚集。利于油气进一步聚集。2.2.地层圈闭中油气聚集模式地层圈闭中油气聚集模式3.岩性圈闭中油气聚集模式岩性圈闭中油气聚集模式4、断层圈闭

13、中油气聚集模式、断层圈闭中油气聚集模式1.油气充注方式油气充注方式首先：首先：进入最低排进入最低排替压力渗透层替压力渗透层接着：接着：以以石油波阵石油波阵面方式面方式充注油藏。充注油藏。 三、油气在圈闭中聚集的过程三、油气在圈闭中聚集的过程2.2.混合过程混合过程储集层的非均质性及充注过程的差异性流体分布非均质性流体大混合 稳态三种混合机制：密度差异混合：圈闭中石油密度倒置重力分异混合浓度差异混合：圈闭中石油组分浓度差异扩散混合热热对对流流混混合合：效率取决于浓度差、烃分子大小、储层物性四、油气在系列圈闭中的差异聚集四、油气在系列圈闭中的差异聚集当含油气盆地中存在多个水力学上相互连通的圈闭，且

14、来自下倾方向的油气源充足时，油气在这一系列圈闭中聚集，沿运移方向各圈闭中发生烃类相态及性质的规律性变化，这种现象称为油气差异聚集。1.1.渗漏型（渗漏型（逸出型逸出型）油气聚集）油气聚集油气水密度不同油气水密度不同油气水密度不同油气水密度不同重力分异重力分异中心中心低部位低部位低部位低部位：油藏油藏边缘边缘高部位高部位高部位高部位：气藏气藏盆地：盆地：断层渗漏型油气差异聚集示意图断层渗漏型油气差异聚集示意图 3 3、溢出型油气聚集、溢出型油气聚集 发育在区域均斜（单斜）背景上，溢出点依次增发育在区域均斜（单斜）背景上，溢出点依次增高的一系列相互连通的背斜圈闭。高的一系列相互连通的背斜圈闭。溢出

15、型油气差异聚集的条件溢出型油气差异聚集的条件(4) (4) 储层充满水且处于储层充满水且处于静水压力条件。静水压力条件。(1) 区域性长距离运移，储层区域性倾斜，岩相岩性稳定、渗透性好。(2) (2) 相关的系列圈闭的溢出点依次增高。相关的系列圈闭的溢出点依次增高。(3) 油气源充足，且来自储层下倾方向。图：俄罗斯台地斯大林格勒区下石炭统斯大林山层三个相联系的构造中的圈闭中油气差异聚集情况构造名称顶部标高含油气情况油气藏高度石油比重天然气含CH4量李涅夫日尔诺夫巴赫麦其也夫-1091米-1882米-857米只含气油藏有气顶油藏无气顶14米40米49米0.84-0.850.859-0.87491

16、.5%86%构造名称顶部标高含油气情况油气藏高度石油比重天然气含CH4量李涅夫日尔诺夫巴赫麦其也夫-1091米-1882米-857米只含气油藏有气顶油藏无气顶14米40米49米0.84-0.850.859-0.87491.5%86%构造名称构造名称顶部标高顶部标高含油气情况含油气情况油气藏高度油气藏高度石油比重石油比重天然气含CH4量天然气含CH4量李涅夫日尔诺夫巴赫麦其也夫李涅夫日尔诺夫巴赫麦其也夫-1091米-1882米-857米-1091米-1882米-857米只含气油藏有气顶油藏无气顶只含气油藏有气顶油藏无气顶14米40米49米14米40米49米0.84-0.850.859-0.874

17、0.84-0.850.859-0.87491.5%86%91.5%86%油气运移主要方向气藏油藏油气藏三个构造的油气差异聚集特征三个构造的油气差异聚集特征影响溢出型油气差异聚集的地质因素影响溢出型油气差异聚集的地质因素 水压梯度及水运动方向水压梯度及水运动方向 运移路径上有支流油气源温压变化温压变化形成次生气顶，或原生气顶溶于油形成次生气顶，或原生气顶溶于油 后期地壳运动圈闭条件改变第三节第三节 油气藏形成、破坏与保存油气藏形成、破坏与保存一、油气藏形成的基本地质条件二、油气藏的保存、破坏与再形成 一、油气藏形成的基本地质条件一、油气藏形成的基本地质条件静态要素静态要素：烃源岩、储集层、盖层、

18、圈闭：烃源岩、储集层、盖层、圈闭动态作用动态作用：油气生成、运移、聚集、保存，圈闭形成：油气生成、运移、聚集、保存，圈闭形成油气藏形成的基本条件：油气藏形成的基本条件：1 1、充足的油气源条件、充足的油气源条件2 2、有利的生储盖组合、有利的生储盖组合3 3、有效的圈闭、有效的圈闭4 4、必要的保存、必要的保存( (一一) ) 充足的烃源条件充足的烃源条件油源的丰富程度决定于油源的丰富程度决定于生油岩的体积生油岩的体积、有机质有机质数量数量、类型类型和和成熟度成熟度，以及，以及生油岩排烃能力生油岩排烃能力 。有利：有利：生烃凹陷面积大、持续时间长，形成生烃凹陷面积大、持续时间长，形成巨厚的多旋

19、回生油层系及多生油期；有机质含量巨厚的多旋回生油层系及多生油期；有机质含量丰富、类型优越、热演化程度较高，排烃效率高丰富、类型优越、热演化程度较高，排烃效率高。世界世界12个大含油气盆地个大含油气盆地61个特大油气田的情况简表个特大油气田的情况简表 盆地名称 盆地面积 沉积岩系发育概况 生油岩发育概况 油气可采储量(吨、米3) （km2） 时 代 厚度 体积(公里3) 时 代 岩性及厚度 及特大油气田数 波斯湾 240 万 古生代、中、新生代；以 J、K、E、N 为主 500012000 米 平均 3000 米 704.1 万其中 J以上 417 万 J3、K2、E 为主 碳酸盐岩为主，最厚4

20、000 米,主要生油层厚10001500 米 油 541 亿；28 个 西西伯利亚 230 万 中、新生代以 J、K 为主 最厚 40008000 米平均 2600 米 600 万 J2K，以 J3、K1为主 泥岩(前三角洲)5001000 米 油 60 亿 8 个 美国 墨西哥湾 110 万 中、新生代 最厚 12000 米 平均 4000 米 545 万 J3N1,以 K3、N1；为主 泥岩为主、 部分为碳酸盐岩 10002000 米 油 53.4 亿；1 个 马拉开波 8.5 万 中、新生代 (KN) 最厚 10000 米 平均 4600 米 395.7 万 KN，以始新世为主 K 为石

21、灰岩、粘土岩,厚 150200 米； E 泥岩2000 米 油 73 亿；2 个 伏尔加 乌拉尔 65 万 以上古生代 为 主 一般小于 2000 米， 在乌拉尔山前可达8000米，平均 3100 米 218.2 万 中泥盆世早二叠世 以泥岩为主； 总厚 200500 米 油 42.7 亿；2 个 利比亚锡尔特 35 万 古中、新生代,以 K、 E、 N 为主 古生界 1500 米， K 以上最厚 5000 米， 平均2500 米 80 万 KE,以 K2、 E 为主 以石灰岩、泥灰岩为主,部分为泥岩10002000 米 油 40 亿；气 7790 亿 4 个 阿尔及利 亚东戈壁 41 万 古

22、生代中生代 40005000 米 160 万 志留纪 页岩 200 米 油 9.9 亿；气 29940 亿 3 个 北 海 62 万 二迭第三系 总厚 8000 米 第三系 3000 米 300 万 侏罗纪和第三纪,部分晚石炭世 泥岩 油 34 亿；气 184080 亿 4 个 尼日尔河 三 角 洲 6 万 新生代 一般 40006000 米 最大 12000 米 30 万 早第三纪 泥岩 10002000 米 油 27 亿；气 11200 亿 大油气田 6 个 美国西内部 60.2 万 古生代、中生代 9000 米 85 万 、C、P 泥岩为主,200400 米 1 个(气) 松 辽 22.

23、6 万 KN 最厚 6000 米 平均 3000 米 77.5 万 K 泥岩 5001000 米 1 个 华 北 25 万 震旦中生代 新 生 代 新生代最厚可达6000米其中 E4500 米 125 万 E 为主 泥岩大于 500 米最厚10001500 米 1 个 大盆地形成大油气田，大盆地形成大油气田，具有体积巨大的生油岩体具有体积巨大的生油岩体世界部分含油气盆地的丰度世界部分含油气盆地的丰度洛杉矶盆地洛杉矶盆地 小盆地也可形成丰富的油气聚集小盆地也可形成丰富的油气聚集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）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

24、，2生烃强度等值线，3油田 生油中心控制着油气分布生油中心控制着油气分布 松辽盆地下白垩统松辽盆地下白垩统生油中心与油气富生油中心与油气富集关系图集关系图1生烃强度等值线， 2地温梯度等值线，3油田，4凹陷边界 生油层中生成的油气能及时运移到良好储集层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。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。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即连续沉积的生、储、盖组合和被断层或不整合面所分

25、隔的不连续生、储、盖组合。的不连续生、储、盖组合。 （二）有利的生、储、盖组合（二）有利的生、储、盖组合生储盖组合类型示意图生储盖组合类型示意图据空间组合关系分为：据空间组合关系分为： 正常式、侧变式、顶生式、自生自储自盖式正常式、侧变式、顶生式、自生自储自盖式生油层与储集层为互层组合时，油气生油层与储集层为互层组合时，油气初次运移和聚集示意图初次运移和聚集示意图砂岩与页岩呈略砂岩与页岩呈略等厚互层的地区，等厚互层的地区，生生- -储岩接触面储岩接触面积最大，最有利积最大，最有利于石油聚集。于石油聚集。生油层与储集层成指状交叉组合形式时，油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

26、集示意图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美国怀俄州盐溪区白垩系弗朗提尔组砂-泥岩厚度比率图泥岩厚度比率图石油多产自砂岩石油多产自砂岩与页岩之比例为与页岩之比例为0.25的地区，而天的地区，而天然气却聚集于砂岩然气却聚集于砂岩分布较多的地区。分布较多的地区。美国俄克拉河马州东南部宾夕法尼亚美国俄克拉河马州东南部宾夕法尼亚 州系阿托卡组砂州系阿托卡组砂-泥岩厚度比率图泥岩厚度比率图石油聚集多石油聚集多沿近海岸带砂沿近海岸带砂-泥比率泥比率0.52.0的地区。的地区。 表：表：

27、 若干地区石油聚集的最佳砂岩百分率若干地区石油聚集的最佳砂岩百分率33670.502.0美国俄克拉何马州宾夕法尼亚系阿托卡组美国俄克拉何马州宾夕法尼亚系阿托卡组19290.230.4秘鲁帕里纳斯砂岩油藏秘鲁帕里纳斯砂岩油藏370.60美国怀俄明州盐溪区白垩系费朗提尔组美国怀俄明州盐溪区白垩系费朗提尔组20500.251美国落基山区上白垩统美国落基山区上白垩统砂岩厚度砂岩厚度百分率百分率,%砂岩砂岩-泥岩泥岩厚度比率厚度比率产油地区及层系产油地区及层系33670.502.0美国俄克拉何马州宾夕法尼亚系阿托卡组美国俄克拉何马州宾夕法尼亚系阿托卡组19290.230.4秘鲁帕里纳斯砂岩油藏秘鲁帕里纳

28、斯砂岩油藏370.60美国怀俄明州盐溪区白垩系费朗提尔组美国怀俄明州盐溪区白垩系费朗提尔组20500.251美国落基山区上白垩统美国落基山区上白垩统砂岩厚度砂岩厚度百分率百分率,%砂岩砂岩-泥岩泥岩厚度比率厚度比率产油地区及层系产油地区及层系单纯块状单纯块状砂岩砂岩发育或单纯块状发育或单纯块状页岩页岩发育的地区，对发育的地区，对石油聚集都不利。只有在砂岩厚度百分率介于石油聚集都不利。只有在砂岩厚度百分率介于2060%，即砂岩储集层单层厚约即砂岩储集层单层厚约1015m、页岩生油层单层厚约页岩生油层单层厚约3040m，二者二者呈略等厚互层的地区呈略等厚互层的地区，砂，砂-页岩接触面积最页岩接触面

29、积最大，大，最有利于石油聚集最有利于石油聚集。（三）大容积的有效圈闭（三）大容积的有效圈闭 有效性：有效性：在具有油气来源的前提下，圈闭聚集油气的实际能力。1.圈闭的大小：圈闭的大小：大大；2 2、圈闭形成时间圈闭形成时间早早3 3、圈闭所处位置圈闭所处位置近近4 4、水动力强度及流体性质水动力强度及流体性质静静影响圈闭有效性的因素：（1 1）圈闭形成时间）圈闭形成时间在油气区域性运移以前或同时形成的圈闭，对在油气区域性运移以前或同时形成的圈闭，对油气的聚集才有效；油气的聚集才有效；在最后一次区域性油气运移以后形成的圈闭，在最后一次区域性油气运移以后形成的圈闭，无效；无效；盆地内最后一次大规模

30、构造运动盆地内最后一次大规模构造运动, , 控制了最控制了最后一次区域性油气运移时间；后一次区域性油气运移时间；原有构造继承性发展，新圈闭无效；原有构造继承性发展，新圈闭无效；原有油气藏遭破坏，油气重新运聚，新圈闭原有油气藏遭破坏，油气重新运聚，新圈闭可能有效。可能有效。酒泉西部盆地南部山前背酒泉西部盆地南部山前背斜带：老君庙背斜发现多斜带：老君庙背斜发现多个丰富的油气藏，而青草个丰富的油气藏，而青草湾背斜则未发现油气聚集。湾背斜则未发现油气聚集。原因：酒泉盆地最后一次原因：酒泉盆地最后一次区域性运移时间是上新世，区域性运移时间是上新世，此时老君庙背斜已形成，此时老君庙背斜已形成，油气聚集其中

31、，形成油气油气聚集其中，形成油气藏。而青草湾背斜在上新藏。而青草湾背斜在上新世末期才形成，此时油气世末期才形成，此时油气区域性运移已结束，缺乏区域性运移已结束，缺乏油气来源，且海拔又低于油气来源，且海拔又低于老君庙，也不能使油气重老君庙，也不能使油气重新运移其中，因此该背斜新运移其中，因此该背斜圈闭对油气聚集无效。圈闭对油气聚集无效。青草湾青草湾距油源区近，在油气运移路线上者，有效性高。距油源区近，在油气运移路线上者，有效性高。 （2 2）圈闭所在位置）圈闭所在位置AAADBEC生 烃凹陷F封闭层底面等高线油气运移路径（4 4）水压梯度和流体性质对圈闭有效性的影响）水压梯度和流体性质对圈闭有效

32、性的影响动水条件下，测势面倾斜。储层中水沿测势面倾动水条件下，测势面倾斜。储层中水沿测势面倾斜方面流动，斜方面流动，圈闭内圈闭内油水油水( (或气或气- -水水) )界面顺水流方向倾界面顺水流方向倾斜，倾斜角度大小取决于水压梯度大小和流体斜，倾斜角度大小取决于水压梯度大小和流体密度差密度差。相同水动力下对油聚集有效的圈闭对气聚集仍有效相同水动力下对油聚集有效的圈闭对气聚集仍有效相同水动力下对油聚集有效的圈闭对气聚集仍有效相同水动力下对油聚集有效的圈闭对气聚集仍有效，反之不一定。，反之不一定。，反之不一定。，反之不一定。静水条件下：测势面水平，同一储层海拔高度相静水条件下：测势面水平，同一储层海

33、拔高度相同的点压力相同，油水同的点压力相同，油水( (或气或气- -水水) )界面水平。界面水平。在水流活动加强时在水流活动加强时, ,背斜储集背斜储集层中油和气的移位和分离层中油和气的移位和分离 （一一）油气藏的保存和破坏油气藏的保存和破坏二、油气藏的保存、破坏与再形成二、油气藏的保存、破坏与再形成油气藏的破坏：原原来来已已形形成成的的油油气气藏藏，由由于于所所处处地地质质环环境境的的变变化化而而使使其其中中的的油油气气部部分分或或全全部部散散失失，或或变变成成稠稠油油沥沥青青的的过过程程。破坏类型机理断层泄漏：断层破坏原生盖层，导致油气运移聚集在较高部位，或逸散地表剥蚀：与蒸发、氧化等作用

34、有关的地表剥蚀、地表断裂系统的泄漏超压：物性或水动力封闭失败圈闭倾斜：原有圈闭因挤压或倾斜，导致油气在溢出点泄漏水动力冲洗：大气水的作用气洗：气顶的增生或扩大生物降解、水动力冲洗：细菌分解或溶解重组分，分离出轻组分裂解：高压条件下原油转化为气或凝析油垂直泄漏侧向渗漏成分变化影响油藏保存的破坏作用 （1 1）地壳运动地壳运动导致地壳上升剥蚀，油气逸散；导致地壳上升剥蚀，油气逸散；产生断层，提供油气运移通道或破坏油气藏产生断层，提供油气运移通道或破坏油气藏导致溢出点抬高或地层倾斜方向变化，油气重新分导致溢出点抬高或地层倾斜方向变化，油气重新分布布次生油气藏次生油气藏（2 2）岩浆活动岩浆活动大大规

35、规模模岩岩浆浆岩岩的的活活动动对对油油气气藏藏的的保保存存不不利利对对油油气气藏藏的的保保存存不不利利。高高温温岩岩浆浆侵侵入入油油气气藏藏，油油气气遭遭受受烘烘烤烤，油油气气藏藏遭遭破破坏坏。在在油油气气藏藏形形成成以以前前油油气气藏藏形形成成以以前前, ,岩岩浆浆活活动动可可提提供供热热源源，有有利利于于有有利利于于有有机机质质成成熟熟演演化化有有机机质质成成熟熟演演化化；岩岩浆浆冷冷凝凝后后，可可成成为为良良好好的的储储集集体体或或遮遮挡挡条条件件。 图：图： 辽河断陷新生代火山岩分布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 Es 2，5沙

36、三期 Es3，6沙四期 Es4, 7剖面位置（3 3）水动力环境水动力环境水动力强：水动力强：将油气冲走；将油气冲走；携带氧气，使石油氧化变质。携带氧气，使石油氧化变质。水洗作用，使原油变稠变重。水洗作用，使原油变稠变重。相对稳定、停滞：有利于油气藏保存相对稳定、停滞：有利于油气藏保存相对稳定、停滞：有利于油气藏保存相对稳定、停滞：有利于油气藏保存（4 4）生物降解作用）生物降解作用油油气气藏藏埋埋藏藏较较浅浅：微微生生物物有有选选择择性性消消耗耗某某些些烃烃类类组组分分原原油油变变稠稠变变重重。良好的油气藏保存条件：良好的油气藏保存条件：地壳运动：不剧烈地壳运动：不剧烈水动力活动、岩浆活动：

37、弱水动力活动、岩浆活动：弱埋深：不太浅埋深：不太浅各种破坏油藏的作用及其演变的结果（据Macgregor，1996) 原生油原生油气藏破坏后新形成；气藏破坏后新形成；在非生油层系中。在非生油层系中。油气由分散油气由分散到集中第一次聚集起来；到集中第一次聚集起来；在生油层系中。在生油层系中。 （二）（二）油气藏的油气藏的再形成再形成油气藏再形成的模式油气藏再形成的模式 1.断断裂裂破破坏坏原原圈圈闭闭，油油气气沿沿断断裂裂运运移移，在在浅浅层层圈圈闭闭中中形形成成次次生生油油气气藏藏。原原生生油油气气藏藏次次生生油油气气藏藏油气沿断裂运移形成次生油气藏的仓储层式模式 原圈闭原圈闭溢出点溢出点抬高

38、抬高，油气向，油气向新新圈闭圈闭中聚集，形中聚集，形成成次生油气藏次生油气藏。2 地壳运动改变了原有圈闭的形态，油气部分向外溢出或全部转移，在新的圈闭中聚集成藏。单斜地层：单斜地层：倾倾斜方向变化，斜方向变化，油气重新分布。油气重新分布。一、传统地质分析方法一、传统地质分析方法 烃源岩主要生、排烃期分析法烃源岩主要生、排烃期分析法 圈闭发育史分析法圈闭发育史分析法 油藏饱和压力法油藏饱和压力法 二、二、 流体历史分析法流体历史分析法 储层流体包裹体法储层流体包裹体法 自生伊利石测年法自生伊利石测年法 第四节 油气藏形成时间的确定一、传统地质分析方法一、传统地质分析方法 1、烃源岩主要生、排烃期

39、分析法烃源岩主要生、排烃期分析法- 油气藏形成的最早时间（下限）油气藏形成的最早时间（下限）确定生油窗确定生油窗主要生排烃期基本代表主要生排烃期基本代表了油气藏形成的主要时期；了油气藏形成的主要时期；多套烃源岩，多套烃源岩，多个排烃期，多个排烃期，多个成藏期。多个成藏期。图图2-16 地质模型上的等地质模型上的等TTI曲线曲线地质模型上的等TTI曲线哈西哈西-迈萨乌德油田迈萨乌德油田哈西哈西迈萨乌德迈萨乌德油田地区志留系油田地区志留系生油岩埋藏历史生油岩埋藏历史和烃类生成随地和烃类生成随地质时代的变化质时代的变化生油门限生油门限 圈闭形成的时间圈闭形成的时间-油气藏形成的最早时间油气藏形成的最

40、早时间 沉积埋藏史恢复沉积埋藏史恢复 构造发展史恢复构造发展史恢复 2、圈闭发育史分析法 构造形成时间与油气聚集的关系构造形成时间与油气聚集的关系A A圈闭形成时间晚，位置低圈闭形成时间晚，位置低无效无效 圈闭形成的相对时间圈闭形成的相对时间 17-圈闭的编号，ae-地层时代序号形成次序形成次序：1 2 3 4 5、6、73、油藏饱和压力法、油藏饱和压力法假设：假设：油气运、聚中，饱和油气运、聚中，饱和溶解状态溶解状态天然气的石油在圈天然气的石油在圈闭中聚集成藏。这时：油藏地层压力闭中聚集成藏。这时：油藏地层压力 = 饱和压力。饱和压力。 与饱和压力相当的地层埋深对应的地质时代，与饱和压力相当

41、的地层埋深对应的地质时代，与饱和压力相当的地层埋深对应的地质时代，与饱和压力相当的地层埋深对应的地质时代，该油该油该油该油藏的形成时间。藏的形成时间。藏的形成时间。藏的形成时间。饱和压力饱和压力：地层条件下，气体开始析离液体时的压地层条件下，气体开始析离液体时的压力，又叫泡点压力。力，又叫泡点压力。Pb= Pd=w g h h=？ 油藏饱和压力法油藏饱和压力法影响因素影响因素：原生游离气顶：原生游离气顶：被压入石油，使被压入石油，使P P饱饱变大，变大，计算成藏计算成藏期期比实际比实际偏晚偏晚（上限）（上限） 。地壳运动：地壳运动：成藏后若成藏后若上覆连续沉积，适用；上覆连续沉积，适用；若有间

42、断，若有间断，油气藏油气藏P P饱饱变化。变化。假设假设P饱饱= Pd，为静水压力，存在误差。为静水压力，存在误差。4、气藏形成时间确定法、气藏形成时间确定法波义尔波义尔理想气体理想气体定律：在温度一定律：在温度一定时，气体体积与压力成反比：定时，气体体积与压力成反比：PoVo= P1 V1Po= P1 V1 / Vo =w gH H = P1 V1 / w g Vo 古地表H2 000 m今地表H3 000 m 二、流体历史分析方法二、流体历史分析方法化石记录：化石记录：直接记录了沉积盆地直接记录了沉积盆地油气成藏条件和过油气成藏条件和过程程的的储层成岩矿物储层成岩矿物及其中及其中流体包裹体

43、流体包裹体，油气成藏期、成藏演化史油气成藏期、成藏演化史自生伊利石测年法；储层流体包裹体法自生伊利石测年法；储层流体包裹体法1 1、储层自生伊利石测年法、储层自生伊利石测年法基基本本原原理理:储储层层中中自自生生伊伊利利石石仅仅在在富富钾钾水水介介质质环环境境下下形形成成, , 烃烃类类进进入入储储层层后后, , 自自生生伊伊利利石石停停止止生生长长。自自生生伊伊利利石石的的最最晚晚同同位位素素年年龄龄代代表表了了烃烃类类充充注注储储层层的的时时间间或或略略晚晚。2 2、储层流体包裹体法、储层流体包裹体法流体包裹体流体包裹体：储集岩胶结物和成岩矿物储集岩胶结物和成岩矿物结晶结晶生长过程中，从生

44、长过程中，从介质中捕获并介质中捕获并包裹于矿物晶体缺陷包裹于矿物晶体缺陷中的流体中的流体成分成分（液体、气体）液体、气体）液体、气体）液体、气体），单相、双相或多相，单相、双相或多相研究研究成岩成矿物质成岩成矿物质( (包括油、气包括油、气) )来源、来源、理化条件，理化条件，古地温、古地温、古地温、古地温、以及以及流体的性质、经历、流体的性质、经历、水岩反应、地壳演化水岩反应、地壳演化等诸方面的问题。等诸方面的问题。测包体温度：测包体温度：选用含选用含气相气相气相气相与与液相液相液相液相两种流体的包裹体两种流体的包裹体，在在冷热台上升温加热，在显微镜下可见两相转化冷热台上升温加热，在显微镜下

45、可见两相转化为单相流体，这时记录的温度即为为单相流体，这时记录的温度即为均一温度均一温度均一温度均一温度。均一温度代表包体形成的下限温度。但有均一温度代表包体形成的下限温度。但有些情况下，均一温度代表了包体形成过程中经些情况下，均一温度代表了包体形成过程中经历的最高温度。历的最高温度。应用：应用：气气-水水包包裹裹体体均均一一温温度度包包裹裹体体均均一一温温度度，结结合合埋埋藏藏史史、热热演演化化史史，确确定定油油气气运运移移、成成藏藏期期次次和和时时间间油油气气运运移移、成成藏藏期期次次和和时时间间。包包体体与与油油气气藏藏中中烃烃类类成成分分对对比比分分析析烃烃类类成成分分对对比比分分析析

46、，确确定定各各期期次次各各期期次次烃烃类类流流体体的的成成藏藏贡贡献献烃烃类类流流体体的的成成藏藏贡贡献献。识识别别古古油油层层，确确定定油油水水界界面面油油水水界界面面(OWC)变变迁迁史史变变迁迁史史。 认认识识化化石石流流体体性性质质，认认识识化化石石流流体体性性质质，识识别别古古热热流流体体存存在在与与活活动动期期识识别别古古热热流流体体存存在在与与活活动动期期第五节第五节 “ “三场三场”与油气藏形成的关系与油气藏形成的关系地温场与油气藏形成的关系地温场与油气藏形成的关系 地压场与油气藏形成的关系地压场与油气藏形成的关系 地应力场与油气藏形成的关系地应力场与油气藏形成的关系 1、地温

47、场地温场（地热场）（地热场） 某一瞬间地温的空间分布。是地内热能某一瞬间地温的空间分布。是地内热能通过导热率不同的岩石在地壳上的显示。通过导热率不同的岩石在地壳上的显示。 一、地温场与油气藏形成的关系一、地温场与油气藏形成的关系 2、地温梯度地温梯度（G GT T ；地热增温率地热增温率）地球内热层中，深度每增加地球内热层中，深度每增加100100米地温所米地温所增加的度数。增加的度数。OC/100米 沿着沿着沿着沿着大断裂带大断裂带大断裂带大断裂带常出现常出现常出现常出现高高高高G GT T 大陆边缘大陆边缘三角洲三角洲三角洲三角洲沉积发育地区，常出现沉积发育地区，常出现G GT TTHH0

48、100式中: 地温梯度,/100m;TH在井深H处的地层温度,;0 年平均地表温度,。地温梯度的三个控制因素：热流值、热导率、热流值、热导率、地层流体地层流体热流值热流值( (Q)Q)：一定时间内流经单位面积的热量，地下热源，莫霍面浅，热流高热导率热导率( (K)K)：温差为1度时，每1s内能通过厚1cm、面积为1cm2体积的热力。由大到小为：变质岩和岩浆岩、盐岩、碳酸盐岩、砂岩、粘土岩、煤岩地层流体：地层流体：孔隙流体不流动，热导率降低，地温增高；反之地温降低。3、地温场与油气成藏关系、地温场与油气成藏关系（1 1）地地温温对对有有机机质质向向油油气气转转化化有有决决定定性性作作用用GGT

49、T高高：高高：利利于于有有机机质质向向油油气气转转化化；GGT T低低或或多多次次上上升升剥剥蚀蚀：可可延延缓缓烃烃源源岩岩热热成成熟熟（2 2）地地温温增增大大，利利于于油油气气的的运运移移T，有有助助于于形形成成异异常常高高压压，促促使使排排烃烃。T，流流体体粘粘度度，利利于于二二次次运运移移。温温差差：可可导导致致热热对对流流运运移移。3、地温场与油气成藏关系、地温场与油气成藏关系（3 3）对油气藏烃类相态的影响）对油气藏烃类相态的影响成藏后，若成藏后，若 T，油相，油相气相，气相，油质变轻油质变轻；若若 T ，油质变重油质变重。（4 4）利于油气生成和保存的地区：）利于油气生成和保存的

50、地区：年轻的热盆地年轻的热盆地和和古老的冷盆地。古老的冷盆地。二、地压场与油气藏形成的关系二、地压场与油气藏形成的关系 1、地压场地压场及及地层压力的来源地层压力的来源地压场：地压场：地层压力在空间的变化，用压地层压力在空间的变化，用压力等值线图或数据体反映。力等值线图或数据体反映。地层压力的来源地层压力的来源：上覆岩层重量造成的：上覆岩层重量造成的岩石压力岩石压力;地层孔隙空间内地层水重量造成地层孔隙空间内地层水重量造成的水柱压力的水柱压力,即孔隙流体压力。即孔隙流体压力。2 2、异常地层压力的主要成因、异常地层压力的主要成因（1）流体热增压作用）流体热增压作用（2）断裂与岩性封闭作用）断裂

51、与岩性封闭作用 （3）刺穿作用）刺穿作用 （4）浮力作用）浮力作用（5）粘土矿物成岩演变粘土矿物成岩演变 （1 1）流体热增压作用）流体热增压作用地地层层中中产产生生超超压压的的首首要要原原因因。随随着着地地层层埋埋深深加加大大，经经受受地地温温升升高高，导导致致有有机机质质成成熟熟生生成成大大量量石石油油和和天天然然气气，地地层层水水也也会会出出现现水水热热增增压压现现象象，在在烃烃源源层层及及储储集集层层中中都都会会造造成成异异常常高高地地层层压压力力。A A、厚层泥岩中砂岩透镜体油藏：原埋藏深，原厚层泥岩中砂岩透镜体油藏：原埋藏深，原始始PfPf大。后来抬升变浅，仍保持原大。后来抬升变浅

52、，仍保持原PfPf：高压异常。：高压异常。B B、反之，则可造成低压异常。反之，则可造成低压异常。墨西哥湾盐丘油田区墨西哥湾盐丘油田区100多口油井的地层压力与深度的关系多口油井的地层压力与深度的关系不均衡压力下，可塑性岩层侵入刺穿使上覆软页岩和未不均衡压力下，可塑性岩层侵入刺穿使上覆软页岩和未固结砂层挤压、断裂，固结砂层挤压、断裂，V V孔孔减少，减少，PfPf增大：高压异常。增大：高压异常。（4 4）浮力作用）浮力作用气、油、水的密度差引起的浮力作用，可使油气、油、水的密度差引起的浮力作用，可使油气藏内出现过剩压力。气藏内出现过剩压力。（5 5）粘土矿物成岩演变）粘土矿物成岩演变 封闭地质

53、环境里，随粘土岩埋深增加，地温升高当达到封闭地质环境里，随粘土岩埋深增加，地温升高当达到80时，蒙脱石向蒙脱石时，蒙脱石向蒙脱石-伊利石混合层转化，释放大量伊利石混合层转化，释放大量吸附水，导致形成异常高压。吸附水，导致形成异常高压。3、流体压力封存箱的基本概念、流体压力封存箱的基本概念沉沉积积盆盆地地内内由由封封闭闭层层分分割割的的异异常常压压力力系系统统沉沉积积盆盆地地内内由由封封闭闭层层分分割割的的异异常常压压力力系系统统, ,称称称称为为为为流流体体压压力力封封存存箱箱流流体体压压力力封封存存箱箱。封封存存箱箱内内部部内内部部是是开开放放的的水水力力和和化化学学系系统统。箱箱内内生生、

54、储储、盖盖条条件件俱俱全全，常常由由主主箱箱与与次次箱箱组组成成。水水平平封封闭闭层层划划分分主主箱箱；水水平平封封闭闭层层划划分分主主箱箱；垂垂直直封封闭闭层层划划分分次次箱箱垂垂直直封封闭闭层层划划分分次次箱箱5 5、封存箱的类型、封存箱的类型根据压力根据压力常压封存箱常压封存箱常压封存箱常压封存箱超压封存箱超压封存箱超压封存箱超压封存箱，孔隙流体支撑盖层及上覆岩石孔隙流体支撑盖层及上覆岩石流体的重量。流体的重量。欠压封存箱欠压封存箱欠压封存箱欠压封存箱，岩石基质支撑盖层及上覆岩石岩石基质支撑盖层及上覆岩石流体的重量。流体的重量。超压流体封存箱顶部地温多在超压流体封存箱顶部地温多在9090

55、- -100100，低于干，低于干酪根生油高峰期，所以多数酪根生油高峰期，所以多数油气应生成于箱内油气应生成于箱内。图：超压与欠压两类封存箱的模式图：超压与欠压两类封存箱的模式超压封存箱超压封存箱欠压封存箱欠压封存箱北海埃克菲斯克大油北海埃克菲斯克大油田区的流体封存箱田区的流体封存箱4 4、流体封存箱与油气成藏模式、流体封存箱与油气成藏模式箱内成藏模式、箱外成藏模式、箱缘成藏模式异常压力流体封存箱与油气成藏模式三、地应力场三、地应力场 地地应应力力场场：地地壳壳或或地地球球体体内内，应应力力状状态态随随空空间间点点的的变变化化。 狭狭义义上上，又又称称为为狭狭义义上上，又又称称为为构构造造应应

56、力力场场构构造造应应力力场场。同同一一地地区区内内不不同同时时期期：不不同同性性质质地地应应力力场场特特征征。 最最近近一一期期地地质质构构造造，才才能能确确切切反反映映该该时时期期地地应应力力场场最最近近一一期期地地质质构构造造，才才能能确确切切反反映映该该时时期期地地应应力力场场 1 1、类型划分、类型划分按空间大小：按空间大小：全球、区域和局部地应力场全球、区域和局部地应力场按时间：按时间：古地应力场和今地应力场古地应力场和今地应力场按主应力作用方式：按主应力作用方式：挤压、拉张和剪切地应力场挤压、拉张和剪切地应力场2 2、地应力场与油气生运聚保的关系、地应力场与油气生运聚保的关系 （1

57、 1）地地应应力力场场形形成成、演演化化：控控制制构构造造背背景景和和沉沉积积相相的的发发育育，影影响响油油气气运运聚聚成成藏藏、油油气气藏藏类类型型及及油油气气分分布布。构构造造挤挤压压作作用用强强烈烈的的盆盆地地：对对油油气气运运聚聚至至关关重重要要。构构造造挤挤压压作作用用强强烈烈的的盆盆地地：对对油油气气运运聚聚至至关关重重要要。（2 2）地地应应力力作作用用：形形成成的的各各种种地地质质构构造造：提提供供圈圈闭闭、控控制制油油气气运运聚聚。形形成成的的储储层层裂裂缝缝、断断层层：提提供供良良好好油油气气运运移移通通道道，改改善善储储层层物物性性。（3 3） 地应力场性质：地应力场性质

58、：控制有机质成熟演化的力学化学效应。控制有机质成熟演化的力学化学效应。影响烃源岩和储集岩微裂缝、储集层次生孔隙发影响烃源岩和储集岩微裂缝、储集层次生孔隙发育带的形成分布。育带的形成分布。（4 4）地应力场特征：地应力场特征：影响油气运移方向、通道及强度影响油气运移方向、通道及强度地应力场变化地应力场变化： 直接引发流体运移。直接引发流体运移。成藏动力场三场耦合关系成藏动力场三场耦合关系（据黄志龙等）（据黄志龙等）三场耦合与油气成藏三场耦合与油气成藏 通 动动 力力 通通 过过 过过 密密 孔孔 度度 隙隙 影影 度度 响响 影影 响响 粘粘 度度 通通 道道 温温 度度 应应 力力 图图5 5

59、- -2 2- -1 1 三三 场场 耦耦 合合 关关 系系 示示 意意 图图 压 力 场温温 度度 场场应应 力力 场场二二次次运运移移油气运聚油气运聚第六节第六节 凝析气藏的形成凝析气藏的形成一、基本概念一、基本概念在地下深处较高温、高压条件下的烃类气体，采到在地下深处较高温、高压条件下的烃类气体，采到地面后，温度、压力降低地面后，温度、压力降低, , 凝结出部分液态烃凝结出部分液态烃, ,这种含这种含有一定数量凝析油的气藏称为凝析气藏。有一定数量凝析油的气藏称为凝析气藏。地下：单一气相（油逆蒸发气化或分散于气相中），地下：单一气相（油逆蒸发气化或分散于气相中），称为凝析气称为凝析气地面：

60、气、油同产，产气为主，液态烃称为凝析油地面：气、油同产，产气为主，液态烃称为凝析油凝析气藏以高气油比（凝析气藏以高气油比（600600- -800800方气方油）方气方油）和轻烃组分高度富集为特征。和轻烃组分高度富集为特征。在一定温度、压力范围内，存在逆蒸发和逆凝在一定温度、压力范围内，存在逆蒸发和逆凝结现象，使一部分液态烃反溶于气相形成单一气相。结现象，使一部分液态烃反溶于气相形成单一气相。在地下烃体系呈气相，在地面同时有气和凝析在地下烃体系呈气相，在地面同时有气和凝析油产出。油产出。 并不是地下所有气体采到地面都变成了并不是地下所有气体采到地面都变成了凝析油。凝析油。1、纯物质的临界状态、