油气成藏条件与过程-1

1、油气成藏条件与油气成藏条件与过程评价过程评价-1刘成林刘成林1提 纲l国内外进展国内外进展l油气成藏条件研究油气成藏条件研究l油气成藏机制油气成藏机制l实例分析实例分析21 1. . 常规常规与非常规油气藏与非常规油气藏分类分类一、国内外进展一、国内外进展Williams（2013）常规油气着力研究常规油气着力研究“圈闭是否成藏圈闭是否成藏”，核心评价，核心评价“生、储、盖、圈、生、储、盖、圈、运、保运、保”6 6要素及其匹配关系。要素及其匹配关系。2.2.常规常规与非常规与非常规油气藏要素油气藏要素一、国内外进展一、国内外进展Williams（2013）非常规油气具有与常规非常规油气具有与常

2、规油气不同的成藏要素，油气不同的成藏要素，它着力研究它着力研究“储集层是储集层是否含油气否含油气”，核心评价，核心评价“烃源性、岩性、物性、烃源性、岩性、物性、脆性、含油气性与应力脆性、含油气性与应力各向异性各向异性”六特性及其六特性及其匹配关系。匹配关系。2.2.常规常规与非常规与非常规油气藏要素油气藏要素一、国内外进展一、国内外进展6源内包裹组合源内包裹组合; ; 源上广覆组合源上广覆组合; ; 源下依伏组合源下依伏组合; ; 源侧披覆组合源侧披覆组合王红军王红军20112011，有效源储组合，有效源储组合付锁堂付锁堂20132013，成藏组合，成藏组合 源源储组合主要受沉积特征及其演化储

3、组合主要受沉积特征及其演化的控制，对油气分布及富集有重要的控的控制，对油气分布及富集有重要的控制作用，但这些组合样式的有效性不一，制作用，但这些组合样式的有效性不一，某一种或几种可能是该地区最主要的源某一种或几种可能是该地区最主要的源储组合类型。储组合类型。3.3.非常规油气藏源储组合非常规油气藏源储组合一、国内外进展一、国内外进展类型类型页岩页岩气气煤层煤层气气页岩页岩油油致密致密油油致密致密气气碳酸碳酸盐岩盐岩缝洞缝洞油气油气火山火山岩缝岩缝洞油洞油气气变质变质岩裂岩裂缝油缝油气气油页油页岩岩油砂油砂重油重油沥青沥青水合水合物物源储源储关系关系生储生储盖三盖三位一位一体，体，自生自生自储自

4、储生储生储盖三盖三位一位一体，体，自生自生自储自储生储生储盖三盖三位一位一体，体，自生自生自储自储源储源储直接直接接触接触或近或近邻邻源储源储直接直接接触接触或近或近邻邻自生自生自储自储或下或下生上生上储或储或源储源储近邻近邻下生下生上储上储或上或上生下生下储储上生上生下储，下储，源储源储近邻近邻下生下生上储上储或上或上生下生下储或储或源储源储近邻近邻自生自生自储自储或下或下生上生上储或储或上生上生下储下储运移运移方式方式无运无运移或移或烃源烃源层内层内短距短距离初离初次运次运移移无运无运移或移或烃源烃源层内层内短距短距离初离初次运次运移移无运无运移或移或烃源烃源层内层内短距短距离初离初次运次

5、运移移一次一次运移运移或短或短距离距离二次二次运移运移一次一次运移运移或短或短距离距离二次二次运移运移短距短距离二离二次运次运移移二次二次运移运移二次二次运移运移二次二次运移运移二次二次运移运移4.4.非常规油气生成与运移过程非常规油气生成与运移过程一、国内外进展一、国内外进展Williams（2013）l页岩油不仅是成熟度比页岩气页岩油不仅是成熟度比页岩气低，原油可能还需要短距离运移低，原油可能还需要短距离运移l部分页岩气和所有的页岩油储部分页岩气和所有的页岩油储层都可能是经典页岩油气和其它层都可能是经典页岩油气和其它常规常规/ /致密油气系统的复合体致密油气系统的复合体5.5.非常规油气生

6、成与运移过程非常规油气生成与运移过程一、国内外进展一、国内外进展9混合作用力驱动型动力场和非浮力驱动型动力场中形成非常规油气藏，混合作用力驱动型动力场和非浮力驱动型动力场中形成非常规油气藏，非浮力聚集是非常规油气的标志。非浮力聚集是非常规油气的标志。6.6.非常规油气成藏动力学机制非常规油气成藏动力学机制一、国内外进展一、国内外进展 常规常规油气藏储集体发育毫米级或微米级孔油气藏储集体发育毫米级或微米级孔喉介质，毛细管阻力较小符合达西渗流规律。喉介质，毛细管阻力较小符合达西渗流规律。油气从烃源岩排出后经浮力驱动，发生二次运油气从烃源岩排出后经浮力驱动，发生二次运移通过一系列输导体系在相对独立的

7、常规圈闭，移通过一系列输导体系在相对独立的常规圈闭，在相对低势区聚集成藏。浮力作用下油气渗流在相对低势区聚集成藏。浮力作用下油气渗流或管流成藏是常规油气的根本特征。或管流成藏是常规油气的根本特征。 非非常规油气明显的标志之一是非浮力聚常规油气明显的标志之一是非浮力聚集，油气持续充注，不受水动力效应的明显集，油气持续充注，不受水动力效应的明显影响，无统一油气水界面与压力系统。聚集影响，无统一油气水界面与压力系统。聚集动力以烃源岩排烃压力为主，受生烃增压、动力以烃源岩排烃压力为主，受生烃增压、欠压实和构造应力等控制，聚集阻力主要为欠压实和构造应力等控制，聚集阻力主要为毛细管压力，二者耦合控制含油气

8、边界毛细管压力，二者耦合控制含油气边界 。6.6.非常规油气成藏动力学机制非常规油气成藏动力学机制一、国内外进展一、国内外进展源内、近源成藏；甜点源内、近源成藏；甜点富集富集, ,连续成藏连续成藏斜坡区含气量和渗透率优势叠合带富集模式页岩油滞留聚集模式致密砂岩气聚集模式（皮申斯盆地）6.6.非常规油气分布特征非常规油气分布特征一、国内外进展一、国内外进展提 纲l国内外进展国内外进展l油气成藏条件研究油气成藏条件研究l油气成藏机制油气成藏机制l实例分析实例分析12二、油气成藏条件研究二、油气成藏条件研究 油气藏油气藏形成的基本条件应包括：形成的基本条件应包括： 充足充足的油气源的油气源; ; 足

9、够的油气运移动力足够的油气运移动力; ; 良好的运移通道良好的运移通道; ; 有效的储集层有效的储集层; ; 有利的生储盖组合有利的生储盖组合; ; 大容积的有效圈闭大容积的有效圈闭; ; 有良好的油气保存条件。有良好的油气保存条件。二、成藏条件研究二、成藏条件研究1、烃源岩、烃源岩二、成藏条件研究二、成藏条件研究1、烃源岩、烃源岩有机质丰度有机质丰度干酪根类型干酪根类型 演化阶段演化阶段 煤煤 成岩阶段成岩阶段 1.25 1.34 1.48 1.57 深成阶段未期深成阶段未期 1.20 1.19 1.18 1.12 从有机碳计算有机质丰度的转换系数从有机碳计算有机质丰度的转换系数(K) 二、

10、成藏条件研究二、成藏条件研究1、烃源岩、烃源岩有机质丰度有机质丰度二、成藏条件研究二、成藏条件研究1、烃源岩、烃源岩有机质丰度有机质丰度氯仿沥青氯仿沥青“A”和总烃含量和总烃含量 总有机质总有机质 可溶有机质可溶有机质 干酪根干酪根 有效碳有效碳 无效碳无效碳 P2 P1 P3 样品中烃样品中烃 干酪根热干酪根热 捕集释出捕集释出 类的挥发类的挥发 解生烃解生烃 的的CO2 300 Tmax 550 程序升温过程程序升温过程 降温过程降温过程 氯仿沥青氯仿沥青“A” 可降解生烃部分可降解生烃部分 残余碳残余碳热解分析原理示意图热解分析原理示意图 S1S2S3S S1 1300300以前的产物为

11、以前的产物为岩石中可溶有机质或吸附岩石中可溶有机质或吸附物；物；S S2 2300550300550为干酪为干酪根热解产物；根热解产物；S S3 3为整个热解过程中放为整个热解过程中放出的出的COCO2 2。 其中干酪根热解的其中干酪根热解的S2峰最大值时的温度峰最大值时的温度Tmax称称为最高热解峰温，为最高热解峰温， 它它与有机质成熟度成正比。与有机质成熟度成正比。但是若但是若S2太小时，太小时， Tmax无意义。无意义。二、成藏条件研究二、成藏条件研究1、烃源岩、烃源岩有机质丰度有机质丰度岩石热解岩石热解二、成藏条件研究二、成藏条件研究1、烃源岩、烃源岩有机质丰度有机质丰度指标的应用指标

12、的应用v潜在生油量潜在生油量=S1+ S2 （mg/gmg/g岩石）岩石）v有效碳（有效碳（%）：CP=（ S1+ S2 ）0.083（生烃潜量的单（生烃潜量的单位为位为mg /g,烃类中碳的平均含量为烃类中碳的平均含量为83%）v类型指数：类型指数： It = S2/ S3v烃指数烃指数 IHC(S1/TOC) mg/g(S1/TOC) mg/g有机碳有机碳v氢指数氢指数 IH(S2/TOC) mg/g(S2/TOC) mg/g有机碳有机碳v氧指数氧指数 IO(S3/TOC) mg/g(S3/TOC) mg/g有机碳有机碳v降解潜率：降解潜率：D=有效碳有机碳（总碳中生烃的碳）有效碳有机碳（

13、总碳中生烃的碳）v产率指数：产率指数： IP= S1/ （S1+ S2）v最高热解峰温最高热解峰温Tmax Tmax （）成熟度参数成熟度参数类型类型参数参数丰度参数丰度参数二、成藏条件研究二、成藏条件研究1、烃源岩、烃源岩有机质类型有机质类型 烃源岩中有机质的类型是其质量指标，不同类型的烃源岩中有机质的类型是其质量指标，不同类型的有机质具有不同的生油气潜力。烃源岩有机质的类型研有机质具有不同的生油气潜力。烃源岩有机质的类型研究一般分两个方面：干酪根和不溶有机质的类型研究。究一般分两个方面：干酪根和不溶有机质的类型研究。二、成藏条件研究二、成藏条件研究1、烃源岩、烃源岩有机质类型有机质类型二、

14、成藏条件研究二、成藏条件研究1、烃源岩、烃源岩有机质类型有机质类型S1+S2 IH IO S2/S3 类型类型(蒂索蒂索分类分类) 国外国外 国内国内 国外国外 国内国内 国外国外 国内国内 国外国外 国内国内 6 20 600- -900 600 30 5 20 2- -6 2- -20 450- -600 150- -450 250- -600 120- -250 30- -60 40- -110 2.5- -5 2.5- -20 2 2 150 150 110 2.5 2.5 不同类型干酪根热解参数表不同类型干酪根热解参数表 二、成藏条件研究二、成藏条件研究1、烃源岩、烃源岩有机质类型有

15、机质类型 类型类型 参数参数 标准腐殖标准腐殖型型 2 含腐泥的含腐泥的 腐殖型腐殖型1 中间型或中间型或 混合型混合型 含腐殖的含腐殖的 腐泥型腐泥型2 标准腐标准腐 泥型泥型 1 干酪根的元素组成干酪根的元素组成(H/C) 1.5 干酪根稳定碳同位素干酪根稳定碳同位素(13C) - -20.0 - -24.5 - -24.5 - -26.0 - -26.0 - -27.5 - -27.5 - -28.2 - -28.2- -31.0 岩石岩石 (S2/S2) 800 (50) 氢指数氢指数 IH (mgHC/gCorg) 干酪根干酪根 900 2900/1600 3.0 红外光谱吸收红外光

16、谱吸收强度比强度比(cm) 14601600 0.25 0.250.45 0.451.20 nHC/烷基苯烷基苯 20.0 脂脂/芳芳 3.05.4(1.83.0 系过成熟型系过成熟型) 5.48.5 8.523.5 热热 解解 特定产物比特定产物比 C9- -/C10+ 1.853(3 者系过成熟者系过成熟,无母源意义无母源意义) 0.81.85 核磁共振核磁共振 (低低- -未成熟未成熟) 芳香度芳香度 fa 0.80 0.700.80 0.500.70 0.400.50 0.200.40 干酪根类型指标的相应关系（胡见义等，干酪根类型指标的相应关系（胡见义等，1992） 二、成藏条件研究

17、二、成藏条件研究1、烃源岩、烃源岩有机质类型有机质类型二、成藏条件研究二、成藏条件研究1、烃源岩、烃源岩有机质类型有机质类型 项目项目 腐泥型腐泥型 腐殖腐殖-腐泥型腐泥型 腐泥腐泥-腐殖型腐殖型 腐腐殖型殖型 氯氯 仿仿 沥沥 青青 A 饱和烃饱和烃% 芳香烃芳香烃% 饱饱/芳芳 非烃非烃+沥青质沥青质% 非烃非烃+沥青质沥青质/总烃总烃 4060 1525 3 2040 0.11 2040 515 13 4050 13 2030 515 11.6 5060 13 517 1022 0.50.8 6080 3 正构正构 烷烃烷烃 特征特征 峰型特征峰型特征 主峰碳数主峰碳数 碳数范围碳数范围

18、 nC21+nC22 nC28+nC29 OEP 前高单峰型前高单峰型 C17,C19 1723 2 1.20.9 前高双峰型前高双峰型 前前 C17,C19 后后 C21,C23 1725 1.52.0 1.2 后高双峰型后高双峰型 前前 C19,C17 后后 C27,C29 1729 11.5 后高单峰型后高单峰型 C25,C27,C29 2329 1.21.5 2 实例实例 松辽盆地松辽盆地 下白垩统下白垩统 青一段青一段 东营凹陷东营凹陷 下第三系下第三系 沙三段沙三段 陕甘宁盆地陕甘宁盆地 上三叠统上三叠统 长三段长三段 陕甘宁盆地陕甘宁盆地 中、下侏罗统中、下侏罗统 延安组延安组

19、中新生代烃源岩可溶有机质类型划分（王启军等，中新生代烃源岩可溶有机质类型划分（王启军等，1988） 二、成藏条件研究二、成藏条件研究1、烃源岩、烃源岩有机质成熟度有机质成熟度 有机质的成熟度是指烃源岩中有机质的热演化程度。有机质的成熟度是指烃源岩中有机质的热演化程度。由于油气仅形成于有机质的某一些演化阶段，所以成熟度由于油气仅形成于有机质的某一些演化阶段，所以成熟度是判别烃源岩的又一基本参数。是判别烃源岩的又一基本参数。用来确定成熟度的指标大用来确定成熟度的指标大致包括三个方面：致包括三个方面：有机地球化学、有机岩石学及古地温直有机地球化学、有机岩石学及古地温直接测定法。接测定法。 有机地球化

20、学指标主要是指有机质的各种组成变化特征，有机地球化学指标主要是指有机质的各种组成变化特征，如生物标志化合物的构型变化，有机质的化学组成变化和如生物标志化合物的构型变化，有机质的化学组成变化和结构变化等。结构变化等。 确定有机质成熟度的指标有很多种，如镜质体反射率确定有机质成熟度的指标有很多种，如镜质体反射率（RoRo）、岩石最高热解峰温（）、岩石最高热解峰温（TmaxTmax）、）、S1/S1+S2S1/S1+S2、H/CH/C原原子比、红外光谱参数、可溶有机质含量及生物标记物参数子比、红外光谱参数、可溶有机质含量及生物标记物参数等。对于陆相泥岩来说，镜质体反射率是应用效果最好的等。对于陆相泥

21、岩来说，镜质体反射率是应用效果最好的指标，其次为指标，其次为TmaxTmax，其它指标参数作为辅助评价指标。，其它指标参数作为辅助评价指标。 二、成藏条件研究二、成藏条件研究2、储层、储层孔隙类型和孔隙结构孔隙类型和孔隙结构1.1. 储层的孔隙空间储层的孔隙空间岩石孔隙空间岩石孔隙空间 ：孔隙、喉道：孔隙、喉道 一般可以将岩石颗粒包围着的较大空间称为孔隙。一般可以将岩石颗粒包围着的较大空间称为孔隙。而仅仅在两个颗粒间连通的狭窄部分称为喉道。而仅仅在两个颗粒间连通的狭窄部分称为喉道。二者无严格的界限二者无严格的界限2. 2. 储层的孔隙结构储层的孔隙结构储层的孔隙结构是指岩石所具有的孔隙和喉道的

22、几何形状、大小、分布储层的孔隙结构是指岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通关系。及其相互连通关系。孔隙类型：孔隙类型：原生孔隙、混合孔隙、次生孔隙（粒间溶孔、粒内溶孔、原生孔隙、混合孔隙、次生孔隙（粒间溶孔、粒内溶孔、铸模孔、特大溶孔、溶洞、裂缝）铸模孔、特大溶孔、溶洞、裂缝）原生与次生粒间孔隙差别原生与次生粒间孔隙差别 特征 原生粒间孔隙 次生粒间孔隙孔隙分布 均匀 不均匀孔隙形态 规则 不规则碎屑颗粒 边缘圆滑，未经溶蚀 边缘锯齿状，不规则二、成藏条件研究二、成藏条件研究2、储层、储层储层成岩作用储层成岩作用常用常用研究方法研究方法岩石矿物学方法岩石矿物学方法铸体薄片、

23、阴极发光、扫描电镜、铸体薄片、阴极发光、扫描电镜、X-衍射、电子探针、包衍射、电子探针、包裹体分析、偏光显微镜等裹体分析、偏光显微镜等非岩石学方法非岩石学方法毛管压力、流体分析、水动力分析、有机质成分及成熟度毛管压力、流体分析、水动力分析、有机质成分及成熟度分析、同位素分析、试井分析等分析、同位素分析、试井分析等成岩作用类型成岩作用类型压实作用、压溶作用、胶结作用、交代作用、溶解（溶蚀）作压实作用、压溶作用、胶结作用、交代作用、溶解（溶蚀）作用、自生矿物的充填与形成用、自生矿物的充填与形成二、成藏条件研究二、成藏条件研究2、储层、储层储层成岩相储层成岩相成岩相的划分类型成岩相的划分类型弱压实成岩相弱压实成岩相强压实成岩相强压实成岩相弱压实弱胶结成岩相弱压实弱胶结成岩相强压溶成岩相强压溶成岩相早期碳酸盐胶结成岩相早期碳酸盐胶结成岩相晚期碳酸盐胶结成岩相晚期碳酸盐胶结成岩相硬石膏胶结成岩相硬石膏胶结成岩相二氧化硅胶结成岩相二氧化硅胶结成岩相溶蚀成岩相溶蚀成岩相沥青充填成岩相沥青充填成岩相 成岩相是指成岩环境和在该环境中形成的成岩产物的总和。成岩相成岩相是指成岩