第5章石油天然气的聚集ppt课件

1、第五章第五章 油气藏的构成油气藏的构成第一节第一节 圈闭与油气藏概述圈闭与油气藏概述第二节第二节 油气藏构成的根本条件油气藏构成的根本条件第三节第三节 油气聚集油气聚集第五节第五节 油气藏构成时间确实定油气藏构成时间确实定第四节第四节 油气藏的再构成油气藏的再构成一、根本概念一、根本概念第一节第一节 圈闭与油气藏概述圈闭与油气藏概述一圈闭一圈闭trap：适宜于油气聚集，构成油气藏的地质场所。：适宜于油气聚集，构成油气藏的地质场所。 圈闭的三个要素：圈闭的三个要素： 1供油气储渗的储集层供油气储渗的储集层 2阻止油气向上逸散的盖层阻止油气向上逸散的盖层 3. 阻止油气继续运移、呵斥油气聚集的遮挡

2、条件阻止油气继续运移、呵斥油气聚集的遮挡条件透镜体遮挡条件的表现方式遮挡条件的表现方式背斜确定圈闭位置确定圈闭位置储集层储集层致密灰岩致密灰岩页岩页岩不整合不整合圈闭二、圈闭的度量二、圈闭的度量1溢出点溢出点油气充溢圈闭后最先开场油气充溢圈闭后最先开场向外溢出的位置点。向外溢出的位置点。2闭合面积闭合面积经过溢出点的构造等高线所经过溢出点的构造等高线所圈定的封锁区面积。圈定的封锁区面积。3闭合高度闭合度闭合高度闭合度圈闭中储集层顶面的最高点与圈闭中储集层顶面的最高点与溢出点之间的海拔高差。溢出点之间的海拔高差。 第一节第一节 圈闭与油气藏概述圈闭与油气藏概述背斜圈闭的溢出点、闭合高度和闭合面积

3、表示图背斜圈闭的溢出点、闭合高度和闭合面积表示图 具一样构造起伏幅度的背斜具一样构造起伏幅度的背斜在不同区域倾斜背景上具有不同的闭合度在不同区域倾斜背景上具有不同的闭合度 第一节第一节 圈闭与油气藏概述圈闭与油气藏概述程度面程度面程度面程度面程度面程度面区域倾斜面区域倾斜面构造起伏幅度构造起伏幅度第一节第一节 圈闭与油气藏概述圈闭与油气藏概述4 4圈闭最大有效容积圈闭最大有效容积 圈闭的大小用圈闭最大有效容积来度量圈闭的大小用圈闭最大有效容积来度量, , 它表示圈闭能它表示圈闭能包容油气的包容油气的 最大体积最大体积: :V = F H V 圈闭最大有效容积，圈闭最大有效容积，m3F 圈闭的闭

4、合面积，圈闭的闭合面积，m2H 储集层的有效厚度，储集层的有效厚度，m 储集层的有效孔隙度，储集层的有效孔隙度，二油气藏：在单一圈闭中的油气聚集。二油气藏：在单一圈闭中的油气聚集。第一节第一节 圈闭与油气藏概述圈闭与油气藏概述(a)(b): 同一背斜构造中三个独立的油气藏同一背斜构造中三个独立的油气藏: 位于断层上、下盘的两个油气藏位于断层上、下盘的两个油气藏 “ “单一圈闭单一圈闭 中，可以只需一套储集层，也可以有数套彼此沟通的储集中，可以只需一套储集层，也可以有数套彼此沟通的储集层；其中的流体具有一致的压力系统和一致的油气水边境。层；其中的流体具有一致的压力系统和一致的油气水边境。1. 1

5、. 含油含油( (气气) )边缘边缘 含油外边缘含油外边缘( (含油边缘含油边缘): ): 油油-水界面与储集层顶面水界面与储集层顶面的交线。的交线。 含油内边缘含油内边缘( (含水边缘含水边缘): ): 油油-水界面与储集层底面水界面与储集层底面的交线。的交线。三、油气藏的度量三、油气藏的度量第一节第一节 圈闭与油气藏概述圈闭与油气藏概述油气藏的大小用储量表示油气藏的大小用储量表示. 在储量计算中涉及到的参数术语在储量计算中涉及到的参数术语:当当 油藏高度油藏高度 油层厚度油层厚度 含油内边缘不存在含油内边缘不存在2.2.油气藏高度油气藏高度 油藏高度：油藏最高点油藏高度：油藏最高点与油水界

6、与油水界 面 的 海 拔面 的 海 拔高差。高差。 气顶高度：油气藏最高气顶高度：油气藏最高点与气点与气- - 水 界 面 的水 界 面 的海拔高差海拔高差. . 含油高度含油高度: : 油气界面油气界面与油水界面与油水界面 的高差的高差. .油气藏高度油气藏高度= =气顶高度气顶高度+ + 含油高度含油高度 3. 3. 含油含油( (气气) )面积面积 含油面积：含油外边缘含油面积：含油外边缘所圈定所圈定 的面积。的面积。( (对于油对于油气藏而言即气藏而言即 为含油气面积为含油气面积) )第五章第五章 油气藏的构成油气藏的构成第一节第一节 圈闭与油气藏概述圈闭与油气藏概述第二节第二节 油气

7、藏构成的根本条件油气藏构成的根本条件第三节第三节 油气聚集油气聚集第五节第五节 油气藏构成时间确实定油气藏构成时间确实定第四节第四节 油气藏的再构成油气藏的再构成第二节第二节 油气藏构成的根本条件油气藏构成的根本条件 烃源岩烃源岩-提供油气藏构成的物质根底提供油气藏构成的物质根底 储集层储集层-油气储油气储-渗的空间和通道渗的空间和通道 盖盖 层层-使储集层中的油气免于向上逸散的维护层使储集层中的油气免于向上逸散的维护层 圈圈 闭闭-油气聚集的地质场所油气聚集的地质场所 运运 移移-油气从分散到集中的聚集过程油气从分散到集中的聚集过程 保保 存存-使已构成的油气藏免遭破坏、得以保管至今使已构成

8、的油气藏免遭破坏、得以保管至今六大成藏要素：六大成藏要素：保管保管盖层盖层生油层生油层储油层储油层油气运移油气运移油气在圈闭中积聚油气在圈闭中积聚 构成油气藏图示构成油气藏图示 上述六大要素可归纳为三个根本条件：上述六大要素可归纳为三个根本条件： 一、具有充足的油气来源；一、具有充足的油气来源； 二、具备有利的生储盖组合；二、具备有利的生储盖组合； 三、具备有效的圈闭；三、具备有效的圈闭； 一、充足的油气来源一、充足的油气来源衡量油气源丰富程度的标志衡量油气源丰富程度的标志: :第二节第二节 油气藏构成的根本条件油气藏构成的根本条件“充足充足: 烃源岩提供的油气能满足构成商业性油气聚集的需求烃

9、源岩提供的油气能满足构成商业性油气聚集的需求.盆地内生油凹陷面积大盆地内生油凹陷面积大凹陷继续时间长凹陷继续时间长决议要素决议要素烃源岩的烃源岩的总体积总体积有机质的有机质的丰度和母丰度和母质类型质类型有机质的有机质的成熟度成熟度烃源岩排油烃源岩排油才干才干二、有利的生储盖组合二、有利的生储盖组合 通常把烃源岩、储集层、盖层同时存在并且严密联络在一同的通常把烃源岩、储集层、盖层同时存在并且严密联络在一同的一套地层，称为一个生储盖组合。一套地层，称为一个生储盖组合。第二节第二节 油气藏构成的根本条件油气藏构成的根本条件生储盖组合生储盖组合:“有利的生储盖组合有利的生储盖组合: 烃源岩生成的油气可

10、以有效地驱入储集层烃源岩生成的油气可以有效地驱入储集层, 同时盖层的质量和同时盖层的质量和厚度又能保证运移至储集层中的油气不会发生逸散。厚度又能保证运移至储集层中的油气不会发生逸散。 烃源岩储集层的接触关系延续烃源岩储集层的接触关系延续/不延续不延续)与接触方式与接触方式 面接触、带接触、体接触面接触、带接触、体接触 盖层的封锁才干盖层的封锁才干对油气的输导才干对油气的输导才干第二节第二节 油气藏构成的根本条件油气藏构成的根本条件 正常式：下生、中储、上盖亦称下伏式正常式：下生、中储、上盖亦称下伏式 侧变式：生储同层，侧生、侧储、上盖侧变式：生储同层，侧生、侧储、上盖 顶生式：顶生、底储，烃源

11、岩兼作盖层亦称上覆式顶生式：顶生、底储，烃源岩兼作盖层亦称上覆式 自生自储自盖式：生、储、盖均为同一地层自生自储自盖式：生、储、盖均为同一地层( (一生储盖组合的类型一生储盖组合的类型生储盖组合分类二及方式图生储盖组合分类二及方式图 据潘钟祥，1986二生储盖组合的评价二生储盖组合的评价评价评价最好最好较好较好较差较差组合方式组合方式互层式互层式指状交叉式指状交叉式不整合型不整合型上覆式上覆式下伏式下伏式侧变式侧变式断层式断层式大透镜体大透镜体储集体较小的储集体较小的透镜体透镜体间隔远的侧变式间隔远的侧变式总厚度及总厚度及烃源岩单层烃源岩单层厚度厚度总厚度大总厚度大单层厚度单层厚度30-503

12、0-50米左右米左右总厚度较大总厚度较大单层厚度单层厚度50-20050-200米左右米左右烃源岩总厚度小烃源岩总厚度小单层厚度大单层厚度大储集层与油源储集层与油源区关系区关系分布在油源区内分布在油源区内或紧靠油源区或紧靠油源区分布在油源区附分布在油源区附近或不太远近或不太远分布在油源区以外分布在油源区以外较远地带较远地带第二节第二节 油气藏构成的根本条件油气藏构成的根本条件据潘钟祥，1986圈闭的有效性：在具有油气来源的前提下，圈闭聚集油气的实践才干。圈闭的有效性：在具有油气来源的前提下，圈闭聚集油气的实践才干。三、有效的圈闭三、有效的圈闭 1距油源区近的圈闭普通比间隔远的圈闭有效性更高距油

13、源区近的圈闭普通比间隔远的圈闭有效性更高. 源控论控制源控论控制 油源丰富程度影响油源丰富程度影响 2位于油气运移主要途径上的圈闭有效性更高位于油气运移主要途径上的圈闭有效性更高 一圈闭距油源区的远近一圈闭距油源区的远近第二节第二节 油气藏构成的根本条件油气藏构成的根本条件影响圈闭有效性的要素：影响圈闭有效性的要素： 构成于大规模油气运移之前或构成于大规模油气运移之前或同时的圈闭有效性高同时的圈闭有效性高青草湾背斜：构成时间为上新世末期，青草湾背斜：构成时间为上新世末期， 该区最后一次油气运移时间为上新该区最后一次油气运移时间为上新世早世早 期，圈闭构成时，油气运移曾经终期，圈闭构成时，油气运

14、移曾经终了，了， 故为空圈闭。故为空圈闭。 远离生油区的鸭儿峡、老君庙、石远离生油区的鸭儿峡、老君庙、石油沟背斜是中生代构成的圈闭，构成时间早于油气运移时间，油沟背斜是中生代构成的圈闭，构成时间早于油气运移时间，因此，它们都聚集了油气，构成油气田。因此，它们都聚集了油气，构成油气田。第二节第二节 油气藏构成的根本条件油气藏构成的根本条件二圈闭构成时间的早晚二圈闭构成时间的早晚例酒西盆地例酒西盆地青草湾背斜青草湾背斜三必要的保管条件三必要的保管条件1. 地壳运动的抬升和挤地壳运动的抬升和挤压压 破坏圈闭的有效性破坏圈闭的有效性 (1) (1)盖层蒙受剥蚀，圈闭失去有效性；盖层蒙受剥蚀，圈闭失去有

15、效性； (2)(2)开启断层导致油气沿断层大量流开启断层导致油气沿断层大量流 失，油气藏破坏；失，油气藏破坏； 断裂活动、地下水的活动、圈闭盖层的剥蚀都直接影响着圈闭断裂活动、地下水的活动、圈闭盖层的剥蚀都直接影响着圈闭的保管条件。的保管条件。第二节第二节 油气藏构成的根本条件油气藏构成的根本条件断层对具多储集层的单一油层的背斜油气藏中油气再分布的作用断层对具多储集层的单一油层的背斜油气藏中油气再分布的作用据据Hobson,1956)Hobson,1956)相对稳定的水动力条件是油气藏保管的重要条件。相对稳定的水动力条件是油气藏保管的重要条件。2. 地下水动力条件的变化导致圈闭失去有效性地下水

16、动力条件的变化导致圈闭失去有效性动水条件下动水条件下, , 气气- -油、油油、油- -水、气水、气- -水界面均发水界面均发 生倾斜，倾角的大小主要取决于：生倾斜，倾角的大小主要取决于： 静水条件下静水条件下, ,气气- -油、油油、油- -水、气水、气- -水界面均近于程度。水界面均近于程度。 A A、流体的密度差、流体的密度差 B B、水压梯度的大小、水压梯度的大小 当当 油油- -水界面倾角水界面倾角 圈闭的地层倾角圈闭的地层倾角 圈闭无效圈闭无效第二节第二节 油气藏构成的根本条件油气藏构成的根本条件油水界面倾角油水界面倾角地层倾角地层倾角油和气油、气和水少量气水动力作用对油气水动力作

17、用对油气聚集的影响聚集的影响静 水 环 境静 水 环 境水动力环境水动力环境强水动力环境强水动力环境 在一样水动力条件下，在一样水动力条件下，石油密度石油密度 天然气密度，故天然气密度，故油油-水界面倾角水界面倾角 气气-水界面倾角。水界面倾角。 同一圈闭在一样条件下，对同一圈闭在一样条件下，对油聚集有效，对气一定有效；油聚集有效，对气一定有效；第二节第二节 油气藏构成的根本条件油气藏构成的根本条件 对气聚集有效，对油那么不一对气聚集有效，对油那么不一定有效。定有效。 综上，有效的圈闭应：综上，有效的圈闭应： 距油源区近距油源区近 构成时间早构成时间早 保管条件好保管条件好 第三节第三节 油气

18、聚集油气聚集一、单一圈闭中的油气聚集一、单一圈闭中的油气聚集第三节第三节 油气聚集油气聚集油气差别聚集原理油气差别聚集原理 静水条件下油气进入圈闭后静水条件下油气进入圈闭后, , 首先在首先在最高部位聚集起来最高部位聚集起来, , 同时将水排出。气、同时将水排出。气、油、水按密度分异。油、水按密度分异。随着油气的不断进入，依次由较高部位随着油气的不断进入，依次由较高部位向较低部位聚集，同时气油、油水向较低部位聚集，同时气油、油水界面不断下移。一旦油水界面到达溢出界面不断下移。一旦油水界面到达溢出点位置，该圈闭的聚油阶段即告终了。点位置，该圈闭的聚油阶段即告终了。以后假设仍有油气供应，油将无法再

19、进以后假设仍有油气供应，油将无法再进入圈闭，只能经过溢出点向上倾方向溢入圈闭，只能经过溢出点向上倾方向溢出出. .气那么可继续进入，并将聚集的油气那么可继续进入，并将聚集的油排出，直至气、水在逸出点直接接触为排出，直至气、水在逸出点直接接触为止。至此，该圈闭的油气聚集已最后完止。至此，该圈闭的油气聚集已最后完成。成。油气差别聚集原理适用的地质条件油气差别聚集原理适用的地质条件: : 1在区域倾斜的背景上存在溢出点依次抬高的一系列连通圈闭；在区域倾斜的背景上存在溢出点依次抬高的一系列连通圈闭； 2烃源区位于系列圈闭的下倾方向烃源区位于系列圈闭的下倾方向, 在静水条件下油和游离气一同运移在静水条件

20、下油和游离气一同运移; 3有足够数量的油气补给有足够数量的油气补给; 具有区域性较长间隔运移的条件具有区域性较长间隔运移的条件.第三节第三节 油气聚集油气聚集 常见的干扰要素常见的干扰要素: :- 支流油气供应支流油气供应- 油内溶解气随温压降低而逸出油内溶解气随温压降低而逸出- 油气成藏后发生的油气再分布油气成藏后发生的油气再分布- 水动力作用影响水动力作用影响二、系列圈闭中的油气聚集二、系列圈闭中的油气聚集加拿大加拿大AlbertaAlberta盆地泥盆系生物礁系列圈闭中的油气差别聚集盆地泥盆系生物礁系列圈闭中的油气差别聚集第三节第三节 油气聚集油气聚集油油气气Z0Z0Z0hchchc闭合

21、度闭合度(hc)大于最大封存烃柱高度大于最大封存烃柱高度(Z0)的毛管压力的毛管压力遮挡圈闭中油气聚集的情况遮挡圈闭中油气聚集的情况ABC毛管压力遮挡的圈闭中的油毛管压力遮挡的圈闭中的油气聚集气聚集SchowalterSchowalter位于储集层上倾方向的较低渗岩层位于储集层上倾方向的较低渗岩层对运移的油气构成毛管压力遮挡。对运移的油气构成毛管压力遮挡。地质条件一定时，其能遮挡的最大地质条件一定时，其能遮挡的最大油气柱高度最大封存烃柱高度油气柱高度最大封存烃柱高度是一定的。是一定的。 当圈闭中的实践油气柱高度小于当圈闭中的实践油气柱高度小于最大封存烃柱高度时，油气按密度最大封存烃柱高度时，油

22、气按密度分异聚集分异聚集 A A。 一旦聚集的油气柱高度到达最大一旦聚集的油气柱高度到达最大封存烃柱高度，位于圈闭顶部的气封存烃柱高度，位于圈闭顶部的气将开场向低渗层中渗漏将开场向低渗层中渗漏B B。 随着油气的不断供应，油气均经随着油气的不断供应，油气均经过低渗层进展渗漏；最终圈闭中聚过低渗层进展渗漏；最终圈闭中聚集的只需油，且油柱高度就等于最集的只需油，且油柱高度就等于最大封存烃柱高度大封存烃柱高度C C。油油低渗层低渗层三、系列圈闭中油气渗漏的差别聚集原理三、系列圈闭中油气渗漏的差别聚集原理 在这种受渗漏机理控制的系列圈闭油气聚集中在这种受渗漏机理控制的系列圈闭油气聚集中, , 油气按差

23、别聚集原理相反的油气按差别聚集原理相反的规律分布，即高部位圈闭中构成气藏，向下倾方向那么依次为油气藏、油藏。规律分布，即高部位圈闭中构成气藏，向下倾方向那么依次为油气藏、油藏。 油气从位于储集层下倾方向的烃油气从位于储集层下倾方向的烃源区沿储集层向上运移，在低浸透源区沿储集层向上运移，在低浸透段遮挡下发生聚集段遮挡下发生聚集; ;随下倾方向的随下倾方向的油气不断补充油气不断补充, ,当圈闭内的油气柱当圈闭内的油气柱高度到达低浸透段的最大封存油柱高度到达低浸透段的最大封存油柱高度后，从下方继续进入圈闭的油高度后，从下方继续进入圈闭的油气将经过渗漏方式把圈闭顶部同体气将经过渗漏方式把圈闭顶部同体积

24、的油气交换到上倾方向相邻的圈积的油气交换到上倾方向相邻的圈闭中。由于气聚集在顶部闭中。由于气聚集在顶部, , 最先渗最先渗漏的是气漏的是气, , 因此因此, ,油气渗漏的差别聚集原理表示图油气渗漏的差别聚集原理表示图第三节第三节 油气聚集油气聚集第四节第四节 油气藏的再构成油气藏的再构成 曾经构成的油气藏在地下处于一种暂时的平衡形状曾经构成的油气藏在地下处于一种暂时的平衡形状, ,当地量变动使其当地量变动使其平衡形状被突破时平衡形状被突破时, , 油气可以发生再分布、构成新的油气藏。油气可以发生再分布、构成新的油气藏。呵斥油气再分布和油气藏再构成的常见作用和要素有呵斥油气再分布和油气藏再构成的

25、常见作用和要素有: 断裂切割油气藏，使其圈闭的完好性被破坏断裂切割油气藏，使其圈闭的完好性被破坏 不平衡抬升使地层反向倾斜不平衡抬升使地层反向倾斜 构造运动使油气藏的圈闭萎缩构造运动使油气藏的圈闭萎缩/消亡消亡, 伴以构成新的圈闭伴以构成新的圈闭 油藏被深埋油藏被深埋, 石油裂解成气石油裂解成气断裂切割导致的油气再分布断裂切割导致的油气再分布地层反向倾斜导致地层反向倾斜导致的油气再分布的油气再分布油藏气藏沥青封堵带油气运移方向断层资阳资阳- -威远地域油气成藏方式图威远地域油气成藏方式图 古构造萎缩古构造萎缩/消亡及新圈闭消亡及新圈闭构成导致的油气再分布构成导致的油气再分布 1加里东期，威远震

26、旦系顶部灯四段小加里东期，威远震旦系顶部灯四段小规模聚油，油受生物降解；规模聚油，油受生物降解； 2 印支期，资阳震旦系油藏构成；印支期，资阳震旦系油藏构成； 3燕山期，资阳震旦系油藏受热蚀变，燕山期，资阳震旦系油藏受热蚀变，气藏构成，翼部构成沥青封堵带；气藏构成，翼部构成沥青封堵带； 4喜山期，资阳古构造消逝，沥青封堵喜山期，资阳古构造消逝，沥青封堵带出现新的裂痕，资阳震旦系天然气向威远带出现新的裂痕，资阳震旦系天然气向威远构造转移，威远震旦系气藏构成。构造转移，威远震旦系气藏构成。威远威远资阳资阳 AB深深埋埋油油焦沥青焦沥青 油藏石油高温裂解油藏石油高温裂解导致的油气再分布导致的油气再分

27、布 油裂解成气的过程产生超压油裂解成气的过程产生超压构成新的储集空间构成新的储集空间 油藏变为气藏油藏变为气藏一、根据圈闭构成时间确定油气藏构成时间一、根据圈闭构成时间确定油气藏构成时间第五节第五节 油气藏构成时间确实定油气藏构成时间确实定 油气藏构成时间绝不会早于圈闭的构成时间，故可根据圈闭油气藏构成时间绝不会早于圈闭的构成时间，故可根据圈闭的构成时间确定油气藏的能够最早时间。的构成时间确定油气藏的能够最早时间。分析：图中各圈闭构成的相对时间？分析：图中各圈闭构成的相对时间？ 1 泥岩堆积时期泥岩堆积时期a，其下伏的砂岩上，其下伏的砂岩上 倾尖灭圈闭倾尖灭圈闭1即构成，是最早构成即构成，是最早构成 的圈闭；的圈闭；结合古构造、岩相古地理、绝结合古构造、岩相古地理、绝对年龄测定确定绝对时间。对年龄测定确定绝对时间。3 3 风化剥蚀后，在不整合面上堆积泥风化剥蚀后，在不整合面上堆积泥 岩的岩的c c时期，构成不整合圈闭时期，构成不整合圈闭3 34