石油地质学第二节构造油气藏

1、第二节 构造油气藏Structural Reservoir由于地壳运动使储集层顶面发生了变形或变位而形成的圈闭，称为构造圈闭，在其中聚集了烃类之后就称为构造油气藏。构造圈闭：构造变形（连续的或不连续的）成的圈闭。 构造油气藏：处于构造圈闭中的油气藏 。大类构造圈闭地层圈闭水动力圈闭复合圈闭 亚 类1.背斜圈闭1.岩性圈闭1.构造鼻和阶地型水动力圈闭1.构造地层复合圈闭2.断层圈闭2.不整合圈闭2.单斜型水动力圈闭2.水动力构造复合圈闭3.裂缝性背斜圈闭3.礁型圈闭3.纯水动力圈闭3.地层水动力复合圈闭4.刺穿圈闭4.沥青封闭圈闭4.构造地层水动力复合圈闭5.多因素构造圈闭5.多因素地层圈闭根据

2、其变形或变位及储层的变化特点（一）概念 背斜油气藏：由于储集层发生褶皱变形，其上部又为非渗透性岩层所覆盖遮挡，底面或下倾方向被高油气势面或非渗透性岩层联合封闭而形成的圈闭即为背斜圈闭，聚集油气后，成为背斜油气藏。一、背斜油气藏 Anticline reservoir位于背斜顶部上的井架和油罐（1931，洛杉矶）静水条件下圈闭的溢出点（Y）、圈闭面积（斜线部分）、闭合高度（H）及油气藏中油水和油气界面油柱高度（Ho）、油环等1、圈闭 在静水压力条件下，背斜核部为相对低势区。 圈闭顶点即为储集层形成的背斜最高点； 圈闭面积为通过溢出点背斜储集层顶面等高线所围限的面积。 背斜圈闭的形态特征（）由于成

3、因不同，背斜圈闭的形态也各不相同。从圆丘状的低穹窿，一直到狭长的高背斜，它们可以是对称的，也可以是不对称的，甚至是倒转的。背斜圈闭的面积也十分悬殊，小的不到一平方公里，大的可达数千平方公里。典型背斜圈闭和油气藏的理想构造图及剖面图据莱复生，1954（紫色代表石油；箭头指区域倾斜方向）（）背斜圈闭的形态可以是完整的，也可以被断层复杂化。但必须注意，如果断层将背斜圈闭切割成彼此不连通的若干部分，各部分都有独立的压力系统和油（气）水界面时，我们就不再将它看成统一的背斜圈闭和油气藏，而是根据各部分圈闭形成的主导因素，分别重新命名，如老君庙油田。（）背斜圈闭可以是单一的背斜形态，但也可以是由若干呈线状排

4、列的背斜组成的背斜带，如世界上最大的加瓦尔油田，我国最大的大庆油田等；还可以是统一的大型隆起背景上若干排列不规则的穹窿群，如前苏联的罗马什金油田。（）背斜圈闭的另一个特点是圈闭向下往往垂直延伸穿过厚度相当大的沉积岩层。中间地层垂距变化重复褶皱；平行褶皱；不协调褶皱；刺穿和隐刺穿褶皱；不对称褶皱；礁和沉积差异压实；多种假构造（溶蚀、坍塌造成的）；不整合前的变形；逆掩断层（或推覆体）下的背斜背斜圈闭随深度可能出现的变化（综合Levorsen，1954有关图文资料编制，引自陈荣书，1994,略简化）2、油气分布(1)油气局限于闭合区内；(2)背斜油气藏中的储油层呈层状展布，尽管绝大多数油层的储集性纵

5、、横向存在较大的变化，但应是相互连通的。(3)相互连通的多油层构成统一的块状储集体，常形成巨大油气藏。1.油（气）水界面：剖面上水平或近似水平，平面上与等高线平行；2. 流体分布：服从重力分异原理，具有统一的压力系统；3.高点控制：油气聚集于构造最高点，烃柱高度不大于闭合高度；4.油气层可为块状（单层或多层含油气）、层状（单层含油气）或不规则状；5.通常非孤立出现；6.成因多样，规模与形态多变，常有断裂存在。（二）背斜圈闭/油气藏特点提塔斯气田剖面图（Ahamd，1966）1-8为含气层，分属A（1-4），B（5-6），C（7），D（8）四个气田Q:背斜油气田中圈闭、油气藏与油气层的关系？1.

6、后生背斜油（气）藏：（1）褶皱背斜油（气）藏：储集层及盖层沉积、固结成为水平岩层以后，发生褶皱作用形成的后生背斜圈闭，其中油（气）藏为后生背斜油（气）藏。 （2）刺穿背斜油（气）藏：由于底辟作用形成刺穿构造，与刺穿构造相伴可形成刺穿背斜圈闭，其中油（气）藏为刺穿背斜油（气）藏。注：刺穿背斜一般是后生的。 2. 同生背斜油（气）藏：储集层及盖层沉积在沉积作用的同时，发生褶皱作用形成同生背斜圈闭，其中油（气）藏为同生背斜油气藏。 （1）差异压实背斜油（气）藏：由于不同部位的储集层及盖层压实程度不同而形成的差异压实背斜圈闭，其中油（气）藏为差异压实背斜油（气）藏。注：差异压实背斜可以是同生的，少数情

7、况也可以是后生的。 （2）逆牵引背斜油（气）藏：由于逆牵引作用形成的背斜圈闭，其中油（气）藏为逆牵引背斜油（气）藏。注：逆牵引背斜可以是后生的，也可以是同生的。（三）背斜油气藏类型背斜油气藏的成因分类： (1)褶皱作用形成的背斜圈闭和油气藏 主要在侧压力挤压作用下而形成。这类背斜多见于褶皱区，背斜轴向一般与区域构造线平行；两翼倾角较大，不对称，靠近褶皱山一侧较另一侧缓；闭合高度较大，且伴生有断层。 区域上这种背斜分布在褶皱区的山前坳陷及山间坳陷，常成排成带出现。图为酒泉盆地南部前山背斜带。老君庙油田L层顶面构造图及油田剖面图（据玉门石油管理局研究院，引自潘钟祥，1986） 油田南部L、M层油气

8、藏主要受背斜控制，为背斜油气藏；而北翼逆掩断层下的L层油藏，主要受逆掩断层控制，故称逆掩断层油藏。(2)与基底活动有关的背斜圈闭和油气藏 在地台区由于基底断块上升，使上覆地层隆起而形成同生背斜构造。 其特点是：直接覆于基底之上的地层弯曲较显著，有时还可遇到受基底断裂控制的继承性断裂，向上地层弯曲渐趋平缓，而后逐渐消失；两翼地层倾角缓，闭合度小，闭合面积大，此类背斜常成带分布，组成长垣或大隆起。滚动背斜的成因解释有两种，一种是认为同生断层下降盘靠近断层面的岩层因重力下跌使地层下垂弯曲而形成，另一种是认为同生断层下降盘尤其靠近断面处岩层厚度较大，促使地层在断面附近向着断层面“回倾”而形成。图为我国

9、华北含油气盆地黄骅拗陷港东油田位于北大港断裂构造带东南部，是港东主断层南部下降盘上的逆牵引背斜构造。(3)与同生断层有关的逆牵引背斜圈闭和油气藏syncline滚动背斜(Rollover anticline) 也叫逆牵引背斜、逆倾斜、翻转构造。滚动背斜在生长断层活动时由于两盘之差异压实作用和下降盘沉积层的重力作用形成的弧形弯曲现象。滚动背斜一般发育在产状平缓的地层中，而且发育在同生断层的下降盘上。它是生长断层的标志性伴生构造。其弯曲方向与断层两盘相互摩擦、牵引形成的正牵引的弯曲方向恰好相反，所以滚动背斜又称“逆牵引构造”，所谓逆牵引只是形态上对比的名词，并非真正的构造牵引现象。逆牵引弧形弯曲的

10、凸出方向指示对盘的运动方向，逆牵引构造走向与断层走向一致，高点向深部偏移的轨迹与断面大致平行。(4)与塑性流动物质有关的背斜圈闭和油气藏 由于地下塑性地层受不均衡压力作用，向着压力降低的上方流动，使上覆地层弯曲形成的背斜圈闭。地下塑性地层常见的有盐岩和泥岩类，其中尤以盐岩占主要。图为我国江汉盆地的王场油田，该油田为一长轴背斜，地下核部为盐岩隆起。(5)与剥蚀作用及压实作用有关的差异压实背斜和油气藏济阳凹陷的孤岛油田基底为由奥陶系石灰岩和白云岩组成的剥蚀突起，其翼部超覆沉积有下第三系地层，顶部则被上第三系馆陶组及明化镇组所覆盖，形成较大规模的披盖构造世界最大油田沙特阿拉伯加瓦尔油田综合图 图中1

11、ft=0.3048m（据.等，1968引自潘钟祥，1986）The official reserve estimate at Ghawar is about 70 billion barrels about 12% of the worlds total.One oil field accounts for 6.25% of the worlds daily global production about 5 million barrels a day.探明储量达107.4亿吨，年产量高达2.8亿吨，占整个波斯湾地区的30%。油井为自喷井，原油含腊量少，多为轻质油，凝固点低于-20。西西伯利亚

12、麦德维热Medvezhye - Russia特大气田构造图和剖面图（据CreHepoB,1975) 大庆油田构造和剖面示意图（据大庆油田科学研究设计院，1977，转引自潘钟祥，1986）自1960年至2007年，累计探明石油地质储量56.7亿吨，累计生产原油18.21亿吨，占同期全国陆上石油总产量的47%，实现连续27年稳产5000万吨以上，连续12年稳产4000万吨以上，已累计生产原油21亿多吨。苏联罗马什金油田综合图（据等，1967，转引自潘钟祥，1986）1-砂岩；2-粘土岩；3-泥岩；4-粉砂岩；5-灰岩；6-白云岩；7-无水石膏；8-洁晶基岩；9-帕什层顶面等高线（米）；10-油层；

13、11-油水界面 位于俄罗斯的伏尔加乌拉尔油区。储量达24亿吨，年产1亿吨左右，居俄罗斯的第二位。该油田主要生产中质与重质原油，含硫量较高。二、断层圈闭和油气藏 1、概念 断层圈闭是指沿储集层上倾方向受断层遮挡所形成的圈闭，聚集油气后即成为断层油气藏。 这种类型的圈闭分布很广，在各含油气盆地中广泛分布，尤其我国东部断陷式含油气盆地中更是为数众多。断层圈闭的闭合面积是通过溢出点的储层顶面构造等高线和上倾方向断层线构成。断层对油气聚集的封闭作用（据Hobson，1956） 1.砂层；2.油气；3.粘土Fault-related traps断层圈闭和油气藏基本类型平面和剖面图（图中黑色和斜线代表油气，

14、据Levorsen，1954修改补充）克拉玛依油田剖面图（转引自陈荣书，1994）（1）岩性油藏；（2）地层超覆不整合油藏；（3）基岩油藏；（4）断层油藏1构造等高线/m；2断层；3砾岩、砾状砂岩；4裂隙；5地质分区编号；6侵蚀区；7砂岩发育区新疆克拉玛依油田东濮凹陷文92块油气藏平面及剖面图（据中原油田，1987）2、断层油气藏的基本特征断层油气藏的基本特征主要是沿断层附近储集层因岩层被挤压破裂而渗透性变好；断层的发育使油气藏复杂化，构造断裂带内的油气藏被断层切割为许多断块，分隔性强，各断块内含油层位、含油高度、含油面积很不一致；油气常富集在断层靠油源一侧。1）油气层上倾方向或各个方向被断层

15、所限；2）断层油气藏常具多、杂、乱、散特点；3）储集层渗透性好；4）油气常富集在断层靠油源一侧。3、断层在油气藏形成中的作用 断层在地质历史发展过程中的不同时期或者同一断层在不同的位置，常起着封闭或通道两种截然相反的作用。对油气藏的形成至关重要。(1)封闭作用 封闭作用是指由于断层的存在，使油气在纵、横向上都被密封而不致逸散，其结果是形成油气藏。断层是否起封闭作用取决于断层本是否封闭和断层两盘岩性的接触关系。断层本身的封闭性决定于断层带的紧密程度，它与断层的性质、断层角砾岩和断层泥是否存在以及断层带中流体的情况有关。断层横向上是否封闭则取决于断距的大小及断层两盘岩性的接触关系。若断层使储层上倾

16、方向完全与非渗透性岩层相接，则为完全封闭（图中B）；上倾方向的上方部分与非渗透层相接，则为部分封闭（图中A），与渗透层相接，则为不封闭（图中C）。(2)通道作用 断层另一种作用是破坏原生油气藏，成为油气运移的通道。其结果是油气运移至浅处，若遇圈闭可形成次生油气藏；若无遮挡油气逸散至地面而散失。图为柴达木盆地的油砂山油田，本来为一完整的背斜油藏，后因垂直构造轴线发生一条大断距的断层，将东侧油层抬升暴露于地面，油藏则全部遭到破坏。西侧油层下降，被断层封闭仍保留了工业性油藏。三、裂缝性背斜圈闭和油气藏 （一）概念 裂缝性背斜圈闭：在背斜构造控制下，致密而脆性的非渗透性岩层，由于各种原因可以出现裂缝特

17、别发育而使孔隙度和渗透性变好的局部地区，周围则为非渗透性围岩和高油气势面联合封闭形成的油气低势区，称为裂缝性背斜圈闭。聚集了油气之后即形成裂缝性背斜油气藏。裂缝性油气藏：背斜圈闭中储集层为裂缝性储集层，则形成裂缝性背斜圈闭。裂缝性背斜圈闭中油气藏称为裂缝性背斜油气藏。在该带已发现的50多个油气田中，有20多个是裂缝性背斜油气藏，储量在10亿吨以上的特大油气田就有6个（加奇萨兰、马伦、阿瓦兹-阿斯马里、阿加贾里-比比、哈基麦赫和帕扎南）伊朗加奇萨兰油田构造图和平面图（转引自潘钟祥等，1986）世界上产量最高的油井目前是伊朗加奇萨兰油田的35号井。这口井初期日产量高达13,OOO吨,现在日产量为1

18、1,000吨石油沟东溪气田构造及剖面示意图（四川石油管理局，1959） 1.气层；2.气显示；3.不整合；4.井位；5.高产井；6.低产井；7.干井；美国加利福尼亚圣玛利亚谷地裂隙性蒙特雷组地层对比及油田分布图（据Hubbert，1953）（二）裂缝性圈闭形成机理 褶皱岩层原来为非渗透层，经过裂缝作用使背斜中部分岩层（易碎岩层）成为储集层。通常，裂缝孔隙度与背斜岩层曲率有关，在背斜转折端常具有最大裂缝孔隙度。 （三）裂缝性背斜油气藏主要类型 按岩石类型分： 1. 碳酸盐岩裂缝性油（气）藏： 2. 其他岩石类型裂缝性油气藏：图为我国柴达木盆地油泉子油田，储集层为中新统底部的裂缝性泥岩夹薄层石灰岩

19、、泥灰岩和砂岩透镜体。（四）裂缝性背斜油气藏基本特点 1.总体上受背斜构造控制，油（气）分布在裂缝带中，油（气）层分布常不规则；2.储层非均质性严重，使油气藏的油气产量，油气柱高度及油气层压力分布极不均一。储集层储集能力较小，但渗透性好。因此，在开发时常表现为产量迅速衰减特点（是裂缝性油气藏共同特点）。 四、刺穿圈闭和油气藏 （一）概念 刺穿圈闭：地下岩体（包括软泥、泥膏岩、盐岩及各种侵入岩浆岩）侵入沉积岩层，使储集层上方发生变形，其上倾方向被侵入岩体封闭而形成的圈闭称为刺穿圈闭。聚集油气后称为刺穿油气藏。刺穿油气藏：储集层上倾方向的非渗透层为刺穿体，便形成刺穿圈闭。刺穿圈闭中油气藏为刺穿油气

20、藏。diapiric traps（二）分类 1.按刺穿体岩石类型分：盐岩刺穿油气藏、膏岩刺穿油气藏、泥岩刺穿油气藏和岩浆岩刺穿油气藏。2.按储集层与刺穿体相对位置关系分：盐（膏、泥）栓（核）遮挡油气藏、盐帽沿遮挡油气藏和盐帽内透镜状油气藏。（1）沉积岩刺穿体：储集层下方低密度的或低黏度的非渗透性沉积层（如：泥岩、盐岩）失稳，形成刺穿体，其两侧储集层发生倾斜，刺穿体作为封闭层，便形成刺穿圈闭；（2）岩浆岩刺穿体：岩浆岩向上倾位，形成刺穿体，其两侧储集层发生倾斜，刺穿体作为封闭层，便形成刺穿圈闭。 、盐栓（核）遮挡圈闭和油气藏；、盐帽沿遮挡圈闭和油气藏；、盐帽内透镜状圈闭和油气藏（图中、）。 形成

21、刺穿构造的同时，常伴生断裂、岩性尖灭、不整合以及刺穿上方的隐刺穿背斜和断层，形成与刺穿有关的隐刺穿油气藏（图中、）。（三）刺穿油气藏基本特点 1.油气在上倾方向一侧被刺穿岩体所限，其下倾方向油（气）水边界仍与构造等高线保持平行；2. 在平面上常呈带状分布。3.具有较好的渗透性和连通性。diapiric reservoir乌克兰马什夫气田构造图（A）和剖面图（B）（转引自 1979） 阿普歇伦含油气区洛克巴丹组油田泥火山剌穿遮挡形成的油气田。刺穿构造按刺穿岩体性质的不同，可以分为盐体刺穿、泥火山刺穿和岩浆岩刺穿等。莫连尼油田剖面图（据Bpon,1956）diapiric fold墨西哥某油田剖面

22、图（据Bpon,1956）盐丘油气田理想示意剖面图（据Levorsen，1954略有改动 转引自潘钟祥等，1986）总结知识点重点与考点世界石油之最(上)1、最早提出石油一词的是公元977年中国北宋 编著的太平广记。正式命名为石油是根据中国北宋杰出的科学家沈括（1031一1095）在所著梦溪笔谈中根据这种油生于水际砂石，与泉水相杂，惘惘而出而命名的。在石油一词出现之前，国外称石油为魔鬼的汗珠、发光的水等，中国称石脂水、猛火油、石漆等。2、世界上最早的油并是古波斯首都苏萨附近的阿尔利卡地区的油井，2500多年前，开始采油。3、世界上最深的油井，70年代是美国-勃尔兹罗杰斯一号井。井深9583米，

23、1972年1月25日开钻至1974年5月完钻，1992年是位于苏联（今俄罗斯境内）科拉半岛上的（CY一3）科拉3井，设计于1966年，1970年开钻，至1992年7月，井深12260m，是世界上目前最深的油井。4、世界上单井日产最高的油井是墨西哥黄金巷油区的塞罗，阿泽尔4号井，初喷日产油3.714万吨。5、世界上最大的油田是沙特阿拉伯的加瓦尔油田。1948年发现，总面积2300平方千米，石油可采储量112亿吨。最高年产量1981年28亿吨。6、世界上已探明的储量最大的、也是世界上最大的砂岩油田是科威特的布尔干油田。可采储量达99亿吨。1928年发现，1964年开发，属白垩纪砂岩，面积700平方

24、千米，油层厚度1082一1462米。7、世界上石油储量最多的国家是沙特阿拉伯，石油探明可储量为226亿吨，约占世界石油可采储量的四分之一。8、世界上探井和生产井最多的国家是美国。1982年底共有280万口井，占世界总数737，其中生产井60万口，总进尺19亿米。9、世界上最深的油藏是意大利费托姆油田的某油藏，深达6212米，日产油650吨。10、世界上稳产期最长的特高产油井是伊朗加奇萨兰油田35号井。1961年投产时用两根直径152mm出油管线，日产166万吨，1974年用两根直径203mm管线出油，日产19万吨11、世界上海拔最高的百万吨级油田是中国青海油田，平均海拔2900一3000米（1

25、991年建成）。12、日产万吨油井数量最多的国家是伊朗和墨西哥，各四口井，占世界已知万吨油井的66。13、最大的抽油机是美国的勒夫金迈克抽油机，高度相当于五层楼房。14、世界上海拔最高的油井是中国青海汕田花土沟的狮20井，海拔 米。92年4月使用中国江汉油日机械厂制造生产的XJ250型修井机使停产五年的狮20井恢复生产。15、天然气的发现者是中国公元前3一2世纪。战国时朗的大工程师李冰。李冰在四川兴修水利，钻凿盐井时在临邛（今邛崃）发现天然气，当时称之为火井。16、世界上最旱的气井是中国四川临邛火井（今邛崃县），钻成于公元前30年的西汉时期。17、世界上产天然气最高的国家是苏联。1990年产天

26、然气8150亿立方米，占世界总气量的38。从六十年代至八十年代一直居世界第一位的是美国。18、世界上第一口超千米气井是中国四川自贡大安区街长堰圹的兴海井。该井于1835年凿成，井深100142米，完井时日产气8500立方米。19、世界上最大的气田是苏联的乌连戈伊气田。探明和控制天然气储量达809万亿m3，最高年产量3110亿m3。20、世界上最高产的气井是苏联乌尔塔布拉克气田的发现井，J963年在井深2180米发现礁灰岩气藏，日初喷气1300万m321、世界上最深的气藏是美国阿纳达科盆地的志留系气藏，深达8309一8322米。22、生产时间最长的气井是中国自流井气田的德成井，从1762年开始采

27、气，至1955年日产气仍有1200m3，长达193年，累计产气42亿m323、世界上分布面积最大的气田是1918年发现的美国潘汉德-胡果顿气田，地跨19个县，面积20235平方千米，探明天然气储量31442亿立方米，居世界第五位。24、世界上最早进行工业开采的油田是罗马尼亚普洛耶什蒂油区的油田，始于1857年。25、世界上最早进行工业开采的气田是中国四川的自流井气田，最晚也在1573年开始工业性开采。26、世界上油气田最多的国家是美国。目前约有18万个油气田，占世界总数的545。27、至今世界上已发现大大小小的油田约四万个，投产了三万多个。28、世界上最大的重油带是委内瑞拉的奥里诺科重油带，地

28、质储量460亿吨，占世界重油储量的567。29、最早开始海上石油钻探和开采的国家是美国，分别于1887年和1947年开始钻探和采油。30、最早发现的海上油田是美国加利福尼亚海岸的亨廷滩油田，发现于1920年。31、最大的海上油田是沙待阿位伯的萨法尼亚，可采储量达436亿吨。32、最大的海上采油平台是英国北海尼尼安油田的主采平台，直径139米，高236米。33、最深的海上油气探井是1977年钻成于大西洋的COSTG-2井，井深6670米。34、世界上最大的压裂船-薪加坡下水的西方复兴号、船长93米，将为英国、挪威、丹麦、荷兰的北海油气田作业。35、最大的油轮是扩建后的日本海上巨人号，长458米，宽58米，高30米，载重563万吨。36、世界上最贵的钻工床位是英国北海油田，一名钻工的床位每年需15万英镑。37、中国是世界上最早建造长输管道的国家，数百年前；中国四川用竹做成管线，称之笕。这种竹制管道在12口自流井上使用，总长一、二百公里。38、世界上最长的输油管道