第五章 圈闭与油气藏2009

第五章石油和天然气的聚集第1节圈闭与油气藏的基本概念一、圈闭与油气藏的概念一、圈闭的概念1、圈闭的概念：圈闭的定义：适合于油气聚集、形成油气藏的场所。形象地说，也就是储集层能做为盛装油气容器部分。储集层、盖层、遮挡条件(岩层发生弯曲、断层、岩性变化等）构造圈闭、地层圈闭、岩性圈闭二、圈闭的度量

圈闭规模往往决定着油气藏的储量大小。因此圈闭的大小是评价圈闭的重要参数。圈闭的度量：溢出点：流体充满圈闭后，开始溢出的点。闭合面积：通过溢出点的构造等高线所圈定的封闭面积。闭合高度：指圈闭最高点到溢出点之间的垂直距离。即两点的高差。储集层有效厚度：根据储集层的岩性、电性、物性标准，扣除其中的非渗透层而剩余的厚度。圈闭最大有效容积：V=S×H×φ油气柱高度：油气藏顶点到油（气）水界面的垂直距离。

含油边界和含油面积：油气水界面与储集层顶、底的交线称为含油边界。由含油边界等高线所圈定的面积称为含油面积。三、油气藏的概念度量

第2节油气藏成藏要素油气藏的形成和分布是生、储、盖、运、圈、保多种地质要素综合作用的结果。1、成藏要素：一、生油气源岩：盆地的沉降埋藏史、热史、古气候分析相结合。我国北方早、中侏罗世和早白垩世，都是典型的潮湿气候带。都有丰富的烃源岩发育。二、储集层：沉积体系和沉积相

三、盖层岩性、区域盖层四、油气运移油源对比、气源岩与已聚集的油气之间的关系。五、圈闭圈闭的类型、大小等。六、保存条件油气藏是否发生改变。2、成藏条件（油气富集的条件）充足的油气源（有机质丰度、有机质类型、有机质成熟度、排烃效率或排烃系数）

衡量油气来源丰富程度的具体标志，是生烃凹陷面积的大小及凹陷持续时间的长短。生油气凹陷的面积大、持续时间长，可以形成巨厚的多旋回性的烃源岩系及多生油气期，这是形成储量丰富的大油气藏的物质基础。世界上61个特大油气田分布在12个大型油气盆地中，拥有世界石油及天然气储量的一半以上。

部分大含油气盆地特大油气田根据中国陆相含油气盆地统计，生油中心制约着油气的分布。有利的生、储、盖组合配置关系生油层、储集层、盖层的有效匹配，是形成丰富的油气聚集不可少的条件之一。按生、储、盖三者在时间和空间上的相互配置关系，可将它们的组合划分为四种类型：正常式（下伏式）：侧变式：顶生式（上覆式）：自生、自储、自盖式（封闭式）

生储盖组合评价1.有利于油气聚集的最佳组合形式最佳组合就是输导能力和效率最高的组合形式。2.生油层最佳厚度:30-50m3.砂岩的最佳百分率:20-60％区间生、储、盖组合定性评价表生油层与储层互层组合生油层与储层指状交叉组合型有效圈闭

圈闭的有效性就是指在具有油气来源的前提下圈闭聚集油气的实际能力。圈闭形成时间与油气运移的时间：油气运移以前或同时形成的圈闭，对油气的聚集才是有效的。圈闭的位置与油源区的关系：一般圈闭所在位置距油源区愈近，愈有利于油气聚集，圈闭的有效性愈高。水压梯度和流体性质对圈闭有效性的影响：在静水压下测压面是水平的，圈闭内的油水界面是水平的。如果在水动力条件下，测压面是倾斜的，油水界面也会发生倾斜。必要的保存条件地壳运动岩浆活动水动力的影响第3节油气聚集

油气在圈闭中积聚形成油气藏的过程称为油气聚集。油气聚集是二次运移的继续，也是油气藏形成过程中特别重要的阶段。没有油气聚集，就没有油气藏。一、单一圈闭的油气聚集

静水条件下，储集层中运移的油气遇到背斜圈闭时，先在最高部位聚集起来，后来的依次由高部位向低部位聚集，直到充满整个圈闭为止。二、油气差异聚集原理

任一油气盆地中，圈闭常成带、成群分布，即存在系列圈闭。不同系列甚至同一系列不同圈闭，由于与生油区相对的位置、圈闭形成条件和历史的差异性，各个圈闭聚油的机会也是不同的。上述的油气聚集得以发生，必须具备以下条件：1、在区域倾斜的下倾方向存在丰富的油源区；2、具有良好的油气通道，使油气在较大的范围内作区域性运移；3、在区域倾斜背景上存在相互连通的系列圈闭，而且溢出点向上倾方向递升；4、储集层内中充满地下水，而且处于相对静止状态。油气差异聚集原理：在油源区形成的油气，进入饱含水的储集层后，沿一定的路线（由溢出点控制）向储集层上倾方向运移，位于运移路线上的系列圈闭将被油气所充满，那些不在运移路线上的圈闭就不能聚集油了。油气差异聚集的结果是造成天然气分布于靠近油源区一侧的圈闭中，向上倾方向依次为油气藏、纯油藏和空圈闭。影响油气差异聚集的地质因素

运移道路上有另外的支流油气供给源时，会打乱原来应有的油气分布；气体在的溶解作用，随物理条件的改变而变化。后期地壳运动使圈闭条件发生变化；区域水动力条件、水压梯度大小及水流方向，也直接影响油气的分布。三、油气聚集模式渗滤作用排替作用第四节油气藏的再形成一、引起油气藏破坏的因素表生作用地下深处的热变质作用第四节油气藏的再形成

由于构造运动破坏了油气藏封闭的严密性，导致油气的逸散、遭受氧化或地下水冲刷。有以下三种方式的表现：1.逸散：断层特别是油气藏形成之后的断层是破坏油气藏封闭性的一种最常见的因素。构造运动使地壳抬升，将油气升至浅处或直接暴露地表，也促使油气逸散。表生作用第四节油气藏的再形成2.氧化：储层直接与大气接触，烃类被氧化为水、CO2，以及一系列高分子氧化物。当与地下水接触时，硫酸盐也会使烃类发生氧化，这种作用当地下水的循环较为剧烈时，后果更为明显：CaSO4+CH4CaS+2H2O+CO2CaS+H2O+CO2CaCO3+H2S后果：比重、粘度逐渐增大，轻馏份不断减少，胶质、沥青质提高，最后形成固体沥青。表生作用第四节油气藏的再形成3.水力冲刷：构造运动使地壳抬升，将储层抬升到近地表，大量的大气、地表水会从地层露头处顺层而下，加剧了对原有油气藏的冲刷作用。使原油气藏中的流体重新分布。表生作用第四节油气藏的再形成

随埋深加大，由区域热变质作用引起。

热分解作用，使环状结构的烃类断环，长链烃分解成短链烃，带侧链的烃发生侧链脱落。造成石油的比重和粘度降低，轻馏份含量不断增加，石油中的杂元素逐渐消失，形成不含胶质的石蜡族石油。随着深度的增加，产物出现两极分化，一部分断裂下来的低分子产物形成分子量较低稳定性强的饱和烃（最终产物为甲烷），另一部分则聚合形成富C质的残渣。热变质作用第四节油气藏的再形成二、油气藏破坏后的产物不同地质条件下形成的产物不同。1、形成次生油气藏（破坏程度浅）再运移、再聚集，形成油气藏。第四节油气藏的再形成2、形成油气地表显示油气藏破坏以后，以各种方式运移到地表，在地表形成各种各样的显示，常称油气苗。直接显示的油苗：油苗：油泉（油湖、沥青湖）、沥青丘或沥青锥（原油比重、粘度大，加上氧化作和与泥砂混合在一起形成），含油砂岩、油砂、油斑、油迹气苗：可燃的天然气苗，泥火山（天然气挟带着地下水，有时也同少量石油沿断裂带向上喷溢，带出了地层中的许多泥砂，在溢出口附近形成锥形堆积物，外形象火山口。）石油沥青：沥青是石油在表生作用带，轻质成分散失，重质的氧化，依次形成软沥青、地沥青、石沥青、碳沥青等。第六章油气藏类型第六章油气藏类型第一节概述世界上的油气藏数量众多、类型各异。为了认识各类油气藏的形成和分布特点，更有效地指导油气勘探工作，多年来，国内外石油地质学家从不同的研究和使用角度出发，提出了上百种油气藏分类方案。美国石油地质学家Levouson，提出构造、地层、混合三大类。我国的石油地质学家胡见义提出构造、非构造、混合和水动力型陈荣书提出，构造、地层、水动力、复合型，又可分为若干亚类。有按形态分类，也有的按成因分类，还有混合分类第六章油气藏类型一、分类的基本原则油气藏分类的主要依据，应该是圈闭的成因。圈闭是决定油气藏形成的基本条件。在不同的构造、地层及岩性条件下，圈闭的成因不同，油气藏的特点不同，油气藏的类型也就不同。划分油气藏类型时，应遵循以下的原则

准确性：充分反映各圈闭之间区别和联系。

概括性：每一类中尽可能多地包括圈闭、油气藏，基本上包括已发现的油气藏。

实用性：比较简便实用。不能随意命名，引起混乱。第六章油气藏类型二、油气藏分类方案构造油气藏：地壳运动使地层发生变形变位，形成构造圈闭，构造圈闭中的油气聚集，称为构造油气藏。地层油气藏：因储集层纵向沉积间断而形成的圈闭。与地层不整合有关的圈闭。岩性油气藏：由于储集层的岩性横向变化而形成的圈闭中的油气聚集。水动力油气藏：靠水动力圈闭而形成的油气藏。复合油气藏：两种或两种以上因素所形成的圈闭。构造油气藏地层油气藏岩性油气藏水动力复合油气藏第六章油气藏类型第二节构造油气藏背斜油气藏断层油气藏裂缝油气藏岩体刺穿油气藏背斜油气藏挤压背斜油气藏基底升降背斜油气藏底辟拱升背斜油气藏披覆背斜油气藏滚动背斜油气藏挤压背斜油气藏基底升降背斜油气藏底辟作用地壳深部的某些物质以塑性或流体状态从深部向浅部的侵入和刺穿。盐岩、石膏及粘土岩具备三个条件：1、盐的密度低于上覆沉积物的密度。2、盐层足够厚3、盐层以上负荷压力分布不均匀，或盐层表面有足够的起伏。断层油气藏沿储集层上倾方向受断层遮挡所形成的圈闭。被另一侧的不渗透层或断层泥遮挡形成的油气藏。断层形成圈闭有一定的条件：1.断裂带的封闭性：

力学性质：压性及压扭性断层，断面较紧密，常为封闭。断层面的倾角：倾角小，上盘紧贴下盘，较封闭。断开的岩石性质：岩石软，易形成断层泥。断层带的流体性质：循环的地下水可使破裂带胶结，或沿断裂带运移的石油经氧化形成固体沥青，可封闭断层。第二节构造油气藏2.断层两盘岩性的组合关系：

储层向上倾方向与断层另一盘的泥质岩接触。流动泥岩遮挡：未压实或半塑性泥岩在断裂过程中沿断层面流动，并被挤入下伏砂岩中，填满砂岩孔隙，形成天然泥饼。上倾方向为渗透性较差的储层，二者之间存在排替压力差。3.断层与储层平面组合关系由一个弯曲的断层与单斜层相切，或由相互交叉的断层在储层上方形成遮挡。在平面上断层线与储层等高线构成闭合状态。第二节构造油气藏第六章油气藏类型断层油气藏的主要类型断鼻构造油气藏弧形断层断块油气藏交叉断层断块油气藏多断层复杂断块油气藏逆断层断块油气藏第二节构造油气藏意义断层在油气成藏过程中既对油气起着遮挡作用，又可作为油气重要的运移通道。柴北缘是盆地断层最发育的地区，断层对油气藏的形成起决定性的作用。目前发现的油气田均存在断层封闭现象典型实例冷湖五号断块油藏南八仙油气田断层基本特征选择了两个构造形态相似，油气富集程度不同构造中的4条成藏主控断层进行封闭性研究。冷湖五号二高点(94314测线)南八仙油气田未突破已获油气第二节构造油气藏岩体刺穿油气藏由于刺穿岩体接触遮挡而形成的圈闭，称为岩体刺穿圈闭。盐刺穿、泥火山、岩浆体第二节构造油气藏裂缝性油气藏裂缝性油气藏是指油气储集空间和渗滤通道主要为裂缝或溶孔的油气藏。裂缝的成因多样，但以构造作用为主。特点：油气藏常呈块状；钻井有异常现象；实验室测的渗透率与试井测的渗透率相差很远；油气井的产量相差很大。第三节地层油气藏

储集层由于纵向沉积连续性中断而形成的圈闭，即与地层不整合有关的圈闭。在地层圈闭中的油气聚集称为地层油藏。由于储集层上、下不整合接触的结果，储集层遭风化剥蚀，又被不渗透地层所超覆形成。潜伏剥蚀突起潜伏剥蚀背斜潜伏剥蚀单斜地层超覆油气藏生物礁油气藏第三节地层油气藏生物礁油气藏：指珊瑚、层孔虫、苔藓虫。藻类等造礁生物组成的，原地埋藏的碳酸盐岩建造。

多分布在浅海石灰岩相和石灰岩-白云岩相中，并与古海岸线平行成带分布。按其生长过程将礁岩块划分为四个相带，由陆侧向海侧分别为：礁后相（白云岩、石灰岩、砂岩、红页岩等蒸发岩的互层）、礁核相（相当于高于四周的造礁生物骨架构成），礁前相（石灰岩、砂岩及生物礁碎屑），盆地相（黑色、灰色页岩、灰岩）。第四节岩性油气藏由于沉积条件的变化导致储层岩性发生横向变化而形成岩性尖灭和砂岩透镜体。其中聚集了油气就成为岩性油气藏。特点：大都形成于砂岩和泥岩相互交错出现的湖（海）盆地古斜坡、古河道以及三角洲沉积，而且往往成群成带分布。一般运移距离短。油气藏在空间分布上具有“互补性”

平面上油气连片分布2、运移通道可以比较短岩性油气藏形成是以短距二次运移为主

营11透镜体油藏剖面图3、烃类充注期比较早

陆相断陷盆地成藏期剖面模式图①岩性圈闭