石油地质学 第6章油气藏的形成与演化

第六章油气藏形成及演化第一节油气藏形成的基本条件生、储、盖、圈、运、保

充足的油气来源良好的生储盖组合和输导条件有效的圈闭良好的保存条件油气藏形成的基本条件一、充足的油气来源充足的油气来源是油气藏形成的物质基础。（1）烃源岩的规模大——面积大、层数多、厚度大（2）烃源岩的质量高

——丰度高、类型好

（3）烃源岩已经成熟

二、良好的运移输导条件烃源岩与圈闭间具备有利的运移通道渗透性地层断层（油源断层）不整合面生储盖组合：地层剖面中烃源层、储层和盖层配置关系三、良好的生储盖组合

1）生储盖组合的类型

正常式顶生式自生自储自盖式侧变式2）生储盖组合的有效性互层式的生储盖组合对油气聚集是最有利的侧变式的组合有效性也较好透镜状的自生自储自盖式组合，缺乏砂岩体，总体排烃条件差侧变式生储（盖）组合：由岩性岩相的横向变化而导致生储盖层在横向上组合多发育在生油凹陷的斜坡带，三角洲沉积相等烃类最佳运聚区域单纯块状厚层砂岩，或单纯块状厚层泥岩发育区对石油聚集是不利的只有在砂岩百分比在20％-60%，即砂岩单层厚10-15m，泥岩单层厚30-40m，二者呈略等厚互层的地区，砂泥岩接触面积大，最有利石油聚集。岩性组合影响排烃效率四、有效的圈闭有效的圈闭：指能够聚集油气的圈闭具备有利成藏条件的圈闭

圈闭是油气聚集的场所,但,并不是所有的圈闭都能聚集油气.很多圈闭是空圈闭,即无效的圈闭.圈闭有效性的主要影响因素圈闭形成时间与区域性油气运移时间的关系圈闭距油源区的距离圈闭位置与油气运移主方向的关系水动力强度与流体性质对圈闭有效性的影响最后一次大规模的油气运移发生于上新世,老君庙背斜已经形成,青草湾背斜则在上新世末才形成1、圈闭形成时间应早于油气大规模运移时间2．圈闭距油源区近“源控论”在陆相盆地中，油气主要围绕生油凹陷周围分布“近水楼台”3．圈闭位置位于油气运移优势方向上五、良好的保存条件1．良好的区域性盖层2．稳定的构造环境3．相对稳定的水动力环境1．良好的区域性盖层具有致密的岩性：膏盐盖层、泥质岩盖层具有足够的厚度和区域上的稳定性东西伯利亚盆地：寒武系巨厚的盐岩层系封盖了90%的油气资源，使得古老的里菲系生成的油气得以保存至今2．稳定的构造环境适当的构造运动,可形成圈闭、运移通道；但是，强烈的构造运动导致油气藏破坏：活跃的水动力条件对油气的保存不利地层水高矿化度、氯化钙水型代表水体停滞、封闭性好。3．相对稳定的水动力环境水动力对圈闭有效性的影响

与水动力强度有关与流体性质有关油水界面的倾角：气-水界面的倾角:强烈的水动力对油气聚集不利在相同的水动力条件下，对气有效的圈闭对油不一定有效水压梯度(i)的高低反映水动力的强弱第二节油气在圈闭中的聚集过程第Ⅰ阶段：油气进入圈闭，气在上，油在中间，水在下；第Ⅱ阶段：当油气不断充注，油水界面下降到溢出点时，油从圈闭中流出；圈闭中只含油和气；第Ⅲ阶段：当油－气界面降到溢出点时，油全部被从圈闭排出，此时，圈闭只含气。一、单一圈闭中的聚集过程1．什么是油气差异聚集在一系列溢出点依次抬高的连通圈闭中，二、系列圈闭中的差异聚集溢出点较低的圈闭中聚集天然气，溢出点较高的圈闭中聚集石油，溢出点更高的圈闭中可能只含有水。这种现象称为油气的差异聚集2．油气差异聚集过程2．油气差异聚集过程3．油气差异聚集的条件具有区域性长距离运移的条件：区域性的倾斜，岩性岩相稳定连通性好。连通的圈闭的溢出点依次抬高油气源的供应区位于盆地中心，油气源充足储集层中充满水并处于静水压力条件，石油和游离气一起运移

4．油气差异聚集的结果按圈闭的溢出点由低到高，依次形成纯气藏、油气藏、纯油藏、或只含水。充满了石油的圈闭仍可以再聚集天然气；充满了天然气的圈闭则不能再聚集石油。若油气按比重分异完善，溢出点低的圈闭中油气的密度小于溢出点较高的圈闭中油气的密度。所形成的油藏、气藏、油气藏的数目，与油气供应的数量、圈闭闭的大小和数量有关

俄罗斯地台下石炭统实例3．影响差异聚集的因素油气源支流的存在天然气的溶解和析出后期构造运动的影响区域水动力条件三、圈闭中油气的充注与混合作用1、充注过程油气最初优先选择毛细管阻力小的大孔隙呈树枝状进入储层；随充注时间和充注量的增加，在浮力不断增大条件下，油气逐渐进入较小孔隙充注充分的条件下，最终油气充满储层的整个孔隙空间。充注导致油气非均质性一般后进入圈闭的油气成熟度高于先进入圈闭的油气；沿着油气充注方向，油气组成或性质有变化；离圈闭充注点越近，油气成熟度越高2、混合过程1）密度差驱动的混合作用晚期进入低部位的高成熟油气取代早期聚集在高部位的低成熟的油气2）浓度差驱动的混合作用浓度趋于平衡第三节油气藏的破坏一、油气藏破坏的主要地质作用

1.

剥蚀和断裂作用地壳抬升，油气藏储层遭受完全剥蚀;油气藏的盖层遭受断裂的破坏，油气全部沿断裂发生运移(1)完全破坏(2)部分破坏油气藏的盖层遭受断裂的破坏，油气部分沿断裂发生运移

2.热蚀变作用热事件的影响:岩浆侵入、深埋油气在高温作用下发生热变质，形成沥青3.生物降解作用由于地壳抬升、断裂，石油进入到近地表环境，被微生物利用，使石油组分发生变化。生物利用烃类的顺序：正烷烃→异戊间二烯型烷烃→甾烷、萜烷。生物降解的特点：石油变重变稠，部分烃类消失（色谱曲线基线隆起、正构烷烃消失、异构烷烃）4.氧化作用烷烃氧化为酮、酸、醇等芳香烃氧化为酚、芳香酸使原油中的胶质、沥青质含量增加，原油变重、变稠（密度、粘度增大）环烷烃氧化为环烷酸、醇近地表环境（运移过程中和成藏以后）中，由于与大气的连通，使原油中的烃类组分遭受氧化

5.水动力作用和水洗作用(1)水动力的冲刷作用：强烈的水动力使油水界面变倾斜，甚至将油气冲出圈闭(2)有选择性地溶解可溶烃：溶解度高的组分如苯、甲苯等对水溶解，被水带走

6.渗漏和扩散作用D.Leythaeuser（1982)：储量20亿立方米的气田400m盖层，4.5Ma储量减少一半300m2.7200m1.3100m0.4二、次生油气藏先期存在的油气藏由于各种地质作用遭到破坏，其中的油气发生再运移，在新的圈闭聚集形成油气藏，这样形成的油气藏称为次生油气藏

1.断层破坏了原生油气藏，油气发生垂向再运移，在浅层形成次生油气藏次生油气藏的形成方式2.构造运动造成圈闭溢出点的抬高，原生油气藏中的油气发生再运移，形成次生油气藏3.地层倾斜方向发生变化，油气发生再运移，形成次生油气藏第四节油气藏形成时期的确定岩性圈闭一般与沉积地层同时或稍后一些时间形成的地层不整合圈闭是在不整面上的不渗透层沉积之后形成的同沉积构造是沉积的过程中形成的（同沉积背斜、滚动背斜）后期构造是在后期构造运动期形成的一、根据圈闭形成期确定油气藏的形成期1、不同类型圈闭的形成时间不同2、研究构造发展史确定构造圈闭的形成时间二、根据烃源岩的生排烃期确定油气成藏期

（1）烃源岩成熟度史的研究：TTI方法、盆地模拟方法（2）生排烃史的研究：盆地模拟方法

三、流体包裹体分析方法

流体包裹体是矿物生长过程中，被包裹在矿物晶格的缺陷和窝穴中的成矿流体按成分：有机包裹体（油、气）、盐水包裹体按相态：液体包裹体，气体包裹体，气-液两相包裹体1.相关概念对储层样品进行包裹体分析2.利用包裹体寄宿矿物形成期次判断包裹体形成先后不同世代的包裹体3根据油气包裹体的荧光颜色判断油气充注的期次荧光是油气性的反映，演化程度越高，组份越轻，颜色越浅；不同颜色的包裹体反映其形成时期不同；单偏光荧光4.根据包裹的均一温度确定成藏时间均一温度：在实验室对气液两相包裹体(薄片)加热，包裹体由两相均化为单一相态的温度称为均一温度（1）均一温度的测定:测定与油气包裹体共生的盐水包裹体的均一温度.（2）作出温度分布直方图，找出包裹体形成的主要温度区间利用均一温度确定成藏时间的步骤（3）作出储层的埋藏史和温度史曲线（4）将均一温度叠