油田开发地质学油田开发地质学 2010年4月-6月第五章 油气藏及油气聚集第一节 圈闭和油气藏的概念 第二节 油气藏的成因分类 第三节 油气的聚集 第四节 油气藏的形成条件 第五节 油气田、油气聚集带及含油气盆地 第六节 油气资源分布规律第一节 圈闭及油气藏的概念适合于油气聚集、形成油气藏的场所称为圈闭圈闭是储集层中可以阻止油气继续向前运移，并在那 里蓄存起来成为油气聚集的一种场所。一、圈闭的概念储集层：储存油气盖层：紧盖着储集层，阻止油气逸散遮挡物：从各个方向阻止油气继续运移，造成油气聚集， 它可以是：盖层本身的弯曲变形，如背斜；断层遮挡；储集层沿 上倾方向被不渗透性岩层不整合覆盖或遮挡；储集层沿上 倾方向物性变差或发生尖灭，也可以是储集层沿四周物性 变差或发生尖灭。圈闭的组成圈闭是具备捕获分散烃类形成油气聚集的有效空间,具 备储藏油气的能力,但圈闭中不一定有油气。一旦有足够数 量油气进入圈闭，充满或占据圈闭一部分，便可形成油气藏油气运移过程中，若遇到阻止其继续运移的遮挡物，则 停止运移并在遮挡物附近聚集，形成油气藏。遮挡物的存在 是造成油气聚集、形成油气藏的基本条件之一。圈闭的大小和规模决定油气藏的储量大小，其大小由圈 闭的最大有效容积来度量。圈闭的最大有效容积表示该圈闭能容纳油气的最大体积 ，是评价圈闭的重要参数之一。二、圈闭的度量第一节 圈闭及油气藏的概念(1) 溢出点流体充满圈闭后，开 始向外溢出的点，称该圈 闭的溢出点。(2)闭合面积通过溢出点的构造等高线所圈出的面积称该圈闭的闭 合面积。闭合面积愈大，圈闭的有效容积也愈大(3)闭合高度从圈闭最高点到 溢出点之间的海拔 高差称该圈闭的闭 合高度 背斜圈闭中，度量最大有效容积的有关参数示意图注意：构造闭合高度与构造起伏幅度是两个完全不同 的概念。闭合高度的测量是以溢出点的海拔平面为基准。 构造幅度的测量是以区域倾斜面为基准。同样大小构造 起伏幅度的背斜， 当区域倾斜不同时 ，可以具有完全不 同的闭合高度， (4) 圈闭最大有效容积的确定圈闭最大有效容积决定于圈闭的闭合面积、储集层的 有效厚度及有效孔隙度等有关参数。具体确定方法可用下式表示：V=FH 式中：V-圈闭最大有效容积，m3；F-圈闭的闭合面积，m2；H-储集层的有效厚度，m；-储集层的有效孔隙度，%。油气藏是油气聚集的基本单元，是油气在单一圈闭中 的聚集。具有统一的压力系统和油水界面 一定数量的运移着的油气，由于遮挡物的作用，阻止 了它们继续运移，而在储集层的这部分富集起来，就形成 了油气藏。如果在圈闭中只聚集了石油，则称油藏；只聚集了天 然气，则称气藏；二者同时聚集，则称为油气藏三、油气藏的概念第一节 圈闭及油气藏的概念若油气聚集的数量足够大，具有开采价值，则称为 商业油气藏。如果油气聚集的数量不够大，没有开采价值，就称 为非商业性油气藏。究竟聚集多少数量的油气才有开采价值决定于政治 、技术、经济等各方面的条件。过去认为没有开采价值 的非商业性油气藏，由于开采技术及工业条件的发展， 或者由于对石油的特别需要，可以成为有开采价值的商 业性油气藏。所以，商业性油气藏的概念可认为是随时 间、条件的改变而变化的。油气藏的重要特点是在“单一圈闭中”，所谓“单 一”的含意，主要是指受单一要素所控制，在单一的储 集层中，具有统一的压力系统，统一的油、气、水边界 。同一背斜中有三个储集 层，分别组成三个圈闭，三 个不同的压力系统，不同的 油、气、水边界，就应该认 为是三个油气藏。同一套储层 ，三个油气 藏同一套储层 ，四个油气 藏(1)油水界面、油气界面在油气藏中，由于重力分异，气在上，油居中，水在 下；形成油-气分界面、油-水分界面。一般情况下，这些分界面是近水平的，在水动力作用 下，也可能是倾斜的。这些分界面不是截然的分界面，而是一个过渡带。 四、油气藏的度量第一节 圈闭及油气藏的概念含油边界是油水界面与储层顶面的交线，油水界面与储层底面的交线称含水边界。(2)含油边界和含油面积 背斜油气藏中油 、气、水分布示 意图 含油边界含水边界(2)底、边水如果油层厚度不大， 或构造倾角较陡，油气 充满圈闭高部位，水围 绕在油气藏四周，即在 内含油气边缘以外，这 种水称为边水如果油层厚度大，倾 角小，油气藏下部全为 水，这种水称为底水。图4-24(3)油气柱高度指油气藏油(气)水界面至油气藏高点的垂直距离，是 表示油气藏大小的重要参数。(4)充满系数（充满度）p108习题一 圈闭与油气藏分析11班: 周三上午1,2节 12班: 周六上午3,4节 13班: 周三下午7,8节 14班: 周一下午5.6节工科楼C座406带习题册,铅笔、橡皮，尺子，25*35厘米方格纸世界上发现的油气藏数量众多、类型各异。国内外石 油地质学家们从不同角度提出了上百种油气藏分类方案。第二节 油气藏的分类近年我国石油地质学家根据中国陆相盆地油气藏形成 和分布特点，提出了一系列油气藏分类方案。如胡见义、 陈荣书等人。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；圈闭的成因不 同，油气藏的特点不同，划分油气藏类型时，应该遵循科学性和实用性这 两条基本原则，分类应能有效指导油气藏勘探及开发 工作，并且简便实用。可将油气藏分为构造、地层、岩性及其他类型4大类 ，每类可进一步细分为若干类型。 由于地壳运动使地层发生变形或变位而形成的圈闭 ，称为构造圈闭。在构造圈闭中的油气聚集，称为构造 油气藏。 第二节 油气藏的分类一、构造油气藏1.背斜油气藏在构造运动作用下，地层发生弯曲变形，形成向周围 倾伏的背斜，称背斜圈闭。油气在背斜圈闭中聚集形成的 油气藏，称为背斜油气藏。这类油气藏在世界油气勘探史上一直占最重要的位置 ，是石油地质学家们最早认识的一种油气藏类型，到目前 为止，世界石油和天然气的产量及储量中，背斜油气藏仍 居首位一、构造油气藏表5-1，表5-2挤压背斜油气藏：挤压为主的褶皱作用形成。两翼地层倾角陡，常不对称，闭合高度大，闭合面积较小，常伴生断裂。 玉门老君庙基底升降背斜油气藏：沉积过程中基底的差异沉降形成。平缓、 巨大，两翼地层倾角平缓，闭合高度较大，闭合面积较大。大庆萨尔图底辟拱升背斜油气藏：盐岩、石膏、泥岩等塑性地层在不均衡力 作用下拱升形成。轴部往往发育堑式或放射状断裂系统，顶部陷 落，断层将其复杂化。江汉王场构造 披覆背斜油气藏：与地形突起和差异压实作用有关。常成穹窿状，顶平翼稍陡，幅度下大上小 希莫尔油田滚动背斜油气藏：是沉积过程中同生断层作用的结果。在断块活动及重力滑动作用下，堆积在同生断层下降盘上 的砂泥岩地层沿断层面下滑，使地层产生逆牵引，形成了这种 特殊的“滚动背斜”圈闭。多为小型宽缓不对称短轴背斜，坨庄-胜利村油田构造及横剖面图(据胜利石油管理局) 2.断层油气藏沿储集层上倾方向受断层遮挡所形成的圈闭中的油气聚集（1）断层在油气藏形成中的作用 封闭作用：由于断层的存在，使油气在纵、横向上都被密 封不逸散，聚集成油气藏。 在纵向上，断层的封闭作用决定于断层带的紧密程度， 主要取决于以下四个因素：一、构造油气藏A 断层性质及产状:压扭力作用产生的断层断裂带紧密，断 层面具封闭性质。张性断层断裂常不紧密，易起通道作用 。断面陡则封闭性差；断面缓则封闭性好B 断层带内地下水中溶解物质(如碳酸钙)沉淀，将破碎带 胶结起来，形成断层墙，起封闭作用。C 在塑性较强的地层中(如泥岩)产生断层，沿断层面常形 成致密断层泥，可起封闭作用D 油气沿开启断裂带运移过程中，由于氧化作用形成固体 沥青等物质，堵塞运移通道，起封闭作用在横向上断层的封闭作用取决于断距的大小，以及断 层两侧岩性组合的接触关系。基本条件是断层两侧的渗透性岩层不直接接触，俗称 “砂岩不见面”，就可起封闭作用；反之，如果断层两侧 的渗透性岩层直接接触，则不能起封闭作用。断层封闭能力本质上取决于断层 面两侧对置岩层的排替压力差。断层两侧岩性接触情况对断层圈闭封闭性的影响 A层为完全封闭；C层为部分封闭 图5-7断层圈闭的大小与断距及断层两侧岩层接触情况的关系从平面组合关系上来看平直断层与水平或单斜地层相切，尽管断裂带封闭，也不能 形成圈闭。要想形成断层圈闭，在断层本身是封闭的前提下， 从平面组合关系来看，必要条件是：断层线与储集层 构造等高线构成闭合状态，或断层线与岩性尖灭线构 成闭合状态。 通道和破坏作用由于断裂活动，开启程度高，常破坏原生油气藏的平衡 状态，成为油气运移的通道。如果断层断至上部某一地层消失，其上部有良好盖层， 则可形成次生油气藏。有的断层断至地面，油气完全逸散而 破坏了油气藏。青海油砂山断层对油气藏形成所起的作用具有两重性，既可以起封闭作用，也可以起通道和破坏作用。几个相互交叉的断层在储层上倾方向产生遮挡柴达木盆地冷湖油田胜坨油田一个弯曲的断层与单 斜储集层相切形成（2）断层油气藏的类型一近于平直断层在鼻状构造 向上开口端产生遮挡，形成 所谓断鼻构造东辛油田营13 断块几条断层将一地层从四周切成一 个孤立断块，形成圈闭3.岩体刺穿油气藏由于刺穿岩体接触遮挡而形成的圈闭，称岩体刺穿圈 闭；岩体刺穿油气藏是油气在岩体刺穿圈闭中的聚集。 地下岩体(包括盐岩、泥膏岩、软泥以及各种侵入岩 浆岩)侵入沉积岩层，使储集层上方发生变形，其上倾方 向被侵入岩体封闭形成圈闭。与刺穿体有关的储层上倾 变形、变位(断裂)相应可形成背斜圈闭和断层圈闭。 一、构造油气藏莫连尼油田洛克巴丹油气田盐体刺穿 油气藏泥火山刺穿油气藏 岩浆岩体刺穿油气藏 墨西哥4.裂缝性油气藏指油气储集空间和渗滤通道主要靠裂缝或溶孔(溶洞)的 油气藏。 特点：油气藏常呈块状； 钻井过程中常发生钻具放空、泥 浆漏失和井喷现象；孔隙性、渗透性分布不均造成同一油藏不 同油井之间的产量差别甚大 青海油泉子油田一、构造油气藏地层圈闭指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，称为地层油气藏。 地层不整合遮挡油气藏地层超覆油气藏第二节 油气藏的分类二、地层油气藏生物礁油气藏地层油气藏及其与非地层油气藏之间的区别B、C是位于不整合面之上的地层超覆油气藏；D、E为不整合面之下的地层不整合遮挡油气藏；A、F分别为岩性尖灭和背斜油气藏。1.地层不整合遮挡油气藏 地质历史某时期，地壳运动使一个区域上升，受强烈风化剥蚀 。坚硬致密的岩层抗风化能力强，在古地形上为突起；抗风化能 力较弱的岩层形成古地形中的凹地。显示出了高山、平原、沟谷 、河湖等古地貌的景观。后来，在该区域未被剥蚀成为平原时， 又重新下降，被新的沉积物掩埋覆盖，这样就在原古地形基础上 ，形成一系列潜伏剥蚀突起或潜伏剥蚀构造。也称为“古潜山” 。二、地层油气藏这种古地形突起遭受长期风化、剥蚀，常形成破碎带、溶 蚀带，具备良好的储集空间，当其上为不渗透性地层所覆盖时 ，则形成了地层不整合遮挡圈闭，成为油气聚集的有利场所。 地层不整合遮挡圈闭示意图潜伏剥蚀突起圈闭 潜伏剥蚀背斜构造圈闭潜伏剥蚀单斜构造圈闭地层不整合遮挡油气藏中的油气储集层时代常比生油岩的 时代老，即所谓的“新生、古储” 2.地层超覆油气藏 地层超覆指水体渐进时，沉积范围逐渐扩大，较新沉积层覆 盖较老沉积层，向陆地扩展，与更老的地层侵蚀面成不整合接触 。地层退覆是在水体渐退时发生，较新沉积层范围愈来愈小实际地质环境里水进与水退交替出现，剖面上表现为超覆不 整合面与退覆削蚀面相交。二、地层油气藏实例:图5-253.生物礁油气藏生物礁指由珊瑚、层孔虫、苔藓虫、藻类、古杯类等 造礁生物组成的、原地埋藏的碳酸盐岩建造 生物礁圈闭指礁组合中具有良好孔隙-渗透性的储集岩 体被周围非渗透性岩层和下伏水体联合封闭形成的圈闭 其本身具有良好的生油条件，