石油天然气-第五章[1].油气聚集与油气藏的形成
第五章油气聚集及油气藏的形成
第五章油气聚集及油气藏的形成第一节圈闭和油气藏概述圈闭与油气藏概述》一、圈闭的基本概念1.圈闭的概念适合于油气聚集、形成油气藏的场所,称为圈闭。
圈闭是由三部分组成:(1) 储集层;(2) 盖层;(3) 阻止油气继续运移,造成油气聚集的遮挡物,它可以是盖层本身的弯曲变形,如背斜;也可以是另外的遮挡物,如断层、岩性变化等。
2.圈闭的度量圈闭的大小和规模往往决定着油气藏的储量大小,其大小是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。
因此,它是评价圈闭的重要参数之一。
(1) 溢出点流体充满圈闭后,开始溢出的点,称圈闭的溢出点(图5-1)。
(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。
圈闭面积一般由目的层顶面构造图量取。
(3) 闭合高度从圈闭的最高点到溢出点之间的海拔高差,称该圈闭的闭合高度。
闭合高度愈大,圈闭的最大有效容积也愈大。
必须注意,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。
而构造幅度的测量,则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) 有效孔隙度和储集层有效厚度的确定有效孔隙度值主要根据实验室岩心测定、测井解释资料统计分析求得,做出圈闭范围内的等值线图。
储集层有效厚度则是根据有效储集层的岩电、物性标准,扣除其中的非渗透性夹层而剩余的厚度。
(5) 圈闭最大有效容积的确定圈闭的最大有效容积,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。
其具体确定方法,可用下列公式表示:V=F·H·P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;P--储集层的有效孔隙度,%。
二、油气藏的基本概念1.油气藏的概念油气藏是地壳上油气聚集的基本单元,是油气在单一圈闭中的聚集。
油气聚集与油气藏的形成
油气聚集与油气藏的形成油气在生成后,沿着一定的孔隙或者裂缝发生运移。
在油气运移一定的距离之后,必然会因为某些地质因素聚集成藏。
本文将从油气聚集的场所-圈闭,油气聚集的机理以及油气聚集的条件等个方面对油气藏的形成进行阐述。
首先,油气聚集的场所-圈闭。
当油气在地下运移时,在一定条件下停止运移而集中聚集起来,而这样适合于油气聚集、形成油气藏的场所,我们称之为圈闭。
圈闭具备两个基本要素:一是储集层,二是封闭条件。
储集层是圈闭的主体部分,为油气的储存提供空间,其封闭条件主要包括盖层和遮挡物,主要作用是阻止油气的运移散失。
圈闭的大小,主要是由圈闭的有效容积确定的。
它表示能容纳油气的最大体积,是评价圈闭的重要参数之一,当储集层厚且平缓时,最大容积取决于:闭合面积,闭合高度和有效孔隙度。
溢出点是指圈闭容纳油气的最大限度的点位。
若低于该点高度,油气就溢向储集层的上倾方向。
闭合度是指圈闭顶点到溢出点的等势面垂直的最大高度。
闭合面积在静水条件下是通过溢出点的构造等高线所圈定的封闭区的面积,或者更确切地说,是通过溢出点的水平面与储集层顶面及其他封闭面(如断层面、不整图一圈闭参数示意图合面、尖灭带等)所交切构成的封闭区(面积)。
在动水条件下,是通过溢出点的油气等势面与储集层顶面非渗透性盖层联合封闭的闭合油气低势区。
当油气在单一圈闭中聚集后,就形成了一个油气藏,是地层中油气聚集的基本单位。
所谓单一圈闭,就是指由同一要素控制,具有单一储层,为统一压力系统和有同一油水界面的圈闭。
不同圈闭形式如图二所示。
如果圈闭中的油气聚集数量足够大,具有开采价值,则称为商业油气藏,如果油气聚集数量不够大,没有开采价值,就称为非商业性油气藏。
图二非单一圈闭示意图在一个油气藏内(图三),垂向上,由于流体比重的差异,重力分异结果使油、气、水的分布呈现:气在上,油居中,水在下的分布特征,它们之间的分界面为油-气界面和油-水界面。
静水条件下,这些分界面近于水平,而动水条件下,这些分界面发生倾斜,倾斜程度取决于水动力的强弱。
石油地质-第五章-油气藏的形成
的油气能及时运移到储集层中,同时,盖层的质量和厚度又能 保证运移到储集层中的油气不会逸散。据生、储岩层的接触关 系,将生储盖组合分为二大类: 1. 连续生储盖组合: 三者存在于连续沉积 的地层单位中,包括 上覆型、下伏型、互 层型、侧变型和封闭 型。 2. 不连续生储盖组 合:生油层和储集层 在时间上不连续,两 者之间是由不整合面 或断层面相沟通,包 括不整合和断裂型二 种。
第五章 油气藏的形成
第一节 油气聚集 第二节 油气藏形成的基本条件 第三节 油气藏形成的时间
第一节 油气聚集
一.概述 圈闭:储集层被联合封闭而形成的能聚集和保存油 气的场所。 圈闭有两个基本要素:(1)储集层;(2)封闭条件
圈闭类型划分表
大 类 亚
构造圈闭
1.背斜圈闭 2.断层圈闭 3.裂缝性背斜 圈闭 4.刺穿圈闭
二.油气在单一 圈闭中的聚集 单一圈闭的油气 藏常见的是背斜圈 闭和岩性圈闭。在 静水条件下,油气 首先在背斜的高部 位聚集起来,然后, 在低部位聚集,直 到充满整个圈闭。 而且,圈闭中的油、 气和水是按比重分 异的,由圈闭的顶 部向下依次聚集的 是天然气、石油和 水。
三.油气在系 列圈闭中的聚集 在含油气盆地 中,成带、成群 分布的圈闭,即 为系列圈闭。 位于生油凹陷 附近的系列圈闭 易产生差异聚集, 其差异聚集原理 可简述为:在油 源区形成的油气, 进入饱含水的储 集层后,沿着一 定的路线 ( 由溢出 点所控制)向储集
油气藏有效圈闭应具备以下条件: 1.圈闭距油源区较近,具有优先捕获油气的能力。 2.圈闭形成时间早。指圈闭形成的时间必须早于油气的运移 和聚集时间或两者同步进行。 3.圈闭的闭合高度较大。此高度必须大于油水倾斜面两端高 度差或油水过渡带的厚度。 4.保存条件。圈闭的上方有封闭性良好的盖层,没有良好的 保存条件很难形成大的油气藏。 5.圈闭的容积要大。
石油地质学 第五节 油气藏形成的条件
c.产烃率:烃源岩中单位质量有机质的的生烃量。
d.产烃丰度:单位面积烃源岩的生烃量
4
2
100000 8 6
4
2
10000
8
资
6
源
量
4
(
万 吨
2
)
1000 8 6
4
2
100 8 6
0
Q=59.2098S-55327.8
Q=12.5008S+1153.2 Q=6.95347S+107.819 Q=3.42806S+880.62 Q=2.78523S-315.579 Q=1.799S-65.7678 Q=1.10234S+205.591 Q=0.748873S-25.4078
东部区域
中西部区域
包裹体精细分析
塔河流体包裹体分布图 塔河上述井发现油包体 均一温度与盐水包体均一 温度低温相近,高温相差
近40度
盐水包裹体精细分析
塔河主体区
均 一 温 度 分 析
个数
个数
个数
个数
16
40
S65井,5470.02-5733
12
30
9块样品,159个测点
8
20
S76井 5468.8-5729.9 17块样品,274个测点
具体方法是利用半自动化显微镜平台观察含油包裹体颗
粒在总体颗粒数目的相对含量的技术。GOI数可代表油气相
对饱和度,
含油包裹体的矿物颗粒数目
即GOI(%)=
×100%
总矿物颗粒数目
各期油气包裹体数目 各期GOI(%)= 总油气包裹体数目 ×100%
个数
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
油气聚集与油气藏的形成
油气藏,特别是大型油气藏形成的基 本条件应包括:
充足的油气源; 足够的油气运移动力;
良好的运移通道;
有效的储集层; 有利的生储盖组合; 大容积的有效圈闭;
六、Great effective trap
气藏,必须有大容积的有效圈闭。
有效圈闭是形成油气藏的基本条件。要形成巨大的油
圈闭容积的大小,主要取决于闭合面积(close area)、 闭合高度(close height)、储集层的有效厚度(effective thickness)和有效孔隙度(effective porosity)等参数。 一个大容积的圈闭,通常具有较大的闭合面积,较厚的储 集层,较高的孔隙度,但闭合度的变化范围可能较大。
力在垂向上分布的分析,认为巨厚泥质生油层向储
集层提供流体(包括油气),主要是由紧靠储集层
的30m(100ft)左右的生油层,其余部分的效率很低。
根据这一研究得出,单层厚度为30-50m的油层具
有最高的排烃效率。随着连续厚度增大,排烃效率
降低。连续厚度大于200m以上,排烃效率明显降
低。
The simple table of qualitative estimation on source、reservoir、seal combination
生油中心控制着油气分布
济阳凹陷下第三系生油中心与油气富集关系(东营凹陷部分) 1—地层剥蚀线,2—生烃强度等值线,3—油田
松辽盆地下白垩统 生油中心与油气富 集关系图
1—生烃强度等值线, 2—地温梯度等值线, 3—油田,4—凹陷边界
生油坳陷在盆地内的展布,归纳起来大致有以 下三种基本型式: 1. 位于盆地中央地带,如松辽、西西伯利亚、 洛杉矶、锡尔特等盆地; 2. 偏于盆地一侧,如波斯湾、伏尔加-乌拉尔、 阿尔伯达、山九昆等盆地; 3. 多生油凹陷,即统一的含油气盆地中存在若 干个生油凹陷,如渤海湾盆地。
石油地质学 第五节 油气藏形成的条件
Q=0.0668886S+73.1739
1000
2000
3000
4000 5000 面积(km2)
6000
7000
8000
产烃率是通过 有机质热模拟实验 获得。
辽东湾地区下第三系烃源岩不同有 机质类型热解产烃率曲线盆地油气丰度
煤和煤系泥岩热模拟产气率 曲线
盆地总油气资源量=烃源岩面积×产烃丰度=产烃率×有机质总量。
(b)空间上,成烃坳 陷与油气聚集区的可能关系
成烃坳陷与油气分布关系图
成烃坳陷内烃源岩展布型式 1. 烃源岩位于成烃坳陷中央地带。 2. 烃源岩位于成烃坳陷一侧。 3. 烃源岩的分布在多个次一级成烃坳陷(凹陷)内。
非成烃坳陷 非成烃坳陷指没有或很少烃源岩,或没有成熟烃源岩的
坳陷。
(二)充足油气源
华北冀中潜山油气藏的成藏油气运移
华北盆地冀中坳陷深凹陷与潜山油气藏分布图 (据吴继龙,1986)
1.坳陷界线;2.大于3-4km的深坳陷;3.断层;4.潜山油藏
(2)较长距离的侧向运移
连续组合内较长距离的侧向运移较长距离是指十几千米 以上。
c.产烃率:烃源岩中单位质量有机质的的生烃量。
d.产烃丰度:单位面积烃源岩的生烃量
4
2
100000 8 6
4
2
10000
8
资
6
源
量
4
(
万 吨
2
)
1000 8 6
4
2
100 8 6
0
Q=59.2098S-55327.8
Q=12.5008S+1153.2 Q=6.95347S+107.819 Q=3.42806S+880.62 Q=2.78523S-315.579 Q=1.799S-65.7678 Q=1.10234S+205.591 Q=0.748873S-25.4078
石油地质学(第五章石油和天然气的聚集)
第一节 圈闭与油气藏的基本概念
第 2.油(气)藏高度 五 2.油(气)藏高度 章 油藏高度 : 油藏最高点与油水界面 石 油 和 天 然 气 油气藏高度=气顶高度+ 含油高度 的 (气)面积 含油( 聚 3. 含油 集 • 含油面积: 含油外边缘 所圈定的 含油面积:含油外边缘 含油外边缘所圈定的
所圈定的封闭区面积。
石 油 和 天 然 气 的 聚 集
•
•
背斜圈闭的溢出点、闭合高度和闭合面积示意图
第一节 圈闭与油气藏的基本概念
第 对于断层圈闭,闭合面积按断层线与储集层顶面等高线构 五 成的闭合面积。 章 同样对于不整合面、地层尖灭带与储集层顶面等高线相交
构成的闭合区面积。
石 油 和 天 然 气 的 聚 集
第 五 二、圈闭的度量 章 石 油 和 天 然 气 的 聚 集
第一节 圈闭与油气藏的基本概念
(spill point): 油气充满圈闭后最先开始向 1.溢出点 溢出点( ):油气充满圈闭后最先开始向 外溢出的点。
பைடு நூலகம்
第一节 圈闭与油气藏的基本概念
第 五 二、圈闭的度量 章 2.闭合面积(closure area):通过溢出点的构造等高线
第 二、圈闭的度量 五 4.有效孔隙度和储集层的有效厚度 章 石 油 和 天 然 气 的 聚 集
有效孔隙度主要根据岩心的实验室测定、测井解释资 料统计分析求得,作出圈闭范围内的等值线图。
储集层的有效厚度根据有效储集层的岩性、电性、物 性下限标准求得。 (最大聚集油气体积) 、圈闭的最大有效容积( 5、圈闭的最大有效容积 V=F×H×φ • 3 V —有效容积,m ; F —闭合面积,m2; H —储集层的有效厚度,m; φ —储层有效孔隙度,%。 •
12 第五章-油气藏的形成和破坏
(一)、 充足的油气源
一个含油气区油气量生成的丰富程度主要取决于五 个基本条件: 个基本条件: 1、有机质丰度 、 2、有机质类型 、 3、有机质成熟度 、 4、排烃效率或排烃系数 、 5、烃源岩发育程度 、
具备上述条件的沉积区, 具备上述条件的沉积区,称之为 生油凹陷。
生油凹陷的面积与盆地的规模紧密相关, 生油凹陷的面积与盆地的规模紧密相关 , 一般大型 盆地的生油凹陷面积较大,可以形成丰富的油源。 盆地的生油凹陷面积较大,可以形成丰富的油源。但中小 型的沉积盆地,若沉积岩系和生油层厚度很大, 型的沉积盆地,若沉积岩系和生油层厚度很大,也可形成 丰富的油源。 丰富的油源。 在盆地中,生油凹陷可以位于盆地中心, 在盆地中,生油凹陷可以位于盆地中心,也可以位于 盆地的一侧,还可以是若干个分布于盆地各区, 盆地的一侧,还可以是若干个分布于盆地各区,具体分布 规律要具体情况具体分析。 规律要具体情况具体分析。
四 、圈闭及油气藏的度量
衡量圈闭的大小可用圈闭 有效容积, 的 有效容积, 而求得圈闭的有 闭合高度, 效容积,必须了解闭合高度 效容积 , 必须了解 闭合高度 , 闭合面积等概念 等概念, 闭合面积 等概念 , 现以背斜圈 闭为例说明如下: 闭为例说明如下: 所谓闭合高度或闭合度是指 所谓闭合高度或闭合度是指 闭合高度或闭合度 从背斜圈闭的最高点到溢出点 之间的垂直距离或两点的高度 差。 圈闭面积是指通过溢出点 圈闭面积是指通过溢出点 的构造等高线所圈闭的面积。 的构造等高线所圈闭的面积。
(二)、良好的储集层和有利的生储盖组合
良好的储集层和有利的生储盖组合是大型油气藏形 成必不可少的基本条件。 成必不可少的基本条件。 1、生储盖组合的基本概念和分类 、 生储盖组合是指生储盖三者的组合型式。 其实质是 生储盖组合是指生储盖三者的组合型式 。 以怎样的关系组合在一起, 以怎样的关系组合在一起 , 才能使生成的油气有效地驱 向储集层,而储集层中的油气不致向上逸散。 向储集层,而储集层中的油气不致向上逸散。 按上述观点, 按上述观点 , 根据生储层接触关系可将生储盖组合 分为两型七式 即⑴连续组合,⑵不连续组合,之后再根据接触方 连续组合, 不连续组合, 式和通道方式将各类组合进一步细分。 式和通道方式将各类组合进一步细分。
5油气藏的形成及破坏
含油面积 含水边界( 内 含油边界)
气顶面积
含油边界( 外 含油边界) 气顶高度
含油高度
油气藏高度
背斜油气藏中油、气、水分布示意图
二. 油气藏成藏要素
气藏 油藏
油气藏
油气藏的重要特点是在“单一的圈闭内”。这里“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,在
同一面积内,具有统一的压力系统和同一的油、气、水边界。
如果不具备这些条件,即使是位于同一面积上的油气 聚集,也不能认为是同一个油气藏。
同一要素控制 “单一圈闭” 单一储层 统一压力系统 同一油水界面
衡量油源丰富程度的标志 1.生油岩的总体积大小 2.Kerogen的丰度和类型 3.沉积有机质的成熟度和转化率
4.生油岩的排烃效率-烃源岩排出烃的质量与生成烃的质量百分比
其中,1、2 两项取决于: (1)含油气盆地的构造条件→ 坳陷的形成
(2)含油气盆地的沉积环境→ 生油凹陷形成
(3)沉积物的沉积速度、保存→ 还原环境形成 (4)盆地稳定下沉持续的时间→ 形成适于演化的温度和压力
六大成藏要素
烃源岩
储集层 盖层
圈闭
运移 保存
四个基本条件
1.充足的烃源条件 2.有利的生、储、盖组合 3 有效的圈闭 4 必要的保存条件
(一)成藏要素
包括生油层,储集层,盖层,运移,圈闭,保存等要素。
油气藏的形成和分布,是它们的综合作用结果。 1. 生油气源岩 是油气藏形成的物质基础。烃源岩的优劣取决于其体积, 有机质丰度,类型,成熟度及排烃效率。 烃源岩分析要结合盆地沉降埋藏史,地热史,古气候综合 分析评价: 盆地沉降埋藏史,对烃源岩的厚度有着决定性的作用;
第五章 油气聚集和油气藏的形成(2)
一、圈闭与油气藏概述 二、油气藏形成的基本条件 三、油气聚集机理 四、油气藏形成时间的确定
第一节 圈闭与油气藏概述
一、圈闭(Trap)的定义 • 圈闭:适合于油气聚集,形成油气藏的场所。 • 圈闭:储集层中油、气物质自身势最小而其动能为零的 地方。
•圈闭两个基本要素:
tan
o
w w o
tan
w w o
i
油气界面倾角:tan
g
w w g
i
在水流活动加强时,背斜储集 层中油和气的移位和分离
(四)必要的保存条件
良好的保存条件
地壳运动不剧烈 水动力活动弱 岩浆活动有利
图5-18 辽河断陷新生代火山岩分布图
1—馆陶期 Ng,2—东营期 Ed,3—沙一期 Es1, 4—沙尔期 Es 2,5—沙三期 Es3 6—沙四期 Es4, 7—剖面位置
的高差。
3、 底水、边水
底水
边水
底水 边水
底水
第二节 油气藏形成的基本条件
一、油气成藏基本要素:生、储、盖、运、圈、保
二、油气富集条件: 充足的油气来源 有利的生储盖组合和良好的储层 大容积的有效圈闭
(一)充足的油气来源
烃源岩体积大,有 机质丰度高、类型好、 转化程度高,烃源岩排 烃效率高,即可提供充 足的油气源。
——油藏破坏时间
•有利的生储盖组合:烃源岩排烃通畅、效率高; 盖层的质量高、厚度大而稳定。
生油层与储集 层为互层组合 时,油气初次 运移和聚集示 意图
不同生储盖组合,具有不同的输送油气的通道和不同 的输导能力,油气富集的条件就不同。
◆石油多产自砂岩 与页岩之比例为 0.25的地区,而天 然气却聚集于砂岩 分布较多的地区。
【石油地质学】第五讲油气聚集与成藏
清绘此图
Four isolated each other pools
断 层 圈 闭
( 背 斜 圈 闭 )
(四)油气藏的度量
含油面积:油藏外边缘圈闭的面积。
含油边界:油水界面与储层顶、底面的交线称外、内 含油边界。
油(气)水界面:与储集层(油层、气层)底面的交线称内 含油(气)边界,又叫含水边界。
因此,对研究油气藏形成的基本条件而言,充足的 油气来源和有效的圈闭将成为两个最重要的方面。
一、油气成藏要素
(一)生油气源岩
沉积埋藏史:盆地持续沉降→巨厚沉积物→稳定还原环境 受热史:高地温场→成熟度 古气候:水体介质、有机质丰度
(二)储集层
沉积体系、沉积相→孔隙度、渗透率、储集岩类
(三)盖层
盖层类型 盖层的形成、分布范围
➢气顶和油环,油气按密度分异,气位于圈闭 的最高部位,形成气顶;油位居中部,水在最 下面油在平面上呈环带状分布,称油环。
➢充满系数,定义为含油高度与闭合高度的比 值。 一般情况下在富含油气区,该系数高;在 贫含油气区,充满系数低。
第二节 油气藏成藏要素
油气藏是地壳上油气聚集的基本单元,能否形成储 量丰富的油气藏,且被保存下来,主要取决于是否具备 生油层、储集层、盖层、运移、圈闭和保存等成藏要素 及其优劣程度。
the regional dip
背斜圈闭的闭合 面积、闭合高度
The close area of fault traps
The close area of lithology traps for the wedge type
1-渗透性砂岩上倾方向尖灭线;2-构造等高线;3-背斜圈闭闭合区; 4-尖灭型岩性圈闭闭合区
§1圈闭与油气 藏
【油田开发地质学】05第五章 圈闭及油气藏
(2) 典型情况
1)底水油藏: 油柱高度〈储层厚度
2)边水油藏: 油柱高度〉构造高点处的储层厚度
3)气顶油环油气藏: 气柱高度〉储层厚度
六、油气聚集
油气聚集—油气在运移过程中,
遇到圈闭聚集起来形成油气藏的 过程。
油气水密度、粘度不同
天然气占据盆地中心周围(靠外) 的最高位置圈闭,石油占据下方较 低位置(盆地中心)的圈闭。
第五章 油气藏及油气聚集
➢圈闭和油气藏的概念*** ➢油气藏的形成*** ➢油气藏的基本类型*** ➢油气聚集单元*
油气资源分布规律
第一节 圈闭和油气藏的概念
一、圈闭的概念
储集层中能够阻止油气运移, 适合于油气聚集的场所。
储集层
The place where oil and gas are barred from further
五、油气藏的度量
1、静水条件下
1、静水条件下
含水边界(内 含油边界)
含油边界(外 油藏含高油度边:界油)水界面到油藏最高点 的高程差
气藏高度 : 气水界面到油藏最高点 的高程差 油气藏高度 : 油水界面到油气藏最高 点的高程差
含油面积 气顶面积 气顶高度 含油高度
油气藏高度 背斜油气藏中油、气、水分布示意图
三套储层,三个油气藏
同一套储层,三个油藏
请指出以上油藏剖面图中各有几个独立的 油藏或油气藏?
四、油气藏的概念
同一套储层,两个油藏
同一套储层,四个油藏
同一套储层,一个油藏
多套储层,同一油藏
请指出以上油藏剖面图中各有几个独立的油藏或油气藏?
四、圈闭中油、气、水的分布及油气藏的度量
❖(一) 单一圈闭中油 、气、水的分布:
石油开发地质学-第5章 圈闭和油气藏
(2)含油边界和含油面积 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。
含水边界
含油边界
背斜油气藏中油、 气、水分布示意
图
(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
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, 四个油气藏
同一套储层, 三个油气藏
第一节 圈闭及油气藏的概念
四、油气藏的度量
(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
(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
油 气
(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:
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
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储集条件好生物礁本身原生孔隙和次生溶洞都很发育加拿大的油气产量约有60产自生物礁油气藏墨西哥70
《石油天然气地质与勘探》第5章 油气聚集与油气藏的形成(1)
(4)水压梯度和流体性质对圈闭有效性的影响
①静水条件下:测势面水平,同一储层海拔高度相 同的点压力相同,油水(或气-水)界面水平。
②动水条件下,测势面倾斜。储层中水沿测势面倾 斜方面流动,圈闭内油水(或气-水)界面顺水流方向倾 斜,倾斜角度大小取决于水压梯度大小和流体密度差 。相同水动力下对油聚集有效的圈闭对气聚集仍有效 ,反之不一定。
(3) 地应力场性质:控制有机质成熟演化的力学化学效应。影响 烃源岩和储集岩微裂缝、储集层次生孔隙发育带的形成分布。 (4)地应力场特征:影响油气运移方向、通道及强度; 地应力场 变化: 直接引发流体运移。
(5)地应力是油气运移的主要驱动力之一,是控制油气运移、聚 集的重要因素。 局部应力低值区是油气富集区。油气从压应力区、 压扭应力区向张应力区和张扭应力区运移聚集。
散和水溶对流为重要运移机制。
主要是渗滤和脉冲式混相 涌流。
条
多样:游离天然气直接排替地层水成
件 的
聚集机理
藏,已聚集石油的圈闭被天然气驱替 成藏,水溶气脱溶成藏,富含气的地
较单一。游离相石油排替 地层水聚集成藏。
对
层水可形成水溶气藏。
比
演化和保 存条件
易于散失,扩散损失重要。气藏形成 始终处于聚和散的动平衡中,成藏期 晚有利于气藏的保存。聚集效率低。
来源于热成因气; ②较低的温度,一般温度低于10℃; ③较高的压力,一般压力大于10MPa; ④有利的储集空间。 最重要的是低温和高压条件,且温度与压力可在一定范
围内相互补尝。
圈闭大小由最大有效容积来度量。它取决于圈闭的闭 合面积、 闭合高度、储层有效厚度、有效孔隙度
★ 油气藏:油气在单一圈闭中的聚集。 是油气在地壳中聚集的基本单位。
石油天然气地质与勘探5-5油气藏形成时间
伊利石年龄减小
埋藏深度增大
石发水 停生层 止变的 生化水 长伊介
利质
古油水界面
今油水界面
两 期 成 藏
成长 藏期 作缓 用慢
的
油水界面
中侏罗统头屯河组和西山窑组储层伊利石同位素年龄: 盆参2井为99-83Ma,盆4井为104-91Ma。成藏期在晚白垩 世,
下侏罗统三工河组和八道湾组:盆参2井为74-64Ma, 盆4井为83-71Ma。成藏期在白垩纪末以后。
哈西—迈萨乌德油田地区志留系生 油岩埋藏历史和烃类生成随地质时代的变化
哈西-迈萨乌德油田
2、圈闭发育史分析法 圈闭形成的时间---油气藏形成的最早时间 沉积埋藏史恢复 构造发展史恢复
沉积时A点为隆起区, B点为生油区。A点 聚油有利。
若后来由于地壳的 差异升降,B点的隆 起幅度超过了A点; 但由于a期的沉积物 中的油气已在构造A 中聚集,因而在构 造B之a层中,往往 没有油气聚集
• 影大 于原始状态,计算的油藏形成时间比实际时间 晚。
• (2) 地壳运动:油气藏形成后,若上覆地层遭 受剥蚀,或埋深加大,引起油气藏内的温压条 件变化,饱和压力随之变化。
• 二、流体历史分析方法
• 化石记录:储层成岩矿物及其中流体包裹体直 接记录了沉积盆地油气成藏条件和过程,作为化 石记录用于重塑油气藏形成和演化史。
莫索湾隆起侏罗系砂岩自生伊利石(<0.1µm) 同位素地质年龄分布
• 2、储层流体包裹体法
• 包裹体:胶结物和矿物形成时捕获介质中的成 分,在矿物晶格缺陷中形成包裹体;
• 捕获成分:液体、气体 • 流体包裹体纪录了原始流体的性质、组分、理
化条件等。
烃包裹体
盐 水 包 裹 体 碎屑颗粒
石油地质学第5章 石油和天然气的聚集
(2)根据生油层与储集层的时代关系划分为新生古储式、古 生新储式和自生自储式三种型式。
第五章 石油和天然气的聚集
(3)根据生、储、盖组合之间 的连续性可将其分为连续性沉积的 生、储、盖组合和不连续的生、储、 盖组合。 连续的生储盖组合是三者存在 于连续沉积的地层单位中,生储层 直接接触,以孔隙或孔隙—裂缝系 为输导油气的通道。根据接触方式 可进一步分为:面接触,包括上覆 式、下伏式、互层式;带接触,也 称侧变式或指状交叉式;体接触, 也称封闭式或透镜式。
背斜油气藏中, 油、气、水分布示意图
第五章 石油和天然气的聚集
(三)油气藏的度量 对于油气藏来讲,其大小通常 是用储量来表示的,主要用到以下 几个参数和术语。 1. 含油边界和含油面积: 油(气)水界面与储集层顶、 底面的交线称为含油边界。其中与 顶面的交线称为外含油(气)边界, 与底面的交界称为内含油(气)边 界。若储集层厚且油水界面较高, 与其底面不相交时,只有外含油边 界。由相应含油边界所圈定的面积 分别称为内含油面积和外含油面积。
成烃坳陷与油气分布关系图
第五章 石油和天然气的聚集
2. 烃源岩的成烃条件
并非所有的沉积盆地都有成烃拗陷,当盆地内拗陷 区一直处于补偿或过补偿状态时,难以形成有利的成烃环 境,或油气潜量极低,属于非成烃拗陷。因此,一个拗陷 是否具备成烃条件,还要对烃源岩有机质丰度、类型、成 熟度、排烃效率来进行评价。通过定量计算成烃潜量、产 烃率来确定盆地的总资源量,从而评价油气源的充足程度。 只有具丰富油气资源的盆地,才能形成大型油气藏。
第五章 石油和天然气的聚集
二、油气富集条件 (一) 充足的烃源条件
生油条件是油气藏形成的物质基础。因此,充足的油气供给, 才能形成储量大、分布广的油气藏。油气源的供烃丰富程度,取度。 生油凹陷面积大、沉降持续时间长,可形成巨厚的多旋回性的烃源 岩系及多生油气期,具备丰富的油气源,是形成丰富油气藏的物质 基础。从国内外大型及特大型油气田分布看,它们都分布在面积大、 沉积岩系厚度大、沉积岩分布广泛的盆地中。如波斯湾、西伯利亚、 墨西哥、马拉开波、伏尔加—乌拉尔、松辽、渤海湾。这些盆地的 面积多在10×104km2以上,烃源岩系的总厚度均>200~300m,沉积 岩体积多在50×104km3以上。
第五章_石油和天然气聚集
第一节、圈闭与油气藏的基本概念 二、油气藏的基本概念 2、油气藏的度量 2)底、边水 如果油层厚度不大,或构造倾角较陡,这时油气充满圈闭的高 部位,水围绕在油气藏的四周,即在内含油气边缘以外,这种水 称为边水。 但是,如果油层厚度大,倾角小,油气藏的下部全为水,这种 水称为底水。
能源地质学课件
能源地质学课件
第三节 油气聚集 二、油气差异聚集原理 1、油气差异聚集原理
例如,俄罗斯斯大林格勒区北 部下石炭统,有三个相联系的 圈闭,由南向北沿上倾方向依 次为:李涅夫构造只含气不含 油,日尔诺夫构造为一油气藏, 而巴赫麦其也夫构造则为没有 气顶的油藏。
能源地质学课件
第三节 油气聚集 二、油气差异聚集原理 2、油气差异聚集的必备条件 (1)具有区域性较长距离运移的条件,要求具区域性的倾斜;储集 层岩相岩性稳定,渗透性好;区域运移通道的连通性好。 (2)相联系的一系列圈闭,它们的溢出点海拔依次增高。 (3)油气源供应区位于盆地中心带,有足够数量的油气补给。 (4)储集层中充满水并处于静水压力条件下,石油和游离气是同时 一起运移的。
若油气聚集的数量足够大,具有开采价值,则称为工业油气藏。 如果油气聚集的数量不够大,没有开采价值,就称为非工业性油气 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;二着同时聚集,则称为油气藏。
能源地质学课件
第一节、圈闭与油气藏的基本概念
二、油气藏的基本概念
1、油气藏
油气藏的重要特点是在“单一的圈闭 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, 在同一的面积内,具有统一的压力系统, 统一的油、气、水边界。
能源地质学课件
第三节 油气聚集 三、油气聚集模式
第五章 5.3 油气聚集原理
气 油 水
背斜油气藏的立体模型
2. 区域倾斜 带上、岩性稳 定的同一渗透 层内、一系列 溢出点依次抬 高的相邻圈闭
中的溢出型油
气差异聚集
3.系列圈闭中油气渗漏型差异聚集原理(Schowalter)
油水界面上: P油=P水
油水界面以上(密度差): P油P水 存在向下的流体势梯度 油上移,向下排替水,直到充满 圈闭。
3 渗滤作用+排替作用
上覆盖层的毛细管封闭条件下: 储层中或底部S油达70%以上水渗流停止。 油气聚集初期:水可通过上覆亲水盖层渗流;油气 聚集一定程度后,水主要被油气排替到圈闭下方。 上覆盖层具有异常高压封闭的情况下:水不能通过 上覆盖层渗流,只向下排替。
第三节
油气聚集原理
一、油气聚集的动力学机制
二、各种圈闭中的油气聚集模式
三、油气的差异聚集
一、油气聚集的动力学机制
油气聚集:油气在圈闭中排开 孔隙水而积聚起来形成油气藏的过 程。
1、渗滤作用ห้องสมุดไป่ตู้
由于盖层对 烃类的毛细管封 闭。游离烃被阻 止在盖层之下的 储层中。水可通 过盖层继续运移。
2、排替作用
当盖层成岩程度很高或具超压 时,圈闭中的水难通过盖层排出,
影响溢出型油气差异聚集的地质因素
运移路径上有支流油气源 温压变化——形成次生气顶,或原生气顶溶于油 后期地壳运动——圈闭条件改变 水压梯度及水运动方向
美国阿巴拉契亚盆地油气藏分布图 (A.I.L evorson)
油藏
油气藏
气藏
油气运移主要方向 俄罗斯台地斯大林格勒区下石炭统斯大林山层三个相联系 的构造中的圈闭中油气分布
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3 渗滤作用 排替作用 渗滤作用+排替作用 •上覆盖层:毛细管封闭: 上覆盖层:毛细管封闭: 储层中或底部S 以上→ 储层中或底部S油达60%以上→水渗流停止。 以上 水渗流停止。 油气聚集初期:水可通过上覆亲水盖层渗流; 油气聚集初期:水可通过上覆亲水盖层渗流; 油气聚集一定程度后,水主要被油气排替到圈 油气聚集一定程度后, 闭下方。 闭下方。 •盖层:异常高压封闭: 盖层:异常高压封闭: 水不能通过上覆盖层渗流,只向下排替。 水不能通过上覆盖层渗流,只向下排替。
溢出型差异聚集结果: 溢出型差异聚集结果: 差异聚集结果 (1)离供油气区最近、溢出点最低的圈闭中形成 离供油气区最近、 纯气藏,稍远的、 纯气藏,稍远的、溢出点较高的圈闭形成油气藏 或纯油藏,更远的、溢出点更高的圈闭只含水; 或纯油藏,更远的、溢出点更高的圈闭只含水; (2)一个充满了石油的圈闭,仍可聚集天然气, 一个充满了石油的圈闭,仍可聚集天然气, 但一个充满了天然气的圈闭,则对聚集石油无效。 但一个充满了天然气的圈闭,则对聚集石油无效。
表示流体自泥岩 向砂岩及在砂岩 内运移的方向
生油层与储集层成指状交叉组合型式时,油气初次运移 和聚集的示意图(据R.J.Cordell,1976,1977)
3.透镜式 3.透镜式
生油层中存在砂岩透镜体时, 生油层中存在砂岩透镜体时,油气初次运移和聚集的示意 图(据R.J.Cordell,1976,1977)
2.影响油藏保存的破坏作用
破坏类型 机理 断层泄漏:断层破坏原生盖层,导致油气运 移聚集在较高部位,或逸散地表 垂直泄漏 剥蚀:与蒸发、氧化等作用有关的地表剥蚀 、地表断裂系统的泄漏 超压:物性或水动力封闭失败 圈闭倾斜:原有圈闭因挤压或倾斜,导致油 气在溢出点泄漏 侧向渗漏 水动力冲洗:大气水的作用 气洗:气顶的增生或扩大 生物降解、水动力冲洗:细菌分解或溶解重 组分,分离出轻组分 成分变化 裂解:高压条件下原油转化为气或凝析油
(二)有利的生储盖组合
指生油层中生成的丰富油气能及时地运移到良好储集 指生油层中生成的丰富油气能及时地运移到良好储集 能及时地运移到良好 层中,同时盖层的质量和厚度又能保证运移至储集层中的 同时盖层的质量和厚度又能保证运移至储集层中的 盖层的质量和厚度又能保证 油气不会逸散。 油气不会逸散。 烃源岩厚度适中、排烃通畅、效率高; 烃源岩厚度适中、排烃通畅、效率高; 储层孔渗性好、厚度大、横向连续性好、分布广泛; 储层孔渗性好、厚度大、横向连续性好、分布广泛; 盖层的质量高、厚度大而稳定,有利于成藏。 盖层的质量高、厚度大而稳定,有利于成藏。
渗滤作用、排替作用 渗滤作用、
浓度差或盐度差:渗透力 扩散力机制 浓度差或盐度差:渗透力-扩散力机制 ——主要对低分子的天然气起某种作用 主要对低分子的天然气起某种作用
1、渗滤作用 •含烃的水或 含烃的水或 游离烃 •盖层:对烃 盖层: 盖层 类毛细管封闭 •水:可通过 水 盖层继续运移
2、排替作用 圈闭中的水难通过盖层。 圈闭中的水难通过盖层。 •泥质盖层Pf>相邻砂层: 泥质盖层P 相邻砂层: 泥质盖层 •油水界面: 油=P水; 油水界面: 油水界面 P 向上:密度差 → P油>P水 向上: →向下的流体势梯度 向下的流体势梯度 →油: 油上移、向下排替 油上移、 水直到束缚水饱和 度,止到充满圈闭
1.渗漏型(逸出型) 1.渗漏型(逸出型)油气聚集 渗漏型
盆地:
油气水密度不同 重力分异 ★中心低部位 :油藏
边缘高部位:气藏
1.渗漏型(逸出型) 1.渗漏型(逸出型)油气聚集 渗漏型
气藏 油气藏 油藏
物性渗漏型油气差异聚集
பைடு நூலகம்
2、溢出型油气聚集
发育在区域均斜(单斜)背景上, 发育在区域均斜(单斜)背景上,溢出点依次增 高的一系列相互连通的背斜圈闭。 高的一系列相互连通的背斜圈闭。
位于油气主要运移路线上的圈闭,有效; 位于油气主要运移路线上的圈闭,有效; 的圈闭 不在运移主通道上的圈闭,即使近油源, 不在运移主通道上的圈闭,即使近油源,也无效
4.水动力强度及流体性质 静 水动力强度及流体性质—静 水动力强度及流体性质
在水流活动加强时, 在水流活动加强时,背斜储集 层中油和气的移位和分离
第五章
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
油气聚集与油气藏的形成
圈闭与油气藏概述 油气聚集原理 油气藏形成的基本地质条件 油气藏形成时间的确定 非常规气藏的形成特征 气藏与油藏形成及保存条件的差异
第一节
★
圈闭与油气藏概述
一、圈闭(Trap)的概念 圈闭(Trap)
• 1934年麦考洛提出--圈闭:各种性质的油贮。 。 适合于油气聚集,形成油气藏的场所。 圈闭: 圈闭:适合于油气聚集,形成油气藏的场所 圈闭 各种性质的油贮。
圈闭所在位置与油气区位置关系—近 2、 圈闭所在位置与油气区位置关系 近
油气就近运移聚集成藏。 油气就近运移聚集成藏。油源区内及其附近的圈闭有 利。
圈闭所在位置距油源区愈近, 圈闭所在位置距油源区愈近,愈有利于油气聚 油源区愈近 圈闭的有效性愈高。 集,圈闭的有效性愈高。
3、 圈闭所在位置与油气主要运移路线的关系
圈闭形成时间与油气区域性运移时间1、 圈闭形成时间与油气区域性运移时间-早 在油气区域性运移以前或同时形成的圈闭, 在油气区域性运移以前或同时形成的圈闭, 对油气的聚集才有效;否则无效; 对油气的聚集才有效;否则无效; 盆地内最后一次大规模构造运动, 盆地内最后一次大规模构造运动, 控制了最 后一次区域性油气运移时间。 后一次区域性油气运移时间。
• 大盆地形成大油气田,具有体积巨大的生油岩体 大盆地形成大油气田,
12个盆地都大于10× 沉积岩体积多在50 50× 12个盆地都大于10×104km2 ,沉积岩体积多在50×104km3以 个盆地都大于10 生油岩系总厚度一般在500m以上。 500m以上 上,生油岩系总厚度一般在500m以上。 有些盆地面积虽然较小,但沉积岩厚度大, 有些盆地面积虽然较小,但沉积岩厚度大,圈闭的有效容 积大,生油层总厚度大,也可形成丰富的油气聚集。 积大,生油层总厚度大,也可形成丰富的油气聚集。
★ 二、圈闭的量度 1)溢出点:油气充满圈闭 溢出点: 后,最先从圈闭中溢出的点 2)闭合面积:通过溢出点 闭合面积: 的构造等高线所封闭面积。 的构造等高线所封闭面积。
某储层 顶面构 造图
3)闭合高度:从圈闭中储 闭合高度: 层最高点到溢出点的高差。 层最高点到溢出点的高差。
★
三、油气藏的概念
二、油气藏的保存、破坏 油气藏的保存、
油气藏的破坏: 原来已形成的油气藏,由于所处地质环 原来已形成的油气藏, 境的变化而使其中的油气部分或全部散失, 境的变化而使其中的油气部分或全部散失, 或变成稠油沥青的过程。 或变成稠油沥青的过程。
引起油气藏破坏的主要地质因素: 地壳运动→ 地壳运动→圈闭完整性被破坏 切过油气藏的断裂作用→ 切过油气藏的断裂作用→油气向上运移 断裂作用 构造抬升→ 构造抬升→油气藏的盖层遭剥蚀破坏 →油藏埋深变浅→石油的氧化和生物降解 油藏埋深变浅→ 水动力冲刷、水洗原油→ 水动力冲刷、水洗原油→变稠变重
圈闭的组成
储集层: 储集层:储存油气 盖层:紧盖着储集层, 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, 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: 它可以是:
盖层本身的弯曲变形; 1)盖层本身的弯曲变形;
断层遮挡; 2)断层遮挡;
3)储集层物性差异
第三节 油气藏形成的基本地质条件
一、油气藏形成的基本地质条件 1.充足的油气来源 1.充足的油气来源 2.有利的生储盖组合 2.有利的生储盖组合 3.有效的圈闭 3.有效的圈闭
(一)充足的油气源条件
油源的丰富程度主要取决于: 油源的丰富程度主要取决于: 1.生油岩的体积 越大越好。 生油岩的体积: 1.生油岩的体积:越大越好。 有机质的数量和类型: 2.有机质的数量和类型 数量要多,类型要好, 2.有机质的数量和类型:数量要多,类型要好,I、Ⅱ 型较好。 型较好。 3.有机质的成熟度 成熟度要高一些,但应适当; 有机质的成熟度: 3.有机质的成熟度:成熟度要高一些,但应适当;转化 程度越高越好。 程度越高越好。 4.生油岩的给油率(生油岩排出油气的能力):给油率 4.生油岩的给油率(生油岩排出油气的能力):给油率 生油岩的给油率 ): 越大越好。 越大越好。
四、油气藏的度量
第二节 油气聚集的原理
油气聚集:油气在圈闭中排开孔隙水而积聚起来形成油气 油气在圈闭中排开孔隙水而积聚起来形成油气 藏的过程。 藏的过程。
一、油气聚集的动力学机制 势差或压差:浮力 水动力机制 势差或压差:浮力-水动力机制 ——油气在圈闭中聚集的主要动力学机制 油气在圈闭中聚集的主要动力学机制
若干地区石油聚集的最佳砂岩百分率
产油地区及层系 美国落基山区上白垩统 美国怀俄明州盐溪区白垩系费朗提尔组 秘鲁帕里纳斯砂岩油藏 美国俄克拉何马州宾夕法尼亚系阿托卡组 砂岩砂岩-泥岩 厚度比率 0.250.25-1 0.60 0.230.23-0.4 0.500.50-2.0 砂岩厚度 百分率,% 百分率,% 2020-50 37 1919-29 3333-67
二、油气在系列圈闭中的差异聚集 当盆地中存在多个水力学上相互连通的 圈闭,且来自下倾方向的油气源充足时, 圈闭,且来自下倾方向的油气源充足时,油 气在这一系列圈闭中聚集,沿运移方向各圈 气在这一系列圈闭中聚集, 闭中发生烃类相态及性质的规律性变化, 闭中发生烃类相态及性质的规律性变化,这 种现象称为油气差异聚集。 种现象称为油气差异聚集。 油气差异聚集
——油气在单一圈闭中的聚集。 油气在单一圈闭中的聚集。 油气在单一圈闭中的聚集 是油气在地壳中聚集的基本单位。 是油气在地壳中聚集的基本单位。