石油地质学(第五章石油和天然气的聚集)
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
油气藏形成的充分条件是指上述基本要素在时空上的 良好匹配，既有充足的油气源、有利的生储盖组合和 大容积的有效圈闭。
三、成烃坳陷和充足油气源
（一）成烃坳陷
（1）成烃坳陷概念及其与油 气聚集区关系 成烃坳陷：盆地中分布成熟 烃源岩或成烃灶的深坳陷区。 成烃坳陷与油气聚集区关系：
（a）成烃坳陷提供油 气聚区所需的油气。
（1）油气丰度 油气丰度：单位面积成烃坳陷所生成的可采油气储量。 按油（气）丰度通常将含油气盆地（坳陷）分成三
个等级： （a）丰富的（＞2×104 m3 / km2）； （b）中等的（0.2×104 m3—2×104 m3 / km2 ）； （c）差的（＜ 0.2×104 m3 / km2 ）。
成烃坳陷所具有总的生成的可采油气储量 （Q）是该坳陷面积（S）与油气的丰度乘 积。
包裹体均一温度（℃）
25
25
20
S74井 5468.8-5729.9 20
15
17块样品，274个测点 15
S79井 5530.84-5703.64
10
10块样品，185个测点
10
个数
5
5
0
0
60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210
f.临界含油饱和度（临界油析出因子）：油、水共存条件下， 油开始排出所应有的最低饱和度。或油、水共存条件下，油相对渗透率 为零时，最大含油饱和度。不同的烃源岩在不同条件下，其值不同，一 般在10%-20%，但可能低到1%。
g.聚集系数（运聚系数）：油气地质储量（聚集量）与生油 量之比。统计表明，石油运聚系数多为3%左右，最高达35%。天然气运 聚系数一般在0.5%-2%。
【石油地质学】第五讲油气聚集与成藏
据克莱米（H.D.Klemme，1997）的统计， 世界上共有334个大油气田（最终可采储量达 68×106t以上的大油田222个，最终可采储量为 1011m3的大气田112个），分布于60多个油气 盆地中。其中有16个盆地含有5个以上的大油 气田，这16个盆地的大油气田总数为249个， 占所有大油气田总数的71.5%；储量则可达 90%以上。其中部分油气盆地的面积、体积沉 积速率和大油气田数的分布，如表 所示。
聚集系数，指生油量和地质储量的比值。
天然气与石油相比，排烃率较高，运聚系数偏低 。
1．盆地油气源丰富程度，取决几个基本条件：
①烃源岩体积（广、厚）； ②有机质丰度（数量多）； ③有机质类型（质量好）； ④有机质成熟度（生成条件）； ⑤排烃效率（运移条件）。
即一要有，二要好，三要多！
2．满足上述条件依靠几个方面(地质条件)：
有效孔隙度和储集层有效厚度的确定
有效孔隙度主要根据实验室岩心测定、测井解释 料统计分析求得。
储层有效厚度根据有效储集层的岩性、电、物性 标准，扣除其中的非渗透性夹层而剩余的厚度。
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
V=F×H×φ
Abundance map of oil and gas basin
(from Perute,1972)
(二)有利的生、储、盖组合配置关系
a.互层型，有利(接触面积大，能及时从生向储运移)； b.指状交叉型，有利(靠近指状交叉一侧，类似互层、侧 变、侧生式)； c.不整合型，有利； d.断裂型，上覆、下覆型较好； e.封闭型，较差(主要指不能形成巨大油气藏）。
石油地质学-8. 油气的运移
Clq 2019/7/7
一、油气初次运移的温压条件和岩石介质孔渗性
• 油气初次运移的温度： 应与生成油气时温度相近，可能在50－250℃±。对应的深
度取决于地温梯度。 • 油气初次运移的动力：压力，主要受控于深度。 • 油气初次运移时岩石介质的孔渗性：
烃源岩，孔渗条件很差；需克服巨大的Pc。
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但是普遍认为，石油呈单独液相从生油岩中进行 初次运移是不大可能的。石油的初次运移应以高分散 烃相为主。只有在石油进行二次运移方以分相单独运 移为主。
关于石油以高分散游离相态从生油岩中向 外运移的理论已为实践所证实，而且可能是初 次运移的主要形式。
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第三节 油气的二次运移
在岩石学上，我们已知道，泥岩的压缩率很大，而 砂岩却较小，从而造成了泥岩中流体所处的压力较大， 而砂岩中流体的压力较小（理解时可先假设两岩层的流 体相互未流动运移）由此造成了二岩层之间的流体压力 差，从而使得生油岩中流体向储集层中运移。
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对于较薄的生油岩层，在上覆沉积物的均衡压实作 用下，油气运移的载体水在1000m左右时即被很快排出。
Clq 2019/7/7
第一节 概 述
油气运移: 地壳中石油和天然气在各种天然因素作用下发
生的流动。 油气运移可以导致石油和天然气在储集层的
适当部位（圈闭）的富集，形成油气藏，这叫做 油气聚集。也可以导致油气的分散，使油气藏消 失，此即油气藏被破坏。
Clq 2019/7/7
油气运移的证据
Clq 2019/7/7
流体运移方向为其受力减弱方向。 此外，构造运动造成地层倾斜，产生裂缝，沟通 岩石中各种孔隙，形成不整合风化带，为油气二次运 移创造了有利条件。
中国石油大学张厚福1999版《石油地质学》课后思考题(北京大学地质学(石油地质学)专业亦可参考)
张厚福1999版《石油地质学》课后思考题第一章石油、天然气、油田水的成分和性质什么叫石油沥青类？油、气、水的物理性质和1.1.什么叫石油沥青类？油、气、水的物理性质和化学特征有哪些？重质油、沥青砂有哪些主要物理和化学特征？2.2.重质油、沥青砂有哪些主要物理和化学特征？海相和陆相原油在碳同位素组成上有何区别？3.3.海相和陆相原油在碳同位素组成上有何区别？第二章现代油气成因理论油气无机成因理论的主要观点有哪些？近年来1.1.油气无机成因理论的主要观点有哪些？近年来有何进展??油气有机成因理论的主要观点是什有何进展么？近年来有何进展？生成油气的原始有机物质主要有哪些？2.2.生成油气的原始有机物质主要有哪些？何谓干酪根？干酪根化学组成有何特点？通常3.3.何谓干酪根？干酪根化学组成有何特点？通常可将其分为几类？不同类型的干酪根的演化特征有何异同点？试述有利于油气生成的大地构造条件和岩相古4.4.试述有利于油气生成的大地构造条件和岩相古地理、古气候环境。
温度和时间如何影响有机物质向油气转化？5.5.温度和时间如何影响有机物质向油气转化？TTI的基本概念和地质含义是什么？有机物质向油气转化可分为哪几个阶段？各阶6.6.有机物质向油气转化可分为哪几个阶段？各阶段有何特征？何谓生油门限和生油窗？7.7.何谓生油门限和生油窗？何谓低熟油？低熟油气的成因机理有哪些？8.8.何谓低熟油？低熟油气的成因机理有哪些？煤中有利于石油生成的显微组分主要有哪些？9.9.煤中有利于石油生成的显微组分主要有哪些？煤成油的演化阶段有什么特点？试比较分析天然气生成条件与石油的异同。
10.10.试比较分析天然气生成条件与石油的异同。
11试总结不同成因类型天然气的识别标志？通常从哪几个方面来评价生油岩的好坏？常12.12.通常从哪几个方面来评价生油岩的好坏？常用的有机质丰度、类型和成熟度的地球化学指标分别有哪些？何谓油源对比？油源对比的目的是什么？其13.13.何谓油源对比？油源对比的目的是什么？其基本原理是什么？目前常用的油源对比的方法有哪几类？第三章储集层和盖层何谓有效孔隙度及总孔隙度？1.1.何谓有效孔隙度及总孔隙度？何谓渗透率、相渗透率及相对渗透率？2.2.何谓渗透率、相渗透率及相对渗透率？岩石孔隙结构对储集层物性有哪些影响，它与3.3.岩石孔隙结构对储集层物性有哪些影响，它与哪些因素有关？试分析多相流体孔隙中影响相渗透率的因素？4.4.试分析多相流体孔隙中影响相渗透率的因素？试比较砂岩和碳酸盐岩储集性质的差异。
石油地质学
《石油地质学》绪论知识点：石油地质学的概念:石油地质学是研究石油和天然气在地壳中生成、运移和聚集规律的学科，是石油和天然气地质学的简称。
研究对象及研究内容：经典内容：1、油气藏的基本要素（基本要素：油气藏中的流体（气、油、水）、储集层、盖层、圈闭和油气藏）2、油气藏形成原理（形成机理：烃源岩和油气成因、油气运移和聚集、油气藏形成及破坏）3、油气分布规律（含油气盆地、盆地中的油气聚集单元和油气在时、空、深上的分布规律）扩展内容：含油气系统和盆地模拟、非常规含油气系统和非常规油气资源以及油气勘探基本程序和油气资源评价方法。
第一章油气藏中的流体——石油、天然气和油田水基本概念：石油：又称原油（Crude Oil ),是以液态形式存在于地下岩石孔隙中的可燃有机矿产。
石油的灰分：石油燃烧后的余烬。
石油的比重：单位体积石油的重量。
石油的荧光性：石油在紫外光照射下可产生荧光的特性，即石油的荧光性。
天然气（Natural Gas）：广义：指存在于自然界的一切气体。
凝析气：一种特殊的气藏气。
在地下较高温度、压力条件下，凝析油因逆蒸发作用而气化，呈单一气相存在，故称凝析气。
（凝析油：指在地层特殊温压条件下，液态烃逆蒸发形成的凝析气被开采到地面后，由于温度和压力降低而逆凝结为液态烃即称凝析油。
）（含有凝析油的气藏，称为凝析油气藏，或称为凝析气藏）固态气水合物：（何生、叶加仁等编著《石油及天然气地质学》称为天然气-水合物）油田水（Oil And Gas Field Water）：（何生、叶加仁等编著《石油及天然地质学》称为油气田水）广义是指油气田区域内的地下水，包括油气层水和非油气层水。
狭义是指油气田范围内直接与油气层连通的地下水，即油气层水。
油田水矿化度：是指单位体积油气田水中溶解固体物质的总和。
知识点：石油的元素组成:主要是碳（C）和氢（H），其次是氮（N）、硫（S）、氧（O）。
石油化合物组成及特征：碳、氢两元素主要呈烃类化合物存在，是石油组成的主体。
河北地质学院 石油地质学 讲义 (7)
•静态要素：烃源岩、储集层、盖层、圈闭 • 动态作用：油气生成、运移、聚集、保存，圈闭形成
一、油气成藏要素 1.1 生 油 气 源 岩
生油气源岩是油气藏形成的物质基础。 烃源岩分析取决于其体积、有机质丰度、类型、 成熟度及排烃效率。
结合盆地沉积史、沉降埋藏史、地热史、古气
候综合分析评价。
对油气生成的沉积环境来说
商业性油气藏。
二者是一个相对概念，取决于政治、经济和技术条件。
类别 级别 <500 产 量 埋 深 （
m
石油产量（t/d） 工业性 0.3～0.5 0.5～1.0 1.0～3.0 3.0～5.0 5.0～10 .>10 非工业性 <0.3 0.3～0.5 0.5～1.0 1.0～3.0 3.0～5.0 5.0～10
4、圈闭最大有效容积的确定 最大容积，
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。 V=F.H.φ
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；φ—储集层的效孔隙度，%；
二、油 气 藏 的 形 成 （一）油气藏的概念
运移着的油气，遇到了圈闭，在盖层和遮挡物的 作用下，阻止了它们的继续运移，就会在其中的储层
H1以区域倾斜面为基准，H2以等海拔高程面为基准。
圈闭的类型多种多样， 在圈定闭合面积时， 要先找出溢出点遮挡条件的下限，然后根据形
成圈闭遮挡物性质是断层、岩性尖灭线或盖层的弯
曲，用断层线、岩性尖灭线、构造等高线，三者中
的一、二或三，通过溢出点构成的一个闭合的回路
或封闭线所圈出的面积。
800 700 D B 700 600 500 400 300 200
油数 多 、 厚 度 大 生 油 岩 体 积 大: 生 油 凹 陷 面 积 大 、 生 层 好 有 机 质 丰 度 高 、 类 型 ； 高 成 熟 度 适 中 、 转 化 率 ； 排 烃( 初 次 运 移)效 率 高
石油地质学
绪论1、石油地质学：就是研究地壳中油气成因、油气成藏的基本原理和分布规律的一门学科。
2、背斜理论认为：石油与天然气聚集于背斜构造中，石油、天然气和地层水按其密度分异油气的密度低，占据背斜的顶部，而水占据底部。
因此，背斜褶皱的顶部被公认为是勘探油气的最佳对象。
3、干酪根热降解生油说：原始有机质沉积以后，首先在经过复杂的生物化学作用和聚合缩合作用形成干酪根，干酪根在达到一定的埋藏深度和，主要在温度的作用下发生热降解作用逐渐生成石油。
4、源控论：中国陆相含油气盆地普遍具有多隆多坳的特征，而陆相沉积又具有近物源、短水流的特点，陆相地层岩性岩相变化快、断裂发育，油气很难进行长距离运移。
因此生油坳陷生成的石油主要聚集在生油坳陷的内部和周缘，主要生油区控制了大中型油气田的分布。
5、复式油气藏聚集带：就是主要受二级构造带、区域断裂带、区域岩性尖灭带、物性变化带、地层超覆带、地层不整合带等控制的，形成以一种油气藏类型为主，而以其他油气藏类型为辅的多种类型油气藏成群成带分布，在平面和剖面上构成不同层系、不同类型油气藏叠合连片分布的含油气带。
6、未熟—低熟油：干酪根晚期热降解生烃模式可能是常规的生烃模式，但不是唯一的生烃模式。
在自然界中还存在着相当数量的各类早期生成的非常规油气资源。
特别在陆相盆地沉积物中，常含有某些活化能低的特定有机母质，可以低温早熟生成油气，就是未熟油气。
7、煤成油理论：一般认为，煤系地层主要含Ⅲ型干酪根，以生气为主，不能形成大油田。
人们认识到煤系地层到底是生气还是生油与煤的显微组分有关。
如果煤系地层含有的富氢显微组分达到一定的比例就可以生成商业价值的液态石油，并形成大油田，同时还对煤系富氢显微组分的类型、形成环境、生烃机理、排烃条件等诸多方面进行了深入研究，形成了系统的煤成油理论。
第一章1、石油：是以液态烃形式存在于地下岩石孔隙中，由各种碳氢化合物和少量杂质组成的可燃有机矿产。
2、石油的族分：一般分为饱和烃、芳香烃、非烃和沥青质四种族分。
石油和天然气聚集
2)紧盖着储集层，阻止油气逸散的盖层；
3)从各方面阻止油气继续运移，造成油气聚集
的遮挡物 。
圈闭是具备油气聚集条件的场所。但圈闭中不一定都有油 气，一旦有足够数量的油气进入圈闭，充满圈闭、或占据圈 闭的一部分，便可形成油气藏。
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
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
3）油气柱高度 是指油气藏油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）气顶和油环 油气藏中油气按密度分异，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。 5）充满系数 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
能源地质学课件
第五章、石油与天然气的聚集
第一节、圈闭与油气藏的基本概念 一、圈闭的基本概念 2、圈闭的度量 圈闭的大小，主要是由
圈闭的最大有效容积来
度量。 1）溢出点
流体充满圈闭后，开始
溢出的点，称该圈闭的 溢出点
背斜圈闭、度量圈闭容积的参数
能源地质学课件
第五章、石油与天然气的聚集
第一节、圈闭与油气藏的基本概念 一、圈闭的基本概念 2、圈闭的度量 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。
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
《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。
石油地质学要点整理
绪论1、石油地质学的主要任务是阐述油气在地壳中的形成过程，产出状态以及分布规律2、1）研究石油的基本特征：包括石油的化学组成和物理性质，以及石油伴生物——天然气及水的基本特征。
2）研究油气的生成：包括生成油气的原始物质是什么，这些原始物质是在什么环境和什么因素作用下演化为石油的等。
3）研究油气运移规律：包括引起油气运移的动力有哪些，油气运移时的状态如何等等。
4）研究油气聚集的条件及各种油气藏的特征。
5)研究油气藏聚集破坏的因素及再次运移聚集的规律性。
3、石油地质学的三大基石：盆地构造、盆地沉积、石油探测技术三方面的知识第一章石油、天然气、油田水的成分和性质第一节石油的成分和性质1、石油：是以液态形式存在于地下岩石孔隙中的可燃有机矿产。
（在成分上以烃类为主，含有数量不等的非烃化合物及多种微量元素。
在相态上以液态为主，溶有大量烃气及少量非烃气，并溶有数量不等的烃类和非烃类的固态物质）石油中C、H两元素占绝对优势。
次为O、N、S。
2、石油中的化合物组成归纳起来，主要可分为烃和非烃两大类，具体包括：（烃类）①正构烷烃；②异构烷烃；③环烷烃；④芳香烃；（非烃类）⑤含氮、硫、氧化合物。
3、在石油烷烃中，异构烷烃中最重要的是异戊间二烯型，该烷烃是生物成因标志化合物，应用最多的是植烷和姥鲛烷。
同源的石油所含异戊间二烯型烷烃类型和含量都十分相近，常用于油源对比。
4、用环戊烷和环己烷的比值可以估计石油生成时的地下温度，比值高，成生温度低，否则相反。
在原油中，多环环烷烃的含量随成熟度增加而明显减少，高成熟度原油以1-2环烷烃为主。
5、石油样品中I、II类初级氢原子的丰度比值称为芳烃结构分布指数，简称ASI值。
这一特征值可直接用于鉴定有机质成熟度。
成熟生油岩的ASI值>0.86、石油中的非烃是指石油所含的硫、氮、氧及金属原子的化合物，它们对石油的质量有重要的影响。
其中，最为重要的是卟啉，是石油成因分析的有力证据。
第5章油气运移与聚集
(3)气溶油相
整体看，水溶相不重要！ 在烃源岩埋藏早期，生成少量低成熟油阶段，可 能起到一定作用。
水溶相运移存在的问题：
①石油在水中的溶解度很低 ； ②生油期烃源岩含水很少; ③无法形成商业性石油聚集； ④无法解释碳酸盐岩油气初次运移问题。
2.天然气初次运移相态
——两相界面张力，N/m；
r ——毛细管半径，m。
第一项：克服重力所做的功 第二项：克服膨胀力(压力)所做的功 第三项：克服毛细管力所做的功
gz
P
0
dp
p
2
cos
r
水势： w w gz p
油势：
o
＝ o gz
p
2
w / o cos
r
气势：
成熟-高 成熟阶段
动力
相态
压实作用 瞬时剩余压力
水溶相 游离相
异常高压
游离相 混相
通道
排烃 模式
孔隙
压实排 烃模式
微裂缝 微孔隙
异常高压微 裂缝幕式排 烃模式
过成熟阶段
扩散作用 异常高压
分子
微裂缝 扩散排 微孔隙 烃模式
五、烃源岩的有效排烃厚度
• 受排烃动力、运移通道的 渗透能力等地质条件的限 制，厚层烃源岩只有一定 厚度范围内才能发生完全 有效的排烃。
基准面1
gz p dp v2
o 2
水势：
w
gz
p
w
油势：
o
gz
p
o
气势：
g
p
gz
石油地质学-第五章
第一节 圈闭与油气藏
二、圈闭的度量
（一）圈闭的最大有效容积（最大聚集油气体积） V=F×H×D V -有效容积；F -闭合面积；H –储集层的有效厚度；D --储层平均孔隙度； （二）圈闭的闭合高度和闭合面积 1．溢出点（spill point）：油气充满圈闭后最先开始向外溢出的位置点。 2．闭合面积（closure area）：通过溢出点的构造等高线所圈定的封闭区面积。 又称：通过溢出点的水平面与储集层顶面或断层面、不整合面、地层尖灭带 相交构成的闭合区面积。 3．闭合高度（the closure）： 圈闭中储集层顶面最高点 与溢出点之间海拔高差。
第三节 油气藏形成的基本条件
（二）生储盖组合类型 分为两大类（由生储接触关系） 1．连续型生储盖组合 组合内无沉积间断，无断层 （上下侧--指生油层位置）。 （1）垂直交替型 A、下伏式 B、上覆式 C、互层式 （2）侧变式 A、指状交叉式 B、侧变式 （3）透镜状（或不规则状）孤立储集体 2．不连续型（或间断型）生储盖组合 （1）不整合型 A、下伏式 侧下伏式；B、上覆式 侧 上伏式；C、下侧上伏式 （2）断裂型 A、后生断裂型 B、同生断裂型
生油层总厚度小 单层厚度大
分布在油源区以 外较远地带
第三节 油气藏形成的基本条件
三、有效的圈闭
圈闭的有效性，是指具有相同的油源条件下，圈闭聚集油气 的实际能力。 影响圈闭有效性的因素： （一）圈闭有效容积的大小 主要取决于：V = F * H * D F --闭合面积大小 H --储层有效厚度大小 D --储层孔隙度大小 有效容积越大，形成大油气田的可能性越大。 （二）圈闭距油源区的远近 1．距油源区近的圈闭比远的圈闭有效性好 源控论控制 油源丰富程度影响 2．圈闭所在位置与油气运移主方向关系
第五章油气聚集与油气藏的形成
水不能通过上覆盖层渗流，只向下排替。
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，油 气在这一系列圈闭中聚集，沿运移方向各圈 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。
? （2）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。
☆ 溢出型油气差异聚集的条件
(1) 区域性长距离运移，储层区域性倾斜，岩相岩性 稳定、渗透性好。
(2) 系列圈闭的溢出点 依次增高。
(3) 油气源充足，且来 自储层下倾方向。 (4) 储层充满水且处于
静水压力条件。
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； 盖层的质量高、厚度大而稳定，有利于成藏。
1.互层式
箭头表示压实流体流动方向
2000
4000
ft ，
6000
度
深 8000
10000
砂岩
泥岩
泥岩中压实流 体最大压力的位置
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
成分变化
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
裂解：高压条件下原油转化为气或凝析油
1.地壳运动
①导致地壳上升 ,剥蚀，油气逸散； ②产生断层，提供油气运移通道或破坏油气藏 ③导致溢出点抬高或地层倾斜方向变化，油气重新分 布→次生油气藏
2.岩浆活动
?大规模岩浆岩的活动 对油气藏的保存不利 。高温 岩浆侵入油气藏，油气遭受烘烤，油气藏遭破坏。 ?在油气藏形成以前 ,岩浆活动可提供热源， 有利于 有机质成熟演化 ；岩浆冷凝后，可成为良好的储集 体或遮挡条件。
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5章 石油和天然气的聚集
区 域最 佳 烃类 运 移和 聚 集
主 要是 砂 岩层 主 要是 泥 岩层
箭头表示压实水的运移方向
表 示无 构 造时 流 体运 移 的方 向
表 示流 体 自泥 岩 向 砂岩 及 在砂 岩 内 运移 的 方向
3、圈闭的有效性 油气勘探的实践业已证明，在有油气来源的前提下，并非所有 的圈闭都能聚集油气。有的有油气聚集，有的只含水，属于“空” 圈闭，说明它们对油气聚集而言是无效的。
储层成岩作用与烃类流体运聚关系在成岩过程中胶结物和自生矿物的形成是水与岩石作用的结果烃类流体注入储层随着含油气饱和度增加孔隙水与矿物之间的反应受抑制如储层中石英次生加大等或中止自生伊利石钾长石的钠长石化等从油气层至水层的系列样品分析根据成岩作用特别是胶结物和自生矿物形成特征的差异可估计油气充填储层的时间
① 根据三者之间的时空配置关系，可划分为四种类型： 下伏式 上覆式 封闭式
正常式
侧变式
顶生式
自生、自储、 自盖式
正常式组合：生下、储中、盖上
侧变式组合：指由于岩性、岩相在空间上的变化而导致的生、储、
盖在横向上渐变而构成。
顶生顶盖式（顶生式）：生油层与盖层同属一层，储层位于下方。 自生、自储、自盖式：本身具生、储、盖三种功能于一身。如灰
油气藏高度 背斜油气藏中油、气、水分布示意图
上述概念一般适用于 静水条件 ，对于动水，上述概念意义要视
具体势情况而定。
综合 油（气）柱高度 、含油（气）面积 或 油环面积 等参数便可 计算油（气）藏中的油（气）体积。
油（气）藏中的油（气）体积与这些参数呈正变关系 。严格计 算方法是，用变孔隙度代替常量孔隙度，用积分方法计算油（气） 藏的体积。
条件的下限，然后根据形成圈闭遮挡物性质是断层、岩性尖灭线或 盖层的弯曲，用断层线、岩性尖灭线、构造等高线，三者中的一、 二或三，通过溢出点构成一个闭合的回路或封闭线所圈出的面积。
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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，%。 •
而形成的圈闭。 生变形或变位 变形或变位而形成的圈闭。 1）背斜圈闭： 2）断层圈闭： 沿储集层上倾方向受断层遮挡形成的圈闭。 ）断层圈闭：沿储集层上倾方向受断层遮挡形成的圈闭。 储集空间和渗滤通道主要靠构造作用形 3）构造裂缝圈闭： ）构造裂缝圈闭：储集空间和渗滤通道主要靠构造作用形 成的裂缝或由裂缝连接的溶孔、溶洞组成的圈闭。 ：由于刺穿岩体遮挡而形成的圈闭。 4）刺穿接触圈闭 刺穿接触圈闭：由于刺穿岩体遮挡而形成的圈闭。
第 五 章 石 油 和 天 然 气 的 聚 集
分析：图中可能形成的圈闭？
储集层
致密灰岩
页岩
不整合
圈闭
第一节 圈闭与油气藏的基本概念
第 一、基本概念 五 （二）油气藏（reservoir）： 章 石 油 和 天 然 气 的 聚 集
油气在单一圈闭中的聚集。 单一圈闭的含义： 1．受单一要素控制的圈闭； 2．受同一个储集层的控制； 3．在同一面积内，具有统一的压力系统，统一的油气水 边界。
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 五 三、油气藏的度量 章 1、含油气边缘 石 油 和 天 然 气 的 聚 集
(含油边缘 ): 含油外边缘 含油外边缘( 含油边缘): 水界面与储集层 顶面的 交线。 油---水界面与储集层 水界面与储集层顶面的 顶面的交线。 (含水边缘 ): 含油内边缘( 含水边缘): • 含油内边缘 水界面与储集层 底面 的交线。 油---水界面与储集层 水界面与储集层底面 底面的交线。 当 油藏高度 < 油层厚度 含油内边缘不存在
存在于泥岩中的砂岩透镜体）
第一节 圈闭与油气藏的基本概念
第 五 一、基本概念 章 石 油 和 天 然 气 的 聚 集
遮挡条件的表现形式
背斜 透镜 体 尖灭 断层
背斜
盐 丘
不整合
第一节 圈闭与油气藏的基本概念
第 按成因将圈闭分为： 五 凡是因 地壳运动 使储集层发 ）：凡是因 凡是因地壳运动 地壳运动使储集层发 章 1、构造圈闭（structural trap）： 石 油 和 天 然 气 的 聚 集
天 然 气 的 聚 集
第一节 圈闭与油气藏的基本概念
第 五 一、基本概念 章 trap ）： （一）圈闭（ （一）圈闭（trap trap）： 石 油 储集层顶面局部上拱, 上方和周翼被非渗透 和 层围限 (如背斜、储集层厚度变化、孔隙 天 性变化） 然 气 遮挡条件 -渗透性发生终止 储集层沿上倾方向孔隙性 储集层沿上倾方向孔隙性的 的表现形式 （如岩性变化、尖灭、断层、刺穿等） 聚 集 储集层在各个方向均被非渗透层包围（如
第二节 油气成藏要素
石 上述六大要素可归纳为四个基本条件： 油 和 �具有 充足 的烃源条件； 具有充足 充足的烃源条件； 天 然 �具备 有利 的生储盖组合； 具备有利 有利的生储盖组合； 气 的 有效 的圈闭； 具备有效 有效的圈闭； �具备 聚 集
保存条件 �必要的 必要的保存条件
第二节 油气成藏要素
第一节 圈闭与油气藏的基本概念
第 五 章 石 油 和 天 然 气 的 聚 集
(a)
(b)
(a) : 同一背斜构造中三个独立的油气藏 (b) : 位于断层上、下盘的两个油气藏
第一节 圈闭与油气藏的基本概念
第 请问下图中有油气藏？ 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
成岩作用造储集层沿上倾方向 渗透性变差而形成遮挡
第一节 圈闭与油气藏的基本概念
第 分析：图中可能形成的圈闭？ 五 章 石 油 和 天 然 气 的 聚 集
砂岩 泥岩
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
分析：图中可能形成的圈闭？
砂岩
泥岩
第一节 圈闭与油气藏的基本概念
：储集层中由渗流的地下水造成的倾斜或弯曲 1）水动力圈闭 ）水动力圈闭：储集层中由渗流的地下水造成的倾斜或弯曲 的油（气）等势面与非渗透性岩层联合封闭形成的圈闭。 2）成岩圈闭 ：是在构造圈闭或地层圈闭的基础上，由于成岩 ）成岩圈闭：是在构造圈闭或地层圈闭的基础上，由于成岩 作用（主要是胶结作用）及其后的构造运动使油气 “冻结 ” 在储集层中而形成的一类特殊圈闭。 3）复合圈闭 ：多种因素共同起大体相同的作用时形成的圈闭。 ）复合圈闭：
(对于油气藏而言即为含油 面积。 面积。( ) 气面积 气面积) 的海拔高差。 - 油界 气顶高度：油气藏最高点与气 油气藏最高点与气. 面的海拔高差 面的海拔高差. 含油高度:油气界面与油水界面 . 的高差 的高差.
第一节 圈闭与油气藏的基本概念
第 三、油气藏的度量 五 4、边水 底水 章 石 油 和 天 然 气 的 聚 集
一、油气成藏要素
一个含油气盆地内能否形成油气藏，必须具备六个 方面的基本条件，即六大成藏要素：
生油层—油气藏形成的物质基础 储集层—油气的储集空间和运移通道 盖 层—封闭油气，油气藏的保护层 运 移—油气从分散到集中的聚集过程 圈 闭—油气聚集的场所 保 存—油气藏免遭破坏，得以保存
第 五 章 一、油气成藏要素
油柱高度
油层含油高度 > 储层厚度 边水 油层含油高度 < 储层厚度 底水
油柱高度
第一节 圈闭与油气藏的基本概念
第 五 三、油气藏的度量 章
5、气顶和油环 石 密度分异造成 油 6、充满系数 和 含油气高度 /闭合高度 含油气高度/
天 然 气 的 聚 集
第二节 油气成藏要素
第 五 章 石 油 和 天 然 气 的 聚 集
第 五 按成因将圈闭分为： 章 3、岩性圈闭： 储集层岩性或物性发生横向变化而形成的圈闭 、岩性圈闭：储集层岩性或物性发生横向变化而形成的圈闭 石 油 和 天 然 气 的 聚 集
1）岩性上倾尖灭圈闭 2）砂岩透镜体圈闭
第一节 圈闭与油气藏的基本概念
第 按成因将圈闭分为： 五 章 4、其他类型圈闭 石 油 和 天 然 气 致密胶结带 的 聚 集
生烃凹陷面积大、 持续发育时间长 面积虽较小，但 烃 沉积速率特高 沉积速率特高烃 的 源岩总厚度大 源岩总厚度大的 盆地 ，油源丰富 。 盆地， 油源丰富。
或 的大中型盆地 大中型盆地或 凹陷持续时间长
第二节 油气成藏要素
第 五 章 石 油 和 天 然 气 的 聚 集
第二节 油气成藏要素
相切被遮挡而形成的圈闭。
2）地层超覆圈闭：由于水体不断加深，新沉积的非渗透地层沿侵
蚀面不断向前推进而超覆在先沉积的渗透性地层之上，其前缘又被侵 蚀面下的非渗透层遮挡而形成的圈闭。
3）生物礁块圈闭：具有良好孔隙性、渗透性的生物礁储集岩体被
上覆非渗透性岩层所覆盖或包围而形成的圈闭。
第一节 圈闭与油气藏的基本概念
第一节 圈闭与油气藏的基本概念
第 按成因将圈闭分为： 五 指纵向上沉积连续性中断而形成的圈闭 。 、地层圈闭：指纵向上沉积连续性中断而形成的圈闭 指纵向上沉积连续性中断而形成的圈闭。 章 2、地层圈闭：
1）地层不整合遮挡圈闭：储集层上倾方向或上方直接与不整合面
石 油 和 天 然 气 的 聚 集
第 二、圈闭的度量 五 章 3．闭合高度：圈闭中储集层顶面最高点与溢出点之间海拔
高差。
石 注意：区分构造的闭合高度与构造的起伏幅度。 油 区域倾斜不同，相同的构造起伏幅度，闭合高度完全 和 不同。 天 然 • 气 的 聚 集 区域倾
•
背斜圈闭的溢出点、闭合高度和闭合面积示意图 斜面
第一节 圈闭与油气藏的基本概念
第 五 一、基本概念 章 石 商 业 性 油 气 藏 （ 工 业 性 油 气 藏 ， commercial 油 reservoir ）： 若油气聚集的数量足够大，具有开 reservoir）： ）：若油气聚集的数量足够大，具有开 和 采价值，称为商业性油气藏。 天 然 非商业性油气藏： 若油气聚集的数量不够大，没有 非商业性油气藏：若油气聚集的数量不够大，没有 气 开采价值，则称为非商业性油气藏。 的 聚 油气是否具有开采价值取决于政治、技术、经 集 济等条件，随时间和条件的改变而变化。