第05章 油气聚集与油气藏的形成汇编
第五章_油气聚集与油气藏的形成
石油天然气地质学欧成华、胡雪涛石油工程学院石油天然气地质学第一章石油与天然气地质学概论（2学时）第二章油气生成理论与烃源岩（4学时）第三章输导层与油气运移（4学时）第四章油气储集层与盖层（10学时）第五章油气藏形成与破坏（4 学时）第六章含油气系统与油气藏类型（8 学时）第七章油气藏地质建模（8学时）第五章油气藏形成与破坏第一节油气藏形成的基本条件第二节油气在圈闭中的聚集过程第三节天然气藏形成机理第四节油气藏的破坏及其产物第五节油气藏的形成时间第五章油气藏形成与破坏第一节油气藏形成的条件油气成藏基本要素：生、储、盖、运、圈、保六个基本要素概括为油气藏形成的四项基本条件⏹充足的油气来源⏹有利的生储盖组合⏹大容积的有效圈闭⏹良好的保存条件第五章油气藏形成与破坏一个盆地油气源的丰富程度，取决于：（1）生油岩体积——生油凹陷面积、生油岩累计厚度；（2）有机质丰度、类型、成熟度；（3）排烃效率。
生油岩体积大，有机质丰度高、类型好、转化程度高，排烃效率高，即可提供充足的油气源。
第五章油气藏形成与破坏（1）烃源岩的体积大——面积大、层数多、厚度大第五章油气藏形成与破坏（1）烃源岩的体积大——面积大、层数多、厚度大⏹烃源岩的面积——生烃凹陷面积的大小⏹烃源岩的厚度——生烃凹陷的持续时间⏹烃源岩的层数——地壳运动的周期性和沉积的旋回性地质上：具有面积大和持续时间长的生烃凹陷的盆地往往具有好的油气源条件。
（2）烃源岩的质量——丰度高、类型好、成熟度适中第五章油气藏形成与破坏等级TOC(%)“A”(%)总烃(ppm)Pg(S1+S2) (mg/g)非烃源岩<0.5<0.01<100<0.5差烃源岩0.5-1.00.01-0.05100-2500.5-2.0中等烃源岩 1.0-2.00.05-0.1250-500 2.0-6.0好烃源岩>2.0>0.1>500>6.0泥质烃源岩评价标准（黄第藩等，1992）岩石热解分析得到的：S1—残留烃，相当于岩石中已由有机质生成但尚未排出的残留烃，也被称为游离烃；S2—裂解烃，本质上是岩石中能够生烃但尚未生成烃类的有机质，对应着不溶有机质中的可产烃部分。
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。
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。
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。
5.5 油气成藏基本地质条件之一——充足的油气源
第五章油气聚集与油气藏的形成5.5 油气成藏基本地质条件之一——充足的油气源一个盆地或凹陷油气源的丰富程度决定于有效烃源岩体积、有机质丰度、类型和成熟度，以及烃源岩排烃能力。
充足的油气源：生烃面积大，生烃层系厚；发育多套烃源岩层系；有机质丰富、类型优越、热演化程度较高，排烃效率高。
大盆地形成大油气田，具有体积巨大的有效生烃岩体。
拥有丰富油气资源的含油气盆地，均具有较大体积的沉积岩，尤其是具有较大厚度和体积的烃源岩。
大盆地形成大油气田，具有体积巨大的有效生烃岩体。
沉积岩面积多在10×104km3以上，体积多在50×104km3以上，烃源岩系总厚度最小是200~300m，一般在500m以上，最厚的可达1000m以上。
大盆地形成大油气田，具有体积巨大的生油气岩体。
统计世界上61个特大型油气田所在约12个含油气盆地：都是长期持续稳定下沉的盆地，沉积岩厚＞5000m，甚至上万米；生油凹陷面积大，生油层系巨厚，具备充足的油气来源。
大盆地形成大油气田，具有体积巨大的生油气岩体。
波斯湾盆地：面积230×104km2，沉积岩厚5000～12000米，体积704×104km3，主要生烃层系厚1000～2500米。
松辽盆地：面积23×104km2，沉积岩厚达6000米，体积77.5×104km3，主要生烃层系厚500～1000米。
有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）盆地名称 盆地面积 沉积岩系发育概况 生油岩发育概况 油气可采储量 ( 吨、米 3 ) （ k m 2 ） 时 代 厚度 体 积 ( 公里 3 ) 时 代 岩性及厚度 及特大油气田数 波斯湾 240 万 古生代、中、新 生代 ； 以 J 、 K 、 E 、 N 为主 5000~12000 米 平均 3000 米 704.1 万其中 J 以上 417 万 J 3 、 K 2 、 E 为 主 碳酸盐岩为主 ， 最厚 4000 米 , 主要生油层厚 1000~1500 米 油 541 亿 ； 28 个 西西伯利亚 230 万 中、新生代 以 J 、 K 为主 最厚 4000~8000 米平 均 2600 米 600 万 J 2 ~K ， 以 J 3 、 K 1 为主 泥岩 ( 前三角 洲 )500~1000 米 油 60 亿 8 个 美国 墨西哥湾 110 万 中、新生代 最厚 12000 米 平均 4000 米 545 万 J 3 ~N 1 , 以 K 3 、 N 1 ； 为主 泥 岩为主、部分为碳酸 盐岩 1000~2000 米 油 53.4 亿 ； 1 个 马拉开波 8.5 万 中、新生代 (K~N) 最厚 10000 米 平均 4600 米 395.7 万 K~N ， 以始新世为 主 K 为石灰岩、粘土岩 , 厚 150~200 米 ； E 泥岩 2000 米 油 73 亿 ； 2 个 伏尔加 乌拉尔 65 万 以上古生代 为 主 一般小于 2000 米 ， 在 乌拉尔山前可达 8000 米 ， 平均 3100 米 218.2 万 中泥盆世 ~ 早二叠 世 以泥岩为主 ； 总厚 200~500 米 油 42.7 亿 ； 2 个 利比亚锡尔 特 35 万 古 ~ 中、新生代 , 以 K 、 E 、 N 为 主 古生界 1500 米 ， K 以 上最厚 5000 米 ， 平均 2500 米 80 万 K~E, 以 K 2 、 E 为主 以石灰岩、泥灰岩为 主 , 部分为泥岩 1000~2000 米 油 40 亿 ； 气 7790 亿 4 个 阿尔及利 亚东戈壁 41 万 古生代 ~ 中生代 4000~5000 米 160 万 志留纪 页岩 200 米 油 9.9 亿 ； 气 29940 亿 3 个 北 海 62 万 二迭 ~ 第三系 总厚 8000 米 第三系 3000 米 300 万 侏罗纪和第三纪 , 部分晚石炭世 泥 岩 油 34 亿 ； 气 184080 亿 4 个 尼日尔河 三 角 洲 6 万 新生代 一般 4000~6000 米 最大 12000 米 30 万 早第三纪 泥岩 1000~2000 米 油 27 亿 ； 气 11200 亿 大油气田 6 个 美国西内部 60.2 万 古生代、中生代 9000 米 85 万 ∈ 、 C 、 P泥岩为主 ,200~400 米 1 个 ( 气 ) 松 辽 22.6 万 K~N 最厚 6000 米 平均 3000 米 77.5 万 K泥岩 500~1000 米 1 个 华 北 25 万 震旦 ~ 中生代 新 生 代 新生代最厚可达 6000 米其中 E4500 米125 万 E 为主 泥岩大于 500 米最厚1000~15 00 米 1 个 世界12个大含油气盆地61个特大油气田的情况简表︵据张厚福等︐1999︶波斯湾盆地油气田分布图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—凹陷边界小盆地也可形成丰富的油气聚集。
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。
【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）。
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。
第十四次课：第五章油气藏(2)
大中型油气田 分布与构造活 动带
BZ25BZ25-1
PL19PL19-3
BZ34 晚期快速充注模式
断裂贯通型幕式快速多层系充注模式
BZ34-7-1 BZ34-6-1 (投影） 0 500 1000 1500 2000 2500 海拔(-m) m) 3000 3500 4000 4500 E2s3+4+ E1-2k 5000 5500 6000 活跃烃 源岩范围 贯通型 断裂通道 油气层 T8 N1g E 3d E3s1+2 T3 T5 3500 4000 4500 5000 5500 6000 0 5 km Qp+N2m BZ34-5-1 BZ34-4-1 (投影） (投影） BZ34-2-1 (投影） N BZ28-2-1 0 500 1000 1500 T0 2000 2500 3000
四、流体包裹体分析方法 1.概念 1.概念 流体包裹体是矿物生长 流体包裹体是矿物生长 过程中， 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（ 按成分 ： 有机包裹体 （ 油 、 气）、盐水包裹体 按相态：液体包裹体， 按相态：液体包裹体，气体 包裹体， 包裹体，气-液两相包裹体
三、油藏饱和压力法确定油气成藏时间 1、基本概念 饱和压力： 饱和压力：溶解于原油中的天然气开始从 原油中分离出来时的压力。 原油中分离出来时的压力。 饱和油藏：原油被天然气饱和的油藏。 饱和油藏：原油被天然气饱和的油藏。 油藏压力等于饱和压力 不饱和油藏：原油没有被天然气饱和的油藏。 不饱和油藏：原油没有被天然气饱和的油藏。 油藏压力高于饱和压力
(2)部分破坏 (2)部分破坏
油气藏的盖层遭受断裂的破坏， 油气藏的盖层遭受断裂的破坏， 油气部分沿断裂发生运移
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 5.3 油气聚集原理
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
度较低，远源圈闭中油气的密度相对高。
油藏
构造名 称 李涅夫
三个构造的油气差异聚集特征
顶部标 高 -1091米 -1882米 含油气 情况 只含气 油藏有 气顶 油气藏 高度 14米 40米
0.840.85 0.8590.874
石油 比重
天然气含 CH4量 91.5巴赫麦 其也夫
第三阶段：石油被排出圈闭，天然 气充满圈闭，石油过溢出点向上倾 方向运移，无油水界面，只有气水 界面。
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）
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
三、油气的差异聚集
1. 单一圈闭中油气的差异聚集
第一阶段：水被排出，气在顶部， 油在中间，水在下面。（上气、中 油、下水）
第二阶段：气在上部，油在下部， 油水界面下降到溢出点。
-857米
油藏无 气顶
49米
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差异聚集情况
。 。
澳大利亚埃罗曼加盆地中的差异聚
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
被断层遮挡形成的两个油藏
四、油气藏中油、气、水的分布
含油面积
含水边界（内 含油边界）
含油边界（外 含油边界）
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
1.1 含油气边界
• 外含油边界：油水界面与油层顶面的交线→含油边界； • 内含油边界：油水界面与油层底面的交线→含水边界； • 气顶边界：油气界面与油层顶面的交线。
另外，也有人将 含油（气）面积与闭合面积之比定义为充满度；
或者将 含油（气）体积与闭合有效容积之比定义为充满度。 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。
3、油水过渡带
---厚度取决于储集层的物性和流体性质
据实验，前苏联学者提出：
Δh：过渡带厚度，m；б：油水界面张力，达因/cm2 φ：孔隙度；K：渗透率，达西；ρw-ρo：油水密度差
• 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：
• 储集层 ：储集油气 • 封闭条件 ：阻止油气散失
盖层本身的弯曲变形 盖层 + 其它侧向遮挡条件
二、圈闭的度量（往往指静水条件下）
圈闭大小由最大有效容积来度量。它是指能容 纳油气的最大体积。---评价圈闭的重要参数
•第五章 油气聚集与油气藏的形成
油气藏是石油地质研究的核心内 容，本章主要介绍圈闭和油气藏的基 本概念、油气藏形成的基本条件以及 油气藏形成的有关问题。
第五章 油气聚集与油气藏的形成
第一节 圈闭与油气藏概述 第二节 油气聚集原理 第三节 油气藏的形成、破坏与保存 第四节 油气藏形成时间的确定 第五节 地温场、地压场和应力场与油气藏
2.地层圈闭中油气聚集模式
3.岩性圈闭中油气聚集模式
4、断层圈闭中油气聚集模式
三、油气在圈闭中聚集的过程
1.油气充注方式
•首先：进入最低排 替压力渗透层 •接着：以石油波阵 面方式充注油藏。
2.混合过程
储集层的非均质性及充注过程的差异性 →流体分布非均质性→流体大混合→ 稳态
❖三种混合机制： 密度差异混合：圈闭中石油密度倒置→重力分异混合 浓度差异混合：圈闭中石油组分浓度差异→扩散混合 热对流混合：效率取决于浓度差、烃分子大小、储层物性
二、圈闭的度量
1、溢出点：油气充满圈闭 后，最先从圈闭中溢出的点
2、闭合高度：从圈闭中储 层最高点到溢出点的高差。
3、闭合面积：通过溢出点 的构造等高线所封闭面积。
•构造起伏幅度与闭合高度 ：
H1以区域倾斜面为基准，H2以等海拔高程面为基准。
断层圈闭的溢出点、闭合高度和闭合面积示意图
(4)有效孔隙度和储集层有效厚度的确定
断层渗漏型油气差异聚集示意图
3、溢出型油气聚集
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。
•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。
——储层物性好（φ大、K大），过渡带薄.
4.“沥青垫”现象
第二节 油气聚集机理
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、油气在圈闭中聚集的过程 四、油气在系列圈闭中的差异聚集
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。
❖一、油气聚集的动力学机制 ➢ 势差或压差：浮力-水动力机制
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。
三、油气藏的含义
——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。
油 气藏
油气藏
同一要素控制 “单一圈闭” 单一储层
1.2 含油气面积
• 外（内）含油面积：外（内）含油边界圈定的面积。 • 含气面积：气顶（气水）边界圈定的面积。
1.3 油气藏高度
• 气顶高度：含气部分的最高点到油气界面的高差。 • 含油高度：油水界面到油气界面的高差。
3、 底水、边水底水 边水 Nhomakorabea底水 边水
底水
4 充满系数（度）
含油（气）高度与闭合高度的比值称充满系数（度）。
形成的关系 第六节 凝析气藏的形成 第七节 非常规气藏的形成特征 第八节 气藏与油藏形成及保存条件的差异
第一节 圈闭和油气藏概述
一、圈闭的定义 二、圈闭的度量 三、油气藏的概念 四、油气藏的度量
一、圈闭（Trap）的定义
• 1圈93闭4年：麦适考合洛于提油出气--圈聚闭集：，各形种成性油质气的藏油的贮场。所。
四、油气在系列圈闭中的差异聚集
当含油气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。
1.渗漏型（逸出型）油气聚集
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
水直到S束缚水
3 渗滤作用+排替作用
•上覆盖层：毛细管封闭： 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。 •盖层：异常高压封闭：
水不能通过上覆盖层渗流，只被向下排替。
二、各种圈闭中的油气聚集模式
1、背斜圈闭中油气聚集模式 •水：可通过上覆泥岩盖层； •烃类和无机盐：在圈闭中聚集 •圈闭中含盐量增加，PH值降 低，利于油气进一步聚集。
圈闭最大有效容积，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
二、圈闭的度量
圈闭的最大有效容积，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，%。
某储层 顶面构 造图
——油气在圈闭中聚集的主要动力学机制
渗滤作用、排替作用
➢ 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
1、渗滤作用
•含烃的水或 游离烃 •盖层：对烃 类毛细管封闭 •水：可通过 盖层继续运移
2、排替作用
•泥质盖层Pf相邻砂层：圈闭中的水难通过盖层。
•油水界面：P油=P水； 向上：密度差 → P油P水 →向下的流体势梯度 →油：上移、向下排替