油气成藏条件与过程

二、成藏条件研究
1、烃源岩
总有机质
有机质丰度 岩石热解
可溶有机质
干酪根
热
氯仿沥青“A” 可降解生烃部分
残余碳
解
有效碳
无效碳
分
析 原
P1
P2 P3
理
示
S1
意
S2 S3
图
样品中烃
干酪根热
捕集释出
类的挥发
解生烃
的CO2
S1——300℃以前的产物为 岩石中可溶有机质或吸附 物； S2——300~550℃为干酪 根热解产物； S3——为整个热解过程中放 出的CO2。
氯仿沥青“A”是指岩石中可溶于氯仿的有机质的总称，
约占岩石中有机质的2%~15%。
氯仿沥青“A”是一种混合物，根据它们对不同溶剂有选 择性溶解的特点，可以用柱色层法等将其分离成饱和烃、 芳香烃、非烃(胶质)和沥青质等族组分，其中饱和烃和芳香 烃在岩石中的含量和称为总烃含量。
总烃含量=饱和烃+芳香烃
我国中、新生代烃源岩总烃含量统计表明， 好的烃源岩一般为0.1%， 较好的不低于0.05%， 低于0.01%的为非烃源岩。
非常规油气明显的标志之一是非浮力聚 集，油气持续充注，不受水动力效应的明显 影响，无统一油气水界面与压力系统。聚集 动力以烃源岩排烃压力为主，受生烃增压、 欠压实和构造应力等控制，聚集阻力主要为 毛细管压力，二者耦合控制含油气边界 。
一、国内外进展
6.非常规油气分布特征 源内、近源成藏；甜点富集,连续成藏
) 红外光谱吸收
强度比(cm)
热解 特定产物比
核磁共振
(低-未成熟)
岩石 (S2/S2) 干酪根 2900/1600 1460~1600 nHC/烷基苯 脂/芳 C9-/C10+
芳香度 fa
标准腐殖 含腐泥的 中间型或
型 Ⅲ2 <0.8 -20.0~
-24.5
腐殖型Ⅲ1 0.8~1.0
-24.5~ -26.0
二次 运移
二次 运移
下生 上储 或上 生下 储或 源储 近邻
自生 自储 或下 生上 储或 上生 下储
二次 二次 运移 运移
一、国内外进展
5.非常规油气生成与运移过程
Williams（2013）
页岩油不仅是成熟度比页岩气 低，原油可能还需要短距离运移
部分页岩气和所有的页岩油储 层都可能是经典页岩油气和其它 常规/致密油气系统的复合体
二、成藏条件研究
孔隙类型和孔隙结构
2、储层
1. 储层的孔隙空间
岩石孔隙空间 ：孔隙、喉道
油气成藏条件与过程评价-1
刘成林
1
提纲
国内外进展 油气成藏条件研究 油气成藏机制 实例分析
2
一、国内外进展
1. 常规与非常规油气藏分类
一、国内外进展
2.常规与非常规油气藏要素 常规油气着力研究“圈闭是否成藏”，核心评价“生、储、盖、圈、 运、保”6要素及其匹配关系。
Williams（2013）
9.0~20.0
>20.0
5.4~8.5
8.5~23.5
0.8~1.85
0.40~0.50 0.20~0.40
二、成藏条件研究
有机质类型
1、烃源岩
2.可溶有机质的类型研究
沉积岩中可溶的沥青组分与干酪根一起，构成了沉积有机质的整体， 因而从另一个方面反映了成油母质的特征。氯仿沥青“A”的族组成研 究，是可溶有机质类型研究常用的方法。
有机质含量=有机碳含量×K
K为转换系数。
从有机碳计算有机质丰度的转换系数(K)
演化阶段
干酪根类型
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
煤
成岩阶段
1.25
1.34
1.48
1.57
深成阶段未期 1.20
1.19
1.18
1.12
二、成藏条件研究
有机质丰度
1、烃源岩
有机碳含量
泥质烃源有机质丰度标准
评价 非
差
较好 好
最好
TOC(%) <0.4
其中干酪根热解的S2 峰最大值时的温度Tmax称 为最高热解峰温， 它
300℃ Tmax 程序升温过程
550℃ 降温过程
与有机质成熟度成正比。 但是若S2太小时， Tmax 无意义。
二、成藏条件研究
有机质丰度
1、烃源岩
指标的应用
❖潜在生油量=S1+ S2 （mg/g岩石）
丰 度
❖有效碳（%）：CP=（ S1+ S2 ）×0.083（生烃潜量的单 位为mg /g,烃类中碳的平均含量为83%）
17~23 >2
1.2~0.9 松辽盆地 下白垩统
青一段
腐殖-腐泥型 20~40 5~15 1~3 40~50 1~3
前高双峰型 前 C17,C19 后 C21,C23
17~25 1.5~2.0
>1.2 东营凹陷 下第三系
沙三段
腐泥-腐殖型 20~30 5~15 1~1.6 50~60 1~3
后高双峰型 前 C19,C17 后 C27,C29
成熟度参数
二、成藏条件研究
有机质类型
1、烃源岩
烃源岩中有机质的类型是其质量指标，不同类型的
有机质具有不同的生油气潜力。烃源岩有机质的类型研 究一般分两个方面：干酪根和不溶有机质的类型研究。
1.干酪根类型研究
干酪根类型研究的常用方法: 光学法 化学元素分析法 热解法 红外光谱法等
二、成藏条件研究
1、烃源岩
<150 <120 >150 <110
S2/S3 国外 国内
>5 >20
2.5-5
2.5-2 0
<2.5 2.5
二、成藏条件研究
有机质类型
1、烃源岩
干酪根类型指标的相应关系（胡见义等，1992）
类型 参数
干酪根的元素组成(H/C)
干酪根稳定碳同位素(δ13C‰)
氢指数 IH (mgHC/gCorg
有机地球化学指标主要是指有机质的各种组成变化特征， 如生物标志化合物的构型变化，有机质的化学组成变化和 结构变化等。
确定有机质成熟度的指标有很多种，如镜质体反射率 （ Ro ） 、 岩 石 最 高 热 解 峰 温 （ Tmax ） 、 S1/S1+S2 、 H/C原子比、红外光谱参数、可溶有机质含量及生物标记 物参数等。对于陆相泥岩来说，镜质体反射率是应用效果 最好的指标，其次为Tmax，其它指标参数作为辅助评价 指标。
混合型Ⅱ
1.0~1.3
-26.0~ -27.5
<70
70~150 150~400
(0.5)
(0.5~2.5) (2.5~15)
<130
130~250 250~600
<0.4
0.4~0.9
wk.baidu.com
0.9~1.5
<0.25
0.25~0.45
<4.0
4.0~5.0
5.0~9.0
3.0~5.4(1.8~3.0 系过成熟Ⅲ型)
生储 盖三 位一 体， 自生 自储
无运 移或 烃源 层内 短距 离初 次运 移
源储 直接 接触 或近 邻
一次 运移 或短 距离 二次 运移
源储 直接 接触 或近 邻
一次 运移 或短 距离 二次 运移
自生 自储 或下 生上 储或 源储 近邻
短距 离二 次运 移
下生 上储 或上 生下 储
上生 下储， 源储 近邻
0.4~0.6 0.6~1.0 1.0~2.0 >2.0
碳酸盐烃源岩有机质丰度标准（成油门限处）
评价 非
差
较好 好
最好
TOC(%) <0.1
0.1~0.3 0.3~0.7 0.7~1.7 >1.7
Hunt（1967）认为：0.3％为碳酸盐岩生油岩丰度下限
二、成藏条件研究
有机质丰度
1、烃源岩
氯仿沥青“A”和总烃含量
致密砂岩气聚集模式（皮申斯盆地） 斜坡区含气量和渗透率优势叠合带富集模式
页岩油滞留聚集模式
提纲
国内外进展 油气成藏条件研究 油气成藏机制 实例分析
12
二、油气成藏条件研究
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; 有良好的油气保存条件。
二、成藏条件研究
有机质类型
1、烃源岩
中新生代烃源岩可溶有机质类型划分（王启军等，1988）
氯 仿 沥 青 A
正构 烷烃 特征
实例
项目 饱和烃% 芳香烃%
饱/芳 非烃+沥青质% 非烃+沥青质/总烃
峰型特征 主峰碳数
碳数范围 nC21+nC22 nC28+nC29
OEP
腐泥型 40~60 15~25
>3 20~40 0.1~1 前高单峰型 C17,C19
二、成藏条件研究
1、烃源岩
不同类型干酪根热解参数表
有机质类型
类型 (蒂索 分类)
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
S1+S2 国外 国内 >6 >20
2-6 2-20 <2 <2
IH
IO
国外 国内 国外 国内
600-9 00
>600
<30
<40
450-6 250-6
00 150-4
00 120-2
30-60
40-11 0
50 50
的控制，对油气分布及富集有重要的控 制作用，但这些组合样式的有效性不一， 某一种或几种可能是该地区最主要的源 储组合类型。
王红军2011，有效源储组合
付锁堂2013，成藏组合 ①源内包裹组合; ②源上广覆组合; ③源下依伏组合; ④源侧披覆组合6
一、国内外进展
4.非常规油气生成与运移过程
类型
页岩 气
一、国内外进展
6.非常规油气成藏动力学机制 混合作用力驱动型动力场和非浮力驱动型动力场中形成非常规油气藏， 非浮力聚集是非常规油气的标志。
9
一、国内外进展
6.非常规油气成藏动力学机制
常规油气藏储集体发育毫米级或微米级孔 喉介质，毛细管阻力较小符合达西渗流规律。 油气从烃源岩排出后经浮力驱动，发生二次运 移通过一系列输导体系在相对独立的常规圈闭， 在相对低势区聚集成藏。浮力作用下油气渗流 或管流成藏是常规油气的根本特征。
煤层 气
页岩 油
致密 油
致密 气
碳酸 盐岩 缝洞 油气
火山 岩缝 洞油 气
变质 岩裂 缝油 气
油页 岩
油砂
重油 沥青
水合 物
源储 关系
运移 方式
生储 盖三 位一 体， 自生 自储
无运 移或 烃源 层内 短距 离初 次运 移
生储 盖三 位一 体， 自生 自储
无运 移或 烃源 层内 短距 离初 次运 移
1.85~3(>3 者系过成熟,无母源意义)
>0.80
0.70~0.80 0.50~0.70
含腐殖的
标准腐
腐泥型Ⅰ2 1.3~1.5
-27.5~ -28.2
泥型 Ⅰ1 >1.5
-28.2~-31.0
400~800
>800
(15~50)
(>50)
600~900
>900
1.5~3.0
>3.0
0.45~1.20
有机质类型
（1）热解法
热解分析所得出的类型的参数：
①类型指数It=S2/S3；
②氢指数IH(mg烃/g有机碳)=S2×100/有机碳
③氧指数IO(mg二氧化碳/g有机碳)=S3×100/有机碳。
研究表明IH与H/C原子比，IO与O/C原子比之间存在 着 良 好 的 相 关 性 ， 因 此 可 以 用 这 两 个 指 数 绘 制 Von Krevelen图，图上显示了与元素原子比图相似的类型分布。 邬立言等人通过万余块样品的热解分析，提出了陆相盆 地有机质类型的划分标准(表)。
二、成藏条件研究
1、烃源岩
烃源岩评价方法 地球化学方法：丰度、类型、成熟度（取样分析） 沉积学方法-暗色泥岩厚度分布预测（勘探程度低 的地区） 测井评价方法（地球化学为基础，多井地区）
二、成藏条件研究
1、烃源岩
有机质丰度 有机碳含量
有机碳含量是指岩石中所有有机质含有的碳元素的总和 占岩石总重量的百分比。
17~29
腐殖型 5~17 10~22 0.5~0.8 60~80 >3 后高单峰型 C25,C27,C29
23~29 1.2~1.5
1~1.5 陕甘宁盆地
上三叠统 长三段
>2 陕甘宁盆地 中、下侏罗统
延安组
二、成藏条件研究
有机质成熟度
1、烃源岩
有机质的成熟度是指烃源岩中有机质的热演化程度。由 于油气仅形成于有机质的某一些演化阶段，所以成熟度是 判别烃源岩的又一基本参数。用来确定成熟度的指标大致 包括三个方面：有机地球化学、有机岩石学及古地温直接 测定法。
族组分的相对含量，反映了母质类型和演化程度。一般在 成熟度不高的情况下
腐泥型—氯仿沥青“A”和总烃含量较高，饱和烃丰富；
腐殖型—富含芳香烃及胶质、沥青质
因此，根据三大族组分（饱、芳、非+沥）相对含量及饱 和烃特征，即可进行类型划分。表8-1-4是根据我国中新生代 烃源岩的氯仿沥青“A”族组成研究得出的。
一、国内外进展
2.常规与非常规油气藏要素
非常规油气具有与常规 油气不同的成藏要素， 它着力研究“储集层是 否含油气”，核心评价 “烃源性、岩性、物性、 脆性、含油气性与应力 各向异性”六特性及其 匹配关系。
Williams（2013）
一、国内外进展
3.非常规油气藏源储组合 源储组合主要受沉积特征及其演化
参 数
❖类型指数： It = S2/ S3 ❖烃指数 IHC—(S1/TOC) mg/g有机碳 ❖氢指数 IH—(S2/TOC) mg/g有机碳 ❖氧指数 IO—(S3/TOC) mg/g有机碳 ❖降解潜率：D=有效碳／有机碳（总碳中生烃的碳）
类型 参数
❖产率指数： IP= S1/ （S1+ S2） ❖最高热解峰温Tmax （℃）