油气成藏动力学研究-思想、方法和实例
油气成藏
含油气系统的评价近年来,含油气系统的研究与评价已经成为有效预测和发现油气资源的重要工具。
较全面的分析了含油气系统理论的基本概念,归纳了含油气系统的研究现状,并总结了含油气系统理论应用中的具体方法。
1.含油气系统概念的提出及现状1972年Dow.M.G首次提出Oil System(石油系统)概念,基于油—油和油—源对比,将威利斯顿盆地中由蒸发岩封盖层与其它系统分隔开的一套油源岩和一群储集岩归入一个生—储油系统。
随后三十多年里,含油气系统的理论开始迅速发展和应用,从经典含油气系统发展到适合我国油气田的复合含油气系统,主要可以归纳为两个发展阶段:(1)理论诞生阶段(1972~1994年)：此阶段主要是含油气系统理论的诞生阶段,讨论含油气系统的定义、划分和命名,可归纳为三种意见:L.B.Ma-goon等(1994)认为含油气系统的划分、命名应考虑烃源岩和主要储集岩,强调烃源岩和储集层的可靠性;De-maison和Huiringa(1991)强调,应根据油气系统的因素、运移排烃方式和油气圈闭方式对油气系统进行分,并根据三者定性指标组合而命名,强调油气系统中油气运聚过程中的数量和驱动性质;Penodon(1992)则主张,应根据盆地主要类型把油气系统划分为大陆裂谷、地台和造山带三种基本含油气系统,强调油气系统的构造成因控制作用。
(2)发展和应用阶段(1995—现在):特别是国内的发展。
赵文智等(2000)等对含油气系统(成油系统、油气成藏系统)的概念、研究内容作出了具体的阐述。
针对中国大陆叠合含油气盆地的特征,赵文智等(2003)提出了复合与复杂含油气系统的概念,深化了对简单含油气系统的认识。
何登发等(2000)、赵文智等(2003)针对我国复杂的叠合含油气盆地特征,提出并总结了复合含油气系统理论。
张庆春等(2003)对含油气系统模拟进行了阐述。
2.含油气系统的研究方法对含油气系统的研究,是一个系统的工程,其涵盖物探、地化和地质等多方面的技术,主要有:(1)油气源对比方法。
油气聚集原理与油气充注成藏期
（四）油气藏形成时间的确定
1.传统地质分析方法
(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
构造发 育史与 油气聚 集关系 示意图
A圈闭形成时间晚，位置低—无效。
圈闭形成次序：1 → 2 → 3 → 4 → 5、6、7。
垂直距离-从储集层开始沉积到现在的时间间隔； 空白部分-储集层沉积后到形成圈闭以前的时间间隔； 红色宽度-充储集层沉积后，任何时间内形成圈闭的百分率。
聚集过程：充注过程、混合过程。连续过程。
1.油气充注
以浮力作用为动力的运移—渐进式充注，缓慢；
以异常高压为动力的运移—幕式充注，快速。
•最初进入最低排替压力 部分（高渗带） •不断向相对低孔低渗的
储层部分扩展，最后将整
个圈闭充满 。
•以石油波阵面方式充注油藏。
（二）油气在圈闭中聚集的过程
美国阿巴拉契亚盆地油藏与气 藏分布图(据A.I.Levorsen)
•含油气盆地中的油气宏观分布模式
“气心油环”模式：在盆地中 心低处的构造圈闭中充满着天然
气，而在高处的构造圈闭中却充
满着石油。
实际上，这两种模式的出现都 是正常的，出现的地质背景和条件 不同。将“气心油环”模式称为溢 出型油气差异聚集，“油心气环” 模式称为渗漏型（逸出型）油气差 异聚集。
连续发生的过程。
因此，烃源岩的主要生排烃期基本代表了油气
藏形成的主要时期 。
东营凹陷不同时期生、排烃量直方图
东营凹陷的烃源岩从沙二上开始少量排烃；洼陷中心的烃源
岩在东营期进入大量排烃期，继东营期之后由于地层抬升，排
烃作用一度中断，在馆陶末至明化镇时期又大量排烃，且规模 超过东营期，成为主要的排烃期。
柴达木盆地北缘西段油气成藏动力学研究
ｍ ａ ｒ ｇ ｉ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｑａ ｉ ｄ ａ ｍ Ｂ ａ ｓ ｉ ｎ ， ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｐ ｒ ｅ ｖ ｉ ｏ ｕ ｓ ｓ ｕｄ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｎ ｂ ａ ｓ ｉ ｎ ｅ ｖ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｈ ｙ ｒｏ ｄ ｃ ｒ ａ ｂ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ． Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ
基金项 目： 国家重点基础研 究发展 规划 （ ９ ７ ３）项 目 （ ２ ０ １ １ Ｃ Ｂ ２ ０ １ １ ０ ５ ） ； 国家重 大科技专 项 （ ２ ０ １ １ Ｚ Ｘ０ ５ ０ ０ ８ ． ０ ０ ４）
摘要 ：综合 前人对 柴达 木 北缘盆 地演 化和 含 油气 系统 的研 究成果 ，遵 循 油气 成藏 动力 学研 究 的思路 和方 法 ， 以动态 成藏 要 素研 究为 主线 ，采用 盆地 分析 和数 值模 拟方 法 ，恢复 盆地 演化 过程 ； 综合考 虑不 同时期 烃源岩 特征 、流 体 势 场及 主 要输 导层输 导 物性分 布 ，对主 要成 藏期 的油 气运 聚过 程进 行 了模 拟分 析 ，总结 了柴北 缘 油气 成藏 的主 控 因素 及成 藏 规律 。研 究结果 表 明 ，中新世 是研 究 区侏 罗系 烃源岩 主 要 的生油期 ，生排 运量均 足够 丰富 ，但 这 时赛 什腾 凹 陷 只是 一里坪 坳 陷的北 部斜 坡 ，构造 圈闭主要 在盆地 边 缘 ，相 当大部 分 的油都 运 移到盆 地边 部 ，可 能在 后期 的构造 变动 中逸 散 ；上新 世 以来 的 晚成 藏期 ，研 究 区烃 源岩 以生气 为 主 ，这 时构 造 圈 闭发 育 ，天 然气 成藏 条件 具备 ，盆地
油气成藏条件与过程-2
三、油气成藏机制
断层
2、输导体系
A.流体沿断层带的流动 a.流体沿活动断层的流动 b.超压流体沿断层的流动 B.流体垂直断层带流动 a.断层带侧向封闭机理：碎裂/成岩胶结与泥岩涂抹 b.断层面两侧渗透性岩层的对接
泥岩砂涂泥抹涂系抹数比:S率SF评= T价/L标（准断：距S/M泥G岩R大层于厚2度时）渗评漏价标 准：SSF=T/L 大于7时渗漏.
油润性较好的输导层部分
三、油气成藏机制
2、输导体系
非均质储层含油气性统计
非均质储层内油气 分布的非均质性证 明油气优先通过高 孔隙度、渗透率储 层部分运移或优先 在高孔隙度/渗透率 储层部分聚集
输导层
三、油气成藏机制
输导层
2、输导体系
区域性油气运移准则与方式
油气从源岩排出进入输导层后，将在浮力的作用下通 过 通道网络垂向运移至封闭层底面；
垂向运移的特点
❖输导效率较高
❖垂向运移一般具有周期性，
呈“幕式运移”或“幕式成藏”。
N
N E
E
F1
F5
F4 F4 K
K J+T
K
F2
K
1
1
3
J+T
J+T J+T
K J+T
2
三、油气成藏机制
25 20 15 10
5 0
时间
140 120 100 80 60 40 20
0
0
y = 0.0947x R2 = 0.9578
400 800 1200 1600 2000 断距（m）
三、油气成藏机制
不整合面
2、输导体系
不整合面通道：由不整合面上下高渗透性岩层形成的油气油
油气成藏机理的研究现状与思路
油气成藏机理的研究现状与思路油气成藏过程包括油气的生成、运移、聚集以及保存和破坏各个环节,既是石油地质理论的核心问题,又是有效解决油气勘探活动的关键问题。
自石油工业产生以来,油气成藏机理研究一直是石油地质学家极为关注的课题,其研究大致经历了三个发展阶段:第一阶段(19世纪末—20世纪50年代初),为油气成藏机理研究的初始阶段,以沿背斜褶皱带分布油气藏的背斜学说或重力学说为代表,并提出了陆相成油理论;第二阶段(50年代中期—70年代末),本阶段是在油气藏形成的基本条件和形成过程分析的基础上,全面研究了油气成藏机理,同时建立了陆相石油地质理论;第三阶段(80年代—至今),主要表现在通过先进的油气勘探技术和方法,以及计算机技术和物理模拟技术进行系统的油气成藏的各项条件、机制和相互之间有机配置关系的研究,同时进行油气成藏过程中的定量和半定量研究。
但是由于油气藏形成过程非常复杂,影响因素很多,研究难度大,致使油气成藏机理仍为石油地质研究中最为薄弱的环节,许多油气生成、运移、聚集和保存中的重大理论和实际问题,目前仍停留在推理阶段,严重地影响了油气资源分布规律和预测油气藏的准确性,制约着许多盆地(或区带)的油气勘探和开发过程。
因此,需要从典型沉积盆地和典型区带的实际油气藏解剖分析出发,采用系统的、动态的和定量的研究方法,将典型油气藏解剖分析与物理模拟和数学模拟相结合,综合考虑油气的生成、运移、聚集与保存过程,建立油气成藏定量模式。
油气藏成藏理论研究现状特别是近年的时间里，随着世界石油工业的迅速发展和紧张的世界能源形势，对油气成藏过程和分布规律的研究和认识取得了突飞猛进的发展，主要体现在如下几个方面：（1）对油气成藏条件（生、储、盖层等）的研究，无论从方法、手段和理论上，已基本上成熟和完善。
（2）成藏过程，成藏期次的研究，从动态过程的角度对油气藏的形成进行历史分析，结合构造演化史、沉降史、热史及成岩史研究，开展了包裹体分析、同位素分析、油藏地化分析等大量研究，对油气成藏有了相当的认识。
应用流体包裹体研究油气成藏以塔中奥陶系储集层为例
应用流体包裹体研究油气成藏以塔中奥陶系储集层为例1. 本文概述随着全球能源需求的不断增长，对油气资源的勘探与开发显得尤为重要。
在我国，塔里木盆地作为重要的油气生产基地，其奥陶系储集层的研究对于理解油气成藏机制、提高油气勘探成功率具有重要意义。
本文旨在通过应用流体包裹体技术，对塔中奥陶系储集层油气成藏过程进行深入研究，以期为该区域的油气勘探提供科学依据。
流体包裹体作为地质流体活动的直接记录者，能够提供油气藏形成和演化的重要信息。
本文首先对流体包裹体的基本概念、形成机制及其在油气成藏研究中的应用进行概述。
接着，详细介绍了塔中奥陶系储集层的地质背景、流体包裹体的岩相学特征及其在油气成藏过程中的作用。
通过分析流体包裹体的显微测温数据，探讨了油气成藏的温度、压力条件及其演化历史。
结合区域地质资料，建立了塔中奥陶系储集层油气成藏的动力学模型，并对油气勘探前景进行了评价。
本文的研究成果不仅有助于深化对塔中奥陶系储集层油气成藏机制的认识，而且对于指导我国类似盆地的油气勘探具有重要的实践意义。
2. 塔中奥陶系储集层地质概况塔中地区位于中国塔里木盆地中央隆起带的东部，是一个典型的油气富集区。
该地区的奥陶系储集层是塔里木盆地内重要的油气储层之一，其发育和分布对于油气成藏具有重要的控制作用。
奥陶系储集层主要由碳酸盐岩组成，包括石灰岩、白云岩和泥质灰岩等。
这些碳酸盐岩在沉积过程中经历了多期构造运动和成岩作用，形成了复杂的储集空间系统。
储集空间主要包括溶蚀孔洞、裂缝和晶间孔等，其中溶蚀孔洞是最主要的储集空间类型。
这些储集空间的形成与分布受到了多种因素的控制，包括沉积环境、成岩作用、构造运动以及流体活动等。
在地质历史上，塔中地区经历了多期的构造运动和热液活动，这些活动对于奥陶系储集层的形成和演化产生了重要影响。
构造运动导致了储集层的褶皱和断裂，形成了有利于油气运移和聚集的构造格局。
热液活动则提供了丰富的流体来源和能量，促进了储集空间的溶蚀和扩大，同时也为油气的生成和运移提供了有利条件。
油气成藏动力学讲解
运用测井曲线预测压力以及超压与油气成藏的关系摘要随着国内外油气勘探开发的不断深入，超压已成为当前石油地质学研究的热点领域。
本文综合总结前人的一些研究成果，对超压的成因，机制进行了分析，并对超压与油气成藏条件关系，超压对油气成藏过程影响，以及超压对油气分布的影响进行了阐述。
最后对超压研究一些现状问题以及对未来的研究趋势进行了小结。
关键词超压油气成藏条件油气成藏过程油气分布0引言随着国内外油气勘探开发的不断深入，超压已成为当前石油地质学研究的热点领域。
石油地质理论认为，地层超压的形成、发育、演化与油气藏关系密切，对油气藏各个成藏要素和过程都有显著影响（刘玉华，2011）。
因此在进行以油气藏为核心的成藏机理研究时，就必须研究超压的重要影响作用。
据统计，在世界范围内已知有180多个沉积盆地具有超压地层体系，占世界盆地的2/3，其中超压体系与油气分布有成因联系的约有160个沉积盆地。
在我国含油气盆地中，已发现29个地区具有超压，其中海域8个，陆地21个。
上世纪60年代初开始在四川盆地的超压层中寻找天然气，总结了一些超压与油气的经验关系。
70年代以后再东部陆地与海上许多含油气盆地中接连不断地发现超压层，以及许多与超压有关的油气田。
沉积盆地中超压研究已经成为盆地分析与研究中不可缺少的组成部分，在油气资源勘探与远景预测中起着越来越重要的作用。
超压分布特征：1.超压区的形成常与烃类生成有关；2.超压区纵向分布范围很大，多分布于中深层（3000m 以下），在我国从石炭系至新近系均有分布，以新生代为主；3.超压体系赋存于各种地质环境中，如我国东部的伸展盆地、转换——伸展盆地以及西部挤压型前陆盆地各部位，盆地类型不同，超压成因不同，埋藏深度各异但对油气都起着重要的控制作用。
4.超压区的地热梯度通常较高；5.超压是流体滞留引起的一种不平衡状态，控制其存在和分布的主要因素是渗透率及孔隙的可压缩性。
前人已对其定义、成因类型、及对油气成藏的影响做过极为详细的分析，因为超压不仅在油气生成、储层储集物性、超压封盖等方面起了重要作用，而且为烃类的运移提供了动力。
沉积盆地油气成藏期研究及成藏过程综合分析方法
第19卷第6期2004年12月地球科学进展ADVANCES I N EART SC I ENCEVOl.19NO.6D ec.2004文章编号:1001-8166(2004)06-0939-08沉积盆地油气成藏期研究及成藏过程综合分析方法。
赵孟军1!宋岩1!潘文庆2!韩剑发2!柳少波1!秦胜飞1(1.中国石油勘探开发研究院9北京10008392.中国石油塔里木油田分公司9新疆库尔勒841000)摘要:从油气成藏研究的发展阶段入手讨论了油气成藏期研究方法的演变9早期主要从生\储\盖\运\聚\保各项参数的有效配置9根据构造演化史\圈闭形成史与烃源岩生排烃史来推断油成藏期次和过程9近年来随着科技的进步9油气成藏期的G正演7分析方法9如对构造演化史\圈闭发育史与烃源岩生排烃史的研究越来越深入\精细9相应地深化了油气成藏条件\期次和过程的认识9同时9依靠G成藏化石7记录方面的成藏期定量数据分析可以G示踪7油气成藏期次和过程9如具有封闭特征的记录了沉积盆地早期油气成藏条件和过程的流体包裹体研究9具有开放特征的反映油气充注\演化过程的油气分异特征\储层沥青分析及自生矿物年代学研究等O并以克拉2气田成藏过程为例9提出了在油气分异特征\包裹体分析\储层沥青分析和成岩矿物年代学等研究的基础上9结合盆地构造演化史\沉积埋藏史\烃源岩热演化史以及各种成藏条件的有效匹配9综合分析油气成藏期次\过程的方法O关键词:成藏期9油气分异9包裹体9储层沥青9成岩矿物测年中图分类号:TE122文献标识码:A0引言我国许多含油气盆地9特别是叠合含油气盆地具有多套烃源层\多个烃源区\多期油气生成\多个油气系统或子系统控油\多期油气充注聚集9同时又遭受多期破坏特点O因此准确分析经历了多期构造运动的复杂含油气盆地的油气运聚期次\认识油气成藏过程9是深化油气分布规律\提高油气勘探效益的重要研究内容O不同时期人们研究油气成藏充注的手段不同9传统的成藏期分析主要从生\储\盖\运\聚\保各项参数有效配置9根据构造演化史\圈闭形成史与烃源岩生排烃史作出推断19常用的3个方法是根据油源岩的主生油期\圈闭形成期\油藏饱和压力分析油气藏形成期O随着地球化学分析手段的深入920世纪90年代以来成藏期分析是在构造发展史\埋藏史\热演化史\沉积成岩史等地质历史分析的基础上9寻求油气成藏的直接地球化学证据9如油气非均一性\包裹体研究\成岩矿物定年和储层沥青分析等2～4O1油气成藏期研究回顾成藏过程研究是油气成藏研究的重要组成部分9因此成藏过程研究随着油气成藏研究的深入而不断深化O纵观油气藏成藏过程的研究历史9可以大致划分为3个主要发展阶段:l.l第一阶段l9世纪至20世纪50年代末)油气成藏研究的初始阶段以油气背斜褶皱带分布油气藏的背斜说或重力说为代表O首先在1861年怀特提出的早期背斜学说基础上9建立了比较完善的油气成藏的背斜学说O此后尽管人们又提出了G非背斜圈闭理论79但是以浮力\水动力和毛细管力为成藏过程中油气运移和聚集的主要控制因素的背斜褶皱带控油理论下的成藏过程研究9主要以集中在构造演化史下的圈闭形成期为主O。
石油地质学 第一节 油气成藏动力
式中，G为地温梯度，℃/100m；TH为H处的温度，℃；T0为地表恒温带 （地球内热与太阳辐射热的相互影响达到平衡的地带）的温度，℃；H
为测温点与恒温带深度之差，m。
大地热流
大地热流表示的是地球内部在单位时间内向地球表面单位面 积上传递的热量，是地壳深部热特征的反映，能从本质上揭示地 温场的固有特征，是表征地温场特征的最重要地质－地球物理参 数，其在数值上等于地温梯度与岩石热导率的乘积，即： Q＝K×G
三、流体势能场
油气二次运移是在饱含水的多孔介质的输导层和通道 （断层、不整合面和相互连通的孔隙—裂缝系）中发生的 以独立相态为主的位置迁移。
在同一输导系统内，对油气运聚起控制作用的主导因 素是油气的势能。
流体势的定义有多种，目前应用较广泛的有两种。 （1）Hubbert（1940，1953）提出的概念，他将单位质 量流体所具有的机械能的总和定义为势，其由位能、压能 和动能三大部分构成，其数学表达式为：
• 1953年，Dickinson对美国墨西哥湾岸地区的异常压力进行了研究， 从而揭开了异常压力研究的时代序幕并延续至今。
异常超压概述
所谓异常高流体压力系统（超压系统）一般是指地层压力 系数大于或等于1.2的压力系统，其顶、底或四周被封隔层所包 围。
世界上超压盆地有180多个，其中160多个是富含油气的盆 地，超压油气田约占全球油气田的三分之一左右；
初始为正常静水压力，持续沉降阶段为异常高压在隆升阶段转变 为异常低压，最后又恢复为正常静水压力。一个层系的压力旋回可以 发生在10~20Ma或更长的地质时期中。
图1 盆地流体的压力旋回（据Meissner, 1987)
压力封存箱（Compartment）
油气成藏理论与方法
油气运移动力学模型
概念模型
对盆地基本地质特征或规律的认识与归 纳—形成思路或概念 —地质模型
数学模型
针对概念模型采用的恰当表达式
计算机（软件）模型
数值解法，计算机程序
油气运移动力学模型
概念模型
盆地模型：盆地性质，运移方式 运载层模型：储层分布规律 古水动力模型：运移动力，来源
油气运移动力学模型
油气运聚的研究方法
有机地球化学分析
指示运移的地化指标
烷烃色谱：含量，主峰碳，nC21-/ nC22+， 烷烃碳同位素
甾烷分子参数：
20S C29 20S 20R
C29
油气运聚的研究方法
有机地球化学分析
原油物性：密度，粘度，凝固点 高压物性，原油孢粉，甲烷碳同位素， 氢同位素，氩同位素
油气运移地球化学分析
油气成藏理论与方法
油气成藏史及成藏期次研究
油气成藏史分析原理及新方法 油气成藏期次研究方法 成藏史与成藏期次研究实例分析
油气成藏理论与方法
油气资源评价方法
盆地数值模拟与资源评价 研究实例分析
专题讲座
中国近期油气新发现及发展前景
主要参考文献—专著
•李明诚，1994，石油与天然气运移，石油 工业出版社
原油粘度变化趋势图
（箭头指示粘度变小）
原油凝固点变化趋势图
（箭头指示凝固点降低）
油气运聚的研究方法
计算机数值模拟 技术思路
定性研究 流体环境 运移规律 运移模式
油气运聚的研究方法
计算机数值模拟
定量研究 概念模型 数学模型 参数分析 数值模拟
东营凹陷新生代水文地质旋回划分
东营凹陷水型分布图
数学模型
油气成藏动力学
a、复合T3 不整合面
T2
复 合
复合由不整合多面T8 个不T6 同时期的不整合面相互叠加合并不 整
所形成的不整合Tg面称为复T合82’不整合面。
合 面
Tg3
Tg5
Tg5-1
塔西南隆起
塔中隆起
Tg8
满加尔凹陷
塔北隆起
塔里木盆地复合不整合面实例
中国叠合盆地的复杂性
2、多种类型的叠置地质结构
b、叠置潜山
Z Pt
塔里木盆地南部桑株地区复杂叠置的断裂-不整合系统
叠株三角带构造
中国叠合盆地的复杂性
2、多种类型的叠置地质结构
d、盆地不同部分不同的构造格局
海拔 m
大罗山 芦参1井
2
K1+3 DC E+Q
CP∈+O
0 OS DS
Pt2+3
K1+2 J
-2
∈-O
T1+2
-4
盐9井 J
C+P
-6 0 2 4 6 8km
第四系----- 陆内坳陷盆地 喜马拉雅 新近系
喜马拉萨雅Ⅱ幕
构造层 古近系 陆内裂陷盆地 喜马拉萨雅Ⅰ幕
中、新生界 构造层
陆内坳陷------
上白垩统
裂陷盆地
燕山Ⅴ幕 燕山Ⅳ幕
燕山 构造层
下白垩统--上侏罗统
中、下
侏罗统
陆内裂陷盆地 拉分盆地
陆内压陷盆地
燕山Ⅲ幕 燕山Ⅱ幕 燕山Ⅰ幕
古克拉通 构造层
石油地质研究发展的必然性
定量地球化学手段的实现 计算机模拟技术的进步 盆地流体动力学的发展
中国叠合盆地的复杂性
中国叠合盆地：经历了多期构造变格，由多个 单型盆地经多方位叠加复合而形成的具有复杂结 构的盆地。－金之钧&王清晨，2002
油气成藏动力学系统研究综述
油气成藏动力学系统研究综述摘要：油气成藏动力学系统研究是目前石油地质邻域的研究热点、难点。
本文在查阅大量国内外文献的基础上，较为全面地总结了油气成藏动力学系统的概念提出过程，类型划分，主要研究内容及其研究现状。
主要从盆地动力学、流体输导系统、流体动力学、排烃动力学和油气充注历史分析五方面内容作了分别论述。
最后，就油气成藏动力学系统研究的主要技术――盆地模拟技术，指出其发展趋势。
关键字：成藏动力学系统流体输导系统液体动力学充注历史目前，随着勘探开发的逐渐深入，对油藏地质研究的要求也越来越高。
这就将油气成藏动力学系统研究提上了工作日程，用以揭示油气藏形成机理，建立油气藏形成模式，由过去单一静态的定性研究方法转向整体、全面、综合、动态分析的系统性研究，建立定量化研究体制，着重机理性研究，为油气勘探开发提供一套新的油气藏研究与预测方法。
一、概念的提出油气成藏动力学系统研究即从有关成藏动力条件和油气藏成因的动态机制角度来探讨油气形成和分布规律的研究。
它是从含油气系统发展而来，许多石油地质专家都对此提出了自己的观点。
二、特点及其类型划分1.特点油气成藏动力学系统是从盆地发育的动力学背景、构造、沉积动态演化与油气的形成、运聚的动力学系统角度，研究油气成藏与分布规律的一项系统性工程。
我国学者适时地提出了符合我国基本地质状况的油气成藏动力学系统。
它弥补了含油气系统本身存在的一些缺陷，更强调油气生成、运移和聚集的动力学过程与机理。
2.类型划分李筱瑾[1]认为地球深部动力学过程控制的盆地构造-沉积旋回是划分成藏动力学系统的基础，根据动力学特征或封闭条件将成藏动力学系统可以划分为开放型、封闭型、半封闭型；根据压力特征，可分为超压成藏动力学系统、常压成藏动力学系统和低（负）压成藏动力学系统；根据油源特征，又可划分为自源成藏动力学系统、它源成藏动力学系统和混源成藏动力学系统。
赵靖舟[2]等将成藏动力系统依据压力系统、成藏性质、油气藏相态类型、运移方式、流体势、运移动力（或成藏动力）和沉积相等，总结出10多种划分方法。
油气成藏动力学研究
油气成藏动力学研究油气成藏动力学研究是指通过研究岩石圈物理、地球化学等多学科的知识，揭示油气形成、分布和运移的原理和规律。
它在石油地质勘探和资源评价、开发和管理等方面都具有重要的意义。
油气是地球上的一种珍贵的能源资源，它是由生物、化学和地质等多重因素相互作用形成的，因此研究油气成藏的动力学过程，能够从其形成的角度为石油勘探提供更多的利用价值。
首先，油气成藏动力学研究要关注形成过程中的各种因素。
生物成藏是油气形成的基础，它是指有机质在地质历史中的生存、分布、堆积和转化过程。
生物成藏过程中，有机质的类型、数量和分布情况都是影响生物成藏的关键因素。
化学成藏是油气形成的关键环节，它是指有机质在化学反应过程中的分解、转化和聚合。
化学成藏过程中，有机质分解的速率、深度和温度等因素都会影响烃类的成分和分布。
地质成藏是油气形成的最终环节，它是指有机质在地质作用下形成的气水岩三相界面或单相界面，此处是油气的最终固定和富集所在地。
其次，油气成藏动力学研究要关注成藏过程中的运移规律。
石油勘探研究表明：油气在地下进行运移，受到多种因素的影响，如岩石孔隙、岩石性质、地下水、温度等。
油气在地下的运移主要是由微小孔隙和裂隙等所形成的连通途径，从高压区向低压区运移。
不同介质的渗透率和孔隙度对烃类的运移也有较大的影响。
例如，在含盐沉积盆地中，由于含盐层的阻挡作用，使得烃类往往会产生大规模的富集。
最后，油气成藏动力学方法的研究对于石油勘探有重要意义。
目前，石油勘探已经成为多学科交叉研究的综合性科学，它涉及到地球物理勘探、钻探技术、地质勘探、工程技术等方面的研究。
而油气成藏动力学研究方法也在不断的发展和完善中。
如在地球化学和分子生物学方面，一些新的分析技术和方法已经被应用于岩石圈油气田的研究。
这些方法不仅可以对油气运移的规律进行描述，同时可以揭示海相、陆相油气的来源。
总的来说，油气成藏动力学研究是非常有必要的。
它能够为石油勘探提供更为深入的理论基础，为有效开发和利用油气资源提供更有力的科学支撑。
油气成藏动力学研究系统概要_中_
2002 03 25收到*本文系国家自然科学基金重点项目 南海北部大陆边缘盆地活动热流体和油气成藏动力学及其地质背景(49732005) 资助研究成果油气成藏动力学研究系统概要(中)*杨甲明1 龚再升2 吴景富1 何大伟1 仝志刚1(1 中海石油研究中心勘探研究院 河北高碑店 074010;2 中国海洋石油总公司 北京 100027)吴冲龙 毛小平 王燮培(中国地质大学 武汉 430074)4 油气成藏动力学研究实例这里介绍2个研究实例: 珠江口盆地珠一坳陷油气成藏机理研究 实例,主要介绍油气成藏动力学系统控制模型的建立; 珠江口盆地珠三坳陷油气成藏动力学系统研究 实例,则主要介绍油气成藏动力学系统的具体应用效果。
4 1 珠江口盆地珠一坳陷油气成藏机理研究 本文研究范围位于盆地东部,包括珠一坳陷的惠州凹陷、 图4 研究区位置图陆丰凹陷和东沙隆起(图4)。
20多年来,珠江口盆地共作地震测线40 104km ,钻探井173口,发现14个油气田和22个含油气构造,累计发现石油地质储量48 108桶,其中50%的石油储量分布在惠州凹陷和陆丰凹陷南侧的东沙隆起的两条构造脊上。
研究表明,在裂陷早期(早 中始新世),研究区凹陷中沉积了一套湖相烃源岩;裂陷晚期(晚始新世 早渐新世)沉积的河流相砂岩和渐新世中期在破裂不整合之上沉积的滨海相砂岩,共同构成了油气的输导层;早中新世晚期及其以后广泛沉积的陆架泥岩,形成了本区的区域性盖层;区域盖层之下的三角洲砂岩和碳酸盐岩是本区的主要储层。
这一简单的生油层/输导层/储层/盖层关系为油气成藏机理研究提供了便利条件(图5)。
4 1 1 烃源体 研究区烃源体包括文昌组和恩平组两套烃源岩。
文昌组烃源岩为黑竭色半深湖相泥岩,分布于惠州凹陷西南以及陆丰凹陷与陆丰凸起接壤的部位,有机质类型属 型,最大厚度2000~2500m 。
恩平组烃源岩分上、下两段,为浅湖 沼泽相泥岩,最大厚度2000m;下段分布于惠州凹陷南侧,有机质类型为 1~ 2型;上段仅限于HZ13 1 1井一隅[9],有机质类型以 型为主。
含油气系统与成藏动力学研讨课案例
热流 (mW/m2)
沉积速率 (m/Ma)
川 北 地 区 川 涪ห้องสมุดไป่ตู้
增温速率 (℃/Ma)
82
地表热流 基底热流
年 代(Ma)
结
论
1、在地层沉积样式和峨眉山地幔柱热事件的共同影响下，四川盆地不 同构造单元震旦系—下古生界烃源岩热演化特征存在明显差异，并具有不 同的热演化模式：(1)加里东期成熟，早晚二叠世期间快速演化定型：这种 模式主要存在于川南地区下寒武统烃源岩；(2)加里东期未熟，早晚二叠世 期间一次快速演化定型：以川西南地区下寒武统烃源岩和川南地区下志留 统烃源岩为代表；(3)加里东期成熟，晚海西—燕山期再次增熟：川东、川 北地区下寒武统烃源岩以这种演化模式为主；(4)加里东期未熟，晚海西— 燕山期持续增熟：以川中地区下寒武统和川东、川北地区下志留统烃源岩 为代表。 2、通过对比研究沉积速率、热流和增温速率之间的耦合关系，剖析了 四川盆地震旦系—下古生界烃源岩热演化的主控因素，即川西南和川南局 部地区主要受控于峨眉山地幔柱和玄武岩的异常热效应，而盆地其它地区 则受沉积地层埋深增热和盆地热流演化的共同作用，其中沉积地层埋深增 热对烃源岩增温效应更加显著。
《含油气系统与成藏动力学》研讨课案例
四川盆地下组合海相烃源岩热演化模式
及其主控因素分析
长江大学地球科学学院
地质背景
峨眉山大火成岩省及四川盆地代表性钻井分布图
研究思路
烃源岩成熟度演化史
Easy%Ro模型
烃源岩温度史 (T-t路径) 盆地尺度多种 古温标联合反演
岩石圈尺度构造-热 演化结合地幔柱模型
地层沉积样式
0
Є O S D C P T J K E+N+Q
东濮凹陷北部地区油气成藏动力学研究的开题报告
东濮凹陷北部地区油气成藏动力学研究的开题报告一、研究背景和意义1.1 背景东濮凹陷北部地区位于中国北方拼凑造山系的前缘，是中国北方重要的油气富集区之一。
随着原油和天然气需求的不断增加，对该区域油气资源的深入开发和研究显得愈加重要。
1.2 意义该研究可以深入探究东濮凹陷北部地区油气成藏的动力学过程，揭示成藏原因及演化规律，对油气勘探开发提供科学依据。
二、研究内容和方法2.1 研究内容该研究将围绕东濮凹陷北部地区油气成藏的动力学过程，开展以下研究内容：（1）区域地质特征分析（2）物质来源分析（3）成藏构造分析（4）成藏过程分析（5）成岩作用分析（6）流体作用分析（7）成藏演化规律探讨2.2 研究方法（1）地球物理勘探（2）岩石学及矿物学研究（3）沉积相分析（4）构造分析（5）流体包裹体分析（6）稳定同位素分析三、研究计划和进度安排3.1 研究计划（1）第一年：地质特征和物源分析（2）第二年：构造分析和成藏过程分析（3）第三年：成岩作用和流体作用分析（4）第四年：成藏演化规律探讨及论文撰写3.2 进度安排第一年：完成地质特征和物源分析第二年：完成构造分析和成藏过程分析第三年：完成成岩作用和流体作用分析第四年：完成成藏演化规律探讨，论文撰写，完成答辩。
四、预期成果4.1 理论成果（1）明确东濮凹陷北部地区油气成藏的动力学过程，揭示成藏原因及演化规律。
（2）对相关领域的研究提供参考和借鉴。
4.2 实践成果（1）为该区域油气勘探开发提供科学依据。
（2）为该领域学者提供研究思路和实践方法。
7-含油气系统与成藏动力学
①Ro-H 曲线；②海（湖）侵层序岩相图； ①油/气－源对比方法；②烃源岩潜力评 ③有效烃源岩等厚图； ④生烃强度等值线 图；⑤TTI 等值线图；⑥关键时刻生烃事 件剖面图 ①低位和高位体系域岩相图； ②砂体几何 形态图，岩性－物性统计图；③砂岩百分 比等值线图；④储集层成岩相划分图 ①关键时刻输导层顶面埋深图； ②同储集 层①－③；③断层与不整合面起伏形态 图；④裂缝与断层组合分布图 ①同烃源岩②；②盖层岩性变化图；③盖 层等厚图； ④破裂压力－岩性与厚度关系 图；⑤排替压力等值线图；⑥剩余压力分 布图 ①生烃门限、 高峰与结束期烃源岩平面分 ①TTI 计算与成图；②生烃热模拟实验；
关键时刻确定技术
储层与油藏地球化学技术 古构造分析技术 烃类运移研究技术 含油气系统综合模拟技术
含油气系统评价思路
筛选出所有关键时刻，并确定其性质（成 藏、破坏、调整） 按照由早晚时序，站在关键时刻看油气 生、运、聚、散、调整的全过程 依据需要，确定成图内容详略 按“六定”步骤评价系统，图件强调工业 化
一、含油气系统的基本概念
含油气系统是指一个与有效生烃灶相联系 的、由其中的油气生成、运移和聚集过程形 成的天然流体系统，包括由该生烃灶形成的 所有油气藏以及形成这些油气藏所必不可少 的一切地质要素和作用过程。
• 含油气系统与其它油气地质单元的关系：
•
含油气系统是介于含油气盆地和含油
气区带之间的一个油气地质单元。它具
站在关键时刻，编制古构造图 以优势运移通道确定为核心， 编制砂体、断裂分布图 古水文、环境分析 已知运聚系统资源丰度统计 综合确定油气生矿物包裹体 地层水中有机酸和无机离子等
定界—运聚单元与系统边界
油气运聚单元（Hydrocarbon Migration and Accumulation Unit）
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－思想、方法和实例
油气成藏动力学研究
什么是成藏动力学?
成藏动力学以地球动力学为基础 ,以油气运移聚集的动力学 一个油气成藏流体动力系统是由固体格架和其中的流体 成藏动力学是综合利用地质、地球物理、地球化学手段和 成藏动力学就是以地球动力学为基础，以油气运聚的动力 (油、气、水)组成的一个统一整体,它具有特定的功能和相 系统和过程为核心。把油气的生、储、运、聚、散连结成 计算机模拟技术，在盆地演化历史中和输导格架下，通过 学系统和过程为核心，把油气的生、储、运、聚、散连结 为一个统一的整体 对稳定的边界,其中的流体构成一个流动单元 , 探讨盆地油气生成、运移、聚集和分布 ,受控于一个 能量场演化及其控制的化学动力学、流体动力学和运动学 成为一个统一的整体，探讨盆地油气的生成、运移、聚集 的规律 和分布规律，进而指导油气勘探的一门科学。 ,从而指导油气勘探工作”。 统一的压力系统。并可提出重力驱动型、压实驱动型、流 过程分析，研究盆地油气形成、演化和运移过程及聚集规 体封存型和滞流型流体动力系统类型的划分方案。 律的综合学科。 ---田世澄等， 褚庆忠&张树林， 1996 2002 ---郝芳等， 康永尚&郭黔杰， 2000 1998
2
40 35 30 25 20 15 10 5 0 50
y = 0.0097x2 - 1.897x + 103.27 R = 0.807
2
三甲基咔唑-B
三甲基咔唑-A
50
60
70
80
90
运移距离（km）
60 70 80 运移距离（km）
90
油气充注期次确定
Accumulation times
25
20
油气成藏动力学的研究内容
3、输导体系地质特征与分类解析 （1）砂岩输导体的输导特征分析 （2）与不整合有关的输导体的输导特征分析 （3）断层面（带）的输导特征分析 （4）复合输导体系的构成及其输导性能评价
油气成藏动力学的研究内容
4．油气成藏过程定量分析
（1）成烃动力学 － 不属于成藏动力学探讨的范围 （2）排烃动力学 供烃动力学 － 生成，逸散（扩 散、微裂隙逸散），溢出（圈闭破坏、油藏气 化），溶解带出，水动力破坏 决定了油气供 给的方式及量
• 模型建立：区分研究的尺度并明确各种限定
成藏动力学研究
成藏动力学是对油气成藏过程和机理进行定量研究的 思想和方法。
成藏动力学研究的前提是对沉积盆地演化的地质背景 充分了解；对盆地石油地质条件的清楚认识；对不同 区块主要的油气成藏期的准确划分。 成藏动力学研究应该以一期油气成藏过程中从油气源 到油气藏的统一动力环境系统为单元，定量研究油气 供源、运移、聚集的机理、控制因素和动力学过程。
油气勘探研究中三种不同工作方法的比较
内 容 出发点 着眼点 传统石油地质学 石油地质条件 含油气系统理论 系统论 系统的划分与评价 系统结构图解法 系统成因分析法 系统模拟类比法 勘探实践 定性 油气成藏动力学 动力学机理 区带和勘探目标评价 建立三维数字盆地 建立控制性模型动力学模拟 人工智能模拟模拟实验 勘探实践 定量
离、时间）
二次运移和聚集机理（相态、动力、阻力、运移通道、力向、
距离、时间）
由此，系统地提出油气成藏的基本要素：烃源岩、 储集层、盖层、排烃、运移、圈闭、保存条件，以 及盆地的形成演化对油气成藏过程的控制。
油气成藏理论研究的发展阶段
油气成藏动力学定量分析阶段 （80年代初期至今 ） 动力学定量分析 1972－Welte提出数值盆地模型的概念和软件 1984－IFP商业的盆模软件TemisPack的推出 1989－挪威盆地模型国际会议 1990 － Allen&Allen出版盆地分析、 England等提出 流体势的新概念并讨论油气运聚的特征 1994－Magoon&Dow提出含油气系统的概念体系、划 分和命名原则、Ortoleva等压力封存箱 1996－田世澄等，提出油气成藏系统的概念 2002－张厚福&方潮亮、杨甲明等提出油气成藏动 力学的概念
定量地获得对所研究地 些本质特征。 质对象某些本质特征的认识
的重要参数及关系，由物理学、物理化学、 在正确的地质认识的基础上，由物理学、物 验室加以实现，以获得该地质对象的某些本 岩石力学等的基本原理建立数学模型并求解， 理化学、岩石力学等的基本原理建立数学模 质特征的认识。 以获得该地质对象的某些本质特征。 型并利用数值求解，以获得该地质对象的某
油气成藏动力学研究
什么是成藏动力学?
油气成藏动力学研究是指在某一特定的地质单元内，在 以盆地为背景，以油气为对象，以油气系统为单元，研究 油气生成、运移、聚集、保存的成藏动力学过程及控制因 相应的烃源体和流体输导体系发育的格架下，通过对温 素的学科。 度、压力 (势)、应力、含烃流体等各种物理、化学场的 综合定量研究，在古构造发育的背景上历史再现油气生、 --- 张厚福&方潮亮，2002 排、运、聚乃至成藏全过程的多学科综合研究，其目的 是由油气成藏的动力学机理出发，进行区带和勘探目标 的评价，并形成一套可操作的工作方法。 --- 杨甲明等，2002
机制和演化过程的地质学科的统称
油气成藏
在地质历史时期，油气是如何、在何处聚集 成藏的？聚集的油气至今是否仍然存在？
石油地质学研究
的
核心问题
油气成藏理论研究的发展阶段
早期成藏理论探索阶段（19世纪末至20世纪50年代初）
1861－亨特提出早期背斜学说
1910－建立了比较完善的油气藏形成背斜学说
1930－形成了“非背斜圈闭理论”
油气成藏动力学研究的内容
1．油气成藏的动力学背景
（1）盆地演化的分析模拟 （2）地温场特征及其演化 （3）构造应力场特征及其演化
（4）压力场特征及其演化
油气成藏动力学的研究内容
2．油气成藏系统划分
（1）已发现油气藏成藏时间的确定
（2）主要运聚期统一的流体动力系统的确定
（3）主要成藏期的油气成藏系统划分
T3
20 500
40
J1
J2
J3
K1
K2
Cz
1000
60
深度 （m）
1500
80 100
2000
长8
1
2500 包 裹 体 均 一 温 度(℃)
120
成藏模式
migration and Accumulation Mode
高渗条件下的先期初次充注－后期成 岩造成低渗 研究区油气运聚成藏系统具有继 先期存在的油气改造颗粒表面性质－ 承性，第一期运聚成藏的范围基 低渗条件下的油润湿通道 本限定后期的成藏范围。 后期低渗条件下油气先前残余路径以 浸润方式运聚
频 度 (%)
10 15
5
0 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130
均一温度（0 C）
三期油气充注
Case study
Estimation of oil invasion
225 180 地 质 时 间 （M a） 135 90 45 0
成藏动力学研究的内容
成藏动力学的研究还是一个探索的过程
统一动力环境系统既是研究的范围和条件，也是划分 成藏单元、确定成藏系统的依据
定量的研究才能解决成藏过程中的动力学问题，才能 强不同的成藏因素和过程有机的联系在一起 供源已大大突破由烃源岩生油、排烃的局限，包括了 烃源岩生油/排烃、原先油气藏的溢出/破坏、再次生烃、 他源供烃等种种可能。 油气藏的保存条件可分别在供源和聚集条件中研究
定量方法在地质研究中的实现
G = F (x, y, z, t, P, T, D…)
尺度分析与模型建立的思想
• 理论基础：盆地内的许多复杂地质现象和过
•
程在某些时间段、某一限定范围内某一个地质 作用甚至其中某一个物理作用明显大于其它作 用（Phillips，1991） 尺度分析：在特定的时间和空间范围内，定 量地分析某一地质现象，找出控制和影响该地 质现象的主要组成部分和过程，抽提与所研究 问题相关的主要部分，建立起简单明了的关系 条件，勾画出所涉及问题的轮廓，理清主要研 究内容及其与环境和其它主体间的关系，从而 针对研究对象的特点建立起合适的模型
什么是成藏动力学?
成藏动力学研究的前提是对沉积盆地演化的地质背景 充分了解；对盆地石油地质条件的清楚认识；对不同 油气聚集带主要的油气成藏期的准确划分。
只是成藏过程的研究，不应该承担太多的研究内容
充分尊重和利用石油地质学已取得的研究成果和认识 成藏动力学的定量研究只能注重现单一的成藏过程， 研究的范围以油气聚集带为限。 以油气成藏期次为依据，在时间和空间上划分出油气 运聚成藏的单元
侧向运移 Lateral migration
15 庄20
y = 687769x-3.0325 R2 = 0.941
GOIt均值(%)
10 西41 5 西13 西56 0 30 50 70 运移距离（Km） 90 西60 西61 110
运移方向
45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
y = 0.0125x2 - 2.3622x + 126.38 R = 0.8182
Case study
盆地演化过程模拟分析
0Ma现今时期
盆地背景流体势
成藏单元内的流体势
Case study
长81段早白垩世末流线图
长82段早白垩世末流线图
Case study
沉积微相及砂体连通性分析
0 20 40 Km
NE
庄40井
1940
西21井
庄13井
（3）动力与通道间的耦合关系及其演化
（4）运聚散动力学 受运移动力作用，在油气成藏 系统的输导格架条件下发生，运、聚、散过程