第七章 7.2 构造油气藏

断层与储层 之间 的裂缝对流 体进 入砂岩储集 层起 “单向阀” 作用
深部砂层 高压流体源
37
墨西哥湾Eugene岛330区块沿断层的油气二次运移
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（三） 断层油气藏类型 按断层与储层平面组合关系分类
① 断鼻油气藏
断层与鼻状 构造组成的 断层圈闭中 的油气聚集
断鼻构造平、剖面图
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渤海湾盆地永安镇油田永12 断鼻油藏剖面图
40
② 弧形断层断块油气藏
坨庄-胜利村油田某一段层油气藏构 造图（a）及剖面图（b）
41
③ 交叉断层断块油气藏
柴达木盆地冷湖油田断层油藏构造图
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④多断层复杂断块油气藏
东辛油田营13断块区油藏构造图
渤海湾盆地被形象比喻为像一块掉在地上率碎的盘子，且又被踢了一脚 43
东辛油田位于东营凹陷中央隆 起带中段，圈闭类型为塑性拱张背 斜圈闭断裂又将背斜复杂化，油藏 类型以断层遮挡的屋脊式层状油藏 为主。油气富集规律：1.背斜带控 制整带含油，次级构造包括背斜和 鼻状构造控制油气富集。2.主断层 的新老和活动的强弱控制了含油层 系的多少。3.浊积扇砂体发育，砂 体的分布范围越大，砂层越厚，对 油气的聚集也就越有利。
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沙特阿拉伯的加瓦尔油田（世界第 一）。 加瓦尔：长225km 宽20km 闭高370m 产层：粒屑灰岩 孔隙度：25% 渗透率：1000-6000md 平均单井产量：1471吨/日 产层沉积时正处于西邻泻湖， 东近波斯弯盆地，本身处于浅滩相， 波浪淘洗得好，物性好。该盆地拥 有石油储量600亿吨，世界第一，发 现150多个油气田，超过1亿吨者 （可采）50多个，大多数油气田分 布在沙特阿拉伯和伊朗。该盆地年 产量11.2亿吨。
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背斜成因：断层两盘在水平拉开的过程中， 由于重力下垂而使近断层处地层发生的弯曲。
24
同生断层形成发育过程示意图
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发育特点： A.在断层的下 降盘，距离断层 0.5～1.5km. B. 闭合面积和 幅度不大，构造幅 度在中心层大，上、 下小以至于消失. C. 剖面上背斜 高点随断层偏移. D. 伴生反向正 断层.
科威特布尔干油田 布尔干：长24km 宽16km。 储层：中白垩统 一布尔干砂岩，厚度 300多米， 孔隙度：25～30% 渗透率：4000md 单井：1350吨/日 可采储量：90亿吨
22
5
逆牵引背斜油气藏（与同生断层有关）
同生断层：边沉积边断裂的断层。 断层特点：同时代地层上盘厚，下盘薄，生 长指数大于1.0，断面上陡下缓。 生长指数：同时代沉积的下降盘地层厚度与 上升盘地层厚度的比值。 逆牵引背斜（滚动背斜）：同生断层下降盘 由于逆牵引作用形成的背斜构造。
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江汉盆地王场构造平面及剖面图
长轴背斜，走向北西，两翼近对称，隆起幅度高达 800m。在剖面上，地层倾角上缓下陡，上部仅20°，下部 达60°~70°。地下核部为盐岩隆起。根据地震资料，在 6000~7000m深处，构造已全部消失。 潜江组为一套富含膏盐的盐湖相泥质岩系，厚3500 m 以上。其中盐岩层最多可达153层，累计厚度占总厚度的 50%，尤以潜四段下部最发育。 21
15
海南潜山构造带东西向油气藏剖面示意图
16
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4.底辟拱升背斜油气藏 （与地下柔性物质活动有关）
成因：柔性 物质受不均衡压 力作用而上升， 使上覆地层隆起 形成背斜圈闭。 特点：隆起 幅度较大，地形 倾角上缓下陡。
底辟拱升背斜油 气藏
刺穿接触油 气藏
底辟拱升背斜油气藏
18
19
盐岩上拱与“龟背构造”的形 成
ú ² Á ¿ 400 300 200 100 0 1961 1965 1969 1973 1977 1981 1985 1989 1993 1997 Ä ê 44
⑤ 岩性尖灭断层油气藏
断层与岩性组合圈闭构造图
45
高升油层 —— 薄层粒屑灰岩深 埋藏岩性油藏 莲花油层 —— 厚层气顶底水重 46 稠油岩性－构造油藏
1953
白垩纪
砂岩
18.9
7.阿布奎克
波斯湾
1941
侏罗纪
石灰岩
445
54.79
17.1
8.费德洛夫
西西伯利亚
1971
白垩纪
砂岩
15
9.大庆
中国
松辽
1959
白垩纪
砂岩
50
10.麦尼法
沙特阿 拉伯
波斯湾
1957
白垩纪
砂岩及碳 酸ຫໍສະໝຸດ Baidu岩
15.2
4
总计 355.7
世界十个特大背斜气田概况
国家 原苏联 原苏联 盆地 西西伯利亚 西西伯利亚
产层时代 侏罗纪 白垩纪 白垩纪 白垩纪 泥盆纪
产层岩性 石灰岩 砂岩 砂岩及裂 缝灰岩 砂岩 砂岩
面积 km2
2 270 700
最高年产 量×106t
259.5 144 55
可采储量 ×108t
104.7 90 42.28 20.6 20
1575 3 800
111 81.5
6.鲁迈拉
伊拉克 沙特阿 拉伯 原苏联
成因：侧向挤压应力作用所致。 特点：两翼地层陡，一般不对称，闭合高度大、闭合 面积小，常伴有逆断层，常成排出带出现 分布：褶皱区的山前、山间坳陷内， ——我国主要分布在西部含油气区。
挤压作用成因的背斜和断背斜
7
单井产量最高达到19000t/d 盖层：下法尔斯膏 岩层，>700m 储集层：阿斯马利 灰岩的的白云岩化和溶 蚀作用比较强烈 φ岩心<5％的致密层约 占71.4％。大多K岩心 <(10～20)×10－3μm2
气田名称 1.乌连戈伊 2.尤比列伊
发现年 份，年
1966 1968
产层时代 白垩纪 白垩纪
产层岩性 砂岩 砂岩
面积km2 2 100
1975年产量 ×106t
尚未开发 尚未开发
可采储量 ×108t
49 420 19 810
3.亚姆堡
原苏联
西西伯利亚
1969
白垩纪
砂岩
尚未开发
19 768
4.北极 5.麦徳维吉 6.奥伦堡 7.格罗宁根
胜坨油田形成的有利条件
1．毗邻生油中心—利津洼陷，油源丰富 2．近物源储集层发育
3．巨厚的盖层和多套储盖组合使油气具有良好的保存条件
4．构造的形成与成油期相匹配
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背斜圈闭的形成条件和形态较简单，主要是 储集层顶面拱起，上方被非渗透性盖层所封闭， 而底面和下倾方向被高油气势面和非渗透性岩层 联合封闭而形成的闭合低油气势区。 背斜油气藏的油气分布局限于闭合空间内， 油气水按重力分异，气油、油水或气水界面与储 层顶面的交线同构造等高线平行，且呈闭合的圆 形或椭圆形，具体形态取决于背斜的形态。烃柱 高度等于或小于闭合度。
断层两盘砂泥对接封闭模式图
54
② 泥岩涂抹封闭
塑性泥岩层沿断裂带涂 抹，使断裂带本身具有高排 替压力。
泥岩涂抹分布图
55
56
③ 颗粒碎裂封闭
碎裂作用使断裂带中颗粒颗级和渗透率降 低，如砂质颗粒破碎形成细粒的断层泥。
④ 成岩封闭
胶结作用使断裂带渗透性降低。
莲花油藏剖面图
57
（2）断层封闭性的判断
BS18
BS35
BS7 G8
G30
N+Q Ed Es1-2 Mz+O
1000 3000 5000
板桥构造带
北大港构造带
Es3
7000
板桥凹陷
歧口凹陷
渤海湾盆地板桥凹陷－歧口凹陷近东西向横剖面示意图
47
48
兴隆台潜山披覆构造带油气藏剖面图
49
50
(四) 断层油气藏的特点
1. 断层附近储层渗漏性变好； 2. 断层油气藏中油气水分布复杂； 3. 油气聚集带常在断层附近油源一侧。
33
构造挤压模拟 断层形成过程
单家增，2001
34
35
模型装载完毕后，开始注人氨气， 打开排气阀
氨气沿底部石英砂层平行推进
关闭排气阀，向上同时抽提各 胶皮至要求部位
氨气在压力差作用下迅速沿断裂 空腔向上运移
氨气顺着断裂临近砂体发生侧 向运移
最后，氨气充注到克拉2构造圈 闭中 36
断层
储集层砂岩
12
3.披覆背斜油气藏（与潜山和差异压实有关）
成因:存在潜山, 差异压实。 特点：（1）背斜 形状常反映古突起 形状； （2）圈闭的 闭合度小于突起的 高度, 且向上递减 至消失； （3）两翼倾 角向下逐渐变陡。
+ + + + + +
披覆背斜油气藏
13
渤海湾盆地埕北油气藏
14
兴隆台潜山披覆构造带油气藏剖面图
30
二、断层油气藏
储集层上倾方向 被断层遮挡形成断层 圈闭，其中聚集了油 气。
31
（一）断层圈闭的形成条件
断层封闭，断层与储层构成闭合的空间，断层线与构 造等高线闭合。
某储层顶面构造等高线图
32
（二）断层在油气藏形成中的作用
1. 封闭作用 如果封闭，则成为油气运移的遮挡，可形成 与断层相关的圈闭及其油气藏. 2. 通道作用（包括破坏作用） (1) 一直开启的断层始终起通道作用. (2) 封闭断层在断层活动期时也起通道作用. (3) 通道作用可使油气聚集、串层运移或破 坏原有油气藏.
原苏联 原苏联 原苏联 荷兰
西西伯利亚 西西伯利亚 伏尔加－乌拉尔 德菏
1968 1967 1967 1959
白垩纪 白垩纪 石炭至早二 叠世 二叠纪
砂岩 砂岩 石灰岩 砂岩 720 910
尚未开发 326 173.6 868
17 829 16 800 16 400 16 296
8.扎波利扬
原苏联
西西伯利亚
E. 形成时间早. F. 位于油源一侧. G 沿断层呈串珠状分布（向水 漂）. ③实例：大港油田，74年就发 现为空白带，87年才钻探.
26
渤海湾盆地坨庄-胜利村油田构造及横剖面图
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胜坨油田位于东营凹陷坨庄—胜利村—永安镇二级断裂构造带中段，是 由东西两个高点(被断层复杂化)组成的背斜构造。胜利村—坨庄构造为同生断 层作用下(还包括塑性层拱张作用)形成的逆牵引背斜构造。
高产的油气主要是 靠裂缝提供通道。
伊朗加奇萨兰油田构造及剖面图
8
L 层油 气藏：不 对称背斜 圈闭，南 翼 倾 角 20 － 30° ， 北 翼 60 － 80° ， 被 逆断层及 横断层所 切割。
老君庙背斜油藏综合图
9
四川盆地卧龙河气田平面及剖面图
10
2、基底升降背斜油气藏（与基底活动有关） 成因：基底隆起，盖层弯曲。 特点：两翼倾角小，闭合高度较小，闭合面积大， 断层少，继承性强。 分布：裂谷型含油气盆地中，组成长垣或隆起带。
第二节 构造油气藏
构造油气藏系指地壳运动使地层发生 变形或变位而形成的构造圈闭中的油气聚 集，圈闭的成因均为构造作用的结果。
1
构造油气藏：
背斜油气藏 断层油气藏 构造裂缝油气藏 岩体刺穿油气藏
2
一． 背斜油气藏
在构造运动作用下，地层发生弯曲变形，形成
向周围倾伏的背斜，储集层上方为非渗透性盖层所
封闭，形成背斜圈闭，其中聚集了油气而形成。 19世纪末“背斜学说”。背斜油气藏占世界大 油气田储量的四分之三以上。
29
6.背斜圈闭中油气藏的形成过程
①水压面水平时，地层水不流动，靠浮力作用向 背斜顶部聚集。 ②水压面倾斜时，油气能否在背斜中聚集受浮力和 水动力双重制约。 AB段以FW为主， FW>Fg,运移，若FW<Fg， ，散失。BC 段以Fg为主， FW小或为0,水动力过大，油藏被破坏。
Fg FW
背斜圈闭中油气藏形成过程
3
表6-3 世界十个特大背斜型油田概况
国家 沙特阿 拉伯 科威特 沙特－ 中立区 原苏联 原苏联 盆地名称 波斯湾 波斯湾 波斯湾 西西伯利亚 伏尔加－乌拉 尔 波斯湾
油田名称 1.加瓦尔 2.布尔干 3.萨法尼亚－ 卡夫奇 4.萨莫特洛尔 5.罗马什金
发现年份， 年
1948 1938 1953 1966 1948
1965
白垩纪
砂岩
尚未开发
16 012
9.哈西勒迈尔
阿尔及利亚
三叠
三叠纪
砂岩
2 600
56
15 120
10.舍基特利
原苏联
塔吉克
1968
早白垩世
石灰岩
108
14 840
总计
5
202 295
按背斜构造的成因分为：
挤压背斜油气藏 基底升降背斜油气藏 披覆背斜油气藏
底辟拱升背斜油气藏
逆牵引背斜油气藏
6
1、挤压背斜油气藏（与褶皱作用有关）
不可能或很难测得断层面排替压力，通过以下特征 判断断层的侧向封闭性： ① 断层两盘砂泥岩层的对置状态 Allen图解法
断层侧向封闭性评价的Allen图解
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② 断裂带充填状态
A. SSF 法：
Lindsay 等提出了泥岩涂抹因素SSF （Shale Smear Factor）， SSF=断距/泥岩层厚度 SSF主要用以表征断层涂抹层的连续程度， SSF＜ 4，涂抹层连续分布，断层侧向封闭。
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（五）断层封闭性研究
断层封闭性的 方向性： 垂向和侧向。 盖层段内研究 断层的垂向封闭性；
储层段内研究 断层的侧向封闭性。
储层段与盖层段内油 气运移 方向示意图
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1.断层侧向封闭机理及封闭性判断 （1）机理：差异排替压力，即断层面排替压
力大于目的盘储层排替压力。
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表现形式：
① 对置封闭：储层上倾方向与非渗透层对接。