油氣藏相關知識

1、油 氣 藏1油 氣 藏圈閉的基本概念、要素、類型油氣藏的概念、類型及油氣藏描述的有關術語油層及其分類油藏的驅動類型油氣盆地和油氣田教學內容2油 氣 藏掌握圈閉的基本概念、要素、類型掌握油氣藏的概念、類型及油氣藏描述的有關術語 掌握油藏的驅動類型掌握油氣田的概念、類型了解油層及其分類教學目的3油 氣 藏圈閉的基本概念、要素、類型油氣藏的概念、類型及油氣藏描述的有關術語 油藏的驅動類型教學重點4油 氣 藏圈閉的基本概念、要素、類型油氣藏的概念、類型及油氣藏描述的有關術語 油藏的驅動類型教學難點5一、圈 閉 能夠阻止油氣繼續(xù)運移，并使油氣聚集起來、形成油氣藏的地質場所（地質體），稱為圈閉。6一、圈

2、閉 儲集層是一種多孔的滲透性巖層，如砂巖。在儲集層內眾多的孔隙構成了三維連通的孔隙系統(tǒng)，不但為油氣的儲集提供了空間，也為油氣的滲流提供了通道。儲集層可分為碎屑巖儲集層、碳酸鹽巖儲集層及其他類型儲集層等。圈閉三要素儲集層蓋層遮擋物 蓋層是位于儲集層之上的、能夠阻止油氣逸散、致密不滲透的巖層。蓋層的好壞直接影響油氣在儲集層中的聚集和保存。蓋層有泥巖、頁巖、鹽巖、石膏等。作為蓋層的泥巖、頁巖與碎屑巖儲集層伴生；鹽巖、石膏則多與碳酸鹽巖儲集層共存。從各個方面阻止油氣繼續(xù)運移，使油氣能夠聚集起來的封閉條件。圈閉的基本特點就是能夠聚油氣。在具備充足油源的前提下，圈閉的存在是形成油氣藏的必要條件之一。7一、

3、圈 閉 由于地殼運動使巖層發(fā)生變形或變位形成的圈閉叫構造圈閉。構造運動可以形成各式各樣的構造圈閉，比較重要的有背斜圈閉、斷層遮擋圈閉等。圈閉三種類型構造圈閉地層圈閉巖性圈閉 是指儲集層巖性橫向上或縱向上沉積的連續(xù)中斷而形成的圈閉。地殼升降運動引起地層超覆、沉積間斷、風化剝蝕等，從而形成地層角度不整合、地層超覆不整合等，其上部若為不滲透地層覆蓋，即構成地層圈閉。控制地層圈閉形成的決定因素是沉積條件的改變。 沉積物在沉積過程中，由于沉積環(huán)境的變化，造成儲集層在橫向上發(fā)生巖性變化，滲透性巖層變?yōu)榉菨B透性巖層形成巖性圈閉。包括巖性尖滅圈閉和巖性透鏡體圈閉。 在不同的地質環(huán)境里，地殼運動可以形成各式各樣

4、的圈閉。 圈閉的成因主要是地殼運動、沉積條件和沉積環(huán)境。8 圈閉類型示意圖9 巖性尖滅體及透鏡體圈閉10一、圈 閉 圈閉的度量: 圈閉實際容積的大小主要是由圈閉的最大有效容積來度量的. 圈閉有效容積的確定: 圈閉的最大有效容積取決于閉合面積、閉合高度、儲集層的有效厚度和有效孔隙度等參數(shù)。 可用下式表示： V=FH式中 V圈閉最大有效容積，m3 F圈閉的閉合面積，m2 H儲集層有效厚度，m 儲集層有效孔隙度，%11一、圈 閉以背斜為例介紹圈閉有關參數(shù)的概念4、儲集層的有效厚度：儲集層中具有工業(yè)生產(chǎn)能力的那一部分厚度（在計算有效厚度時，要把那些非滲透性的夾層扣除去）12二、油 氣 藏油氣藏定義：在

5、石油地質學中，油氣藏是指單一圈閉中具有統(tǒng)一 壓力系統(tǒng)，同一油水界面的油氣聚集。在圈閉中僅聚集石油，稱為油藏；僅聚集天然氣，稱為氣藏；同時聚集石油和天然氣，稱為油氣藏。通常說的工業(yè)油氣藏，是指目前技術條件下開采油氣藏的投資低于所采出油氣經(jīng)濟價值的油氣藏。13受同一背控制的三個儲集層組成三個油氣藏示意圖14同一儲集層、兩個構造要素控制的兩個油氣藏15二、油 氣 藏 油氣在構造圈閉中的聚集。主要類型有背斜油氣藏、斷層遮擋油氣藏、鹽丘油氣藏、向斜油氣藏。油氣藏三種類型構造油氣藏地層油氣藏巖性油氣藏 油氣在地層圈閉中的聚集。一般有地層不整合油氣藏、地層超覆遮擋油氣藏、剝蝕隆起油氣藏等。 油氣在由于儲集層

6、巖性改變或巖性連續(xù)性中斷而造成的巖性遮擋圈閉中的聚集。16一）17181920地槽與地臺有著根本性質的差別，分別代表了地殼的活動帶和穩(wěn)定區(qū)。在兩者的轉化關系上出現(xiàn)了兩種絕然不同的觀點?！胺旱夭邸闭撜哒J為地球形成初期全球皆為地槽，地槽變成褶皺帶后發(fā)展成地臺，沿這個地臺的邊緣鑲邊式地貼上新的褶皺帶，使地臺面積不斷擴大?！胺旱嘏_”說則認為地殼形成的初始階段有一個全球性的原始古地臺，因深大斷裂作用而破裂，沿深大斷裂發(fā)育成地槽。 21222324252627 斷層圈閉指沿儲集層的上傾方向受斷層遮擋所形成的圈閉，斷層圈閉中的油氣聚集，稱為斷層油氣藏。斷層圈閉形式多樣，其基本特點是在地層的上傾方向上為斷層所

7、封閉。根據(jù)斷層線、構造等高線、巖性尖滅線三者的給合關系，斷層分如下類型。2.斷層油氣藏282.斷層油氣藏29303132二）地層油氣藏33古潛山油氣藏： 在地質歷史時期的某一時期，地殼運動使一個區(qū)域上升，遭受強烈風化和剝蝕作用，在古地形上就形成了突起、凹地的古地貌特征，由于這種古地形的突起，遭受長期風化、剝蝕，就形成了風孔隙帶，具備良好的儲集空間，在該地區(qū)再度下降接受沉積時，剝蝕突起上覆蓋了不滲透地層以后，在不整合面及其以下老地層的孔隙帶就形成古潛山圈閉。油氣聚集在其中而形成的油氣藏，叫古潛山油氣藏。它實際上也是一種地層不整合油氣藏。 古潛山油氣藏中聚集的油氣，主要來自上覆沉積的生油坳陷，它的

8、運移通道以不整合面或有關的斷層為主。因此，儲油層時代常比生油層時代老，即所謂的“新生古儲”，當然也有的時代相同或生油層時代老于儲油層時代。二）地層油氣藏343536三）巖性油氣藏生物礁塊油氣藏3738地層不整合油氣藏示意圖3940二、油 氣 藏綜上所述： 1、圈閉是油氣藏形成的基本條件之一，圈閉的類型決定著油氣藏的類型，圈閉的大小直接影響其中油氣的儲量。2、油氣藏是地層中油氣聚集的基本單位，是油氣在單一圈閉內，具有獨立壓力系統(tǒng)和統(tǒng)一的油水界面的基本聚集。41二、油 氣 藏油氣藏中油、氣、水的分布： 油氣藏內油、氣、水的分布具有一定規(guī)律，如在單一背斜圈閉內，由于重力分異作用，油、氣、水的分布規(guī)律

9、是氣在上，油居中，水在油氣下面，從而形成油氣界面及油水界面。在一般情況下，這些界面是近于水平的，有時也有傾斜的。 為了說明油氣藏大小和其中油氣水分布，以背斜為例介紹以下述語 ：42二、油 氣 藏外含油邊界： 油水界面與油層頂界的交線稱為外含油邊界，也叫含油邊界。43二、油 氣 藏內含油邊界：油水界面與油層底界的交線稱為內含油邊界，也叫含水邊界。44二、油 氣 藏氣頂邊界：油氣界面與油層頂面的交線稱為氣頂邊界。45二、油 氣 藏含油氣面積：內(外) 含油邊界所圈閉的面積，稱內（外）含油面 積，外含油面積也常叫含油面積，對于油氣藏來講即為含油氣面積。46二、油 氣 藏含氣面積：氣頂圈閉的面積稱為含

10、氣面積。對于純氣藏，則為氣水邊界所圈閉的面積。47二、油 氣 藏油藏高度：油水邊界到油藏最高點的高度，稱為油藏高度。當有氣頂時油藏高度即為油水接觸面與油氣接觸面之間的高度。48二、油 氣 藏氣藏高度：油氣界面與油氣藏最高點的高度差，稱為油藏高度。對于純氣藏來說則為氣水界面與氣藏最高點的差。49二、油 氣 藏油氣藏高度：油藏高度與氣頂高度之和為油氣藏高度。50三、油層及其分類油層： 油層廣義概念是指，儲集層內凡含有油氣的巖層都叫油（氣）層。在地質上又把它進一步劃分為：單油層、隔層、夾層、油層組、油砂體等。 51三、油層及其分類 單油層：是指上下有泥巖分隔的具有含油條件的砂巖、粉砂巖等巖層。52三

11、、油層及其分類 油層組： 是指油層分布狀況、油層性質基本相同，在一套相似的沉積環(huán)境下形成的油層的組合。53三、油層及其分類 隔層：是油層剖面中滲透率相對很低或不滲透的巖層。在注水開發(fā)的油田中可以利用隔層來封隔上下不同層系的油層而防止注入水發(fā)生相互竄通。54三、油層及其分類 夾層：一是指油層以外的其它特低滲透或不滲透巖層；二是指在較厚的油層內部有一段很薄的不滲透泥巖，或是有一段在物性上與油層本身相比，滲透率較低的物性夾層，它是油田開發(fā)中后期調整挖潛的對象。55三、油層及其分類 油砂體：在各種沉積環(huán)境下形成的具有一定形態(tài)和分布規(guī)律，四周被非滲透層包圍，互不相通的砂層叫砂巖體，簡稱砂體。含油的砂體叫

12、油砂體。它是油層中最小的含油單元。56三、油層及其分類 油層厚度：一般是指某井某層段的砂巖（巖層）的厚度或油層組整體厚度。 有效厚度：是指某一油層（或油層組）在現(xiàn)有開采工藝技術條件下能夠開采出具有工業(yè)價值的原油的油層厚度。 有效厚度與有效滲透率是油田開發(fā)過程中方案調整、挖潛等兩個非常重要參數(shù)。57四、油藏驅動方式 油藏驅動就是油層采用什么能量來驅油。一般油藏內油層中油、氣、水構成一個統(tǒng)一的水動力系統(tǒng)，在油層未被打開時，油、氣、水處于平衡狀態(tài)，油層內部承受著較大的壓力而具有潛在的天然能量，這些潛在能量，在開采時就是油氣在油層中流動的動力來源，而油層中這種天然能量有以下五種。58四、油藏驅動方式

13、1、邊水或底水壓頭： 通常是油氣流動的主要動力，在開采過程中，油水界面不斷向油井方向移動，向油藏內部移動。 2、氣頂壓頭：當?shù)貙訅毫ο陆禃r，依靠氣頂氣膨脹驅油，在開采過程中，油氣界面下移，移向油井方向。 3、溶解氣：當油藏壓力低于飽和壓力時，氣體從原油中逸出并不斷膨脹，達到驅油目的。隨著原油中氣體消耗增多，油層能量就逐漸趨近枯竭。59四、油藏驅動方式 4、流體和巖石的彈性： 當油層壓力降低時，油層中的流體和巖石產(chǎn)生彈性膨脹，達到驅油的目的。 5、石油的重力：當?shù)貙觾A角較大，滲透性較好時有驅油作用。60四、油藏驅動方式 根據(jù)上述驅油能量，油藏驅動分為五種類型：水壓驅動、彈性驅動、氣壓驅動、溶解氣

14、驅動和重力驅動。61四、油藏驅動方式 水壓驅動： 水壓驅動是靠油藏的邊水、底水或注入水的壓力把石油推向井底的，在水壓驅動方式下，當采出量不超過注入量時，油層壓力、油氣比比較穩(wěn)定，油井生產(chǎn)能力旺盛。水壓驅動分為剛性水壓驅動和彈性水壓驅動。 形成水壓驅動方式的條件是油層滲透性好，油藏含油部分距近，而且連通好，油層原始壓力高，飽和壓力低，邊底水或注入水的供給量與采油量大致保持平衡。這就要求邊底水的地面供給充分，或保持適量的注入水量。 水壓驅動油層的開發(fā)特點是：油井的產(chǎn)量、壓力、氣油比基本上保持穩(wěn)定。若采出量超出供水量時，油層產(chǎn)生虧空，油層壓力將下降或出現(xiàn)局部低壓區(qū)，氣油比就會迅速上升，水壓驅動方式將

15、轉變?yōu)槠渌寗臃绞健?2四、油藏驅動方式 剛性水壓驅動： 在一個滲透性非常好的廣大的供水區(qū)，油水層連通好，水層有露頭，水的供應非常活躍，它的壓力高（高于飽和壓力），流量大，如果在這個范圍內有一個小小的油藏，采出量和水的侵入量相等，在整個開發(fā)過程中，油層壓力保持不變，產(chǎn)量也保持不變，氣油比不變，具有這種條件的油藏，叫剛性水壓驅動油藏。其采收率最高，可達45%60% 。63四、油藏驅動方式 彈性水壓驅動： 一個油藏的水壓不管有多么廣大，總有一定的邊界。油藏投入開發(fā)時，靠水、油和地層本身的彈性膨脹能將油藏中的油擠出來，沒有高壓水源源不斷地推進，這種油藏叫彈性水壓驅動油藏。一般水驅油藏在開發(fā)初期常表現(xiàn)

16、為彈性水壓驅動，彈性能釋放完后才表現(xiàn)其它驅動條件。64四、油藏驅動方式水壓驅動按油藏內油與水的關系可分為邊水驅動和底水驅動。邊水驅動油藏底水驅動油藏65四、油藏驅動方式66四、油藏驅動方式 彈性驅動： 彈性驅動是鉆開油層后，地層壓力下降，引起地層及其中液體發(fā)生彈性膨脹，體積增大，從而把石油從油層推向井底，這種驅動方式稱為彈性驅動，是油藏的主要驅油動力來源。其驅油特點是開采過程中天然氣處于溶解狀態(tài)，日產(chǎn)油量不變，氣油比穩(wěn)定，油層壓力逐漸下降。67四、油藏驅動方式 溶解氣驅動： 如果油藏封閉，又沒有外來能量補充，油田開采過程中，開始消耗彈性能量，當油層壓力低于飽和壓力后，原來溶解在原油中的天然氣將

17、從原油中分離出來，形成氣泡，整個油層將是油氣兩相滲流。隨著壓力的下降，天然氣體積發(fā)生膨脹，這時油流入井主要是依靠分離出天然氣的彈性膨脹能量，依靠石油中溶解氣分離時所產(chǎn)生的膨脹能推動石油流向井底，叫溶解氣驅動。在溶解氣驅方式下采油，只有使地層壓力不斷下降才能使地層內的原油維持其連續(xù)的流動。 溶解氣驅動方式的生產(chǎn)特點：油層壓力不斷下降，油層中氣體飽和度不斷增加，氣相滲透率不斷增加，這樣氣的產(chǎn)量也急劇增高，所以氣油比上升，產(chǎn)油量不斷下降，當氣體耗盡時，氣油比又急劇下降，如圖。油層中將剩余下大量不含溶解氣的原油，這些油的流動性很差，甚至不能采出，稱為死油。這種驅動方式是一種純消耗式開采方式，采收率較低

18、，一般只有5%20%（這種驅動方式驅油效果差，采收率低15%，最高也只有30% 。一般不采用）。68四、油藏驅動方式 氣頂（壓）驅動： 當油藏中存在有較大的氣頂時，開發(fā)時主要靠氣頂中壓縮體的膨脹能把原油驅向井底，這種油藏稱為氣頂（壓）驅動油藏。 當油藏中存在氣頂時，說明在該油層壓力下原油所能溶解的天然氣已達到飽和程度，不能再溶有更多的天然氣了，所以此時油層壓力就等于飽和壓力。在油井生產(chǎn)時，井底壓力必然低于飽和壓力，近井地帶的壓力也必然低于飽和壓力，所以溶解氣驅的作用是不可避免的。而且只有在因采油而形成的壓力降傳到油氣邊界后，氣頂才開始膨脹，壓縮氣的能量才能顯示出來。這時油藏才真正處于氣壓驅動條

19、件下。在隨后的生產(chǎn)中，為了保持油井生產(chǎn)，井底壓力還必須低于飽和壓力，所以溶解氣驅作用依然存在。 氣頂中壓縮氣的能量儲存是在油藏形成前完成的，沒有后期的能量補充。隨著開采過程，氣頂?shù)哪芰坎粩嘞?，整個油層的壓力不斷下降。 氣頂驅動方式的生產(chǎn)特點：生產(chǎn)比較穩(wěn)定，壓力逐漸下降，但下降的速度要比溶解氣驅緩慢得多，氣油比上升比溶解氣驅緩慢得多，但當氣頂氣突入生產(chǎn)井后，氣油比急劇上升。69四、油藏驅動方式 重力驅動： 當一個油藏接近開發(fā)末期，推動油層中的石油流向井底的能量都已耗盡時，油層中的原油只能依靠本身的重力流向井底，這種驅動稱為重力驅動。顯然當一個油藏的油層傾角比較大或油層厚度大時，重力驅動才能發(fā)揮

20、作用。 在重力驅動下，油井產(chǎn)量極低，油田已失去了大規(guī)模工業(yè)開采的價值。根據(jù)油層的自然條件，重力驅動可表示為兩種：壓頭重力驅：在這種驅動方式下，石油將沿油層傾斜方向向下移動，并在油層較低的部位聚集起來。具有自由液面的重力驅：在這種驅動方式下，油井周圍附近的液面低于油層頂部，同時氣體分離量很小，油井產(chǎn)量也很低，這種情況通常出現(xiàn)在能量枯竭的油層中，重力驅動油藏的開采特征。 由于各種驅動方式的驅油能量來源不同，因而最終采收率也不同。一般情況下，水壓驅動方式的驅油效率最高，采收率最大，而溶解氣驅采收率最低。70四、油藏驅動方式 油藏的驅動方式并不是一成不變的，在同一時間內，同一油藏的不同部位可以表現(xiàn)為不

21、同的驅動方式。水壓驅動搞不好可以變成溶解氣驅動。同一油田的不同部分也可存在不同驅動方式，如邊部是水驅，中部是溶解氣驅，或是受注水效果的地區(qū)是水驅，沒有受到注水效果的地方是溶解氣驅；也可以一開始是水驅，但隨著大量和無控制地采出后變?yōu)槿芙鈿怛?。而同一油藏在不同時間也可以表現(xiàn)為不同的驅動方式。 由于水壓驅動效率高，開發(fā)效果好，所以國內外許多油田都采用人工注水保持壓力的開發(fā)方式。始終維持油田在水驅方式下采油就成了采油工作者的中心任務。這就要求采油工人隨時注意油田動態(tài)分析，同時采用人工注水的方法向油田補充水，以維持油層的壓力，達到較高的采收率。71五、含油氣盆地 含油氣盆地：是指具有良好的生儲蓋組合和圈

22、閉條件，并且已經(jīng)發(fā)生油氣生成、運移和聚集，發(fā)現(xiàn)工業(yè)性的油氣聚集的沉積盆地。 含油氣盆地概述 含油氣盆地的結構包括三個部分：基底、蓋層和周邊。盆地的周邊實際上是盆地基底與蓋層的接觸方式。 72含油氣盆地的內部構造 含油氣盆地是一種沉降大地構造單元，洼陷是含油氣盆地的基本特征，但由于底盤的結構不同，以及構造活動的差異性，盆地沉降時，其底盤并不是一個簡單的洼地或平面，而是有的部份沉降較快，拗陷較深；有的部份則沉降較慢，拗陷較淺，這樣就形成了相對隆起和坳陷，它們之間為斜坡。 一級構造：隆起、拗陷和斜坡。 二級構造有背斜褶皺帶、單斜撓曲（區(qū)域性大單斜產(chǎn)狀變陡的地區(qū)）帶、斷裂構造帶等。 三級構造 ：背斜、向斜、斷層等，這是盆地最低一級的構造，是油氣聚集的基本單元。 五、含油氣盆地73盆 地隆 起凸 起向斜帶 背斜帶 潛山帶 斷裂帶 背斜 斷層 鼻狀構造 凹 陷斜 坡坳 陷凹 陷凸 起 級 別 級亞 級 級 級油 氣 關 系生 成 運 移 （含油氣區(qū)） （含油氣亞區(qū)）聚 集 （油氣聚集帶）油 氣 田 油 氣 藏華 北 盆 地濟 陽 坳 陷東 營 凹 陷勝，坨、永斷裂帶勝坨油田 三級四分法 五、含油氣盆地74六、油氣聚集帶 含油氣盆地是地殼中油氣生成、運移、聚集的最基本單元，而背斜、斷層等構造是油氣聚集的最小單元，在沉積盆地中，