石油地質(zhì)學(xué)課件：第七章 油氣藏的形成 第二、三節(jié)

1、第二節(jié) 油氣聚集和有效圈閉（二）系列圈閉的油氣差異聚集 油氣差異聚集：一系列圈閉存在一個(gè)地區(qū)時(shí)，不同圈閉中油氣聚集的聚集程度、聚集油氣藏類型和聚集時(shí)間有所差異的油氣聚集現(xiàn)象。 各個(gè)空圈閉（沒有油氣聚集的圈閉），開始發(fā)生油氣聚集時(shí)間、聚集油氣藏類型和最終油氣聚集程度與油氣運(yùn)移路徑有關(guān)。圖7-1單一背斜圈閉中的油氣聚集和油氣藏 (據(jù)Gussow,1951)一、油氣聚集 油氣聚集:油氣在圈閉中聚集成藏過程。 （一）單一圈閉的油氣聚集 單一圈閉的油氣聚集可能是多種多樣的，取決于油（氣）勢。 如：靜水條件下的背斜圈閉中油氣聚集過程（圖7-1）。 通常（不總是），油氣差異聚集結(jié)果是，由深部向淺部的各個(gè)圈閉

2、最終成藏為：氣藏油氣藏油藏。如圖7-2、圖7-3。圖7-2 在相連的系列背斜圈閉中的油氣聚集圖 (據(jù)Gussow,1954,略加補(bǔ)充) 圖7-3 加拿大阿爾伯達(dá)盆地瑞姆彼-圣阿爾伯達(dá)線狀礁型油氣田帶縱剖面圖 (據(jù)Gussow，1954簡化) 圖中1mi=1609m，1ft=0.3048m；湟斯古應(yīng)為尼斯庫 系列圈閉中可能還會產(chǎn)生 “局部向斜圈閉油藏，背斜氣藏”。如：圖7-4。所以，向斜不總是不能聚集油乃至氣。圖7-4 弗吉尼亞州西部林肯縣的格列飛斯維爾向斜油藏的構(gòu)造圖及油氣分布圖 （據(jù)Davis&Steveson，1929，重繪）該圖等高線均為海平面下（m） 二、有效圈閉 具有以下條件。 （一

3、）大容積 圈閉具有足以聚集具有工業(yè)價(jià)值 油氣藏的容積。一般越大越好。但 要有其他圈閉條件配合。 （二）距離烴源區(qū)近 圈閉到烴源區(qū)距離概念如 圖7-5。 圖7-5 美國堪薩斯州尼馬黑潛脊西翼愛爾平庇迪博克凡爾脫賽拉斯佛羅倫斯本斯諸穹隆上油氣田分布圖（據(jù)Tomas，1929，引自Gussow，1951）等高線單位（m） 有效圈閉：聚集了具有工業(yè)價(jià)值的油（氣）藏的圈閉。 圈閉距離烴源區(qū)（成烴坳陷）足夠近。 顯然，一般越近越好。但要有其他圈閉條件（油氣運(yùn)移路徑）配合，否則，可能不能形成油氣藏。 （三）形成時(shí)間早 圈閉形成時(shí)間早于大規(guī)模排烴 或與之同步。但這是相對的，例如， 三次運(yùn)移后形成的圈閉也可成藏

4、。 確定圈閉形成時(shí)間視具體情況。 如：圖7-6，形成時(shí)間順序?yàn)?12345（6、7）。 （四）圈閉閉合度高 圈閉閉合度高到足以大于油 （氣）過度帶的厚度。（五）保存條件好 蓋層要能足夠的封閉能力，包括不被破壞。 總之，有效圈閉應(yīng)該具有“大、近、早、高、保”等五個(gè)條件。 圖7-6 確定圈閉形成時(shí)間順序的示意剖面圖（據(jù)Levorson，1954）（一）單一圈閉的油氣聚集單一圈閉中最簡單、最常見的是背斜圈閉。其特點(diǎn)是：儲集層頂面呈拱形，由頂向四周下傾；其上方為非滲透性巖層所封閉，下方高勢區(qū)被水體所封閉；閉合區(qū)由通過溢出點(diǎn)的構(gòu)造等高線所圈定。單一圈閉油氣聚集的原理 1、滲濾作用：Cordell(197

5、7)、 Roberts(1980)等人認(rèn)為含烴的水或隨水運(yùn)移的油氣進(jìn)入圈閉以后，因?yàn)橐话阌H水的、毛細(xì)管封閉的蓋層對水不起封閉作用，水可以通過蓋層而繼續(xù)運(yùn)移；而對烴類則產(chǎn)生毛細(xì)管封閉，結(jié)果把油氣過濾下來在圈閉中聚集。在水動力和浮力的作用下，水和烴可以源源不斷地補(bǔ)充并最終導(dǎo)致在圈閉中形成油氣藏。2、排替作用：Chapman(1982)認(rèn)為泥質(zhì)蓋層中的流體壓力一般比相鄰砂巖層中的大，因此圈閉中的水是難以通過蓋層的。另外油氣進(jìn)入圈閉后首先在底部聚集，隨著烴類的增多逐漸形成具有一定高度的連續(xù)烴相，在油水界面上油水的壓力相等，而在油水界面以上任一高度上，由于密度差油的壓力都比水的壓力高，因此產(chǎn)生了一個(gè)向下

6、的流體勢梯度，致使油在圈閉中向上運(yùn)移同時(shí)把水向下排替直到束縛水飽和度為止。（二）系列圈閉的差異聚集在油氣盆地中，圈閉常成帶成群分布，即存在系列圈閉。對于區(qū)域均斜背景上的系列圈閉，油氣聚集的基本原理最早由加拿大著名石油地質(zhì)學(xué)家Gussow (1954)首先闡明，并稱之為油氣差異聚集原理。 加拿大阿爾伯達(dá)盆地的瑞姆彼圣.阿爾伯達(dá)線狀礁帶差異聚集最為理想的例子。油氣差異聚集原理 Gussow認(rèn)為：靜水條件下，如果在油氣運(yùn)移的主方向上存在一系列溢出點(diǎn)自下傾方向向上傾方向遞升的圈閉，當(dāng)油氣源充足和蓋層封閉能力足夠大時(shí)，油氣首先進(jìn)入運(yùn)移路線上位置最低的圈閉，由于密度差使圈閉中氣居上，油居中，水在底部，當(dāng)?shù)?/p>

7、一個(gè)圈閉被油氣充滿時(shí)，繼續(xù)進(jìn)入的氣可以通過排替作用在圈閉中聚集，直到整個(gè)圈閉被氣充滿為止，而排出的油通過溢出點(diǎn)向上傾的圈閉中聚集；若油氣源充足，上述過程相繼在圈閉及更高的圈閉中發(fā)生；若油氣源不足時(shí)，上傾方向（距油源較遠(yuǎn)）的圈閉則不產(chǎn)油氣，僅產(chǎn)水，稱為空圈閉。所以在系列圈閉中出現(xiàn)自上傾方向的空圈閉向下傾方向變?yōu)榧冇筒赜蜌獠丶儦獠氐挠蜌夥植继卣?。但這種結(jié)果只能代表原始的聚集規(guī)律，后期地質(zhì)條件的改變有可能破壞這種聚集情況。 油氣差異聚集得以發(fā)生的基本條件：1）在區(qū)域傾斜的下傾方向存在豐富的油源區(qū)。2）具有良好的油氣通道，使油氣在較大的范圍內(nèi)作區(qū)域性移動；3）在區(qū)域傾斜背景上存在連通的系列圈閉，而且溢

8、出點(diǎn)向上傾方向遞升；4）儲集層中充滿地下水，而且處于相對靜止?fàn)顟B(tài)。二、油氣聚集機(jī)制（一）浮力水動力機(jī)制它是油氣在圈閉中聚集的主要動力學(xué)機(jī)制，包括滲濾和排替兩個(gè)主要的作用。（二）滲透力擴(kuò)散力機(jī)制對含鹽層或致密地層中的油氣聚集有重要作用。高鹽度區(qū)具有圈閉的功能，使低鹽度區(qū)的水不斷向它匯聚（圖79），其中烴類由于鹽度增加而溶轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x氣。三、油氣聚集模式（一）背斜圈閉模式從生油層進(jìn)入儲集層的壓實(shí)流體，沿著背斜的翼部向頂部運(yùn)移（圖711）（二）地層圈閉模式（三）斷層圈閉模式（四）滲透體圈閉模式第三節(jié) 油氣聚集過程一、油氣充注過程油氣不斷進(jìn)入圈閉有效空間的過程稱為充注。它又分為側(cè)向充注和垂向充注。根據(jù)滲流力學(xué)原理，油氣總是首先進(jìn)入滲透率最高、排替壓力最低的儲集層部分，隨著油氣的不斷充注，在烴柱壓力的作用下，逐漸向孔滲條件差的部分?jǐn)U展，從而使于圈閉儲集層中的含烴飽和度不斷增加。二、油氣混合過程儲集層的非均質(zhì)性和充注過程的差異性，造成圈閉中油氣的組分和化合