石油天然氣地質與勘探72含油氣盆地課件

1、第七章 油氣聚集單元與分布規(guī)律 油氣田 油氣聚集帶 含油氣系統(tǒng) 含油氣盆地 油氣資源分布特征 油氣分布的控制因素第三節(jié) 含油氣盆地 一、含油氣盆地的基本概念 沉積盆地： 地殼上在某一地質歷史時期內，曾經穩(wěn)定下沉，并接受了巨厚沉積物的洼陷區(qū)域。 含油氣盆地：地殼上具有統(tǒng)一的地質發(fā)展歷史，發(fā)育著良好的生、儲、蓋組合及圈閉條件，并已發(fā)現油氣田的沉積盆地。（1）具有統(tǒng)一的地質發(fā)展歷史;（2）在地殼上曾經長期下沉洼陷區(qū)，較厚的沉積巖層;（3）經受一定程度的構造運動;（4）面積差別很大，面積從幾百到幾百萬平方千米; 波斯灣盆地，面積近300萬平方千米, 洛杉磯盆地，面積僅3900平方千米。（5）盆地內部可

2、劃分為不同的構造單位，如隆起,坳陷或凹陷,各凹陷的沉積充填和油氣生成、運移聚集具有相對獨立性。含油氣盆地特點二、含油氣盆地的結構與構造1.含油氣盆地的結構盆地結構三要素:基底、周邊和沉積蓋層基底:含油氣盆地賴以存在的基礎，由盆地形成之前的巖系組成。古老的結晶巖或變質巖基巖;沉積巖系，或二者混合組成。周邊：盆地周圍的邊界。盆地周邊同其邊界地質體的接觸關系：超覆接觸和斷層接觸；盆地周邊的性質決定了盆地的基本類型，如拗陷盆地和斷陷盆地。沉積蓋層：基底之上發(fā)育的沉積巖層。 2.含油氣盆地的構造 含油氣盆地從整體上是一個統(tǒng)一的沉降區(qū)；但基底和沉積蓋層都不是一個簡單的光坦凹面或平面，基底有起伏，沉積蓋層厚

3、度不一，有各種變形。可進一步劃分為若干個次級構造單元， 基本構造單元一級構造單元二級構造單元三級構造單元盆地隆 起坳 陷斜 坡長 垣背斜帶斷裂帶單斜帶尖滅帶超覆帶撓曲帶潛山帶穹 窿長軸背斜短軸背斜鼻狀構造斷 塊向 斜潛 山坳陷內亞一級構造單元凸 起凹 陷含油氣盆地含油氣區(qū)油氣聚集帶（二級構造帶）油氣田盆地內各級構造單元與含油氣單元劃分表 隆起以相對上升占優(yōu)勢，沉積蓋層較薄且往往發(fā)育不全，沉積間斷較多，在毗鄰坳陷的翼部容易出現地層超覆和巖性尖滅帶，有利于油氣聚集。 坳陷是盆地內基底埋藏最深的區(qū)域，沉積蓋層發(fā)育完全，厚度大、巖性巖相穩(wěn)定，是有利于油氣生成的區(qū)域，成為含油氣盆地的油源區(qū)。 盆地內最低

4、一級構造單元為背斜、單斜和向斜，稱三級構造（局部構造），是形成油氣田的構造單元。 由局部構造組成的構造帶即為二級構造單元，控制油氣聚集帶的形成。 東營凹陷沾化凹陷車鎮(zhèn)凹陷惠民凹陷魯西隆起區(qū)埕寧隆起區(qū)魯東隆起區(qū)濟陽坳陷及灘海地區(qū)，勘探面積26200km2 ，包括東營、沾化、車鎮(zhèn)、惠民四大凹陷及陳家莊、義和莊、濱南、廣饒、青城等凸起緩坡帶洼陷帶中央背斜帶洼陷帶陡坡帶陸相斷陷盆地分帶模式圖 凸起凸起主斷層控制形成的單斷式陸相沉積盆地（箕狀凹陷） 凹陷內最有利的烴源巖部位位于四個小洼陷中心，其中利津洼陷的生烴強度最大，對于生烴層段來說，沙四上亞段的生烴強度高。 三、含油氣盆地的類型 含油氣盆地的分類方

5、案較多，不同學者從不同的角度，以不同的大地構造理論為指導，對盆地類型進行了劃分。1、以活動論為基礎的分類（板塊構造學說） 2、以固定論為基礎的分類（槽臺學說） 3、以地球動力學為基礎的分類4、含油氣盆地的歷史地質學分類 1、板塊構造學盆地分類 裂谷型盆地：以離散板塊運動和地殼張裂作用為主，地殼變薄引起了下沉作用。張性構造。內克拉通盆地：大陸內部的裂谷盆地，盆地基底變?。贿吘壽昀龋捍箨戇吘壈既氩糠窒虼箨憙炔垦由斓呢舱哿压?，基底為洋殼或過渡殼；原始大洋裂谷：在兩個大陸陸塊之間開始形成的狹長洋殼，沉積作用仍受兩側大陸的影響；冒地斜沉積棱柱體：沿大陸與海洋過渡帶的陸階、陸坡及陸隆上發(fā)育的沉積復合體，

6、覆蓋了張裂的大陸邊緣；陸堤：在張裂大陸邊緣外沿,形成逐漸向海洋推進的沉積物；新生大洋盆地：在大洋中脊與大陸陸塊之間，大洋巖石圈增長和下沉形成的新生盆地，濁積巖組成的深海平原發(fā)育在洋殼之上；扭張性盆地：沿著復雜的轉換斷層系，在地殼局部變薄的部位，發(fā)育的拉張盆地或楔形斷陷盆地；弧間盆地：由于巖漿弧裂開，在不活動的殘留弧與繼續(xù)活動的前弧之間洋殼下降形成的小洋盆 造山帶型盆地：以擠壓板塊運動和造山形變作用為主海溝：在板塊俯沖的消減帶形成的深海槽；斜坡盆地：在海溝軸與海溝斜坡折點之間的斷陷盆地，其沉積物與上述海溝沉積物一起合并到消減雜巖體中；弧前盆地：在海溝斜坡折點與巖漿島弧之間間隙中的盆地；周緣前陸盆

7、地：在大陸陸塊周緣，與碰撞造山縫合線帶相接處形成的盆地，造山帶倒向盆地，蛇綠巖縫合線帶比巖基巖漿帶、火山巖帶更靠近盆地；弧后前陸盆地：在大陸陸塊邊緣巖漿孤后面，與島弧造山帶相鄰的前陸盆地，蛇綠巖消減雜巖體比巖基巖漿帶、火山巖帶更遠離盆地；破裂前陸盆地：造山帶的前陸盆地，無論周緣環(huán)境或弧后環(huán)境，由于基底變形和塊斷所形成的構造凹地；扭壓性盆地：沿著復雜的轉換斷層系,可以形成扭動褶皺和斷坳盆地; 2、以固定論為基礎的分類（槽臺學說） 布羅德（1965），以槽臺學說為基礎，同時考慮到盆地的地貌形態(tài)，將含油氣盆地分為三大類，七小類。盆地大類盆地類型典型盆地地臺平原盆地具前寒武系基底的盆地密歇根盆地、伏爾

8、加-烏拉爾盆地具古生代和不同時代基底的盆地西西伯利亞盆地、墨西哥灣盆地山前盆地與古生代褶皺帶山前凹陷有關的盆地阿帕拉契亞盆地與后古生代褶皺帶山前凹陷有關的盆地咯爾巴阡山前盆地、波斯灣盆地山間盆地前寒武紀地臺活化的山間盆地紅海盆地、華北盆地古生代褶皺帶的山間盆地松遼盆地、準噶爾盆地后古生代褶皺帶的山間盆地臺灣西部盆地 以固定論為基礎的盆地分類（布羅德，1965）3、以地球動力學為基礎的分類 劉和甫（1986）從盆地形成的動力學系統(tǒng)，認為主要有3種應力環(huán)境，分為裂陷盆地、壓陷盆地、走滑盆地4、含油氣盆地的歷史地質學分類 張厚福（1979）根據區(qū)域構造性質及沉積發(fā)育史特征對含油氣盆地進行分類。沉積盆

9、地的基底可以是均一的或復雜的，含油氣盆地在區(qū)域構造性質上可以是單一型的，也可以是復合型的；沉積盆地在發(fā)展歷史上顯現出的階段性發(fā)育特征，也就使含油氣盆地在沉積發(fā)育史上，表現為少時代單相生油層系組合和多時代多相生油層系組合的兩種不同類型。 區(qū)域構造性質少時代單相生油層系組合多時代多相生油層系組合地臺臺 向 斜松遼、四川、陜甘寧、密執(zhí)安、伊利諾斯、西西伯利亞單一內部斷單斷坳陷濟陽、冀中、黃驊型含油氣坳陷陷雙斷坳陷(地塹)下遼河、臨清、萊茵、紅海、德聶伯-頓涅茨盆地山 前 坳 陷酒泉、阿巴拉契亞、東喀爾巴阡山 間 坳 陷吐魯番、民和、洛杉磯、文圖拉、費爾干、西歐北海復合型含山前坳陷-地臺邊緣斜坡西臺灣

10、及東南沿海大陸架(?)、波斯灣、墨西哥灣、西加拿大、撒哈拉、伏爾加-烏拉爾油氣盆地山前坳陷-中間地塊塔里木、準噶爾、柴達木、馬拉開波、潘農、南里海含油氣盆地的歷史地質學分類表 含油氣盆地類型模式圖四 、主要類型盆地的油氣地質特征 1、前陸盆地概念是指位于褶皺山系與毗鄰克拉通之間的沉積盆地。它包括從山前坳陷到克拉通邊緣斜坡的過渡區(qū)。前淵盆地、山前坳陷、山前坳陷地臺邊緣坳陷、山前坳陷地臺斜坡等概念都屬于前陸盆地范疇。前陸盆地形成于擠壓構造環(huán)境， （一） 前陸盆地油氣地質特征 前陸盆地結構不對稱，靠近造山帶一側較陡，在其演化過程中遭受變形作用；盆地近克拉通一側較寬緩，與地臺層序逐漸合并 2、油氣地質

11、特點是世界上油氣資源最豐富的一種盆地類型 。 兩類烴源巖層系，即被動大陸邊緣沉積型和前陸坳陷型烴源巖層系。巖石類型主要為海相碳酸鹽巖、頁巖和陸相泥頁巖。 儲集巖體總體上也可分為兩大體系，即下部以臺地相碳酸鹽巖為主體的儲集體系和上部以陸相碎屑巖為主體的儲集體系。 油氣田分布主要是受圈閉展布特點的控制。在靠近沖斷帶一側或沖斷帶內，主要是背斜和斷層圈閉油氣藏。斜坡帶以地層油氣藏為主。 西亞地區(qū)大地構造圖3、實例波斯灣盆地 波斯灣盆地剖面圖 波斯灣盆地主要生儲蓋層系（二） 裂谷盆地油氣地質特征1、概念及形成機制 裂谷：陡而長、兩壁平行的沉降谷；一般指大型巖石圈拉張破裂而形成的長型斷陷或坳陷拉張作用形成

12、，形成演化三階段：初始張裂期、斷陷期、坳陷期。太平洋板塊俯沖減弱,俯沖帶向東遷移,上地幔物質由熱膨脹轉為冷卻收縮,地殼整體下沉,由斷陷轉為坳陷發(fā)育階段。太平洋板塊俯沖強烈,上地幔物質熱膨脹作用加劇,斷塊、斷陷差異沉陷十分強烈。由于太平洋板塊俯沖,上地幔物質熱膨脹作用造成局部異常,斷裂活動導致盆地初始斷裂,并伴有強烈?guī)r漿活動。2、油氣地質特點油氣生成特點：烴源巖時代多,巖性以泥巖、頁巖為主,主要形成于裂陷期。具有烴源巖厚度大、有機質豐度高、類型多,高地熱背景。儲蓋層特征 ：儲集體類型多，儲蓋組合多樣油氣運移特點：垂向運移為主,側向運移距離較短,一源多藏。油氣藏類型：油氣藏類型多，背斜、斷塊、巖性

13、、地層等。斷塊油氣藏占重要地位 坳陷型盆地油氣藏分布模式3、實例坳陷型（松遼）斷陷型（渤海灣） 渤海灣盆地構造分區(qū)圖（三） 克拉通盆地油氣地質特征1、概念及盆地的形成機制 克拉通盆地包括形成在克拉通周邊環(huán)境的和克拉通內部的盆地 。 依據地殼性質、相對于板塊活動的構造位置、盆地的形態(tài)和發(fā)育歷史，可分為兩類： 簡單克拉通內盆地： 復雜克拉通盆地：位于早期形成的裂谷或其它類型盆地之上。 克拉通盆地是在板塊離散的條件下完全形成于陸殼之上的盆地 。 克拉通盆地是局部熱源之上的熱隆起、低密度地殼表層的剝蝕、變薄、冷卻、收縮和最后沉降的結果。 早期擴張或離散晚期的匯聚與碰撞階段 2、油氣地質特征源巖：寒武系

14、到白堊系都有烴源巖分布，巖性主要為泥巖、頁巖等，厚度變化較大 。儲集層：豐富多樣，下方無裂陷的克拉通盆地，沉降速率較慢，沉積與沉降保持同步，四周為碳酸鹽灘和三角洲邊緣，快速沉降導致儲層沿盆地周緣分布，并在盆地邊緣形成典型的三角洲和海岸砂巖以及與生物礁有關的碳酸鹽灘和臺地。 在下伏有裂谷分布的克拉通盆地，裂谷作用形成地塹和傾斜的地塊，它們均分布有儲集層。克拉通盆地的快速沉降期常為封蓋層巖石的沉積期，在縱向上儲層與蓋層有多種匹配形式，在側向上，儲層可相變?yōu)榉菨B透性巖層，形成側向儲蓋組合。油氣運移：油氣以側向運移為主。油氣藏類型及分布：以構造、地層圈閉為主，主要油氣田分布在源巖發(fā)育區(qū)邊緣或外側。3、

15、典型實例 北美的伊利諾斯、密執(zhí)安、威利斯頓，法國的巴黎盆地，俄羅斯的波羅的盆地、西西伯利亞盆地，澳大利亞的卡奔塔利盆地。我國的四川盆地和鄂爾多斯盆地 威利斯頓盆地位置圖 含油氣系統(tǒng)（Petroleum System）：在一特定地質時間和空間范圍內油氣生成、運移、聚集及保存的自然系統(tǒng)，它包括了提供油氣的烴源巖及相關的油氣聚集，還包括形成油氣藏所不可缺少的地質要素和作用。一、含油氣系統(tǒng)的一般概念第四節(jié) 含油氣系統(tǒng)含油氣系統(tǒng) 含油氣系統(tǒng)是指成熟的烴源巖及所 有已形成的與該烴源巖有關的油氣 藏，并包含油氣藏形成過程中必不 可少的一切地質要素及作用。包括一切高度聚集、任何狀態(tài)的烴類物質成藏過程中相互依存

16、的地質要素和作用烴源巖、儲集巖、蓋層、上覆巖層圈閉的形成和油氣的生成、運移和聚集源., A petroleum system is defined here as a natural system that encompasses , a pad of active source rock and all related oil and gas and which includes all the geologic elements and processes that are essential if a hydrocarbon accumulation is to exit . The e

17、ssential elements include , a petroleum source rocks , reservoir rock , seal rock , and overburden , and , the processes , are trap formation and the generation migration accumulation of petroleum.二、 含油氣系統(tǒng)的命名、劃分1、含油氣系統(tǒng)的命名：根據烴源巖體生油并形成油氣聚集的把握性，可將含油氣系統(tǒng)分成三個級別：已知的（Known）、可能的（Hypothetical ）和預測的（Speculativ

18、e）。分別在含油氣系統(tǒng)名稱之后以（!）、（）和（?）表示。根據烴源巖及構成該系統(tǒng)的主要儲集巖命名含油氣系統(tǒng),在生-儲巖復合名稱之后加上一個表明與該系統(tǒng)有關的可靠程度的符號：烴源巖名稱-主要儲集巖名稱(可靠程度符號)。例如,Deer-Boar(),表示一個以Deer 頁巖為源巖，Boar砂巖為主要儲集巖的假想含油氣系統(tǒng)。東營凹陷：沙三段-沙二段（?。┖蜌庀到y(tǒng)2、含油氣系統(tǒng)的劃分含油氣系統(tǒng)劃分的關鍵是識別有效源巖體,它是指在關鍵時刻生成和排出石油的源巖連續(xù)體。含油氣系統(tǒng)的數目是由有效源巖體的數目決定的。圖8-6 北美洲七個油氣系統(tǒng)分布示意圖三、含油氣系統(tǒng)的描述內容1.基本要素的描述2地質作用過程的描述3含油氣系統(tǒng)的主要描述圖件（四圖） 含油氣系統(tǒng)埋藏史圖、含油氣系統(tǒng)平面展布圖、含油氣系統(tǒng)剖面圖，含油氣系統(tǒng)事件圖。關鍵時刻(Critical moment):是指含油氣系統(tǒng)中大部分油氣生成-運移-聚集的時間。圖8-7 中楊子區(qū)S-C油氣系統(tǒng)演化史綜合圖源巖潛量指數（SPI）：單位面積（1m2）的烴源巖生成的最大烴量，可作為烴源巖潛力比較的一個參數，用下式計算： 式