石油地質(zhì)學(xué) 第6章油氣藏的形成與演化

第六章油氣藏形成及演化第一節(jié)油氣藏形成的基本條件生、儲(chǔ)、蓋、圈、運(yùn)、保

充足的油氣來(lái)源良好的生儲(chǔ)蓋組合和輸導(dǎo)條件有效的圈閉良好的保存條件油氣藏形成的基本條件一、充足的油氣來(lái)源充足的油氣來(lái)源是油氣藏形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。（1）烴源巖的規(guī)模大——面積大、層數(shù)多、厚度大（2）烴源巖的質(zhì)量高

——豐度高、類型好

（3）烴源巖已經(jīng)成熟

二、良好的運(yùn)移輸導(dǎo)條件烴源巖與圈閉間具備有利的運(yùn)移通道滲透性地層斷層（油源斷層）不整合面生儲(chǔ)蓋組合：地層剖面中烴源層、儲(chǔ)層和蓋層配置關(guān)系三、良好的生儲(chǔ)蓋組合

1）生儲(chǔ)蓋組合的類型

正常式頂生式自生自儲(chǔ)自蓋式側(cè)變式2）生儲(chǔ)蓋組合的有效性互層式的生儲(chǔ)蓋組合對(duì)油氣聚集是最有利的側(cè)變式的組合有效性也較好透鏡狀的自生自儲(chǔ)自蓋式組合，缺乏砂巖體，總體排烴條件差側(cè)變式生儲(chǔ)（蓋）組合：由巖性巖相的橫向變化而導(dǎo)致生儲(chǔ)蓋層在橫向上組合多發(fā)育在生油凹陷的斜坡帶，三角洲沉積相等烴類最佳運(yùn)聚區(qū)域單純塊狀厚層砂巖，或單純塊狀厚層泥巖發(fā)育區(qū)對(duì)石油聚集是不利的只有在砂巖百分比在20％-60%，即砂巖單層厚10-15m，泥巖單層厚30-40m，二者呈略等厚互層的地區(qū)，砂泥巖接觸面積大，最有利石油聚集。巖性組合影響排烴效率四、有效的圈閉有效的圈閉：指能夠聚集油氣的圈閉具備有利成藏條件的圈閉

圈閉是油氣聚集的場(chǎng)所,但,并不是所有的圈閉都能聚集油氣.很多圈閉是空圈閉,即無(wú)效的圈閉.圈閉有效性的主要影響因素圈閉形成時(shí)間與區(qū)域性油氣運(yùn)移時(shí)間的關(guān)系圈閉距油源區(qū)的距離圈閉位置與油氣運(yùn)移主方向的關(guān)系水動(dòng)力強(qiáng)度與流體性質(zhì)對(duì)圈閉有效性的影響最后一次大規(guī)模的油氣運(yùn)移發(fā)生于上新世,老君廟背斜已經(jīng)形成,青草灣背斜則在上新世末才形成1、圈閉形成時(shí)間應(yīng)早于油氣大規(guī)模運(yùn)移時(shí)間2．圈閉距油源區(qū)近“源控論”在陸相盆地中，油氣主要圍繞生油凹陷周圍分布“近水樓臺(tái)”3．圈閉位置位于油氣運(yùn)移優(yōu)勢(shì)方向上五、良好的保存條件1．良好的區(qū)域性蓋層2．穩(wěn)定的構(gòu)造環(huán)境3．相對(duì)穩(wěn)定的水動(dòng)力環(huán)境1．良好的區(qū)域性蓋層具有致密的巖性：膏鹽蓋層、泥質(zhì)巖蓋層具有足夠的厚度和區(qū)域上的穩(wěn)定性東西伯利亞盆地：寒武系巨厚的鹽巖層系封蓋了90%的油氣資源，使得古老的里菲系生成的油氣得以保存至今2．穩(wěn)定的構(gòu)造環(huán)境適當(dāng)?shù)臉?gòu)造運(yùn)動(dòng),可形成圈閉、運(yùn)移通道；但是，強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致油氣藏破壞：活躍的水動(dòng)力條件對(duì)油氣的保存不利地層水高礦化度、氯化鈣水型代表水體停滯、封閉性好。3．相對(duì)穩(wěn)定的水動(dòng)力環(huán)境水動(dòng)力對(duì)圈閉有效性的影響

與水動(dòng)力強(qiáng)度有關(guān)與流體性質(zhì)有關(guān)油水界面的傾角：氣-水界面的傾角:強(qiáng)烈的水動(dòng)力對(duì)油氣聚集不利在相同的水動(dòng)力條件下，對(duì)氣有效的圈閉對(duì)油不一定有效水壓梯度(i)的高低反映水動(dòng)力的強(qiáng)弱第二節(jié)油氣在圈閉中的聚集過程第Ⅰ階段：油氣進(jìn)入圈閉，氣在上，油在中間，水在下；第Ⅱ階段：當(dāng)油氣不斷充注，油水界面下降到溢出點(diǎn)時(shí)，油從圈閉中流出；圈閉中只含油和氣；第Ⅲ階段：當(dāng)油－氣界面降到溢出點(diǎn)時(shí)，油全部被從圈閉排出，此時(shí)，圈閉只含氣。一、單一圈閉中的聚集過程1．什么是油氣差異聚集在一系列溢出點(diǎn)依次抬高的連通圈閉中，二、系列圈閉中的差異聚集溢出點(diǎn)較低的圈閉中聚集天然氣，溢出點(diǎn)較高的圈閉中聚集石油，溢出點(diǎn)更高的圈閉中可能只含有水。這種現(xiàn)象稱為油氣的差異聚集2．油氣差異聚集過程2．油氣差異聚集過程3．油氣差異聚集的條件具有區(qū)域性長(zhǎng)距離運(yùn)移的條件：區(qū)域性的傾斜，巖性巖相穩(wěn)定連通性好。連通的圈閉的溢出點(diǎn)依次抬高油氣源的供應(yīng)區(qū)位于盆地中心，油氣源充足儲(chǔ)集層中充滿水并處于靜水壓力條件，石油和游離氣一起運(yùn)移

4．油氣差異聚集的結(jié)果按圈閉的溢出點(diǎn)由低到高，依次形成純氣藏、油氣藏、純油藏、或只含水。充滿了石油的圈閉仍可以再聚集天然氣；充滿了天然氣的圈閉則不能再聚集石油。若油氣按比重分異完善，溢出點(diǎn)低的圈閉中油氣的密度小于溢出點(diǎn)較高的圈閉中油氣的密度。所形成的油藏、氣藏、油氣藏的數(shù)目，與油氣供應(yīng)的數(shù)量、圈閉閉的大小和數(shù)量有關(guān)

俄羅斯地臺(tái)下石炭統(tǒng)實(shí)例3．影響差異聚集的因素油氣源支流的存在天然氣的溶解和析出后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響區(qū)域水動(dòng)力條件三、圈閉中油氣的充注與混合作用1、充注過程油氣最初優(yōu)先選擇毛細(xì)管阻力小的大孔隙呈樹枝狀進(jìn)入儲(chǔ)層；隨充注時(shí)間和充注量的增加，在浮力不斷增大條件下，油氣逐漸進(jìn)入較小孔隙充注充分的條件下，最終油氣充滿儲(chǔ)層的整個(gè)孔隙空間。充注導(dǎo)致油氣非均質(zhì)性一般后進(jìn)入圈閉的油氣成熟度高于先進(jìn)入圈閉的油氣；沿著油氣充注方向，油氣組成或性質(zhì)有變化；離圈閉充注點(diǎn)越近，油氣成熟度越高2、混合過程1）密度差驅(qū)動(dòng)的混合作用晚期進(jìn)入低部位的高成熟油氣取代早期聚集在高部位的低成熟的油氣2）濃度差驅(qū)動(dòng)的混合作用濃度趨于平衡第三節(jié)油氣藏的破壞一、油氣藏破壞的主要地質(zhì)作用

1.

剝蝕和斷裂作用地殼抬升，油氣藏儲(chǔ)層遭受完全剝蝕;油氣藏的蓋層遭受斷裂的破壞，油氣全部沿?cái)嗔寻l(fā)生運(yùn)移(1)完全破壞(2)部分破壞油氣藏的蓋層遭受斷裂的破壞，油氣部分沿?cái)嗔寻l(fā)生運(yùn)移

2.熱蝕變作用熱事件的影響:巖漿侵入、深埋油氣在高溫作用下發(fā)生熱變質(zhì)，形成瀝青3.生物降解作用由于地殼抬升、斷裂，石油進(jìn)入到近地表環(huán)境，被微生物利用，使石油組分發(fā)生變化。生物利用烴類的順序：正烷烴→異戊間二烯型烷烴→甾烷、萜烷。生物降解的特點(diǎn)：石油變重變稠，部分烴類消失（色譜曲線基線隆起、正構(gòu)烷烴消失、異構(gòu)烷烴）4.氧化作用烷烴氧化為酮、酸、醇等芳香烴氧化為酚、芳香酸使原油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量增加，原油變重、變稠（密度、粘度增大）環(huán)烷烴氧化為環(huán)烷酸、醇近地表環(huán)境（運(yùn)移過程中和成藏以后）中，由于與大氣的連通，使原油中的烴類組分遭受氧化

5.水動(dòng)力作用和水洗作用(1)水動(dòng)力的沖刷作用：強(qiáng)烈的水動(dòng)力使油水界面變傾斜，甚至將油氣沖出圈閉(2)有選擇性地溶解可溶烴：溶解度高的組分如苯、甲苯等對(duì)水溶解，被水帶走

6.滲漏和擴(kuò)散作用D.Leythaeuser（1982)：儲(chǔ)量20億立方米的氣田400m蓋層，4.5Ma儲(chǔ)量減少一半300m2.7200m1.3100m0.4二、次生油氣藏先期存在的油氣藏由于各種地質(zhì)作用遭到破壞，其中的油氣發(fā)生再運(yùn)移，在新的圈閉聚集形成油氣藏，這樣形成的油氣藏稱為次生油氣藏

1.斷層破壞了原生油氣藏，油氣發(fā)生垂向再運(yùn)移，在淺層形成次生油氣藏次生油氣藏的形成方式2.構(gòu)造運(yùn)動(dòng)造成圈閉溢出點(diǎn)的抬高，原生油氣藏中的油氣發(fā)生再運(yùn)移，形成次生油氣藏3.地層傾斜方向發(fā)生變化，油氣發(fā)生再運(yùn)移，形成次生油氣藏第四節(jié)油氣藏形成時(shí)期的確定巖性圈閉一般與沉積地層同時(shí)或稍后一些時(shí)間形成的地層不整合圈閉是在不整面上的不滲透層沉積之后形成的同沉積構(gòu)造是沉積的過程中形成的（同沉積背斜、滾動(dòng)背斜）后期構(gòu)造是在后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)期形成的一、根據(jù)圈閉形成期確定油氣藏的形成期1、不同類型圈閉的形成時(shí)間不同2、研究構(gòu)造發(fā)展史確定構(gòu)造圈閉的形成時(shí)間二、根據(jù)烴源巖的生排烴期確定油氣成藏期

（1）烴源巖成熟度史的研究：TTI方法、盆地模擬方法（2）生排烴史的研究：盆地模擬方法

三、流體包裹體分析方法

流體包裹體是礦物生長(zhǎng)過程中，被包裹在礦物晶格的缺陷和窩穴中的成礦流體按成分：有機(jī)包裹體（油、氣）、鹽水包裹體按相態(tài)：液體包裹體，氣體包裹體，氣-液兩相包裹體1.相關(guān)概念對(duì)儲(chǔ)層樣品進(jìn)行包裹體分析2.利用包裹體寄宿礦物形成期次判斷包裹體形成先后不同世代的包裹體3根據(jù)油氣包裹體的熒光顏色判斷油氣充注的期次熒光是油氣性的反映，演化程度越高，組份越輕，顏色越淺；不同顏色的包裹體反映其形成時(shí)期不同；單偏光熒光4.根據(jù)包裹的均一溫度確定成藏時(shí)間均一溫度：在實(shí)驗(yàn)室對(duì)氣液兩相包裹體(薄片)加熱，包裹體由兩相均化為單一相態(tài)的溫度稱為均一溫度（1）均一溫度的測(cè)定:測(cè)定與油氣包裹體共生的鹽水包裹體的均一溫度.（2）作出溫度分布直方圖，找出包裹體形成的主要溫度區(qū)間利用均一溫度確定成藏時(shí)間的步驟（3）作出儲(chǔ)層的埋藏史和溫度史曲線（4）將均一溫度疊