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文檔簡介
課程課程名稱任課教師學時類別授課對象講稿(首頁)現(xiàn)代油氣成藏理論課程編號32總學時2)其中:講課3(2實驗(0上機)學位課(√)必修課選修課()博士(√)碩士專業(yè)學位() 第一章緒論一、研究任務沉積盆地源巖油藏油氣成藏條件①油氣藏類型,分布規(guī)律②油氣來源③油氣輸導通道④儲集條件⑤蓋層條件⑥圈閉條件⑦成藏主控因素及模式⑧成藏時期⑨有利區(qū)預測簡單說就是研究油氣成藏機制與分布規(guī)律1、油氣藏類型及分布規(guī)律a.擠壓背斜油氣藏b.基底升降背斜油氣藏c.底辟拱升背斜油氣藏d.披覆背斜油氣藏e.滾動背斜油氣藏a.斷層遮擋油氣藏b.斷塊油氣藏c.斷層-巖性油氣藏 ③巖體刺穿油氣藏④裂縫油氣藏①不整合遮擋油氣藏②地層超覆油氣藏③古風化殼油氣藏3)巖性油氣藏①上傾尖滅油氣藏③生物礁油氣藏4)水動力油氣藏5)復合油氣藏1)平面:①部位:凹陷、隆起、斜坡。②分布特征:環(huán)狀、串狀、線狀。②分布特征、多少2油氣成藏條件1)源巖條件:①質:豐度、類型、演化程度。③優(yōu)質儲集體的形成演化史。3)蓋層條件:①封閉能力:毛細管封閉能力、超壓封閉能力、濃度封閉能力。③封閉性的形成演化史。②運移形式:匯聚、發(fā)散、平行。 主要教學內容、課堂討論題目、實驗項目名稱、課后思考題目等6)保存:①破壞機理:物理、化學、生物化學、物理化學。②保存條件:區(qū)域構造條件穩(wěn)定、斷層封閉性好、地下水或地表水不活躍、蓋3油氣成藏與分布主控因素及其時空匹配有效性2)成藏主控因素的時空匹配關系4油氣成藏模式及油氣成藏時期確定①生儲蓋組合關系③油氣運移通道類型④運聚成藏時期(文字中)⑤運移方向②定量研究5有利勘探區(qū)預測6圈閉含油氣性評價及鉆探靶區(qū)的選取。二、研究思路三、研究進展單一圈閉油氣聚集理論:①背斜成藏理論②地層巖性成藏理論多個圈閉油氣聚集理論-無異聚集理論①含油氣系統(tǒng)理論。②封存箱油氣聚集理論。③天然氣運聚動平衡理論。④流體勢場油2.成藏條件煤成油、未熟油和低熟油、無機氣、不同源巖對油氣成藏的貢獻、超壓對油氣生成作用、油藏地化研究儲層非均質性、油氣運移追索、不同干酪根組分生烴化學動力學、油氣生成運移碳同位素變化特征,優(yōu)質烴源巖(4)油氣運移通道和路徑 2)輸導通道類型及結構:①砂體:均勻砂體—構造脊非均勻砂體—級差。②斷層:空腔、裂縫、連通孔隙。③不整合:底礫巖、風化-卸載裂縫。3)優(yōu)勢路徑:成因和模擬研究。物理模擬,數值模擬4)輸導能力評價:實驗研究和統(tǒng)計研究。3油氣成藏期次1)常規(guī)方法:源巖生排烴期、圈閉形成期、構造活動期。性質不同—原油注入期次。4.非常規(guī)油氣成藏機制及勘探研究方法2)重點研究內容:①形成條件。②形成機制。③分布規(guī)律5.隱蔽油氣藏形成條件及勘探研究方法2)識別方法—高分辨層序地層學2)油氣成藏條件的形成及演化歷史源巖生烴過程模擬、油藏精細描述、斷裂形成及活動史研究、油氣運聚成藏過程描述五、本課程所講授的內容(一)油氣成藏條件2.斷層封閉性4.保存條件 (二)油氣成藏主控因素及時空匹配的有效性(3異常孔隙流體壓力2、主控因素的時空匹配(三)油氣成藏期次及成藏模式2、成藏模式(四)油氣成藏新理論1.含油氣系統(tǒng)理論2.封存箱油氣聚集理論3.流體勢場油氣運聚理論4.天然氣運聚動平衡理論5.油氣成藏動力學6、相勢控藏理論(五)非常規(guī)油氣研究介紹2.水化甲烷3.凝析氣4.無機氣5.生物氣(六)油氣勘探進展 第二章油氣成藏條件研究意義:蓋層是油氣藏的組成部分、蓋層控制著盆地或凹陷中油氣分布、蓋層控制著①按巖性劃分②按分布范圍③按縱向上與油氣藏關系④按蓋層本身均質程度⑤按封閉機理3、蓋層研究的歷史及現(xiàn)狀①歷史②現(xiàn)狀a、測試技術b、封閉機理日益完善d、蓋層在油氣成藏中作用認識e、綜合評價方法一蓋層對各種相態(tài)天然氣封閉機理及影響因素水溶相—吸附封閉擴散相—濃度封閉(一)蓋層對各種相態(tài)天然氣封閉機理1對游離相天然氣的封閉機理主要是毛細管封閉機理①巖石是飽和水的②巖石一般是親水的,潤濕角小于900,毛管力指向油氣。θFpdFpd油(氣)浮romax水pcmpcmind③毛管力是油氣運移的阻力④油氣浮力小于或等于毛管力油氣則被封閉。2.對水溶相天然氣的封閉機理(1)蓋層對水無毛細管作用(2)蓋層對水溶相天然氣的封閉實際上是對水的封閉(3)蓋層主要通過吸附水來阻止水溶相天然氣運移(4)蓋層吸附力大于水動力即可封閉水溶相天然氣3.對擴散相天然氣的封閉機理(1)條件:蓋層具生烴能力(2)封閉機理:由于蓋層生成天然氣使其孔隙水處于飽和狀態(tài),造成其較上下具有較高的含氣濃度,天然氣在此高濃度的作用下向下擴散阻止了下伏天然氣向上擴散,從而形成了濃度封閉作用。同時具超壓的濃度蓋層封閉能力更強。主要教學內容、課堂討論題目、實驗項目名稱、課后思考題目等CC儲CC儲蓋z最大含氣濃度……實際含氣濃度4、異??紫读黧w壓力對游離相和水溶相天然氣的間接封閉作用只能存在于那些特殊的泥質巖蓋層中。(1)異常孔隙流體壓力形成條件及形成機制欠壓實泥質巖蓋層內部結構示意圖2)形成機制a.水熱增壓粘土礦物轉化脫水b.流體增加承壓有機質向油氣轉化c.構造擠壓②異??紫读黧w壓力不是封閉游離相天然氣的主要原因過去觀點:異常孔隙流體壓力直接封閉油氣欠壓實泥巖層壓力封閉機理模式示意圖(據陳章明等,1996)目前觀點:①高壓流體不能與下伏孔隙流體直接接觸,否則超壓釋放不能對油氣形成封閉。②致密層封閉其內油氣又可封閉其內孔隙水,同樣其也可封閉下伏油氣及孔(二)蓋層封閉天然氣能力影響因素分析(一).毛細管封閉能力的影響因素①.有機質作為膠結物,堵塞了泥質巖蓋層孔隙,使孔滲條件變差,封閉能力增強。②.有機質具有較強的吸附天然氣能力,可阻止天然氣通過泥質巖蓋層的逸散。一方面直接起到了阻止天然氣通過泥質巖蓋層運移的作用,另一方面是天然氣分子固著在其表面上,減少了使天然氣分子通過泥質巖運移的有效孔隙空間,從而增強了泥質巖阻止天然氣逸散的能力。(2)方解石、石英這些石英和方解石的形成,堵塞了泥質巖中的微滲漏空間,使毛細管封氣的能力增(3)粉砂質①降低毛細管封閉能力:壓實成巖程度低粉砂質含量越高,泥質巖蓋層孔滲越好,毛細管封閉能力越差。②增強毛細管封閉能力:壓實成巖程度高當泥質巖壓實成巖程度較高,結構十分致密時,粉砂質的存在可使泥質巖的毛細管封閉能力明顯增強主要教學內容、課堂討論題目、實驗項目名稱、課后思考題目等粘土礦物的可塑性和膨脹性由強到弱依次為:蒙脫石、高嶺石、伊利石、綠泥石。因此泥質巖中的粘土礦物成分和含量不同,其膨脹性、可塑性和封閉性也就不同。2、壓實成巖程度隨著成巖作用的增強,蒙脫石大量轉化為伊利石之后,孔隙度快速下降,滲透率亦隨之降低,巖石密度及排替壓力升高,泥質巖蓋層的毛細管封閉能力增強。Pddza.從沉積角度上看,只有大厚度的泥質巖蓋層其沉積環(huán)境才是穩(wěn)定的,其沉積物的均質性好,大孔隙不發(fā)育,排替壓力大,毛細管封閉能力較強。相反,如果泥質巖蓋層厚度小,沉積環(huán)境不穩(wěn)定,沉積物均質性差,大孔隙發(fā)育,泥質巖蓋層排替壓力小,b.大厚度蓋層才能有效的堵截連通孔隙泥質巖蓋層厚度與孔隙大小關系示意圖c.飽和水排替壓力與巖樣長度之間具明顯的正比關系。度高柱氣油度高柱氣油主要教學內容、課堂討論題目、實驗項目名稱、課后思考題目等人造石英粉砂巖飽和水排替壓力與巖樣長度關系圖d.無論是氣藏還是油藏,其泥質巖蓋層厚度與其封閉的氣柱(封閉能力)之間都存蓋層厚度4.異??紫读黧w壓力影響異常孔隙流體壓力使毛細管封閉能力增強綜上所述,泥質巖蓋層的厚度越大,毛細管封閉能力越強;反之則越弱。(二)對水溶相天然氣封閉能力影響因素1.壓實成巖程度壓實程度-吸附阻力-對水溶相天然氣封閉能力2.黏土礦物類型及含量蒙脫石-伊利石-綠泥石-吸附力-對水溶相天然氣阻力3.異??紫读黧w壓力超壓—壓實成巖程度-吸附能力-對水溶相天然氣能力 1、有機質類型及演化特征a、腐泥型-氣少-濃度封閉差b、腐植型-氣多-濃度封閉好過飽和濃度封閉好欠飽和濃度封閉差過飽和濃度封閉好欠飽和濃度封閉差生氣量過飽和狀態(tài)欠飽和狀態(tài)過飽和狀態(tài)埋深2、壓力壓力增加,泥質巖蓋層孔隙水中的溶氣量增加,濃度封閉能力增強,欠壓實泥質巖蓋層較正常壓實泥質巖蓋層具有更強的濃度封閉能力。cp3、溫度在溫度小于80℃時,隨著溫度升高,天然氣在地層水中溶解能力逐漸降低,濃度封閉能力降低;當溫度大于80℃時,隨著溫度升高,天然氣在地層水中溶解能力逐漸增大,濃度封閉能力增強。 主要教學內容、課堂討論題目、實驗項目名稱、課后思考題目等c4、異??紫读黧w壓力異常孔隙流體壓力越大,造成其內孔隙水中的溶氣量增強,含氣濃度增大,對擴散相天然氣的濃度的封閉能力增強;反之則減弱。cp二、蓋層形成發(fā)育的有利地質條件(一)蓋層形成發(fā)育的有利構造區(qū)域1.坳陷區(qū)由于長期處于下沉狀態(tài),水體相對較深,水動力條件弱,沉積物顆粒細,是區(qū)域性泥質巖蓋層形成的有利地區(qū)。2.隆起區(qū)由于長期處于隆起上升狀態(tài),水體相對較淺或露出水面,水動力條件強,沉積顆粒粗或甚至在頂部出現(xiàn)地層缺失,泥質巖蓋層不發(fā)育。3.斜坡區(qū)是在盆地中處于坳陷區(qū)與隆起區(qū)之間的一個一級構造單元,泥質巖蓋層發(fā)育情況介于二者之間,厚度相對坳陷區(qū)減薄,并向隆起方向上傾尖滅。(二)蓋層形成發(fā)育的有利構造時期1復合旋回型(以塔里木盆地為例)(1)多次構造運動—多次水進水退—多套生儲蓋組合 (2)每次水進期—蓋層形成時期。2簡單旋回型(以松遼盆地為例)(1)斷陷期—凹陷期—萎縮期。t(三)蓋層形成發(fā)育的有利沉積環(huán)境1.泥質巖蓋層—半深湖—深湖、前三角洲亞相、三角洲分流平原亞相、淡化瀉湖亞相、潮坪亞相、扇三角洲扇端、河漫灘、河道間、深海的鮑馬序列E層、淺海。2.膏鹽巖—咸化瀉湖、鹽湖。蒸發(fā)臺地3.碳酸鹽巖—淺海、臺地相。區(qū)域性蓋層—半深湖—深湖、淺海、開闊的淡化瀉湖亞相、潮坪亞相。2.早A—晚A,封閉性逐漸增強,晚A—晚C,封閉性逐漸減弱主要教學內容、課堂討論題目、實驗項目名稱、課后思考題目等封閉能力封閉能力三、蓋層對各種相態(tài)天然氣封閉能力的研究方法(一)對游離相天然氣封閉能力的研究方法1毛細管封閉能力的研究方法排替壓力是評價泥質巖蓋層毛細管封閉能力的最重要參數。(1)實驗研究泥質巖蓋層的排替壓力①吸附法②壓汞法巖石毛管壓力曲線圖a.4-5gb.無形態(tài)要求c.無方向性d.含汞或含氮10%對應的進汞壓力或吸附壓③直接驅替法a.樣品制取b.樣品處理c.實驗過程主要教學內容、課堂討論題目、實驗項目名稱、課后思考題目等泥質巖蓋巖排替壓力測試裝置簡圖d.排替壓力求取d(2)實測排替壓力的地層條件校正a.飽和介質差異b.溫度差異c.飽和介質轉化和溫度校正(T)owo(3)計算研究蓋層排替壓力a.利用聲波時差計算蓋層排替壓力原因:①鉆井取心的限制②經費的限制方法:①實測排替壓力與孔隙度之間關系 主要教學內容、課堂討論題目、實驗項目名稱、課后思考題目等Φ②孔隙度與聲波時差之間關系Φt③排替壓力與聲波時差之間關系tb.利用地震層速度研究蓋層排替壓力①V與V屬性相同,只是獲取的系統(tǒng)不同存在系統(tǒng)誤差。②通過過井剖面聲波速度與層速度比較確定誤差大小。③層速度校正后,代入排替壓力與聲波時差關系式中求取排替壓力。(4)蓋層異??紫读黧w壓力的研究方法a.蓋層異??紫读黧w壓力的確定①不存在異??紫读黧w壓力②存在較小的異常孔隙流體壓力③存在較大的異??紫读黧w壓力利用聲波時差確定泥質巖蓋層是否存在異常孔隙流體壓力示意圖b.蓋層異??紫读黧w壓力的計算①利用聲時差資料研究泥質巖蓋層異??紫读黧w壓力Magarama(1968)提出的利用等效深度法計算欠壓實泥質巖異??紫读黧w壓力的基本原理是,首先由式可得到欠壓實泥質巖孔隙流體壓力大小為e+e+prew3wreΦezz正常情況下泥質巖聲波時差與深度之間具有如下關系式;-CZ0式中Δt——外推的地青處泥質巖聲波時差值,μs/m;0C——泥質巖正常壓實趨勢線斜率。pz由式可得到與Δt等效的Δte對應的埋深(Z如式所示。e即可得到利用聲波時差值計算泥質巖異??紫读黧w壓力計算公式為0z②利用地震層速度資料研究蓋層異??紫读黧w壓力a)Fillippone(1979)提出的利用地震層速度計算地層壓力的經驗公式為maxminrc)Δp=ppfw(二)對水溶相天然氣封閉能力的研究方法吸附力埋深泥質巖壓實階段與脫水特征之間對應關系然氣封閉能力從無—弱—強。 (三)對擴散相天然氣封閉能力的研究方法主要教學內容、課堂討論題目、實驗項目名稱、課后思考題目等兩種溶解機理對甲烷總溶解度的貢獻(1MPa))p)ppRT+bPiRT+bpmmφ=9.69834×10-3+1.639×10-6t-1.257910-6t2+2.1292×10-3t3;m2133.89/T。p3/m3;K——水合平衡常數pmimim四蓋層封氣性演化及其古封閉能力研究方法(一).蓋層封氣性的形成及演化特征(1)毛細管封閉a.沉積即形成b.隨埋深的增加,毛細管封閉增強。z(2)吸附封閉a.達到一定深度方可形成。z(3)濃度封閉a.達到生烴門限方可形成b.隨埋深增加,濃度封閉能力增強。cz(二)不同類型蓋層封氣性演化階段的劃分1.不具生烴能力泥巖蓋層(1)地表~吸附門限,只有毛細管封閉,隨埋深增加,毛細管封閉增強。(2)吸附門限~地下深處,毛細管封閉+吸附封閉,隨著埋深增加兩者均增加。F吸2.具生烴能力泥巖蓋層(1)地表~吸附門限,毛細管封閉,隨埋深增加,毛細管封閉增強。(2)吸附門限~生烴門限,毛細管封閉+吸附封閉,隨著埋深增加兩者均增加。Fz吸z吸 (三)蓋層古封氣能力的恢復方法主要教學內容、課堂討論題目、實驗項目名稱、課后思考題目等z1.古排替壓力的恢復方法Pd=f(Z)古埋深恢復古排替壓力計算2.古異常孔隙流體壓力的恢復方法ww0①每個演化階段φ或Δt不變②Δp=0.8p,破裂超壓釋放。w③Δp=0.3p釋放停止w(2)開始形成時期的確定(3)終止時期的確定ΔP=P-P得到ZwwrwioΔt-Δt-ΔtwΔtwi0cz3.古含氣濃度的研究方法(1)c=f(p,t)(2)古p、t恢復(3)C=f(p,t)五蓋層對各種相態(tài)天然氣封閉能力綜合定量評價(一)對游離相天然氣封閉能力的綜合定量評價1)地質模型與數學模型①考慮各種主要影響因素②定量評價③評價結果應具可比性ss——天然氣滲濾面積可以得到一個假想的天然氣通過泥質巖蓋層的滲濾速度,即:K(Ff)V=式中的V值大小可以反映泥質巖蓋層封氣能力的相對強弱,即其值越小,表明泥質巖蓋層的毛細管封閉能力越強。反之則越弱。天然氣在外加力(F)的作用下通過泥質巖蓋層的滲濾模式2)主要計算參數的選取與確定(1)泥質巖蓋層滲透率(K)KKm2;R——砂巖占泥巖蓋層厚度的百分比值,小數;SR——泥巖占泥質巖蓋層厚度的百分比,小數;m(2)驅使天然氣發(fā)生滲濾作用的外加壓力(F)(3)天然氣滲濾時所遇到的阻力(f)f=dmdsa由于砂巖缺少實測排替壓力資料,可利用泥巖的排替壓力資料求得,砂、泥巖排替msmsk、k——分別為泥巖、砂巖滲透率,μm2。ms(4)天然氣粘度(μ)a5、蓋層厚度(H)(二)對水溶相天然氣封閉能力的綜合定量評價1)地質模型及數學模型k(F-f)stwggw3;gK—泥質巖蓋層的滲透率,μm2;gV=gQg=KwVg值越小,蓋層對水溶相天然氣封閉能力越強;反之越弱。1、天然氣在水中的溶解度(Cg)Cg=f(p,T,x)kwww3、泥質巖滲透率(K)s2;2;4、泥質巖蓋層厚度H泥質巖蓋層厚度可由鉆井資料獲得(三)對擴散相天然氣封閉能力的綜合定量評價1)地質模型及數學模型tHdm/s)為V=d=V=d=0V=OV=HVd值越小,蓋層對擴散相天然氣封閉能力越強;反之越弱。2)主要計算參數的選取與確定1、泥質巖蓋層孔隙水中天然氣濃度(C)O地層水中含氣量應是溫度、壓力和礦化度的函數,即C=f(p,T,Xk)2、施加天然氣濃度(C)C=cmax=f(Pmax,T,max,Xkmin)3、天然氣的擴散系數(D)mR、R——泥巖、砂巖占泥質巖蓋層厚度的比值,小數。mS求得,即Dm=A·m式中A、B是與巖石物性有關的地區(qū)性常數,為m、s為泥巖、砂巖的孔隙度。(四)綜合評價Q—蓋層對各種相態(tài)天然氣的封閉能力Vs—游離相天然氣通過蓋層滲濾速度V—水溶相天然氣通過蓋層滲濾速度wV—擴散相天然氣通過蓋層滲濾速度da—蓋層對游離相天然氣封閉能力的權重系數b—蓋層對水溶相天然氣封閉能力的權重系數c—蓋層對擴散相天然氣封閉能力的權重系數Q值越小,蓋層對各種相態(tài)天然氣封閉能力越強;反之越弱。定,實際上是備注五、氣藏蓋層的綜合評價方法a=dw六、被斷裂破壞P=apd第二節(jié)斷層封閉性研究與評價1.定義:具明顯位移的斷裂構造2.發(fā)育特征描述①斷裂面:斷裂帶內部結構、寬度、物質成分、裂縫發(fā)育特征(產狀、密度、長度、填充情況、切割關系)④斷距不同部位斷距變化特征⑤生長指數3.類型②逆斷層a.沖斷層傾角大于45°b.逆掩斷層傾角小于45°③平移斷層4.組合形式②雁行狀③放射狀(2)地壘、地塹(3)花狀,似花狀5.活動時期生長指數1時間①生長指數時間②活動速率1.斷裂是油氣運移的輸導通道(1)斷裂活動時期往往是油氣的大量運聚時期(2)斷裂延伸層位控制油氣聚集層位2.斷層為油氣聚集提供遮擋條件,油氣沿斷裂分布。3.提供油氣儲集空間一、斷層封閉機理是斷層與地層物性的各向異性相配合,形成的能使油氣聚集的新的物性和壓力系統(tǒng)1.斷裂輸導油氣通道類型及演化(1)斷裂帶內部結構①破碎帶a、伴生裂縫②誘導裂逢帶a、脆性巖石發(fā)育b、塑性巖石不發(fā)育①活動時期活動時期斷層均是開啟的a.裂縫b.破裂帶連通孔隙輸導能力相對較好②靜止期a.未完全封閉的傾斜裂縫b.垂直或近于垂直的裂縫c.破裂帶連通孔隙:可能封閉、可能不封閉(1)泥巖塑性變形堵塞——未完全閉合傾斜裂縫a.壓力作用—斷裂帶緊閉b.泥巖塑性流動—堵塞滲濾空間(2)(2)sio和caco沉淀膠結——垂直或近于垂直裂縫(石英脈、方解石脈、后期封閉)sio或caco沉淀膠結b.由于溫度壓力改變,地下水過飽和b.由于溫度壓力改變,地下水過飽和sio和caco沉淀,膠結了滲漏空間。①泥質填充①泥質填充②成巖膠結③瀝青塞(二)側向封閉機理2.泥巖涂抹二、斷層封閉性影響因素.sinβσ111N21G埋深G課堂討論題目、實驗項目名稱、課后思考題目等b.泥巖受力變形特征σ1ε不同巖石的塑性變形程度不同,泥巖的最低。csio212caco323T3221i2iRLmLd.泥質含量被斷移泥巖層厚度及層數e.斷層性質①壓性②張性①泥質填充g.后期成巖改造破壞:后期斷裂活動,破壞斷層巖,封閉性破壞①sio沉淀23h.原油氧化菌解作用—瀝青塞2.側向封閉性a.斷裂帶泥質含量被斷移泥巖層厚度及層數LSSF空間連續(xù)分布i①定義:斷層活動中由于受構造應力作用在削截砂巖層上形成的一個薄薄的泥巖層,叫泥巖涂抹層,這種作用叫泥巖涂抹作用。巖性不同斷開后斷面的陡緩不同硬—陡軟—緩②影響因素三.斷層封閉性評價方法1.垂向封閉性a.利用泥巖塑性變形評價泥巖塑性變形極限泥巖塑性變形極限塑性極限5MPa泥巖愈合極限②斷層垂向封閉標準b.利用sio和caco是否沉淀0.3-0.50.6-0.70.8-1.0(Ⅰ)1.2-1.4(Ⅱ)Φ123zc.運用滲濾運移速度是否小于或等于零V=f(D,R,C)m據D,R,CV封閉性mV≦0時,斷層封閉討論題目、實驗項目名稱、課后思考題目等備注Σhi①Rm≧50%,以泥質為主②Rm﹤50%,以砂質為主vRm2.側向封閉性Σhi產油氣量Rmmb.利用泥巖涂抹系數:泥巖涂抹系數的計算方法、評價標準LSSF=Σhi利用排替壓力研究斷層側向封閉性m成備注主要教學i、課堂討論題目、實驗項目名稱、課后思考題目等備注①Rm=LP前3、斷層封閉性評價四、斷層垂向封閉性演化1.根據斷層形成和演化史,劃分活動時期和靜止時期。生長指數1t2.根據斷層面壓力演化,確定靜止期斷層封閉性。Nt3.活動時期斷層開啟程度判別。斷裂主壓應力方向與斷裂走向之間的夾角<250高25-500較高50-750中等>750低五、斷層封閉的差異性(一)垂向封閉性1.同一條斷層在剖面上的封閉性存在差異①斷層面埋深不同②斷移地層巖性不同N,RmzRmN2.同一條斷層在平面上的封閉性存在差異性①斷層面埋深不同討論題目、實驗項目名稱、課后思考題目等備注N,RmRmN測線3.同一條斷層在不同地質時期的封閉性存在差異②同一條斷層在不同活動時期開啟程度也不同。Nt4.同一條斷層封油與封氣存在差異封氣難封油易(二)側向封閉性1.同一條斷層在平面上的封閉性存在差異①斷移地層巖性不同②斷距不同Rm①泥質含量沉淀膠結②泥巖涂抹沉淀膠結③sio,cacoZ2.同一條斷層在剖面上的封閉性存在差異①斷移地層巖性不同②斷距不同測線3.同一條斷層封油與封氣存在差異2.泥質填充4.斷層緊閉+塑性變形5.砂泥對接七、斷層封閉存在證據1.垂向封閉性②沿斷層烴藏內壓力系數不呈規(guī)律變化。③沿斷層地溫梯度變化。④沿斷層地層水礦化度、性質變化。⑤斷層帶的礦化作用、成巖作用和降解作用。2.側向封閉性①砂泥對接②壓力不同③地溫不同④礦化度不同⑤地層水性質⑥斷層兩側具有不同的油水界面⑦油水對接第三節(jié)油氣運移條件②控制著油氣聚集數量和分布。③油氣成藏的主要條件。從生油層向儲層中的運移通道:早期-孔隙相態(tài):油—游離相氣-游離相、水溶相、油溶相、擴散相方向:低勢區(qū)通道:斷層、不整合、連通砂體時期:大量生烴期后的第一次構造運動時期相態(tài):油-游離相氣-游離相、水溶相、油溶相、擴散相距離:油源充足程度輸導通道連續(xù)性一、油氣運移輸導通道1.內部結構及輸導通道a.內部結構破碎帶①伴生裂縫②構造巖裂縫誘導裂縫帶b.輸導通道裂縫連通孔隙a.類型:平行不整合角度不整合b.特點:上下地層時代不連續(xù),缺或失一套地層。上下地層之間存在底礫巖、風化黏土層。如果是角度不整合,上下地層產狀不同。c.形成機制:平行不整合:地層抬升—遭受風化剝蝕—再下降沉積。角度不整合:地層發(fā)生褶皺—抬升—遭受風化剝蝕—再下降沉積。d.內部結構底礫巖風化黏土層e.輸導通道底礫巖連通孔隙風化卸載裂縫均質體非均質體(規(guī)則分布的非均質體、不規(guī)則分布的非均質體)b.輸導通道均質體—構造脊不受巖性影響,而受構造影響非均質體—級差優(yōu)勢通道正韻律-優(yōu)勢通道位于砂體底部級差優(yōu)勢通道反韻律——優(yōu)勢通道位于砂體頂部2.輸導特征垂向運移幕式快速輸導輸導效率高側向穿層長期輸導輸導效率界于斷裂與砂體之間分布廣、延伸遠、連通性好。側向不穿層長期輸導輸導效率低3.輸導能力評價①活動期開啟程度—斷層走向與最大主應力方向之間夾角。a開啟程度低高②靜止期V=f(D,R,a)mV≦0不具輸導能力ssmT越大,輸導油氣能力越強,反之越弱。主要教學內容、課堂討論題目、實驗項目名稱、課后思考題目等vαv32α1Rm二油氣運移優(yōu)勢路徑1.優(yōu)勢路徑類型a.斷裂底礫巖連通孔隙風化卸載裂縫構造脊2.數值模擬(BasinMod軟件)油氣能量>阻力油氣生成量油氣柱高度-易發(fā)運移-距離長三.天然氣運移相態(tài)及其意義初次運移相態(tài)2.演化程度3.運移載體二次運移相態(tài)w浮阻阻r0F浮﹤F阻油氣不能運移①腐泥型腐殖型②埋藏淺,成巖程度低,處于快速壓實階段,壓實排出水量大2、低熟階段~成熟階段早期生氣量水量ⅠⅡⅢⅣzz①腐泥型→產氣為主,同時產少量的低熟油腐殖型②處穩(wěn)定壓實階段,孔隙水排出量相對較大③以水溶相排出為主,也存在擴散相和少量游離相3、成熟階段高峰期~成熟階段結束①腐泥型源巖b、突變壓實階段,壓實孔隙水量已減少,但蒙脫石脫水作用明顯,孔隙水仍較多。c、主要以油溶相和水溶相向外排出,同樣也會存在擴散相和少量游離相。②腐殖型源巖a、以產氣為主,并產少量的液態(tài)烴。b、突變壓實階段,孔隙水已大量排出,但蒙脫石脫水作用明顯,孔隙水仍較多。c、主要以游離相和水溶相向外排出,也會存在少量的擴散相和油溶相。4、高成熟階段①腐泥型源巖b、緊密壓實階段,壓實孔隙水更少,粘土礦物轉化脫水也已減少c、主要以游離相和油溶相向外排出,有擴散相、水溶相②腐殖型源巖b、緊密壓實階段,壓實孔隙水更少,粘土礦物轉化脫水也已減少。c、主要以游離相向外排出,還有擴散相和少量水溶相。5、過成熟階段產氣態(tài)烴為主,即使產少量的液態(tài)烴,也會因其高溫、高壓作用二次裂解成氣。b、晚期壓實階段,孔隙水極少。c、主要以游離相通過微裂縫向外排出,還有擴散相,少量的水溶相。a.初始相態(tài)游離相水溶相擴散相游離相游離相水溶相擴散相條件過飽和釋放PT降低2)水溶相游離相條件過飽和釋放PT降低條件受高含氣濃度阻擋4)擴散相游離相d(三)不同相態(tài)天然氣的成藏分布模式1、水溶相天然氣的成藏分布模式①水溶釋放機理水中天然氣的過飽和②水溶釋放條件③成藏分布模式(按水勢場進行運移,作用力:水動力)特點:離源越遠或含氣圈閉地勢越高,水中氣的溶解度越低,天然氣組分中的甲烷含量越高,碳同位素越輕。發(fā)育有關的圈閉聚集成藏并呈疊瓦式分布。特點:離源越遠或含油氣圈閉地勢越高,水中的溶解度越低,天然氣組分中甲烷含量2、油溶相天然氣的成藏機制①油溶釋放機理氣在油中過飽和②油溶釋放條件a、油的量b、氣在油中的溶解度c、溫度、壓力的改變量在油勢場中進行運移,作用力:浮力,水動力③成藏分布模式是與油伴生或共生,通常是構成油頂氣。特點:氣組分中重烴氣含量高,碳同位素較重,屬于典型的油型氣3、游離相天然氣的成藏機制毛細管遮擋封閉斷裂②游離相聚集條件a、供給量b、散失量在氣勢場中進行運移,動力:浮力,水動力③成藏分布模式主要分布在源巖周邊高隆起部位的構造圈閉和巖性圈閉內,通常呈環(huán)帶分布,與斷四、油氣運移追索凝固點1.原油物性變化含蠟量膠質+瀝青質運移方向層析作用逐漸降低氧化作用逐漸升高2.含氮化合物1-甲基咔唑/4-甲基咔唑增加1,8一二甲基咔唑/1,6一二甲基咔唑增加屏蔽型咔唑/裸露型咔唑ΣC以前5.酚、溴、碘、有機酸—增加五、油氣“倒灌”運移超壓斷裂輸導通道古超壓~“倒灌”運移深度“倒灌”深度計算→層位計算六、油氣運移輸導形式及構成1、直線向上運輸-斷裂2、直線向下運輸-斷裂3、T型輸導-斷裂+砂體(不整合面)4、反T輸導-斷裂+砂體(不整合面)5、L型輸導-斷裂+砂體(不整合面)9、Y型輸導-斷裂+砂體(不整合面、斷裂)10、反Y型輸導-斷裂+砂體(不整合面,斷裂)第四節(jié)油氣保存條件2.控制著油氣賦存數量一、油氣藏破壞概念及類型1、概念:油氣藏中的油氣散失殆盡或是油氣遭受水洗、生物降解變成稠油或瀝青。1).按位置劃分由于構造運動使油氣藏抬升到地表,蓋層條件或圈閉條件被破壞,油層裸露地表,油氣散失或遭受大氣水的氧化和水中微生物的降解,形成瀝青或稠油。(2)地下破壞作用:可分為①水洗模式—油氣藏形成以后的各期構造運動中,圈閉條件雖未被破壞,但油氣藏抬升進入大氣水帶,地表水進入油層,使原油氧化、降解變稠,油氣藏破壞。②斷裂破壞模式—油氣藏形成以后,后期構造運動形成的斷層切割油氣藏并通至2).按機理劃分(1)物理破壞作用,分為②氣涌③水力沖刷④微滲漏(2)化學破壞作用,分為①氧化②硫化(4)物理化學破壞作用,分為①擴散②水洗、水力溶失3.按破壞程度劃分油苗δ潛水面大氣水帶潛水面大氣水帶稠油殘留油藏正常油藏三油氣藏破壞機理是油氣藏破壞的最重要因素,也是其它因素破壞油氣藏的前提條件。(1)蓋層剝蝕(地殼抬升剝蝕)蓋層被剝蝕,圈閉被開天窗,油氣藏被破壞典型例子:克拉瑪依油田黑油山克拉瑪依組油藏裂縫或斷裂切穿了蓋層,油氣沿裂縫或斷裂散失,油氣藏破壞(3)溢出點抬高由于構造運動造成區(qū)域地層傾斜,使原圈閉的溢出點抬高,油氣散失,儲量減少典型例子:塔里木盆地桑塔木三疊紀由圖T油組的7個油藏Ⅱ后期天然氣注入,占據圈閉頂部,使油散失典型例子:艾爾伯達盆地較強的水動力將油氣藏底部的油氣沖走,造成油氣藏部分或全部破壞典型例子:蘇聯(lián)北高加索奧伊也古爾油田油氣呈游離相態(tài)通過蓋層孔隙發(fā)生散失的現(xiàn)象大孔隙(1)蓋層非均質性大孔隙微裂縫(2)氣中存在超壓主要教學內容、課堂討論題目、實驗項目名稱、課后思考題目等一種新的解釋:氣體進入蓋層空隙內—發(fā)生吸附—達到一定厚度后出現(xiàn)毛細孔凝聚現(xiàn)象—氣相變成近液相(以膠束狀態(tài)存在)—分子粘滯力增大—當粘度接近孔隙水粘度(1)自由氧氧化烴分子+O→醇、醛、酮、酸等含氧化合物→CO+HO(2)結合氧氧化變?yōu)槌碛蜔N類+單質硫或硫化物→有機硫化物儲量降低油品質變差3、熱裂解液態(tài)烴形成有利。微生物對油藏的破壞是指其對烴類分子的氧化氧化——→氧化——→CO2氫過氧化作用3.結果:消耗掉輕烴分子變?yōu)槌頋舛炔钐烊粴狻⑹В瑑α繙p小速度慢、作用時間長2、水洗或水力溶失地層水溶解水洗:輕烴分子————→原油性質變稠,油氣藏被破壞四、油氣藏形成所需要的保存條件(1)地殼無抬升或抬升幅度小,未遭受剝蝕。(2)斷裂活動弱,尤其是斷至地表的斷裂不發(fā)育。2、斷裂靜止后封閉性好3、地下水或地表水不活躍(2)水動力弱,對油氣藏無沖刷和水洗作用。4、蓋層被斷裂破壞程度小,封閉性好5、蓋層具有濃度封閉作用 ①正確認識油氣成藏機理。上排烴量大于下排烴量下排烴量大于上排烴量生烴高峰②斷裂—通道生烴門壓超壓對富硫干酪根生烴起促進作用,而對貧硫干酪根生烴起抑制作用。源巖排烴時期源巖排烴時期超壓形成時期抑制了石英次生加大作用bzz2.超壓極值點位置控制源巖上下排烴分配量zNa 3.超壓使蓋層對水溶相天然氣封閉能力增強超壓增大—相當與致密層壓實程度增加—吸附力增大—對水溶相天然氣封閉能力增強。(五)超壓使斷層具封閉性1.欠壓實泥巖塑性強,在超壓的作用下向斷裂帶中塑性流動,堵塞滲漏空間地層的壓力下更易緊閉形成封閉。3.超壓存在—斷層面兩側孔隙不連通—斷層面壓力增大(除巖石骨架外還有孔隙水的壓地表水的水洗、淋濾超壓阻止超壓阻止二、不整合面在油氣成藏中的作用 地表地表地表地表地表不整合面R=0.5%0R=0.5%R=0.5%0R=0.5%0不整合面風化、淋濾形成孔洞,風化—卸載裂縫改善儲集空間雙重輸導通道:底礫巖的連通孔隙風化卸載裂縫1.不僅可以連接相鄰的源巖和儲集層。2.還可以連接不相鄰的源巖和儲集層3.可以作為油氣長期、區(qū)域性運移輸導通道。源巖不整合面時間越長蓋層封閉性形成時期/源巖大量排烴期差值越大封閉性越差=>封閉住油氣量越少 三、流體勢場在油氣運聚中的重要作用1、控制油氣空間上的運聚方向(1)勢能值大小控制著油氣在剖面上的運聚方向①油氣由高勢區(qū)向低勢區(qū)運移②油氣從生油層向儲集層運移(2)勢能等值線形態(tài)控制油氣在平面上的運移方向①匯聚型運移②發(fā)散型運移③平行型運移2、控制著油氣空間上的運聚分配量 (1)勢能極值點位置控制著油氣在剖面上的運移分配量(2)分隔槽位置控制著油氣在平面上的分配量ⅢⅡⅢⅣ3、判斷蓋層封油氣的能力無論上下地層巖性如何,只要存在流體勢差上覆地層即可成為油氣蓋層,且兩者勢能差越大,封閉油氣能力越強。重新定義蓋層,只要有勢能差存在,即可成為油氣蓋層勢能差越大,封閉能力越強4、對含油氣系統(tǒng)形成作用(1)剖面上的極值點是含油氣系統(tǒng)的上下邊界(2)分隔槽是含油氣子系統(tǒng)的四周邊界ⅠⅣⅢ四、斷層對油氣藏的形成與破壞的控制作用1.斷裂對油氣生成的間接作用(1)控陷斷裂控制烴源巖的發(fā)育。(2)斷裂活動產生的熱可以加快有機質演化。 ①深部產生的熱②斷裂活動上來的熱2.斷裂對儲集油氣的作用(1)形成儲集空間—裂縫(2)改善儲集性能—裂縫溝通孔隙直接做儲集空間起溝通孔隙、孔洞的作用3.斷裂對運移作用(1)作為輸導通道不僅可以連接相鄰的源巖和儲集層。還可以連接不相鄰的源巖和儲集層(2)斷層在空間上的延伸層位控制油氣運聚層位(3)斷層活動時期控制油氣運聚時期(4)斷層活動時期開啟程度的差異性控制著油氣富集程度4.斷層對油氣聚集作用(1)與斷層活動有關的油氣聚集圈閉a、滾動背斜b、擠壓背斜c、構造反轉形成的背斜(2)與斷層封閉有關的油氣聚集圈閉 c、斷層~巖性5.斷層對蓋層的破壞作用HLH①有效厚度?、诜忾]能力變弱6、對油氣藏的破壞與再分配作用 地表(2)對油氣藏的再分配作用7、對含油氣系統(tǒng)形成與演化作用(1)可成為含油氣系統(tǒng)邊界五、蓋層與源巖時空配置關系對油氣成藏的控制作用1、蓋層與源巖空間配置關系對油氣成藏的控制(1)蓋層分布面積大于源巖分布面積,且覆蓋整個盆地或凹陷(2)蓋層分布面積大于源巖分布面積,但不能覆蓋整個盆地或凹陷(3)蓋層分布面積小于源巖分布面積 主要教學內容、課堂討論題目、實驗項目名稱、課后思考題目等2、蓋源質量空間匹配關系控制油氣富集數量(1)好蓋層與好源巖匹配,最有利與油氣富集成藏。(2)兩者任何一個條件變差,油氣富集條件變差。(3)差蓋層與差源巖匹配,油氣富集條件變差。3、蓋源之間特征對油氣富集的控制數量(1)兩者之間跨度越小,對油氣富集與保存是有利的。(2)兩者之間構造運動越緩和,次數越少,對油氣富集與保存是有利的。(3)兩者之間斷層越少,不破壞蓋層的完整性,對油氣富集與保存是有利的。(4)兩者之間儲層越好,圈閉越發(fā)育,對油氣富集與保存是有利的。4、蓋層與源巖的時間配置關系對油氣成藏的控制作用油氣富集數量主要受源巖大量排烴期與蓋層封閉性形成時期匹配關系的控制。(1)蓋層封閉性形成時期早于或與源巖大量排烴期同期時,蓋層封閉有效性好。a.對游離相油氣封閉的有效性毛細管b.對水溶相天然氣封閉的有效性吸附力c.對擴散相天然氣封閉的有效性濃度5、蓋層分布部位對油氣藏類型的控制作用 六、古隆起在油氣運聚成藏中的作用1、古隆起是油氣運移的低勢區(qū),是油氣運移的指向2、古隆起為油氣運移提供了良好的輸導通道3、古隆起為油氣聚集提供了儲集空間(1)古隆起之上沉積儲層發(fā)育(2)古隆起之上風化儲層發(fā)育(3)古隆起之上構造裂縫儲層發(fā)育4、古隆起為油氣聚集提供了圈閉(1)古隆起上發(fā)育基巖風化殼圈閉(2)古隆起兩側發(fā)育地層超覆和巖性尖滅圈閉(3)古隆起之上發(fā)育各種與構造有關的圈閉 第二節(jié)油氣成藏主控因素時空匹配關系及成藏的控制作用二、空間匹配關系1、圈閉與源巖同層-----砂體連接2、圈閉位于源巖的上方a、正上方---斷裂連接b、側下方---斷裂+砂體連接3、圈閉位于源巖的下方a、正下方---斷裂連接b、側下方---斷裂+砂體連接4、圈閉位于源巖側上方---砂體或不整合面三、時間匹配關系1、油氣運移時間早于圈閉圈閉形成時間,成藏無效2、油氣運移時間晚于圈閉形成時間,成藏有效源巖大量排烴期油氣運移時間輸導層形成時期③④③④輸導通道形成時期晚于源巖大量生排烴期,油氣運移量小1、源巖與圈閉之間應存在輸導通道連接2、油氣運移時期晚于圈閉形成時期五、對油氣成藏與分布的控制作用1、源巖分布區(qū)控制著油氣藏的形成區(qū)域----油氣藏分布在源巖區(qū)內或附近2、輸導通道控制著油氣藏形成的具體部位---油氣藏分布在輸導通道上或附近3、圈閉類型控制著油氣藏類型 第四章油氣成藏期次及成藏模式一油氣藏形成時間的確定方法1、根據圈閉形成時間確定油氣藏的形成時間。圈閉形成時間即為油氣藏想成時期。(1)油氣藏形成最早時間,無法確定準確年齡。(2)準確性取決于地層分層的可靠性和剝蝕量恢復的準確性。2、根據烴源巖的主要生排烴期確定油氣藏的形成時期。烴源巖的大量排烴期即為油氣藏的形成時期(1)油氣藏形成的最早時期,無法確定準確年齡。(2)準確性取決于埋藏史和熱史的恢復。3、根據油氣藏飽和壓力確定油氣藏的形成時間(1)飽和壓力—油氣藏形成時的壓力,流體包裹體形成時的壓力w(3)V、H→t4、根據構造運動時間確定油氣藏形成時間構造運動(1)提供油氣運移動力(2)提供油氣運移輸導通道構造運動時期—油氣藏形成時期(應是油氣大量生成期之后的第一次構造運動)5、根據上露點壓力確定凝析氣藏的形成時間(1)上露點壓力—油氣藏形成時壓力w(3)V、H→t6、根據儲層礦物同位素特征確定油氣藏的形成時期 7、流體包裹體分析法(1)包裹體:是礦物結晶生長過程中,被包裹在礦物晶格缺欠中的那部分成礦流體。礦物—膠結物、次生礦物、主要重晶石、方解石、螢石、閃鋅礦、石英等。測試時石英①按包裹體與主礦物之間的生成關系a.原生包裹體t(Ma)b.次生包裹體率②按成分分為頻率a.鹽水包裹體℃b.油氣包裹體T℃c.含油氣包裹體T℃③按相態(tài)分a.液態(tài)烴包裹體b.氣態(tài)烴包裹體油氣包裹體與鹽水包裹體的區(qū)別①分布上:鹽水包裹體在邊部,油氣包裹體在內部。②形態(tài)上:鹽水包裹體多為不規(guī)則狀,油氣包裹體多為渾圓狀和橢球狀。③顏色上:鹽水包裹體無色透明,液態(tài)烴包裹體呈淺黃色—褐黃色,氣態(tài)烴包裹體為黑壓力降低。包裹體內液相中氣體分離出來形成氣液兩相。實驗時在冷熱臺上將包裹體加熱至氣相消失,包裹體中只有均一液相時的溫度即為均一溫度。史即可確定油氣的注入時期。(4)包裹體豐度—古含油氣飽和度標志。GOI確定油水界面。5%5%—油氣聚集區(qū)5~0.1%—油氣運移區(qū)。(5)包裹體中化石烴類成分與油氣藏中烴類成分對比—各期次的成藏貢獻。(6)流體包裹體的形成期次—油氣運移期次。(7)包裹體應是與油氣包裹體共生的鹽水包裹體,不是油氣包裹體。8、儲層固體瀝青分析技術(1)固體瀝青記錄油氣藏被改造破壞信息。(2)固體瀝青反射率記錄的是油氣藏被破壞后的熱歷史。(3)由固體瀝青反射率,結合埋藏史和熱演化史,可以確定油氣藏破壞時間。 主要教學內容、課堂討論題目、實驗項目名稱、課后思考題目等9、油藏地球化學方法(1)原理:根據原油成熟度和組分差異,研究油氣藏非均質,從油藏非均質性推斷儲層烴類流體充注史,判斷烴類注入方向和時間。(2)油藏地球化學本身不具定年作用,只能給出大致的成藏時間。(3)油氣的非均質性除受充注歷史影響外,地層色層效應,后期次生變化等也有(4)成熟度或組分的差異并不總反映充注時間的差異性和周期性,還與源巖本身二、油氣成藏模式成藏模式:以圈閉劃分為依據,綜合油氣藏形成的生、儲、蓋、運,保等諸多地質要素及其之間的時空匹配關系,以及油氣運移—聚集動態(tài)過程而得到的油氣成藏的地質模型。1、圈閉為基礎(1)類型:構造、地層、巖性(1)源巖位置(2)輸導通道類型、分布(3)運移時期—文字描述4、橫剖面圖表示(4)輸導通道三、主控因素的確定1.油氣藏分布與成藏條件疊合確定主控因素2.從理論上分析油氣成藏的控制作用四、有利勘探區(qū)的選取五、有利鉆探目標的選取1.對有利內的圈閉含油氣性進行評價排隊2.根據圈閉評價結果,選取鉆探目標①①油氣分布在源巖區(qū)內或附近②油氣沿斷裂分布②③油氣沿不整合面分布④油氣分布在區(qū)域性蓋層之下⑤油氣分布優(yōu)質儲集體內⑥油氣分布隆起上⑦油氣分布在坡折帶上質第五章油氣成藏新理論第五章油氣成藏新理論 主要教學內容、課堂討論題目、實驗項目名稱、課后思考題目等第五章油氣成藏新理論第一節(jié)含油氣系統(tǒng)理論是一個自然系統(tǒng),包含活躍的烴源巖及所有已形成的油氣藏,并包含油氣藏形成時所必不可少的一切地質要素及作用。(1)對象→油氣:各種成因的油氣,包括天然氣、凝析油、原油、重油及固態(tài)瀝青(2)地質要素→油氣源巖、儲集巖、蓋層、上覆巖層(3)地質作用→圈閉的形成、烴類的生成、運移和聚集(4)上述諸因素在時間和空間上的成因聯(lián)系(1)它給勘探管理者提供了一個參考框架,使勘探的程序日益規(guī)范化。(2)建立完善了“地質、石油、時間”為主的橫向思維模式。(3)它是石油地質綜合研究的核心。(1)精細含油氣系統(tǒng)的研究和描述(1)油氣成藏是按系統(tǒng)進行的,強調成因及過程(2)特殊含油氣系統(tǒng)研究(2)提供了油氣評價單元(3)復雜含油氣系統(tǒng)研究(3)勘探的目標更明確(4)含油氣系統(tǒng)演化研究二、含油氣系統(tǒng)的劃分方法1.含油氣系統(tǒng)劃分方法ⅠⅡ(2)油源對比確定源巖(3)將源與藏分布范圍作為含油氣系統(tǒng)的分布范圍(4)剖面上以源至蓋層確定含油氣系統(tǒng)的上下邊界蓋層是含油氣系統(tǒng)的上邊界,生油層或下套含油氣系統(tǒng)的蓋層是含油氣系統(tǒng)的下邊界。有超壓無超壓底部欠壓實主帶 主要教學內容、課堂討論題目、實驗項目名稱、課后思考題目等2、含油氣子系統(tǒng)劃分分隔槽將盆地或凹陷劃分為若干個單元,每一個單元都應是一個獨立的油氣運聚單元,其它任何一個單元中的油氣對此單元內的油氣成藏都不起作用。因此,分隔槽是含油氣系統(tǒng)四周邊界確定最好標志。三、含油氣系統(tǒng)的分類1、Magoon(1998)的分類(1)單一的含油氣系統(tǒng)是指該系統(tǒng)形成的地質時期內,構成格架沒有發(fā)生重大變革通道源巖(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)+儲集巖(硅質碎屑巖、碳酸鹽巖)(2)復合含油氣系統(tǒng)含油氣系統(tǒng)形成過程中發(fā)生有大的構造變革,而且沒有這種變革就不可能形成該含源巖(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)+儲集巖(硅質碎屑巖、碳酸鹽巖) 2、Demaison和Huizinga的成因分類SPI﹤5,欠充注5≦SPI﹤15,正常充注SPI﹥15,超充注油氣以側向運移為主SPI﹤5,欠充注2≦SPI﹤7,正常充注SPI﹥7,超充注3、趙文智(1996)的分類(1)對單一含油氣系統(tǒng)的分類(在Demasion分類的基礎上形成的) (2)對復合型含油氣系統(tǒng)的分類①按空間位置劃分a.并列型兩個含油氣系統(tǒng)相互獨立,但可能地層范圍近于一致b.交叉型兩個含油氣系統(tǒng)的地區(qū)范圍交叉,交叉帶內的圈閉具混合油源,且油氣聚集期可以c.疊置型上下含油氣系統(tǒng)各自獨立,地層范圍相疊置。d.側接型介于并列型與疊置型直之間,兩個含油氣系統(tǒng)各自獨立,但空間上呈側接關系。②按時間順序劃分a.同時型兩個含油氣系統(tǒng)的時代近于一致。b.連續(xù)型兩個含油氣系統(tǒng)的時代有先后之分,但在時限上相承接。c.間隔型兩個含油氣系統(tǒng)的時代不連續(xù),有一定的時間間隔 4、金之鈞的分類(1998)(1)未成熟含油氣系統(tǒng)源巖未成熟,油氣生產量低。沉積蓋層相對較薄,埋藏也不太深,有機質演化程度屬于“少年”含油氣系統(tǒng)。(2)成熟含油氣系統(tǒng)具有油氣聚集、保存、形成大油氣田的所有條件。該類含油氣系統(tǒng)從含油氣系統(tǒng)的緩慢坳陷階段,中間可能會有不同程度的上升,也可能遭受一定程度的剝蝕,但已形成的油氣藏并沒破壞。是最理想的含油氣系統(tǒng)。(3)過成熟含油氣系統(tǒng)由于后期的構造運動、巖漿活動,地下水運動等地質作用使已形成的油氣藏受到不同程度的破壞。5、張厚福(1999)分類按成因分(1)原生型含油氣系統(tǒng):沉積和成巖期間形成的油氣系統(tǒng)(2)演化型油氣系統(tǒng)次生型含油氣系統(tǒng):原生型含油氣系統(tǒng)破壞后,油氣藏破壞油氣再分破壞型含油氣系統(tǒng):以出露地表的古油藏為代表四、含油氣系統(tǒng)的命名Magoon的命名:油氣源巖+主要儲集層(可靠性符號)!已知的,源巖與油氣藏直接存在著良好的地球化學匹配關系(很好劃分)?推測的,源巖與油氣藏的存在都是根據地質與地化資料推測的例如:Deer-Boar(·)國內含油氣系統(tǒng)的命名①源巖+蓋層—含油氣系統(tǒng)q~n含油氣系統(tǒng)②用地名—含油氣子系統(tǒng)古龍含油氣子系統(tǒng)五、含油氣系統(tǒng)特征 指烴類在該系統(tǒng)內能保存下來,受改造或遭受破壞的時間段,它在油氣生成-運移-聚集作用完成之后開始。是指含油氣系統(tǒng)中大部分油氣生成、運移、聚集的時間,通常在源巖處于最大埋深稍晚的時刻,即為關鍵時刻。不同的學者對關鍵時刻有不同的理解(1)決定油氣各成藏要素與作用存在關系的那一時間稱關鍵時刻(2)烴源巖進入生烴門限并開始排烴(3)決定油氣運移、聚集的地質事件發(fā)生了作用(4)控制現(xiàn)今油氣分布格局的時間5、四圖(1)埋藏史圖(2)關鍵時刻剖面圖(3)關鍵時刻平面圖(4)含油氣系統(tǒng)形成的事件圖地質要素源巖儲層蓋層圈閉運聚時期六、含油氣系統(tǒng)要素及作用描述(2)儲(3)蓋高峰(1)圈閉形成作用圈閉大小、數量油氣生成高峰構成優(yōu)勢輸導通道運移量油氣聚集油氣藏類型及分布規(guī)律油氣聚集油氣成藏主控因素油氣成藏時期及模式 七、含油氣子系統(tǒng)描述與綜合評價1.含油氣子系統(tǒng)描述2.含油氣子系統(tǒng)綜合評價(1)選取評價參數①地質要素a.生烴條件b.儲集條件c.蓋層條件d.圈閉條件e.運移條件②地質作用a.蓋層形成時期與油氣大規(guī)模運移期的匹配關系b.圈閉形成時期與油氣大規(guī)模運移期的匹配關系含油氣子系統(tǒng)評價參數等級劃分表地質作用物性(Φ,K)蓋層:宏觀蓋層﹥300300-150﹤微觀三種相態(tài)兩種相態(tài)一種相態(tài)圈閉條件單個圈閉條件(類型、幅度、面積)圈閉條件圈閉個數油氣運移形式運移條件呈匯聚流運移的面積蓋層封閉能力形成時期與油氣大規(guī)模運移期的匹配圈閉形成時期與油氣大規(guī)模運移期的匹配關系大高大好多匯聚型大早于或同時早于或同時一般平行型(2)等級劃分并賦予權值(3)權重系數分配(4)綜合評價權值的計算小差小差Ⅲ類少發(fā)散型小于于naiqii=1Q——含油氣子系統(tǒng)的綜合評價權值;q——第i項評價參數的評價權值;ia——第i項評價參數的權重分配系數;in——評價參數的個數。(5)含油氣子系統(tǒng)的綜合評價等級劃分含油氣子系統(tǒng)等級劃分表Q(%)好>2.5中差 主要教學內容、課堂討論題目、實驗項目名稱、課后思考題目等八、含油氣系統(tǒng)的形成與演化主要教學內容、課堂討論題目、實驗項目名稱、課后思考1.含油氣系統(tǒng)的形成a.源巖生烴期b.蓋層封閉性形成時期兩者較晚者即為含油氣系統(tǒng)的形成時期2.含油氣系統(tǒng)演化(1)剖面上的演化主要受斷層活動與封閉開啟的影響ⅠⅡ①同源多層②多源一層斷層靜止封閉斷層活動開啟斷層活動時,上下為一個系統(tǒng)斷層封閉時,上下各為一個系統(tǒng)ⅢⅢⅣⅢⅡⅣ斷層活動開啟斷層靜止封閉(2)平面上的演化也主要受斷層活動與封閉開啟的影響斷層封閉:二個子系統(tǒng)第二節(jié)流體封存箱油氣運聚理論發(fā)現(xiàn):存在高壓,壓系流體封存箱被認為是九十年代油氣運移研究的最新進展之一。早在70年代中期,發(fā)現(xiàn):存在高壓,壓系新的運移機制。隨后,D.W.Waples和JozselfToth等人(1991)對此進行了探討。一、流體封存箱的概念及組成要素流體封存箱也稱異常壓力流體密封單元,原文是AbnormallyPressuredFluidCompartment。封存箱是簡譯名稱。 可以將沉積盆地內由封閉層分割形成的異常壓力系統(tǒng),稱之為流體壓力封存箱(超④箱內生、儲、蓋條件具全這一點可能不同于泥巖超壓③一個盆地或凹陷可能存在一個封存箱,也可存在多個封存箱,甚至還可以沒有??梢允怯蜌庹Iw層也可以是溫度蓋層①正常蓋層a.巖性一致c.主要為蒸發(fā)巖、頁巖、泥巖d.其形態(tài)受地層產狀影響②溫度蓋層b.切穿不同巖性、時代地層,即巖性時代不同。又稱底部密封帶①正常蓋層、溫度蓋層、基底。②溫度蓋層平直,正常蓋層、基底形態(tài)變化較大。②主要是斷裂、巖漿侵入體、泥底辟等。二、封存箱形成的物理原理孔隙流體受限于封存箱內,有兩種模型。①流體膨脹②油氣生成③巖層機械倒塌(3)流體支撐封閉層、上覆巖層以及流體負荷的重量。2、巖基支撐的封閉(1)條件:沉積體系遭受抬升并遭受剝蝕,導致封閉體形成以后巖石冷卻。(2)低壓箱巖石冷卻,流體收縮,使得壓力下降。(3)巖基支撐封閉層、上覆巖層以及流體負荷。三、封存箱的分布模式1、持續(xù)埋藏的區(qū)域性成巖致密帶分布根據張義綱(1991)研究,在成巖演化過程中,成巖孔隙帶(或致密異常帶)可劃(1)第一多孔帶(原生孔隙帶)o為主,形成孔1122334(2)第一致密異常帶o由于有機質的降解作用很微弱,形成了碳酸鹽或SiO的大量沉淀→形成致密帶2(3)第二多孔帶(原生及次生孔隙帶)o蒙脫石向伊利石轉化,生成有機酸增加了次生孔隙帶,并形成游離的SiO和自生高2R:0.6~0.7%o2(5)第三多孔帶(次—原生孔隙帶)oⅢ型干酪根,R:0.7~1.2%CO溶蝕2鹽的溶解→形成致密帶oo有機質開始停止大量的CO生成,導致嵌晶狀碳酸鹽沉淀→形成致密帶2(7)深部成巖孔隙帶o出現(xiàn)長石、高嶺石和石英的溶蝕孔隙帶,嵌晶方解石沉淀。2、封存箱的分布第二致密帶+第三致密帶→中封存箱第三致密帶+基底→下封存箱上中下四、封存箱內油氣運移機制根據張義綱(1991)研究,封存箱內油氣運移機制主要有以下二種類型。無機礦物,有機組分—類型豐度—成巖演化速率—鹽度、溶氣量—密度差—對流促進溶解于地層水中的天然氣向溫度和壓力較低的圈閉運移并出溶成藏。2、混相涌流是由于封存箱內外壓力的差異導致箱緣破裂(封存箱內異常高壓>泥巖破裂壓力油氣水共同涌出而呈現(xiàn)的一種運移方式稱混相混相流體至箱外后,隨壓力下降,油氣水三相相互分離:①可能進入正常水動力系統(tǒng)的控制下,進行運移成藏。(3)混相涌流周而復始當壓力系數下降到1.2~1.3,裂縫重新閉合或被方解石脈或石英脈充填,封存箱內五、封存箱油氣運聚成藏模式1、箱內儲蓋組合類型(1)箱內儲蓋組合儲層以次生孔隙為主,主要是由于箱內烴源巖在生烴過程中,有機酸對孔隙的改造作用。蓋層為頂板。①源巖為箱內源巖②儲層是箱內有機酸溶蝕形成的次生孔隙儲層③頂板為蓋層(2)箱緣儲蓋組合指頂部密封帶而言,該帶往往由多層致密異常層組成,夾多孔的儲層。油氣來自箱(3)箱外儲蓋組合指正常壓力系統(tǒng)層系中的儲蓋組合。油氣來自箱內源巖,儲蓋組合為正常壓力系統(tǒng)2、運聚模式(1)箱內運聚成藏①位置:箱內②動力:水溶對流③機理:向壓力、溫度低的圈閉運移、出溶成藏④毛細管遮擋封閉b、側向集油氣的效率高c、運聚成藏的主要機制(2)箱緣運聚成藏①位置:箱緣②動力:混相涌流③毛細管遮擋(3)箱外運聚成藏①位置:箱外②動力:混相涌流③特點:有大量油氣涌出,烴類數量豐富④毛細管遮擋封閉第三節(jié)流體勢場Fluidpotentialfield一、流體勢的概念“勢”——是研究物體機械運動時用到的術語,指單位物體所具有的總機械能。如果物體是流體,勢→流體勢。(1)勢能大小→相對概念(2)物體總是由高勢能——→低勢能已知空間域中總機械能大小主要教學內容、課堂討論題目、實驗項目名稱、課后思考題目等已知空間域中總機械能大小物體的運動規(guī)律1、均質儲層流體勢的概念Hubbert.M.K(1940,1953)相對于基準面單位質量流體所具有的機械能總和。基準面:為0.1MPa,即表測壓力為零),2;3;式中第一項為重力能,相當于將單位質量的流體從基準面移至高程z處克服重力所第三項為動能,是單位質量流體在流速為q時所具有的動能。(3)實用公式考慮到地下環(huán)境流體自然流動極其緩慢,流速很少大于1cm/s,實際上可把動能視為零,于是實用中流體勢就可以定義為:流體勢→單位質量流體具有的勢能p(4)油、氣、水勢能油和水通常可以看作是不可壓縮的流體,其ρ不隨壓力變化,可從積分號下提出,wPpPpgog(5)缺欠:沒有考慮界面能的影響相對于基準面單位體積流體所具有的總勢能。p(P)rp(P)r重力能彈性能界面能w/ogP——流體壓力,正常壓實w/ow/gr——巖石毛細管孔喉半徑基準面——原始沉積表面(問題:第二項永遠是正號么?)二、流體勢模擬①埋深z:z↑,Φ↑②流體壓力P:P↑,Φ↑③界面能力σ:σ↑,Φ↑2.計算方法①密度ρ:ρ=f(P,T)=f(Z)P=ρz靜wP==f(Z)P=KρzwP=ρz+△P(異常壓力)動w③界面張力σ:σ=f(P,T)=f(Z)④孔喉半徑r:r=f(k,Φ)=8k=f(Z)ΦZ3.古流體勢的恢復計算①壓力P;②溫度T;③ρ;④k;⑤Φ;⑥z只要在古P、T、z、k、Φ恢復的基礎上,即可對古流體勢進行恢復計算古地溫可以用包裹體均一溫度恢復古壓力可以用包裹體壓力三流體勢與油氣運移和聚集(一)流體勢與油氣運移1、總趨勢:油氣總是由高勢區(qū)向低勢區(qū)運移,方向為負勢梯度方向。2、油氣運移形式及供油氣單元(1)油氣運移形式油氣自生油層經初次運移進入儲集層后,油氣在儲集層中的側向運移,其方向明顯受到其油氣勢能等值線形態(tài)特征的控制,按照油氣勢能等值線形狀,可將儲集層中的油氣運移歸結為三種運移形式。①匯聚流運移形式a.運載層中油氣勢能等值線幾何形狀為一楔形(內凹)控制的油氣運移形式。匯聚運移。c.形成強大的油氣運移流,這種運移往往能克服地層的吸附,進行長距離運移。d.遇到合適的圈閉就可以形成油氣藏。②發(fā)散流運移形式a.輸導層內油氣勢能等值線幾何形態(tài)為外凸狀。b.使油氣勢能等值線法線方向呈分散狀態(tài)。c.它是一種小面積的油氣向大面積地區(qū)發(fā)散運移形式,這種運移形式必然使油氣在運移過程中濃度急劇減小,經不起地層的吸留作用,往往運移距離也很短。③平行流運移形式a.勢能等值線呈平行狀。b.勢能等值線的法線也為平行狀。(2).生油凹陷供油氣單元的劃分所謂生油凹陷供油氣單元,就是產出的油氣呈現(xiàn)同一種運移形式的那部分生油巖其范圍主要由輸導層油氣勢能等值線幾何形狀,即由輸導層油氣運移形式來確定,因此,根據生油凹陷輸導層內油氣勢能等值線幾何形狀控制的油氣運移形式,將生油凹陷內的生油巖體劃分為以下三種供油氣單元。并不是所有的生油巖體都對每一個圈閉油藏形成起作用。①聚斂型供油氣單元油氣呈匯聚流運移形式的范圍在生油凹陷中垂直投影切割出的有效生油巖體。這類供油氣單元產出的油氣為匯聚流運移形式,屬于貢獻型供油氣單元。②發(fā)散型供油氣單元即油氣呈發(fā)散流運移形式的范圍在生油凹陷中垂直投影切割出的有效生油巖體。該供油氣單元產出的油氣進入輸導層后皆呈發(fā)散流運移形式,盡管生油巖體能產生并排出可觀的油氣量,但很難形成大規(guī)模的油氣聚集。③平行型供油氣單元這種供油氣單元為呈平行流運移形式的范圍在生油凹陷中垂直投影切割出的有限該供油氣單元產生的油氣進入輸導層后,皆呈平行流形式運移,所以,在沒有良好油氣聚集在低勢閉合區(qū)內(一)流體勢組成中三項權重系數如何分配才能使得流體勢的概念更為合理?Φ=f(Z)與構造圖相似還有必要么?(四)存在斷裂時流體勢如何讓考慮五、對油氣運聚的控制作用1.控制油氣空間上的運聚方向(1)勢能值大小控制油氣在剖面上的運移方向(2)勢能等值線形態(tài)控制油氣在平面上的運聚方向2.控制油氣空間上的運移分配量(1)勢能極值點位置控制著油氣在剖面上的運移分配量(2)分隔槽位置控制著油氣在平面上的分配量3.判斷蓋層封油氣能力4.對含油氣系統(tǒng)形成的控制作用(1)極值點是含油氣系統(tǒng)的上下邊界(2)分隔槽是含油氣系統(tǒng)的四周邊界2.物性不同:比重,密度大小,粘度,活動性3.形成環(huán)境不同油:有機——生油門限以后——裂解門限之前氣:有機——整個生烴過程4.擴散滲濾的速率不同二、天然氣運聚動平衡的基本原理源巖生成的天然氣—儲集層—圈閉—天然氣藏擴散氣藏中的天然氣散失QQ供1.這兩個過程同時進行供2.任何一個天然氣藏都是天然氣不斷散失和源巖不斷補充達到某種程度上相互平3.天然氣的賦存狀態(tài)隨地質條件的演變而不斷地變化。氣藏的形成后并不是一成不變的,當Q供>Q失,儲量增加;當Q供<Q失,儲量減三.天然氣運聚動平衡特征的研究(一圈閉有效供氣量的模擬1.烴源巖排氣量模擬2.可供運移量模擬Q——區(qū)域性蓋層形成前的烴源巖游離相排氣量。3.可供聚集量計算Q”=Q1es-Q-Q-Qwssbs4.圈閉有效供氣量模擬a——分配系數,可以由供油氣單元面積除以凹陷或盆地生油氣面積得到。天然氣滲濾散失量模擬Q=k(pp)stsinθ①K—裂縫滲透率代替1②t—斷裂活動時間③s—斷裂帶寬度乘長度④p-p可用Δp源儲壓差代替⑤H—沿斷裂垂向運移距離⑥b—裂縫寬度⑦n—裂縫寬度1.天然氣擴散作用的概念及影響因素天然氣擴散——是天然氣分子的擴散,是天然氣分子傳遞的一種形式,影①濃度:天然氣由高濃度區(qū)向低濃度區(qū)擴散;②溫度:天然氣由高溫度區(qū)向低溫度區(qū)擴散;③壓力:天然氣由高壓力區(qū)向低壓力區(qū)擴散;①按巖石孔徑與分子的自由行程相對大小劃分a.費克擴散巖石孔徑遠大于天然氣分子的自由行程的擴散作用。主要發(fā)生天然氣分子之間的碰撞,而天然氣分子與巖石孔壁之間的碰撞較少;天然氣分子的運動速率較快。阻力:天然氣分子之間的碰撞。主要發(fā)生在近地表的一些壓實成巖程度差的巖石中。b.努森擴散天然氣分子自由行程大于巖石孔壁直徑的擴散作用。天然氣分子與巖石孔壁之間的碰撞多于氣體分子之間的碰撞機會,這種天然氣擴散的速率相對較慢,主要發(fā)生在的深部的一些壓實成巖作用c.混合擴散介于上述兩種擴散之間b.二維擴散c.三維擴散③按擴散源個數a.單氣源擴散b.多氣源擴散④按濃度是否隨時間發(fā)生變化分2.天然氣在地下巖石顆粒中的擴散機理(1)天然氣在地下的擴散有兩個途徑a.通過巖石礦物顆粒的擴散因為巖石顆粒為固體,分子之間結合緊密,分子之間的距離小,天然氣分子難b.通過巖石孔隙介質的擴散因為巖石孔隙中充滿水,水為液體,分子之間結合疏松,分子之間的距離大,天然氣分子易通過其擴散運移,擴散速率相對較快。前者的擴散速率約比后者小兩個數量級以上。(2)引起天然氣在地下巖石中擴散的濃度天然氣在哪種介質中的擴散應當受到哪種介質的濃度所決定。a.游離相含氣濃度:引起天然氣
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