《石油天然氣地質(zhì)與勘探》第5章 油氣聚集與油氣藏的形成

?石油天然氣地質(zhì)與勘探?第5章油氣聚集與油氣藏的形成(1)

圈閉：適合于油氣聚集，形成油氣藏的場(chǎng)所?！锶﹂]兩個(gè)根本要素：儲(chǔ)集層：儲(chǔ)集油氣封閉條件：阻止油氣散失蓋層本身的彎曲變形蓋層+其它側(cè)向遮擋條件

圈閉大小由最大有效容積來(lái)度量。它取決于圈閉的閉合面積、閉合高度、儲(chǔ)層有效厚度、有效孔隙度★油氣藏:油氣在單一圈閉中的聚集。是油氣在地殼中聚集的根本單位。含烴的水或游離烴進(jìn)入圈閉后，因?yàn)橐话阌H水的、毛細(xì)管封閉的蓋層對(duì)水不起封閉作用，水可以通過(guò)蓋層而繼續(xù)運(yùn)移；烴類(lèi)那么因蓋層的毛細(xì)管封閉而過(guò)濾下來(lái)在圈閉中聚集。在水動(dòng)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。1、滲濾作用2、排替作用泥質(zhì)蓋層中的流體壓力一般比相鄰砂巖層中的大，因此圈閉中的水難以通過(guò)蓋層。進(jìn)入圈閉的烴類(lèi)首先在底部聚集，隨著烴類(lèi)的增多逐漸形成具有一定高度的連續(xù)烴相。此時(shí)在油水界面上油和水的壓力相等，而在油水界面以上任一高度上，由于密度差，油〔或氣〕的壓力都比水的壓力大。因此產(chǎn)生了一個(gè)向下的流體勢(shì)梯度，使油氣在圈閉中向上運(yùn)移的同時(shí)，把水向下排替直到束縛水飽和度。隨著油或氣不斷進(jìn)入圈閉，油－水或氣－水界面不斷向下移動(dòng)，直至烴類(lèi)充滿(mǎn)圈閉為止，這一過(guò)程主要是排替作用。3滲濾作用+排替作用上覆蓋層：毛細(xì)管封閉：儲(chǔ)層中或底部S油達(dá)70%以上水滲流停止。油氣聚集初期：水可通過(guò)上覆親水蓋層滲流；油氣聚集一定程度后，水主要被油氣排替到圈閉下方。蓋層：異常高壓封閉：水不能通過(guò)上覆蓋層滲流，只被向下排替。

當(dāng)含油氣盆地中存在多個(gè)水力學(xué)上相互連通的圈閉，且來(lái)自下傾方向的油氣源充足時(shí)，油氣在這一系列圈閉中聚集，沿運(yùn)移方向各圈閉中發(fā)生烴類(lèi)相態(tài)及性質(zhì)的規(guī)律性變化，這種現(xiàn)象稱(chēng)為油氣差異聚集。

滲漏型〔逸出型〕油氣聚集★溢出型油氣差異聚集特征：油氣藏形成的根本地質(zhì)條件靜態(tài)要素：烴源巖、儲(chǔ)集層、蓋層、圈閉動(dòng)態(tài)作用：油氣生成、運(yùn)移、聚集、保存，圈閉形成油氣藏形成的根本條件：1、充足的油氣源條件2、有利的生儲(chǔ)蓋組合3、有效的圈閉4、必要的保存油源的豐富程度決定于生油巖的體積、有機(jī)質(zhì)數(shù)量、類(lèi)型和成熟度，以及生油巖排烴能力。

有利：生烴凹陷面積大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，形成巨厚的多旋回生油層系及多生油期；有機(jī)質(zhì)含量豐富、類(lèi)型優(yōu)越、熱演化程度較高，排烴效率高。(一)充足的烴源條件生儲(chǔ)蓋組合:地層剖面中，生油層、儲(chǔ)集層、蓋層三者在時(shí)間上、空間上的組合型式。(二)有利的生、儲(chǔ)、蓋組合有利的生、儲(chǔ)、蓋組合:生油層中生成的豐富油氣能及時(shí)運(yùn)移到良好儲(chǔ)集層中，同時(shí)蓋層的質(zhì)量和厚度又能保證運(yùn)移至儲(chǔ)層中的油氣不會(huì)逸散。〔三〕大容積的有效圈閉有效性：在具有油氣來(lái)源的前提下，圈閉聚集油氣的實(shí)際能力。1.圈閉的大?。捍螅?、圈閉形成時(shí)間—早3、圈閉所處位置—近4、水動(dòng)力強(qiáng)度及流體性質(zhì)—靜影響圈閉有效性的因素：★圈閉有效容積大者，有效性高〔1〕圈閉的大小★距油源區(qū)近，在油氣運(yùn)移路線上者，有效性高?！?〕圈閉所在位置〔3〕圈閉形成時(shí)間在油氣區(qū)域性運(yùn)移以前或同時(shí)形成的圈閉，對(duì)油氣的聚集才有效；在最后一次區(qū)域性油氣運(yùn)移以后形成的圈閉，無(wú)效；盆地內(nèi)最后一次大規(guī)模構(gòu)造運(yùn)動(dòng),控制了最后一次區(qū)域性油氣運(yùn)移時(shí)間；原有構(gòu)造繼承性開(kāi)展，新圈閉無(wú)效；原有油氣藏遭破壞，油氣重新運(yùn)聚，新圈閉可能有效。②動(dòng)水條件下，測(cè)勢(shì)面傾斜。儲(chǔ)層中水沿測(cè)勢(shì)面傾斜方面流動(dòng)，圈閉內(nèi)油水(或氣-水)界面順?biāo)鞣较騼A斜，傾斜角度大小取決于水壓梯度大小和流體密度差。相同水動(dòng)力下對(duì)油聚集有效的圈閉對(duì)氣聚集仍有效，反之不一定。〔4〕水壓梯度和流體性質(zhì)對(duì)圈閉有效性的影響①靜水條件下：測(cè)勢(shì)面水平，同一儲(chǔ)層海拔高度相同的點(diǎn)壓力相同，油水(或氣-水)界面水平。良好的油氣藏保存條件：地殼運(yùn)動(dòng)：不劇烈;水動(dòng)力活動(dòng)、巖漿活動(dòng)：弱;埋深：不太淺次生油氣藏:原生油氣藏破壞后新形成；在非生油層系中。原生油氣藏:油氣由分散到集中第一次聚集起來(lái)；在生油層系中。氣藏與油藏形成及保存條件的差異

氣藏與油藏形成及保存條件的比照圈閉發(fā)育史分析法烴源巖主要生、排烴期分析法油藏飽和壓力法氣藏形成時(shí)間確定法流體歷史分析法油氣藏形成時(shí)間確實(shí)定圈閉形成的時(shí)間——油氣藏形成的最早時(shí)間圈閉發(fā)育史分析法★烴源巖主要生、排烴期---油氣藏形成的最早時(shí)間烴源巖主要生、排烴時(shí)間分析法★★油藏飽和壓力法☆流體歷史分析方法☆流體包裹體：儲(chǔ)集巖膠結(jié)物和成巖礦物結(jié)晶生長(zhǎng)過(guò)程中，從介質(zhì)中捕獲并包裹于礦物晶體缺陷中的流體成分〔液體、氣體〕，單相、雙相或多相

——研究成巖成礦物質(zhì)(包括油、氣)來(lái)源、理化條件，古地溫、以及流體的性質(zhì)、經(jīng)歷、水巖反響、地殼演化等諸方面的問(wèn)題。根據(jù)儲(chǔ)層流體包裹體確定成藏時(shí)間☆★地球內(nèi)部的熱能通過(guò)導(dǎo)熱率不同的巖石在地殼上顯示出地溫場(chǎng)；

地球內(nèi)部的重力能通過(guò)巖石圈反映為地壓場(chǎng)；地球自轉(zhuǎn)過(guò)程中，受向心力與離心力的作用，物質(zhì)分異并轉(zhuǎn)動(dòng)，在地殼上呈現(xiàn)出擠壓、剪切、拉張等性質(zhì)各異的地應(yīng)力場(chǎng)?！?/p>

地溫場(chǎng)與油氣成藏關(guān)系〔1〕地應(yīng)力場(chǎng)形成、演化：控制構(gòu)造背景和沉積相的發(fā)育，影響油氣運(yùn)聚成藏、油氣藏類(lèi)型及油氣分布?！?〕地應(yīng)力作用：形成的各種地質(zhì)構(gòu)造：提供圈閉、控制油氣運(yùn)聚。形成的儲(chǔ)層裂縫、斷層：提供良好油氣運(yùn)移通道，改善儲(chǔ)層物性。〔3〕地應(yīng)力場(chǎng)性質(zhì)：控制有機(jī)質(zhì)成熟演化的力學(xué)化學(xué)效應(yīng)。影響烴源巖和儲(chǔ)集巖微裂縫、儲(chǔ)集層次生孔隙發(fā)育帶的形成分布。〔4〕地應(yīng)力場(chǎng)特征：影響油氣運(yùn)移方向、通道及強(qiáng)度;地應(yīng)力場(chǎng)變化：直接引發(fā)流體運(yùn)移?！?〕地應(yīng)力是油氣運(yùn)移的主要驅(qū)動(dòng)力之一，是控制油氣運(yùn)移、聚集的重要因素。局部應(yīng)力低值區(qū)是油氣富集區(qū)。油氣從壓應(yīng)力區(qū)、壓扭應(yīng)力區(qū)向張應(yīng)力區(qū)和張扭應(yīng)力區(qū)運(yùn)移聚集?！锏貞?yīng)力場(chǎng)與油氣生運(yùn)聚保的關(guān)系〔1〕烴類(lèi)物系中：氣體量必須勝過(guò)液體量，才能為液相溶于氣相創(chuàng)造條件?！?〕地層埋藏較深，地溫介于烴類(lèi)物系的臨界溫度與臨界凝結(jié)溫度之間，地層壓力超過(guò)該溫度時(shí)的露點(diǎn)壓力，物系才發(fā)生顯著逆蒸發(fā)現(xiàn)象，就可形成凝析氣藏。凝析氣藏的形成條件總結(jié)1：P超過(guò)泡點(diǎn)壓力的油藏；2：P超過(guò)露點(diǎn)壓力的凝析氣藏；3：?jiǎn)蜗鄽獠?：氣體開(kāi)始析離液體的泡點(diǎn)曲線，其外為純液相。5：液體開(kāi)始凝結(jié)脫離氣體的露點(diǎn)曲線，其外側(cè)為純氣相。6：物系中液體所占體積百分率；在4、5兩曲線所包范圍內(nèi)，混合物處于氣-液雙相狀態(tài)。凝析氣藏分布規(guī)律

沉積盆地內(nèi)由封閉層分割的異常壓力系統(tǒng),稱(chēng)為流體壓力封存箱。封存箱內(nèi)部是開(kāi)放的水力和化學(xué)系統(tǒng)。箱內(nèi)生、儲(chǔ)、蓋條件俱全，常由主箱與次箱組成。水平封閉層劃分主箱；垂直封閉層劃分次箱流體壓力封存箱一種發(fā)育在構(gòu)造下傾方向或下部層位的致密儲(chǔ)層中氣水關(guān)系倒置的非常規(guī)天然氣聚集。形成于較特殊地質(zhì)條件下，具有特殊圈閉機(jī)理和分布規(guī)律。深盆氣藏深盆氣藏主要特征：〔1〕氣水倒置：同一儲(chǔ)層中“上水下氣〞〔2〕源—藏伴生：源巖多位于緊鄰致密儲(chǔ)層的下方?！?〕異常地層壓力：異常高壓或異常低壓?！?〕缺乏邊－底水，氣藏邊界不受構(gòu)造等深線控制〔5〕氣藏是盆地儲(chǔ)層下傾方向的天然氣聚集體，不存在常規(guī)意義的圈閉。煤層氣：一種儲(chǔ)集在煤層中的自生自?xún)?chǔ)式的天然氣；是煤化作用的產(chǎn)物。主要成分為甲烷，也稱(chēng)為煤層甲烷。煤層氣的組成受煤階、有機(jī)質(zhì)來(lái)源、埋深和溫度的影響。在煤炭工業(yè)中的煤層瓦斯，是煤成氣的一局部，煤即作為產(chǎn)油氣的烴源巖，又是煤層甲烷的產(chǎn)層。煤層氣藏天然氣水合物1、根本概念是在特定的低溫和高壓條件下，甲烷等氣體分子天然地被封閉在水分子的擴(kuò)大晶格中，形成似冰狀的固態(tài)水合物。自然界中存在的天然氣水合物的天然氣主要成分為甲烷，又稱(chēng)為甲烷水合物〔MethaneHydrates〕。有時(shí)乙烷、丙烷、丁烷、二氧化碳及硫化氫也可與甲烷一起形成固態(tài)混