第六章 油氣藏的形成

第六章油氣藏的形成第1頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成

油氣藏的形成和分布是地質(zhì)歷史長期發(fā)展的綜合結(jié)果，是盆地演化的產(chǎn)物。油氣在由分散到集中形成油氣藏的過程中，受到各種因素的作用，要形成儲量豐富的油氣藏，而且保存下來，是生、儲、蓋層和生、運、聚等靜動態(tài)多種因素共同作用有機配合形成的。第2頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成§1油氣的聚集

油氣二次運移的結(jié)果有兩種情況，一種是如果運移過程中無蓋層阻擋，油氣將一直向上傾方向運移，直至散失到地表；另一種是運移過程中遇到合適的圈閉，油氣將停止運移，在圈閉中聚集起來。

油氣聚集：就是指油氣在儲層中由高勢區(qū)向低勢區(qū)運移的過程中遇到圈閉時，進入其中的油氣就不能繼續(xù)運移，而聚集起來形成油氣藏的過程。第3頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月一、單一圈閉油氣聚集的原理

單一背斜圈閉中的油氣聚集和油氣藏單一圈閉中最簡單、最常見的是背斜圈閉。其基本特點是：儲集層頂板呈拱形，由頂向四周傾，其上為非滲透性蓋層所封閉。

在充滿水的儲集層中運移的油氣，在靜水條件下進入背斜圈閉時，

首先在最高部位聚集起來，較晚進入的依次由較高的向較低的部位聚集，一直到充滿整個圈閉為止。在圈閉中，油、氣、水按密度分異。氣居上，油居中，水在底下.該圈閉的聚油作用階段已經(jīng)結(jié)束,若再有油經(jīng)過時，就通過溢出點向上傾方向溢出第4頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月但對天然氣則不同，由于氣比油輕，它可以糾結(jié)進入圈閉，并排替原被石油所占據(jù)的那部分儲集空間，這一過程一直進行到圈閉的整個容積完全被天然氣所占據(jù)為止至此，對于單一圈閉來說，油氣聚集的過程已完成非背斜圈閉與背斜圈閉的主要區(qū)別在于，除頂、底板非滲透性巖層封閉外，在儲集層上傾方向還存在不同類型的非滲透性遮擋，其閉合區(qū)是由儲集層上傾方向的封閉線和儲集層頂面的構(gòu)造等高線聯(lián)合構(gòu)成的。因此，非背斜圈閉的油氣聚集過程，與背斜圈閉基本上是一致的。第5頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成一、油氣聚集的原理

１．滲濾作用

Cordell(1977)、Roberts(1980)等人認(rèn)為含烴的水或隨水運移的油氣進入圈閉以后，因為一般親水的、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充并最終導(dǎo)致在圈閉中形成油氣藏。圈閉中油氣的聚集A—背斜圈閉；B—地層圈閉第6頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月各類圈閉內(nèi)油氣聚集的可能模式（以滲濾作用為例）第7頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成

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)生了一個向下的流體勢梯度，致使油在圈閉中向上運移同時把水向下排替直到束縛水飽和度為止。單一背斜圈閉中的油氣聚集和油氣藏第8頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）油氣聚集的過程探討油氣進入圈閉的方式、狀態(tài)及在圈閉內(nèi)所發(fā)生的各種物理、化學(xué)作用。包含：充注、混合和富集等三個過程。1、充注過程充注：油氣不斷進入圈閉內(nèi)儲存空間的過程。根據(jù)流體運移原理，油氣總是首先進入滲透率最高、排替壓力最低的儲集層部分。隨著油氣的不斷充注，在烴柱壓力作用下，逐漸向孔滲條件差的部分?jǐn)U展，從而使圈閉儲層中的含烴飽和度不斷增加。因儲層的非均質(zhì)性與充注時間、空間的差異性，引起油氣組分和化合物在圈閉內(nèi)分布的非均質(zhì)性。第9頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第10頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）側(cè)向充注沿儲集層方向的充注。先進入的油氣成熟度低，后進入者成熟度高?！勺匪萦蜌獾某渥⒎较蚝陀驮磪^(qū)。（2）垂向充注垂直于儲層方向的油氣充注。油氣先進入高孔滲段，后進入低孔滲段，造成圈閉內(nèi)油氣的成熟度在垂向上存在差異：高孔滲段飽和烴含量高，非烴和瀝青質(zhì)含量卻較低。（3）充注方式探討在同一油源、地質(zhì)條件相對穩(wěn)定時，油氣的充注是一個帶有幕式特征的連續(xù)過程。第11頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第12頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2、混合過程油氣在空間上存在的差異性，如何消除這些差異？——混合過程。W.A.England(1989，1990)認(rèn)為，圈閉中油氣發(fā)生混合的機制，主要是：密度差混合、濃度差混合及熱對流混合作用，并以前兩種為主。第13頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月3、富集過程隨著油氣不斷向圈閉中充注，在重力、擴散和熱對流的混合作用下，油氣在圈閉中不停運動，同時不斷富集起來。這一過程主要表現(xiàn)在以下三個方面：油氣把水從儲集層頂部不斷向下排替；油－水界面逐漸向下移動；油氣中的壓力不斷增加。隨著油氣的充注，烴柱的高度和壓力也不斷增加，不僅加快了富集過程，也使油氣不斷向儲層低孔滲段擴展，含油（氣）飽和度不斷增加，直到束縛水飽和度為止。第14頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月油氣在靜水條件下進入單一的背斜圈閉時，首先在最高部位聚集起來，較晚進入的依次由較高的向較低的部位聚集，一直到充滿整個圈閉為止。油、氣、水按密度分異，氣居上，油居中，水在底下。若再有油經(jīng)過時，就通過溢出點向上傾方向溢出；但對天然氣則不同，由于氣比油輕，它可以繼續(xù)進入圈閉，并排替原被石油所占據(jù)的那部分儲集空間，這一過程一直進行到圈閉的整個容積完全被天然氣所占據(jù)為止。至此，對于單一圈閉來說，油氣聚集的過程已完全。單一背斜圈閉中的油氣聚集和油氣藏（一）單一圈閉油氣聚集第15頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成

對于具有溢出點的非背斜圈閉，油氣聚集過程與背斜圈閉基本上是一致的。李明誠認(rèn)為，當(dāng)上覆蓋層只有毛細(xì)管封閉時，在油氣聚集過程中滲濾和排替作用都可能存在。在油氣聚集的初期，水是可以通過上覆親水蓋層而發(fā)生滲流的；當(dāng)油氣聚集到一定程度之后，水就很難通過上覆蓋層則主要是被油氣排替到圈閉的下方。如果蓋層是異常高壓封閉，則無論是什么情況水都不能通過上覆蓋層而發(fā)生滲流。第16頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成（二）系列圈閉中的油氣聚集原理

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。其適應(yīng)條件是圈閉的益出點要依次抬高，蓋層的封閉能力較好。如果在運移的主方向上，存在一系列蓋層封閉能力差的巖性圈閉，則可能產(chǎn)生另一種形式的差異聚集，有人稱為差異滲漏原理。第17頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成１．油氣差異聚集原理

在相連的系列背斜圈閉中的油氣聚集圖格索（Gussow，1953）認(rèn)為：（1）靜水條件下，

（2）如果在油氣運移的主方向上存在一系列溢出點自下傾方向向上傾方向遞升的圈閉，

（3）蓋層封閉能力足夠大時（4）油氣源情況第18頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成

聚集過程：油氣首先進入運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)谝粋€圈閉Ⅰ被油氣充滿時，繼續(xù)進入的氣可以通過排替作用（氣排油）在圈閉中聚集，直到整個圈閉被氣充滿為止，而排出的油通過溢出點向上傾的圈閉Ⅱ中聚集；

若油氣源充足，上述過程相繼在圈閉Ⅲ及更高的圈閉中發(fā)生；若油氣源不足時，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。聚集結(jié)果：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)榧冇筒亍蜌獠亍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。第19頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成

差異聚集實例：加拿大阿爾伯達盆地的瑞姆彼—圣.阿爾伯達線狀礁帶。第20頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月差異聚集與烴源巖演化關(guān)系的關(guān)系第六章油氣藏的形成第21頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成２．差異滲漏原理

地層圈閉系列中的差異聚集如果在運移的主方向上，存在一系列蓋層封閉能力差的巖性圈閉。第22頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成如果有足夠的油氣補給，氣還可以從第二個圈閉中逸出進入第三個圈閉，使第二圈閉中也只剩下油。滲濾差異油氣聚集過程：

油氣進入最下部第一個圈閉后，氣在頂部油在下面，當(dāng)不斷進入的油氣其浮力超過上覆蓋層的封閉能力時，頂部的氣首先逸出，向上運移到第二個圈閉，使第一個圈閉中只剩下油。第23頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月滲濾差異聚集結(jié)果：油藏在儲集層下傾部位靠近盆地生油中心，向上變?yōu)橛蜌獠?，最上遠(yuǎn)離盆地中心的部位為氣藏，形成自上傾方向的空圈閉向下傾方向變?yōu)榧儦獠亍蜌獠亍冇筒氐挠蜌夥植继卣?，正好與背斜圈閉的差異聚集規(guī)律相反。第六章油氣藏的形成第24頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月油田滲濾差異聚集實例第六章油氣藏的形成第25頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成§2油氣藏形成的條件

油氣藏必須具備的兩個條件是油氣和圈閉。而油氣在由分散到集中形成油氣藏的過程中，受到各種因素的作用，要形成儲量豐富的油氣藏，而且保存下來，主要取決于生油層、儲集層、蓋層、運移、圈閉和保存六個條件。歸納起來油氣藏形成的基本條件有以下幾個方面：第26頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成一、油氣源條件

--------充足的油氣源“物質(zhì)基礎(chǔ)”盆地中油氣源是油氣藏形成的首要條件，油氣源的豐富程度從根本上控制著油氣資源的規(guī)模，決定著油氣藏的數(shù)量和大??；油氣源的性質(zhì)決定著烴類資源的種類、油藏與氣藏的比例；油氣源形成的中心區(qū)控制著油氣藏的分布。因此，油氣源條件是油氣藏形成的前提。而衡量油氣源豐富程度的具體標(biāo)志，是生油（成烴）坳陷的好壞。第27頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成

成烴坳陷：是指地質(zhì)歷史時期曾經(jīng)是廣闊的有利于有機質(zhì)大量繁殖和保存的封閉或半封閉的沉積區(qū)；成熟烴源巖有機質(zhì)豐度高，體積大，并能提供充足的油氣源，形成具有工業(yè)價值的油氣聚集。

成烴坳陷在不同類型的盆地中有不同的分布形式，這與盆地的演化模式有關(guān)。第28頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成平面上,可以位于盆地中央地帶（松遼盆地）可以偏于盆地一側(cè)（酒西盆地）有多個成烴坳陷（渤海灣盆地）成烴坳陷與油氣分布關(guān)系圖第29頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成

縱向上，由于盆地演化的不同，烴源巖的分布在單一旋回盆地中只能有一套，在多旋回盆地中常發(fā)育多套烴源巖，但主力烴源巖常常只有一個。成烴坳陷的位置也可以是繼承性的，也可以是非繼承性的，在不同的階段位置產(chǎn)生遷移或完全改變。只有研究盆地的演化史，進行旋回分析和沉積相分析，才能把握成烴坳陷的發(fā)育和遷移規(guī)律，有效地指導(dǎo)油氣勘探。1、烴源巖的數(shù)量：取決于烴源巖的面積（分布范圍）和厚度。

衡量指標(biāo)----烴源巖的數(shù)量與質(zhì)量第30頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成

2、烴源巖的質(zhì)量

并非所有的沉積盆地都有成烴拗陷，當(dāng)盆地內(nèi)拗陷區(qū)一直處于補償或過補償狀態(tài)時，難以形成有利的成烴環(huán)境，或油氣潛量極低，屬于非成烴拗陷。因此，一個拗陷是否具備成烴條件，還要對烴源巖有機質(zhì)豐度、類型、成熟度、排烴效率來進行評價。通過定量計算成烴潛量、產(chǎn)烴率來確定盆地的總資源量，從而評價油氣源的充足程度。只有具豐富油氣資源的盆地，才能形成大型油氣藏。第31頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月二、良好的儲集層

例如：陜甘寧盆地的T3y，“井井見油，井井不流”，其中一個很重要的原因就是儲層物性太差。三、有利的生儲蓋組合

生儲蓋組合：是指烴源層、儲集層、蓋層三者的組合型式。

有利的生儲蓋組合：是指三者在時、空上配置恰當(dāng)，有良好的輸導(dǎo)層，使烴源層生成的油氣能及時地運移到儲集層聚集；蓋層的質(zhì)量和厚度能確保油氣不致于散失。

第32頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成

1、生儲蓋組合類型（組合方式劃分）

溝通烴源層和儲集層的通道有三種基本形式：孔隙—裂縫系統(tǒng)，不整合面系統(tǒng)和斷裂系統(tǒng)。根據(jù)生、儲層在時間和空間上的分布和接觸關(guān)系，可將生儲蓋組合分為兩大類：連續(xù)的或相鄰的生儲蓋組合、不連續(xù)的或間斷的生儲蓋組合。第33頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成

（1）連續(xù)的生儲蓋組合

連續(xù)的生儲蓋組合是三者存在于連續(xù)沉積的地層單位中，生儲層直接接觸，以孔隙或孔隙—裂縫系為輸導(dǎo)油氣的通道。根據(jù)接觸方式可進一步分為：面接觸，包括上覆式、下伏式、互層式；帶接觸，也稱側(cè)變式或指狀交叉式；體接觸，也稱封閉式或透鏡式。生儲蓋組合分類模式圖蓋層；2.儲集層；3.烴源層；4.斷層；5.不整合第34頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成

不連續(xù)生儲蓋組合生儲層在時間上是不連續(xù)的，在空間上可以直接接觸，也可以是分隔的，但兩者的連接通道為不整合面或斷層面?？煞譃椴徽闲蜕鷥ιw組合和斷裂型生儲蓋組合。

（2）不連續(xù)的生儲蓋組合生儲蓋組合分類模式圖蓋層；2.儲集層；3.烴源層；4.斷層；5.不整合第35頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成

在實際情況下，單一型式的生儲蓋組合往往很局限，輸導(dǎo)油氣的能力也有限，而更多的是多種型式聯(lián)合形成復(fù)合的輸導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，因此，復(fù)合型的生儲蓋組合對大型油氣藏的形成更為有利。我國酒西盆地前山背斜帶油氣藏的形成即為復(fù)合型輸導(dǎo)油氣的結(jié)果。酒西盆地前山背斜帶剖面油氣運移方向示意圖第36頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成

2、生儲蓋組合的評價

輸導(dǎo)層的型式及其性能對輸導(dǎo)能力起著重要作用。一般來說，烴源層和儲集層直接接觸面積越大，通道暢通，輸導(dǎo)能力就越大，反之，輸導(dǎo)能力越差。互層式、指狀交叉式較上覆、下伏式輸導(dǎo)能力強，透鏡式雖接觸面積廣，但明顯受儲集體大小的限制。不連續(xù)的生儲蓋組合型式中，生、儲層雖未接觸，但斷裂面、不整合面往往輸導(dǎo)能力強，在時空上把生、儲層連接起來，尤其是不整合面，對油氣的運聚起到重要的作用。第37頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第38頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月組合特點最好較好較差組合型式互層式指狀交叉式不整合式復(fù)合式上覆式下伏式側(cè)變式斷裂式儲集體較大的透鏡式儲集體較小的透鏡型和距離較遠(yuǎn)的側(cè)變式生油層總厚及單層生油層的連續(xù)厚度總厚度大，單層厚度在30-50米左右總厚度較大，單層厚度在50-200米左右總厚度小，或總厚度雖大但為連續(xù)巨厚的生油層砂巖百分率20%～60%地帶與油源區(qū)的關(guān)系分布在油源區(qū)內(nèi)，或緊靠油源區(qū)分布在油源區(qū)附近，或不太遠(yuǎn)的地帶分布在油源區(qū)以外較遠(yuǎn)地帶第六章油氣藏的形成

生儲蓋組合是否有利主要是看是否具有最佳的排烴效率，它與組合型式、烴源層的單層厚度和砂巖百分率有關(guān)。單層厚度在30～50m的烴源層排烴效率較高，而砂巖百分率適當(dāng)?shù)膮^(qū)帶則有利于油氣由烴源層排入儲集層進入二次運移。從以上三個方面對生儲蓋組合定性評價可歸納為表。生儲蓋組合定性評價簡表第39頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成

四、大容積有效圈閉條件

圈閉是油氣運移的“歸宿”，圈閉的規(guī)模決定了油氣藏的規(guī)模和數(shù)量，其所處的空間位置和形成時間決定了其捕捉油氣的機率，而圈閉的密封程度和水動力條件決定了油氣的聚集條件，這些都決定了圈閉是否為有效圈閉。

有效圈閉：是指在具有油氣來源的前提下，能聚集并保存油氣的圈閉。它必須具備圈閉容積大、圈閉距源區(qū)近、圈閉形成時間早、圈閉的閉合度高、圈閉的封閉條件好、保存較好特征。

第40頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成

1、圈閉容積大

圈閉容積大小是決定能否形成大型油氣藏的前提。圈閉容積大小，由閉合面積、閉合高度、儲集層有效厚度和有效孔隙度等參數(shù)決定。它與圈閉的類型，儲層特性等有關(guān)。

在一個油氣田的含油面積內(nèi)圈閉的有效容積，可以是由單一狀儲集層圈閉的容積；也可以是由相互連通的儲集體內(nèi)形成巨大的容積；也可以由多個圈閉（可以是同一類型，也可以是不同類型）在垂向上疊合，或連片疊合而形成的。要成為大油氣藏（田），必須擁有巨大的圈閉容積，這是一個先決條件。

第41頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成2、圈閉距源區(qū)近

（1）空間位置上距源區(qū)近；（2）與烴源層之間有良好的輸導(dǎo)通道，圈閉位于油氣運移的路線上。第42頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成3、圈閉形成時間早

所渭圈閉形成時間早，是指圈閉形成時間不晚于大規(guī)模生、排烴期。這是一個動態(tài)條件，它不僅要研究圈閉的形成時期，而且要了解區(qū)域性大規(guī)模成烴、排烴期。只有在大規(guī)模成烴、排烴期之前或同時形成的圈閉，才有利于油氣的聚集。

圈閉形成時間通?？捎梅治雠璧貥?gòu)造演化史，編制古構(gòu)造圖的方法來確定。大規(guī)模區(qū)域排烴時間可以通過以下幾個方面來確定：1.烴源巖的生烴高峰期和主要排烴期基本一致。2.巖石的成巖后生變化，往往是控制儲層次生孔隙發(fā)育時期，這個時期也是排烴的時期。3.盆地中構(gòu)造運動，形成許多背斜構(gòu)造以及斷裂、不整合面等，往往成為油氣運移的通道，是區(qū)域性油氣運移的時期。第43頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月確定圈閉形成時間順序的示意剖面圖

（據(jù)Levorson，1954）

1.a上覆泥巖沉積后形成的尖滅型巖性圈閉；2.b－c之間造成不整合的構(gòu)造變動形成的斷層圈閉；3.c沉積后形成的不整合面下的不整合圈閉；4.其上蓋層沉積后形成的透鏡型巖性圈閉；5-7是背斜圈閉，是在e沉積后經(jīng)褶皺形成的。

對于構(gòu)造圈閉，特別是背斜圈閉形成時間的確定，目前常用編制構(gòu)造發(fā)育圖——一種常用的古構(gòu)造研究法，確定它的開始、發(fā)育和定型的主要時期。

第44頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成

酒西盆地前山背斜帶油氣藏，通過古構(gòu)造圖分析，背斜帶中鴨兒峽、老君廟、石油溝等構(gòu)造在中新世早期已經(jīng)形成，此時烴源巖也正處于生烴、排烴高峰期，由青西凹陷運移出來的油氣聚集于此形成一系列背斜油田，而處于鴨兒峽西北邊的青草灣構(gòu)造，則形成于最后一期構(gòu)造運動（第三紀(jì)末），盡管臨近生油凹陷，也未能捕捉到油氣。酒泉西部盆地構(gòu)造單元及油氣田分布示意圖第45頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成4、圈閉的閉合度高

當(dāng)在儲集層中有水動力作用時，油水界面將發(fā)生傾斜，其傾斜度與水壓梯度和流體密度差有關(guān)。相同水壓條件下，氣水界面傾角小于油水界面的傾角，油（氣）水界面的高差大于圈閉的閉合高時，原來存在的圈閉將無法封閉住油氣；另外，若閉合高小于油水過渡帶，則圈閉不能產(chǎn)出純油，完全被油水過渡帶充滿。因此，圈閉閉合高度要大于油水界面兩端高差或油水過渡帶的厚度，是有效圈閉的條件之一。平緩背斜型水動力油氣藏第46頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成5、圈閉的封閉條件好

儲層上方蓋層的封閉條件是圈閉是否存在的關(guān)鍵，若蓋層的封閉條件差，則很難聚集保存大油氣藏，尤其是氣藏。蓋層的封閉性往往由蓋層的排替壓力來確定，可用蓋層可封閉的最大油柱高度來衡量，它代表蓋層的最大封閉能力。

Zo·（ρw-ρo)g=2γ(1/ｒt-1/ｒp)/（ρw-ρo)g

當(dāng)Zo＞h時，則油氣能充滿整個圈閉；

Zo＜h時，則油氣只能充滿圈閉的上面一部分，再注入的油氣將通過蓋層逸散，圈閉的有效性將遭到破壞。

第47頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成四、保存條件

已經(jīng)聚集形成的油氣藏，是否能夠完整的保存下來，是油氣藏存在與否的重要前提，在漫長的地質(zhì)歷史中，油氣藏將遭受不同程度的破壞，使油氣散失、氧化或產(chǎn)生再分布，形成新的油氣藏。因此，必要的保存條件是油氣藏形成后得以保存下來的關(guān)鍵。

從以上四方面分析可見，要形成大型的油氣藏并保存下來，必須具備的基本條件是充足的油氣源，良好的儲集層和有利的生儲蓋組合條件，有效的圈閉及必要的保存條件。第48頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成

§3

油氣藏的破壞與再分布

油氣藏的破壞和油氣再分布：是指已經(jīng)處在物理、化學(xué)上的穩(wěn)定性和平衡狀態(tài)的油氣藏在各種地質(zhì)、物理、化學(xué)因素的作用下，油氣圈閉或油氣本身的物理化學(xué)穩(wěn)定性遭到部分或全部破壞，致使油氣在新的條件下發(fā)生再運移和再聚集的過程。

油氣藏破壞的結(jié)果使油氣部分或全部散失，因各種微生物降解或氧化作用產(chǎn)生變質(zhì)，失去工業(yè)價值；油氣再分布的結(jié)果使原來較大的油氣藏分散成若干小油氣藏，或者若干小油氣藏富集成一個較大的油氣藏。第49頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第50頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月引起油氣藏破壞的因素第51頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成一、地質(zhì)因素引起的油氣藏破壞和再分布

地殼運動往往使地層抬升，產(chǎn)生一系列斷層，有的還伴隨強烈的巖漿活動，使原有的油氣藏圈閉改變或油氣藏遭受侵蝕。

1、地殼運動可使儲集層不均勻抬升，致使原來的圈閉溢出點升高，容積變小，使油氣藏中的油氣溢出向上傾方向運移，散失或再聚集形成新的油氣藏。

2、地殼運動使油氣藏整體抬升的結(jié)果，一方面造成圈閉蓋層遭受侵蝕，殘留厚度減小，封閉性變差；另一方面由于油層抬升，油氣藏壓力下降，溶解氣溢出，將石油排劑出圈閉，原來的油氣藏變成氣藏。儲集層不均勻抬升使油氣再分布示意圖第52頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成

3、地殼運動產(chǎn)生一系列的斷裂活動，它是油氣藏破壞和再分布的主要因素。斷裂活動往往使油氣沿著開啟的斷裂系統(tǒng)大量流失，油氣藏遭受破壞；或使油氣在不同儲層間進行再分布。其結(jié)果使單一富集的油層，分解成若干個油氣藏，也有可能使多油層的油氣向主力油層富集。兩種不同類型的斷層對油氣再分布示意圖1.油；2.礦巖層；3.泥層（隔層）4、巖漿活動常使油氣藏遭受破壞，高溫的巖漿侵入油氣藏能使油氣裂解、變質(zhì)，或油氣藏變成氣藏。

第53頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成二、水動力條件的改變對油氣藏的破壞

水動力的作用能使油、氣、水界面發(fā)生傾斜，水動力強弱的變化能使圈閉的大小和位置產(chǎn)生變化，甚至致使原有圈閉消失，油氣藏遭受破壞。水流運動的過程中，在油與水接觸帶上水可以把石油中比較容易溶解的組分帶走，形成瀝青墊，油藏變小，但也可使瀝青墊以上的油藏免遭破壞。

第54頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成

三、生物化學(xué)作用、熱變質(zhì)作用對油氣性質(zhì)的改變

氧化變質(zhì)：是指原油在低溫低壓條件下，因氧化和微生物降解，使輕組分大量消耗，重組分不斷增加，成為稠油或瀝青類礦物的演化過程。其結(jié)果是使油氣藏油質(zhì)變差，降低工業(yè)價值。

氧化作用主要是游離氧氣，溶解氧氣和氧化物與烴類作用使油變質(zhì)，如油層遭受剝蝕形成瀝青塞，水動力的作用使油水接觸帶形成瀝青墊均屬氧化作用，后者也稱水洗作用。1、氧化變質(zhì)第55頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成

微生物降解作用是油氣藏內(nèi)烴類在微生物的作用下，原油輕組分逐漸減少，重組分相對增加，最后形成重質(zhì)油的作用。

拜萊（N.J.L.Bailey）等實驗表明，微生物對烴的降解由易到難的順序是：烷烴環(huán)烷烴芳烴甾、萜烷。因此，隨著降解作用的增強，原油的烷烴，特別是正構(gòu)烷烴含量變低，而多環(huán)和復(fù)合環(huán)烷烴、芳烴、N、S、O的重雜原子化合物變多，旋光性增強。威利斯頓盆地密西西比系密森峽谷段原油飽和烴的氣相色譜圖第56頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成

2、熱變質(zhì)作用

原油的熱變質(zhì)作用：是指油氣藏中原油在熱力作用下向降低自由能，具有更高化學(xué)穩(wěn)定性方向變化的過程。其結(jié)果是使原油中高分子組成通過聚合形成瀝青類礦物，而較大部分烴類向低碳數(shù)烷烴和甲烷方向演化。這是因為油氣中的烴類熱演化與自然界的物質(zhì)一樣，都是朝著自由能不斷降低穩(wěn)定性增高的方向發(fā)展。第57頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成

對于烴類來說，在常壓下，其自由能和溫度的關(guān)系：1.烷烴的自由能隨碳數(shù)增加而增大，甲烷的自由能最低、穩(wěn)定性最高；2.碳數(shù)相同（C6）的烴類，自由能由大到小的次序為：芳烴＞環(huán)烷烴＞烷烴；3.芳香烴與環(huán)烷烴、烷烴的自由能大小次序，在低—中溫條件下（小于250～300℃），芳烴＞環(huán)烷烴＞烷烴；而在高溫條件下（大于250～300℃），環(huán)烷烴＞烷烴＞芳烴。油氣藏中熱演化變質(zhì)作用都是在低—中溫條件下進行的，因此，烷烴最穩(wěn)定，環(huán)烷烴次之，芳烴穩(wěn)定性差；4.芳烴的穩(wěn)定性多環(huán)比單環(huán)高。

因此，烴類熱演化變質(zhì)作用的方向是①芳烴向環(huán)烷烴，再向烷烴直至甲烷方向進行；②縮合反應(yīng)。結(jié)果，芳烴縮合產(chǎn)物—多環(huán)稠合的含N、S、O化合物，變?yōu)楣腆w析出，成為儲層瀝青，而烷烴化和甲烷化的結(jié)果將使液態(tài)原油變輕，成為輕質(zhì)凝析油直至甲烷氣。

第58頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成§4

含油氣系統(tǒng)概述

油氣藏的形成和分布是地質(zhì)歷史長期發(fā)展的綜合結(jié)果，是盆地演化的產(chǎn)物，是生、儲、蓋層和生、運、聚等靜動態(tài)多種因素共同作用有機配合形成的。為了更實際地分析油氣藏的形成作用，1972年美國石油地質(zhì)學(xué)家W.G.Dow在丹佛舉行的AAPG年會上首次將“系統(tǒng)”一詞用于石油地質(zhì)及地質(zhì)力學(xué)中，1980年法國石油地質(zhì)學(xué)家Perrondon率先提出含油氣系統(tǒng)的概念，1987年美國石油地質(zhì)學(xué)家L.B.Magoon將要素一詞用于含油氣系統(tǒng)的概念，并于1991年AAPG年會上與Dow主持了一個主題為“含油氣系統(tǒng)：源巖到圈閉”的討論會，對含油氣系統(tǒng)的概念進行重新修正，并討論了含油氣系統(tǒng)的研究內(nèi)容及分類，近年來，這一新概念正在被普遍接受和廣泛應(yīng)用。第59頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成

一、含油氣系統(tǒng)的概念

活躍的烴源巖是指現(xiàn)在也許已不再活躍或者說已消耗殆盡，而地質(zhì)歷史中曾經(jīng)活躍的油氣源巖。

含油氣系統(tǒng)被定義為是一個自然的系統(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(zhì)要素及作用?！坝蜌狻币辉~，包括下列高度聚集的任何烴類物質(zhì)賦存于常規(guī)儲層、天然氣水合物、致密儲集層、裂縫性頁巖和煤層中的熱成因及生物成因的天然氣；儲集在硅質(zhì)碎屑巖、碳酸鹽巖中的凝析油、原油、重油及固態(tài)瀝青。地質(zhì)要素包括油氣源巖、儲集巖、蓋層及上覆巖層這些靜態(tài)因素。而地質(zhì)作用則包括圈閉的形成及烴類的生成、運移和聚集這一發(fā)展過程。“系統(tǒng)”一詞描述相互依存的各地質(zhì)要素和地質(zhì)作用，這些地質(zhì)要素和作用組成了形成油氣藏的功能單元。這些基本要素和作用必須有適當(dāng)?shù)臅r空配置，才能使源巖中的有機質(zhì)轉(zhuǎn)化為油氣，進而形成油氣藏。第60頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成二、分級與命名

Magoon根據(jù)生油洼陷生油并形成聚集的可靠性可將含油氣系統(tǒng)分為三個級別：已知（?。⒓俣ǎ?）和推測（？）?？煽啃缘燃墝嶋H上是一個油源可靠性問題，它指明了一個油氣藏中的油氣源于某一成熟源巖的可靠程度。已知的含油氣系統(tǒng)（?。河蜌獠刂械挠蜌馀c源巖之間的地球化學(xué)指標(biāo)具良好的可比性；假想的含油氣系統(tǒng)（*）：地化資料可確定源巖，但油氣藏中的油氣與源巖之間不具可比性；推測的含油氣系統(tǒng)（？）：源巖和油氣藏都是根據(jù)地球物理資料來推測的。

對其命名則是以生油巖的名稱、儲集巖名稱再加上上述符號表示所確定的級別。如塔里木盆地庫車坳陷侏羅—第三系(!)油氣系統(tǒng)、吐哈盆地臺北凹陷西山窯組—西山窯組、三間房組(!)油氣系統(tǒng)等。

第61頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月三、含油氣系統(tǒng)的研究內(nèi)容

含油氣系統(tǒng)有其特定的區(qū)域、地層展布及時間范圍，可用來描述的圖表有四種：含油氣系統(tǒng)的埋藏史曲線圖；含油氣系統(tǒng)在關(guān)鍵時刻的平面展布圖和剖面圖；含油氣系統(tǒng)事件表。

第六章油氣藏的形成第62頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成１、關(guān)鍵時刻

Deer—bear(*)含油氣系統(tǒng)埋藏史圖

關(guān)鍵時刻（也稱臨界時刻）是指含油氣系統(tǒng)中大部分油氣生成—運移—聚集的時間。它以地層的埋藏史曲線圖為依據(jù)，計算時溫指數(shù)(TTI值)可顯示大部分烴類的生成時間，從地質(zhì)角度看，油氣的運移和聚集發(fā)生在短暫的時間段內(nèi)，它通常在源巖處于最大埋深稍晚的時刻即為關(guān)鍵時刻。

圖為Deer-Boar含油氣系統(tǒng)的埋藏史曲線圖，Deer頁巖為源巖，Boar砂巖為儲集巖，George頁巖為蓋層，而Deer頁巖以上的巖石均為上覆巖層。圖中顯示了源巖在二疊紀(jì)的距今260Ma時進入生油窗，最大埋深為距今255Ma，關(guān)鍵時刻是距今250Ma，油氣生成、運移、聚集的時間從260—240Ma，這也就是含油氣系統(tǒng)的時間。第63頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成

2、含油氣系統(tǒng)展布范圍

Deer—bear(*)在關(guān)鍵時刻的區(qū)域展布圖

關(guān)鍵時刻的含油氣系統(tǒng)，其區(qū)域展布范圍由活躍烴源巖及所有來自該源巖的常規(guī)和非常規(guī)油、氣藏、油氣顯示的界線所圈定。

圖為Deer-Boar含油氣系統(tǒng)在關(guān)鍵時刻古生代末期的平面圖，位于生油、氣窗之內(nèi)的為活躍烴源巖，其外為未成熟的烴源巖，含油氣系統(tǒng)的區(qū)域展布范圍由一條線來圈定，這條線圈定了活躍烴源巖及所有有關(guān)的已發(fā)現(xiàn)的油氣顯示。第64頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成

3、基本要素

Deer—bear(*)含油氣系統(tǒng)在關(guān)鍵時刻的地層展布圖

含油氣系統(tǒng)的基本要素包括源巖、儲集巖、蓋層及上覆巖層。源巖、儲集巖、蓋層是含油氣系統(tǒng)存在的最基本要素，上覆巖層除了提供源巖成熟所需負(fù)荷之外，還對下伏巖層中運移通道及圈閉的幾何形態(tài)產(chǎn)生明顯的影響。

圖為含油氣系統(tǒng)在關(guān)鍵時刻的橫切剖面圖，圖中顯示了Deer-Boar含油氣系統(tǒng)的地層展布及關(guān)鍵時刻的源巖、儲集巖、蓋層及上覆巖層等基本要互的空間關(guān)系。生油窗頂之下的源巖為活躍生油巖，之上為未成熟生油巖，油氣賦存于儲集巖中，上面有蓋層起封閉作用。第65頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章油氣藏的形成

4、持續(xù)時間Deer—bear(*)含油氣系統(tǒng)時間圖

持續(xù)時間是指形成一個含油氣系統(tǒng)所需的時間。如果源巖是沉積的最初要素，且源巖成熟所需的上覆巖層是最后要素，那么最初和最后要素之間的時間差就是該含油氣系統(tǒng)的持續(xù)時間。

Deer-Boar含油氣系統(tǒng)事件表中，上部四種事件記錄了幾個基本要素的地層沉積時間，接下兩