储油层的类型

石油地质基础 第一节 石油和天然气的化学性质 本节将在油层物理部分介绍 第二节 石油、天然气的生成和运移 一、石油、天然气的生成 油、气的成因存在有机成因和无机成因两大派别 无机成因认为：石油和天然气是来自地球内部无机物质，或者是来自宇宙中的碳和氢元素，经过复杂的化学变化，形成了烃类。 有机生成认为：在长期的开采和利用油、气过程中发现绝大部分的油气田都分布于沉积岩中。油、气的化学成分于沉积岩中有机的化学成分有很多共同之处。而且在地史时期中生物广泛发展的阶段，相应沉积岩中的油、气就愈丰富。这些事实说明了油、气是有机生成的。 的物质基础 油、气是有机物质在适当的地质条件环境下，经过生物化学和物理化学作用生成的。有机物质是生成油、气的物质基础。 （ 1）有机物质的来源 有机物质就是指生活在地球上的生物的遗体。很多生物繁殖速度非常惊人，如一个在显微镜下才能见到的细菌，在适宜的条件下， 24小时内就可以繁殖到 10的 36次方个后代，总重量等于 1017吨。沉积岩中含有大量的古生物，它们就是生成石油和天然气的物质基础。 （ 2）可转变为油、气的有机物 主要包含有脂肪、蛋白质、碳水化合物、木质、树脂、蜡等。一般认为，除树脂和木质外，其他的成分都可以转变成油、气。 各类生物对油、气生成的意义也是不同的。一般而言，动物比植物有利，低等生物比高等生物有利。所以，许多生油层中常见的微生物古动物化石特别多，如介形虫、鞭毛虫、抱球虫、放射虫等。 然气转化的条件 （ 1）环境条件 有机质堆积和保存，需要生物的大量繁殖和周围缺氧还原的环境。自然界这种使生物大量繁殖，又有利于有机质堆积和保存的地理环境，是具有一定水体深度的浅海区、海湾和内陆湖泊。 为了确保有机质的不断堆积，并长期处于还原环境，还要求上述地区的地壳必须有一个长期持续的下降，并已堆积的沉积物能不断被新的沉积无所覆盖。 只有长期稳定下降地区，且沉积速度与下降速度相适应，才具有沉积厚度大，有机吧质丰富，并向石油转化的有利条件。 （ 2）物理化学条件 有机质转化成石油是一个复杂的生物化学和化学作用的过程。而促使这一过程发生的因素有细菌作用、温度作用、压力的作用、催化剂的作用等 。 有机质向石油转化的整个过程是在地壳不断下降，上覆沉积物不断加厚的地质背景下发生的。整个转化过程大致可分为3个阶段： 初期生气阶段 : 生物化学生气阶段； 生油生气阶段 : 热催化生油生气阶段； 热裂解生气阶段 : 热裂解生成凝析气阶段。 地壳中具备有生油条件的地层称为生油岩。生油岩是能够提供工业数量石油的岩层。 生油岩的岩相主要是浅海相、海湾相、泻湖相和半深水湖 深水湖的暗色泥质岩类和碳酸岩类。生油岩的主要岩性是泥岩、页岩、泥灰岩、灰岩、白云岩和生物灰岩等 二、 石油、天然气的运移 油气在地壳中的移动称为油气的运移。石油和天然气都是流体，其生成与聚集之处往往不是同地，刚刚生成的油气呈分散状态保存在地层之中，它必然有个运移过程，从而达到集中形成油气藏。根据油气运移与生油层的关系，可将油气运移分为初次运移和二次运移。 初次运移是指生油层中生成的油气向附近储集层中的运移。运移状态主要是成溶解状态的油气被水所携带而随水流动，动力是上覆岩层的压力，运移方向是以垂向运移为主，也可作侧向的运移。 二次运移是指生油层中生成的油气进入储层后的一切运移。它包括了油气在储层内部的运移，也包括了沿着断层通道从一个储层进入到另一个储层的运移。二次运移方式主要是成游离的相态以大片的油气相进行运移。运移的方向可以是垂向的，也可以是侧向的。总之，油气要通过最短的途径，由高压区向低压区进行移动。 第三节 储油层的类型 一、储油层的类型 储集层分为：碎屑岩类、碳酸盐岩类和其他岩类三种类型。 （ 1）碎屑岩储集层。 （ 2）碳酸盐岩类储集层 二、油气藏 地下岩层中聚集并储藏石油或天然气的场所，称为油气藏。 形成油气藏必须具备生、储、盖、运、圈等条件。 紧邻储集层的不渗透岩层，起阻止油气向上逸散的作用。通常泥质岩类、致密的石灰岩、石膏等不渗透岩层都可作为良好的盖层。 能阻挡油气继续运移，并能使油气聚集起来形成油气藏的地质场所称为圈闭。圈闭是由储集层、盖层、遮挡物三部分组成， 根据圈闭的成因，可把油气藏分为构造油气藏，地层油气藏和岩性油气藏等三种类型。 田 是指受局部构造（或岩性、地层）单位所控制的同一面积范围内的油、气藏的总和。 油藏中的石油和天然气是按密度分布的，天然气最轻，充满油层的最顶部，故称为气顶。由于各油藏的油层压力和油、气的组分不同，有的油藏有气顶，而有的油藏没有气顶。 含水边界 、 含气边界和油水过度带 油、气、水在储油构造中，顶部是天然气，中间是石油，下面是水。在气与油接触处和油与水的接触处，分别叫做油气界面和油水界面。 水和夹水层 在油藏最低处四周衬托着油藏的水叫边水，在油藏下面托着油藏底部的水叫底水。夹层水又叫层间水，是在油层和油层之间的纯水层。 第四节 地质构造 地质构造是指地质体（如沉积岩体、侵入岩体或矿体）本身所具有的形态特征。它是由地壳运动形成的。 由于地壳运动所引起的岩层变形和变位均称为构造变动。由重力、流水和冰川等外力所引起的岩层变化和变位均称为非构造变动。 构造变动按其变动形式可分为两类：褶皱和断裂变动，又称 褶皱构造 和 断裂构造 。这二者之间有着密切的联系，往往是同时存在和相伴而生的。 一、岩层 水平岩层是指岩层在成岩之后，未遭受显著的地壳运动影响，或者虽在长期的地质历史时间内，经过或多次地壳构造运动，但仍然保持着原来的产状。 一般认为倾斜度不超过 5 的岩层叫水平岩层。 岩层在地表的部分叫露头，天然出露的露头叫天然露头，经人工或机械挖掘出来的岩层叫人工露头。 沉积岩在成岩过程中或成岩之后，由于地壳运动的影响，使岩层发生倾斜，岩层的层面和不平面就有一定的交角。一套岩层的倾斜方向和倾斜交角角度如果都基本一致，这样的岩层称为单斜岩层 岩层的产状是岩层在空间的产出状态。表示岩层产状的几何要素。称为岩层的产状要素，包括：走向、倾向和倾角。如图2 2。 岩层的厚度是指其顶面与底面之间的最短距离。顶面和底面之间的铅垂距离叫铅垂厚度。水平岩层的厚度与其铅垂厚度是相等的，倾斜岩层厚度永远小于其铅垂厚度。 二、褶皱构造 水平岩层在地壳运动过程中构造应力的作用下，形成波状弯曲但未丧失其连续完整性，这样的构造称为褶皱构造。 褶皱构造在地壳上是最常见的一种地质构造形态，它的基本单位是褶曲。褶曲是褶皱构造中的一个弯曲，两个或两个以上的褶曲组成褶皱。 褶曲可分为背斜褶曲和向斜褶曲。 （ 1）背斜褶曲 岩层向上拱起，核部是较老的地层，两翼由较新的地层组成，同时两翼新岩层对称重复出现在较老的岩层两侧，两翼地层产状相背倾斜。 （ 2）向斜褶曲 岩层向下弯曲，核部是较新的地层，两翼是较老的地层组成，同时两翼较老的地层对称重复出现在较新的地层两侧，两翼地层产状相向倾斜。 三、断裂构造 当岩层所受的力超过了岩石的强度，岩石的连续性和完整性遭受破坏而断开或错动的现象叫断裂。岩石发生断裂后形成的地质构造叫断裂构造。 根据沿断裂面两侧岩体有无明显位移，将断裂构造分为裂缝和断层 。 断裂面两侧岩体无明显位移，将该断裂构造称为裂缝。 裂缝的分类 按裂缝的成因分，有构造裂缝和非构造裂缝。 按裂缝的力学性质分，有张裂缝和剪裂缝。 按裂缝产状与岩层产状的关系分，有走向裂缝、倾向裂缝和斜交裂缝。 沿着断裂面两侧岩体发生明显位移的地质构造叫断层。断层的规模有大有小，小的只断开几米，大断层长度可达千公里。 （ 1）断层要素 构成断层构造的各个部分及表明断层空间位置饿要素叫断层要素。 1）断层面 断开的两部分岩体发生相对位移的破裂面叫断层面。 2）断层线 在地面上断层面与地面的交线叫断层线。 地下断层的断层线是断面与水平面的交线。 油田构造图上的断层线是断层面与油层层面的交线。 3）断盘 断层面两侧相对位移的岩体叫断盘。倾斜断层断层面以上的岩体叫上盘，断层面以下的岩体叫下盘。沿断层面相对上升的岩体叫上升盘，沿断层面相对下降的岩体叫下降盘（见图 2 4） 4）断距 断层两盘相对移动的距离叫断距。 （ 2）断层的分类 断层分为正断层、逆断层和平移断层三种类型 1）正断层 上盘相对下降，下盘上升的断层叫正断层 2) 逆断层 上盘相对上升，下盘下降的断层叫逆断层 3）平移断层 两盘沿水平方向平移的断层叫平移断层 四、构造单元 油气藏不是孤立存在的，它们往往是成群、成组或成带地组合在一起，构成较大一级的油气聚集单元（即油气聚集带）。 油气田又可共生组成更大一级的油气聚集单元（油气聚集带）。油气聚集带又有规律地分布在含油气区或含油气盆地内。把油气盆地作为一个整体 , 作为油气生成、运移和聚集的基本地质单元，再进一步划分其构造单元，便于分别分析于研究。 世界上的油气田都受着区域地质条件的控制，并分为在一定的地区之内，通常把这些地区叫含油气盆地。为此可把含油气盆地理解为：在一定的地质历史时期内，受同一构造格局控制的，具有共同发展历史的统一沉降区。 含油气构造单元的划分，是建立在地质、物探和钻井资料综合分析的基础上，充分考虑盆地内不同地区、不同时代地壳运动的基本特点进行的。对构造单元的划分及命名，目前虽尚未完全统一，但多数人把含油气盆地作为单元整体，根据其内部基底于盖层的各种特征，可分为若干个一级构造单元（隆起和坳陷）在坳陷内部又可再分出若干个亚一级构造单元（凸起和凹陷）。在凹陷内还可以进一步分出二级构造单元（二级构造带和洼陷），在二级构造单元的基础上再分为三级构造单元。在一个盆地中，大型含油气盆地内构造单元的具体划分 (1)一级构造单元 在含油气盆地内，一般都存在着若干个区域性的隆起、坳陷和斜坡。它们是含油气盆地中的一级构造单元。 (2)亚一级级构造单元 凹陷和凸起是在坳陷内划分出来的次一级构造单元。 (3)二级构造单元 洼陷和二级构造带是同时在凹陷的基础上发展起来的次一级构造单元，是相对于二级构造带长期下沉的负向构造单元，并为二级构造带所分割。其中心长期下沉接受沉积，地层发育完整，往往构成生油中心。 (4)三级构造单元 三级构造单元是指局部构造，是在二级构造带的基础上发展起来的。一个二级构造带往往有多个三级构造。 (5)含