第七章-油气聚集单元与分布

,讲述含油气盆地、油气聚集带和油气田的概念与主要分类，油气分布特征及其控制因素。,第七章油气聚集单元与分布第一节含油气盆地第二节油气聚集带第三节油气田第四节油气分布及其控制因素,油气藏是油气聚集的基本地质单元含油气盆地发生油气生成、运移、聚集等石油地质作用的基本地质单元油气聚集带勘探施工评价的重要地质单元油气田是开发建设主要地质单元,第一节含油气盆地,一、概念盆地含油气盆地二、主要分类.基于盆地几何学方面参数分类.基于盆地形成地质时间.基于沉积作用和盆地形成时间关系分类.基于沉降速率和沉积速率关系分类.基于盆地下伏地壳性质分类.基于大地构造位置分类.基于盆地形成的区域性应力条件分类,第一节含油气盆地,一、概念盆地：地壳上具有相同或相似发育特征的相对沉陷的区域性构造单元，简言之，地壳上相对沉陷的区域性单元。含油气盆地：含有工业价值油气田（藏）的盆地。,第一节含油气盆地,二、主要分类1.盆地几何学参数（1）面积超巨型盆地（100万km2）巨型盆地（50100万km2）大型盆地（1050万km2）中型盆地（110万km2）小型盆地（1万km2）（2）平面形态圆形盆地椭圆形盆地长条形盆地三角形盆地多边形盆地（3）剖面形态对称性盆地非对称性盆地,盆地的简单形态分类(据Chapman,1976),第一节含油气盆地,边,边,2.盆地形成地质时间太古代盆地元古代盆地古生代盆地中生代盆地新生代盆地3.沉积作用和盆地形成时间关系先成盆地（地貌盆地）：盆地基底在沉积物充填前就是地貌上的相对负向单元。同生盆地（狭义的沉积盆地）：盆地的沉陷作用与其中沉积作用同时的盆地。必要特征是有边缘沉积相。次生盆地（构造盆地）：盆地沉积物形成后由于构造作用形成的盆地。4.沉降速率和沉积速率关系欠补偿盆地补偿盆地过补偿盆地,5.盆地下伏地壳性质陆壳盆地过渡性地壳盆地洋壳盆地6.大地构造位置（1）固定论分类克拉通盆地山前盆地山间盆地（2）板块构造分类与分离型边缘有关的盆地与会聚型边缘有关的盆地与走滑型边缘有关的盆地板块内部的盆地,7.盆地形成的区域性应力条件（地球动力学）拉张性盆地挤压性盆地走滑性盆地,断层动力学模式和盆地形成(主应力轴123)(据刘和甫，1983),第一节含油气盆地,（1）拉张性盆地：最重要的产油盆地，盆地形成往往与岩石圈减薄、破裂有关,第一节含油气盆地,内陆裂谷盆地内陆拗陷盆地大陆边缘盆地陆间裂谷盆地新生洋盆,（2）挤压性盆地：主要发育在汇聚型板块边界及周围，压性构造（逆冲断裂带、推覆体、挤压断块、不对称背斜、压扭性构造等）发育。,第一节含油气盆地,前陆盆地山间盆地弧前盆地残留洋盆,（3）走滑性盆地,第一节含油气盆地,拉分盆地：发育于区域性走滑断裂带附近,一、概念受一定区域地质条件控制的油气田带（群），其中各油气田具有相似的构造、沉积和油气藏形成条件油气聚集带范围相当于盆地三级构造单元,第二节油气聚集带,二、分类3类9种,第二节油气聚集带,一、概念一定（连续）的产油气面积上油气藏的总和。该产油气面积可以是受单一的构造或地层因素所控制的地质单位，也可以是受多种因素所控制的复合折地质单位二、分类按控制产油气区的地质因素，将油气田分为3类9种：（1）构造型油气田：背斜型油气田、断层型油气田；（2）地层型油气田：不整合油气田、岩性油气田、礁型油气田；（3）复合型油气田：盐（泥）丘型复合油气田、礁型复合油气田、潜山型复合油气田、侧向叠合型复合油气田。,第三节油气田,第四节油气分布及其控制因素,世界上油气储量分布的明显不均一性;在早期，被认为是勘探程度不均一造成的，或是主要原因之一；近几十年来的勘探，使得油气分布不均一性成为普遍公认的事实。,第四节油气分布及其控制因素,油气在层位上分布特征油气在地域上分布特征油气在深度上分布特征油、气、煤分布的相关性控制油气分布的主要因素,一、油气在层位上分布特征,油气产出的地层年代范围很宽，自震旦系直到第四系都有产出。在某些盆地的变质基岩也能产出油气。石油以中、新生界为主；天然气则以中、古生界为主。,有代表性作者对大油气田层位分布统计,*左栏系1000108m3以上巨型气田（114个）的百分比，右栏为500108m3以上气田（306个）的百分比。,世界上大油气田探明原始储量以系为单位的分布,全世界已在70多个国家和地区发现油气田超过了40,000个。储量大于5109BOE的特大油气田有37个，占世界探明可采储量的51，巨型和特大型油气田(大于5108BOE)共约300个，占世界探明可采储量的80。此外，还有约1000个大油气田(大于0.55108BOE)，约占世界探明可采储量的15。占油气田总数的3.25的1300个大油气田，却占有已探明可采油气储量的95%。,二、油气在地域上分布特征,世界25个大油气盆地在地域和构造上分布,各油气盆地面积和石油储量分布,1、太平洋；2.南方大陆（冈瓦纳）带；3.北方大陆带；4.特提斯海带；5.大型含油盆地；6.中等含油盆地,世界油气盆地带及主要油气盆地分布略图,油、气按古纬度分布格局及随时代向北位移的模式图,1.油2.气,三、油气在深度上分布特征,石油储量的深度分布特征天然气储量的深度分布,大油田的石油储量深度分布,（一）石油储量的深度分布特征,油藏深度分布图,世界主要气田原始储量按深度分布表,前苏联主要气田原始储量按深度分布表,（二）天然气储量的深度分布,四、油、气、煤分布的相关性,（一）油、气、煤在时间上的相关性（二）油、气和煤在纬度上分布的相关性,天然气、石油和煤在不同时代地层中的分布图,（一）油、气、煤在时间上的相关性,石油与煤的时代分布有显著差别，但天然气与煤在时间上的分布较为密切,（二）油、气和煤在纬度上分布的相关性,均大多集中在北半球，但具有一定的差别：煤主要分布在北纬48-57(占煤储量的56)，其次为北纬36-48(占32)；而北纬24-36和60-70分别为以石油为主的和以天然气为主的油气聚集带和气油富集带。,五、控制油气分布的主要因素,从有机成烃说的观点出发，地壳中油气资源的存在和丰度，取决于成烃、成藏及保存诸因素的有机配合。地壳中这三方面具备最佳组合的盆地带，就成为油气最富集的盆地带；同样，在同一盆地带内，不同盆地的油气丰度，或是同一盆地内不同构造单元或油气聚集带内油气富集的程度，也要取决于这三个条件的有机配合。,五、控制油气分布的主要因素,关于成烃的若干问题控制盆地带油气富集的主要因素控制盆内油气富集的地质因素,（一）关于成烃的若干问题,1.烃源岩及原生油气藏存在的上、下限2.有效烃源岩的层位分布和成熟时间3.二次成烃问题,1.烃源岩及原生油气藏存在的上、下限原生油气藏:烃源岩及相邻近或一定距离储集层中，油气第一次聚集成的油气藏。动物可能出现、藻类大规模繁殖的时期（710亿前）作为烃源岩和原生油气藏可能存在的最早时期根据晚期成油说，有机质达到一定埋深和温度后才能大量成烃，一般最少要经历510Ma，长的可达几千万到几亿年,2.有效烃源岩的层位分布和成熟时间自10亿年前到第四纪都有可能存在烃源岩。有效烃源岩主要集中于6个地层段中：志留系；上泥盆统杜内阶；宾夕法尼亚系（C2）下二叠统；上侏罗统；中白垩统；渐新中新统。它们仅占显生宇时间的三分之一，但却形成占世界石油总储量的91.5%（或90%以上）。这些烃源岩成熟的时间，特别是古生代烃源岩中的一部分，可能在石炭纪三叠纪期间就已成熟，但绝大部分（包括部分古生代源岩）是在白垩纪以后，特别是第三纪以来才成熟的。几乎占世界油气原始储量的70%是在晚白垩世以后形成的，其中约50%是在渐新世以后形成并被圈闭的。,3.二次成烃问题二次成烃：烃源岩在二次沉降过程中的时、温效应达到的成熟度超过一次沉降时最大埋深曾达到的成熟度，由递增成熟度所生成的烃类（可以是油或气）。一次沉降时，烃源岩曾达到的成熟度可以是未成熟，也可以是成熟。一次沉降达到的成熟度低，递增的成熟度大，则二次成烃量也愈大。,哈西、迈阿乌德区上志留统烃源岩底界埋藏历史和烃源岩作用,1气态烃类产物2液态烃类产物,1.特提斯海及邻近地区盆地带油气富集的地质因素位于南北大陆之间的特提斯海区，自古生代以来，至少经历了三次以上大的张、合周期交替，形成多种有利的生、储、盖组合。该区虽然面积不大，但持续多旋回沉降，烃源岩的有效厚度大，成油效率和富集程度均较高，而且保存良好，因此，成为世界上油气资源，特别是石油资源最丰富的油气盆地带。石油储量占全世界总储量的68，天然气储量约占30左右。,（二）控制盆地带油气富集的主要因素,2.北方大陆带油气富集的主要因素北方大陆带位于北半球纬度较高部位，大部是在前寒武系基底之上形成的稳定沉积盆地，部分是在古生代褶皱基底上形成的中、新生代沉积盆地。海相古生代沉积厚度一般较薄，中、新生代以海相、海陆过渡相为主，且新生代沉积大多欠发育。沉积有机质以-、型和煤占优势,气型源岩比油型源岩更为发育，这是北方大陆盆地带天然气比石油更丰富的基本原因。,（二）控制盆地带油气富集的主要因素,1.成烃坳陷和油气聚集的关系2.含油岩系的层序及古环境3.三角洲、冲积扇、水下扇和深海扇等砂岩体与油气聚集,（三）控制盆内油气富集的地质因素,世界上有许多油气盆地都有蒸发岩，而且与油气聚集关系十分密切。,4.蒸发岩与油气聚集,文留油气田的构造剖面图,1.气藏；2.油气藏；3.膏盐层；4.聚气方向,江汉盆地渐新世早一中期(潜江组四段)盐湖沉积分布图,(a)潜江凹陷潜四油组沉积体系示意图；（b）潜江凹陷潜北组北西-南东向岩性剖面图；1.砂岩尖灭线；2.砂岩等厚线；3.膏岩；4.沉积物源；5.剥蚀区；6.断层；7.砂岩；8.泥岩；9.泥灰岩；10.油页岩；11.泥膏岩；12.岩盐；13.膏岩,北大港断层与油气运移和聚集的关系,5.断层与油气运移、聚集的关系,断层起通道作用是有条件的、有时限的，而起遮挡作用则更为经常、更为普遍,区域不整合数量增多，虽然含油组合的数量也相应增多(图7-30，a)，但储量集中度在超过三次不整合后明显降低(图7-30，b)。因此，对一个油气盆地来说，最早的烃源岩形成后，不整合次数不超过2-3次为宜。,区域不整合数与含油气组合数(a)及储量集中度(b)相关曲线图,6.不整合与油气聚集,7.枢纽带是油气富集的有利地带,所谓枢纽带：指由沉积岩系较薄的稳定区到沉积岩系巨厚的活动区之间的大斜坡上的厚度剧变带。也可以是指盆地内部隆起和坳陷之间斜坡上的过渡带。无论是区域性的巨大斜坡，或是盆地内部的斜坡，其枢纽带都是值得高度重视的找油领域。这是因为，枢纽带在活动性大的一侧，常是良好的生油深坳陷区，具有丰富的油源；而斜坡，特别是枢纽带附近，则常是巨大楔状沉积体明显减弱，分叉和尖灭地带，或者是不整合、超覆和岩相突变地带，有利于形成多种圈闭，是油气聚集的有利场所。,伏尔加-乌拉尔盆地不同时代油气田分布图,1盆地边界；2隆起边界；3油气带界线；4泥盆系大油气田分布带；5下石炭统大油气田分布带；6上石炭统大油气田分布带；7下二叠统大油气田分布带；8乌拉尔褶皱带；9大油田；10大气田,随着勘探技术的发展，地层圈闭、复合圈闭愈来愈多地被发现，但到目前为止，背斜圈闭油气藏和背斜型油气田、油气聚集带仍占有明显优势。背斜圈闭最明显的优势在于它能使其下储层形成众多楼房式的多油层圈闭，容易形成巨大圈闭容积。因此，背斜带，特别是面积巨大的背斜带有效匹配，是巨大油气聚集最常见的类型之一。综上所述，成烃作用的普遍性和大油气田成藏条件的苛刻性，是造成油气分布广泛性和不均一性的根本原因。,8.背斜构造与油气聚集带,思考题,1.简述含油气盆地的概念及其主要分类2.简述油气聚集带的概念及其主要分类3.简述油气田的基本概念及其主要分类4.简述油气的分布特征及其控制因素5.断层、不整合对油气运聚的作用,第七章油气聚集单元及分布,1.含油气系统2.盆地模拟3.非常规含气系统4.油气资源评价,几个重要的基本概念,一、含油气系统,一个自然的烃类流体系统，其中包含活跃的烃源岩、所有与其相关的石油和天然气以及形成油气聚集所必需的地质要素和作用。活跃烃源岩：包括目前可能已不再有效或已耗尽(油气已排出)的；油气：包括聚集在一起的：在常规油气田、气水合物、致密气田、裂缝性页岩和煤中发现的热成因与生物成因气；在自然界发现的凝析油、原油和沥青；系统：相互依存的并制约油气成藏的各种地质要素、作用及其组合关系。,1定义：PetroleumSystem,一、含油气系统,基本组成：地质要素和成藏作用地质要素：烃源岩、储集层、盖层和上覆岩层成藏作用：圈闭的形成和油气的生成运移聚集。这些要素及作用必须要有适当的时空配置，才能使其有机的关联；这些成藏作用有序的发生，最终形成油气聚集；这些基本要素和成藏作用存在与发生的地方就是含油气系统所在的位置。,2.组成,一、含油气系统,（1）确定证实一个含油气系统的存在的依据是有油气的存在，哪怕只有一股气或一滴油（体积小而丰度高）。一般而言，对任何地区，只要有富含有机质的岩层存在，且其被沉积埋藏到足以生成油气的深度，就应当存在含油气系统。（2）描述作为一个地质实体，含油气系统具有特定的地理、地层和时间范围，且可以用“四图一表”来加以较好的描述与说明。a.油气聚集统计表：以表格形式列出与某一特定含油气系统有关的所有油气聚集及其相关资料，它为质量平衡方程提供了数据，且是含油气系统评价的基础。,3.研究,b.埋藏史图：用以说明在特定地区的关键时刻、具体时间及基本地质要素，一般应包含地质时代与绝对年龄、岩性柱、岩层名称、深度、烃源岩、储集层、盖层、上覆岩系等项目，并在埋藏史曲线上标注生油窗项、生气窗项及油气系统形成的关健时刻。,DeerBoar（.）含油气系统的埋藏史图,C.剖面图：用以显示油气系统形成关键时刻时各基本要素的几何分布，限定了含油气系统的地层展布范围，一般应包括基底、上覆沉积盖层、边界断裂、构造起伏、烃源岩、储集层、盖层、上覆岩系、生油窗项、生气窗项、油气藏、埋藏史井位、油气系统的地理分布范围及地层展布范围。,DeerBoar（.）含油气系统在关键时刻（250Ma）的地质剖面图,d.平面图：在平面上勾绘含油气系统在关键时刻的地理分布范围，一般根据成熟烃源岩及产自该烃源岩的油气显示、油气苗和油气聚集的展布范围来加以圈定。,DeerBoar（.）含油气系统在关键时刻的平面分布图,e.含油气系统事件图：用以说明各基本要素和各成藏作用间的时间关系、含油气系统的保存时间及关键时刻等。,DeerBoar（.）含油气系统事件图,二、盆地模拟,BasinMode1ing：对沉积盆地内所有地质要素和作用过程进行定量模拟。具体地，在现代油气地质理论为指导，以计算机技术为主要手段，以一个独立的油气生聚单元为对象，基于油气地质的物理化学机理