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1、第四章 圈闭与油气藏 内容提要 圈闭是储集层中能够阻止油气继续向前运移,并在其中聚集和保存的一种场所,是通过储、盖层与一定的遮挡条件在三维空间的构架形成的。当圈闭中聚集了一定数量的油气之后,就形成了油气藏。本章首先介绍了圈闭和油气藏的概念和度量参数,以圈闭的遮挡条件成因为主,将圈闭分为:构造、地层、岩性、水动力四个大类。然后结合大量实例,说明依次每一种主要圈闭的形成机制。1 概述一圈闭和油气藏的概念 1圈闭圈闭是地下储集层中能够阻止油气继续向前运移,并且在其中聚集起来的一种场所。(它实际上只是表明其中能够有油气,但无论其中是否有油气,都可以称为圈闭)圈闭的形成必须具有三个必要条件:(1)储集层

2、 (2)盖层 (3)一定的遮挡条件(封闭条件)。而遮挡条件的形成,即可以是背斜,也可以是断层、不整合或岩石的物性变化引起。这样,当组成圈闭的这三部分配合良好时,其中的储集层便处于上方或四周被不渗透岩层所包围或阻隔的状态。一旦油气通过这里,它便能够起到捕获油气的作用,从而在其中形成油气聚集。 2油气藏当圈闭中聚集了一定数量的油气之后,就形成了油气藏(油藏、气藏)。其定义为:油气藏是单一圈闭内具有独立压力系统和统一油水(气水)界面的油气聚集,是地壳中最基本的油气聚集单位。不具备以上两个条件,即使位于同一面积上的油气聚集也不能看作是同一油气藏。 由此可见,圈闭是油气藏形成的不可缺少的基本条件。同时,

3、圈闭的类型还决定着油气藏的类型及其勘探方法;圈闭的位置和埋藏深度是设计井位和井深的依据;圈闭容积的大小又直接影响其中油气的可能储量多少。这正是石油地质工作者十分重视寻找和研究圈闭的原因。二圈闭和油气藏的度量参数1圈闭的度量参数 在评价一个圈闭时,它的规模或大小是一个很重要的因素,可以用圈闭的有效容积来评价。它主要决定于闭合面积、闭合度、储集层的有效厚度和有效孔隙度的分布等。(V=SH)这里重点介绍闭合度和闭合面积。当圈闭中容纳的流体量达到了最大容积,液体开始向外溢出时,最先从圈闭中溢出的点称为该圈闭的溢出点;从圈闭的最高点到溢出点之间的高度差,称为闭合度或闭合高;通过溢出点所在构造等高线所圈定

4、的闭合区面积,称为这一圈闭的闭合面积。2油气藏的度量参数(1)油气柱高度是油气藏顶点到油(气)水界面之间的高度差(油藏高度+气顶高度=油气藏高度)是指示油气藏大小的一个重要参数。(2)含油边界和含油面积油水界面和油层顶、底面的交线称为含油边界。(顶部交线称为外含油边界,底部交线称为内含油边界)气藏也与它相同。如果油气柱高度小于油层厚度时,则含油内边界就不存在。由油藏外含油边界(外边缘)所圈定的面积称含油面积。(3)气顶和油环气总是位于圈闭最高部位气顶;油居于水和气之间,在平面上呈环带状分布称油环。(4)边水和底水位于油(气)藏外含油边界以外的水边水;位于外含油边界以内从下面承托着油(气)的水底

5、水;三圈闭和油气藏的分类分类的现状自然界存在着许许多多、各种各样的圈闭,目前全世界已经开发的油气藏约有几万个。如何从如此众多而又复杂多样的油气藏中寻找它们的共性,进行类型划分,从而为有关进一步发现和勘探油气服务,是石油地质学的一项十分重要的任务。据不完全统计,有关圈闭和油气藏的分类方案已有50多种,可大致归纳为三种分法:(1)形态分类 布罗德的分类过去在我国流传很广,以储集层的形态为根据,将油气藏划分为层状、块状和不规则状。(2)成因分类 以莱复生分类为代表,从圈闭的成因分出构造、地层和复合圈闭。(3)混合分类分类的原则准确性:应该充分反映各圈闭类型之间的区别和联系;概括性:即:每一个类别都要

6、包括尽可能多的圈闭和油气藏;总的分类能基本上包括目前世界已经发现的油气藏;实用性: 即分类能很好的指导油气勘探开发实践,寻找新的油气藏,并且便于学习应用。典型分类方案介绍现有的教科书上(陈荣书,1994;张厚福、张万选,1989),主要的分类的依据基本上是成因分类,但在对由于地层不整合与岩性两种因素引起的圈闭能否统归为“地层圈闭”,目前不仅在科学研究上,还是在油气生产中,仍有一定争议。西北大学分类方案(1979,1989)有两个基本特点:一是以遮挡的成因进行分类;二是将地层不整合与岩性因素引起的圈闭分开,因为二者成因上还是有一定差别的。2 构造圈闭由于地壳运动促使储集层变形和变位而形成的圈闭称

7、构造圈闭;其中形成的油气藏称为构造油气藏。包括背斜、断层和刺穿接触三个亚类。一背斜圈闭背斜圈闭形成于背斜构造内。它的封闭机制是:上方为非渗透性盖层或压力盖层,下方为水体或非渗透层联合形成封闭。其闭合面积即为通过溢出点的构造等高线所圈定的闭合区,油柱高度主要决定于背斜圈闭的闭合度和上覆岩层的封盖能力。因为油气柱最大高度不可能超过圈闭闭合度或盖层封盖能力所允许的高度。表41 本教材采用的圈闭分类方案大类亚类类型示意图大类亚类类型示意图构 造 圈 闭背 斜 圈 闭褶皱背斜圈闭岩 性 圈 闭原生岩性圈闭透镜状岩性圈闭与基底隆起有关的背斜圈闭上倾尖灭状岩性圈闭生长断层与逆牵引背斜圈闭不规则状岩性圈闭与底

8、辟作用有关的背斜圈闭次生岩性圈闭与淋滤、溶解及交代作用有关的圈闭与古地形突起和差异压实有关的背斜圈闭裂缝型圈闭断层圈闭正断层圈闭水 动 力 圈 闭单独的水动力圈闭逆断层圈闭与其它因素有关的水动力圈闭与单斜有关的水动力油气藏刺穿接触圈闭与构造鼻、挠曲有关的水动力油气藏地 层 圈 闭不整合面以下的地层圈闭与地层产状有关的地层圈闭古潜山圈闭不整合面以上的地层圈闭与地层超覆有关的地层圈闭背斜的形态多种多样,但从圈闭的成因来看,主要可分为以下几类:褶皱背斜圈闭主要是在压应力作用下挤压形成,在褶皱区较为多见,背斜长轴方向一般与区域构造线平行。这种背斜圈闭一般两翼倾角较大,不对称(倾角不等),靠近褶皱山脉一

9、侧比另一侧倾角要缓(小),闭合高度较大,但闭合面积一般不是很大,常常有逆断层与之相伴生。酒泉西部盆地老君庙油田和前苏联乌克蒂尔气田可以作为其中代表(图43、44)。在酒西盆地南侧祁连山山前地带,从西向东南分布有鸭儿峡、老君庙、石油沟等一系列背斜构造,其中以老君庙背斜产油最丰。老君庙油田为一不对称短轴背斜,构造轴向105,东西长约7Km,南北宽约3Km,闭合度约800m,北翼为一逆断层遮挡,南翼为边水封闭。受构造高部位放射性断层的影响,南翼油水边界参差不齐,含油层位为上第三系白杨河组,分K、L、M三套油层组,其间均为泥岩所分隔。L油层组为油田的主力油层,岩性为桔红色钙质中细粉砂岩夹红色泥岩,油层

10、有效厚度11.9m,有效孔隙度23%,有效渗透率38.510-3236.910-3m2,含油饱和度77%,为层状孔隙型油层,油层深度790m,原始地层压力9.585MPa,压力系数约1.18。乌克蒂尔气田位于俄罗斯地台东北部与乌拉尔地槽的过渡带上,发现于1964年,储集层主要是二叠系的碳酸盐岩,气层有效厚度170m,含气面积356Km2,天然气最终可采储量5009亿m3,凝析油1.8亿吨。气田为南北向的不对称背斜,长85Km,宽35Km,构造两翼东缓西陡,西翼发育一大型逆断层,构造闭合度1500m。产层为高孔-渗性碳酸盐岩与很致密的岩石呈交互层状,存在多种类型的孔隙,另外在褶皱的顶部和西翼产层

11、还十分发育裂缝。与基底隆起作用有关的背斜圈闭沉积基底具有刚性半刚性性质,形成断裂以后,由于各基底断层上升的幅度不一样,使上覆地层发育为背斜构造。通常紧挨着基底的地层弯曲较明显,有时可见基底断层的继承性发育,向上则地层弯曲逐渐趋于平缓,直至消失。当这些背斜呈带分布时,则称背斜带或长垣。大庆长垣即是如此,它构成了大庆油田的主体。这种成因的圈闭与褶皱成因的背斜相比,具有两翼倾角较小,断层较小,闭合度小,但闭合面积大的特征。由于这类背斜一般形成时间,面积大,故常可成为极其有利的油气聚集场所。大庆的喇嘛甸(图44)和萨尔图等油田,四川的威远气田,就是以这类圈闭为主形成的。大庆喇嘛甸油田为具气顶的短轴不对

12、称背斜,储层为白垩系中部含油组合,属青山口组、姚家组和嫩江组,含油气层段厚390m,自上而下包括萨尔图(、)、葡萄花(、)及高台子(、)油层组,储层岩性以长石砂岩为主,颗粒分选中等,以点接触式胶结为主,盖层为与砂岩互层的泥岩。油层有效厚度72m,有效孔隙度一般为23.726.7%,有效渗透率为10010-3m250010-3m2,油气水的分布主要受构造控制,流体垂向上的分异明显,具有统一的油气界面和油水界面。生长断层与逆牵引背斜圈闭断层逆牵引是常出现在同生正断层下降盘的一种重力下跌构造。逆牵引背斜多为小型宽缓不对称短轴背斜,临近断层一翼陡,远离断层一翼缓,平面上轴线与断层线近于平行,常沿断层成

13、串珠状分布。逆牵引构造幅度由浅向深处增大。高点线距断层0.51.5km,且向深处偏移。偏移轨迹大体与断层面平行。国外三角洲沉积发育地区这种类型油气藏更为集中。如美国的墨西哥湾盆地和尼日尔三角洲沉积中。我国渤海湾盆地胜坨永安镇逆牵引背斜油气聚集带位于济阳坳陷东营凹陷北部,受胜北、永北两条渐新世强烈活动的断层所控制,形成了5个逆牵引背斜。图45中的胜坨沙二段(E3s2)油藏为一个面积大、幅度广的逆牵引背斜油气藏。与底辟作用有关的背斜圈闭底辟作用指地壳深部的某些物质以塑性或流体状态(具流变性)从深部向浅部的侵入和刺穿,因此引起负载层的褶皱变形形成底辟构造。研究说明 某些岩层在地应力的作用下将象流体或

14、粘性固体一样流动。这些岩层主要是盐岩(与其伴生的石膏)和粘土岩(特别是高压粘土岩)。通常称之为底辟核。如果底辟物质没有刺穿围岩,其顶部形态与围岩保持一致,上方岩层形成为背斜。底辟的生长是盐岩或粘土岩在高温、高压下塑性变形的结果。另外塑性变形还取决于外力,后者可是沉积负荷差、密度差或构造应力引起。对于重力盐丘来说,它的发育必须具备三个基本条件:一是盐的密度必须低于上覆沉积物的密度;二是盐层要有足够的厚度;三是盐层以上的负荷压力分布不均匀或者是盐层表面有足够大的起伏。另外,由于盐丘的上拱作用,在背斜的顶部往往伴生有正断层。江汉盆地王场油田就是一个盐背斜。王场油田位于潜江凹陷北部,该构造是一NWSE

15、向的长轴背斜,由上向下两翼倾角变陡,储集层为下第三系潜江组,物性浅层好,深层差,如潜一段孔隙度2328.5%,渗透率为188010-3m2,潜四段孔隙度则为1420%,渗透率1910-315610-3m2。地层水矿化度高达280320g/L,反映与岩盐关系紧密。研究表明,该背斜是由于潜四段下的盐岩因塑性上拱形成的。与古地形突起和差异压实作用有关的背斜在古侵蚀面上常常存在各种古地形突起,在地壳下陷接受沉积时,起初只在突起周围的低洼地带接受沉积,后期因填平补齐作用,突起部位才开始接受沉积,但因沉积较薄,而周围沉积逐渐加厚,且逐层、逐次地向突起方向超覆。由于突起与其周围地区的沉积厚度不同,沉积负荷悬

16、殊,在突起顶部沉积物薄,压实程度小,而周围沉积物较厚,可压实程度大,引起二者之间的差异压实作用,结果在突起处的上覆岩层中,形成了背斜构造,通常称为披盖构造。披盖构造常可直接反映下伏古地形突起的分布范围和起伏,但它的闭合度总小于古地形突起的高度,随着地层向上构造幅度递减直至消失,地层倾角向上也逐渐变小,构成所谓“顶薄翼厚”的现象。济阳坳陷的埕北油气田即以此类圈闭为主(图4-7)。二断层圈闭储集层沿上倾方向被断层切割,并被另一侧的不渗透层或断层泥遮挡形成的圈闭,即为断层圈闭。但是,断层即可作为油气聚集的遮挡,同时也可作为油气运移的通道。因此,断层形成圈闭是有一定条件的。断层的封闭性评价一般应从以下

17、四个方面加以分析:1断裂带的封闭性力学性质上,压性和压扭性断层,断面较紧密,常具封闭性而张性断层相反。断层面倾角较缓,使上盘紧贴下盘,断裂破碎带变窄,增强其封闭性;断开地层岩石较软时,可产生大量断层泥,阻塞断裂带;. 断裂带中流体的活动,也可影响封闭性。如循环的地下水中溶解物质的沉淀可使破裂带胶结,或者是沿破裂带运移的石油,经氧化形成固体沥青,将堵塞运移通道使之具有封闭性质。2断层两盘的岩性组合及配置关系主要有以下三种基本形式:储层向上倾方向与断层另一盘的泥质岩等非渗透性层接触,最为普遍。流动泥岩遮挡:即未压实和半塑性泥岩在断裂过程中沿断层面流动,并被挤入下伏砂岩储集层,填满砂粒孔隙空间,形成

18、一个天然泥饼,从而在储集层和砂岩之间以断层接触时,亦能形成圈闭(图4-8)。上倾方向为渗透性较储层差的可渗透岩石,二者之间存在排替压力差,也可封闭一部分油气。3断层与储集层的平面组合关系断层圈闭的形成,或者是由一个弯曲的断层与单斜层相切;或者由互相交叉的断层,在储层上方形成遮挡,即所谓断鼻构造;有的也可以是由几条断层将一地层从四周切开成一个孤立断块,形成圈闭。它们的共性是,在平面上必须是断层线与储集层等高线构成闭合状态才能形成圈闭。4断层的活动历史一般来说,当断层处于活动时期时有利于油气等流体从中通过,而当断层处于停止时期时,其封闭性相应增强,是否开启还取决于很多因素的制约。由于以上诸多原因,

19、同一条断层在分布的不同地区、不同深度及其发展的不同时期,其封闭性都可能十分不同。因此,必须对每个断层进行全面的具体研究,才能正确判断其封闭性。正断层圈闭.少数圈闭分布在断层的下降盘,此种情况多出现在地层倾向与断层面倾向相同的正向正断层中,此时储集层沿上倾方向与上升盘非渗透性地层相接触。.常见的情况是位于反向正断层(地层倾向与断层倾向相反)上升盘中的圈闭,由于这种圈闭在剖面上形似屋脊,人们形象地称之为屋脊断层,分正常式和抬斜式。正常式是区域单斜层或局部构造被反向正断层所切割形成,抬斜式屋脊断块的断层面与区域地层原本相同,只是由于断裂活动才使得夹持在两条断层之间的地层反向,在反向正断层上造成抬斜断

20、块断层向上消失后,岩层就恢复成区域倾斜。逆断层圈闭逆冲断层是指达到填图规模的收缩断层 (伦敦会议,1980,引自汤锡元,1986),既无倾角大小也没有滑动距离的限制(过去所谓逆掩断层Overthrast则含有高角度之意),同正断层一样,在逆断层中,圈闭和油气藏既可位于断面之下,也可位于断层面之上。克拉玛依油田位于发育有一系列上陡下缓逆断层的上、下部位,圈闭的成因多与这些逆断层有关(图4-10),形成油气田纵向迭置、横向连片的格局。1980s国内外掀起研究逆冲断层的热潮,因为在上掩的结晶岩之下,断层的下盘中可能有很新地层,为深部勘探开阔了视野,如美国落基山前陆地区,通过深部反射剖面,发现在前寒武

21、系变质岩之下,有许多古、中生代的油气藏,仅美国西部逆冲带就发现319个油气田,其中5个为大型油气田。三刺穿接触圈闭这类圈闭与前述地下柔流有关的背斜圈闭在成因上有很密切的联系。当柔性物质的上拱或火成岩的侵入,没有破坏上覆储集层的连续性,仅仅使其弯曲变形,则可形成背斜圈闭,如果这种上拱和侵入作用进一步发展,刺穿了上覆储集层,则可形成刺穿接触圈闭及有关油气藏。因此这两类油气藏在分布上常常相互伴随。在刺穿作用影响下,还可使它上方和周围产生许多断层,并且越接近核心部位,地层倾角越陡,错动也就越剧烈。刺穿体一般为圆柱体,因此与被刺穿地层的接触面为环形,在此环形面之下可以聚集油气,封闭性能较好(图4-11)

22、。罗马尼亚的莫立尼油田,属盐丘刺穿构造,这里因E3和N2的砂岩储层沿上倾方向被盐体遮挡而形成圈闭。3 地层圈闭地层圈闭是由于地层间的沉积间断或曾遭受剥蚀而形成不整合或区域假整合,位于其上方或下方的储集层被一套不渗透层所覆盖,并与不整合面一起构成的圈闭。显然这类油气藏与地层不整合密切相关,所以可把地层圈闭分为不整合面之下和不整合面之上两个亚类。地层油气藏有两个分布特点:在地台区及褶皱区都有分布,但以地台区为多,应是因地台区升降运动较为频繁,沉积间断较多之故;油气主要来自其上覆沉积的生油坳陷(较新),形成所谓“新生古储”现象。与断层圈闭一样,地层圈闭亦需考察其遮挡条件的可能性:不整合面的封闭性:如

23、大气水的淋滤作用等是否强烈;不整合面与储层的平面组合:构造等高线与不整合面构成闭合状态方可。一不整合面以下的地层圈闭主要可分两类:1与地层产状有关的油气藏这种圈闭主要与地层产状有关(赵重远,1988),地层可以是水平的、倾斜的、上拱的或下弯的,因此可分为背斜状、单斜状、水平状和向斜状四个小类。地层的地表接触部位被削蚀(剥蚀),其上有不整合所覆盖,因此,不整合面是这些圈闭的重要遮挡面,并且这类圈闭的遮挡面起伏或称古地形起伏可以是任意的,关键要看它与地层产状的配置关系。圈闭形态主要取决于地层产状,也正是这种形态决定着油气藏的形态和分布规律。在平面上,圈闭的形态是这四类潜伏构造的等高线与不整合面所围

24、成的封闭区域。此类圈闭的实例有:柴达木盆地尖北圈闭为背斜状圈闭;下辽河拗陷的西部斜坡上的曙光圈闭为单斜状圈闭;加拿大的埃平南温圈闭为水平圈闭;渤海坳陷的渤中1井区圈闭则为向斜状圈闭。2古潜山圈闭按照古地貌学的概念,潜山仅指侵蚀期后被新沉积物掩埋在地下的侵蚀残丘。但目前的含义已经扩大,无论是侵蚀还是构造成因的,或二者结合生成的一切被掩埋的古地形突起称为古潜山。这些潜山,由于地质时期曾经成为陆上或水下的古地形突起,在地表营力和地下水的作用下,经过风化、剥蚀和淋滤溶解,使古地形突起的岩石产生众多孔洞和裂隙,以后在地壳下沉接受沉积过程中,又被不渗透岩层以不整合覆盖,古地形突起周围的生油坳陷,可以向它不

25、断提供油源,从而使古潜山成为油气聚集的有利场所。构成潜山的岩石,常见的是碳酸盐岩、火成岩、变质岩,这些岩石的抗风化能力较强。潜山圈闭中,油气储存在紧邻不整合面以下的突起最高部位,下边有底水承托。油水界面、油气界面往往与地层层面斜交,而不受层面限制。在我国渤海湾盆地中、新生代地层下发现了许多潜山油气藏。冀中坳陷中的任邱油田可作为它们的代表(图4-12),任邱潜山由上震旦系奥陶系的碳酸盐岩组成,构造上为一个NE向的半背斜断块山,长30km宽7km。相对高差最大为1500 m,上边有四个局部高点,潜山经长时期的溶蚀和断裂作用,溶洞和裂缝极为发育。Es泥岩将它覆盖,即为它提供了圈闭条件,又为它提供了油

26、源。其主力产油层为震旦系雾迷山组白云岩,是典型的新生古储组合,很多单井的初试日产量都在1000m3/d以上。但由于储层分布的局限,其产量下滑也快。美国的潘汉斗(Panhandle)油气田也是著名的潜山型大油气田,潜山由前寒武系花岗岩组成,四周分布有花岗岩的风化产物长石砂岩,由花岗岩风化带、长石砂岩和上古生界的碳酸盐岩共同构成巨厚的块状储集层,其中含油气高度约400米。二不整合面以上的地层圈闭1与地层超覆有关的油气藏地壳的升降运动及其差异性,常可引起海水或湖水的大规模进退,水体进退的同时,伴随着由它携带的泥砂的沉积,反映在地层剖面上,就表现为超覆和退覆两种现象。地层超覆是经历一次剥蚀或沉积间断事

27、件之后,水体逐渐向陆地方向进展,相对某一固定点来讲,其水深越来越大,因此从横剖面上看,上覆层系都相继延伸到下伏地层边缘之外,即范围更广,而某一点上(柱状剖面图),由下向上沉积由粗变细。退覆则与它相反,二者构成一个完整的沉积旋回。不整合面之上的地层圈闭与各种成因的地层超覆有关,即储集层超覆于不整合面之上,其上又被连续不断的非渗透层所覆盖,从而形成圈闭。地层超覆可以是局部充填式,如古河谷中的充填超覆,其面积局限;也可以是区域性广泛超覆,如盆地斜坡地带的超覆,其面积可以很大,成因可以多种多样。陕甘宁盆地延长组顶部古河谷被J1f和J1y顶部的河流相沉积物所充填,其中的一些储层直接与不整合面接触(上为不

28、渗透层),从而形成地层圈闭。湖泊或海相地层超覆形成的圈闭一般分布在盆地的斜坡地区或隆起与坳陷间的翼部。如柴达木盆地马海气田即属于此类型,这里的湖相(E3)超覆在Pt地层上,构成了圈闭条件,气田本身形状在平面图上表现为一单斜层。4 岩性圈闭岩性圈闭是由于岩石的岩性或物性发生变化而形成的圈闭。由于原始沉积条件或成岩后生作用在不同地带是不同的,导致了这种岩性或物性的差异变化。按照岩性圈闭成因可分为原生岩性圈闭及次生岩性圈闭。原生岩性圈闭由岩石沉积时的岩性、物性变化形成,次生岩性圈闭则是岩石在成岩期间或成岩以后发生的化学、物理化学或物理学等作用而引起其岩性、物性变化形成的。一原生岩性圈闭1透镜状岩性圈

29、闭这类圈闭形成于各种成因的透镜状储集层中,其四周皆为不渗透或渗透性不好的岩层所围限,常见的有泥质岩中的砂岩透镜体油气藏。透镜状岩性油气藏的规模一般不大,它与周围的界限有些是清晰的,有些是渐变的,油气在其中可以充满整个储集层,也可以只占据其上部。透镜状砂岩体一般与河流、浊流、沿岸流和三角洲沉积体系有关。 与河流有关的透镜体砂岩圈闭主要分布在河道中心线两侧,特别是河曲的内侧。 浊流透镜体砂岩则是沿着浊流水道分布,后者多发育在盆地或坳陷的斜坡地带或沉积中心地区。 岸边沙坝透镜体砂岩沿着古海(湖)岸线分布,在古隆起的斜坡地带(因流速减缓而沉积)通常有发现。 与三角洲及水下冲积扇有关的透镜体砂岩体主要分

30、布在三角洲或水下扇的前缘较深部位,形态明显为扇形,有时不明显而成席状,均可形成圈闭。2上倾尖灭状岩性圈闭由于储集层沿上倾方向尖灭或渗透性变差而形成的圈闭。其中油气聚集的上倾边缘一般即为储集层的尖灭线或相变线,下倾方向为底水所限。上倾尖灭圈闭一般分布在盆地(坳陷、凹陷、向斜)的斜坡地带,但在隆起、潜山、生长背斜的翼部,即古地形的斜坡地带均可能出现。它即可形成于砂泥岩地层之中,也可形成于碳酸岩地层中(灰岩尖灭于泥岩之中)。3生物礁圈闭生物礁是指由珊瑚、层孔虫、苔藓虫、藻类、古杯类等造礁生物组成的、原地埋藏的碳酸盐岩建造。研究发现寒武纪以前到近代的各地层中都有生物礁发育。根据其形态及其与陆地的关系分

31、为:边礁、堤礁、环礁和台礁等。由泻湖向海洋方向的沉积相分别为:后礁相:灰岩、云岩、砂岩、红页岩和硬石膏(蒸发岩系统,盖层)礁 核:碳酸盐岩(储层)前礁相:石灰岩、砂岩及生物礁碎屑(储层)盆地相:灰黑色石灰岩和页岩(生油层)从油气藏形成条件分析以礁核带和前礁相最为有利。一是因为这两个带具有丰富的油气来源,除本身具有良好的生油条件外,大量的油气可以从其相邻的盆地相中运移来;二是储集性能良好,原生孔隙和次生溶洞都很发育。 世界上礁型油气藏以储量大、产量高著称。据统计,日产量曾达万吨以上的十口井中,有四口属礁型油气藏;又因生物礁常常在一定的古地理背景上成群成带分布,因此可构成巨大的含油气带。比较著名有

32、墨西哥的黄金巷礁灰岩中的油气田,1920s曾因开发本油田而使全国的石油产量跃居为世界第三位。目前在加拿大西部阿尔伯达盆地、美国的二叠盆地、前苏联乌拉尔拗陷山前坳陷、墨西湾盆地、中东的波斯湾盆地等,都已发现了丰富的生物礁油气藏。二次生岩性圈闭1970s中期以来,人们发现许多油气田储集层的孔隙是次生的,特别是在一些相当致密的地层中,原本没有或仅有很少量孔隙,只是后来在其它因素作用下形成了次生孔隙构成岩性圈闭,因此称它为次生岩性圈闭。这类圈闭不仅存在于碳酸盐岩地层中,而且在碎屑岩、火山岩地层中也发育。形成次生孔隙的原因是各种情况下的溶滤作用、交代作用及破裂作用。前二者所形成的孔隙难以分开,故将其形成

33、的次生岩性圈闭统称为溶滤交代型岩性圈闭,而把主要由破裂作用形成的岩性圈闭称作裂缝型岩性圈闭。1溶蚀交代型岩性圈闭溶滤交代型次生岩性圈闭的形成主要受岩石的成分和结构(岩石是否易溶)、地层水的性质和数量所控制。只要条件合适,在地层中就可以形成次生岩性圈闭。这类圈闭以碳酸盐岩中与白云岩化和溶蚀作用有关的最为重要,其储集体大多呈不规则透镜型。美国俄亥俄州及印第安纳州的利玛一印第安纳油气田的特伦顿灰岩(中奥陶统)油气藏(图4- )就是一例。该油气田横跨辛辛那提和芬德莱隆起,长达250km,最大宽度为64km。油气藏分布在白云岩化和溶蚀形成的次生白云岩储集体中,具良好孔、渗性的次生白云岩体主要集中于不整合

34、面下特伦顿灰岩上部11m层段内,局部向下延伸的深度可达2030m。该层段内除白云岩孔隙外,还有大量溶蚀孔、洞,在整个油气田范围内具良好连通性,各地段油气丰富程度主要取决于它的孔、渗性。气分布在辛辛那提隆起最高部位的白云岩化和溶蚀孔隙体中。特伦顿灰岩之上为上奥陶统页岩覆盖,具有良好的封闭条件。2裂缝型圈闭关于裂缝型圈闭,有人主张将其归入构造圈闭类型,也有人认为应划归岩性圈闭中。考虑到这类圈闭之所以能储集油气是由于裂缝形成孔隙空间并且沟通粒间孔隙的结果,而裂缝形成的原因很多,它即可以与构造(褶皱、断裂)有关,也可以与岩石的压实脱水、重结晶作用有关。但是有一点可以明确:这些作用所形成的裂缝对于原生孔

35、隙系统来说都是次生的,故由其形成的圈闭也就应属于次生岩性圈闭的范畴。裂缝型圈闭可形成于页岩、泥岩、砂岩、碳酸盐岩及各种火成岩岩体中。西伯利亚油区的萨雷姆和普拉夫丁油田,曾经获得日产8000t轻质原油的高产记录,就是一个泥板岩中的裂缝型圈闭。四川的几十个气田也为这类圈闭,但平均孔隙度仅2%,平均渗透率小于1md,储集层的原生孔隙在成岩阶段经改造几已消失,目前所见孔隙多是后期构造运动形成的裂缝及顺其分布的溶蚀孔隙。显然裂缝愈发育,储渗体的连通性愈好,愈有利于圈闭的形成,而裂缝消失处就构成了圈闭的边界。因此这类圈闭的范围、大小是由裂缝的发育方向、密度和分布范围决定的。裂缝型油气藏一般有四个特点:油气藏常成块状,即储集空间因裂缝而相沟通,无裂缝则封闭;钻井常发生钻具放空、泥浆漏失和井喷现象;实验室测出的油层岩心渗透率与试井测得的油层实际渗透率相差悬殊,这是因为裂缝空间大多只能在地下保存;同一油气藏,不同井之间产量差别大(因裂缝分布不均匀造成)。5 水动力圈闭一形成机制 油、气、水都是流体,其运动规律遵守一般的流体力学基本原理:从油气高势区向低势区运移。只

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