油气成藏条件与过程-2PPT课件

1、油气成藏条件与过程评价油气成藏条件与过程评价-2刘成林刘成林12021/7/23提 纲l国内外进展国内外进展l油气成藏条件研究油气成藏条件研究l油气成藏机制油气成藏机制l实例分析实例分析22021/7/23三、油气成藏机制三、油气成藏机制1、油气运移、油气运移初次运移机制与动力学模式连续稳态初次运移机制连续稳态初次运移机制连续稳态初次运移：连续稳态初次运移：烃源岩中的超压流体通过孔隙和先存裂缝，以连续、烃源岩中的超压流体通过孔隙和先存裂缝，以连续、缓慢的渗流方式从泥页岩中排出过程缓慢的渗流方式从泥页岩中排出过程。油气从烃源岩层向储集层的运移成为初次运移油气从烃源岩层向储集层的运移成为初次运移油

2、润性网络连续油相油润性网络连续油相水溶相水溶相气溶于油相气溶于油相 油溶于气相油溶于气相 运移相态运移相态32021/7/23三、油气成藏机制三、油气成藏机制1、油气运移、油气运移初次运移机制与动力学模式泥泥/页岩天然水力破裂与幕式流体初次运移机制页岩天然水力破裂与幕式流体初次运移机制 幕式流体初次运移：幕式流体初次运移：在生烃过程中，源岩的孔隙流体压力达到地层破裂在生烃过程中，源岩的孔隙流体压力达到地层破裂压力，源岩发生破裂，流体压力，源岩发生破裂，流体(包括油、气、水包括油、气、水)以混相通过裂隙快速排出，以混相通过裂隙快速排出，即幕式排烃或微裂隙排烃。即幕式排烃或微裂隙排烃。自组织自组织

3、(Self-organization)? 自振荡自振荡(Self-oscillation)? 42021/7/23三、油气成藏机制三、油气成藏机制1、油气运移、油气运移初次运移机制与动力学模式u超压流体排放条件：压力系数1.96 或地层流体压力达到静岩压力的90% (Buhrig, et al., 1989; Roberts, et al., 1996; Holm, 1998)u排放周期：从100 年(Whelan et al., 1994)、100200年(Ghaith et al., 1990)到近1Ma (Roberts et al., 1995)天天然然水水力力破破裂裂机机理理5202

4、1/7/23三、油气成藏机制三、油气成藏机制1、油气运移、油气运移初次运移机制与动力学模式(1)源岩具有较高有机质丰度、较好源岩具有较高有机质丰度、较好有机质类型且孔隙度、渗透率较低，有机质类型且孔隙度、渗透率较低， 孔隙压力在生油带达到地层破裂压孔隙压力在生油带达到地层破裂压力力(图中图中) ，石油初次运移包括连，石油初次运移包括连续烃相运移和幕式混相运移两种机续烃相运移和幕式混相运移两种机制。源岩的生烃门限深度为制。源岩的生烃门限深度为2000m。在进入生烃门限以后，源岩的含烃在进入生烃门限以后，源岩的含烃饱和度不断增大，在饱和度不断增大，在TD1达到排烃门达到排烃门限，石油开始以连续烃相

5、进行初次限，石油开始以连续烃相进行初次运移。但由于源岩有机质丰度高、运移。但由于源岩有机质丰度高、类型好且源岩渗透率较低，源岩中类型好且源岩渗透率较低，源岩中生成的烃类体积明显超过通过孔隙生成的烃类体积明显超过通过孔隙排出的流体体积，排出的流体体积， 源岩的压力逐源岩的压力逐渐增大并在渐增大并在A点达到地层破裂压力。点达到地层破裂压力。而后，超压导致源岩破裂，烃类与而后，超压导致源岩破裂，烃类与地层水一起通过裂隙排出。地层水一起通过裂隙排出。 源岩及其初次运移分为三种类型源岩及其初次运移分为三种类型: 不同源岩生烃过程中压力的变不同源岩生烃过程中压力的变化及初次运移机制化及初次运移机制6202

6、1/7/23三、油气成藏机制三、油气成藏机制1、油气运移、油气运移烃源岩排烃动力学模式烃源岩排烃动力学模式超压主导型超压主导型 （1）互层与侧向指状式生储配置（渤海湾盆地沙三/四段烃源岩） （2）底辟作用（莺歌海盆地、大民屯凹陷荣胜堡洼陷） 断压双控机制（大民屯凹陷）断压双控机制（大民屯凹陷） （厚层烃源岩较高程度欠压实，储层常压） 构造主导型（黄河口凹陷东部郯庐断裂带）构造主导型（黄河口凹陷东部郯庐断裂带） （泥岩低幅度欠压实、储层常压）72021/7/232、输导体系、输导体系输导层输导层输导层是具有发育的孔隙、裂缝或孔洞等运移输导层是具有发育的孔隙、裂缝或孔洞等运移基基本空间的本空间的渗

7、透性地层渗透性地层q碎屑岩输导层：碎屑岩输导层：砂岩层、砾岩层等；砂岩层、砾岩层等；q碳酸盐岩输导层：碳酸盐岩输导层：受孔缝发育的控制。高孔渗相带、受孔缝发育的控制。高孔渗相带、 裂缝发育带和溶蚀孔缝发育裂缝发育带和溶蚀孔缝发育各种沉积环境形成的砂体是油气运移的重要通道各种沉积环境形成的砂体是油气运移的重要通道砂体输导体系的输导效率：砂体输导体系的输导效率：与砂体的孔渗性有关与砂体的孔渗性有关高孔渗性砂体是优势运移通道高孔渗性砂体是优势运移通道溯源运移溯源运移三、油气成藏机制三、油气成藏机制82021/7/232、输导体系、输导体系输导层输导层三、油气成藏机制三、油气成藏机制储集体输导层油气运

8、移动力与运移方式储集体输导层油气运移动力与运移方式 在小尺度和微观尺度上，油气的运移路径表现为浮力在小尺度和微观尺度上，油气的运移路径表现为浮力克服毛细管阻力，即最小阻力原则。油气优先通过高孔隙度克服毛细管阻力，即最小阻力原则。油气优先通过高孔隙度/渗透率或油润性较好的部分运移；小尺度和微观尺度上油渗透率或油润性较好的部分运移；小尺度和微观尺度上油气的优势通道运移决定了油气藏内油气的分布及油气藏内流气的优势通道运移决定了油气藏内油气的分布及油气藏内流体组成的非均质性体组成的非均质性油润性较好的输导层部分油润性较好的输导层部分92021/7/232、输导体系、输导体系输导层输导层三、油气成藏机制

9、三、油气成藏机制非均质储层内油气非均质储层内油气分布的非均质性证分布的非均质性证明油气优先通过高明油气优先通过高孔隙度、渗透率储孔隙度、渗透率储层部分运移或优先层部分运移或优先在高孔隙度在高孔隙度/渗透率渗透率储层部分聚集储层部分聚集非均质储层含油气性统计非均质储层含油气性统计102021/7/232、输导体系、输导体系输导层输导层三、油气成藏机制三、油气成藏机制区域性油气运移准则与方式区域性油气运移准则与方式u油气从源岩排出进入输导层后，将在浮力的作用下通 过通道网络垂向运移至封闭层底面；u油气只通过输导层顶部1-数米进行侧向运移，而不是 占据整个输导层，封闭层底面控制油气的侧向运移；112

10、021/7/232、输导体系、输导体系输导层输导层三、油气成藏机制三、油气成藏机制区域性油气运移准则与方式区域性油气运移准则与方式u侧向运移实际上是油气在试图垂向运移的过程中实现 的侧向位移量。油气在运移过程中在浮力的作用下占 据输导层最高点 封闭层底面三维几何形态对运移路径的控制作用封闭层底面三维几何形态对运移路径的控制作用构造脊构造脊油气运移的三维行为油气运移的三维行为122021/7/232、输导体系、输导体系断层断层三、油气成藏机制三、油气成藏机制A.流体沿断层带的流动流体沿断层带的流动 a.流体沿活动断层的流动 b.超压流体沿断层的流动 B.流体垂直断层带流动流体垂直断层带流动 a.

11、断层带侧向封闭机理：碎裂/成岩胶结与泥岩涂抹 b.断层面两侧渗透性岩层的对接砂泥涂抹比率评价标准：砂泥涂抹比率评价标准：SMGR大于大于2时渗漏时渗漏 泥岩涂抹系数泥岩涂抹系数:SSF= T/L（断距（断距/泥岩层厚度）评价标泥岩层厚度）评价标准：准：SSF=T/L 大于大于7时渗漏时渗漏. 132021/7/232、输导体系、输导体系断层断层断层通道：沿断层面分布的破碎带，发生断层通道：沿断层面分布的破碎带，发生沿断层面的运移沿断层面的运移三、油气成藏机制三、油气成藏机制142021/7/232、输导体系、输导体系断层断层y = 0.0947xR2 = 0.95780204060801001

12、201400400800120016002000断距（m ）断裂带宽度（m ）断层的输导效率与断层的规模、断层的活动性和活动历史有关断层的输导效率与断层的规模、断层的活动性和活动历史有关 三、油气成藏机制三、油气成藏机制152021/7/232、输导体系、输导体系不整合面不整合面不整合面通道：由不整合面上下高渗透性岩层形成的油气油不整合面通道：由不整合面上下高渗透性岩层形成的油气油气运移的通道。气运移的通道。 q不整合面的三层结构：不整合面的三层结构：底砾岩底砾岩、风化壳、风化壳、风化淋滤带风化淋滤带三、油气成藏机制三、油气成藏机制162021/7/234、输导体系、输导体系输导输导体系与运移

13、方式体系与运移方式（1 1）输导体系：）输导体系：从烃源岩到圈闭的油气运移通道的空间组合从烃源岩到圈闭的油气运移通道的空间组合q单一型的输导体系：单一型的输导体系：q复合型的输导体系：复合型的输导体系：砂体断层输导体系、不整合断层输导体系砂体断层输导体系、不整合断层输导体系 （2 2）输导体系的构成：）输导体系的构成：由输导层、断层、不整合等通道单独构成由输导层、断层、不整合等通道单独构成 三、油气成藏机制三、油气成藏机制172021/7/234、输导体系、输导体系输导体系类型和与油气运移方式 侧向输导体系与侧向运移侧向输导体系与侧向运移q由输导层或不整合单独构成，或由输导层和不整合共同构成由

14、输导层或不整合单独构成，或由输导层和不整合共同构成q可以将盆地中心生成的油气输送到盆地边缘的圈闭中可以将盆地中心生成的油气输送到盆地边缘的圈闭中q输导的范围大输导的范围大输导层不整合输导体系输导层不整合输导体系三、油气成藏机制三、油气成藏机制182021/7/232、输导体系、输导体系输导体系类型和与油气运移方式 垂向输导体系与垂向运移垂向输导体系与垂向运移主要由断层构成，可以沟通不同时代的烃源岩和储集主要由断层构成，可以沟通不同时代的烃源岩和储集层，使深部烃源岩生成的油气运移到浅层成藏层，使深部烃源岩生成的油气运移到浅层成藏 q垂向运移的特点垂向运移的特点v输导效率较高输导效率较高v垂向运移

15、一般具有周期性，垂向运移一般具有周期性， 呈呈“幕式运移幕式运移”或或“幕式成藏幕式成藏”。 1 12 21 1ENKJ+TJ+TKKKKJ+TJ+TJ+TEN3 3F1F1F5F5F4F4F4F4F2F2三、油气成藏机制三、油气成藏机制192021/7/232、输导体系、输导体系输导体系类型和与油气运移方式 阶梯状输导体系与阶梯状运移阶梯状输导体系与阶梯状运移q阶梯状输导体系由断层与输导层或不整合面构成阶梯状输导体系由断层与输导层或不整合面构成v断层输导层型输导体系断层输导层型输导体系v断层不整合型输导体系断层不整合型输导体系v断层输导层不整合型输导体系断层输导层不整合型输导体系 三、油气成

16、藏机制三、油气成藏机制202021/7/23三、油气成藏机制三、油气成藏机制3、油气成藏动力学、油气成藏动力学 油气成藏动力学是用动力学的思想和方法研究油气成藏动力学是用动力学的思想和方法研究油气运聚成藏及演化油气运聚成藏及演化过程，最终认识油气聚集和分布规律的一门学科。过程，最终认识油气聚集和分布规律的一门学科。成盆成烃成藏油气分布广义的成藏动力学成烃动力学化学动力学（Chemical Kinetics）狭义的成藏动力学（Dynamics of Petroleum migration and accumulation）成盆动力学地球动力学（Earth Dynamics）212021/7/23

17、三、油气成藏机制三、油气成藏机制3、油气成藏动力学、油气成藏动力学油气成藏动力浮力剩余压力差毛细管力密度、倾角超压？通道的性质 rpdpgzPcos20流体势综合反映了油气运移过程中的基本动力，油气运移空间（连流体势综合反映了油气运移过程中的基本动力，油气运移空间（连通空间）中两点之间的流体势差（或梯度）决定油气运移的动力通空间）中两点之间的流体势差（或梯度）决定油气运移的动力:油气成藏动力研究油气成藏动力研究222021/7/23三、油气成藏机制三、油气成藏机制3、油气成藏动力学、油气成藏动力学油气成藏动力研究油气成藏动力研究在输导通道连通并且均匀的条件下（毛细管力差为0）BABGAGBAP

18、PgZgZBBwAAwBGAGPgZPgZgZgZ)()()(BABAGwPPZZgA、B两点之间的流体势差由两部分组成：一部分是具有（ZA-ZB)高度的气柱在水中的浮力与气柱重力的差值；另一部分就是A、B两点之间的剩余压力差。232021/7/23三、油气成藏机制三、油气成藏机制3、油气成藏动力学、油气成藏动力学油气成藏动力研究油气成藏动力研究典型藏灶分离型油气成藏动力的构成剩余压力差比浮力高一个数量级,是高效成藏的主要动力构造构造类类 型型源源-储垂向储垂向距离距离(m)成藏期平成藏期平均剩余压均剩余压差差(MPa)平均剩余压平均剩余压力梯度力梯度(MPa/m)浮力浮力(MPa)浮力梯度浮

19、力梯度(MPa/m)克拉克拉2藏藏-灶分离灶分离127041.50.032689.916810.00781大北大北1藏藏-灶分离灶分离56532.50.057524.467240.00791迪那迪那2藏藏-灶分离灶分离101030.30.030207.708260.00763东秋东秋8藏藏-灶分离灶分离83041.00.049396.481070.00781垂向分离型242021/7/23三、油气成藏机制三、油气成藏机制3、油气成藏动力学、油气成藏动力学油气动力学系统油气动力学系统 油气成藏动力学系统是沉积盆地内具有统一的油气成藏动力学特征和演化历史以及相似油气运移、聚集规律的地质单元。油气运

20、聚单元和流体封存箱都是这样的成藏动力学系统。 圈闭油气藏运移方向流体势等值线 运聚单元边界区带边界 油气运聚单元是盆地中具有共同的油气生成、运移和聚集历史和特征的、具有成因联系的一组油气藏和远景圈闭以及为其提供烃源的有效烃源岩的集合体。 252021/7/23三、油气成藏机制三、油气成藏机制3、油气成藏动力学、油气成藏动力学油气动力学研究方法油气动力学研究方法 异常压力研究方法 流体势分析方法 流体封存箱的识别与划分 断层封闭性研究方法 油气成藏时间与期次研究方法 成藏动力学系统评价方法262021/7/23三、油气成藏机制三、油气成藏机制3、油气成藏动力学、油气成藏动力学运聚单元评价运聚单元评价 异常压力研究方法 流体势分析方法 流体封存箱的识别与划分 断层封闭性研究方法 油气成藏时间与期次研究方法 成藏动力学系统评价方法（1）有效烃源岩规模、质量及其演化历史（2）从源岩到圈闭的油气输导体系：主要包括输导体系的类型、规模、分布和输导能力等。（3）圈闭类型及其发育历史：包括圈闭类型、圈闭发育程度以及圈