论圈闭与油气藏

1、论圈闭与油气藏论文提要石油地质学是研究油气生成，运移，集和分布规律的科学，它的根本任务是 有效的指导油气田勘探，更多更快地发现油气田，为“四化”建设服务。从油气的 生成到油气藏的形成，是油气不断发展和转化的过程。可以将石油和天然气的生 成、运移、聚集、破坏、再聚集，视为一个统一的发展过程。油气来源是基础，油 气运移是纽带，油气矿藏是结果和LI标。石油地质学就是要研究自然界油气这个复 杂系统中的方方面面，探讨油气矿藏形成与破坏的动平衡过程，查明今天地壳上油 气藏的分布规律。其中油气成因、油气成藏原理及油气分布规律，是石油地质学的 核心内容。油、气在生油层内形成以后，在各种因素的作用下离开母体一一

2、生油 层，以各种形式进行运移。如果运移的途中畅通无阻，它们甚至可以流出地面，氧 化散失于地表成为油、气苗，如果遇到遮挡条件也可以聚集起来，并逐步聚集成 油、气藏。正文一、圈闭与油气藏的概念及关系石油和天然气都是活动的流体，它们在自然环境中能够从一个地方运移到另 一个地方。运移着的石油和天然气，如果遇到阻止其继续运移的遮挡物，则停止继 续运移，并在遮挡物附近聚集，形成油气藏。所以从油气运移的角度来看，圈闭是 储集层中可以阻止油气向前继续运移，并在那里储存起来成为油气聚集的一种场 所。也可以说圈闭是储集层中能聚集和保存油气的场所。或者更形象地说，圈闭是 储集层能作为盛装油气的容器部分。从上述圈闭的

3、概念可知，任一圈闭都具有下列三个基本要素：（1）储集层； （2）盖层；（3） 定的遮挡条件。遮挡条件的形成可以是盖层本身的弯曲变形， 如背斜圈闭；也可以是其它因素造成的，如断层、岩性变化、不整合覆盖等。同时 任一圈闭还应具有接纳怪类和防止桂类逸出的功能。圈闭的概念只强调了它具备油 气聚集的条件，但圈闭中不一定都有油气，一旦有足够数量的油气进入圈闭，充满 圈闭，或占据圈闭的一部分，便可形成油气藏。油气藏是单一圈闭内具有独立压力系统和统一油水（或气水）界面的油气聚 集，是地壳中最基本的油气聚集单元。若圈闭中只聚集了石油，则称油藏：只聚集 了天然气，则称气藏：二者同时聚集，则称为油气藏。油气藏的重要

4、特点是在单 一的圈闭内。这里"单一的含意主要是指受单一的要素所控制，在单一的储集层 中，在同一面积内，具有统一的压力系统和统一的油、气、水边界。如果不具备这 些条件，即使是位于同一面积上的油气聚集，也不能认为是同一个油气藏。下图表 示出四个相互独立存在的油气藏。图1四个互相独立的油气藏山上述可见，圈闭是油气聚集的场所，是油气藏形成的基础。圈闭的形成条 件决定着油气藏的基本特征，圈闭的类型决定着油气藏的类型及其勘探方法。因 此，正确识别和评选有利于油气聚集的圈闭，对油气勘探具有十分重要的意义，是 打开地下油气藏宝库，发现油气藏的关键所在。二、油气聚集与圈闭圈闭的概念一种能阻止油气继续运

5、移并能在其中聚集的场所。一个圈闭由3部分组成： 储存油气的储集岩；储集岩之上有防止油气散失的盖岩；有阻止油气继续运 移的遮挡条件。这种遮挡条件可山地层的变形如背斜、断层等造成，也可以是因储 集层沿上倾方向被非渗透地层不整合覆盖，以及因储集层沿上倾方向发生尖灭或物 性变差而造成。但是圈闭中不一定都有油气，只有油气进入圈闭才可能发生聚集并 形成油气藏。圈闭的大小可用其最大有效容积来度量。容积大小取决于闭合面积和闭合高 度。闭合面积是指通过溢出点的构造等高线所圈出的面积，所谓溢出点系指流体在 圈闭中开始外溢的点。闭合高度是指从圈闭的最高点到溢出点间的海拔高差。可见 闭合面积和闭合高度越大，圈闭的有效

6、容积也越大。此外，圈闭的有效容积也与储 集层的孔隙度有关。油气藏的大小是用油气的储量来度量，它主要取决于圈闭的大 小和油气在圈闭中的充满程度。1圈闭的条件圈闭有不同的类型，但基本条件是一致的，都必须由储集层、盖层和遮挡条 件相互配制组成。遮挡条件也称遮挡物，它的作用就是阻止油、气继续运移。它可以是盖层的 弯曲，也可以是封闭的断层面、不整合面、岩性或沥青封闭等。储集层、盖层和遮挡条件称为构成圈闭的三个要素。只有这三个要素具备 时，油、气才有可能在其中聚集。缺少任何一个要素都不可能构成圈闭，当然也就 不能聚集油、气。在油、气勘探中，所谓找“构造”，实际上就是找“圈闭”。2圈闭的参数衡量圈闭的规模是

7、以圈闭的容积为基础的。圈闭的容积除了与构成圈闭的储 集层的有效厚度、孔隙度有关外，还决定于以下儿个参数。1）溢出点溢出点是圈闭充满油、气后，开始溢出的点。在平面图上溢出点之内的储集 层部分可以有效的聚集油、气，溢出点之外的部分已不闭合，对油、气聚集是无效 的。对背斜圈闭来说，溢出点相当于相邻向斜槽部的盖层的最低点。断层圈闭的 溢出点在构造图上相当于断层线与其闭合的最低的等高线的交点。2）圈闭的闭合度（乂称闭合高度）是从溢出点到圈闭的储集层最高点的海 拔高差，它标志着圈闭内可以聚集油气的最大高度。3）圈闭的面积通过溢出点的等高线所圈闭面积称为闭合面积。显然，当圈闭的闭合高度、闭合面积、储集层有效

8、厚度和孔隙度大时，圈闭 的面积就大，可容纳油气的数量就多。一个背斜构造在纵向上可以形成不止一个背 斜圈闭，各个圈闭有着各不相同的圈闭参数。图2背斜圈闭的闭合面积、闭合高度示意图3圈闭的分类圈闭的分类目前，中国基本上采用A.I.莱复生(1967)提出的圈闭分类，即根据圈闭的成因把圈闭分为构造圈闭、地层圈闭和岩性圈闭等3大类。有 的石油地质学家还加上水动力(流体)圈闭。一构造圈闭 储集岩层及其上盖层因某种局部构造形变而形成的圈闭。主要 有褶皱作用形成的背斜圈闭，断层作用形成的圈闭，裂隙作用形成的圈闭，刺穿作 用形成的圈闭和山上述各种构造因素综合形成的圈闭。构造圈闭主要包括背斜圈闭和断层圈闭两大类：

9、1背斜圈闭主要是山于盖层底面的拱起而形成地遮挡条件。背斜构造有不同 的成因，不同成因的背斜有不同的形态特征。背斜圈闭的成因背斜圈闭是山于储集层发生褶皱变形（顶面向上拱起），其上部乂为非渗透 性岩层（盖层）所覆盖遮挡而形成。按其成因，背斜圈闭的种类很多，其中最主要 的是岩层受侧向挤压力而成（老君庙背斜）；或差异性升降运动而造成（大庆长 垣）；也可以与断层有关，如拖曳褶皱喝滚动背斜。此外，刺穿构造发育过程中由 于地下塑性物质的上升活动，也可形成背斜（盐丘背斜）。就构造的发育历史来看，有的可能经过一次褶皱变动形成，有的则可能经过 多次变动而成，褶皱一次比一次强烈，岩层受到褶皱的强度越来越大。背斜的成

10、因 虽然不同，但作为油气圈闭的遮挡作用来说都是一样的。背斜圈闭的特点：山于成因的不同，形态也也各不相同，有低矮圆丘状的穹窿；也有狭长的背 斜，它们可以是对称的，也可以是不对称的，甚至是倒转的。背斜闭合度和闭合面 积的差别也很悬殊。背斜圈闭可以是简单完整的，也可以是被其它地质因素复杂化了的多种因素 控制的圈闭。背斜圈闭的另一个特点，是圈闭向下往往垂直延伸穿过厚度相当大的 沉积岩层。所以，在较深的储集岩层中也能形成圈闭。露头区，背斜褶皱在地表有 清楚的显露，可以用地质测量的方法直接确定背斜构造的特点。在覆盖区，背斜深 埋地下，但利用地球物理勘探法（如地震等）也是比较容易发现的。因此，背斜圈 闭是人

11、们最早认识，也是最重要的储油圈闭之一。2断层圈闭断层圈闭就是以不渗透的断层面为遮挡物所形成的圈闭。断层之所以能起遮 挡作用而形成圈闭主要是山于他的封闭性。断层圈闭主要有正断层圈闭和逆断层圈 闭两种。二地层圈闭山储集层岩性横向变化或地层连续性中断而形成的圈闭。主要 有山透镜体砂岩、岩相变化、生物礁体等形成的原生地层圈闭，山地层不整合、成 岩后期溶蚀作用等形成的次生地层圈闭。三 水动力圈闭储集岩层中水动力发生变化造成流体遮挡而形成的圈闭。如 酒泉盆地北部单斜带的单北油田，即属于这一类圈闭。岩性圈闭岩性圈闭是指在同一层内，山于沉积作用、成岩或后生作用导致岩 性活物性发生突变，并被不渗透层所包围或侧向

12、侧向遮挡而形成的圈闭。三、油气聚集与油气藏油气藏的概念：油气在地壳中聚集的基本单位。圈闭内聚集了一定数量的油气后而形成。一 个油气藏存在于一个独立的圈闭之中，具有独立压力系统和统一的油-水（或气- 水）界面。只有油聚集的称油藏；只有天然气聚集的称气藏。图3油气藏示意图a背斜圈闭中的3个油气藏b断层圈闭中一个油气藏和背斜-断层符合圈闭中的一个油气藏油气藏的分类:主要是根据圈闭的成因分类，相应地把油气藏分为构造油气藏、地层油气 藏、水动力油气藏和复合油气藏4大类。构造油气藏包括背斜油气藏、断层油气 藏、裂缝性背斜油气藏和刺穿油气藏4个亚类。地层油气藏包括岩性油气藏、地 层不整合油气藏、地层超覆油气

13、藏和生物礁块油气藏4个亚类。水动力油气藏包 括构造型水动力油气藏和单斜型水动力油气藏两个亚类。复合油气藏包括构造-地 层复合油气藏、构造-水动力复合油气藏、地层-水动力复合油气藏和构造-地层一 水动力复合油气藏4个亚类。中国有人把油气藏按圈闭成因分为构造油气藏、地 层油气藏和岩性油气藏3大类，其至也有简单地分为构造油藏气和地层油气藏两 大类。这一分类方案认为，在复合油气藏中总可以找到一种起主导作用的圈闭因 素，没有必要单列一类，而水动力圈闭发现不多，还不足以独立为一类。油气藏除按圈闭成因分类外，还有曾在中国流传甚广的M. O.布罗德（1951）分类。他根据储集层的形态把油气藏分为层状、块状和不

14、规则状3大 类。层状油气藏包括背斜穹窿油气藏和遮挡油气藏（构造遮挡、地层遮挡和岩性遮 挡）两个亚类。块状油气藏包括构造突起油气藏、侵蚀突起油气藏和生物成因突起 油气藏3个亚类。不规则油气藏包括在正常沉积岩中的透镜体油气藏，在古地形 凹处的砂岩体油气藏，在孔隙度和渗透率增高地带中的油气藏，以及在古地形的微 小突起中的油气藏。圈闭的成因不同，油气藏的类型也就不同，对油气藏的勘探和开发方法也就 不同。通常认为，圈闭的成因分类较之于形态分类更科学而且更具实际意义。单纯 的形态分类往往把成因上互不相干的油气藏归为一类，不能真正反映它们之间的区 别和联 系。油气藏的形成：油气藏是油气聚集的基本单位，是油气勘探的