圈闭和油气藏12课件

1、第三章 圈闭与油气藏水油气背斜油气藏第一节 圈闭与油气藏的概念 一、圈闭的概念及其度量1.圈闭的概念 圈闭：地下适合于油气聚集的场所。 从地质特征看，圈闭是一个由储层和盖层组成的特殊地质单元。 圈闭具备圈集油气的能力，但圈闭中并不一有油气，这取决于有无油气供应、圈闭位置及其形成时间等多种因素。从成藏动力学角度看，圈闭是周围被高势区所围限的低势空间。由三个部分组成（圈闭的三要素）：遮挡条件?2、圈闭要素储集层盖层遮挡条件储集层盖层遮挡条件A.盖层本身的弯曲作为遮挡 B.断层遮挡（封闭）D.地层不整合遮挡遮挡条件C.岩性变化遮挡（封闭）因储盖层变形与变位形成的构造圈闭 包括：背斜圈闭、断层圈闭、刺

2、穿接触圈闭因纵向上沉积连续性中断形成不整合面遮挡的地层圈闭 （包括地层不整合遮挡和地层超覆圈闭）因沉积相变或成岩作用导致孔渗性变化而形成的岩性圈闭 （包括原生岩性尖灭和透镜体圈闭以及成岩圈闭）上述各种不同因素共同形成的复合圈闭特殊类型（水动力、非常规）3、圈闭类型划分划分方法：根据遮挡条件的成因类型进行划分部分圈闭类型示意图圈闭的成因分类构造圈闭 背斜圈闭 断层圈闭 岩体刺穿接触圈闭地层圈闭(地层不整合圈闭) 地层不整合遮挡圈闭 地层超覆圈闭岩性圈闭 岩性尖灭圈闭 透镜体圈闭( 原生圈闭和次生成岩圈闭）复合圈闭特殊类型圈闭 非构造圈闭4.圈闭的度量 溢出点：油气充满圈闭后，油气开始流出的点不同

3、形状（类型）圈闭的溢出点位置不同背斜圈闭的溢出点，位于背斜翼部最低点，在平面图上，溢出点紧邻最低闭合等高线。盖层瑕疵点成为泄漏点溢出点取决于遮挡层和盖层的封闭质量闭合面积：闭合度(闭合高度)：圈闭的最高点与溢出点之间的海拔高差 通过溢出点的储层顶面构造等高线所圈出的面积。背斜圈闭的构造幅度与闭合高度背斜构造,在区域地层不倾斜时,背斜构造幅度与闭合高度相当;随着区域地层倾斜程度加大,背斜的闭合高度越来越小,甚至不存在闭合高度.构造幅度：以区域倾斜面为基准。闭合度：以过溢出点的水平面为基准断层圈闭的溢出点与闭合度断层圈闭的溢出点与闭合度和闭合面积断层圈闭的闭合面积由封闭断层线与过溢出点的构造等高线

4、所围限的面积。溢出点岩性圈闭的闭合面积二、油气藏的概念及其度量1、油气藏的概念油气藏:圈闭中聚集了油气，就形成油气藏。若圈闭中只聚集了油则称为油藏；若其中只聚集了气则称为气藏；若聚集了油和气则称为油气藏。随技术条件、经济条件而改变“单一圈闭” ：统一的压力系统：统一的油气水界面：单一的储集层(体) 流体连通，压力系数相等一个油藏只有一个油水界面油气藏的特征： 油气藏是地壳上油气聚集的基本单元。是单一圈闭中的油气聚集，具有统一的压力系统和统一的油（气）水界面。2.油气藏的度量在油气藏中，由于密度差异，气在上，油居中，水在下。油气之间存在油气界面、油水之间存在油-水界面界面；气水之间存在气-水界面

5、。（1）油（气）水界面(2)含油边界与含油面积 外含油边界：内含油边界:含油面积：含油外边界围成的面积 油水界面与储层顶面的交线 .简称含油边界，又称含油外边界。油水界面与储层底面的交线.又称含水边界(3)油（气）柱的高度： 油（气）水界面至油藏最高点的垂直距离 (4)充满系数： 含油面积与闭合面积（圈闭面积）的比值。或油气柱高度与闭合高度的比值 当油气柱高度储层厚度时，油气下面的水称之为底水； 当油气柱高度大于储层厚度时，油气下面无水，水分布在油气范围之外，这种水称之为边水。 边水(5)底水与边水：按圈闭成因按油气藏相态按油气藏形态第二节 油气藏的分类油气藏有多种分类方案：从勘探角度，油气藏

6、的分类：一要反映相同类型油气藏的共性以及不同油气藏的差异性；二要反映油气藏形成的规律性和可预测性。油气藏按圈闭成因进行分类，能体现不同类型油气藏形成条件的差异和分布特点的不同一、油气藏分类方法二、油气藏按圈闭成因的分类构造油气藏地层油气藏岩性油气藏复合油气藏非常规油气藏1. 构造油气藏背斜油气藏断层油气藏裂缝性油气藏岩体刺穿接触油气藏2.地层油气藏油气藏类型划分方案地层不整合覆盖油气藏地层超覆油气藏潜山油气藏3.岩性圈闭油气藏4.复合圈闭油气藏 6.非常规油气藏 构造-岩性复合圈闭油气藏地层-岩性复合圈闭油气藏构造-地层复合圈闭油气藏深盆气 、固体水合物、煤层气、页岩油气、水溶气砂岩上倾尖灭圈

7、闭油气藏透镜体圈闭油气藏生物礁油气藏成岩物性圈闭油气藏5.水动力圈闭油气藏二、隐蔽圈闭和隐蔽油气藏哈尔鲍蒂(H.T.Halbouty) (1972，1982) 将地层圈闭、不整合圈闭、古地形圈闭等统称为隐蔽圈闭(subtle trap )。翟光明（1982） 认为“隐蔽油气藏/圈闭”概念多指“目前勘探技术手段尚不易识别和找到的各种油气藏，包括隐蔽的构造油气藏和地层岩性油气藏”。隐蔽油气藏: 一般指目前勘探技术手段尚不易识别的非构造圈闭所形成的油气藏.萨维特(C.H.Savit)，（1982），所谓隐蔽圈闭(subtle trap )，是用目前普遍采用的勘探方法难于圈定其位置的圈闭。油气藏类型及

8、其特征（课内自学）背斜油气藏分哪些类型挤压背斜油气藏与基地隆升背斜油气藏有何不同滚动背斜油气藏有哪些特点披覆背斜油气藏有何特点底辟油气藏有何特点断层的封闭性与哪些因素有关裂缝型油气藏有什么特点地层油气藏分哪些类型地层超覆油气藏有何特点地层覆盖油气藏有何特点哪些油气藏与潜山有关上倾尖灭油气藏主要分布在哪些位置透镜体油气藏形成有何特点生物礁油气藏有什么特点水动力油气藏是如何形成的构造圈闭:由于地壳运动使地层发生变形或 变位而形成的圈闭构造油气藏:构造圈闭中的油气聚集背斜油气藏断层油气藏裂缝性油气藏岩体刺穿油气藏构造油气藏构造圈闭背斜圈闭断层圈闭岩体刺穿圈闭第三节 构造圈闭和构造油气藏一、背斜圈闭和

9、背斜油气藏背斜油气藏：背斜圈闭中的油气聚集背斜圈闭：由背斜作用而形成的圈闭.“背斜学说”（I. C.White，1885）：早期找油理论 背斜油气藏在世界石油储量上占重要地位由于地层褶皱形成背斜遮挡层而形成的圈闭 油田国家盆地发现年份圈闭类型产层时代产层岩性油(气)可采储量(108t3/ 108m3)加瓦尔沙特波斯湾1948背斜J碳酸盐岩114.8(15000)布尔干科威特波斯湾1938背斜K砂岩105(20300)萨法尼亚沙特波斯湾1951背斜K砂岩50.54坎塔雷尔墨西哥坎佩切1976背斜K碳酸盐岩28扎库姆阿联酋波斯湾1964背斜J碳酸盐岩25.76马尼法沙特波斯湾1957背斜K砂岩23

10、.80(1340)基尔库克伊拉克波斯湾1927背斜E-N碳酸盐岩23.80萨莫特洛尔俄罗斯西西伯利亚1965背斜K砂岩21.16罗马什金俄罗斯伏尔加-乌拉尔1948背斜D砂岩20.31大庆中国松辽1959背斜K砂岩20鲁迈拉伊拉克波斯湾1953背斜K砂岩19.60布盖格沙特波斯湾1941背斜J碳酸盐岩17.92(560)世界特大油田基本地质情况表气田国家盆地发现年份圈闭类型产层时代产层岩性可采储量(1012m3)北方-南帕斯卡塔尔伊朗波斯湾1988背斜P碳酸盐岩25.47乌连戈伊俄罗斯西西伯利亚1966背斜K砂岩10.20亚姆堡俄罗斯西西伯利亚1969背斜K砂岩5.242博瓦涅科夫俄罗斯西西伯

11、利亚1971背斜K砂岩4.385扎波利亚尔俄罗斯西西伯利亚1965背斜K砂岩3.532什托克马诺夫俄罗斯西西伯利亚背斜K砂岩2.762北极俄罗斯西西伯利亚背斜K砂岩2.762阿斯特拉罕俄罗斯西西伯利亚背斜K砂岩2.711格罗宁根荷兰北海1959背斜P砂岩2.680哈西鲁迈勒阿尔及利亚三叠1956背斜T砂岩2.549世界10个特大气田基本地质情况表背斜圈闭的特点储集层顶面拱起,顶部和四周被非渗透地层所封闭.圈闭面积由过溢出点的构造等高线闭合而成圈闭的形态,取决于背斜的形态:长轴背斜、短轴背斜、箱状背斜、伏卧背斜等挤压背斜油气藏基底隆升背斜油气藏底辟拱升背斜油气藏披覆背斜油气藏逆牵引(滚动)背斜油

12、气藏背斜油气藏的类型:酒泉盆地老君庙背斜1.挤压背斜圈闭和 挤压背斜油气藏 (1)圈闭形成机理：由侧向 挤压作用形成(2)基本特点：两翼地层倾角较陡，呈不对称状，一翼陡、一翼缓；靠近挤压力来源方向较缓闭合度较大，闭合面积较小常有断裂（逆断层）伴生(3)分布特点：挤压（压陷）盆地:前陆盆地山前褶皱带；成排成带出现 2.基底隆升背斜圈闭和油气藏 (1)圈闭形成机理：盆地基底 差异隆升使沉积盖层变形 (2)基本特点：两翼地层平缓，倾角小闭合度小，闭合面积较大常形成大型油气田(3)分布特点：构造稳定区 ：克拉通盆地由7个背斜构造形成145km长，6-30km宽的大型长垣构造基底隆升背斜油气藏加瓦尔油田

13、200km长16km宽西西伯利亚盆地萨莫特洛尔背斜型大油田基底隆升背斜油气藏西西伯利亚盆地乌连戈伊背斜型大气田基底隆升背斜油气藏(1)圈闭形成机理：柔性物质(盐、泥）活动上拱形成 (2)基本特点：以短轴背斜或穹隆背斜为主 顶部多被放射状断层切割 (3)分布特点：盐层、石膏比较发育的盆地 3. 底辟拱升背斜圈闭和油气藏布尔干油田侏罗系泻湖相巨厚岩盐活动形成底辟40km长20km宽江汉盆地潜江凹陷潜江组盐湖相泥岩厚3500m以上，盐层153层之多底辟幅度800m4. 披覆背斜圈闭和披覆背斜油气藏(1)圈闭形成机理：(2)基本特点：地层厚度顶薄翼厚，地层倾角顶平翼稍陡，背斜倾角向上变缓 背斜幅度下部

14、层位大,上部层位小;闭合度也是下部大，上部小 闭合面积下小上大 (3)分布特点：古地形凸起的上方 ，如洼中隆，古潜山储盖层沉积水下突起上，背斜形态是由于差异沉积和差异压实作用而形成的。5.逆牵引背斜圈闭和逆牵引背斜油气藏 (1)圈闭形成机理：在断块活动及重力滑动作用下,堆积在同生断层下降盘上的砂泥岩地层沿断层面下滑,使地层发生弯曲而形成的背斜。又称滚动背斜。同生断层边沉积、边断裂同时代地层下降盘厚度大于上升盘厚度（生长指数1)逆牵引拉张作用在靠近断层附近形成了空间，沉积物重力导致回调下滑。与正常拖曳作用的结果相反。背斜高点向深部偏移轨迹平行于断层面背斜轴线与断层线大致平行，沿断层成串出现 常有

15、反向调整断层(2)逆牵引背斜圈闭基本特点：位于同生断层的下降盘，与同生断层相伴生 小型短轴背斜，靠近断层的一翼稍陡，另一翼稍缓 坨庄胜利村油田(3)分布特点：伸展盆地同沉积断层发育区、三角洲相发育区二、断层圈闭和断层油气藏 断层圈闭:由断层作为遮挡条件形成的圈闭断层油气藏:断层圈闭中的油气聚集断层性质断层与地层的倾向断层圈闭特点影响断层封闭性的因素复杂断层封闭性也不是一成不变的断层封闭性在空间上也是有变化的断层能否起遮挡作用取决于断层的封闭性两盘地层的对接情况 砂泥对接封闭性好砂砂对接封闭性差对接情况与断距、地层厚度的不同配置有关1. 影响断层封闭性的主要因素断层断穿地层的岩性泥岩发育封闭性好

16、，砂岩发育封闭性差1. 影响断层封闭性的主要因素发生断层泥滑抹作用断层的活动性断层的产状压性断层的封闭性好；张性断层的封闭性差倾角小封闭性好；倾角大封闭性差反复活动的断层封闭性不好断层的性质断层带其他封堵物的形成被沥青、矿物充填的封闭性好1. 影响断层封闭性的主要因素（2）断层两盘对置岩性与断层封闭性当对盘砂地比小于18%时，断层封闭性好；当砂地比大于37%时，断层封闭性差；当砂地比处于18%37%时，断层封闭性存在多样性。侧向封闭性评价标准（据江苏油田勘探一室）断面所受正压力公式： P= H(r-w)*g COS()高邮凹陷油气垂向封闭的断面正压力下限值是15 MPa。断层垂向封闭性与埋深和

17、断层倾角有关断层封闭性的强弱导致油藏中油气的调整和再分配强封闭断层圈闭，随油气的不断充注，密度分异使轻者向上把重者向下替换，导致底部密度大的原油优先溢出而使得油藏中原油“变”轻；这种情况圈闭充满度高。弱封闭断层圈闭，油柱产生的浮力超过断层封闭性而发生从顶部突破泄露，顶部轻者优先突破而使得油藏中原油“变”重。这种情况圈闭充满度低。（这种弱封闭性，可以是初始的，也可以是因活动造成的）发生一定程度的生物降解强封闭断层圈闭，随油气的不断充注，发生差异聚集，导致原油密度变小、成熟度变大、充满度较高。弱封闭断层圈闭，会发生顶部泄露作用，导致原油密度变大、成熟度变小和充满度变小。充满度：0.83原油密度：0

18、.885充满度：1.0原油密度：0.8392. 断层圈闭和油气藏的主要类型鼻状构造的上倾方向被断层所封闭形成的圈闭称为断鼻圈闭 (2)断块圈闭和断块油气藏 由弯曲断层或多条断层配合，形成两面、三面甚至四面为断层围限的圈闭称为断块圈闭 (1)断鼻圈闭和断鼻油气藏、断层对油气藏形成的作用有两方面：1)遮挡作用；2)运移通道作用1)遮挡作用：断层封闭时，形成断层圈闭2)运移通道作用：断层不封闭圈闭形成前的断层可作为油气来源通道;油气藏形成后的断层对圈闭切割而破坏油气藏.受断层的活动性和断层封闭性垂向上的变化，在断层附近形成多个层系/段含油气。或呈串珠状、或F状、或T状。4、断层油气藏的垂向分布特点

19、断层活动导致幕式成藏三、岩体刺穿圈闭和岩体刺穿油气藏岩体刺穿接触圈闭：由于岩体（盐体、岩浆岩体、 泥火山）刺穿接触遮挡而形成的圈闭1. 盐体刺穿圈闭和盐体刺穿油气藏2. 泥火山刺穿圈闭和泥火山刺穿油气藏3. 岩浆岩体刺穿圈闭和岩浆岩体刺穿油气藏四、裂缝性油气藏裂缝性油气藏是指储集空间和渗滤通道主要为裂缝的油气藏 1裂缝性油气藏的特点裂缝性油气藏常呈块状：不同储集层中的油气 具有共同的油气水界面和统一的压力系统 同一油气藏不同油气井之间产量相差悬殊实验室测定的岩心渗透率与试井渗透率相差悬殊裂缝地层钻井过程常出现钻具放空、钻井液漏失和井喷现象。2、裂缝性油气藏的分布裂缝发育程度与构造环境、构造部位

20、和地层的岩性有关在挤压环境比较发育一般与断裂和背斜构造相伴生以碳酸盐储集体为主(盖层)下中新统-渐新统600萨尔维克灰岩扎格洛斯山前伊朗加奇萨兰油气田三叠系嘉陵江统石灰岩和白云岩岩心孔隙度2%、渗透率1x10-3um2试井渗透率平均高达：3000 x10-3um2地层圈闭:由于地层纵向沉积连续性中断而形成的圈闭;又称与地层不整合面有关的圈闭。是不渗透不整合面起遮盖作用而形成的圈闭 第四节 地层圈闭和地层油气藏地层圈闭是由于储集层上、下与不整合面接触而形成储集层遭风化剥蚀后，又被不渗透地层所覆盖或超覆而形成地层不整合覆盖圈闭:储层上面被不整合面覆盖而形成的圈闭地层超覆圈闭:储集层和上覆盖层超覆在

21、不整合面之上，不整合起侧向遮挡作用而形成的圈闭地层圈闭分两类不整合圈闭的特点是储层与不整合面直接接触地层不整合油气藏在油气勘探中占重要地位委内瑞拉马拉开波湖玻利瓦尔油区发现系列地层油气藏美国东德克萨斯油田华北任丘油田鄂尔多斯盆地靖边气田一、地层不整合覆盖油气藏（地层不整合遮挡油气藏） 1.潜伏剥蚀突起圈闭与油气藏（块状，不受储层结构控制） 2.潜伏剥蚀构造圈闭与油气藏 （层状，受地层结构限制）包括2种类型：1.潜伏剥蚀突起圈闭和油气藏 圈闭形成机理：油气藏基本特点：分布：地壳抬升风化剥蚀形成古地形突起 地壳下沉被不渗透地层覆盖。油气藏呈块状，溶蚀孔隙发育，储层碳酸盐岩为主，基底结晶岩也常见。有

22、具有统一的油水界面、 统一的压力系统长期风化剥蚀的地区.遭受剥蚀的地层.突起岩石构成：中、上元古界雾迷山组硅质白云岩寒武、奥陶系碳酸盐岩前寒武系花岗岩、长石砂岩上古生界碳酸盐岩2.潜伏剥蚀构造圈闭与潜伏剥蚀构造油气藏 圈闭形成机理：不整合面之下的地层具有一定的构造形态 (背斜或单斜),被不整合面之上的不渗透地层所封闭特点：油气层的分布受构造控制分布：地层不整合面以下地层存在古构造的剥蚀区关于潜山及潜山油气藏1）潜山 指被新地层覆盖的、由老地层构成的、呈山型形态的地质体。 现今被不整合埋藏在年轻地层之下的基岩突起。奥陶系寒武系蓟县系雾迷山组长城系高于庄组蓟县系雾迷山组包括两类一是在盆地沉积盖层沉

23、积前就已经存在古地貌特征的“古潜山”二是在上覆盖层沉积前尚不存在，在盖层沉积期间或沉积后，由于新的褶皱、断裂等构造变动而导致基岩突起而形成的“同沉积潜山”和“后成潜山”2）潜山的成因类型潜山的成因类型3）潜山油气藏的类型潜山油气藏是一种总称，按分布位置，包括潜山顶部油气藏：以潜山表层的风化壳为储集体的不整合油气藏。传统意义的潜伏剥蚀凸起油气藏，多呈块状潜山内幕油气藏：是分布在潜山内部的各种油气藏的总称，多为层状油气藏。文古1文古3冀中坳陷所发现的潜山内幕油气藏可以分为断层圈闭、地层岩性圈闭以及不整合遮挡单斜圈闭（高先志等，2011）。 潜山内幕断层圈闭油气藏 潜山内幕地层岩性油气藏（石炭-二叠

24、系） 潜山内幕地层岩性油气藏（次生作用） 不整合遮挡内幕单斜构造油气藏 潜山油气藏类型（潜山油气藏，1982）二、地层超覆圈闭和地层超覆油气藏 地层超覆：地壳抬升导致地层剥蚀后，又发生了地壳下沉，盆地再次接受沉积。随着水体和沉积范围不断扩大，较新沉积层不断覆盖在不整合面上的现象注意：并不是所有超覆地层均能形成圈闭。不整合面应该是不渗透的，超覆地层应该是砂岩，砂岩上面还需有不渗透地层覆盖分布：地层超覆圈闭主要分布在盆地的斜坡地带（盆地的边缘；古隆起的周缘） 地层超覆圈闭砂岩地层超覆到不渗透的不整合面上又被不渗透地层超覆覆盖而构成的圈闭 萨滨隆起上白垩统乌德滨组砂岩被奥斯廷群泥岩覆盖岩性圈闭：由于

25、储集层岩性、岩相和储集物性的变化而形成的圈闭。岩性油气藏：岩性圈闭中的油气聚集第五节 岩性圈闭和岩性油气藏我国东部勘探成熟地区的砂岩岩性油气藏勘探发现不断，东营凹陷二连盆地冀东油田岩性油气藏已成为勘探程度高的盆地进一步勘探的重要领域岩性油气藏勘探难度大,但领域宽广，勘探潜力巨大。古地理条件盆地斜坡坡折带洼中隆周缘盆地边界大断层下降盘沉积环境低位体系域水进体系域岩性圈闭勘探的重要任务是寻找砂体！问题思考：砂体发育的影响因素？一、岩性圈闭的分类 储集层岩性、物性的纵横向变化可以在沉积作用过程中形成,也可以是成岩后生作用过程形成。 1、原生岩性圈闭由于沉积相变化,岩性发生变化而形成圈闭。可以发生在碎

26、屑岩地区，也可发生在碳酸盐地区原生岩性圈闭 次生岩性圈闭 （1）在砂泥互层的碎屑岩沉积盆地中，沿地层上倾方向，砂体的尖灭形成上倾尖灭圈闭；或者砂体向四周被泥岩包围形成砂岩透镜体圈闭。 （2）在碳酸盐岩地层中高能环境下的各种高孔颗粒岩向四周相变为低能环境的泥灰岩从而形成岩性圈闭。原生岩性圈闭的类型砂岩岩性圈闭碳酸盐岩岩性圈闭碳酸盐岩颗粒岩透镜体圈闭砂岩透镜体圈闭砂岩上倾尖灭圈闭鲕粒滩、生物介壳滩砂屑滩点礁礁滩 2、成岩次生圈闭指沉积岩在成岩后由于各种地质因素导致一定范围的地层孔渗性发生改变而形成圈闭。包括两种情况：不渗透地层局部形成渗透地层渗透性地层局部形成不渗透遮挡层。 最常见的是在碳酸盐岩地

27、层中，由于次生作用例如淋滤作用或白云化作用，形成很多次生孔隙，不渗透性地层变为渗透性地层，在低渗透岩层中形成高渗透透镜体，从而形成具备储存能力的圈闭。二、砂岩上倾尖灭圈闭和油气藏（1）圈闭形成机理：砂岩储集层在地层上倾方向相变为泥岩，形成砂岩尖灭 .沉积上倾尖灭：上倾尖灭的形成的两种情形：沉积时为下倾尖灭，后构造变动导致反转而表现为上倾尖灭：(2)上倾尖灭圈闭和油气藏的分布盆地的斜坡区：断陷盆地的缓坡带、古隆起的边缘：，板南斜坡带油藏剖面图辽河西部凹陷西斜坡三、砂岩透镜体圈闭和油气藏（1）圈闭形成机理：砂岩储集层是由沉积期间砂体向四周相变为不渗透性地层而形成的圈闭砂岩泥岩（2）原生砂岩透镜体圈闭分布受砂体分布控制滨岸砂坝透镜体油藏单个砂体50-100ft厚、2-6mile长、1-1.5mile宽；组成2