研究生油气藏形成机理讲义

课程课程名称任课教师学时类别授课对象讲稿（首页）现代油气成藏理论课程编号32总学时2）其中：讲课3（2实验（0上机）学位课(√)必修课选修课()博士(√)硕士专业学位() 第一章绪论一、研究任务沉积盆地源岩油藏油气成藏条件①油气藏类型，分布规律②油气来源③油气输导通道④储集条件⑤盖层条件⑥圈闭条件⑦成藏主控因素及模式⑧成藏时期⑨有利区预测简单说就是研究油气成藏机制与分布规律1、油气藏类型及分布规律a.挤压背斜油气藏b.基底升降背斜油气藏c.底辟拱升背斜油气藏d.披覆背斜油气藏e.滚动背斜油气藏a.断层遮挡油气藏b.断块油气藏c.断层-岩性油气藏 ③岩体刺穿油气藏④裂缝油气藏①不整合遮挡油气藏②地层超覆油气藏③古风化壳油气藏3）岩性油气藏①上倾尖灭油气藏③生物礁油气藏4）水动力油气藏5）复合油气藏1）平面：①部位：凹陷、隆起、斜坡。②分布特征：环状、串状、线状。②分布特征、多少2油气成藏条件1）源岩条件：①质：丰度、类型、演化程度。③优质储集体的形成演化史。3）盖层条件：①封闭能力：毛细管封闭能力、超压封闭能力、浓度封闭能力。③封闭性的形成演化史。②运移形式：汇聚、发散、平行。 主要教学内容、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等6）保存：①破坏机理：物理、化学、生物化学、物理化学。②保存条件：区域构造条件稳定、断层封闭性好、地下水或地表水不活跃、盖3油气成藏与分布主控因素及其时空匹配有效性2)成藏主控因素的时空匹配关系4油气成藏模式及油气成藏时期确定①生储盖组合关系③油气运移通道类型④运聚成藏时期（文字中）⑤运移方向②定量研究5有利勘探区预测6圈闭含油气性评价及钻探靶区的选取。二、研究思路三、研究进展单一圈闭油气聚集理论：①背斜成藏理论②地层岩性成藏理论多个圈闭油气聚集理论-无异聚集理论①含油气系统理论。②封存箱油气聚集理论。③天然气运聚动平衡理论。④流体势场油2．成藏条件煤成油、未熟油和低熟油、无机气、不同源岩对油气成藏的贡献、超压对油气生成作用、油藏地化研究储层非均质性、油气运移追索、不同干酪根组分生烃化学动力学、油气生成运移碳同位素变化特征，优质烃源岩（4）油气运移通道和路径 2）输导通道类型及结构：①砂体：均匀砂体—构造脊非均匀砂体—级差。②断层：空腔、裂缝、连通孔隙。③不整合：底砾岩、风化-卸载裂缝。3）优势路径：成因和模拟研究。物理模拟，数值模拟4）输导能力评价：实验研究和统计研究。3油气成藏期次1）常规方法：源岩生排烃期、圈闭形成期、构造活动期。性质不同—原油注入期次。4．非常规油气成藏机制及勘探研究方法2）重点研究内容：①形成条件。②形成机制。③分布规律5．隐蔽油气藏形成条件及勘探研究方法2）识别方法—高分辨层序地层学2）油气成藏条件的形成及演化历史源岩生烃过程模拟、油藏精细描述、断裂形成及活动史研究、油气运聚成藏过程描述五、本课程所讲授的内容（一）油气成藏条件2．断层封闭性4．保存条件 （二）油气成藏主控因素及时空匹配的有效性（3异常孔隙流体压力2、主控因素的时空匹配（三）油气成藏期次及成藏模式2、成藏模式（四）油气成藏新理论1．含油气系统理论2．封存箱油气聚集理论3．流体势场油气运聚理论4．天然气运聚动平衡理论5．油气成藏动力学6、相势控藏理论（五）非常规油气研究介绍2．水化甲烷3．凝析气4．无机气5．生物气（六）油气勘探进展 第二章油气成藏条件研究意义：盖层是油气藏的组成部分、盖层控制着盆地或凹陷中油气分布、盖层控制着①按岩性划分②按分布范围③按纵向上与油气藏关系④按盖层本身均质程度⑤按封闭机理3、盖层研究的历史及现状①历史②现状a、测试技术b、封闭机理日益完善d、盖层在油气成藏中作用认识e、综合评价方法一盖层对各种相态天然气封闭机理及影响因素水溶相—吸附封闭扩散相—浓度封闭（一）盖层对各种相态天然气封闭机理1对游离相天然气的封闭机理主要是毛细管封闭机理①岩石是饱和水的②岩石一般是亲水的，润湿角小于900，毛管力指向油气。θFpdFpd油（气）浮romax水pcmpcmind③毛管力是油气运移的阻力④油气浮力小于或等于毛管力油气则被封闭。2.对水溶相天然气的封闭机理（1）盖层对水无毛细管作用（2）盖层对水溶相天然气的封闭实际上是对水的封闭（3）盖层主要通过吸附水来阻止水溶相天然气运移（4）盖层吸附力大于水动力即可封闭水溶相天然气3.对扩散相天然气的封闭机理（1）条件：盖层具生烃能力（2）封闭机理：由于盖层生成天然气使其孔隙水处于饱和状态，造成其较上下具有较高的含气浓度，天然气在此高浓度的作用下向下扩散阻止了下伏天然气向上扩散，从而形成了浓度封闭作用。同时具超压的浓度盖层封闭能力更强。主要教学内容、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等CC储CC储盖z最大含气浓度……实际含气浓度4、异常孔隙流体压力对游离相和水溶相天然气的间接封闭作用只能存在于那些特殊的泥质岩盖层中。（1）异常孔隙流体压力形成条件及形成机制欠压实泥质岩盖层内部结构示意图2)形成机制a.水热增压粘土矿物转化脱水b.流体增加承压有机质向油气转化c.构造挤压②异常孔隙流体压力不是封闭游离相天然气的主要原因过去观点：异常孔隙流体压力直接封闭油气欠压实泥岩层压力封闭机理模式示意图（据陈章明等,1996）目前观点：①高压流体不能与下伏孔隙流体直接接触，否则超压释放不能对油气形成封闭。②致密层封闭其内油气又可封闭其内孔隙水，同样其也可封闭下伏油气及孔（二）盖层封闭天然气能力影响因素分析(一).毛细管封闭能力的影响因素①.有机质作为胶结物，堵塞了泥质岩盖层孔隙，使孔渗条件变差，封闭能力增强。②.有机质具有较强的吸附天然气能力，可阻止天然气通过泥质岩盖层的逸散。一方面直接起到了阻止天然气通过泥质岩盖层运移的作用，另一方面是天然气分子固着在其表面上，减少了使天然气分子通过泥质岩运移的有效孔隙空间，从而增强了泥质岩阻止天然气逸散的能力。（2）方解石、石英这些石英和方解石的形成，堵塞了泥质岩中的微渗漏空间，使毛细管封气的能力增（3）粉砂质①降低毛细管封闭能力:压实成岩程度低粉砂质含量越高，泥质岩盖层孔渗越好，毛细管封闭能力越差。②增强毛细管封闭能力：压实成岩程度高当泥质岩压实成岩程度较高，结构十分致密时，粉砂质的存在可使泥质岩的毛细管封闭能力明显增强主要教学内容、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等粘土矿物的可塑性和膨胀性由强到弱依次为：蒙脱石、高岭石、伊利石、绿泥石。因此泥质岩中的粘土矿物成分和含量不同，其膨胀性、可塑性和封闭性也就不同。2、压实成岩程度随着成岩作用的增强，蒙脱石大量转化为伊利石之后，孔隙度快速下降，渗透率亦随之降低，岩石密度及排替压力升高，泥质岩盖层的毛细管封闭能力增强。Pddza.从沉积角度上看，只有大厚度的泥质岩盖层其沉积环境才是稳定的，其沉积物的均质性好，大孔隙不发育，排替压力大，毛细管封闭能力较强。相反，如果泥质岩盖层厚度小，沉积环境不稳定，沉积物均质性差，大孔隙发育，泥质岩盖层排替压力小，b.大厚度盖层才能有效的堵截连通孔隙泥质岩盖层厚度与孔隙大小关系示意图c.饱和水排替压力与岩样长度之间具明显的正比关系。度高柱气油度高柱气油主要教学内容、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等人造石英粉砂岩饱和水排替压力与岩样长度关系图d.无论是气藏还是油藏，其泥质岩盖层厚度与其封闭的气柱（封闭能力）之间都存盖层厚度4．异常孔隙流体压力影响异常孔隙流体压力使毛细管封闭能力增强综上所述，泥质岩盖层的厚度越大，毛细管封闭能力越强；反之则越弱。(二)对水溶相天然气封闭能力影响因素1．压实成岩程度压实程度-吸附阻力-对水溶相天然气封闭能力2．黏土矿物类型及含量蒙脱石-伊利石-绿泥石-吸附力-对水溶相天然气阻力3．异常孔隙流体压力超压—压实成岩程度-吸附能力-对水溶相天然气能力 1、有机质类型及演化特征a、腐泥型-气少-浓度封闭差b、腐植型-气多-浓度封闭好过饱和浓度封闭好欠饱和浓度封闭差过饱和浓度封闭好欠饱和浓度封闭差生气量过饱和状态欠饱和状态过饱和状态埋深2、压力压力增加，泥质岩盖层孔隙水中的溶气量增加，浓度封闭能力增强，欠压实泥质岩盖层较正常压实泥质岩盖层具有更强的浓度封闭能力。cp3、温度在温度小于80℃时，随着温度升高，天然气在地层水中溶解能力逐渐降低，浓度封闭能力降低；当温度大于80℃时，随着温度升高，天然气在地层水中溶解能力逐渐增大，浓度封闭能力增强。 主要教学内容、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等c4、异常孔隙流体压力异常孔隙流体压力越大，造成其内孔隙水中的溶气量增强，含气浓度增大，对扩散相天然气的浓度的封闭能力增强；反之则减弱。cp二、盖层形成发育的有利地质条件（一）盖层形成发育的有利构造区域1.坳陷区由于长期处于下沉状态，水体相对较深，水动力条件弱，沉积物颗粒细，是区域性泥质岩盖层形成的有利地区。2.隆起区由于长期处于隆起上升状态，水体相对较浅或露出水面，水动力条件强，沉积颗粒粗或甚至在顶部出现地层缺失，泥质岩盖层不发育。3.斜坡区是在盆地中处于坳陷区与隆起区之间的一个一级构造单元，泥质岩盖层发育情况介于二者之间，厚度相对坳陷区减薄，并向隆起方向上倾尖灭。（二）盖层形成发育的有利构造时期1复合旋回型（以塔里木盆地为例）（1）多次构造运动—多次水进水退—多套生储盖组合 （2）每次水进期—盖层形成时期。2简单旋回型（以松辽盆地为例）（1）断陷期—凹陷期—萎缩期。t（三）盖层形成发育的有利沉积环境1.泥质岩盖层—半深湖—深湖、前三角洲亚相、三角洲分流平原亚相、淡化泻湖亚相、潮坪亚相、扇三角洲扇端、河漫滩、河道间、深海的鲍马序列E层、浅海。2．膏盐岩—咸化泻湖、盐湖。蒸发台地3．碳酸盐岩—浅海、台地相。区域性盖层—半深湖—深湖、浅海、开阔的淡化泻湖亚相、潮坪亚相。2．早A—晚A，封闭性逐渐增强，晚A—晚C，封闭性逐渐减弱主要教学内容、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等封闭能力封闭能力三、盖层对各种相态天然气封闭能力的研究方法（一）对游离相天然气封闭能力的研究方法1毛细管封闭能力的研究方法排替压力是评价泥质岩盖层毛细管封闭能力的最重要参数。（1）实验研究泥质岩盖层的排替压力①吸附法②压汞法岩石毛管压力曲线图a.4-5gb.无形态要求c.无方向性d.含汞或含氮10%对应的进汞压力或吸附压③直接驱替法a.样品制取b.样品处理c.实验过程主要教学内容、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等泥质岩盖岩排替压力测试装置简图d.排替压力求取d（2）实测排替压力的地层条件校正a.饱和介质差异b.温度差异c.饱和介质转化和温度校正(T)owo（3）计算研究盖层排替压力a.利用声波时差计算盖层排替压力原因：①钻井取心的限制②经费的限制方法：①实测排替压力与孔隙度之间关系 主要教学内容、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等Φ②孔隙度与声波时差之间关系Φt③排替压力与声波时差之间关系tb.利用地震层速度研究盖层排替压力①V与V属性相同，只是获取的系统不同存在系统误差。②通过过井剖面声波速度与层速度比较确定误差大小。③层速度校正后，代入排替压力与声波时差关系式中求取排替压力。(4)盖层异常孔隙流体压力的研究方法a.盖层异常孔隙流体压力的确定①不存在异常孔隙流体压力②存在较小的异常孔隙流体压力③存在较大的异常孔隙流体压力利用声波时差确定泥质岩盖层是否存在异常孔隙流体压力示意图b.盖层异常孔隙流体压力的计算①利用声时差资料研究泥质岩盖层异常孔隙流体压力Magarama（1968）提出的利用等效深度法计算欠压实泥质岩异常孔隙流体压力的基本原理是，首先由式可得到欠压实泥质岩孔隙流体压力大小为e+e+prew3wreΦezz正常情况下泥质岩声波时差与深度之间具有如下关系式；-CZ0式中Δt——外推的地青处泥质岩声波时差值，μs/m；0C——泥质岩正常压实趋势线斜率。pz由式可得到与Δt等效的Δte对应的埋深（Z如式所示。e即可得到利用声波时差值计算泥质岩异常孔隙流体压力计算公式为0z②利用地震层速度资料研究盖层异常孔隙流体压力a)Fillippone（1979）提出的利用地震层速度计算地层压力的经验公式为maxminrc)Δp=ppfw（二）对水溶相天然气封闭能力的研究方法吸附力埋深泥质岩压实阶段与脱水特征之间对应关系然气封闭能力从无—弱—强。 （三）对扩散相天然气封闭能力的研究方法主要教学内容、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等两种溶解机理对甲烷总溶解度的贡献（1MPa）)p)ppRT+bPiRT+bpmmφ=9.69834×10-3+1.639×10-6t－1.257910-6t2+2.1292×10-3t3；m2133.89/T。p3/m3；K——水合平衡常数pmimim四盖层封气性演化及其古封闭能力研究方法（一）.盖层封气性的形成及演化特征(1)毛细管封闭a.沉积即形成b.随埋深的增加，毛细管封闭增强。z（2）吸附封闭a.达到一定深度方可形成。z（3）浓度封闭a.达到生烃门限方可形成b.随埋深增加，浓度封闭能力增强。cz（二）不同类型盖层封气性演化阶段的划分1．不具生烃能力泥岩盖层（1）地表～吸附门限，只有毛细管封闭，随埋深增加，毛细管封闭增强。（2）吸附门限～地下深处，毛细管封闭+吸附封闭，随着埋深增加两者均增加。F吸2．具生烃能力泥岩盖层（1）地表～吸附门限，毛细管封闭，随埋深增加，毛细管封闭增强。（2）吸附门限～生烃门限，毛细管封闭+吸附封闭，随着埋深增加两者均增加。Fz吸z吸 （三）盖层古封气能力的恢复方法主要教学内容、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等z1．古排替压力的恢复方法Pd=f(Z)古埋深恢复古排替压力计算2．古异常孔隙流体压力的恢复方法ww0①每个演化阶段φ或Δt不变②Δp=0.8p，破裂超压释放。w③Δp=0.3p释放停止w（2）开始形成时期的确定（3）终止时期的确定ΔP=P－P得到ZwwrwioΔt-Δt-ΔtwΔtwi0cz3．古含气浓度的研究方法（1）c=f(p,t)（2）古p、t恢复（3）C=f(p,t)五盖层对各种相态天然气封闭能力综合定量评价（一）对游离相天然气封闭能力的综合定量评价1）地质模型与数学模型①考虑各种主要影响因素②定量评价③评价结果应具可比性ss——天然气渗滤面积可以得到一个假想的天然气通过泥质岩盖层的渗滤速度，即：K(Ff)V=式中的V值大小可以反映泥质岩盖层封气能力的相对强弱，即其值越小，表明泥质岩盖层的毛细管封闭能力越强。反之则越弱。天然气在外加力（F）的作用下通过泥质岩盖层的渗滤模式2）主要计算参数的选取与确定（1）泥质岩盖层渗透率（K）KKm2；R——砂岩占泥岩盖层厚度的百分比值，小数；SR——泥岩占泥质岩盖层厚度的百分比，小数；m（2）驱使天然气发生渗滤作用的外加压力（F）（3）天然气渗滤时所遇到的阻力（f）f=dmdsa由于砂岩缺少实测排替压力资料，可利用泥岩的排替压力资料求得，砂、泥岩排替msmsk、k——分别为泥岩、砂岩渗透率，μm2。ms（4）天然气粘度(μ)a5、盖层厚度（H）（二）对水溶相天然气封闭能力的综合定量评价1）地质模型及数学模型k(F-f）stwggw3；gK—泥质岩盖层的渗透率，μm2；gV=gQg=KwVg值越小，盖层对水溶相天然气封闭能力越强；反之越弱。1、天然气在水中的溶解度(Cg)Cg=f（p，T，x）kwww3、泥质岩渗透率（K）s2；2；4、泥质岩盖层厚度H泥质岩盖层厚度可由钻井资料获得（三）对扩散相天然气封闭能力的综合定量评价1）地质模型及数学模型tHdm/s）为V=d=V=d=0V=OV=HVd值越小，盖层对扩散相天然气封闭能力越强；反之越弱。2）主要计算参数的选取与确定1、泥质岩盖层孔隙水中天然气浓度（C）O地层水中含气量应是温度、压力和矿化度的函数，即C=f（p,T,Xk）2、施加天然气浓度（C）C=cmax=f（Pmax,T,max,Xkmin）3、天然气的扩散系数（D）mR、R——泥岩、砂岩占泥质岩盖层厚度的比值，小数。mS求得，即Dm=A·m式中A、B是与岩石物性有关的地区性常数，为m、s为泥岩、砂岩的孔隙度。（四）综合评价Q—盖层对各种相态天然气的封闭能力Vs—游离相天然气通过盖层渗滤速度V—水溶相天然气通过盖层渗滤速度wV—扩散相天然气通过盖层渗滤速度da—盖层对游离相天然气封闭能力的权重系数b—盖层对水溶相天然气封闭能力的权重系数c—盖层对扩散相天然气封闭能力的权重系数Q值越小，盖层对各种相态天然气封闭能力越强；反之越弱。定，实际上是备注五、气藏盖层的综合评价方法a=dw六、被断裂破坏P=apd第二节断层封闭性研究与评价1.定义：具明显位移的断裂构造2．发育特征描述①断裂面：断裂带内部结构、宽度、物质成分、裂缝发育特征（产状、密度、长度、填充情况、切割关系）④断距不同部位断距变化特征⑤生长指数3.类型②逆断层a.冲断层倾角大于45°b.逆掩断层倾角小于45°③平移断层4．组合形式②雁行状③放射状（2）地垒、地堑（3）花状，似花状5．活动时期生长指数1时间①生长指数时间②活动速率1．断裂是油气运移的输导通道（1）断裂活动时期往往是油气的大量运聚时期（2）断裂延伸层位控制油气聚集层位2．断层为油气聚集提供遮挡条件，油气沿断裂分布。3．提供油气储集空间一、断层封闭机理是断层与地层物性的各向异性相配合，形成的能使油气聚集的新的物性和压力系统1．断裂输导油气通道类型及演化（1）断裂带内部结构①破碎带a、伴生裂缝②诱导裂逢带a、脆性岩石发育b、塑性岩石不发育①活动时期活动时期断层均是开启的a.裂缝b.破裂带连通孔隙输导能力相对较好②静止期a.未完全封闭的倾斜裂缝b.垂直或近于垂直的裂缝c.破裂带连通孔隙：可能封闭、可能不封闭（1）泥岩塑性变形堵塞——未完全闭合倾斜裂缝a.压力作用—断裂带紧闭b.泥岩塑性流动—堵塞渗滤空间（2）（2）sio和caco沉淀胶结——垂直或近于垂直裂缝(石英脉、方解石脉、后期封闭)sio或caco沉淀胶结b.由于温度压力改变，地下水过饱和b.由于温度压力改变，地下水过饱和sio和caco沉淀，胶结了渗漏空间。①泥质填充①泥质填充②成岩胶结③沥青塞（二）侧向封闭机理2．泥岩涂抹二、断层封闭性影响因素.sinβσ111N21G埋深G课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等b.泥岩受力变形特征σ1ε不同岩石的塑性变形程度不同，泥岩的最低。csio212caco323T3221i2iRLmLd.泥质含量被断移泥岩层厚度及层数e.断层性质①压性②张性①泥质填充g.后期成岩改造破坏：后期断裂活动，破坏断层岩，封闭性破坏①sio沉淀23h.原油氧化菌解作用—沥青塞2．侧向封闭性a.断裂带泥质含量被断移泥岩层厚度及层数LSSF空间连续分布i①定义：断层活动中由于受构造应力作用在削截砂岩层上形成的一个薄薄的泥岩层，叫泥岩涂抹层，这种作用叫泥岩涂抹作用。岩性不同断开后断面的陡缓不同硬—陡软—缓②影响因素三．断层封闭性评价方法1．垂向封闭性a.利用泥岩塑性变形评价泥岩塑性变形极限泥岩塑性变形极限塑性极限5MPa泥岩愈合极限②断层垂向封闭标准b.利用sio和caco是否沉淀0.3-0.50.6-0.70.8-1.0(Ⅰ)1.2-1.4(Ⅱ)Φ123zc.运用渗滤运移速度是否小于或等于零V=f(D,R,C)m据D，R，CV封闭性mV≦0时，断层封闭讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等备注Σhi①Rm≧50%，以泥质为主②Rm﹤50%，以砂质为主vRm2．侧向封闭性Σhi产油气量Rmmb.利用泥岩涂抹系数：泥岩涂抹系数的计算方法、评价标准LSSF=Σhi利用排替压力研究断层侧向封闭性m成备注主要教学i、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等备注①Rm=LP前3、断层封闭性评价四、断层垂向封闭性演化1．根据断层形成和演化史，划分活动时期和静止时期。生长指数1t2．根据断层面压力演化，确定静止期断层封闭性。Nt3．活动时期断层开启程度判别。断裂主压应力方向与断裂走向之间的夹角<250高25-500较高50-750中等＞750低五、断层封闭的差异性（一）垂向封闭性1．同一条断层在剖面上的封闭性存在差异①断层面埋深不同②断移地层岩性不同N,RmzRmN2．同一条断层在平面上的封闭性存在差异性①断层面埋深不同讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等备注N,RmRmN测线3．同一条断层在不同地质时期的封闭性存在差异②同一条断层在不同活动时期开启程度也不同。Nt4．同一条断层封油与封气存在差异封气难封油易（二）侧向封闭性1．同一条断层在平面上的封闭性存在差异①断移地层岩性不同②断距不同Rm①泥质含量沉淀胶结②泥岩涂抹沉淀胶结③sio,cacoZ2．同一条断层在剖面上的封闭性存在差异①断移地层岩性不同②断距不同测线3．同一条断层封油与封气存在差异2．泥质填充4．断层紧闭+塑性变形5．砂泥对接七、断层封闭存在证据1．垂向封闭性②沿断层烃藏内压力系数不呈规律变化。③沿断层地温梯度变化。④沿断层地层水矿化度、性质变化。⑤断层带的矿化作用、成岩作用和降解作用。2．侧向封闭性①砂泥对接②压力不同③地温不同④矿化度不同⑤地层水性质⑥断层两侧具有不同的油水界面⑦油水对接第三节油气运移条件②控制着油气聚集数量和分布。③油气成藏的主要条件。从生油层向储层中的运移通道：早期-孔隙相态：油—游离相气-游离相、水溶相、油溶相、扩散相方向：低势区通道：断层、不整合、连通砂体时期：大量生烃期后的第一次构造运动时期相态：油-游离相气-游离相、水溶相、油溶相、扩散相距离：油源充足程度输导通道连续性一、油气运移输导通道1．内部结构及输导通道a.内部结构破碎带①伴生裂缝②构造岩裂缝诱导裂缝带b.输导通道裂缝连通孔隙a.类型：平行不整合角度不整合b.特点：上下地层时代不连续，缺或失一套地层。上下地层之间存在底砾岩、风化黏土层。如果是角度不整合，上下地层产状不同。c.形成机制：平行不整合：地层抬升—遭受风化剥蚀—再下降沉积。角度不整合：地层发生褶皱—抬升—遭受风化剥蚀—再下降沉积。d.内部结构底砾岩风化黏土层e.输导通道底砾岩连通孔隙风化卸载裂缝均质体非均质体（规则分布的非均质体、不规则分布的非均质体）b.输导通道均质体—构造脊不受岩性影响，而受构造影响非均质体—级差优势通道正韵律-优势通道位于砂体底部级差优势通道反韵律——优势通道位于砂体顶部2．输导特征垂向运移幕式快速输导输导效率高侧向穿层长期输导输导效率界于断裂与砂体之间分布广、延伸远、连通性好。侧向不穿层长期输导输导效率低3．输导能力评价①活动期开启程度—断层走向与最大主应力方向之间夹角。a开启程度低高②静止期V=f(D,R,a)mV≦0不具输导能力ssmT越大，输导油气能力越强，反之越弱。主要教学内容、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等vαv32α1Rm二油气运移优势路径1．优势路径类型a.断裂底砾岩连通孔隙风化卸载裂缝构造脊2．数值模拟（BasinMod软件）油气能量＞阻力油气生成量油气柱高度-易发运移-距离长三．天然气运移相态及其意义初次运移相态2．演化程度3．运移载体二次运移相态w浮阻阻r0F浮﹤F阻油气不能运移①腐泥型腐殖型②埋藏浅，成岩程度低，处于快速压实阶段，压实排出水量大2、低熟阶段～成熟阶段早期生气量水量ⅠⅡⅢⅣzz①腐泥型→产气为主，同时产少量的低熟油腐殖型②处稳定压实阶段，孔隙水排出量相对较大③以水溶相排出为主，也存在扩散相和少量游离相3、成熟阶段高峰期～成熟阶段结束①腐泥型源岩b、突变压实阶段，压实孔隙水量已减少，但蒙脱石脱水作用明显，孔隙水仍较多。c、主要以油溶相和水溶相向外排出，同样也会存在扩散相和少量游离相。②腐殖型源岩a、以产气为主，并产少量的液态烃。b、突变压实阶段，孔隙水已大量排出，但蒙脱石脱水作用明显，孔隙水仍较多。c、主要以游离相和水溶相向外排出，也会存在少量的扩散相和油溶相。4、高成熟阶段①腐泥型源岩b、紧密压实阶段，压实孔隙水更少，粘土矿物转化脱水也已减少c、主要以游离相和油溶相向外排出，有扩散相、水溶相②腐殖型源岩b、紧密压实阶段，压实孔隙水更少，粘土矿物转化脱水也已减少。c、主要以游离相向外排出，还有扩散相和少量水溶相。5、过成熟阶段产气态烃为主，即使产少量的液态烃，也会因其高温、高压作用二次裂解成气。b、晚期压实阶段，孔隙水极少。c、主要以游离相通过微裂缝向外排出，还有扩散相，少量的水溶相。a.初始相态游离相水溶相扩散相游离相游离相水溶相扩散相条件过饱和释放PT降低2）水溶相游离相条件过饱和释放PT降低条件受高含气浓度阻挡4）扩散相游离相d（三）不同相态天然气的成藏分布模式1、水溶相天然气的成藏分布模式①水溶释放机理水中天然气的过饱和②水溶释放条件③成藏分布模式（按水势场进行运移，作用力：水动力）特点：离源越远或含气圈闭地势越高，水中气的溶解度越低，天然气组分中的甲烷含量越高，碳同位素越轻。发育有关的圈闭聚集成藏并呈叠瓦式分布。特点：离源越远或含油气圈闭地势越高，水中的溶解度越低，天然气组分中甲烷含量2、油溶相天然气的成藏机制①油溶释放机理气在油中过饱和②油溶释放条件a、油的量b、气在油中的溶解度c、温度、压力的改变量在油势场中进行运移，作用力：浮力，水动力③成藏分布模式是与油伴生或共生，通常是构成油顶气。特点：气组分中重烃气含量高，碳同位素较重，属于典型的油型气3、游离相天然气的成藏机制毛细管遮挡封闭断裂②游离相聚集条件a、供给量b、散失量在气势场中进行运移，动力：浮力，水动力③成藏分布模式主要分布在源岩周边高隆起部位的构造圈闭和岩性圈闭内，通常呈环带分布，与断四、油气运移追索凝固点1．原油物性变化含蜡量胶质+沥青质运移方向层析作用逐渐降低氧化作用逐渐升高2．含氮化合物1-甲基咔唑/4-甲基咔唑增加1，8一二甲基咔唑/1，6一二甲基咔唑增加屏蔽型咔唑/裸露型咔唑ΣC以前5．酚、溴、碘、有机酸—增加五、油气“倒灌”运移超压断裂输导通道古超压～“倒灌”运移深度“倒灌”深度计算→层位计算六、油气运移输导形式及构成1、直线向上运输-断裂2、直线向下运输-断裂3、T型输导-断裂+砂体（不整合面）4、反T输导-断裂+砂体（不整合面）5、L型输导-断裂+砂体（不整合面）9、Y型输导-断裂+砂体（不整合面、断裂）10、反Y型输导-断裂+砂体（不整合面，断裂）第四节油气保存条件2.控制着油气赋存数量一、油气藏破坏概念及类型1、概念：油气藏中的油气散失殆尽或是油气遭受水洗、生物降解变成稠油或沥青。1）.按位置划分由于构造运动使油气藏抬升到地表，盖层条件或圈闭条件被破坏，油层裸露地表，油气散失或遭受大气水的氧化和水中微生物的降解，形成沥青或稠油。（2）地下破坏作用：可分为①水洗模式—油气藏形成以后的各期构造运动中，圈闭条件虽未被破坏，但油气藏抬升进入大气水带，地表水进入油层，使原油氧化、降解变稠，油气藏破坏。②断裂破坏模式—油气藏形成以后，后期构造运动形成的断层切割油气藏并通至2）.按机理划分（1）物理破坏作用，分为②气涌③水力冲刷④微渗漏（2）化学破坏作用，分为①氧化②硫化（4）物理化学破坏作用，分为①扩散②水洗、水力溶失3.按破坏程度划分油苗δ潜水面大气水带潜水面大气水带稠油残留油藏正常油藏三油气藏破坏机理是油气藏破坏的最重要因素，也是其它因素破坏油气藏的前提条件。（1）盖层剥蚀（地壳抬升剥蚀）盖层被剥蚀，圈闭被开天窗，油气藏被破坏典型例子：克拉玛依油田黑油山克拉玛依组油藏裂缝或断裂切穿了盖层，油气沿裂缝或断裂散失，油气藏破坏（3）溢出点抬高由于构造运动造成区域地层倾斜，使原圈闭的溢出点抬高，油气散失，储量减少典型例子：塔里木盆地桑塔木三叠纪由图T油组的7个油藏Ⅱ后期天然气注入，占据圈闭顶部，使油散失典型例子：艾尔伯达盆地较强的水动力将油气藏底部的油气冲走，造成油气藏部分或全部破坏典型例子：苏联北高加索奥伊也古尔油田油气呈游离相态通过盖层孔隙发生散失的现象大孔隙（1）盖层非均质性大孔隙微裂缝（2）气中存在超压主要教学内容、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等一种新的解释：气体进入盖层空隙内—发生吸附—达到一定厚度后出现毛细孔凝聚现象—气相变成近液相（以胶束状态存在）—分子粘滞力增大—当粘度接近孔隙水粘度（1）自由氧氧化烃分子＋O→醇、醛、酮、酸等含氧化合物→CO＋HO（2）结合氧氧化变为稠油烃类＋单质硫或硫化物→有机硫化物储量降低油品质变差3、热裂解液态烃形成有利。微生物对油藏的破坏是指其对烃类分子的氧化氧化——→氧化——→CO2氢过氧化作用3．结果：消耗掉轻烃分子变为稠浓度差天然气———→散失，储量减小速度慢、作用时间长2、水洗或水力溶失地层水溶解水洗：轻烃分子————→原油性质变稠，油气藏被破坏四、油气藏形成所需要的保存条件（1）地壳无抬升或抬升幅度小，未遭受剥蚀。（2）断裂活动弱，尤其是断至地表的断裂不发育。2、断裂静止后封闭性好3、地下水或地表水不活跃（2）水动力弱，对油气藏无冲刷和水洗作用。4、盖层被断裂破坏程度小，封闭性好5、盖层具有浓度封闭作用 ①正确认识油气成藏机理。上排烃量大于下排烃量下排烃量大于上排烃量生烃高峰②断裂—通道生烃门压超压对富硫干酪根生烃起促进作用，而对贫硫干酪根生烃起抑制作用。源岩排烃时期源岩排烃时期超压形成时期抑制了石英次生加大作用bzz2.超压极值点位置控制源岩上下排烃分配量zNa 3．超压使盖层对水溶相天然气封闭能力增强超压增大—相当与致密层压实程度增加—吸附力增大—对水溶相天然气封闭能力增强。（五）超压使断层具封闭性1．欠压实泥岩塑性强，在超压的作用下向断裂带中塑性流动，堵塞渗漏空间地层的压力下更易紧闭形成封闭。3．超压存在—断层面两侧孔隙不连通—断层面压力增大（除岩石骨架外还有孔隙水的压地表水的水洗、淋滤超压阻止超压阻止二、不整合面在油气成藏中的作用 地表地表地表地表地表不整合面R=0.5%0R=0.5%R=0.5%0R=0.5%0不整合面风化、淋滤形成孔洞，风化—卸载裂缝改善储集空间双重输导通道：底砾岩的连通孔隙风化卸载裂缝1．不仅可以连接相邻的源岩和储集层。2．还可以连接不相邻的源岩和储集层3．可以作为油气长期、区域性运移输导通道。源岩不整合面时间越长盖层封闭性形成时期/源岩大量排烃期差值越大封闭性越差＝＞封闭住油气量越少 三、流体势场在油气运聚中的重要作用1、控制油气空间上的运聚方向（1）势能值大小控制着油气在剖面上的运聚方向①油气由高势区向低势区运移②油气从生油层向储集层运移（2）势能等值线形态控制油气在平面上的运移方向①汇聚型运移②发散型运移③平行型运移2、控制着油气空间上的运聚分配量 （1）势能极值点位置控制着油气在剖面上的运移分配量（2）分隔槽位置控制着油气在平面上的分配量ⅢⅡⅢⅣ3、判断盖层封油气的能力无论上下地层岩性如何，只要存在流体势差上覆地层即可成为油气盖层，且两者势能差越大，封闭油气能力越强。重新定义盖层，只要有势能差存在，即可成为油气盖层势能差越大，封闭能力越强4、对含油气系统形成作用（1）剖面上的极值点是含油气系统的上下边界（2）分隔槽是含油气子系统的四周边界ⅠⅣⅢ四、断层对油气藏的形成与破坏的控制作用1．断裂对油气生成的间接作用（1）控陷断裂控制烃源岩的发育。（2）断裂活动产生的热可以加快有机质演化。 ①深部产生的热②断裂活动上来的热2．断裂对储集油气的作用（1）形成储集空间—裂缝（2）改善储集性能—裂缝沟通孔隙直接做储集空间起沟通孔隙、孔洞的作用3．断裂对运移作用（1）作为输导通道不仅可以连接相邻的源岩和储集层。还可以连接不相邻的源岩和储集层（2）断层在空间上的延伸层位控制油气运聚层位（3）断层活动时期控制油气运聚时期（4）断层活动时期开启程度的差异性控制着油气富集程度4．断层对油气聚集作用（1）与断层活动有关的油气聚集圈闭a、滚动背斜b、挤压背斜c、构造反转形成的背斜（2）与断层封闭有关的油气聚集圈闭 c、断层～岩性5．断层对盖层的破坏作用HLH①有效厚度小②封闭能力变弱6、对油气藏的破坏与再分配作用 地表（2）对油气藏的再分配作用7、对含油气系统形成与演化作用（1）可成为含油气系统边界五、盖层与源岩时空配置关系对油气成藏的控制作用1、盖层与源岩空间配置关系对油气成藏的控制（1）盖层分布面积大于源岩分布面积，且覆盖整个盆地或凹陷（2）盖层分布面积大于源岩分布面积，但不能覆盖整个盆地或凹陷（3）盖层分布面积小于源岩分布面积 主要教学内容、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等2、盖源质量空间匹配关系控制油气富集数量（1）好盖层与好源岩匹配，最有利与油气富集成藏。（2）两者任何一个条件变差，油气富集条件变差。（3）差盖层与差源岩匹配，油气富集条件变差。3、盖源之间特征对油气富集的控制数量（1）两者之间跨度越小，对油气富集与保存是有利的。（2）两者之间构造运动越缓和，次数越少，对油气富集与保存是有利的。（3）两者之间断层越少，不破坏盖层的完整性，对油气富集与保存是有利的。（4）两者之间储层越好，圈闭越发育，对油气富集与保存是有利的。4、盖层与源岩的时间配置关系对油气成藏的控制作用油气富集数量主要受源岩大量排烃期与盖层封闭性形成时期匹配关系的控制。（1）盖层封闭性形成时期早于或与源岩大量排烃期同期时，盖层封闭有效性好。a.对游离相油气封闭的有效性毛细管b.对水溶相天然气封闭的有效性吸附力c.对扩散相天然气封闭的有效性浓度5、盖层分布部位对油气藏类型的控制作用 六、古隆起在油气运聚成藏中的作用1、古隆起是油气运移的低势区，是油气运移的指向2、古隆起为油气运移提供了良好的输导通道3、古隆起为油气聚集提供了储集空间（1）古隆起之上沉积储层发育（2）古隆起之上风化储层发育（3）古隆起之上构造裂缝储层发育4、古隆起为油气聚集提供了圈闭（1）古隆起上发育基岩风化壳圈闭（2）古隆起两侧发育地层超覆和岩性尖灭圈闭（3）古隆起之上发育各种与构造有关的圈闭 第二节油气成藏主控因素时空匹配关系及成藏的控制作用二、空间匹配关系1、圈闭与源岩同层-----砂体连接2、圈闭位于源岩的上方a、正上方---断裂连接b、侧下方---断裂+砂体连接3、圈闭位于源岩的下方a、正下方---断裂连接b、侧下方---断裂+砂体连接4、圈闭位于源岩侧上方---砂体或不整合面三、时间匹配关系1、油气运移时间早于圈闭圈闭形成时间，成藏无效2、油气运移时间晚于圈闭形成时间，成藏有效源岩大量排烃期油气运移时间输导层形成时期③④③④输导通道形成时期晚于源岩大量生排烃期，油气运移量小1、源岩与圈闭之间应存在输导通道连接2、油气运移时期晚于圈闭形成时期五、对油气成藏与分布的控制作用1、源岩分布区控制着油气藏的形成区域----油气藏分布在源岩区内或附近2、输导通道控制着油气藏形成的具体部位---油气藏分布在输导通道上或附近3、圈闭类型控制着油气藏类型 第四章油气成藏期次及成藏模式一油气藏形成时间的确定方法1、根据圈闭形成时间确定油气藏的形成时间。圈闭形成时间即为油气藏想成时期。（1）油气藏形成最早时间，无法确定准确年龄。（2）准确性取决于地层分层的可靠性和剥蚀量恢复的准确性。2、根据烃源岩的主要生排烃期确定油气藏的形成时期。烃源岩的大量排烃期即为油气藏的形成时期（1）油气藏形成的最早时期，无法确定准确年龄。（2）准确性取决于埋藏史和热史的恢复。3、根据油气藏饱和压力确定油气藏的形成时间（1）饱和压力—油气藏形成时的压力，流体包裹体形成时的压力w（3）V、H→t4、根据构造运动时间确定油气藏形成时间构造运动（1）提供油气运移动力（2）提供油气运移输导通道构造运动时期—油气藏形成时期（应是油气大量生成期之后的第一次构造运动）5、根据上露点压力确定凝析气藏的形成时间（1）上露点压力—油气藏形成时压力w（3）V、H→t6、根据储层矿物同位素特征确定油气藏的形成时期 7、流体包裹体分析法（1）包裹体：是矿物结晶生长过程中，被包裹在矿物晶格缺欠中的那部分成矿流体。矿物—胶结物、次生矿物、主要重晶石、方解石、萤石、闪锌矿、石英等。测试时石英①按包裹体与主矿物之间的生成关系a.原生包裹体t(Ma)b.次生包裹体率②按成分分为频率a.盐水包裹体℃b.油气包裹体T℃c.含油气包裹体T℃③按相态分a.液态烃包裹体b.气态烃包裹体油气包裹体与盐水包裹体的区别①分布上：盐水包裹体在边部，油气包裹体在内部。②形态上：盐水包裹体多为不规则状，油气包裹体多为浑圆状和椭球状。③颜色上：盐水包裹体无色透明，液态烃包裹体呈浅黄色—褐黄色，气态烃包裹体为黑压力降低。包裹体内液相中气体分离出来形成气液两相。实验时在冷热台上将包裹体加热至气相消失，包裹体中只有均一液相时的温度即为均一温度。史即可确定油气的注入时期。（4）包裹体丰度—古含油气饱和度标志。GOI确定油水界面。5%5%—油气聚集区5～0.1%—油气运移区。（5）包裹体中化石烃类成分与油气藏中烃类成分对比—各期次的成藏贡献。（6）流体包裹体的形成期次—油气运移期次。（7）包裹体应是与油气包裹体共生的盐水包裹体，不是油气包裹体。8、储层固体沥青分析技术（1）固体沥青记录油气藏被改造破坏信息。（2）固体沥青反射率记录的是油气藏被破坏后的热历史。（3）由固体沥青反射率，结合埋藏史和热演化史，可以确定油气藏破坏时间。 主要教学内容、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等9、油藏地球化学方法（1）原理：根据原油成熟度和组分差异，研究油气藏非均质，从油藏非均质性推断储层烃类流体充注史，判断烃类注入方向和时间。（2）油藏地球化学本身不具定年作用，只能给出大致的成藏时间。（3）油气的非均质性除受充注历史影响外，地层色层效应，后期次生变化等也有（4）成熟度或组分的差异并不总反映充注时间的差异性和周期性，还与源岩本身二、油气成藏模式成藏模式：以圈闭划分为依据，综合油气藏形成的生、储、盖、运，保等诸多地质要素及其之间的时空匹配关系，以及油气运移—聚集动态过程而得到的油气成藏的地质模型。1、圈闭为基础（1）类型：构造、地层、岩性（1）源岩位置（2）输导通道类型、分布（3）运移时期—文字描述4、横剖面图表示（4）输导通道三、主控因素的确定1.油气藏分布与成藏条件叠合确定主控因素2.从理论上分析油气成藏的控制作用四、有利勘探区的选取五、有利钻探目标的选取1.对有利内的圈闭含油气性进行评价排队2.根据圈闭评价结果，选取钻探目标①①油气分布在源岩区内或附近②油气沿断裂分布②③油气沿不整合面分布④油气分布在区域性盖层之下⑤油气分布优质储集体内⑥油气分布隆起上⑦油气分布在坡折带上质第五章油气成藏新理论第五章油气成藏新理论 主要教学内容、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等第五章油气成藏新理论第一节含油气系统理论是一个自然系统，包含活跃的烃源岩及所有已形成的油气藏，并包含油气藏形成时所必不可少的一切地质要素及作用。（1）对象→油气：各种成因的油气，包括天然气、凝析油、原油、重油及固态沥青（2）地质要素→油气源岩、储集岩、盖层、上覆岩层（3）地质作用→圈闭的形成、烃类的生成、运移和聚集（4）上述诸因素在时间和空间上的成因联系（1）它给勘探管理者提供了一个参考框架，使勘探的程序日益规范化。（2）建立完善了“地质、石油、时间”为主的横向思维模式。（3）它是石油地质综合研究的核心。（1）精细含油气系统的研究和描述（1）油气成藏是按系统进行的，强调成因及过程（2）特殊含油气系统研究（2）提供了油气评价单元（3）复杂含油气系统研究（3）勘探的目标更明确（4）含油气系统演化研究二、含油气系统的划分方法1．含油气系统划分方法ⅠⅡ（2）油源对比确定源岩（3）将源与藏分布范围作为含油气系统的分布范围（4）剖面上以源至盖层确定含油气系统的上下边界盖层是含油气系统的上边界，生油层或下套含油气系统的盖层是含油气系统的下边界。有超压无超压底部欠压实主带 主要教学内容、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等2、含油气子系统划分分隔槽将盆地或凹陷划分为若干个单元，每一个单元都应是一个独立的油气运聚单元，其它任何一个单元中的油气对此单元内的油气成藏都不起作用。因此，分隔槽是含油气系统四周边界确定最好标志。三、含油气系统的分类1、Magoon（1998）的分类（1）单一的含油气系统是指该系统形成的地质时期内，构成格架没有发生重大变革通道源岩(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)+储集岩（硅质碎屑岩、碳酸盐岩）（2）复合含油气系统含油气系统形成过程中发生有大的构造变革，而且没有这种变革就不可能形成该含源岩(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)+储集岩（硅质碎屑岩、碳酸盐岩） 2、Demaison和Huizinga的成因分类SPI﹤5，欠充注5≦SPI﹤15，正常充注SPI﹥15，超充注油气以侧向运移为主SPI﹤5，欠充注2≦SPI﹤7，正常充注SPI﹥7，超充注3、赵文智（1996）的分类（1）对单一含油气系统的分类（在Demasion分类的基础上形成的） （2）对复合型含油气系统的分类①按空间位置划分a.并列型两个含油气系统相互独立，但可能地层范围近于一致b.交叉型两个含油气系统的地区范围交叉，交叉带内的圈闭具混合油源，且油气聚集期可以c.叠置型上下含油气系统各自独立，地层范围相叠置。d.侧接型介于并列型与叠置型直之间，两个含油气系统各自独立，但空间上呈侧接关系。②按时间顺序划分a.同时型两个含油气系统的时代近于一致。b.连续型两个含油气系统的时代有先后之分，但在时限上相承接。c.间隔型两个含油气系统的时代不连续，有一定的时间间隔 4、金之钧的分类（1998）（1）未成熟含油气系统源岩未成熟，油气生产量低。沉积盖层相对较薄，埋藏也不太深，有机质演化程度属于“少年”含油气系统。（2）成熟含油气系统具有油气聚集、保存、形成大油气田的所有条件。该类含油气系统从含油气系统的缓慢坳陷阶段，中间可能会有不同程度的上升，也可能遭受一定程度的剥蚀，但已形成的油气藏并没破坏。是最理想的含油气系统。（3）过成熟含油气系统由于后期的构造运动、岩浆活动，地下水运动等地质作用使已形成的油气藏受到不同程度的破坏。5、张厚福（1999）分类按成因分（1）原生型含油气系统：沉积和成岩期间形成的油气系统（2）演化型油气系统次生型含油气系统：原生型含油气系统破坏后，油气藏破坏油气再分破坏型含油气系统：以出露地表的古油藏为代表四、含油气系统的命名Magoon的命名：油气源岩＋主要储集层（可靠性符号）!已知的，源岩与油气藏直接存在着良好的地球化学匹配关系（很好划分）?推测的，源岩与油气藏的存在都是根据地质与地化资料推测的例如：Deer－Boar(·)国内含油气系统的命名①源岩+盖层—含油气系统q～n含油气系统②用地名—含油气子系统古龙含油气子系统五、含油气系统特征 指烃类在该系统内能保存下来，受改造或遭受破坏的时间段，它在油气生成－运移-聚集作用完成之后开始。是指含油气系统中大部分油气生成、运移、聚集的时间，通常在源岩处于最大埋深稍晚的时刻，即为关键时刻。不同的学者对关键时刻有不同的理解（1）决定油气各成藏要素与作用存在关系的那一时间称关键时刻（2）烃源岩进入生烃门限并开始排烃（3）决定油气运移、聚集的地质事件发生了作用（4）控制现今油气分布格局的时间5、四图（1）埋藏史图（2）关键时刻剖面图（3）关键时刻平面图（4）含油气系统形成的事件图地质要素源岩储层盖层圈闭运聚时期六、含油气系统要素及作用描述（2）储（3）盖高峰（1）圈闭形成作用圈闭大小、数量油气生成高峰构成优势输导通道运移量油气聚集油气藏类型及分布规律油气聚集油气成藏主控因素油气成藏时期及模式 七、含油气子系统描述与综合评价1．含油气子系统描述2．含油气子系统综合评价（1）选取评价参数①地质要素a.生烃条件b.储集条件c.盖层条件d.圈闭条件e.运移条件②地质作用a.盖层形成时期与油气大规模运移期的匹配关系b.圈闭形成时期与油气大规模运移期的匹配关系含油气子系统评价参数等级划分表地质作用物性(Φ,K）盖层：宏观盖层﹥300300-150﹤微观三种相态两种相态一种相态圈闭条件单个圈闭条件（类型、幅度、面积）圈闭条件圈闭个数油气运移形式运移条件呈汇聚流运移的面积盖层封闭能力形成时期与油气大规模运移期的匹配圈闭形成时期与油气大规模运移期的匹配关系大高大好多汇聚型大早于或同时早于或同时一般平行型（2）等级划分并赋予权值（3）权重系数分配（4）综合评价权值的计算小差小差Ⅲ类少发散型小于于naiqii=1Q——含油气子系统的综合评价权值；q——第i项评价参数的评价权值；ia——第i项评价参数的权重分配系数；in——评价参数的个数。（5）含油气子系统的综合评价等级划分含油气子系统等级划分表Q(%)好>2.5中差 主要教学内容、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等八、含油气系统的形成与演化主要教学内容、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考1．含油气系统的形成a.源岩生烃期b.盖层封闭性形成时期两者较晚者即为含油气系统的形成时期2．含油气系统演化（1）剖面上的演化主要受断层活动与封闭开启的影响ⅠⅡ①同源多层②多源一层断层静止封闭断层活动开启断层活动时，上下为一个系统断层封闭时，上下各为一个系统ⅢⅢⅣⅢⅡⅣ断层活动开启断层静止封闭（2）平面上的演化也主要受断层活动与封闭开启的影响断层封闭：二个子系统第二节流体封存箱油气运聚理论发现:存在高压，压系流体封存箱被认为是九十年代油气运移研究的最新进展之一。早在70年代中期，发现:存在高压，压系新的运移机制。随后，D.W.Waples和JozselfToth等人（1991）对此进行了探讨。一、流体封存箱的概念及组成要素流体封存箱也称异常压力流体密封单元，原文是AbnormallyPressuredFluidCompartment。封存箱是简译名称。 可以将沉积盆地内由封闭层分割形成的异常压力系统，称之为流体压力封存箱（超④箱内生、储、盖条件具全这一点可能不同于泥岩超压③一个盆地或凹陷可能存在一个封存箱，也可存在多个封存箱，甚至还可以没有。可以是油气正常盖层也可以是温度盖层①正常盖层a.岩性一致c.主要为蒸发岩、页岩、泥岩d.其形态受地层产状影响②温度盖层b.切穿不同岩性、时代地层，即岩性时代不同。又称底部密封带①正常盖层、温度盖层、基底。②温度盖层平直，正常盖层、基底形态变化较大。②主要是断裂、岩浆侵入体、泥底辟等。二、封存箱形成的物理原理孔隙流体受限于封存箱内，有两种模型。①流体膨胀②油气生成③岩层机械倒塌（3）流体支撑封闭层、上覆岩层以及流体负荷的重量。2、岩基支撑的封闭（1）条件：沉积体系遭受抬升并遭受剥蚀，导致封闭体形成以后岩石冷却。（2）低压箱岩石冷却，流体收缩，使得压力下降。（3）岩基支撑封闭层、上覆岩层以及流体负荷。三、封存箱的分布模式1、持续埋藏的区域性成岩致密带分布根据张义纲（1991）研究，在成岩演化过程中，成岩孔隙带（或致密异常带）可划（1）第一多孔带（原生孔隙带）o为主，形成孔1122334（2）第一致密异常带o由于有机质的降解作用很微弱，形成了碳酸盐或SiO的大量沉淀→形成致密带2（3）第二多孔带（原生及次生孔隙带）o蒙脱石向伊利石转化，生成有机酸增加了次生孔隙带，并形成游离的SiO和自生高2R：0.6～0.7%o2（5）第三多孔带（次—原生孔隙带）oⅢ型干酪根，R：0.7~1.2％CO溶蚀2盐的溶解→形成致密带oo有机质开始停止大量的CO生成，导致嵌晶状碳酸盐沉淀→形成致密带2（7）深部成岩孔隙带o出现长石、高岭石和石英的溶蚀孔隙带，嵌晶方解石沉淀。2、封存箱的分布第二致密带＋第三致密带→中封存箱第三致密带＋基底→下封存箱上中下四、封存箱内油气运移机制根据张义纲（1991）研究，封存箱内油气运移机制主要有以下二种类型。无机矿物，有机组分—类型丰度—成岩演化速率—盐度、溶气量—密度差—对流促进溶解于地层水中的天然气向温度和压力较低的圈闭运移并出溶成藏。2、混相涌流是由于封存箱内外压力的差异导致箱缘破裂（封存箱内异常高压＞泥岩破裂压力油气水共同涌出而呈现的一种运移方式称混相混相流体至箱外后，随压力下降，油气水三相相互分离：①可能进入正常水动力系统的控制下，进行运移成藏。（3）混相涌流周而复始当压力系数下降到1.2～1.3，裂缝重新闭合或被方解石脉或石英脉充填，封存箱内五、封存箱油气运聚成藏模式1、箱内储盖组合类型（1）箱内储盖组合储层以次生孔隙为主，主要是由于箱内烃源岩在生烃过程中，有机酸对孔隙的改造作用。盖层为顶板。①源岩为箱内源岩②储层是箱内有机酸溶蚀形成的次生孔隙储层③顶板为盖层（2）箱缘储盖组合指顶部密封带而言，该带往往由多层致密异常层组成，夹多孔的储层。油气来自箱（3）箱外储盖组合指正常压力系统层系中的储盖组合。油气来自箱内源岩，储盖组合为正常压力系统2、运聚模式（1）箱内运聚成藏①位置：箱内②动力：水溶对流③机理：向压力、温度低的圈闭运移、出溶成藏④毛细管遮挡封闭b、侧向集油气的效率高c、运聚成藏的主要机制（2）箱缘运聚成藏①位置：箱缘②动力：混相涌流③毛细管遮挡（3）箱外运聚成藏①位置：箱外②动力：混相涌流③特点：有大量油气涌出，烃类数量丰富④毛细管遮挡封闭第三节流体势场Fluidpotentialfield一、流体势的概念“势”——是研究物体机械运动时用到的术语，指单位物体所具有的总机械能。如果物体是流体，势→流体势。（1）势能大小→相对概念（2）物体总是由高势能——→低势能已知空间域中总机械能大小主要教学内容、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等已知空间域中总机械能大小物体的运动规律1、均质储层流体势的概念Hubbert.M.K（1940，1953）相对于基准面单位质量流体所具有的机械能总和。基准面：为0.1MPa，即表测压力为零），2；3;式中第一项为重力能，相当于将单位质量的流体从基准面移至高程z处克服重力所第三项为动能，是单位质量流体在流速为q时所具有的动能。（3）实用公式考虑到地下环境流体自然流动极其缓慢，流速很少大于1cm/s，实际上可把动能视为零，于是实用中流体势就可以定义为：流体势→单位质量流体具有的势能p（4）油、气、水势能油和水通常可以看作是不可压缩的流体，其ρ不随压力变化，可从积分号下提出，wPpPpgog（5）缺欠：没有考虑界面能的影响相对于基准面单位体积流体所具有的总势能。p(P)rp(P)r重力能弹性能界面能w/ogP——流体压力，正常压实w/ow/gr——岩石毛细管孔喉半径基准面——原始沉积表面（问题：第二项永远是正号么？）二、流体势模拟①埋深z：z↑,Φ↑②流体压力P：P↑,Φ↑③界面能力σ:σ↑,Φ↑2．计算方法①密度ρ:ρ=f（P，T）=f(Z)P=ρz静wP＝=f(Z)P=KρzwP=ρz+△P（异常压力）动w③界面张力σ:σ=f（P，T）=f(Z)④孔喉半径r：r=f(k,Φ)=8k=f(Z)ΦZ3．古流体势的恢复计算①压力P；②温度T；③ρ;④k；⑤Φ;⑥z只要在古P、T、z、k、Φ恢复的基础上，即可对古流体势进行恢复计算古地温可以用包裹体均一温度恢复古压力可以用包裹体压力三流体势与油气运移和聚集（一）流体势与油气运移1、总趋势：油气总是由高势区向低势区运移，方向为负势梯度方向。2、油气运移形式及供油气单元（1）油气运移形式油气自生油层经初次运移进入储集层后，油气在储集层中的侧向运移，其方向明显受到其油气势能等值线形态特征的控制，按照油气势能等值线形状，可将储集层中的油气运移归结为三种运移形式。①汇聚流运移形式a.运载层中油气势能等值线几何形状为一楔形（内凹）控制的油气运移形式。汇聚运移。c.形成强大的油气运移流，这种运移往往能克服地层的吸附，进行长距离运移。d.遇到合适的圈闭就可以形成油气藏。②发散流运移形式a.输导层内油气势能等值线几何形态为外凸状。b.使油气势能等值线法线方向呈分散状态。c.它是一种小面积的油气向大面积地区发散运移形式，这种运移形式必然使油气在运移过程中浓度急剧减小，经不起地层的吸留作用，往往运移距离也很短。③平行流运移形式a.势能等值线呈平行状。b.势能等值线的法线也为平行状。(2).生油凹陷供油气单元的划分所谓生油凹陷供油气单元，就是产出的油气呈现同一种运移形式的那部分生油岩其范围主要由输导层油气势能等值线几何形状，即由输导层油气运移形式来确定，因此，根据生油凹陷输导层内油气势能等值线几何形状控制的油气运移形式，将生油凹陷内的生油岩体划分为以下三种供油气单元。并不是所有的生油岩体都对每一个圈闭油藏形成起作用。①聚敛型供油气单元油气呈汇聚流运移形式的范围在生油凹陷中垂直投影切割出的有效生油岩体。这类供油气单元产出的油气为汇聚流运移形式，属于贡献型供油气单元。②发散型供油气单元即油气呈发散流运移形式的范围在生油凹陷中垂直投影切割出的有效生油岩体。该供油气单元产出的油气进入输导层后皆呈发散流运移形式，尽管生油岩体能产生并排出可观的油气量，但很难形成大规模的油气聚集。③平行型供油气单元这种供油气单元为呈平行流运移形式的范围在生油凹陷中垂直投影切割出的有限该供油气单元产生的油气进入输导层后，皆呈平行流形式运移，所以，在没有良好油气聚集在低势闭合区内（一）流体势组成中三项权重系数如何分配才能使得流体势的概念更为合理？Φ=f(Z)与构造图相似还有必要么？（四）存在断裂时流体势如何让考虑五、对油气运聚的控制作用1.控制油气空间上的运聚方向（1）势能值大小控制油气在剖面上的运移方向（2）势能等值线形态控制油气在平面上的运聚方向2.控制油气空间上的运移分配量（1）势能极值点位置控制着油气在剖面上的运移分配量（2）分隔槽位置控制着油气在平面上的分配量3.判断盖层封油气能力4.对含油气系统形成的控制作用（1）极值点是含油气系统的上下边界（2）分隔槽是含油气系统的四周边界2.物性不同：比重，密度大小，粘度，活动性3.形成环境不同油：有机——生油门限以后——裂解门限之前气：有机——整个生烃过程4.扩散渗滤的速率不同二、天然气运聚动平衡的基本原理源岩生成的天然气—储集层—圈闭—天然气藏扩散气藏中的天然气散失QQ供1.这两个过程同时进行供2.任何一个天然气藏都是天然气不断散失和源岩不断补充达到某种程度上相互平3.天然气的赋存状态随地质条件的演变而不断地变化。气藏的形成后并不是一成不变的，当Q供>Q失，储量增加；当Q供<Q失，储量减三．天然气运聚动平衡特征的研究（一圈闭有效供气量的模拟1．烃源岩排气量模拟2．可供运移量模拟Q——区域性盖层形成前的烃源岩游离相排气量。3．可供聚集量计算Q”=Q1es-Q-Q-Qwssbs4．圈闭有效供气量模拟a——分配系数，可以由供油气单元面积除以凹陷或盆地生油气面积得到。天然气渗滤散失量模拟Q=k(pp)stsinθ①K—裂缝渗透率代替1②t—断裂活动时间③s—断裂带宽度乘长度④p-p可用Δp源储压差代替⑤H—沿断裂垂向运移距离⑥b—裂缝宽度⑦n—裂缝宽度1.天然气扩散作用的概念及影响因素天然气扩散——是天然气分子的扩散，是天然气分子传递的一种形式，影①浓度：天然气由高浓度区向低浓度区扩散；②温度：天然气由高温度区向低温度区扩散；③压力：天然气由高压力区向低压力区扩散；①按岩石孔径与分子的自由行程相对大小划分a.费克扩散岩石孔径远大于天然气分子的自由行程的扩散作用。主要发生天然气分子之间的碰撞，而天然气分子与岩石孔壁之间的碰撞较少；天然气分子的运动速率较快。阻力：天然气分子之间的碰撞。主要发生在近地表的一些压实成岩程度差的岩石中。b.努森扩散天然气分子自由行程大于岩石孔壁直径的扩散作用。天然气分子与岩石孔壁之间的碰撞多于气体分子之间的碰撞机会，这种天然气扩散的速率相对较慢，主要发生在的深部的一些压实成岩作用c.混合扩散介于上述两种扩散之间b.二维扩散c.三维扩散③按扩散源个数a.单气源扩散b.多气源扩散④按浓度是否随时间发生变化分2.天然气在地下岩石颗粒中的扩散机理(1)天然气在地下的扩散有两个途径a.通过岩石矿物颗粒的扩散因为岩石颗粒为固体，分子之间结合紧密，分子之间的距离小，天然气分子难b.通过岩石孔隙介质的扩散因为岩石孔隙中充满水，水为液体，分子之间结合疏松，分子之间的距离大，天然气分子易通过其扩散运移，扩散速率相对较快。前者的扩散速率约比后者小两个数量级以上。(2)引起天然气在地下岩石中扩散的浓度天然气在哪种介质中的扩散应当受到哪种介质的浓度所决定。a.游离相含气浓度：引起天然气