第八章 油气分布与控制因素

世界上油气储量在区域、地层和深度上分布的明显不均一性，在过去的几十年来，已引起油气地质学家的广泛注意。在早期，这种现象被认为是勘探程度不均一造成的，或是主要原因之一。然而，近几十年来的勘探，几乎已遍及地球表面各个大陆（包括极地和沙漠）和海洋（陆缘海和大陆架），尚未勘探的处女地已愈来愈少，而油气分布的明显不均一性，已成为普遍公认的基本事实。这种不均一性，主要表现在以下几个方面。油气在层位的分布（时间上）油气在空间上的分布油、气、煤分布的相关性§1地壳上油气分布规律第八章油气分布与控制因素从震旦到第四系都有油气的分布，石油多数集中在中新生代，占全部储量的92%～94.88%，只有8%～5.13%分布在古生代。天然气则以中古生代为主，占总储量的90%，古生代所占比例明显高于新生界（第三系）。一、油气在层位上的分布（时间上）第八章油气分布与控制因素若干有代表性作者对大油气田层位分布的统计（%）油气田大油田大气田作者及年份Halbouty等，1970Hectepob等，1975Oil&GasJ.1986Halbouty等，1970Hectepob等，1975张子枢1989*第三系29.032.930.210.010.510.016.9中生代63.059.162.665.073.556.453.0古生界8.08.07.125.016.033.430.0前古生界0.10.20.1原因：古生代地层1.演化时间长，石油遭受破坏；2．沉积厚度极薄的稳定带缺乏良好的生油条件；3．演化阶段高，过成熟成气。而中新生代经历的时间虽然较短，但由于地壳活动性强，沉降幅度大且速率高，为母岩形成和生烃提供了良好的条件；同时伴随海底扩张，热流增强，地温梯度增大，使得有机质成烃所需的时间大大缩短。第八章油气分布与控制因素油气在地域上的分布，主要是受大地构造条件的控制，油气集中分布在现代地壳中相对活动的，长期以沉降为主的地区。世界上最终可采储量大于或等于5×109BOE的盆地有25个盆地（占盆地数的4.2%），主要集中在4大油气盆地带：北方大陆带、特提斯海带、南方大陆带、太平洋带（Klemme和Ulmishek，1991）中的特提斯海带和北方大陆带，此为世界上两个巨大盆地带，尤其是前者。二、油气在空间上的分布第八章油气分布与控制因素世界油气盆地带及主要油气盆地分布略图油气在深度上的分布集中在3000m范围内，占储量95%以上，50%集中在大约1600m左右。原因：1.与石油形成的阶段有关；2．与油气向上运移，使聚集深度小于生成深度，特别是在断裂和不整合比较发育的地区，这种现象尤为显著。第八章油气分布与控制因素油、气、煤在时间上的分布，据Bestougeff（1980）的研究，世界上煤储量以二叠纪—石炭纪地层中最为丰富，其次为侏罗纪—白垩纪地层，第三纪居其后。与石油的时代分布有显著的差别，其中古生代的差别较为显著，而中、新生代差别相对较少。煤与天然气在时间上的分布似乎比油更密切些，都集中在二叠纪—石炭纪和中、新生代，而泥盆纪及以前，不存在煤资源，而天然气和石油都占有一定分额。三、油、气、煤分布的相关性第八章油气分布与控制因素天然气、石油和煤在不同时代地层中的分布图油、气、煤在地域上的分布，煤储量90%集中在北半球，煤主要分布在北纬48°～57°（占储量的56%），其次为北纬36°～48°（占储量的32%）；而北纬24°～36°和60°～70°分别为以石油为主的和以天然气为主的油气聚集带和气油富集带。另外，天然气的分布较石油广泛，这是因为：1.生气母岩数量多，类型多；2.成气阶段比成油广泛；3.天然气分子小，容易运移，盖层要求高。第八章油气分布与控制因素从有机成烃说的观点出发，地壳中油气资源的存在和丰度，取决于成烃、成藏及保存诸因素的有机配合。地壳中这三方面具备最佳组合的盆地带，就成为油气最富集的盆地带；同样，在同一盆地带内，不同盆地的油气丰度，或是同一盆地内不同构造单元或油气聚集带内油气富集的程度，也要取决于这三个条件的有机配合。因此，概括起来，控制沉积盆地中油气赋存规律的因素有：稳定的大地构造环境是大型油气区的成盆基础，有利于油气的生成和保存；沉积体系、沉积相带控制油气的富集程度；长期继承性古隆起是大型油气田形成的区域构造背景；生、储、盖、运、圈、保诸条件在时空上的有机匹配，是油气聚集成为油气藏的关键。§2沉积盆地控制油气赋存的规律第八章油气分布与控制因素稳定的大地构造环境是大型油气区的成盆基础，有利于油气的生成和保存，这一点在生油理论中已有描述。在各种大地构造环境下形成的盆地，不论其规模大小，沉降和沉积的对立统一贯穿盆地发展的始终，二者往往是不协调的。而对于含油气盆地来说，持续沉降以及沉降和沉积速度互补是烃源岩形成的条件，有利于生物的繁殖的古地理环境的保持，有利于有机质的迅速埋藏与保存，较厚的沉积物有利于烃源岩埋藏到一定的深度达到成熟。另外，稳定的大地构造环境有利于油气的保存。一、稳定的大地构造环境第八章油气分布与控制因素世界各含油气盆地的油气勘探实践证明，盆地各时代的油气储集层和烃源岩的形成与分布，严格地受盆地演化的古构造和古沉积条件控制。烃源岩多分布于浅—半深海相和深—浅湖相沉积中；储集层则多属三角洲相、滨海相、浅海相、深浅海（湖）相、浊积相以及碳酸盐岩台地相等。不同类型的沉积盆地有相对稳定的沉积相带、沉积体系。不同沉积体系，由于沉积环境的差异，生油气母质及其演化、油气的储集和保存油气的条件也有所不同。如三角洲沉积体系、蒸发岩沉积层序都具有良好的油气藏形成条件。因此，研究不同类型沉积盆地的沉积体系和相带分布，对于预测油气富集区、提高勘探成效具有重要的意义。二、沉积体系、沉积相带控制油气的富集程度第八章油气分布与控制因素三角洲（包括冲积扇、水下扇、深海扇）体系含有丰富的油气，因为它具备了形成油气藏的各种有利条件。油源条件：三角洲所处的河口位置，使其具有大量有机质和形成还原或弱还原环境，具良好的物质基础和具油气转化条件；三角洲较高的沉积速率，常形成欠压实，有利于烃类早熟排烃，具排烃条件。因此，三角洲体系能形成巨大体系的母岩。储集条件：三角洲区砂体类型多，有三角洲的分流河道砂、水下分流河道、河口砂坝、前缘席状砂等，因处于双向水流的长期作用和水进、水退作用交替发生，分布多种储集物性良好的储集砂体和有利的生储盖组合，如互层式、指状交叉式、断层式等复式生储盖组合。1、三角洲沉积体系中的油气分布第八章油气分布与控制因素圈闭条件：三角洲区砂、页岩频繁交替，且常有巨厚的超压页岩，同生断层，可形成多种类型的圈闭，如地层超覆、岩性尖灭、底辟构造、盐丘构造、滚动背斜等；这些圈闭大多在沉积过程中形成，形成时间较早，有利捕集油气。盖层条件：三角洲区沼泽沉积、分支间湾、前三角洲泥均为良好盖层。第八章油气分布与控制因素我国陆相盆地蒸发岩在沉积岩剖面中的比例可达5%以上，个别凹陷可达50%。且分布广泛，东部、西部、陆相、海相、震旦、寒武、奥陶、三迭、第三系都不同程度地发育有蒸发岩。蒸发岩沉积层序形成初期，盐度增加，水体停滞，大量生物死亡。河流不断供给有机质，形成弱氧化还原环境，具有大量沉积有机质；且卤水浓度增加形成蒸发岩，快速的堆积、覆盖，形成封闭环境，有机质免遭破坏，有利转化成石油。蒸发岩沉积组合在横向上，蒸发岩相和非蒸发岩相之间的过渡带往往是礁、砂坝、三角洲、冲积扇等，生物碎屑灰岩和鲕状灰岩等有利油气储存的岩相带。如济阳的平方王复礁体；常是生油层、储集层、盖层指状交叉的地带，有利于油气聚集。2、蒸发岩与油气聚集第八章油气分布与控制因素蒸发岩具较大的可塑性和易流动性。在差异负荷的作用下，易形成生长断层，为石油运移创造了条件；往往形成与盐隆有关的构造，形成底辟构造等有关的圈闭类型。如王场油田，文留油田。蒸发岩是非常致密的岩石，而且具有较大的柔性，是天然的良好的盖层。第八章油气分布与控制因素从油气形成地质条件上，有效的圈闭是油气藏形成的必要条件，古隆起往往代表着长期相对抬升，位于生油区油源的主要运移方向，且发育着断层、不整合面等油气长距离运移的通道。古隆起，尤其是长期继承性古隆起，圈闭形成时间较早，具有形成时间早、圈闭容积大、在油气运移路线上及距油源近且稳定的有效圈闭特征。三、长期继承性隆起是大型油气田形成的区域构造背景第八章油气分布与控制因素不整合面上下有丰富的油气聚集，聚集在不整合面之下的比之上的更多（如：基岩油藏、潜山油藏），其原因：长期的风化剥蚀使孔隙性增强。不整合代表曾经长期上升、风化、淋滤、溶蚀，形成了大量的裂缝、溶孔、溶洞，为油气极好的通道或聚集空间。不整合常为油气长距离运移的通道。不整合面孔渗高，为油气渗流的最佳通道；不整合面常凹凸不平，上面覆盖不同时代的地层，岩性差异大，易产生次生孔隙；不整合面上常有风化残余碎屑，固结后为高孔渗的岩石；不整合代表了一次区域性构造运动，使地层产生变形，促使油气运移；不整合面面积较广，延伸长，可使油气作长距离运移。不整合面对于油气运移和聚集的重要性第八章油气分布与控制因素不整合是联系生油岩和储集岩的桥梁。由于不整合面为油气长距离运移的通道，且为沉积间断面，所以它能将距离较远或时代相差较远的生油岩和储集岩联系起来。不整合面常是大范围的沉积间断，岩相突变界面，可以作为油气运移的遮挡面，形成不整合圈闭和油气藏。第八章油气分布与控制因素生油、储油、盖层、运移、圈闭和保存六个环节，对于油气藏的形成来说是不可或缺的有机的整体。沉积盆地中能否有丰富的油气形成和富集，关键取决于上述六个条件的时空匹配。若匹配的条件好，就可以形成较大的工业性油气区；若匹配的条件差，则不利于形成油气田或油气区。在沉积盆地演化过程中，由于种种原因，上述六个环节的发育是不均衡的，有时甚至缺乏某一环节，从而不能形成有效的油气聚集。有时，虽然某一环节发育稍差，但其他环节发育良好，从而弥补了前一不足，同样能够形成有远景的油气区。因此，从沉积盆地整体出发，综合研究油气藏形成的各个要素在时空上的匹配关系，是含油气盆地分析的最重要内容。只有这样，才能对含油气盆地作出系统的科学的评价。四、成藏条件在时空上的有机匹配，是油气聚集成为油气藏的关键第八章油气分布与控制因素