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•第二章输导体系与油气成藏油气运移通道及输导体系油气输导体系与油气聚集油气输导体系研究方法油气充注机理油气成藏期研究方法一、运移通道及输导系统通道渗透性砂岩、碳酸盐岩断裂不整合面微裂缝流体输导系统：渗透性岩层、不整合面、断裂及其组合。即所有运移通道及其相关围岩的总和。•或者说是油气从源岩运移到圈闭的所有通道及其相关岩体的总和•输导体系是连接圈闭与油气源的“桥梁和纽带”，在时间和空间上连接了含油气系统中各地质要素及各地质作用，使它们成为一整体或系统，从而油气能够在这一系统中实现从分散的“源”到集中的“藏”的转化。•只有在运移通道上的圈闭，才能对油气聚集有利。最佳的远景圈闭总是位于最佳的油气运移通道内。油气运移通道研究对于预测油气藏的分布及资源评价具有重要的意义。•优势通道（运移高速公路）：有限通道•陆相盆地：短距离运移，一般10-30公里•海相盆地：长距离运移，可达160公里以上二、油气运移路径与油气聚集油气运移路径研究方法：1）、利用生物标志化合物、正烷烃、碳同位素等地化指标，进行油源对比，并在此基础上追索油气来源；2）、利用储层中原油的物性变化和储层沥青的分布特征及地化指标判断石油运移方向。3）、利用水动力学研究二次运移：流体势、UVZ法则4）、实验室物理模拟方法5）、综合研究，追索油气运移路径。流体势的概念Hubbert将地下单位质量流体具有的机械能的总和定义为流体势：φ=gZ+∫0PdP/ρ＋q2/2Z为测点高程；ｇ为重力加速度；P为测点压力；ρ为流体密度；q为流速。gZ：重力位能，将单位质量流体从基准面（海拔＝0）移动到高程Z为克服重力变化所做的功；∫0PdP/ρ：压能，单位质量流体由基准面到高程Z因压力变化所做的功；q2/2：动能，单位质量流体由静止状态加速到流速q时所做的功。势梯度与流体运移方向力场强度：单位质量流体所受的力：E＝－gradΦgradΦ表示Φ的梯度，E是一个向量。水、油和气在同一点的力场强度：Ew=g－gradP/ρwEo=g－gradP/ρoEg=g－gradP/ρg第一项为单位质量流体的重力,在数值上等于重力加速度g，第二项表示单位质量流体体积上的压力静水环境中，作用于单位质量水.油.气三的力场强度在静水环境，水的力场强度为0；Eo和Eg不为0，方向均向上，因气的密度比油的小，Eg大于Eo在动水环境中，作用于单位质量油、气上的力，除重力g和浮力－gradP/ρ外，还有水动力Fw，水、油和气的力场强度分别为：Ew=g－gradP/ρw＋FwEo=g－gradP/ρo＋(ρw/ρo)FwEg=g－gradP/ρg＋(ρw/ρg)Fw在不同水动力条件下，作用与单位质量水油和气上的各种力的向量分布及力场方向单斜输导层中，下倾水流条件下油与水的运移方向在水动力作用下，油、气、水沿着各自势减小的方向进行封盖层表面形状对油气运移路径和方向的影响模式1：生油气岩上方全为砂岩层，此时油气将从烃源岩中排出点垂直向上运移，而不是沿有限通道向上运移，在剖面上油气运移路径呈面状，油气散失量较大。模式2：封盖层的下表面为一平面，且有固定的倾角。在这种模式下，油气将沿平面呈面状运移，运移方向与盖层平面的走向垂直。模式3：封盖层底表面为穹隆形。油气将在构造核部聚集，并由顶部向下充注。如果毛细管力足够大，则圈闭被充满后，石油则从溢出点溢出；如果随油体的增高，油体所受浮力和水动力的作用大于毛细管力，石油将通过盖层向上移动。模式4：封盖层底表面为轴向倾斜的背斜形状。石油将以集中式运移。模式5：封盖层底表面为向斜形状。石油将以分散式运移。模式6：封盖层穿切层面，如断层面，盐丘和横向岩相变化。此时，油气运移路径复杂。一封盖层为断层面为例，若断层面为平面，石油将呈平面状运移；若断层面为凹面，石油运移路径呈分散式；若断层面为凸形，石油运移路径呈集中式。断层面形状对油气运移方向和路径的影响•油气运移优势通道基本模式•优势通道：在无外界干扰的情况下，在油气二次运移过程中自然优先流经的通道。•主要受运移的动力和运移通过的介质条件控制•级差优势通道：输导层内孔渗性结构分布差异形成•沿级差优势最大的通道运移，级差—通道介质中的孔渗性与其周围介质中的孔渗性之差•分割槽优势通道：源岩层之上的输导层沉降中心的有序偏移形成•流压优势通道：水动力作用下，流压作用形成•流向优势通道：浮力作用形成济阳坳陷下第三系油气运移研究技术路线断层成因分析断层发育史分析断层封闭性分析骨架砂体分布特征分析砂体物性分布特征分析砂体运移通道分析三维地震资料解释三维地震波阻抗反演含氮化合物测定样品及参数优选充注及运移方向识别现今温压系统分析成藏期温压系统分析油气运移方向识别现今流体势分析成藏期流体势分析断层与砂体对接特征分析油气运移方向识别砂体与断层叠合分析运移路径判别及运聚模式输导系统分析与评价三、油气输导体系研究方法(据刘震）建议在济阳坳陷采用6个参数评价输导系统，即：（1）断层发育程度；（2）断层性质与产状；（3）断层活动期与成藏期的关系；（4）砂体发育程度（厚度）；（5）砂体物性分布特征（孔隙度和渗透率）；（6）砂体与断层对接程度。输导系统评价参数：济阳坳陷油气输导系统分类方案设想优质输导系统一般输导系统有砂体且断层很发育断层不发育断层为纯拉张（正断层）有走滑分量（走滑正断层）断层在成藏期活动断层在成藏期已停止活动发育厚砂体砂体厚度不大发育高孔渗带砂体孔渗性一般砂体与断层对接良好砂体与断层对接程度一般•四、油气充注机理•在油气充注成藏过程中，最初呈树枝状通过储层中那些较粗的孔隙进入油藏；•当运移进入的石油范围增大时，浮力也随之增大，致使石油向较小的孔隙充注并把残余地层水排出。•如果新生成的石油从源岩中源源不断的排出，并从圈闭的一侧注入，它则如同一系列波阵面那样，向圈闭内部推进，从而在横向上和垂向上取代以前生成的石油，并阻止石油柱的广泛混合。•由于石油的物理和化学性质随着成熟度增长而变化，造成在油藏充注过程完成时，石油柱存在着横向上和垂向上的成分差异。•一旦进入油藏内的石油达到较高的饱和度时，由于力学和化学不平衡，石油柱内石油的化学组成将进行重新分配，•这种低速混合作用可部分或全部消除油藏内原油组成的非均质性。•混合作用主要包括热对流混合作用，密度驱动混合作用和扩散作用。•密度驱动混合作用和扩散作用最为重要。•根据盆地沉降史、圈闭发育史确定油气藏形成时间•根据烃源岩主要生排烃期确定油气藏形成时间•根据饱和压力确定油气藏的形成时间•气藏形成时间的确定•流体历史分析方法五、油气成藏期分析根据饱和压力确定油气藏的形成时间•饱和压力---地层条件下，气体开始析离液体时的压力•假设：油气运移和聚集过程中，天然气是呈溶解状态饱含在石油中；饱和天然气的石油在圈闭中聚集形成油藏。这时油藏的地层压力与饱和压力相等。•与饱和压力相当的地层埋藏深度，其对应的地质时代，即为该油藏的形成时间。计算油藏形成时间示意图•若A层油藏的饱和压力Pb=20MPa，Pb与油藏当初形成时的地层压力Pd相等：•Pb=Pd=ρwgH相当的地层埋藏深度(设ρw=1×103kg/m3,g=9.8m/s2)：H=Pb/ρwg=20×106/103×9.8=2040m•从油藏顶面上推2040m到B层，即A层油藏是在B层开始沉积时形成的。2040m•影响因素：•(1)原生气体：油气藏油藏，饱和压力大于原始状态，计算的油藏形成时间比实际时间晚。•(2)地壳运动：油气藏形成后，若上覆地层遭受剥蚀，或又重新接受沉积，引起油气藏内的温压条件变化，饱和压力随之变化。•(3)假设Pb=Pd，为静水压力，存在误差。•气藏形成时间的确定•根据波义尔定律，在温度一定时，气体的体积与压力成反比。•PoVo=P1V1•式中:P0--气藏形成时的地层压力，atm；•V0--气藏形成时的气体体积，常以圈闭的容积代替，m3；•P1--气藏内的现时地层压力，atm；•V1--气藏内现时气体体积，m3。•流体历史分析方法•研究地质历史过程必然要尽可能分析其化石记录,因为它们是地质历史过程的最直接标志,储层成岩矿物及其中流体包裹体直接记录了沉积盆地油气成藏条件和过程,作为化石记录它们可用于重塑油气藏形成和演化史。•储层成岩作用与烃类流体运聚关系:•胶结物和自生矿物是水-岩石作用的结果.烃类流体注入储层,随着含油气饱和度增加,孔隙水流体与矿物之间的反应受抑制(如储层中石英次生加大等)或中止(自生伊利石、钾长石的钠长石化等)。•从油藏中油气层至水层的系列样品分析,根据成岩作用,特别是胶结物和自生矿物形成特征的差异可估计油气充填储层的时间。•成岩矿物同位素地球化学:成岩矿物同位素年代学分析提供了成岩矿物的形成时间,而成岩矿物稳定同位素分析提供了成岩矿物的形成物理化学条件。•利用储层中自生矿物(主要是伊利石)同位素年代学分析烃类进入储集层的时间是国际上八十年代后期逐步发展起来的新技术,并成功地应用于分析北海油田等地区烃类成藏时间。•基本原理:当烃类充填到储集层,储层中自生矿物形成作用便中止。储层中自生伊利石仅在流动的富钾水介质环境下形成,油气进入储层后伊利石形成过程便会停止。•因此,可利用砂岩储层中自生伊利石的同位素年龄来判断油气藏的形成时间,即烃类充填储层的时间应略晚于自生伊利石的同位素年龄。•根据平面上和剖面上自生伊利石的同位素年龄分布可以判断成藏的速度(快速或缓慢)以及烃类运移的方向。•流体包裹体:流体包裹体纪录了烃类流体和孔隙水的性质、组分、物化条件及地球动力学条件,在一定地区水平和垂直方向上有规律取样,对储集岩成岩矿物中流体包裹体进行期次、类型、丰度、成分等对比研究,结合储层埋藏史和热演化史定量分析,可确定烃类运移聚集的时间、深度、相态、方向和通道。流体包裹体相对于成岩矿物的相互叠置和结构位置关系，可以指示流体（油、气、水）捕获顺序（Eadington等）用包裹体均一化温度及埋藏史确定油气藏形成时间假设的自生伊利石K-Ar年龄与深度关系图（a)成岩矿物的相互叠置关系和结构特征(b)用于推断结晶作用顺序（c)时间（据Eadington等，1991）