石油天然气地质与勘探5-3油气藏形成条件

第一节圈闭与油气藏概述第二节油气聚集机理第三节油气藏的形成、破坏与保存第四节油气藏形成时间的确定第五节地温场、地压场和应力场与油气藏形成的关系第六节凝析气藏的形成第七节非常规气藏的形成特征第八节气藏与油藏形成及保存条件的差异第五章油气聚集与油气藏的形成第三节油气藏的形成、破坏与保存油气藏形成的基本条件油气藏的保存、破坏与再形成一、油气藏形成的基本条件充足的油气源条件有利的生储盖组合有效的圈闭世界12个大含油气盆地61个特大油气田的情况简表盆地名称盆地面积沉积岩系发育概况生油岩发育概况油气可采储量(吨、米3)（km2）时代厚度体积(公里3)时代岩性及厚度及特大油气田数波斯湾240万古生代、中、新生代；以J、K、E、N为主5000~12000米平均3000米704.1万其中J以上417万J3、K2、E为主碳酸盐岩为主，最厚4000米,主要生油层厚1000~1500米油541亿；28个西西伯利亚230万中、新生代以J、K为主最厚4000~8000米平均2600米600万J2~K，以J3、K1为主泥岩(前三角洲)500~1000米油60亿8个美国墨西哥湾110万中、新生代最厚12000米平均4000米545万J3~N1,以K3、N1；为主泥岩为主、部分为碳酸盐岩1000~2000米油53.4亿；1个马拉开波8.5万中、新生代(K~N)最厚10000米平均4600米395.7万K~N，以始新世为主K为石灰岩、粘土岩,厚150~200米；E泥岩2000米油73亿；2个伏尔加乌拉尔65万以上古生代为主一般小于2000米，在乌拉尔山前可达8000米，平均3100米218.2万中泥盆世~早二叠世以泥岩为主；总厚200~500米油42.7亿；2个利比亚锡尔特35万古~中、新生代,以K、E、N为主古生界1500米，K以上最厚5000米，平均2500米80万K~E,以K2、E为主以石灰岩、泥灰岩为主,部分为泥岩1000~2000米油40亿；气7790亿4个阿尔及利亚东戈壁41万古生代~中生代4000~5000米160万志留纪页岩200米油9.9亿；气29940亿3个北海62万二迭~第三系总厚8000米第三系3000米300万侏罗纪和第三纪,部分晚石炭世泥岩油34亿；气184080亿4个尼日尔河三角洲6万新生代一般4000~6000米最大12000米30万早第三纪泥岩1000~2000米油27亿；气11200亿大油气田6个美国西内部60.2万古生代、中生代9000米85万∈、C、P泥岩为主,200~400米1个(气)松辽22.6万K~N最厚6000米平均3000米77.5万K泥岩500~1000米1个华北25万震旦~中生代新生代新生代最厚可达6000米其中E4500米125万E为主泥岩大于500米最厚1000~1500米1个波斯湾盆地油气田分布图波斯湾盆地占世界剩余石油探明储量的三分之二，天然气储量的三分之一。松辽盆地下白垩统生油中心与油气富集关系图1—生烃强度等值线，2—地温梯度等值线，3—油田，4—凹陷边界油气藏主要分布于齐家古龙凹陷与三肇凹陷之间的大庆长垣，这正是三角洲砂体有利储集层分布区，也是近油源的有利储集区。齐家古龙凹陷分布区基本上与本区生油中心分布一致，生油中心的油气主要以侧向运移聚集于大庆长垣，还有一部分分别沿齐家古龙及三肇两个凹陷周围的有利储集相带分布。松辽盆地下白垩统油气分布除了直接受控于有利构造圈闭及储集相带之外,生油中心也控制着油气的分布。•大盆地形成大油气田，具有体积巨大的生油岩体12个盆地都大于10×104km2，沉积岩体积多在50×104km3以上，生油岩系总厚度一般在500m以上。有些盆地面积虽然较小，但沉积岩厚度大，圈闭的有效容积大，生油层总厚度大，油源丰富，也可形成丰富的油气聚集。美国西部的洛杉矶盆地，面积仅3900km2。沉积厚度达6000m，泥质生油岩系厚达2000-3000m，油源极为丰富。储集层、圈闭条件好，油气十分丰富。该盆地石油可采储量近20×108m3，储量丰度居世界各含油气盆地之首，俗称“小而肥”盆地。世界部分含油气盆地的丰度洛杉矶盆地渤海湾盆地的东营凹陷面积只有5700km2，生、储油条件极好，目前已发现石油地质储量超过20×108吨，丰富程度可与洛杉矶盆地相媲美。生油层中生成的油气能及时运移到良好储集层中，同时盖层的质量好，能保证运移至储层中的油气不会逸散。根据生储盖组合之间的沉积连续性可将其分为两大类。即连续沉积的生、储、盖组合和被断层或不整合面所分隔的不连续生、储、盖组合。二、有利的生、储、盖组合生储盖组合类型示意图•据空间组合关系分为：正常式、侧变式、顶生式、自生自储自盖式生油层与储集层为互层组合时，油气初次运移和聚集示意图砂岩与页岩呈略等厚互层的地区，生-储岩接触面积最大，最有利于石油聚集。生油层与储集层成指状交叉组合形式时，油气初次运移和聚集示意图美国怀俄州盐溪区白垩系弗朗提尔组砂---泥岩厚度比率图◆石油多产自砂岩与页岩之比例为0.25-0.5的地区。产油地区及层系砂岩-泥岩厚度比率砂岩厚度百分率,%美国落基山区上白垩统0.25~120~50美国怀俄明州盐溪区白垩系费朗提尔组0.6037秘鲁帕里纳斯砂岩油藏0.23~0.419~29美国俄克拉何马州宾夕法尼亚系阿托卡组0.50~2.033~67若干地区石油聚集的最佳砂岩百分率☆——单纯块状砂岩发育或单纯块状页岩发育的地区，对石油聚集都不利。只有在砂岩厚度百分率介于20~60%，砂岩储集层单层厚约10~15m、页岩生油层单层厚约30~40m，二者呈略等厚互层的地区，砂-页岩接触面积最大，最有利于石油聚集。•有效性：在具有油气来源的前提下，圈闭聚集油气的实际能力。•影响因素：1、圈闭形成时间—早2、圈闭离油源区—近3、圈闭所处位置—通道上4、水动力强度及流体性质—静三、有效的圈闭在油气区域性运移以前或同时形成的圈闭，对油气的聚集才有效；在最后一次区域性油气运移以后形成的圈闭，无效盆地内最后一次大规模构造运动,控制了最后一次区域性油气运移时间：原有构造继承性发展，新圈闭无效原有油气藏遭破坏，油气重新运聚，新圈闭可能有效1、圈闭形成时间与油气区域性运移时间关系青草湾酒泉西部盆地南部山前背斜带：老君庙背斜发现多个丰富的油气藏，而青草湾背斜则未发现油气聚集。原因：酒泉盆地最后一次区域性运移时间是上新世，此时老君庙背斜已形成，油气聚集其中，形成油气藏。而青草湾背斜在上新世末期才形成，此时油气区域性运移已结束，缺乏油气来源，且海拔又低于老君庙，也不能使油气重新运移其中，因此该背斜圈闭对油气聚集无效。油气就近运移聚集成藏。油源区内及其附近的圈闭有利。通常油源有限，不能充满盆地内所有圈闭，距油源区远的圈闭往往无效。圈闭所在位置距油源区愈近，愈有利于油气聚集，圈闭的有效性愈高。2、圈闭所在位置与油气区位置关系位于油气主要运移路线上的圈闭，有效；不在运移主通道上的圈闭，即使近油源，也无效3、圈闭所在位置与油气主要运移路线的关系AA'ADBEC生烃凹陷F封闭层底面等高线油气运移路径在静水压力条件下，测压面水平，圈闭内的油-水(或气-水)界面呈水平状态。在水动力条件下，测压面倾斜，圈闭内的油-水(或气-水)界面顺水流方向倾斜，其倾角的大小决定于水压梯度和流体的密度差。4、水压梯度和流体性质对圈闭有效性影响图5-15水压梯度与圈闭有效性的关系h1h21井与2井水压差⊿P=⊿hρwg，向下⊿Z油柱产生的浮力：⊿P’=⊿Z(ρw-ρo)g，向上达平衡时：⊿P=⊿P’⊿hρwg=⊿Z(ρw-ρo)gLtanβρw=Ltanγ(ρw-ρo)tantanowwowwoitangwwgi气水界面倾角：油藏和气藏存在的条件：γoα和γgα由于天然气密度远小于石油的密度，相同水动力条件下，油-水界面的倾角通常是气-水界面倾角的5倍。相同i下，γgγo，对油聚集有效的圈闭对气聚集仍有效，反之不一定则油水界面倾角：在水流活动加强时,背斜储集层中油和气的移位和分离油气藏的形成•静态要素：烃源岩、储集层、盖层、圈闭•动态作用：油气生成、运移、聚集、保存，圈闭形成成藏基本条件：1、充足的油气源条件2、有利的生储盖组合3、有效的圈闭