《石油地质学》课件第三章 圈闭和油气藏

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,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，圈闭是周围被致密层所限定的储集体。,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,盖层本身的弯曲作为遮挡,断层遮挡（封闭）,地层不整合遮挡,遮挡条件,岩性变化遮挡（封闭）,因地层变形与变位形成的,构造圈闭,包括：背斜圈闭、断层圈闭、刺穿接触圈闭,因纵向上沉积连续性中断而形成的,地层圈闭,（,与地层不整合有关的圈闭：,包括不整合遮挡和不整合覆盖圈闭,）,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,（,包括岩性尖灭和透镜体圈闭，原生和和次生成岩圈闭,）,上述各种不同因素共同形成的,复合圈闭,特殊类型（非常规）（,如：水动力圈闭,）,3,、圈闭类型划分,划分方法：,根据遮挡层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,(,与地层不整合有关的圈闭,),不整合遮挡圈闭,不整合覆盖圈闭,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,水动力圈闭,固体水合物圈闭,非构造圈闭,4.,圈闭的度量,溢出点：,闭合面积：,闭合度,(,闭合高度,),：,油气充满圈闭后，油气开始流出的点,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。,圈闭面积是油气充满圈闭后的最大含油气面积。,圈闭高度和圈闭面积是衡量圈闭大小的两个重要参数,背斜圈闭的构造幅度与闭合高度,构造幅度：,以区域倾斜面为基准,。,闭合度：,过溢出点的水平面为基准,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,.,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所围限的面积。,溢出点,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,二、油气藏,1.,油气藏的概念,油气藏,:,圈闭中聚集了具有工业价值的油气,.,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。,圈闭是油气藏形成的基础,;,但并不是所有圈闭都有油气聚集,“单一圈闭” ：,单一的储集层,(,体,),、,统一的压力系统、,统一的油气水界面,单一圈闭,中的油气聚集，具有统一的压力系统，统一的油（气）水界面,2,、油气藏的特点,油气藏与油气田的区别,3.,油气藏中油气水分布,（,1,）油气藏：,气在上，油居中，水在下,（,2,）油藏：,油在上，水在下,存在油水界面,（,3,）气藏：,气在上，水在下,存在气水界面,由于密度差异,油气分布在水之上,.,存在油气界面、油水界面,关于油水界面,(,气水界面,),实际中不是一个截然分界面,而是过渡带,过渡带的厚度取决于岩性,.,一般是水平的,但受水动力影响也会倾斜,.,3.,油气藏的度量,(1),含油边界与含油面积,外含油边界：,油水界面与储层顶面的交线,.,简称,含油边界,内含油边界,:,油水界面与储层底面的交线,.,又称,含水边界,含油面积：,含油外边界围成的面积,(2),油（气）柱的高度：,油（气）水界面至油藏最高点的垂直距离,(3),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,（,4,）边水和底水,边水：,分布在内含油边界以外的水,底水：,存在于油层下面的水,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、分类的目的,二、油气藏按,圈闭成因,的分类,1.,构造油气藏,背斜圈闭油气藏,断层圈闭油气藏,裂缝性油气藏,岩体刺穿接触圈闭油气藏,2.,地层圈闭油气藏,地层不整合覆盖圈闭油气藏,地层超覆圈闭油气藏,3.,岩性圈闭油气藏,砂岩上倾尖灭圈闭油气藏,透镜体圈闭油气藏,生物礁油气藏（,?,）,4.,复合圈闭油气藏,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,5.,特殊圈闭油气藏（非常规油气藏）,水动力圈闭油气藏,深盆气藏 、固体水合物、煤层气、水溶气,三、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。,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,(10,8,t,3,/ 10,8,m,3,),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,23.80(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,(10,12,m,3,),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,背斜油气藏特点,油气水按重力分异,，存在油水界面,外含油边界：,油水界面与储层顶面的交线,.,简称,含油边界,内含油边界,:,油水界面与储层底面的交线,.,又称,含水边界,含油面积：,含油外边界围成的面积,挤压背斜圈闭和油气藏,基底隆升背斜圈闭和油气藏,底辟拱升背斜圈闭和油气藏,披覆背斜圈闭和油气藏,逆牵引,(,滚动,),背斜圈闭和油气藏,背斜圈闭和油气藏的类型,:,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,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,规模可大可小,(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,800m,4.,披覆背斜圈闭和披覆背斜油气藏,(1),圈闭形成机理：,覆盖在古突起上，存在差异压实作用,(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,5.,逆牵引背斜圈闭和逆牵引背斜油气藏,(1),圈闭形成机理：,(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,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,使地层产生,逆牵引,而形成背斜。,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,(3),分布特点,：,背斜轴线与断层线大致平行，沿断层成串出现,伸展盆地同沉积断层发育区、三角洲相发育区,常有反向调整断层,5.,逆牵引背斜圈闭和逆牵引背斜油气藏,(2),基本特点：,坨庄胜利村油田,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，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,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,(,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,-3,um,2,试井渗透率平均高达：,3000x10,-3,um,2,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。,地层油气藏,:,地层圈闭中的油气聚集。,地层不整合覆盖圈闭,:,位于不整合面之下,以不整合面为遮挡条件的圈闭,地层超覆圈闭,:,由于储集层和盖层在不整合面之上超覆沉积形成的圈闭,第四节 地层圈闭和地层油气藏,分两类,一、地层不整合覆盖油气藏,1.,潜伏剥蚀突起圈闭与油气藏,（古潜山圈闭和古潜山油气藏）,2.,潜伏剥蚀构造圈闭与油气藏,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：,古潜山圈闭和古潜山油气藏,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，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,二、地层超覆圈闭和地层超覆油气藏,圈闭形成机理：,盆地水进时，地层不断超覆沉积在不整合面上,.,泥岩超覆砂岩形成盖层，不整合面在侧向形成遮挡。,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）,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，例如东营凹陷，二连盆地、冀东油田等；西部碳酸盐地区岩性勘探也不断有所突破，例如塔里木盆地古生界地层的勘探等。,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。,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,由于沉积环境不同,导致沉积物岩性发生变化而形成圈闭。,可以发生在碎屑岩地区，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相向四周相变为低能环境的泥灰岩从而形成圈闭。,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、原生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,砂洲透镜体油藏,（,3,）砂岩透镜体油气藏的特点,单个规模小,横向呈条带分布,多分布在源岩地层中，属于源内油气藏,三、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：,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：,上倾尖灭的形成的两中情形：,(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,受砂岩尖灭线的控制,：，,板南斜坡带油藏剖面图,辽河西部凹陷西斜坡,1,、生物礁与造礁生物类型,礁,:,造礁生物原地堆积，形成突起的地貌特征,造礁生物类型,:,珊瑚类、海绵类、苔藓虫、层孔虫、藻类,四、生物礁圈闭和生物礁油气藏,礁核,礁翼,礁翼,礁间,2,、礁形成的背景条件,礁生成在海底的形态台阶上。,礁在局部构造顶部、构造鼻、挠曲上的分布极为广泛,水下堆积起来的各种沉积形体,沙坝、沙嘴、沙洲、较老的礁上，都可能成为礁生长的基础,一些沉没的火山建造，常常是礁生长的基础,古潜山隆起部位 常见,礁的生长及其性质取决于生态、地貌及构造沉陷速度,海平面变化对礁发育的影响,礁后,礁坪,礁顶,礁前,礁前斜坡,3,、礁的相带,礁核：,礁的主体，生物岩和粘结岩组成，具有高孔隙度,礁前：,礁迎风的一面，塌积岩和礁前角砾岩，具有高孔隙度,礁背风的一面，由白云岩、石灰岩、页岩及硬石膏等互层沉积,礁后：,4,、礁的岩相特征,礁后相,礁核相,C:,礁前相,:,塌积岩、,角砾岩,5,、生物礁孔隙发育,高能环境下，发育一定的原生粒间孔和生物格架孔；,常暴露于大气淡水中，淋滤作用活跃，容易形成溶蚀孔隙,强烈的重结晶和白云岩化形成次生孔隙,6,、礁相组合与生储盖组合,礁后相,礁核相,C:,礁前相,:,塌积岩、,角砾岩,盖层 储层 烃源岩层,7,生物礁油气藏的特点,厚层块状，,储层物性好，产量高,成群成带出现,良好的生储盖组合,油气一般分布在礁核,川东上二叠统生物礁气藏,点礁个体小,第六节 其它类型油气藏,一、复合圈闭油气藏,1,、构造,-,地层复合圈闭油气藏,2,、构造,-,岩性复合圈闭油气藏,3,、岩性,-,地层,复合圈闭,油气藏,是指圈闭条件是由两种或两种以上因素控制而形成的圈闭油气藏。,复合圈闭油气藏实例,靖边气田,二、,水动力圈闭油气藏,在水动力的作用下而形成的油气聚集，一般聚集在挠曲位置或鼻状构造中。,常呈“悬,挂”状态，油水界面倾斜,三、深盆气,特点,：是一种具有气水倒置、负压异常、储层致密、不受构造控制、分布广泛、储量巨大等特征的非常规天然气资源。（,basin,centred,gas accumulation; continuous gas accumulations ),