油气成藏理论及进展.pptx

石油天然气地质学新进展石油天然气地质学新进展一、油气成因理论及进展一、油气成因理论及进展二、油气运移基础及进展二、油气运移基础及进展三、油气成藏理论及进展三、油气成藏理论及进展四、我国油气资源可持续发展战略四、我国油气资源可持续发展战略三、油气成藏理论及进展三、油气成藏理论及进展（一）石油天然气的聚集（二）石油天然气的成藏条件（三）油气的聚集成藏作用（四）含油气系统理论（五）成藏动力学系统（一）石油天然气的聚集1、圈闭油气藏的基本概念适合于油气聚集、形成油气藏的场所，称为圈闭。圈闭由三部分组成（1）储集层；（2）盖层；（3）阻止油气继续运移、造成油气聚集的遮挡物。油气藏是地壳上油气聚集的基本单元，是油气在单一圈闭中的聚集，具有统一的压力系统和油水界面。2、圈闭的度量圈闭的大小是由最大有效容积来度量的。是评价圈叛乱的重要参数。（1）溢出点 （2）闭合面积 （3）闭合高度（4）有效孔隙度和储集层有效厚度（5）圈闭最大有效容积式中 V圈闭最大有效容积，m3；F圈闭的闭合面积，m2；H储集层的有效厚度，m;储集层的有效孔隙度，%。3、油藏的度量油气藏是地壳上油气聚集的基本单元，是油气在单一圈闭中的聚集，具有统一的压力系统和油水界面。油藏的大小通常用储量来表示,在此介绍度量油藏大小的常用术语。（1）含油边界和含油面积（2）底、边水（3）油气柱高度（4）气顶和油环（5）充满系数 含油高度与闭合高度的比值。（二）石油天然气的成藏条件1、成藏条件研究要解决的问题、成藏条件研究要解决的问题（1）生烃条件，包括生烃的地质背景条件，有机质丰度、类型和）生烃条件，包括生烃的地质背景条件，有机质丰度、类型和成熟度的问题。成熟度的问题。（2）成藏的储集条件、盖层条件。）成藏的储集条件、盖层条件。（3）油气成藏的圈闭条件，包括各种类型的圈闭）油气成藏的圈闭条件，包括各种类型的圈闭（4）油气藏的保存条件）油气藏的保存条件2、油气的富集条件、油气的富集条件2、油气的富集条件、油气的富集条件（1）充足的烃源条件）充足的烃源条件 世界上世界上61个特大油气田分布在个特大油气田分布在12个大型含油气盆地中，拥有世界石油及天然气一个大型含油气盆地中，拥有世界石油及天然气一半以上的储量，这些盆地都是继承性稳定下沉的盆地，发育巨大体积的沉积岩系，半以上的储量，这些盆地都是继承性稳定下沉的盆地，发育巨大体积的沉积岩系，具有面积大、持续时间长的生油气凹陷，具备充足的油气来源。具有面积大、持续时间长的生油气凹陷，具备充足的油气来源。3、油气的富集、油气的富集条件条件（1）充足的烃源条）充足的烃源条件件 我国油气分布表明，我国油气分布表明，盆地面积大、沉积厚盆地面积大、沉积厚度大、沉积岩分布广度大、沉积岩分布广泛是油气生成和聚集泛是油气生成和聚集的有利场所。的有利场所。松辽盆地和济阳凹陷是我国油气松辽盆地和济阳凹陷是我国油气资源最丰富的盆地油气田主要分资源最丰富的盆地油气田主要分布于近油源的储集区布于近油源的储集区生储盖组合的样式生储盖组合的样式正常生储盖组合正常生储盖组合侧变式生储盖组合侧变式生储盖组合顶生式生储盖组合顶生式生储盖组合自生、自储、自盖式生储盖自生、自储、自盖式生储盖组合组合生储盖组合的评价生储盖组合的评价不同学者在世界若干产油地不同学者在世界若干产油地区研究砂区研究砂泥岩厚度比率可泥岩厚度比率可以看出：对石油聚集最有利以看出：对石油聚集最有利的砂岩厚度百分率大致介于的砂岩厚度百分率大致介于20%60%之间。之间。（2）有利的生储盖组合配置）有利的生储盖组合配置生油层与储盖层配置关系生油层与储盖层配置关系生油层与储层互层式（油气从上下进入储层）生油层与储层互层式（油气从上下进入储层）生油层与储层指状交叉式（油气从侧方上下生油层与储层指状交叉式（油气从侧方上下进入储层）进入储层）生油层包围储层（储层是生油层中的透镜体，生油层包围储层（储层是生油层中的透镜体，油气从下方进入储层）油气从下方进入储层）（2）有利的生储盖组合配置）有利的生储盖组合配置（3）有利的圈闭类型）有利的圈闭类型1圈闭大，形成早，临近生油凹陷，输导条件好，封闭保存条件好圈闭大，形成早，临近生油凹陷，输导条件好，封闭保存条件好（3）有利的圈闭类型）有利的圈闭类型2（3）有利的圈闭类型）有利的圈闭类型3（三）油气的聚集成藏作用1、在单一圈闭中的聚集、在单一圈闭中的聚集 2、油气差异聚集原理、油气差异聚集原理3、油气充注的样式、油气充注的样式背斜圈闭中油气聚集模式地层圈闭中油气聚集模式岩性圈闭中油气聚集模式断层圈闭中油气聚集模式油气的顺序方式充注4、油气藏的再形成、油气藏的再形成1234a4b（1）断层破坏原来的油气藏，形成新的油气藏；（2）原圈闭溢出点抬高，油气向新形成的圈闭中聚集；（3）单斜层倾斜方向改变，引起油气藏的再形成；（4）俄克拉何马地层油气藏再形成。a.表示区域倾斜方向改变以前的地层倾斜方向和油藏位置b.表示区域倾斜方向改变以后的地层倾斜方向和油藏位置5、成藏期的确定、成藏期的确定（1）概述）概述 成藏期（也就是成藏年代学）的确定是成藏动力学系统研究的重要内容，也是追索油气从源岩到圈闭成藏的速率、效率的有效途径。确定成藏期的方法很多，此次重点介绍五种方法：（2）埋藏史法）埋藏史法 通过编制该区具有代表性的单井、剖面、平面埋藏史演化图，可以很容易的确定成藏的时期。单井埋藏史：剖面埋藏史剖面埋藏史 应用平衡剖面技术，编制剖面埋藏史演化图，并在图上标注明排烃门限。油气的排烃气时间就是二次运移开始的时间，也就是成藏开始的时间。平面埋藏史演化图平面埋藏史演化图通过恢复压实、剥蚀、编制平面动态演化史图，揭示整个凹陷主要烃源岩成藏期。沙三下段平面埋深演化图沙三下段平面埋深演化图（3）圈闭形成期法）圈闭形成期法 油气藏形成必须要有圈闭，先有圈闭存在才有油气成藏，因此，圈闭形成时期，可能就是油气藏形成的最早时间。这种方法比较笼统，对于构造圈闭可以给人一个大概的界限，对于岩性圈闭就更不准确了。比如临南凹陷下第三系的主要构造是形成于东营组末期上第三系沉积以前，对于构造油藏而言，其成藏时间应在东营组沉积以后。（4）饱和压力法）饱和压力法 这种方法是建立在假定油气形成以后，油是处于饱和压力状态，因此通过测出油藏的饱和压力，就可以推算油藏充注时的埋藏深度，就可以换算出油藏充注的时间，对于沿断层垂向运移充注的油藏来说，随着向上运移，深度降低，压力降低，油易于处在饱和状态，计算出来的结果比较可靠对于侧向运移来说，则有可能有误差，另外，如果油气多次充注，早期注油，晚期注气则会影响油藏的原始含油饱和度，会使计算结果不准。根据油藏的饱和压力等于油藏形成时上覆地层流体压力，则利用饱和压力计算油藏形成时的埋深的公式如下：式中：H油藏形成时的埋深，m；饱和压力，Mpa；g重力加速度，9.8m/s2；上覆地层水体密度103kg/m3，一般取1；103计算单位换算系数。油田井号采样深度层位地层压力MPa饱和压力MPa气油比（m3/t）剥蚀厚度（m）成藏深度（m）成藏期临盘油田L93-41896.6-1981.0Ed218.910.669.01001060Nm上L422387.9-2424.0Es123.49.468.9100940Ng3末L131427.8-1509.6Es211.829.24001180Nm上L131823.9-1831.2Es3S16.312.252.84001220Nm下L631492.8-1558.8Es3S13.611.727.96001170Nm下L412433.8-2535.6Es3X24.712.7100.73001270Ed末L442549.2-2575.2Es3X25.211.597.11001150Ng末曲堤油田Q1042487.4-2500.0Es422.8511.270.91001120Ed末Q1021430.0-1434.0Es314.310434.88001040Ng末Q101608.8-1611.0Es315.2915.056.96001500Nm末商河油田 S131847.8-1852.0Es117.87.427.6250740Nm初S231693.4-1699.2Es216.312.972.23501290Nm下末S13-382497.6-2603.0Es3S16.913.2106.62501320Ed末S8-292127.2-2162.2Es3S21.010.582.63001050Ng3S51868.0-1875.8Es3S17.09.165.3300910Ng2S81833.6-1837.2Es217.410.159.43001010Nm初临邑凹陷成藏期计算结果（饱和压力法）（5）钾）钾氩法氩法 利用储层自生矿物（主要是伊利石）同位素年代学分析烃类流体进入储层的时间，是80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的成藏年代研究。它的原理是：蒙脱石转换成伊利石，需要在水中有钾离子存在的条件下进行，当储层中的水被油气取代，则蒙脱石向伊利石转换作用就停止。因此，最年轻的钾的同位素年龄就是油气充注的最早时间。采用钾氩稀释法确定自生伊利石年龄，计算方法 为：式中：为40K的总衰变常数，5.543*10-10a-1；e为40K衰变成40Ar的衰变常数，0.581*10-10a-1；（6）流体包裹体法）流体包裹体法 这是根据储集层成岩作用过程中形成的流体包裹体的成分含有烃类组分。运用包裹体均一化温度、包裹体成分、包裹体形成的期次来推断油气藏形成的时间。通常把包裹体与它的成藏演化历史结合起来进行分析，效果最好。流体历史分析，（流体历史分析，（FBA）A流体历史分析有助于将流体运移作为估计石流体历史分析有助于将流体运移作为估计石油数量的一个因素考虑，它能解决古地温、生油数量的一个因素考虑，它能解决古地温、生油岩评价、油岩评价、FBA。B研究区基本的成藏条件。研究区基本的成藏条件。AB生储油岩的生储油岩的地球化学过地球化学过程的时空关程的时空关系系。用流体包裹体划分成岩作用带用流体包裹体研究热历史和烃类的运移流体包裹体显示油田的热历史流体包裹体显示油田的热历史和石油的运移均一化温度与地和石油的运移均一化温度与地层温度相差层温度相差75，表明在石英表明在石英胶结期间热流和埋深发生变化胶结期间热流和埋深发生变化同成岩期矿物叠同成岩期矿物叠加和结构有关的加和结构有关的流体包裹体位置，流体包裹体位置，能表明捕获油气能表明捕获油气或孔隙水流体的或孔隙水流体的包裹体顺序包裹体顺序伊罗曼加盆伊罗曼加盆地杰克逊地杰克逊油田石油运油田石油运移和热历史移和热历史不同成因水的D18O同位素6、油气成藏后的演化特征、油气成藏后的演化特征（1）进行性变化因素，温度升高，热成熟作用加深，新的组份加入，重力分异、差异运移作用、脱沥青 作用、（2）退行性变化包括水洗、氧化、生物降解、蒸发作用。7、油气的二次成藏、油气的二次成藏（1）油气的二次成藏是在油气二次生烃的基础上进行）油气的二次成藏是在油气二次生烃的基础上进行 是否具有二次成藏条件，关键是要搞清该区构造沉积演化的历史，恢复原形盆地，源岩一次沉降是否将生烃潜能消耗殆尽，抬升剥蚀后有无二次沉降，二次沉降幅度是否超过一次沉降，造成源岩深埋后继续再次生烃的条件，除此之外，还要看生、储、盖、圈闭的时空配置条件是否有利于二次成藏。还要注意二次生烃滞后的问题。以临清坳陷东部为例具二次生烃型尚无二次生烃二次生烃型二次生烃型二次生烃型（2）油气二次成藏的滞后问题）油气二次成藏的滞后问题2700.0 m二次生气二次生气门限门限Ro=0.6%h=2700.0m二次排二次排烃门限烃门限3000.0 m滞后的原因1、烃源 岩的饱和吸附、散失；2、烃源岩孔隙流体的饱和度降低；二次排烃门限确定滞后的估算1、煤成烃饱和吸附2030M3/t；按损失一半计算，需要补充，则排烃滞后可达150500m平均300m。