石油与天然气地质学3-2.pdf

尔盆地南缘的独山子油田，第三系中有相当数量的 砂岩透镜体油气藏。 河道砂透镜体岩性圈闭和油气藏河道砂透镜体岩性圈闭和油气藏 河道砂体是碎屑岩透镜体岩性油气藏 的主要类型之一，图为美国密西西比州小 博客石油转载 溪油田登克曼河道边滩砂岩体油藏。 三角洲分流河道砂透镜体岩性三角洲分流河道砂透镜体岩性 圈闭和油气藏圈闭和油气藏 三角洲分流河道砂体是碎屑岩透 镜体岩性油气藏的主要类型，有时沿 岸带多种砂岩体类型互相叠置连片组 成复合砂岩体，形成规模较大的复合 砂体岩性油藏。 博客石油转载 图为俄克拉荷马州大塞米诺尔区 布奇段分流河道砂岩体与蒙塔那州泡 得河盆地钟溪油田中堡坝和河口坝复 合砂体组成的“穆迪砂岩”油气藏。 沿岸带透镜体岩性圈闭和油气藏沿岸带透镜体岩性圈闭和油气藏 沿岸带附近常是透镜型砂岩体 圈闭和油气藏富集地带。其中沿岸 堡坝常大致平行岸线展布，有时不 同层位的堡坝砂岩体及油气藏带的 位置随岸线的迁移而改变其位置。 图为美国堪萨斯州格林乌德县 契洛期的鞋带状砂岩体及油气藏带。 透镜型岩性油气藏的储集体 也可以是碳酸盐岩鲕粒、粒屑 博客石油转载 生物灰岩等。图为美国得克萨斯 州罗开特县托德油田西翼的高产 “海百合灰岩”中的油气藏为一 典型例子。该油气藏储集体为鲕 状、粒屑生物灰岩组成。 2上倾尖灭型岩性圈闭和油气藏 2上倾尖灭型岩性圈闭和油气藏 上倾尖灭型岩性油气藏上倾方向为非渗透性岩层遮 挡，油气仍成层状分布，圈闭的闭合面积由通过溢出点 的储集层构造等高线和岩性尖灭线所圈定，两者在平面 上必须闭合才能形成圈闭。在平面上，岩性尖灭线和构 造等高线有三种组合形式 ①、弯曲的尖灭线与平直的构造等高线（图中 A）； ②、平直的尖灭线与弯曲的构造等高线（图中 B）； ③、两者都弯曲（图中 C）。 博客石油转载 发育的沉积背景 上倾尖灭型岩性油气藏储层多以碎屑岩为主，也有 碳酸盐岩储集层。从岩性油气藏的储层类型来看，此类 油气藏的发育背景多在正向构造的围翼、端部或负向构 造的斜坡上，也就是湖进湖退比较频繁的岸带。 碎屑岩上倾尖灭型岩性圈闭和油气藏碎屑岩上倾尖灭型岩性圈闭和油气藏 发育的沉积类型与透镜体岩性圈闭类似， 前缘或侧翼、滨岸砂坝、水下扇的前缘或侧 翼等。由于岸线附近常形成与岩性尖灭有关 的呈带状分布的油气藏，故常把这类油气藏 带称海滨线油气藏带。 图为美国得克萨斯州墨西哥湾沿岸地区始 新统雅古杰克逊砂岩和渐新统弗里奥维克 斯堡砂岩中的油气藏就是海滨线油气藏带的典 型实例之一。该带许多油气藏的位置都是由渗 博客石油转载 透性砂岩向上倾方向变为非渗透岩层的尖灭线 所限定的。 碳酸盐岩上倾尖灭型岩性圈闭和油气藏碳酸盐岩上倾尖灭型岩性圈闭和油气藏 储层为碳酸盐岩的上倾尖 灭型岩性油气藏在数量上并不 太多，但比较著名的有美国胡 果顿-潘汉德气田。该气田为一 单斜构造，产层为下二叠统多 孔鲕状石灰岩和白云岩，自东 向西多孔碳酸盐岩逐渐减少， 博客石油转载 泥质含量增加，最后为红色页 岩和砂岩所代替而形成圈闭。 该气田也有一定的水动力作用。 3成岩圈闭和油气藏 3成岩圈闭和油气藏 透镜体等岩性油气藏有的是在低渗透层 中局部受到成岩后生改造成为不规则的高渗 透岩体。多为碳酸盐岩层中受白云岩化和溶 蚀作用所致。 图为俄亥俄州及印第安纳州的利玛印 第安纳油气田的特伦顿灰岩（中奥陶统）油 气藏。该油气田横跨辛辛那提和芬德莱隆起， 长达 250km，最大宽度为 64km。油气藏分布在 白云岩化和溶蚀形成的次生白云岩储集体中， 除白云岩孔隙外，还有大量溶蚀孔、洞，各 地段油气丰富程度主要取决于它的孔、渗性。 博客石油转载 二、不整合圈闭和油气藏 二、不整合圈闭和油气藏 1、概念 1、概念 指储集层的上倾方向直接与不整合面相切 封闭而形成的圈闭。储层可位于不整合面之上 或之下（图中 B、C、D、E）。 不整合圈闭的闭合面积由不整合遮挡线与 储集层顶面通过溢出点的构造等高线所圈定的 闭合区决定。 2、分类2、分类 根据不整合圈闭形成条件及储层特征可将不 整合圈闭和油气藏分成地层超覆圈闭和油气藏、 不整合面下不整合圈闭和油气藏、古潜山圈闭和 油气藏、基岩油气藏。 博客石油转载 1地层超覆圈闭和油气藏1地层超覆圈闭和油气藏 在不整合面上由于地层超覆沉积的砂 岩体直接与不整合面接触，不整合面从下 面与储集层上倾方向相切，并对储集层上 倾方向起支撑和封闭作用。储集层的下倾 方向则为水体或非渗透性岩层联合封闭。 图为委内瑞拉马图林盆地夸仑夸尔油 田就是地层超覆式油气藏。主要产层为上 新统陆相夸仑夸尔组，不整合于中新统和 下第三系之上，油层上倾方向不整合起主 要封闭作用，还有岩性尖灭、沥青封闭等 多种因素。 博客石油转载 2不整合面下不整合圈闭和油气藏2不整合面下不整合圈闭和油气藏 不整合面在储集层上面对储集层上倾方向进行封闭， 储层两侧仍为不渗透岩层封闭。油气藏为层状，闭合面 积由通过溢出点的储层构造等高线和储层剥蚀线形成的 闭合区来决定。它是原来的古构造（如背斜、单斜）被 剥蚀掉一部分，后又被新的沉积物所覆盖而形成的。有 时也称它为潜伏剥蚀构造油气藏。 图为北非阿尔及利亚的哈西-迈萨乌德油田。该油田 的背斜构造于古生代末期上升，长期遭剥蚀，隆起顶部出 露寒武系砂岩，至三叠纪时才开始被盐岩及红色页岩所覆 盖，形成良好的圈闭条件，产油层为寒武系砂岩，油气来 源于凹陷内志留系黑色页岩，通过不整合面运移于圈闭中 聚集。 博客石油转载 3古潜山圈闭和油气藏3古潜山圈闭和油气藏 是由长期遭受风化剥蚀的古地 形突起被上覆不渗透岩层所覆盖形 成圈闭条件，油气聚集其中而形成的。 油源来源于古潜山外部，经构造 断裂、物理风化和化学风化作用使不 同岩类组成的“潜山”储集体遭受风 化、淋滤、溶蚀作用而形成渗透性良 好的缝网裂缝系统成为油气聚集的空 间，而不整合面及断层面等供油通道， 则成为古潜山油气藏形成的必要条件。 油气藏呈块状分布，不受层位控制。 图为我国任邱油田。该油田古潜 山储集体主要由中、上元界雾迷山组硅质白云岩组成，围翼为寒武系、奥陶系的 碳酸盐岩地层。储集空间为长期遭受风化、剥蚀、 博客石油转载 溶解以及历次构造运动而形成的裂缝、 孔洞， 下第三系巨厚的泥质沉积覆盖于上， 形成良好的盖层，油源来自于下第三系的生油岩。 4基岩油气藏4基岩油气藏 指油气储集于沉积岩基底结晶岩系中的油气藏。 实际上它是属于特殊类型的 古潜山油气藏。 其储集空间、运移通道、油气藏特征均与古潜山油气藏相同，它与古潜山油 气藏的区别主要在于①、储集层类型，古潜山为沉积岩 裂缝、溶蚀孔洞为主要的储集空间；基岩油气藏为变质结晶岩，构造运动和风化 作用产生的裂缝为其主要的储集空间。②、油气来源，古 潜山油气藏油气可来源于比潜山时代新的生油岩， 也有与潜山同时代或比潜山老 的生油岩；而基岩油气藏的油气只能来源于不整合面以 博客石油转载 上的沉积岩系的生油岩，不可能来源于基岩下面的生油岩。 基岩油气藏的储集体有前寒武系、古生界和中生界，潘钟祥教授（1982）将 那些构成中新生代盆地基底的前中生界（即古生界-元古界）沉积岩系中所形成 的不整合面下的潜山型油气藏，油气源来自不整合面之上沉积岩系的，亦称基岩 油气藏。 三、礁型圈闭和油气藏 三、礁型圈闭和油气藏 1、概念1、概念 礁型圈闭是指礁组合中具有良好孔、渗性的储集岩 体被周围非渗透性岩层和下伏水体联合封闭而形成的圈闭。 礁体的生长常常形成一个古突起，上方由于差异压实 形成压实背斜；而且由于礁的生长接近水面，有时甚至露 出水面，侵蚀和溶蚀作用对礁体的储集性增强有很大的作 用，具有类似于古潜山油气藏的特征。但由于礁是属于一 种特殊的沉积类型，沉积环境及礁的生长方式对礁型圈闭 储层起主要的控制作用，许多学者主张把它作为单独一种 地层油气藏类型。礁型圈闭的闭合面积可由礁顶面的构造 等高线或礁体的等高线来确定。 礁型圈闭中聚集了油气之后就形成礁型油气藏。礁型油 气藏油气分布取决于礁体储集性的情况，一般礁核储集性好 于礁前，礁后储集性较礁前差。另外礁型油气藏储量较大， 烃柱高。常呈带分布，形成丰富的产油气区。 博客石油转载 世界闻名的墨西哥黄金巷环礁带油田，该环礁带分 三部分圣伊西德罗以北称老黄金巷，其东西陆上部分 称新黄金巷，海上部分称海上黄金巷。整个黄金巷环礁 带呈椭圆形，长轴为北西-南东向，长约 150 公里，宽约 70 公里；该油田以拥有三口万吨高产油井而闻名，陆上 已发现 50 多个生物礁油田，海上发现 20 多个油气田。 博客石油转载 2、分类 2、分类 礁型油气藏根据油气分布的控制因素可分为 1.整个生物礁形成统一的古地貌突起，油气藏 居于岩礁突起顶部，底部有水。油气的分布类 似于古潜山油气藏。 图为加拿大阿尔伯达盆地雨虹区广泛发育的塔 礁型油气藏就是典型的例子。 2.礁体内岩体物性不均匀，油气仅分布于礁体 内部局部渗透带中，油气藏受礁体古地貌与物性双 重控制。 3.生物礁产状呈背斜，油气藏受礁体和背斜构 博客石油转载 造双重控制。 图为我国湖北建南生物礁气藏。该气田属川东 断褶带石柱复向斜内的建南构造北高点，生物礁发 育于上二叠统长兴组中段，主要产气层为次生白云 岩，储集空间为溶蚀孔和晶间孔。 第六节 水动力圈闭和油气藏第六节 水动力圈闭和油气藏 一、水动力圈闭和油气藏的定义一、水动力圈闭和油气藏的定义 水动力圈闭在水动力作用下，储集层中被高油、气势面，非渗透性遮挡单 独或联合封闭而形成的油或气的低势区称为水动力圈闭。 在其中聚集了烃类之后 博客石油转载 则称为水动力油气藏。 油、气、水都是流体，在地层中的流动要遵循流体力学规律，流体势的作用 使流体在各自的力场作用下流向各自的低势区， 如果油或气的低势区构成封闭就 形成水动力圈闭。油气在其中能够聚集，油水界面顺水流方向发生倾斜。水动力 的作用可在多种情况下形成油气聚集，产生各种类型的水动力圈闭。 二、流体势二、流体势 流体在地层中的流动要遵循流体力学的基本原理， 即流体整个系统在处于稳 定状态以前， 总是自发地由机械能高的地方流向机械能低的地方。 Hubbert1940 将单位质量的流体所具有的机械能之和定义为流体的势 （Φ） ， 机械能包括压能、 动能和位能，也就是说，流体在其达到势能最低值以前，总是在各自力场的支配 下，由各自的高势区向低势区流动。 流体势（Φ）可表示为 根据地层的条件上式可简化为 Φ gZ P/ρ 若不考虑毛细管压力的作用， 油、气、水的势可根据定义表示为 Φw gZ P/ρw 博客石油转载 Φo gZ P/ρo Φg gZ P/ρg 三、水动力圈闭的形成三、水动力圈闭的形成 静水柱压力 P ρwHg，代入流体势公式，则 Φw gZ P/ρw gZ ρwHg /ρw gZ H ghw hw 为测试面到基准面的距离，也叫水头。 将油势、水势公式分别除以 g，可得油头和气头 再将静水柱压力公式和水头公式代入上式，可得 博客石油转载 上式表明 ho、hg 仅与 hw 和 Z 有关。在静水条件下，hw 为定值， 油气势只与高程 Z 成反比，油气等势线与构造等高线平行，构造高 部位为低势区。在动水条件下，hw 顺水流方向降低，为一变量。 油气势取决于水动力 hw 和高程 Z。由 hw 和 Z 确定的 ho、hg 等值线构成的闭合 区为水动力圈闭的位置。 四、水动力圈闭油水界面的倾斜度四、水动力圈闭油水界面的倾斜度 在动水条件下，hw 顺水流方向降低，ho、hg 等值线与 构造等高线不平行，油或气水界面发生倾斜，其倾斜度与水 头梯度、流体密度差有着密切关系，倾斜度可用下式表示 式中 θo/w、θg/w 分别代表油水、气水界面的倾斜角， dh/dl 为水头梯度。ρw/ρw-ρo、ρw/ρw-ρg 称为放大系数， 博客石油转载 由于 ρo 大于 ρg，因此油水界面的倾斜度要比气水界面的 倾斜度大，使石油和天然气的水动力圈闭的位置随水头 梯度的改变而改变。水动力作用可以使原来静水条件下 不存在圈闭的地方形成圈闭，也可以使原来的圈闭遭到 破坏。 五、水动力圈闭的类型五、水动力圈闭的类型 由水动力因素起主导控制作用的水动力圈 闭主要有三种类型 鼻状构造和构造阶地型水动力圈闭 这种构造在静水条件下不存在闭合区，不能形 成圈闭。但在流水作用下，油、气等势面顺水流方 向倾斜，当倾斜度大于储层上倾方向倾角，小于下 倾方向倾角时，高油、气势面与储层顶面构成闭合 的低位能区，形成圈闭。 单斜型水动力圈闭 此种类型圈闭是由于单斜储层中沿水流下倾方 博客石油转载 向渗透性的改变，流速变化使油、气等势面倾斜或 弯曲，与储层顶面构成闭合形成。流速改变使等势 面倾斜或弯曲是形成此类油气藏的基本条件。 纯水动力油气藏 这种类型的油气藏是由单一的水动力封闭所形 成，是由单一的油、气等势面自身构成闭合。 圈闭的概念圈闭的概念 油气圈闭油、气、水流体，在其力场强度的作用下，油气将由高势区流向 各自的低势区，这种储集层中被高油或气势面、非渗透性遮挡单独或联合封闭而 形成的油或气的低势区，称为油气圈闭。 第七节 复合圈闭和油气藏第七节 复合圈闭和油气藏 在自然地质条件中，由单一因素控制的圈闭是很少见的，而较多的是由多种 因素共同控制，我们将储集层上方或上倾方向由构造、地层和水动力因素中两种 或两种以上因素共同封闭而形成的圈闭称为复合圈闭。 根据以上三种因素的组合可分为三种类型 构造地层复合圈闭和油气藏 构造水动力复合圈闭和油气藏 地层水动力复合圈闭和油气藏 构造地层水动力复合圈闭和油气藏 一、构造地层复合圈闭和油气藏 一、构造地层复合圈闭和油气藏 各种构造因素与各种地层因素可以组合 成很多种类型的构造地层复合油气藏。 图为我国的任邱油田，实质上为断块古 博客石油转载 潜山油气藏，也就是属于断层古潜山复合 圈闭和油气藏。 二、构造水动力复合圈闭和油气藏 二、构造水动力复合圈闭和油气藏 这种类型常见的有背斜水动力和断 层水动力复合圈闭，而背斜水动力油 气藏往往由于闭合区偏离背斜轴部而被推 至背斜翼部，常形象地称其为悬挂式油气藏。 图为美国费朗尼油藏即为此例。 博客石油转载 三、地层水动力复合圈闭和油气藏 三、地层水动力复合圈闭和油气藏 此类油气藏以美国圣胡安盆地下白垩 统砂岩中向斜气藏为例。该气藏位于盆地 大向斜轴部，产层为梅萨维达砂岩和达科 他砂岩，储层由西北和南翼向东北方向物 性变差，地层西北急剧抬升，水柱高达 1200 余米，气柱仅为 600 米，西南翼平缓， 水柱高约 600 余米，气柱高仅 120 米，因此 它可能为向向斜轴部流动的水动力和东北 方向的非渗透性岩层复合封闭而形成。 博客石油转载 四、构造地层水动力复合圈闭和油气藏 四、构造地层水动力复合圈闭和油气藏 此类油气藏并不多见，最著名的例子 有前苏联阿普歇伦含油气区的巴拉汗萨 布奇油田。该油田为断层水动力非渗 透性遮挡三元复合油藏。 必须指出，复合圈闭和油气藏除了以 上四种外，每一类型的构造或地层的各种 因素也能复合构成圈闭。因此圈闭的复合 型式是千变万化的。 博客石油转载 博客石油转载