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油气藏相关知识

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油气藏 相关 知识
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油 气 藏油 气 藏• 圈闭的基本概念、要素、类型• 油气藏的概念、类型及油气藏描述的有关术语• 油层及其分类• 油藏的驱动类型• 油气盆地和油气田教学内容油 气 藏• 掌握圈闭的基本概念、要素、类型• 掌握油气藏的概念、类型及油气藏描述的有关术语• 掌握油藏的驱动类型• 掌握油气田的概念、类型• 了解油层及其分类教学目的油 气 藏• 圈闭的基本概念、要素、类型• 油气藏的概念、类型及油气藏描述的有关术语• 油藏的驱动类型教学重点油 气 藏• 圈闭的基本概念、要素、类型• 油气藏的概念、类型及油气藏描述的有关术语• 油藏的驱动类型教学难点一、圈 闭能够阻止油气继续运移,并使油气聚集起来、形成油气藏的地质场所 (地质体), 称为圈闭。一、圈 闭储集层是一种多孔的渗透性 岩层 ,如砂岩。在储集层内众多的孔隙构成了三维连通的孔隙系统,不但为油气的储集提供了空间,也为油气的渗流提供了通道。储集层可分为碎屑岩储集层、碳酸盐岩 储集层 及其他类型储集层等。圈闭三要素储集层盖层遮挡物盖层是位于储集层之上的、能够 阻止油气逸散、 致密不渗透的岩层。盖层的 好坏 直接影响油气在储集层中的聚集和保存。盖层有泥岩、页岩、盐岩、石膏等。作为 盖层的泥岩、页岩 与 碎屑岩 储集层伴生;盐岩、石膏则多与 碳酸盐岩 储集层共存。从各个方面阻止油气 继续运移, 使油气能够聚集起来的封闭条件。圈闭的 基本特点 就是能够聚油气。在具备充足油源的前提下,圈闭的存在是形成 油气藏 的必要条件之一。一、圈 闭由于 地壳运动 使岩层发生变形或变位形成的圈闭叫构造圈闭。 构造运动可以形成各式各样的 构造 圈闭,比较重要的有 背斜圈闭、断层 遮挡 圈闭等 。圈闭三种类型构造圈闭地层圈闭岩性圈闭是指储集层岩性横向上或纵向上沉积的连续中断而形成的圈闭。地壳升降运动引起地层超覆、沉积间断、风化剥蚀等,从而形成地层角度不整合、地层超覆不整合等,其上部若为 不渗透 地层覆盖,即构成地层圈闭。控制 地层圈闭 形成的决定因素是 沉积条件 的改变。沉积物在沉积过程中,由于 沉积环境 的变化,造成储集层在 横向上 发生岩性变化,渗透性岩层变为非渗透性岩层形成 岩性圈闭 。包括岩性尖灭 圈闭 和 岩性透镜体 圈闭 。在不同的地质环境里, 地壳运动 可以形成各式各样的圈闭。圈闭的成因主要是地壳运动、沉积条件和 沉积环境 。圈闭类型示意图岩性尖灭体及透镜体圈闭一、圈 闭圈闭的度量 :圈闭实际容积的大小主要是由圈闭的 最大有效容积 来度量的 定 :圈闭的最大有效容积取决于闭合面积、闭合高度、储集层的有效厚度和有效孔隙度等参数。可用下式表示: V=F·H·φ式中 V—— 圈闭最大有效容积, 圈闭的闭合面积, 储集层有效厚度, 储集层有效孔隙度, %一、圈 闭以背斜为例介绍圈闭有关参数的概念4、储集层的有效厚度:储集层中具有工业生产能力的那一部分厚度(在计算有效厚度时,要把那些非渗透性的夹层扣除去)二、油 气 藏油气藏定义 : 在石油地质学中,油气藏是指单一圈闭中具有 统一压力系统 ,同一油水界面的油气聚集。在圈闭中仅聚集 石油 ,称为油藏;仅聚集天然气,称为气藏;同时聚集石油和天然气,称为油气藏。通常说的工业油气藏,是指目前技术条件下开采油气藏的投资低于所采出油气经济价值的油气藏。受同一背控制的三个储集层组成三个油气藏示意图同一储集层、两个构造要素控制的两个油气藏二、油 气 藏油气在 构造圈闭 中的聚集。主要类型有背斜油气藏、断层 遮挡 油气藏、盐丘油气藏、向斜油气藏 。油气藏三种类型构造油气藏地层油气藏岩性油气藏油气在 地层圈闭 中的聚集。 一般有地层不整合油气藏、地层超覆 遮挡油气藏、剥蚀隆起油气藏等。油气在由于储集层岩性改变或岩性连续性中断而造成的岩性遮挡圈闭中的聚集 。一)地槽与地台有着根本性质的差别,分别代表了地壳的活动带和稳定区。在两者的转化关系上出现了两种绝然不同的观点。 “ 泛地槽 ” 论者认为地球形成初期全球皆为地槽,地槽变成褶皱带后发展成地台,沿这个地台的边缘镶边式地贴上新的褶皱带,使地台面积不断扩大。 “ 泛地台 ” 说则认为地壳形成的初始阶段有一个全球性的原始古地台,因深大断裂作用而破裂,沿深大断裂发育成地槽。断层圈闭指沿储集层的 上倾方向 受断层遮挡所形成的圈闭,断层圈闭中的油气聚集,称为断层油气藏。断层圈闭形式多样,其基本特点是在地层的 上倾方向上 为断层所封闭。根据断层线、构造等高线、岩性尖灭线三者的给合关系,断层分如下类型。层油气藏③ 古潜山油气藏:在地质历史时期的某一时期,地壳运动使一个区域上升,遭受强烈风化和剥蚀作用,在古地形上就形成了突起、凹地的古地貌特征,由于这种古地形的突起,遭受长期风化、剥蚀,就形成了风孔隙带,具备良好的储集空间,在该地区再度下降接受沉积时,剥蚀突起上覆盖了不渗透地层以后,在 不整合面 及其以下 老地层 的孔隙带就形成古潜山圈闭。 油气聚集在其中而形成的油气藏,叫古潜山油气藏。 它实际上也是一种 地层不整合 油气藏。古潜山油气藏中聚集的油气,主要来自上覆沉积的生油坳陷,它的运移通道以 不整合面 或有关的断层为主。因此, 储油层时代常比生油层时代老,即所谓的 “ 新生古储 ” ,当然也有的时代相同或生油层时代老于储油层 时代。二)地层油气藏三)岩性油气藏③ 生物礁块油气藏地层不整合油气藏示意图二、油 气 藏综上所述:1、圈闭是油气藏形成的基本条件之一,圈闭的类型决定着油气藏的类型,圈闭的大小直接影响其中油气的储量。2、油气藏是地层中油气聚集的基本单位,是油气在单一圈闭内,具有独立压力系统和统一的油水界面的基本聚集。二、油 气 藏油气藏中油、气、水的分布:油气藏内油、气、水的分布具有一定规律,如在单一背斜圈闭内,由于重力分异作用,油、气、水的分布规律是气在上,油居中,水在油气下面,从而形成油气界面及油水界面。在一般情况下,这些界面是近于水平的,有时也有倾斜的。为了说明油气藏大小和其中油气水分布, 以背斜为例介绍以下述语 :二、油 气 藏外含油边界 :油水界面与油层顶界的交线称为外含油边界,也叫含油边界。二、油 气 藏内含油边界 :油水界面与油层底界的交线称为内含油边界,也叫含水边界。二、油 气 藏气顶边界 :油气界面与油层顶面的交线称为气顶边界。二、油 气 藏含油气面积 :内 (外 ) 含油边界所圈闭的面积,称内(外)含油面 积,外含油面积也常叫含油面积,对于油气藏来讲即为含油气面积。二、油 气 藏含气面积 :气顶圈闭的面积称为含气面积。对于纯气藏,则为气水边界所圈闭的面积。二、油 气 藏油藏高度 :油水边界到油藏最高点的高度,称为油藏高度。当有气顶时油藏高度即为油水接触面与油气接触面之间的高度。二、油 气 藏气藏高度 :油气界面与油气藏最高点的高度差,称为油藏高度。对于纯气藏来说则为气水界面与气藏最高点的差。二、油 气 藏油气藏高度 :油藏高度与气顶高度之和为油气藏高度。三、油层及其分类油层:油层广义概念是指,储集层内凡含有油气的岩层都叫油(气)层。在地质上又把它进一步划分为:单油层、隔层、 夹层 、油层组、油砂体等。三、油层及其分类单油层 :是指上下有泥岩分隔的具有含油条件的砂岩、粉砂岩等岩层。三、油层及其分类油层组 :是指油层分布状况、油层性质基本相同,在一套相似的沉积环境下形成的油层的组合。三、油层及其分类隔层 :是油层剖面中渗透率相对很低或不渗透的岩层。在注水开发的油田中可以利用隔层来封隔上下不同层系的油层而防止注入水发生相互窜通。三、油层及其分类夹层 :一是指油层以外的其它特低渗透或不渗透岩层;二是指在较厚的油层内部有一段很薄的不渗透泥岩,或是有一段在物性上与油层本身相比,渗透率较低的物性夹层,它是油田开发中后期调整挖潜的对象。三、油层及其分类油砂体 :在各种沉积环境下形成的具有一定形态和分布规律,四周被非渗透层包围,互不相通的砂层叫砂岩体,简称砂体。 含油的砂体叫油砂体 。 它是油层中最小的含油单元。三、油层及其分类油层厚度 :一般是指某井某层段的砂岩(岩层)的厚度或油层组整体厚度。有效厚度 :是指某一油层(或油层组)在现有开采工艺技术条件下能够开采出具有工业价值的原油的油层厚度。有效厚度与有效渗透率是油田开发过程中方案调整、挖潜等两个非常重要参数。四、油藏驱动方式油藏驱动就是油层采用什么能量来驱油。一般油藏内油层中油、气、水构成一个统一的水动力系统,在油层未被打开时,油、气、水处于平衡状态,油层内部承受着较大的压力而具有潜在的天然能量,这些潜在能量,在开采时就是油气在油层中流动的动力来源,而油层中这种 天然能量有以下五种 。四、油藏驱动方式1、边水或底水压头: 通常是油气流动的主要动力,在开采过程中,油水界面不断向油井方向移动,向油藏内部移动。2、气顶压头: 当地层压力下降时,依靠气顶气膨胀驱油,在开采过程中,油气界面下移,移向油井方向。3、溶解气: 当油藏压力低于饱和压力时,气体从原油中逸出并不断膨胀,达到驱油目的。随着原油中气体消耗增多,油层能量就逐渐趋近枯竭。四、油藏驱动方式4、流体和岩石的弹性: 当油层压力降低时,油层中的流体和岩石产生弹性膨胀,达到驱油的目的。5、石油的重力: 当地层倾角较大,渗透性较好时有驱油作用。四、油藏驱动方式根据上述驱油能量,油藏驱动分为五种类型:水压驱动、弹性驱动、气压驱动、溶解气驱动和重力驱动。四、油藏驱动方式水压驱动: 水压驱动是靠油藏的边水、底水或注入水的压力把石油推向井底的,在水压驱动方式下,当采出量不超过注入量时,油层压力、油气比比较 稳定 ,油井生产能力旺盛。水压驱动分为 刚性 水压驱动 和 弹性水压驱动。形成水压驱动方式的 条件 是油层渗透性好,油藏含油部分距近,而且连通好,油层原始压力高,饱和压力低,边底水或注入水的供给量与采油量大致 保持平衡 。这就要求边底水的地面供给充分,或保持适量的注入水量。水压驱动油层的 开发特点 是:油井的产量、压力、气油比基本上保持稳定。若采出量超出供水量时,油层产生亏空,油层压力将下降或出现局部低压区,气油比就会迅速上升,水压驱动方式将转变为其它驱动方式。四、油藏驱动方式刚性水压驱动: 在一个渗透性非常好的广大的供水区,油水层连通好,水层有露头,水的供应非常活跃,它的压力高(高于饱和压力),流量大,如果在这个范围内有一个小小的油藏,采出量和水的 侵入量 相等,在整个开发过程中, 油层压力保持不变,产量也保持不变,气油比不变, 具有这种条件的油藏,叫 刚性水压驱动油藏。其采收率最高,可达 45%~ 60% 。四、油藏驱动方式弹性水压驱动: 一个油藏的水压不管有多么广大,总有一定的边界。油藏投入开发时, 靠水 、油和地层本身的 弹性膨胀 能将油藏中的油挤出来,没有高压水源源不断地推进,这种油藏叫 弹性水压驱动油藏。 一般水驱油藏在 开发初期 常表现为弹性水压驱动, 弹性能释放完后才表现其它驱动条件。四、油藏驱动方式水压驱动 按油藏内油与水的关系可分为 边水驱动 和 底水驱动 。边水驱动油藏 底水驱动油藏四、油藏驱动方式四、油藏驱动方式弹性驱动: 弹性驱动是钻开油层后,地层压力下降,引起地层及其中液体发生弹性膨胀,体积增大,从而把石油从油层推向井底,这种驱动方式称为 弹性驱动 ,是油藏的主要驱油动力来源。其驱油特点是开采过程中天然气处于溶解状态, 日产油量不变,气油比稳定,油层压力逐渐下降 。四、油藏驱动方式溶解气驱动: 如果油藏封闭,又没有外来能量补充,油田开采过程中,开始消耗弹性能量,当油层压力低于饱和压力后,原来溶解在原油中的天然气将从原油中分离出来,形成气泡,整个油层将是油气两相渗流。随着压力的下降,天然气体积发生膨胀,这时油流入井主要是依靠分离出天然气的弹性膨胀能量, 依靠石油中溶解气分离时所产生的膨胀能推动石油流向井底,叫溶解气驱动。 在溶解气驱方式下采油,只有使地层压力 不断下降 才能使地层内的原油维持其连续的流动。溶解气驱动方式的 生产特点:油层压力不断下降 ,油层中气体饱和度不断增加,气相渗透率不断增加,这样气的产量也急剧增高, 所以气油比上升,产油量不断下降,当气体耗尽时,气油比又急剧下降, 如图。油层中将剩余下大量不含溶解气的原油,这些油的流动性很差,甚至不能采出,称为 死油 。这种驱动方式是一种纯消耗式开采方式,采收率较低,一般只有 5%~ 20%(这种驱动方式驱油效果差, 采收率低 15%,最高也只有 30% 。一般不采用)。四、油藏驱动方式气顶(压)驱动: 当油藏中存在有较大的气顶时,开发时主要靠气顶中压缩体的膨胀能把原油驱向井底,这种油藏称为 气顶(压)驱动油藏 。当油藏中存在气顶时,说明在该油层压力下原油所能溶解的天然气已达到饱和程度,不能再溶有更多的天然气了,所以此时油层压力就 等于 饱和压力。在油井生产时,井底压力必然低于饱和压力,近井地带的压力也必然低于饱和压力,所以 溶解气驱 的作用是不可避免的。而且只有在因采油而形成的压力降传到油气边界后,气顶才开始膨胀,压缩气的能量才能显示出来。这时油藏才真正处于气压驱动条件下。在随后的生产中,为了保持油井生产,井底压力还必须低于饱和压力,所以 溶解气驱 作用依然存在。气顶中压缩气的能量储存是在油藏形成 前 完成的,没有后期的能量补充。随着开采过程,气顶的能量不断消耗,整个油层的压力不断下降。气顶驱动方式的 生产特点: 生产比较稳定, 压力逐渐下降 ,但下降的速度要比溶解气驱缓慢得多, 气油比上升比 溶解气驱缓慢得多,但当气顶气突入生产井后,气油比急剧上升。四、油藏驱动方式重力驱动 : 当一个油藏接近开发末期,推动油层中的石油流向井底的能量都已耗尽时,油层中的原油只能依靠本身的 重力 流向井底,这种驱动称为 重力驱动 。显然当一个油藏的油层倾角比较大或油层厚度大时,重力驱动才能发挥作用。在重力驱动下,油井产量 极低 ,油田已失去了大规模工业开采的价值。根据油层的自然条件,重力驱动可表示为两种:①压头重力驱:在这种驱动方式下,石油将沿油层倾斜方向向下移动,并在油层较低的部位聚集起来。②具有自由液面的重力驱:在这种驱动方式下,油井周围附近的液面低于油层顶部,同时气体分离量很小,油井产量也很低,这种情况通常出现在能量枯竭的油层中,重力驱动油藏的开采特征。由于各种驱动方式的驱油能量来源不同,因而最终采收率也不同。一般情况下, 水压驱动方式的驱油效率最高,采收率最大,而溶解气驱采收率最低。四、油藏驱动方式油藏的驱动方式并不是一成不变的 ,在同一时间内,同一油藏的不同部位 可以表现为不同的驱动方式。 水压驱动搞不好可以变成溶解气驱动。同一油田的 不同部分 也可存在不同驱动方式,如边部是水驱,中部是溶解气驱,或是受注水效果的地区是水驱,没有受到注水效果的地方是溶解气驱;也可以一开始是水驱,但随着大量和无控制地采出后变为溶解气驱。 而同一油藏在不同时间也可以表现为不同的驱动方式。由于 水压驱动效率高,开发效果好, 所以国内外许多油田都采用人工注水保持压力的开发方式。 始终维持油田在水驱方式下采油就成了采油工作者的中心任务。这就要求采油工人随时注意油田动态分析,同时采用人工注水的方法向油田补充水,以维持油层的压力,达到较高的采收率。五、含油气盆地含油气盆地 :是指具有良好的生储盖组合和圈闭条件,并且已经发生油气生成、运移和聚集,发现工业性的油气聚集的沉积盆地。含油气盆地概述含油气盆地的结构包括三个部分:基底、盖层和周边。盆地的周边实际上是盆地基底与盖层的接触方式。含油气盆地的内部构造含油气盆地是一种沉降大地构造单元,洼陷是含油气盆地的基本特征,但由于底盘的结构不同,以及构造活动的差异性,盆地沉降时,其底盘并不是一个简单的洼地或平面,而是有的部份沉降较快,拗陷较深;有的部份则沉降较慢,拗陷较浅,这样就形成了相对 隆起和坳陷 ,它们之间为 斜坡 。一级构造:隆起、拗陷和斜坡。二级构造有背斜褶皱带、单斜挠曲(区域性大单斜产状变陡的地区)带、断裂构造带等。三级构造 :背斜、向斜、断层等,这是盆地最低一级的构造,是油气聚集的基本单元。五、含油气盆地盆 地隆 起 凸 起 向斜带背斜带潜山带断裂带………背斜断层鼻状构造………凹 陷斜 坡坳 陷 凹 陷凸 起级 别 Ⅰ 级 亚 Ⅰ 级 Ⅱ 级 Ⅲ 级油 气 关 系 生 成 运 移(含油气区) (含油气亚区) 聚 集(油气聚集带) 油 气 田油 气 藏华 北 盆 地 济 阳 坳 陷 东 营 凹 陷 胜,坨、永断裂带 胜坨油田三级四分法五、含油气盆地六、油气聚集带含油气盆 地是地壳中油气生成、运移、聚集的最基本单元,而背斜、断层等构造是油气聚集的 最小单元 ,在沉积盆地中,这些构造往往是 成群成带 出现的。油气聚集带: 在沉积盆地中,受同一个 二级构造带 所控制或有成因联系、油气聚集条件相似的一系列 油气田 的总和,称为油气 聚集带 。常常用 聚集带 表示 构造型的油气聚集,用油气 趋向带 表示 地层型 油气聚集。油气聚集带的 分类根据形成过程中起决定性的 地质因素 进行分类,主要类型:1、背斜型油气聚集带强烈 — 中等褶皱的背斜油气聚集带; 长垣 (由若干个比较 平缓宽大的背斜构造组成) 、平缓褶皱 的背斜油气聚集带; 穹隆 背斜型油气田群。2、断裂型油气聚集带断块型油气聚集带;同生正断层 — 逆牵引背斜型油气聚集带;同生逆断层 — 挤压背斜油气聚集带;逆冲断裂型油气聚集带。七、油气田一) 一)七、油气田二)油气田分类1、 按成因关系可把油气田分为三种类型:构造油气田:受单一构造因素控制。如背斜油气田、断块油气田。七、油气田地层油气田:受单一地层因素控制。如上倾尖灭岩性油气田、礁型油气田、不整合油气田等。七、油气田复合油气田:受构造和地层等多因素控制。如盐丘型复合油气田、礁型复合油气田、潜山型复合油气田、侧向叠合型复合油气田七、油气田2、随着国内外勘探开发进展,应考虑区分 砂岩(包括其他碎屑岩) 油气田和碳酸盐岩油气田两大类,然后根据局部构造单位成因详细分类如下:1)砂岩油气田 (五类)( 1)背斜型砂岩油气田①与褶皱作用有关的;②与基底活动有关的;③与同生断层有关的。( 2)单斜型砂岩油气田①与断裂作用有关的;②与沉积作用有关的。( 3)刺穿构造型砂岩油气田①盐丘油气田;②泥火山油气田;③ 岩浆柱油气田 。( 4)不规则带状砂岩油气田( 5) 砂岩古潜山油气田2)碳酸盐岩类油气田 (四类)( 1)大型隆起碳酸盐岩油气田( 2)裂缝型碳酸盐岩油气田( 3)生物礁型碳酸盐岩油气田( 4) 碳酸盐岩古潜山油气田
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