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第七章-含油气盆地

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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8 含油气盆地与含油气系统 280任课教师:李仲东(一)含油气盆地的概念沉积盆地可以认为是 :在地球表面具有相当厚度沉积物的一个构造单元。盆地中的沉积物可以来自一个方向或几个方向,但沉积物厚度应比周围地区大得多,因此有时可以在盆地周围找到岸线形迹,在沉积作用的同时具有下沉作用。石油地质学主要是研究沉积盆地的地质学,因为石油主要赋存于沉积盆地之中,没有盆地也就没有可能去寻找石油。 因此,对盆地的研究是评价油气远景的基础。构造盆地 是指受到后期构造作用改造而形成的盆地。其中沉积物厚度与周围比较起来没有明显差别,实际上也就是封闭的区域向斜。地貌盆地 是指陆地表面或洋底上的地形凹地,这种凹地可以有较厚沉积物,也可以只有少量沉积物。无论是沉积盆地、构造盆地或地貌盆地, 只要有过油气生成,并运移富集成为工业性油气藏时,则这类盆地统称为 “ 含油气盆地 ” 。(二) 含油气盆地的结构和构造含油气盆地通常是某一地质时期发生的地壳上的一种沉降地区 , 因此含油气盆地在结构上必然有一个它赖以存在的基底和限制其范围的周边 , 以及其中的填充地层 —— 沉积盖层 。 又因为含油气盆地是在地壳演变过程中发生和发展的 , 地壳运动必然要对其施加影响 , 使得含油气盆地在构造上具有相应的特征 。1.结构(1)基底 盆地赖以存在的基础称为盆地的基底,又称盆地的底盘。含油气盆地的基底有时代和性质之分,含油气盆地可以某一时代较老的沉积岩系为基底,也可以古老的结晶变质岩系为基底,后者通常称之为结晶基底。(2)周边 盆地的周边即盆地的边界。 盆地的周边一般是同与其基底时代、岩性和构造特征相同或相似的古老岩系相接触,因而在含油气盆地的研究中通常借助其周边地质的研究来了解基底的结构和构造口盆地周边的形态比较复杂,因为盆地所依存的地壳构造形态极为复杂,所以盆地的形状也是多种多样的。(3)沉积盖层 盆地的盖层 (又称表层 )就是盆地内覆于基底之上的沉积岩层,所以通常称之为沉积盖层。 含油气盆地是有时代属性的,某一地质时代的含油气盆地,沉积有相应地质时期的沉积岩层并形成相应地质时代的生、储、盖组合。盆地虽然总体上是地壳上的沉降单元,但在其接受沉积的过程中又常表现为相对或升或降的振荡性活动。盆地从开始下降到上升结束为一个周期。盆地活动的周期性,导致沉积物形成由粗到细又由细到粗的旋回性沉积结构。一个沉积旋回往往形成一套生、储、盖组合。一个含油气盆地可以只有一次周期性活动,构成一个沉积旋回并形成一套生、储、盖组合;也可以有多周期活动,带来沉积的多旋回性,形成上下叠置的一系列生、储、盖组合,成为多生油层系、多含油层系的沉积盆地。 可见盆地的沉积盖层与盆地的发育历史息息相关。沉积盖层与基底之间的接触关系可以是平行不整合或角度不整合。 在同一地区可以有不同时代的盆地存在,即不同时代的沉积盖层上下叠置。而不同时期的沉积层之间常为平行不整合或角度不整合接触,从而可以划分出若干构造层。所谓构造层是指由不整合面 (包括平行不整合和角度不整合 )分隔的一套连续岩层。它是地壳构造运动 (水平或升降运动 )的产物。一个含油气盆地至少包括两个构造层,即基底和一个沉积盖层。盆地的基底、周边和沉积盖层是相互关联的 。含油气盆地的基底有 时代 和 性质 之分, 基底时代决定着盆地形成和其中盖层沉积的时期:基底性质决定着盆地形态和盖层构造。 二者对盆地的发生和发展都具有十分重要的影响。盆地基底的时代, 一般说来,最老者为前寒武纪。 盆地基底时代凡属于或老于前寒武纪者,主要由变质程度较深的结晶岩石,如各种片麻岩、片岩和混合岩等组成,其性质一般是刚性的。这类盆地多位于地台之上,盆地的基底是地台基底的一部分,称为古老地台盆地。由于地台基底的这种刚性性质,使得这类含油气盆地一般都有较大的规模,形态上也大多为圆一椭圆形;而周边为断裂控制的断陷盆地,形态多为长方形或菱形。沉积盖层厚度较小 (通常2000— 4000m,最厚可达 5000— 6000m),沉积层系以古生代地层为主,有时也发育有中、新生代地层。盆地的构造活动性也较小,盖层褶皱平缓,断裂不太发育。我国以结晶岩为基底的地台盆地有塔里木、准噶尔、柴达木、鄂尔多斯、四川、南襄等盆地。还有以加里东褶皱、海西褶皱以及中生代褶皱为基底的盆地。这种不同时期的褶皱即是该时期地槽褶皱带的一部分。所以这类盆地多是在地槽褶皱带之上,位于褶皱带前缘或褶皱带内部,又称山前或山间盆地。地槽褶皱带上的含油气盆地由于受地槽褶皱线状延展的限制,盆地形态多为长条形。由于褶皱基底的刚性系数较小,地槽的活动性又较大,所以盆地一般下降较深,沉积盖层的厚度较大(一般 5000— 6000m,最厚可达 10000,褶皱和断裂也比较剧烈。这类盆地一般面积不大,但沉积层系厚度大及圈闭条件好,同样可以有丰富的油气资源。 我国以加里东褶皱带为基底的有百色、三水、北部湾等盆地;基底以海西褶皱带为主的有吐鲁番盆地;基底以燕山褶皱带为主的有伦坡拉盆地等。地槽褶皱带回返被侵蚀夷平以后 , 其上再形成的含油气盆地 , 即以侵蚀夷平的褶皱带为基底的中新生代沉积盆地 , 其基底对盖层的影响虽然仍保持着褶皱带的特征 , 然而盆地的范围一般却较大 , 且与古老地台区的盆地相似 ,也具有圆形形态 。 对这类盆地常称之为年青地台盆地 , 便于与以前寒武纪结晶岩石为基底的地台盆地相区别 。盆地周边沉积盖层与其边界地质体的接触关系有两种型式:一为超覆接触,或沉积接触;一为断层接触,或构造接触。盆地与其周边边界地质体的接触关系,对盆地的演化特征及剖面形态有着重要的影响。 盆地沉积盖层与周边若为超覆关系接触,则盆地的发展可能以简单的坳陷为主。 美国密歇根盆地 (图 7作为这类盆地的典型代表。该盆地位于北美地台之上,以前寒武纪结晶岩石为基底,平面形态大体呈圆形;地表的岩层露头线也呈一同心圆形由四周向中心变小。从其剖面 (图 7B)可见,在均匀下弯的盆地基底上,沉积了从寒武系至宾夕法尼亚系的古生代地层,总厚 3000余米。从整个结构上看,该盆地好象一个套一个迭在一起的盘碟,下边的最大,由下往上依次变小。盆地沉积盖层与周边以断层关系接触,则盆地的发展可能以断陷为主。 如德、法边境地区的莱因地堑 (图 7莱因地堑发生在西欧地块上,早第三纪时,因地块上拱而发生张性断落;其平面形态受边界断层的限制呈长条形 (图7A),剖面则呈狭窄的槽形 (图 7B)。因地堑在侏罗纪地层基础上充填了 3000多米厚的渐新世到中新世地层,都是在地堑断裂不断下陷的过程中沉积的。 盆地沉积盖层与周边一侧以断层接触,另一侧为超覆接触,则盆地的发展可能兼具断陷和坳陷的特征 (可称之为断超式盆地 )。 这种盆地虽然在平面形态上仍为长条形,但在剖面上却是极不对称的,因而不象前两种盆地洼陷最深、沉积盖层最厚的地带大多位于盆地中心,而是偏向断层接触一侧加拿大的阿尔伯达盆地可作为这种盆地的典型代表 (图 7油气盆地是地壳构造中得一种沉陷构造。 但其内部无论是基底还是沉积盖层的构造特征并不是简单和均一的,而 往往都具有一定的分割性。 基底不仅有起伏,而且常常将盆地分隔成彼此太连通次 — 级构造其盖层也经常被褶皱为背斜和向斜,且还会受到断层不同程度的破坏;由此构成盆地内构造特征各异的不同级别的构造单元。由基底起伏形成的隆起和坳陷是盆地内最大一级构造,通称一级构造,通常隆起和坳陷是毗邻的。隆起是盆地内以相对上升占优势的地带。其上的沉积层往往发育不全,有时甚至基底露出水面成为剥蚀区。但由于隆起在盆地中起着分隔或围限坳陷的作用,它与坳陷紧邻的翼部常有地层超覆和岩性尖灭存在,形成上倾尖灭型岩性圈闭,利于捕集来自邻近坳陷中的油气。坳陷是盆地内基底下陷最深的地区。 具有沉积 地层发育全、连续性好 和 厚度大 等基本特征,是生油最有利的地区。因此常成为含油气盆地的油源区。盆地基底逐渐向边缘抬升至周边的地区称为斜坡, 也是盆地内的一种一级构造。其具有与隆起朝向坳陷一翼同样的地质条件,也是油气勘探不可忽略的地带。盆地内盖层褶皱的基本单元: 背斜和向斜 ,是盆地中最低一级的构造,习惯上称之为三级构造。 背斜是油气赖以聚集的最基本、最重要也是最常见的圈闭形式。在有些盆地中,背斜常常按一定规律成排成带出现,形成所谓背斜褶皱带或背斜带,通常称为二级构造或二级构造带。 二级构造带也主要是沉积盖层褶皱,但也有由基底隆升形成一个以基底突起为核心的盖层褶皱带,即在基底上隆背景上的一个背斜带,通常称这种二级构造带为长垣。如我国的大庆长垣。此外,断裂构造带、单斜挠曲带等也称为二级构造带。在某些大型盆地中,一级隆起和坳陷内又可分化出次一级的凸起和凹陷。由于我国己习惯于如上所述的二、三级构造的级别划分,故将一级构造分化出来的凸起和凹陷称为亚一级构造。以上是我国较为通用的含油气盆地内部构造的三级四分法。但在具体应用时各地也不完全统一。图 7盆地是一个东西受断层所限的地堑式断陷盆地。基底为古生代地层,沉积盖层以第三系为主,部分地区已发现有很厚的中生代地层。图中共分出了 5个隆起和 8个坳陷。总计 13个一级构造单元。 图 7中可以看出由一级构造埕宁隆起分化出的车镇凹陷和无棣 三)决定盆地中油气丰度的基本因素一般说来,盆地中油气丰度直接由以下四个主要条件来决定:含生油的有机物质 ( 在氧化作用、稀释作用和簸选作用受到限制的条件下,可以形成有利的生油沉积。须有适当的热作用,以达到热成熟( 所以要注意 盆地热流值与埋藏时间和深度的关系 。要 有有利的运导层或其它运移通道 ,因此油气运移是富集的重要因素,倾斜的砂层或张性断层常为此提供良好的运移条件。 多孔储集层必须为不渗透的盖层所遮盖,并要有适宜的圈闭条件上述四个油气富集因素的有利配合,使生油层、运移通道和储集层互相接触,在适宜的热流和应力条件下可以形成油气富集。(四)时也控制构成盆地底板和侧翼的基岩的特性。 而基岩性质和轮廓又影响区域地层倾斜和局部构造特征,从而控制盆地中流体的运移和聚集。率 的相互作用在一定程度上控制了盆地的沉积特点, 有时下沉速率很大而沉积速率很小,这时就形成 “ 饥饿盆地(或非补偿盆地) ” 。有时下沉速率和沉积速率相等,这时由于沉积物大量堆积可以促使盆地进一步下沉。在张性环境中盆地内主要出现掀斜断块和铲形正断层,形成滚动背斜及挤入构造等。而在压性环境中盆地内主要出现褶皱和冲断层等复杂构造等 (图 7- 6) 。除了上述相互影响的三个地质因素,尚有两个重要的物理因素,即热流场和应力场 。同一盆地在演化的不同时期内是经历了不同的热流作用和应力作用。因此张性盆地常可转化为压性盆地;反之,压性盆地可转化为张性盆地。这时构造样式和沉积作用也随之变化。沉积盆地在演化过程中主要受以下因素的相互影响:构造环境与圈闭样式示意图油气盆地的分类(一)按盆地的几何形态分类 (图 7- 7)(二)以固定论为基础的盆地分类(三)以活动论为基础的盆地分类 (图 7- 8)(四)以地球动力学为基础的盆地分类(五)以板块边界类型和沉陷机制为基础的分类(一)按盆地的几何形态分类(图 7- 7)盆地的简单分类(据 976) (二)以固定论为基础的盆地分类所谓固定论,是根据软流圈的热流动所引起的垂直运动来解释盆地的形成,大洋的形成就是海洋化的结果。•密歇根盆地、伏尔加 西西伯利亚盆地、墨西哥湾盆地。•阿帕拉契亚盆地、提曼 喀尔巴阡山前盆地、波斯湾盆地。•红海盆地、华北盆地。松辽盆地、准噶尔盆地。特兰西瓦尼亚盆地、台湾西部盆地。在这一分类中对盆地基底构造与盆地沉积盖层之间的关系考虑较少,而主要强调了地貌特征。(三)以活动论为基础的盆地分类所谓活动论,是以岩石圈在软流圈上的水平运动来解释盆地的形成,现在流行的板块构造理论认为一些重要的含油气盆地与板块边界的活动有关。底克拉通盆地( 位于大陆内部的裂谷盆地,盆地基底已变薄;2. 边缘坳拉谷( 位于大陆边缘凹入部分,向大陆内部延伸的夭折裂谷;3. 原始大洋裂谷( 在两个大陆地块之间,开始出现狭长的洋壳,但沉积作用仍受两侧大陆的影响 (图 7- 9) ; 4. 冒地斜沉积棱柱体( 位于大陆和大洋过渡带的陆阶、陆坡和陆隆上的沉积复合体,并将张裂的大陆边缘埋盖起来 (图 7- 10) ;5. 陆堤( 位于张裂大陆边缘的外沿,形成逐渐向海洋方向推进的沉积物;6. 新生大洋盆地( 在大洋中脊与大陆地块之间,由于新岩石圈增长和下沉而形成的盆地;7. 扭张性盆地( 沿着转换断层系,发生的拉开盆地或楔状断陷盆地;8. 弧间盆地( 由于岩浆弧裂开,弧后扩张所形成的小洋盆。原始大洋裂谷示意图解冒地斜棱柱体演化图解从早期过渡型地壳快速下沉时底部为碎屑岩相 (A),进一步发展到以挠曲下沉为主的三角洲碎屑沉积及藻滩碳酸盐沉积 (B) 010 由于板块俯冲所形成的深海槽 (图 7- 11) ;发育在海沟与斜坡转折点之间的构造;形成在岛弧与海沟间隙内 ; 与碰撞造山带相邻,发生在克拉通周缘的盆地 (图 7- 12) ;与岛弧造山带相邻,发育在大陆边缘岩浆弧的后面 (图 7- 13) ;位于造山带的前陆盆地,由于基底变形和块断所引起的构造凹地;沿着转换断层系,可以出现扭动褶皱;( 向下坳曲的盆地;沿着岛弧 于老岩石圈的消减而产生的收缩盆地。坡盆地和弧前盆地发育示意图(据 976)自上而下表示时间从早到晚与碰撞造山带毗邻的周缘前陆盆地简图(据 976) 弧后前陆盆地横剖面简图(据 976)(四)扭性盆地如死海盆地如圣华金盆地重力环境 密歇根盆地如北里海盆地(五)以板块边界类型和沉陷机制为基础的分类•由于拉伸、侵蚀、或岩浆抽出而致使地壳变薄•下地壳和上地幔的冷却•地壳和岩石圈的沉积负荷和火山负荷•地壳和岩石圈的构造负荷•岩石圈俯冲造成壳下负载•被下降岩石圈穿透的软流圈之动力流动•由于高压变形而引起的地壳致密化七种沉陷机制26中盆地类型的沉降机制盆地沉降机制在含油气盆地中,圈闭不是一种弧立现象,而往往属于一个构造带或地层相带,在不同大地构造环境的盆地中往往形成不同的构造样式或圈闭类型。而含油气盆地又是油气生成、运移和聚集的基本地质单元。 可根据含油气盆地所处的不同大地构造位置或环境,可以用来预测油气圈闭类型及沉积体系特征,进一步指明油气聚集带及油气分布区,从而推断其含油气远景和确定勘探方法。三、含油气盆地中的油气聚集(一)系指与大构造单位(背斜带或与其相当级别的构造单位)联系在一起的油气田带(群)。在油气聚集带内的各油气田,具有相似的地质构造特征和油气藏形成条件。油气聚集带侧重于从构造角度阐述油气田成带、成群分布的特征。"油气聚集带 "是指油气聚集的地带 ,并非指油气产生地带。油气聚集带内的油气,是由相邻近的生油区汇集起来,油气聚集带的周围可能都是它的汇油面积,也可能汇油面积仅仅存在于油气聚集带的一侧,或某一方向。该带所以能聚集丰富的油气,还与它具有良好的油气聚集条件有密切关系。考虑到地壳中油气田不是孤立存在,而是成带、成群分布的,而这些成带成群分布的油气田,往往具有相似的地质构造和油气藏形成条件。因此,采用 "油气聚集带 "这个术语,代表这种成带、成群分布的油气田这一级别的油气聚集单位,是比较合适的。有了这一概念,在进行油气田勘探时,有助于从总体上把握油气聚集带的分布特点,对油气聚集带进行总体勘探,在较短的时间内查明该区域油气藏形成的地质、地球化学条件确定最佳的油气富集条件和地段,加快大油气田发现和勘探的速度。要类型 具体型式 实 例构造类(一)背斜型油气聚集带 1. 中、强褶皱背斜带2. 长垣、平缓背斜带 穹窿背斜群1. 扎格罗斯山前背斜,酒泉盆地山前带2. 大庆长垣、加瓦尔长垣、杜依玛兹长垣、下普尔斯克长垣等3. 罗马什金、苏尔古特隆起南部背斜群、扶余背斜群等(二)断裂型油气聚集带1. 断块或断阶带2. 同生断层和逆牵引背斜带3. 逆掩断裂带1. 克拉玛依断裂带西北侧的油田带 2. 维尔克堡断裂带3. 落基山东侧逆掩断裂带(三)盐(泥)丘型油气聚集带 1. 盐丘和盐背斜带2. 泥火山和泥底辟背斜带1. 滨墨西哥湾、吉恩霍夫坳陷、罗马尼亚等均有极发育的盐丘和背斜油气田带2. 阿普歇伦西部背斜带、特立尼达岛南的泥火山背斜带等地层类(一)潜山型油气聚集带1. 与碳酸盐岩潜山有关的油气聚集带2. 与碎屑岩潜山有关的油气聚集带3. 与结晶基岩潜山有关的油气聚集带1. 任丘、铁尔斯顿等潜山油气藏(田)带2. 哈西 尔加西 )带3. 克拉夫特 )与碎屑岩有关的岩性油气藏趋向带1. 河道砂油气藏趋向带2. 滨岸砂坝油气藏趋向带1. 布奇、喀特班克等河道砂油气藏带2. 绿林县契罗基组鞋带状油气藏带(三)与碳酸盐岩有关的岩性油气藏趋向带1. 上倾尖灭型油气藏趋向带2. 溶蚀白云岩化型油气藏趋向带1. 霍戈登气田带2. 春吞油气田带(四)礁型油气藏趋向带1. 环礁型2. 马蹄礁型3. 线状礁(堤礁)型 4. 点礁型1. 黄金巷油气田带2. 二叠纪盆地的马蹄礁油气田(藏)带3. 瑞姆彼 阿尔伯达、乌拉尔西坡堤礁4. 雨虹区尖柱礁群、印尼拉瓦提盆地的怀洛 )背斜型油气聚集带•强烈 垣、平缓背斜型油气聚集带•穹窿背斜型油气田群应指出:并不是背斜带(群)中的所有背斜构造都必定含油。由于各种原因而未含油的背斜,称空(或干)背斜构造。(2)断裂型油气聚集带依断裂的性质和特点,大致可分三种类型: 断块(或断层)型、同生断层 (3)礁型油气田(藏)带礁型油气藏带按其形成条件和展布特征,可分为:环礁、马蹄礁、线型(或堤)礁和补丁(或点)礁。其中环礁、马蹄礁和点礁前已作过介绍。现仅以加拿大的瑞姆彼 图 7- 20) ,简介如下。瑞姆彼 — 圣 北北东向延伸,总长达 250108t,108t,是阿尔伯达的主要产油气区之一。该带的产油层有两个,弗兰期的勒杜克和尼斯库组,但以勒杜克为主。储集层的孔隙类型是在原生礁格架及粒间孔隙的基础上,加上强烈的白云岩化和溶蚀作用所形成的次生孔隙。孔隙性、渗透性均较好。多孔的勒杜克礁块周围和上方被埃瑞唐页岩(上泥盆统)所覆盖。上覆较年青的上泥盆统到白垩系由于差异压实作用,形成平缓的背斜构造。因此,该带除以礁型油气藏占优势外,在个别油田(阿奇生)上覆白垩系砂岩层中也形成背斜油气藏。)油气田油气田是一定(连续)的产油面积上油气藏的总和 ;该产油气面积可以是受单一的构造或地层因素所控制的地质单位,也可以是受多种因素所控制的复合的地质单位。所谓一定的产油面积,是指不同层位的产油层叠合连片的产油面积。在叠合连片范围内不同层位的产油层,可以存在于同一构造或地层因素所控制的单一地质体中,如背斜、断块、单斜构造中的地层不整合和岩性尖灭等;也可以存在于受多种因素控制的复合地质体,如与礁型、盐(泥)丘及古潜山等与上覆地层的背斜叠合所形成多因素控制的复合地质体。根据控制产油面积的地质因素,油气田可分为下列三个类型,各类可进一步划分为若干亚类:A、构造型油气田 : a. 背斜型油气田; b. 断层型油气田。B、地层型油气田 : a. 不整合和岩性尖灭油气田; b. 透镜状和不规则岩性型油气田; c. 礁型油气田(只有单一礁型油气藏)。C、复合型油气田 : a. 盐(泥)丘型油气田; b. 礁型油气田(存在多种类型油气藏); c. 潜山复合型油气田; d. 侧向复合型油气田。斜油气田背斜油气田中控制产油面积的地质单位,是褶皱变形所形成的背斜构造。背斜的褶皱变形一般可以垂直穿过很厚的沉积岩层,在背斜范围内的储集层只要上方被盖层所覆,具有良好的封闭条件,都可形成背斜圈闭。因此,多油层在垂向上叠合,形成巨厚的含油层组常常是背斜油气田最显著的特点之一。由于巨厚的含油组可以补偿含油面积的不足,可使一些面积不太大的背斜油气田成为大油气田。如果一个背斜油气田,同时兼有巨大的含油面积和较厚的含油组,则常形成特大的油气田。但是,亦有少数背斜油气田的含油层数不多,厚度不大,甚至是单油层的。•断层(断块)油气田所谓断层(断块)油气田,系指在区域倾斜背景上,其上倾方向,或各个方向都由断层控制所形成的油气田。这类油气田常见于:裂谷)盆地,如苏伊士、红海、阿曼地堑、莱茵地堑、马格达莱纳盆地以及我国的渤海湾盆地中的断层(断块)油气田;墨西哥湾沿岸的断裂挠曲或同生断层带,尼日尔三角洲的同生断层带。指在区域倾斜或单斜构造背景上,由地层(不整合和岩性)因素所控制的含油面积 。地层型油气田中,油气藏类型以不整合和岩性油气藏为主,亦可存在断层和复合油气藏。不整合型油气藏包括不整合面上的支撑砂岩和不整合面下的单斜型油气藏,以及潜山油气藏。岩性油气藏可以是碎屑岩或碳酸盐岩中岩性(上倾尖灭和透镜体)油气藏。由单一生物礁油气藏构成的礁型油气田亦属地层型油气田。对一个地层型油气田来说,油气藏可以全部或主要是不整合油气藏组成的,如东得克萨斯油田(图)。也可以完全是岩性油气藏,如霍戈登气田,绿林县的鞋带状油田等。但也有一些油气田是由不整合和岩性油气藏复合而成的,如玻利瓦尔油田。指在油气田范围内不同层位和深度的油气藏不是受单一(或占优势)构造或地层因素所控制,而是受构造和地层因素复合构成的综合地质体所控制的油气田。•盐(泥)丘型油气田这里所谓的盐(泥)丘油气田,系指狭义的,即刺穿的盐(泥)丘油气田。而盐(泥)底辟所形成的盐(泥)背斜油气田,则应归入背斜油气田内。在刺穿的盐(泥)丘油气田中,进一步可分全剌穿和半刺穿两种。前者可以刺穿所有含油层,盐泥核甚至出露地表,形成盐丘或泥火山;后者刺穿部分含油层,在其上则为盐(泥)背斜构造。在上述两种刺穿的盐(泥)丘油气田中,由于盐核刺穿储油层,除形成盐核、盐帽遮挡以及盐帽内的透镜体油气藏外,常使储集层断裂、尖灭甚至削蚀,可形成断层、不整合和岩性等多种油气藏。半刺穿的在盐(泥)刺穿上方还可以形成生长背斜油气藏。因此,把这类油气田归入复合型油气田。礁型油气田世界上与生物礁有关的油气田分布较广泛,且占有较重要的地位。把那些深部为礁型油气藏,浅层(礁上方)为礁生长而形成的压实生长背斜中的背斜油气藏,或强烈褶皱背斜中的背斜油气藏称之为复合的礁型油气田;而把那些由单一礁型油气藏组成的礁型油气田归入层型油气田中。复合的礁型油气田则以美国二叠纪盆地中斯库瑞县的斯奈德 潜山型(复合)油气田 (图 7- 22)潜山型复合油气田的深部为一潜山,而其上覆岩层中则是由于差异压实形成背斜构造,在不整合面上常伴有砂岩向潜山上倾尖灭或地层超覆,不整合面上下无论在构造特征和油气藏类型上均有巨大的差异性。 如果,仅有叠合的地质体,而不存在不同类型油气藏的叠合, 则不称为复合型潜山油气田。 对于仅在潜山中存在油气藏的,应称之为 地层油气藏。 而潜山中不存在油气藏,仅在上覆背斜或断层圈闭中形成油气藏则称之为 构造油气田。 那些在不整合面上既有不整合和岩性油气藏,又有构造油气藏的,仍属 复合型油气田。潜山的岩石类型,可以是多种多样的,碎屑岩、碳酸盐岩和结晶基岩。其中碎屑岩和碳酸盐岩可以单独构成独立的潜山,亦可以一起构成潜山,结晶基岩一般单独构成潜山,个别情况下基岩亦可以与上覆沉积岩层一起构成潜山。潜山的内部构造也是多种多样的,可以是单斜、秃顶背斜、断块、褶皱断块等。与潜山有关的油田模式剖面图1— 潜山油藏; 2— 潜山上被断层切割的压实背斜油气藏; 3— 浅层背斜和断层油气藏; 4— 断阶或逆牵引油气藏; 5、 6— 地层超覆油气藏; 7— 潜山上方压实背斜油气藏; 8— 岩性油气藏•侧向叠合型复合油气田•侧向叠合型复合油气田, 系指在油田的不同层位中以构造型为主的油气藏和以地层型为主的油气藏,在不整合面上、下,或在不整合面以上,以侧向结合,构成统一的油气田。 两类油气藏所形成的含油面积应是叠合连片的,或虽未能叠合连片,但应在相邻甚近的统一复合地质体内。加利福尼亚中途油田威廉斯及二十五山区构造剖面图上新统中的油藏属于不整合面上的支撑砂岩层圈闭;图中 1609m 第二节 含油气系统一、含油气系统( 、含油气系统的基本概念在任一含油气盆地(凹陷)内,与一特定有效烃源岩层系相关,包含油气聚集成藏所必不可少的一切地质要素和作用,在时间、空间上良好配置的物理 顶受区域盖层及上覆岩系所限,底为底层烃源岩所覆盖的储集层。含油气系统研究的关键在于将盆地中有效烃源岩层系、储集层、盖层、上覆岩系等基本地质要素,圈闭形成、油气生成、运移、聚集、保存等成藏作用纳入统一的时间、空间范围内,开展静态与动态紧密结合研究,科学地阐明油气藏的形成、类型、特征及分布规律。含油气系统是介于含油气盆地(或含油气区)与油气聚集带(或成藏组合)之间的一个油气地质单元 。在一个含油气盆地或含油气区内,可有若干个含油气系统重叠分布;在平面上,不同时代、不同类型的含油气系统则可展现在一个或若干个油气聚集带中。含油气系统的研究重点 是烃源岩与油气藏之间的成因关系 ,即查明盆内或区内烃源岩有机质在何时以何方式转化成烃 ?油气在何时以何方式运移 ?何时何地聚集成藏 ?油气藏的类型及分布规律如何 ?三、含油气系统的地质要素与成藏作用划分与分析含油气系统,首先需研究含油气盆地(或含油气区)内油气藏形成的基本地质要素及成藏作用过程。基本地质要素包含 有效烃源岩层系、储集层、盖层及上覆岩系 。有效烃源岩 :在生物或地温作用下,在特定时刻能够生成油气、具有连续分布范围的有机质伴随矿物质堆积。烃源岩的体积可通过研究有机相的类型及分布来确定,包括其中所含有机质的质量、数量及热成熟度。可能是正在生油的;也可能在地质历史上曾经是有效烃源岩而现已消耗殆尽。储集层 :根据储集层中含有有效烃源岩生成油气的百分比来区分主要与次要储集层。主要储集层系指位于运移通道良好的圈闭中,储集了大部分原生油气者;而运移通道效率较差,捕集油气数量较少者,为次要储集层。盖层 :含油气系统中有两类盖层。区域盖层是覆盖是盆地内运移烃类的大范围盖层;而局部盖层则为限制油气聚集成藏的直接盖层。上覆岩系 :也是一项易被忽略的基本地质要素,系指上覆于烃源岩、储集层和盖层的一套沉积岩系。在烃源岩有机质的生油气过程中,上覆岩系的厚度、热导率、热流值及地表温度等均起着决定性作用。成藏作用过程包含具备基本地质要素到圈闭形成、油气生成、运移、聚集等油气藏形成的全过程。时间跨度可从几百万年至三亿年( 1984);这些要素与作用必须有良好的时间 能使有机质转化为油气,进而形成油气藏,并经历漫长的保存阶段。项目的突出进展四、含油气系统的结构在具备上述基本地质要素与成藏作用过程的前提下,在研究含油气系统的组成时,必须分析含油气盆地或含油气区内,是否能满足有效含油气系统存在的定量基础:1. 在圈闭形成过程中或形成后,体积上有足够数量的油气生成;2. 有利的运移排出几何通道,保证油气能呈汇聚式地运移到圈闭中去而不致逸散;3. 存在容积足够大的系列圈闭,能够保存从最初注入至现在继续充注的油气。因此,根据各含油气盆地或含油气区的石油地质特征,研究含油气系统的组成时,可以提出不同的方案,但是至少应包括四个子系统:1. 生成子系统。 在某一时间段内能提供一定数量的油气。受一些化学作用控制:死亡有机体 → 干酪根,属生物化学降解作用;干酪根 → 石油和天然气,一般属热化学动力学反应。在构造应力作用下,塑性变形阶段有机质成熟转化为油气,属力学化学反应过程。2. 储集子系统。 在某一层段内具有连通孔隙,能使流体储存,并在其中渗滤的岩层称为储集层,它构成油气藏的基本要素之一,是含油气系统内的基本子系统。3. 运移 从成熟烃源岩汇集与分配油气,形成商业油气藏或逸散。它受物理作用控制:油气在地层水中的浮力、孔隙介质中的流体渗流、毛管压力、构造应力、压力 组分关系等。4. 保存子系统。 圈闭捕集大量的油气形成现今商业性油气藏,必须受局部盖层、区域盖层的封盖及其它封闭体系的限制,这种使油气聚集后不致于逸散的系统即为保存子系统。储盖层在前面章节讨论较详尽,在此重点讨论生成子系统与运移 、含油气系统研究的关键技术在含油气系统的划分与研究中,需要进行与多学科配合的基础研究,涉及下列关键技术:源对比追踪技术 (表 7- 4)图 7- 25、图 7- 26)聚集机制研究技术 (图 7- 27、 28、 29)含油气系统研究的必要图件通过含油气系统研究,需将基本地质要素与成藏作用过程纳入统一的时间 此,对每一个含油气系统必须编制下列图件:•埋藏历史图 (图) : 包含地质时代与绝对年龄、岩性柱子、岩层层组名称、深度、烃源岩、储集层、盖层、上覆岩系等栏目,在埋藏史曲线上标注生油窗顶、生气窗顶及油气系统的关键时刻。"关键时间 "是指研究人员选择出能够最有效地描述一个含油气系统中绝大多数油气发生的生成 聚集的时间。•含油气系统关键时刻的平面分布图 ( 图 ) : 包含烃源岩分布、生油窗顶范围、生气窗顶范围、储集层分布、储集层尖灭线、边界冲断带、次级断层线、倾伏背斜、倾伏向斜、油气运移方向、已知油气藏及其类型、地表油气苗、埋藏史图井位、横剖面图位置、含油气系统的地理分布范围。•含油气系统关键时刻的地质横剖面图 ( 图 ) : 除一般地质横剖面图应有的基底、上覆沉积岩系层组、边界断层带、构造起伏等内容外,尚应标明烃源岩、储集层、盖层、上覆岩系、生油窗顶、生气窗顶、油气藏、埋藏史井位、含油气系统的地理范围及地层范围。•含油气系统的事件综合图 (图) : 横座标为地质时代及绝对年龄,纵座标包含烃源岩、储集层、盖层、上覆岩系、圈闭形成、油气生成 聚集、保存时间、关键时刻。将上述基本地质要素和成藏作用过程,用时间座标串联起来,体现其时 示虚构的 )含油气系统中关键时间 (250石油生成时间 (260埋藏史图该图表示的主要信息均用在了事件图上,图中晚第三纪包括了第四纪。本图采用的所有地层名称都是虚设的。返回虚构的)含油气系统在关键时间的地理展布平面图(未成熟源岩位于生油窗之外,有效烃源岩位于生油窗和生气窗以内 ) 虚构的 )含油气系统在关键时间地层分布的地质横剖面图(未成熟源岩位于生油窗的上倾方向,有效烃源岩位于生油窗下倾方向 ) 虚构的 )含油气系统事件图该图表示了各基本要素与所有成藏作用之间的关系,同时表示了保存时间与关键时间的关系图。图中晚第三纪包括第四纪。(时间标尺引自 1983)平面形态图 图 7国密歇根盆地特林顿灰岩顶面构造图
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本文标题:第七章-含油气盆地
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