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《石油地质学》构造及石油地质学基础知识培训3_图文

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
资源描述:
在地层的一定深度范围内 , 粘土岩中的蒙脱石向伊利石转化 ,在转化过程中释放结合水 , 并进入粒间孔隙成为自由水 。 结合水变成自由水其体积要膨胀 , 从而增加了泥岩孔隙流体压力 ,促进流体运动 , 成为烃类初次运移的动力 。 同时由于自由水排出又可使压实突变 。4.粘土脱水作用压实突变阶段张敦样, 1979毛细管中液体上升的现象是毛细管力作用的结果 。 当两种不相混合的液体呈相态接触 , 或一种液体与一种固体呈相态接触时 , 在界面上都存在界面张力 。在充满油 、 气 、 水的岩层中 , 由于三者对岩石的界面张力不同 , 润湿程度也就不同 。 例如 , 在相同条件下 , 水和石英的界面张力比己烷和石英的界面张力大 255尔格/厘米 ’ 。 在相界面上 , 毛细管力指向润湿性小的流体;在一般情况下 , 水比石油容易润湿岩石 , 因此 , 在岩石孔隙中 , 当油水接触时 , 界面向水突出 , 毛细管指向石油 , 即接触角 所指的方向 。5.毛细管力的作用毛细管孔隙中的水润湿系统H. D. 始终都伴随有大量的甲烷产生 ( 不论是生物化学作用阶段还是热化学作用阶段 ,都是如此 )6.甲烷及其他烃类气体的作用这些大量的甲烷既可以是石油初次运移的动力 , 也可以是石油初次运移的重要 “ 运载体 ”有机质向甲烷及液态烃转化与温度和埋藏深度关系示意图H. D. 除了上面介绍的六种动力因素以外 ,其他因素 , 如浮力 、 扩散作用等等 ,对油气的初次运移可能也有影响;但是 , 其重要性与上述六个动力相比较 , 则是次要的 。三、油气初次运移的时期• 第一阶段 ( 初期压实阶段 ) :此时泥质沉积物的孔隙度为 80—30% ,在该阶段 , 粘土颗粒间互相接触不充分 。 由于深度不够 ( 小于 1500米 ) . 地温较低 ( 低于 60, 石油烃类尚未开始形成 , 仅有由于生物化学作用生成的甲烷 。• 第二阶段 ( 中期压实阶段 ) :进一步压实作用的结果 , 沉积物的孔隙度逐步减小;该阶段泥质沉积物的孔隙度为 30一 10% , 此时深度超过1500米以上 , 地温可高达 60~ 100有机质已成熟 , 大量向石油烃转化 , 干酪根开始生成烃类 , 并逐渐活跃 , 达到旺盛时期 第三阶段 ( 后期成岩重结晶阶段 ) :沉积物形成了完全固结的岩石 ,该阶段泥质岩孔隙度已比较小 , 温度大于 100有机质巳成熟过度 。在此阶段的前期 , 干酪根还向烃类转化 , 但到后期 , 石油烃的生成则已衰竭 , 而主要形成高温甲烷 。泥质沉积物的压实及成岩过程分成三个阶段:石油烃类的初次运移 , 主要发生在泥质岩孔隙度为 30一 10%的时期 , 起决定作用的因素之一 , 是压实作用 。 因此 , 可以综合这两个条件 ( 30—10% 的孔隙度和 60—100 ,预测所勘探盆地的生油情况及油气藏形成情况 。在不同的地温梯度条件下,初次迁移时(埋藏深度 1500~ 2800米)的温度及形成大油藏的可能性若沉积盆地石油初次运移时主要时期 , 与石油烃生成的主要时期是一致的 , 则形成大油藏的可能性就大 , 该盆地的含油气远景就大第二节 生储盖组合• 在地层剖面中 , 紧密相邻的包括生油层 、 储集层 、盖层的一个有规律的组合 , 称为一个生储盖组合 。• 由于在实际地层剖面中 , 岩性往往是过渡的 , 互相交替 , 厚薄不一 , 所以对生储盖组合的划分不是截然的 , 一般取相近的主要生油层 、 主要储集层和盖层 , 划为一个生储盖组合 。根据生 、 储 、 盖层三者在时间上和空间上的相互配置关系 , 可将生储盖组合划分为四种类型 。生储盖组合类型示意图指在地层剖面上生 、 储 、 盖层表现为由下而上的正常分布关系 , 即生油层位于组合下部 , 储集层位于中部 。 盖层位于上部 。 这种组合类型又根据时间上的连续或间断细分为连续式和间断式两种 。 油气从生油层向储集层垂向运移为主 。 正常式生储盖组合是我国许多油田最基本的组合方式 。正常式生储盖组合这种组合类型是由于岩性 、 岩相在空间上的变化而导致生 、储 、 盖层在横向上发生变化而形成 。 这种组合多发育在坳陷内生油凹陷向边缘斜坡过渡带或隆起的斜坡上 , 由于岩性 、岩相横向发生变化 , 使生油层和储集层同属一层为主要特征 ,二者以岩性的横向变化方式相接触 , 油气以横向的同层运移为主我国新疆准噶尔盆地西北边缘的克拉玛依一乌尔禾油区二叠系乌尔禾群即属此种 。侧变式生储盖组合顶生式生储盖组合:生油层与盖层同属一层 , 而储集层位于其下的组合类型 。 例如我国华北地区发现的下第三系沙河街组泥岩直接盖于古生界碳酸盐岩之上 , 前者既为生油层又可作盖层 , 后者具有孔隙 、 溶洞 、裂缝的石灰岩为储集层 。自生 、 自储 、 自盖式生储盖组合:石灰岩中局部裂缝发育段储油 、泥岩中的砂岩透镜体储油和一些泥岩中的裂缝发育段储油都属于这种组合类型 , 最大特点是生油层 、 储集层和盖层都属同一层 。四川盆地川南二叠系石灰岩某些气藏 、 柴达木盆地油泉子构造泥岩裂隙油藏等 , 均属此种组合方式 。我国石油地质工作者总结油气勘探经验,从生油层与储集层的时代关系,提出新生古储、古生新储和自生自储三种型式。较新地层中生成的油气储集在相对较老的地层中,为新生古储;与此相反,较老地层中生成的油气运移到较新地层中聚集,属古生新储;而自生自储乃指生油层与储集层都属于同一层位。以上三种型式的盖层都比储集层新。在任何一个区域,正确划分生储盖组合,对于预测可能油气藏类型、指出有利的勘探地区,具有重要的意义。储层砂体类型及分布模式•冲积扇砂体•河流砂体•湖泊砂体•风成砂体碎屑岩储层成因类型-碎屑岩储集体的分布主要受沉积相控制•海岸砂体•海陆过渡相三角洲砂体•陆棚砂体•深海浊积砂体滦河冲积扇分布图晚更新世早期滦河冲积扇 晚更新世晚期 滦河冲积扇冰期后滦河冲积扇一、冲积扇相及其相模式冲积扇是组成山麓-洪积相的主体,与油气关系密切扇缘(或扇端)内扇(或扇根、扇顶)中扇(或扇中)冲积扇往往是断陷盆地的主要边缘相干旱-半干旱气候条件下:•强烈构造活动•物理风化作用•阵发性洪水事件漫流沉积三、冲积扇砂体的储集性冲积扇砂砾岩体的储集性能十分复杂冲积扇体储集性是源区母岩性质、气候条件、沉积类型和相带等因素的综合函数并非所有的冲积扇粗碎屑岩体均可形成良好的储集层• 源区母岩泥质岩发育、植被较少,在气候干旱的条件下,泥石流十分发育,且漫流和河道沉积中含泥亦多,形成砾、砂、泥混杂、分选极差的泥质砂砾岩体。储集性能差,一般不构成储集层• 源区母岩泥质较少 , 气候不十分干燥 , 甚至为潮湿气候时 , 泥石流不甚发育 , 且主要分布于扇顶 ,冲积扇沉积则以少含泥的砾 、 砂混杂为特征 。 可形成油气储集层•扇顶砂砾岩体的储集性能比较复杂孔隙性差-泥石流沉积储集性可变的漫流沉积(随泥质含量变化而变化)储集性相对较好-河道冲填沉积孔渗性很好-筛状沉积•扇中储集性能则相对较好,辫状冲填沉积相对发育,沉积物经过一定程度的分选(总的来说,分选性仍较差),含泥相对较少,具有一定的储集性•扇端以漫流沉积为主,悬浮泥质相对较多,储集性相对较差冲积扇亚相与储集性能二、河流相及其相模式弯度指数 (p)=河床长度 /蛇曲带或河谷轴的长度游荡性指数 (B)=2× 区域内心滩总长 /两岸间河床中线长类型 单河道(辫状指数< 1) 多河道(辫状指数> l)低弯曲度 (<顺直河 辫状河高弯曲度(> 1. 5) 曲流河 网状河曲河流相砂体沉积模式图• 注入盆地的沉积物必须足以保持冲积平原环境• 岸质抗冲性强,以使河岸、天然堤得以稳定(因此,潮湿气候条件下植被比较发育时,有利于网状河的形成 )• 最适于网状河的构造环境是构造上活跃的山间盆地和磨拉石山间平原网状河发育的一些特殊条件• 沉积盆地必须连续下沉或控制盆地的局部基准面上升以保证河道以迅速而连续的填积由于网状河呈固定的交织状多河道河流,而且沉积与沉降速率保持较长时间的均衡补偿,因此砂体几何形态呈典型的窄而厚的交织条带状砂体国外已有许多网状河砂体作为油气储集层的报导马岭油田延 10组储集层被认为是近似于网状河属于限制性河谷充填沉积马岭油田的主力油层。以砂砾岩为主,占剖面 70%的厚度,矿物成熟度低,局部可见泥石流沉积。岩相层序为多个小正韵律组成的总体和上变细的层序。每个小韵律上有厘米级厚度的废弃充填物(纹层状粉砂或泥岩)。砂体内发育数十厘米厚的大型交错层理。砂体呈典型的鞋带状,宽仅数百米,各层河谷继承性相当强储集层由于遭受强烈的成岩作用,已成为低渗透储集层• 网状河河道稳定,具有较低的宽 /深比,因而具有排列完好三维空间组合• 辫状河具有高的河道宽/深比,以快速迁移为特征,在三维空间上缺乏有序排列• 网状河还以具有规模大的天然堤为特征,而辫状河几乎不发育或只有很低的天然堤网状河的二维河流样式与辫状河相似,最主要的差别:一个完整的点坝层序厚 5~ 7m,内部可分 3~ 5个小韵律,每个韵律上部夹薄层粉砂质和泥质夹层砂体连续稳定,几何形态简单,一个曲流带宽 800~ 1000m,渗透率( 1000~ 2000) 10-32砂体点坝层序萨尔图油田第一主力油层第三节 湖泊砂体世界上现代湖泊不多,总面积只有 250万 占全球陆地面积的 1. 8%我国现代湖泊面积亦只有 8万 到全国陆地面积的 1%在中、新生代时期我国湖泊很发育。我国自中生代以来,由于海水大规模退出,陆地扩大,发育了众多的、面积较大的湖泊,如:• 陕甘宁盆地晚三叠世湖泊面积达 9万 当于 20个现代的青海湖• 松辽盆地在白垩纪青山口组一段和嫩江组一段沉积时期的面积分别达8. 7万和 15万 0%以上是来自中、新生代的湖泊沉积三角洲砂体浅水滩坝砂体深水浊积砂体湖泊砂体类型断陷湖盆深陷扩张期沉积相断陷湖泊收缩期沉积相冲积扇辫状河辫状河三角洲近岸浊积扇远岸浊积扇浊积透镜体深湖区水下冲积扇(水进型扇三角洲滨浅湖区冲积扇 曲流河正常三角洲;辫状河一正常三角洲扇三角洲辫状河三角洲 浅湖区深湖区正常三角洲、辫状河三角洲和扇三角洲的分类标志( 1987)一、三角洲砂体• 正常三角洲是指岸上平原区曲流河进入湖泊(海)浅水缓坡处形成的砂、泥质、形似三角形的沉积体• 辫状河三角洲是由辫状河体系(包括河流控制的潮湿气候冲积扇和冰水冲积扇)前积到稳定水体(湖、海)中形成的富含砂、砾的三角洲• 扇三角洲是从邻近高地直接前积到稳定水体中的冲积扇( 1965)三角洲理想结构图三角洲相相带划分及沉积特征主河道分流后,河道弯曲度减小,一般地,分流河道砂体存在两种类型,即弯曲型分流河道砂体和顺直型分流河道砂体单个分流河道砂体沿水流方向呈条带状,剖面上呈顶平底凹的几何形态,嵌于分流间泥质沉积之中分流河道在平面上多呈树枝状,有的呈平行条带状,同一时间单元内主分流河道和多条次分流河道同时活动沉积,而且分支流废弃改道频繁,因此,在三维空间上,多个分流河道砂体呈“迷宫状”分布,即为多个小砂体的十分复杂的空间组合。沿水流方向,砂体呈条带状,连续性好,但在垂直水流方向上,砂体呈顶平底凹的透镜状,横向连续性差分流河道砂体是三角洲平原相的主要砂体类型河口沙坝的几何形态在平面上呈朵叶状或指状,取决于河流与湖水能量的相对大小在垂直湖岸的纵剖面上,河口沙坝呈不对称的透镜体,底平顶凸,向河口一端厚,粒度粗,为河口沙坝的主体在河口沙坝的横剖面上,河口沙坝呈较典型的透镜状,中央厚,两侧薄砂体受湖浪的筛选而分选较好,可出现多向倾斜的中型交错层理和平行层理;向湖心一端,砂层厚度和粒度均逐渐减小,多属粉砂或粉、细砂层与泥质层的薄互层,出现小型交错层理、波状层理、透镜状层理、脉状层理,示水深增加,能量减弱,生物扰动构造发育,此带即为河口沙坝的尾端,亦即远沙坝( 实际上,沙坝主体和尾端(远沙坝)是一个整体河口沙坝河口沙坝是三角洲最具特色的砂体,往往成为三角洲体系中最重要的储集层• 砂体孔隙度和渗透率呈下低上高的反韵律模式,最高孔渗段位于砂体顶部• 砂体底部可出现泥质夹层,其横向连续性较好,砂体上部很少见泥质夹层河口坝砂体辫状河三角洲在湖盆短轴方向 , 或盆地长轴方向斜坡较窄部位 , 岸上与水下的斜坡坡度较大 , 湖岸离山麓近 , 河流短 , 只发育到辫状河阶段就进入湖水 , 从而形成辫状河三角洲 , 因河流入湖前流程较短 , 故亦称为短河流三角洲 ( 吴崇筠 , 1992)在断陷湖泊中 , 辫状河三角洲发育很普遍 , 主要分布于短轴缓坡一侧 ( 或长轴方向窄斜坡 ) ;而在湖盆短轴陡侧 , 由于坡度较陡 , 离山很近 , 冲积扇直接入湖形成扇三角洲 , 但在扇三角洲不断前积过程中 , 斜坡增长 , 坡度变缓 , 会逐渐向辫状河三角洲转化辫状河三角洲具有类似于正常三角洲的三层(带)结构,但其沉积特征与正常三角洲有所差别辫状河三角洲的分流河道具辫状河的特征 , 即:• 河道沉积物宽/厚比大 , 呈宽平板状 , 砂体几何形态类型于辫状河• 碎屑较粗 , 砂 、 砾含量高 ( 正常三角洲以砂 、 粉砂为主 )• 河道砂体无典型的 “ 二元结构 ” , 即顶层亚相或溢岸沉积少• 河道不稳定 , 很易迁移 , 粗碎屑砂体在平面上往往成片分布辫状河三角洲前缘带水下河道发育由于辫状河水流强度相对较大 , 且碎屑物质丰富 , 推移质/悬浮质比值大 , 因此进入水体后 , 河道沉积相对较发育 , 而河口沙坝则处于次要地位 , 这与正常三角洲有较大的差别 。 近源的水下分流河道呈辫状 , 并可交叉合并 , 但远源的分流河道往往呈条带状3.扇三角洲扇三角洲发育的重要条件是海(湖)岸地形高差较大,岸上斜坡较陡,离物源近,碎屑物质供应充足扇三角洲一般位于山麓附近,且往往与湖盆边界断层相伴生在断陷湖盆中,它主要位于湖盆短轴陡坡一侧同期的辫状河三角洲往往分布于湖盆短轴缓坡一侧扇三角洲沉积模式图东濮凹陷白庙构造沙三 2- 1亚段扇三角洲相层序和相模式(据赵澄林等, 1992)• 扇三角洲平原相实际上为冲积扇 , 即陆上部分由碎屑流( 泥石流 ) 、 漫流 、 筛积舌状体和短暂的辫状河道沉积物互层组成• 辫状河三角洲主要由众多的辫状河道或辫状河平原相组成 ,一般不具碎屑流和筛状沉积• 正常三角洲平原则表现为低度起伏的 、 具曲流河特征的分流河道及河道间沼泽组成的镶嵌沉积 ( 砂体镶嵌于泥岩中 )。 实际上 , 扇三角洲 、 辫状河三角洲和正常三角洲是一个连续谱系的组成部分 , 其中扇三角洲和正常三角洲是三角洲谱系的二个端元• 扇三角洲前缘的河口沙坝发育很差甚至缺乏沙坝 。 这主要是由其河口动力学决定的 , 沉积物供应快速短促 , 分流河道不稳定 , 即使在暂时性的分流河道口形成了河口沙坝 , 也很易被后期的沉积作用 ( 包括强烈的冲积 ) 所破坏• 扇三角洲前缘通常富含水下重力流沉积 , 有的甚至以重力流沉积为主( 1981)在渤海湾盆地辽河西部凹陷的冷东-雷家地区 ( 西部凹陷中段陡坡 ) ,沙三段扇三角洲前缘以发育大套的颗粒流成因的块状砂砾岩夹牵引流成因的具板状交错层理砂砾岩为特征• 而辫状河三角洲和正常三角洲均具有限定性的河口坝 , 其中曲流河三角洲的河口沙坝更为发育 。 一般地 , 在这两类三角洲的前缘带不发育沉积物重力流沉积 。 当然 , 在前三角洲带可出现由于前缘滑塌产生的沉积物重力流沉积 ,但这可以通过相组合研究加以区分二、浅水滩、坝砂体• 湖盆微陷扩张期,湖泊面积大,湖底平坦,浅湖区面积大,滩坝最为发育• 在湖盆深陷期,水深坡陡,滩坝少,个体也小• 滩、坝发育的另一条件是,湖浪作用较强,且不受河流注入的影响湖泊滩、坝砂体主要见于湖泊边缘、湖中局部隆起或湖湾等处的缓坡滨一浅湖地区湖泊浅水滩、坝按组成物质划分,可分为砂质(包括砾)滩坝碳酸盐岩滩坝砂质滩坝的物质主要来自附近的三角洲等近岸较大砂体,并经湖浪和湖流搬运、淘洗然后沉积而成滩坝砂体的典型特征是• 砂岩成分成熟度高(明显高于其它类型的砂体,即石英含量高)• 结构成熟度亦高(含泥少、分选好,磨圆度高)• 粒级以中、细砂和粉砂最常见,也有少量砾石,并常合鲕粒、生物贝壳及碎片,重矿物含量高• 常见波状层理、波状交错层理、多向倾斜的交错层理(浪成交错层理)等砂体储层质量高,孔渗性好滩 、 坝砂体在湖盆中不占主要地位 , 但由于砂体邻近生油区 ,往往处于生烃源岩包围之中 , 且孔隙度和渗透率往往较高 ,因此 , 可成为良好的油气储层滩坝砂体油藏不仅高产 , 而且注水采收率在湖盆砂岩储层中属最高之列滩砂 坝砂2.碳酸盐滩、礁碳酸盐沉积主要受物源区岩性、气候和入湖河流、湖泊水动力条件的制约,多出现在气候温暖潮湿(化学风化作用强),物源区岩石为碳酸盐岩,又无携带大量陆源碎屑砂泥的河流注入的比较安静的湖湾地区,如松辽盆地西北角的泰康湖湾、渤海湾盆地黄典拗陷南半部湖湾、冀中拗陷中部湖湾、辽河西部凹陷的北部湖湾等处湖湾内由碳酸盐岩母岩区溶解输人的钙、镁、碳酸根离子等富集,陆源泥砂少,湖水清,在湖水温度较高时,容易产生碳酸盐沉积东营凹陷平方王礁石灰岩相带分布图吴崇筠, 1992水下隆起处或岸边,由于波浪作用较强容易形成碳酸盐滩坝,如颗粒滩坝、砂屑滩坝,其分布位置与砂质滩坝有相似之处,亦可成为良好的油气储集体。在水下洼地的低能处,则以灰泥沉积为主三、深水浊积砂体吴崇筠( 1992)根据砂体分布位置将浊积砂体分为六类,即近岸浊积扇砂体带供给水道的远岸浊积扇砂体近岸浅水砂体前方浊积砂体断槽浊积砂体水下局部隆起浊积砂体中央湖底平原的浊积砂体赵澄林( 1992)根据砂体形状将浊积砂体分为二大类,即湖底扇沉积体系轴向重力流水道沉积体系在我国中、新生代陆相湖泊中,浊积砂体十分发育,类型众多,为十分重要的油气储集层碎屑流、颗粒流、液化流和浊流陡坡近岸洪水浊积扇缓坡远岸洪水浊积扇轴向重力流水道砂体成因模式图赵澄林, 1992• 轴向重力流水道不仅可以沿斜坡断槽分布,也可以分布于深湖断槽• 浊流供应既可来自短轴方向,又可来自长轴方向济阳坳陷滨县凸起南坡近岸水下扇深水浊积砂体的形成机制主要有两种:• 洪水成因重力流,即岸上洪水通过供给水道进入湖盆深水环境形成浊积扇• 滑塌成因重力流,即近岸浅水砂体(如各种三角洲砂体)经滑塌再搬运而在深水处形成浊积扇浅水砂体滑塌的原因较多,可以是地震作用使砂体不稳定从而导致滑塌,也可以是风暴作用(主要是风暴回流)导致砂体滑塌,还可以是浅水砂体自身堆积过甚而不稳定从而发生滑塌重力流在搬运过程中受到断层或其它水下高地阻挡可以拐弯搬运,从而形成轴向重力流水道浊积砂体湖盆中的浊积砂体,以断陷湖盆最大深陷扩张期最为发育,如:渤海湾盆地渐新世沙河街组三段沉积。湖水深度大,深湖区面积大,湖岸坡度大,从岸边缘到湖心都有浊积砂体发育,构成湖盆砂体中极重要的一类湖盆发育的其它时期只要有深湖区存在,也会有小的浊积砂体,但无较大的近岸浊积扇坳陷湖盆深陷扩张期,深湖区范围很大,虽然水深不及断陷湖盆深陷期深,但亦发育浊积砂体从深水浊积砂体大小、储油物性和勘探难易程度来看,以近岸浊积扇和远岸浊积扇砂体最好。随着勘探技术的进步和沉积学理论的发展和完善,将大大提高识别浊积砂体的能力,并且能够准确圈定个体小但成群出现的透镜状砂体。深水浊积砂体是寻找深部油藏和隐蔽(非构造)油藏的重要对象,亦是老油区挖潜的重要领域之一我国中一新生代陆相含油气盆地主要储层主要发育在冲积扇-扇三角洲冲积扇-辫状河-辫状河三角洲冲积扇-辫状河-曲流河-常态三角洲三角洲(或扇三角洲)-湖底扇(或浊积沟道)滨浅湖滩坝和湖棚区的湖棚砂等沉积体系中的骨架砂体中• 确定油气藏形成的时间 , 不仅对研究油气藏的形成及油气分布 , 有重要的理论意义 , 而且对指导油气田的勘探 , 有重要的实践意义 。• 如果在一个地区 , 能确定油气藏是在某一个地质时代形成的 , 则在该时期以前形成的圈闭就对油气聚集有利;反之 , 在此以后形成的圈闭就对油气聚集不利 。• 确定油气藏形成时间 , 首先必须根据各地区的具体地质条件 , 特别是地质发展历史 , 以及控制油气生成 、运移 、 聚集的地质 、 物理 、 化学条件 。第 3节 油气藏形成时间的确定确定油藏形成时间,常采用下列几种方法:一、根据圈闭形成时间确定油气藏形成时间二、根据生油岩主要排油期确定油气减的形成时间三、根据饱和压力确定油气藏的形成时间• 油气藏的形成是油气在圈闭中聚集的结果 , 只有形成了圈闭 , 油气才能聚集;• 换言之 , 油气藏形成时间 , 绝不会早于圈闭的形成时间;所以 , 可以根据圈闭形成的时间确定油气藏形成的最早时间 。• 一个圈闭的形成 , 可以是在储集层形成以后不久 , 也可能是在储集层形成以后很久;它可以是在某一个地壳运动幕形成的 , 也可能是在漫长的地质历史期间断断续续形成;并且一个圈闭也可能经过多次改造 。一、根据圈闭形成时间确定油气藏形成时间1~ 7.圈闭的编号a~ e:地层时代序号圈闭形成的相对时间A. I. a) , 其下伏砂岩的上倾尖灭形成了圈闭 1, 是最早形成的圈闭;圈闭 2是在断层发生后 , 即在 ( b) 时形成的;后来由于风化 、 剥蚀作用 , 造成次生孔隙带;在不整合面以上的泥岩沉积时 , 即在 ( C) 时形成圈闭 3,( d) 时在一个被泥岩覆盖的透镜状砂岩体或砂洲中形成圈闭 4,圈闭 5、 6、 7都是在 ( e) 层沉积后 , 经过褶皱形成的 。这样 , 就查明了上列圈闭形成的时间顺序 。欲知它们形成的绝对时间 , 则需根据古构造 、岩相古地理和绝对年龄的测定等方面的综合研究结果 , 才能确定 。圈闭的形成和油气聚集在时间上的关系( a) 表示在储集层产生之后 , 原生地层圈闭 ( 如透镜状砂层 、 海岸砂洲 、 河床砂层等等 ) 就可形成 , 油气可以开始聚集 。( b) 表示储集层沉积后 , 经过多次地壳运动 , 圈闭是断断续续地 、 逐渐形成和发展的 。 随着圈闭容积的不断扩大 , 油气聚集数量愈来愈多 。因此 , 可以根据油气现在聚集的数量 ( 油气藏高度或体积 ) , 与不同地质历史时期圈闭的闭合高度或容积相比较 , 就可确定油气聚集结束的最早时间 。 例如 , 假设现在油藏高度为 50米 , 圈闭的闭合高度在 5米 , 0米 , 00米;则可认为油气聚集最早可能是在 (C) 储集层沉积后 , 经过一次褶皱形成圈闭 , 只有圈闭形成以后;油气才可能聚集 。A. I . 白部分一储集层沉积后到形成圈闭以前的时间间隔。黑色宽度一从储集层沉积后,任何时间内形成圈闭的百分率• 油气藏的形成是油气生成 、 运移 、 聚集的结果 , 没有油气生成 , 并从生油层中排到储集 、 层中 , 就不可能有油气藏的形成 。• 生油岩中油气生成并排出的主要时期 , 则是油气藏形成时间的上限 。• 生油岩在不同的地质条件下 , 达到主要生油期的时间可能有很大差别 。 在沉降幅度大 、 地温梯度高的地区 , 有机质达到主要生油期的时间可能只要 1~ 3千万年 。 如美国西部洛杉矾盆地的上第三系生油岩 , 以及我国渤海湾含油气盆地下第三系生油岩 。 但是 , 在沉降幅度小 、 地温梯度小的地区 , 一般需要 5000万一 1亿年 , 有的甚至需要经过 3—4亿年以上 。 例如北非的哈西一迈萨乌德油田的了志留统生油岩 , 从志留纪到石炭究它的埋藏深度一直很浅 , 保持在 1000米左右 。至二叠纪由于盆地上升 , 埋藏变得更浅 , 始终不具备生油条件 。 直到中生代以后 , 盆地才开始发生强烈沉降 . 到白垩纪末期埋藏深度达 3700米 。二、根据生油岩主要排油期确定油气藏的形成时间在最初的 300百万年期间 ( 大约在白垩纪以前 ) , 只生成很少的石油;只是在白垩纪开始 ,才达到主要生油期 , 此时排出的油聚集在被三叠系膏盐层所封闭的不整合面下的剥蚀构造中 , 形成了储量丰富的哈西一迈萨乌德油田 。哈西一迈萨乌德油田地区志留系生油岩埋藏历史和烃类生成随地质时代的变化 B. P· 以及很多油藏都被气体饱和或接近饱和 , 所以在油气运移和聚集过程中 ,天然气是呈溶解状态饱含在石油中的 。 饱和天然气的石油沿储集层运移过程中 , 遇到适宜的圈闭条件 。 便可聚集起来而形成油气藏 。 这时油藏的地层压力与饱和压力相等;因此 , 与饱和压力相当的地层埋藏深度 , 其对应的地质时代 , 即为该油藏的形成时间 。三、根据饱和压力确定油气藏的形成时间从油藏顶面上推 2000米恰到 则可认为 层开始沉积时形成的 。由于圈闭的形成只意味着油气聚集可能开始的最早时间;而油藏的饱和压力至少可代表圈闭中油气聚集过程的时间 。因此 , 饱和压力法比圈闭形成时间计算的结果更接近于油藏形成的真正时间 。 计算油藏形成时间示意图某地 00大气压,按静水压力近似计算,其相当的地层埋深度 H(设水的比重为 1):但是 , 今天发现的油气藏是经过了许多发展变化的 。 很多因素会使油气藏内部的压力 、 温度 、 及流体相态发生变化 , 造成计算结果出现较大误差 。 因此 , 在应用此方法时 , 还必须结合实际情况进行具体分析 。此外 , 尚可根据天然气所含氦 、 氩比值 , 及地层区域倾斜发生时间等因素去考虑油气聚集的时间 。总之 , 油气藏形成时间的确定方法尚处在探索过程中 , 在具体应用时 , 必须综合利用各种方法进行计算 , 互相校核 , 才可能得出比较正确的结论 。我国油藏分布的基本特征从世界大油气田形成的地质条件分析 , 板块构造规模大又稳定沉降 , 大型盆地发育 , 往往形成大型或特大型油气田 , 如北美板块和欧洲板块的古生界海相油气区;或者位于特提斯构造域中生代海相地层发育的前陆盆地 , 如中东的波斯湾油气区 。 然而 , 中国大陆的塔里木 、 中朝和扬子三个古板块面积之和 , 仅有北美板块的三分之一 。在中国境内形成各类大小盆地 485个 , 拥有沉积岩面积670× 104 其中面积大于 10× 1042个 ,面积 ( 1~ 10) × 1040个 。 这 62个盆地只占盆地总数的 12. 8% , 但却拥有全国石油资源量的 97% , 其中 9个主要盆地拥有天然气总资源量的 80% 。 可见中国的油气资源主要集中在少数大 、 中型盆地之中 。 而属于巨型油田的大庆油田 ,是在面积为 26× 104 目前在中国广大地区 , 尚未找到第二个巨型油田 。一、大型盆地少、小型盆地多中朝 、 扬子 、 塔里木三个古板块原始沉积范围虽然比较大 ,但后来受中生代构造运动的影响 , 破坏了原型盆地稳定大陆边缘有利的油气生储条件 , 肢解了盆地的范围 。例如 , 古大华北盆地 , 仅保留了鄂尔多斯古生代盆地 , 现今的华北盆地虽仍有古生界保留 , 但已被基底断裂切割成碎块 , 对油气藏的保存不利;上扬子盆地在古生代跨川 、 滇 、 黔 、 鄂等省 , 印支运动后因云贵高原隆升 , 缩小成四川盆地 。 盆地范围的缩小 、 断层的切割 、 大片古生代地层的暴露 , 自然都不利于大油气田的形成和保存;塔里木盆地是中国规模最大的盆地 ( 56× 104, 古生代地层发育 , 具有良好的生 、 储条件 , 也有过油藏形成过程 , 理应有大油气田分布 , 但在古生代发生的加里东和早海西运动 , 使油气部分散失 , 以致目前虽发现了一些大 、中型油气田 , 但还没有发现特大型油气田 。二、我国古生界海相油田的生烃、保存条件不好发育在塔里木 、 华北 、 扬子三个古板块晚古生代海相地层的原型盆地 , 经过中 、 新生代构造运动的强烈改造后 , 只有塔里木 、 鄂尔多斯和四川三个盆地仍保留有良好油气成藏条件的海相地层 。中 、 新生代发育很厚的陆相沉积 , 不仅在中国广泛分布 , 而且又上叠在三个克拉通盆地之上 , 因而造成中国陆相地层比海相地层发育 。 三个克拉通盆地中的海相地层 , 也因上覆巨厚的陆相地层而深埋 , 使有机质向过成熟演化 。 在这样的成藏背景条件下 , 中国油气资源在时代分布上的特征 , 表现为中 、 新生代陆相地层以石油为主 , 约 760× 108t, 占总资源量的 80% 以上;古生代海相地层以天然气为主 ( 若不考虑第三纪油田伴生气 ) , 约 18× 1012占总资源量的 47% 。三、中国油气资源在时代上分布中国油气资源且在时代上分布特点世界上许多含油气盆地发育的烃源岩 , 有海相 、 陆相和煤系烃源岩 , 但多以某一种烃源岩占主导地位 。 例如美国中部大陆以古生界海相烃源岩为主 , 西欧北海盆地以煤系烃源岩为主 , 对其成烃规模较易认识 。而中国含油气盆地类型和沉积建造演化甚为复杂 , 有大型的古生界海相原型盆地 , 也有上覆的中生界分割的陆相裂谷盆地;形成的沉积建造 , 从海相一海陆交互相一陆相均较发育 ,因而形成多种类型成烃环境 , 故认识盆地成烃规律相对比较困难 。四、烃源岩类型多样,但以中、新生界陆相烃源岩为主中国陆相盆地从晚二叠世开始即在西北的塔里木和准噶尔盆地中发育 , 其后的中 、 新生代中国许多盆地都转为陆相盆地 。煤系建造在中国也比较发育 , 从晚古生代海陆交互相沉积建造到中 、 新生代的陆相沉积建造 , 在中国许多盆地均有煤系分布 。70年代虽知国外煤系地层可形成煤成气田 , 但我们经过 20多年的研究和勘探 , 才证实了煤系建造形成的烃源岩可以生成工业油气 , 如鄂尔多斯盆地石炭系和奥陶系的大气田 、 准噶尔和吐哈盆地在佛罗系的大油田 。 而在国外 , 只是在近 20多年来才注意研究陆相生油理论 。 西方石油公司将某些陆相大油田的发现 ,归功于借鉴了大庆油田的经验 。油气藏是油气聚集的一个基本单元 , 赋存于单一的圈闭中 。 含油气圈闭必须具备良好的储集空间 , 上覆不渗透盖层和侧向的不渗透层 , 组成统一的热力 、 压力系统和油 ( 气 ) 水界面 。 圈闭类型越多 , 表明控制的地质因素越复杂 , 勘探的难度越大 。由于中国板块构造演变的复杂性 、 沉积建造的多样性 , 中 、 新生代陆相地层的多变性和后期改造的强烈性 , 在中国 960× 104 虽有 527 × 10424个盆地中 , 但大于 10 × 1045个 , 有 81% 的盆地面积小于 1 × 104在东部这些中 、 新生代小盆地中 , 又被基底断层切割成无数的凸起和凹陷 , 有的凹陷面积不到 各自形成一个含油气系统和多种类型的圈闭 。五、发育有多种类型、丰富多彩的含油气圈闭和油气聚集带按圈闭形成的地质因素为分类标准 , 以圈闭的形态 、 遮挡条件和储集岩类型作为划分亚类和细分类的依据 , 一般将中国油气藏划为 6大类型 , 即背斜油气藏类型 , 断层油气藏类型 , 岩性油气藏类型 , 地层油气藏类型 , 混合油气藏类型 , 水动力油气藏类型 。总的看来 , 中国石油 /天然气形成的地质构造背景特殊 , 组成地壳结构的块体小而破碎 , 历经三次大的板块构造演变事件 , 形成多种类型的沉积盆地和沉积建造 , 再经过中 、 新生代构造运动的强烈改造 , 在地质构造和油气地质条件上形成鲜明的特殊性 , 与世界其它含油气大地构造单元比较 , 有较大的差异性 。因而在石油地质上造就了独具中国特色的地质背景 , 主要表现为:小型盆地多而大型盆地少;多种烃源岩发育 , 但以陆相烃源岩为主;储集层种类复杂 , 非常规储集层占有相当比重;油气藏圈闭类型多 , 油气聚集带的发育多种多样;中 。 新生代的地壳运动强烈 , 既形成了有利于油气富集的裂谷盆地 , 也改造甚至破坏了许多盆地或地区的成藏条件 。 在这样特殊的地质背景和成藏条件影响下 , 导致中国含油气盆地中 、 小型多 , 大型少;中 、 小型油气田数目多 , 大 、 特大型油气田较少;中国油气资源量大 , 但目前发现的地质储量相对较少 。 与国外易于勘探的大型一特大型油气区相比 , 中国的油气成藏条件不是 “ 得天独厚 ” , 而是某种程度的 “ 先天不足 ” , 它给中国的石油地质工作者设置了一条艰难 、 曲折 、 开拓前进的道路 。鄂尔多斯油气区2一城壕;3华他 6樊家川 9一下寺湾; 10一安塞; 11一靖安;13一油房庄 Z 15一万方 17一大水坑;18一摆宴井; 19一马家滩; 20一李庄子; 21一子长; 22一青化既 24一永坪;25一甘谷驿; 26一延长; 27一南泥湾盆地油气分布具有 “ 满盆生气 , 半盆生油 ” 、 “ 南油北气 ,上油下气 ” 的特点 。二、油气地质特征盆地大体上经历了早古生代陆表海阶段 , 晚古生代滨海平原阶段 , 中生代内陆湖盆阶段和新生代边缘断陷阶段 。(一)盆地演化与沉积地层1. 下古生界烃源岩下古生界烃源岩主要是奥陶系的海相碳酸盐岩 。原始有机质主要属 1型 。 盆地下古生界有机质成熟度均很高 , 是盆地内下古生界只有气没有油的原因 。下古生界主力烃源岩下奥陶统马家沟组 , 在西部成熟于二叠纪与三叠纪之间;南部成熟于中三叠世;盆地中东部成熟于晚三叠世 。(二)海、陆相三套烃源岩2. 上古生界烃源岩上古生界烃源岩主要是海陆交互相石炭系及下二叠统山西组 , 岩性为暗色泥岩 。 煤及薄层石灰岩 , 煤岩有机质丰度大于泥岩 10多倍 。3. 中生界烃源岩中生代时期 , 湖盆是在大型台块向南倾斜的基底上产生发展起来的 , 这种地质背景 , 决定了这个湖泊具有南深北浅的广阔水域 , 宽平的基底和统一的沉积条件 。( 三 ) 两大类低渗透储集层储集层有四大套:中生界下侏罗统延安组砂岩储集层 , 上三叠统延长组砂岩储集层 , 上古生界砂岩储集层 , 下古生界碳酸盐岩储集层 。(四)油气聚集的控制因素及油藏类型鄂尔多斯盆地区域构造单元划分生油拗陷与古河道配套是形成古地貌油田的宏观背景 。 印支运动未盆地抬升 , 在生油拗陷范围内 , 剥蚀成一条近东西向侵蚀河谷 , 在此基础上形成早佛罗世古河流系统 , 控制着油气的分布 。1.中、下侏罗统古地貌油田控制因素马岭油田中、
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