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西大石油地质总结

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
资源描述:
1一、 石油地质有关概念:(1) 石油:由各种不同结构的碳氢化合物与少量杂质组成的液态可燃矿物,颜色主要为褐色、暗绿色或黑色。(2) 天然气:广义的天然气是指自然界一切天然生成的气体,通常为各种气体化合物或气态元素的混合物,其成因复杂,产状多样。狭义的天然气指与油田和气田有关的可燃气体,成分以气态烃为主,多与生物成因有关。(3) 油田水:广义的油田水是指油田内的地下水,包括油层水和非油层水。狭义的油田水是指油田范围内直接与油层连通的地下水,即油层水。(4) 圈闭:适合于油气聚集、形成油气藏的场所,成为圈闭。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。(5) 生油岩:按照有机成因学说,大量的微体生物遗骸与泥砂或碳酸质沉淀物埋藏在地下,经过长时期的物理化学作用,形成富含有机质的岩石,其中的生物遗骸转化为石油。这种岩石称为生油岩。(6) 干酪根:沉积岩中不溶于非氧化性的酸、碱和非极性有机溶剂的分散有机质。(7) 储集层:是指能够储存和渗滤油气的岩层,它必须具有储存空间(孔隙性)和储存空间一定的连通性(渗透性)。(8) 油气藏: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。(9) 盖层:覆盖在储集层之上能够封隔储集层,并阻止油气向上运动的细粒、致密岩层。(10) 隔层:夹在两个相邻储集层之间阻隔二者串通的不渗透岩层。(11) 孔隙度:岩石中孔隙的体积与岩石总体积之比。(12) 绝对孔隙度:岩石中全部孔隙的体积与岩石总体积之比。(13) 有效孔隙度:14) 含油饱和度:在油层中,原油所占的孔隙的体积与岩石总孔隙体积之比。(15) 渗透率:在一定压差下,岩石允许液体通过的能力称渗透性,渗透性的大小用渗透率表示。(16) 绝对渗透率:岩石孔隙中只有一种流体(单相)存在,而且这种流体不与岩石起任何物理化学反映,这种条件下反映的渗透率成为绝对渗透率。(17) 有效渗透率:在多相流体存在时,岩石对某一相流体的渗透率。(18) 相对渗透率:有效渗透率与绝对渗透率的比值。(19) 生油门限:生油岩在地质历史中随着埋藏在地下的深度加大,受到的压力和温度增加,其中的有机质逐步转变成油或气。当生油岩的埋藏到达大量生成石油的深度(也是与深度相应温度)时,叫进入生油门限。(20) 油气田:受单一局部构造单位所控制的同一面积内的油藏、气藏、油气藏的总和。(21) 油气聚集带:是油气聚集条件相似的、位置邻近的一系列油气藏或油气田的总和。它具有明确的地质边界。(22) 含油气盆地:凡是地壳上具有统一的地质发展历史,发育着良好的生、储、盖组合及圈闭条件,并以发现油气田的沉积盆地。(23) 含油气系统:在任一含油气盆地内,与一个或一系列烃源岩生成的油气相关,在地质历史时期中经历了相似的演化史,包含油气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——化学动态系统。二、 简述天然气的成因类型及特征?答:天然气据来源可分为无机成因气和有机成因气。无机成因气分为宇宙气、幔源气、岩浆岩气、变质岩气和无机盐类分解气。有机成因气依据有机质的类型划分为腐泥型和腐殖型,按照热演化阶段分生物化学气、热解气和裂解气。通常把腐泥型有机质的热解气和裂解气成为油型气,把腐殖型有机质的热解气和裂解气成为煤型气。(1) 生物化学气形成特征在低温(小于 75原条件下,厌氧细菌对沉积有机质进行生物化学降解所形成的富集甲烷的气体成为生物化学气。分类:腐泥型生物化学气、腐殖型生物化学气。形成条件:①拥有丰富的原始有机质,特别是腐殖型和混合型有机质;②严格的缺游离氧、缺硫酸盐环境;③地温低于 75烷菌才能大量繁殖,且随温度升高甲烷产率增多;④合适甲烷菌繁殖的 成特征:组成成分主要是甲烷,高达 98%以上,重烃气含量小于 2%,干燥系数(C 1/在数百以上,属于干气,甲烷以富集轻的碳同位素 12C 为特征。(2) 油型气形成特点油型气指腐泥型干酪根进入成熟阶段以后形成的天然气,包括伴随生油过程形成的湿气,以及高成熟和过成熟阶段由干酪根和液态烃裂解形成的凝析油伴生气和裂解干气。2分类:石油伴生气、凝析油伴生气、裂解干气。形成过程:一是干酪根热解直接生成气态烃;另一为干酪根热解形成石油,在地温继续增加的条件下,石油裂解为气态烃。随着热演化程度的增高,干酪根降解为石油,所形成的油型气的演化方向是石油伴生气→凝析油伴生气→裂解干气。组成特征:在干酪根不同热演化阶段的产物,其化学成分不同。石油伴生气和凝析油伴生气的共同特点是重烃气含量高,一般超过 5%,一般可达20%~50%,过成熟的裂解干气,以甲烷为主,重烃气极少,小于 1%~2%。(3) 煤型气形成特点凡煤系有机质(包括煤层和煤系地层中的分散有机质)热演化形成的天然气,都成为煤型气。分类:煤型热解湿气、煤型裂解干气形成过程—在热演化过程中以产气态烃为主。演化分四个阶段:泥炭——褐煤早期阶段,相当于生物化学生气阶段;褐煤中期——常焰煤阶段,主要形成 少量重烃,为成岩和热解作用形成;气煤——瘦煤阶段,主要形成煤型湿气和煤型油,有时重烃气含量超过甲烷;贫煤——无烟煤阶段,形成以甲烷为主的煤型干气。组成特征:煤型气中含有一定量的非烃成分,但含量小于 20%;煤型气的重烃含量也很少超过20%,主要为甲烷。无机成因气:指不涉及有机物质反应的一切作用和过程所形成的气体。包括地球深部的岩浆活动、变质作用、无机矿物分解、放射作用等。无机成因气的分布常与深大断裂活动有关,特别是古老地层更有可能分布。往往含有较多的非烃气体,包括 2、惰性气体。三、 简述碎屑岩储集层的孔隙类型及其影响特征?答:碎屑岩储集层主要包括各种砂岩、砂砾岩、砾岩、粉砂岩等碎屑沉积岩,主要由成分复杂的矿物碎屑、岩石碎屑和一定数量的胶结物所组成。碎屑岩的孔隙按照成因可划分为原生孔隙和次生孔隙:1、原生孔隙:是与岩石本身同时生成的孔隙,它们形成后没有遭受后期的改造作用,可进一步划分为:(1)粒间孔隙:由于正常压实及胶结作用,孔隙空间减少,但骨架颗粒之间未受到明显的溶解作用的孔隙。(2)基质内微孔隙:发育于粘土矿物基质、碳酸盐灰泥基质以及两者混合的基质中的为空袭,孔径一般小于 3)矿物解理缝:存在于解理发育的矿物中,如长石、方解石。(4)纹理及层理缝:发育于砂岩、粉砂岩中,常使岩石渗透率具有方向性。2、次生孔隙:岩石形成以后,由次生作用形成的孔隙,主要指淋滤作用、溶解作用、交代作用、重结晶作用等成岩作用所形成的孔隙和孔洞以及各种构造作用形成的裂隙。(1)溶蚀孔隙:主要由原生粒间胶结物、交代物或杂基溶解而形成的孔隙。(2)特大孔隙:由骨架颗粒及其胶结物一起被溶解形成的超过颗粒直径的大孔隙。(3)铸模孔隙:原先为颗粒、生物碎屑或交代物,后被溶解而留下的保持原来形态特征的孔隙。(4)组分内孔隙:包括颗粒内、基质内、胶结物内,以及交代物内部分溶解作用形成的孔隙。(5)裂隙孔隙:包括由成岩收缩作用形成的收缩裂隙和由构造作用形成的构造裂隙。影响碎屑岩储集层孔隙类型的因素主要包括沉积作用和成岩作用两部分。1、 沉积作用对储集层物性的影响:(1) 碎屑颗粒的矿物成分:主要表现在两方面,其一,矿物颗粒的耐风化性,即性质坚硬程度和遇水溶解及膨胀程度。其二,矿物颗粒与流体的吸附力大小,即亲油性和亲水性。此外,石英和长石的含量对储集性能的影响显著,一般石英砂岩比长石砂岩的储油物性好。(2) 碎屑颗粒的粒度和分选程度:储层颗粒大小越均匀,分选程度越好,储层物性越好。(3) 碎屑颗粒的排列方式和磨圆度:颗粒的排列方式主要受沉积条件和上覆地层压力的大小的影响,磨圆度主要与颗粒的搬运距离和水动力大小有关。一般颗粒磨圆度越好,排列方式越接近于立方体排列,其物性越好。颗粒磨圆度对储层物性的影响,与排列方式密切联系。2、 成岩作用对储集层物性的影响(1) 压实作用:使沉积物颗粒重新排列,孔隙度降低,体积收缩。但个别强压实地区也会产生颗粒的刚性破裂形成破裂缝,物性变好。(2) 欠压实作用:沉积物颗粒接触不紧密,甚至呈支架接触,物性变好。(3) 溶解作用:砂岩中的非硅酸盐组分(碳酸盐)在酸性流体的作用下发生溶蚀,可形成较大的孔隙,是此生孔隙的主要形成形式。溶蚀作用越强,储层物性越好。3(4) 胶结作用:胶结物的成分、含量、胶结类型对储层物性有影响。泥质胶结的砂岩疏松,渗透性好,钙质、硅质、铁质胶结的砂岩物性较差;胶结物含量高,孔隙连通变差,储层性质变坏;胶结类型按基底式、孔隙式、接触式的顺序,物性一次变好,另外还有杂乱式胶结。四、 简述石油和天然气疏导体系的层次及分析方法?输导体系是油气成藏机理研究的基础和难点”,指示着油气在地下的运移方向,决定含油气盆地内何处才能成为油气藏及其成藏类型。将其分为: 渗透性储层输导体系和后生作用形成的运移通道 。碎屑岩输导层系:输导层主要指侧向延伸性好,以孔隙为主要容纳空间的连通砂体。油气在输导层内的运移路线和方向主要取决于油气本身所受的动力及输导层的物理性质碳酸盐岩输导层系:碳酸盐岩层系油气输导体系为孔- 缝 - 洞三重运载介质,其后期改造强烈,流体流动排驱复杂,并具强烈的水- 岩作用以及次生溶孔发育。我国的海相沉积盆地多经历过多期的构造抬升与沉降。在多期构造叠加过程中,碳酸盐岩层系中的不同输导体的配置关系、组合形式及关键输导体孔- 洞- 缝三重介质的三维几何形态、输导性能等影响油气运移的指数将会发生变化。不整合输导体系:不整合由于其本身有着良好的渗透性和区域性可以作为油气运移的优势通道。不整合面可以作为油气运移的“双重通道”,底砾岩颗粒粗,孔渗性较好,是油气运移的良好通道;不整合面之下的风化淋滤带,受风化改造,孔渗性也相对较好,也可以作为油气运移的通道断层输导体系: 断层作为成藏体系中输导单元的观点已被广泛接受, 。但由于其性质的复杂性,造成了其流体输导行为的多变性。裂缝输导体系: 裂缝从成因上分为构造裂缝和非构造(成岩) 裂缝, 非构造裂缝分为 8 种类型,并指出非构造裂缝的存在很好地改善了岩层的储渗性,尤其是与构造裂缝相互连通时,为油气运移提供了条件,是油气重要的运移通道[缝合线输导体系:在缝合线研究方面 ,仍然围绕其渗透性特征在深入探讨。由于缝合线是在压实与压溶共同作用下的产物,其孔隙度比之周围的基质要高;当压溶面遭受高流体压力或剪切作用时,它们可以促使烃类发生平面上的流动。同时,缝合线周围多伴生有构造裂缝、淋滤孔隙等,这些对于储层渗透性能的改造都是很有利的。因此,当有烃类在其附近生成时,缝合线将是油气运移的很好的通道。层次及分析方法:(1)流体疏导体系是油气从生成区到储集体的桥梁,是油气运移的轨迹。油气疏导体系是含油气系统中所有运移通道(疏导层,断层,裂缝,不整合面等)及其相关围岩的总和。流体疏导体系分为三个层次:层气生成后在过剩压差作用下,排向相邻的多孔渗透性岩层(如砂层),横向上连通的渗透性岩层是油气运移的首先通道,盖层良好,油气将沿着疏导层的上倾方向运移。面层:不整合面本身有着良好的渗透性,而且有区域性,能把不同时代,不同岩性的地层连接起来。多数不整合面具有较好的横向连通性,油气可沿不整合面作长距离侧向运移,最后聚集于油气圈闭。断层在油气运移中起到封闭和通道双重作用,当断层开启时,就成为油气的垂向运移通道。流体疏导网络由三类介质构成:一,有一定孔渗条件的岩体;二,具有渗透能力的断裂或裂隙体系;三,可作为流体运移的通道的不整合面。输导层与面的三维几何体构成了流体输导网络。(2)分析方法:断层的封闭和不整合面的工业制图是流体输导体系的研究重点。研究方法主要是编制图件:1,烃源岩顶部的古构造形态图;2,输导层的岩相划分,岩性划分,成岩岩相划分图;3,应力场与断裂组合的关系;4,与断层相连接的不整合面的形态。五、 简述油气藏形成的基本地质条件?答:油气藏的形成和分布是生、储、盖、运、圈、保多种地质要素综合作用的结果。(1) 生油气源岩:烃源岩的分析要与盆地的沉降埋藏史、热史和古气候分析结合。首先,盆地的持续沉降式沉积物冲填的前提,盆地只有持续下降,才能保持相对稳定的还原环境,形成巨厚的沉积物,有利于烃源岩的形成和向油气转化;其次,盆地热史决定了烃源岩的成熟程度,高地温场有利于源岩有机质的成熟,但成熟度是温度和时间共同作用的结果;最后,古气候对沉积盆地中水体介质条件和有机质丰度有重要影响,一般在潮湿——半潮湿气候下,生物十分繁盛,大气降水充沛,海盆水体稳定,有利于烃源岩形成。(2) 储集层:要形成油气藏必须要有良好的储集层。储集层的发育与盆地沉积体系和沉积相有密切关系,而后者又与盆地的古地形及古气候有关。评价储层潜力的参数主要是孔隙度和渗透率,孔隙度的大小,决定了储层能够储集油气的数量,渗透率的高低,决4定了油气在其中的运移效率和油气的最终产能。储集层主要有碎屑岩和碳酸岩两大类,其储集性能各不相同。(3) 盖层:盖层的好坏直接影响油气的聚集和保存条件。常见的盖层类型有页岩、泥岩、盐岩和石膏等,其中页岩、泥岩盖层常与碎屑岩储集层伴生,出现于沉积盆地的湖进层序中;蒸发岩盖层常常与碳酸盐岩共存,形成于海退层序中。盖层的形成与盆地的埋藏史和沉积体的成岩后生作用有关,要区分和确定直接盖层和区域盖层,区域盖层决定了油气运移的分布范围。(4) 油气运移:油气运移是确定油气聚集和分布的主要依据,其包括初次运移和二次运移。油气运移分析应与油源对比相结合,查明油气源岩与已聚集油气之间的相互联系,是确定油气成藏的重要依据。成藏系统中,最后一次构造运动对油气的分布和保存,具有决定性作用。此外,盆地类型及其构造样式,对油气的运移和分布具有控制作用。(5) 圈闭:圈闭是油气聚集的场所,圈闭的大小、规模决定着油气的富集程度,从而决定着盆地的勘探远景。圈闭的类型很多,构造圈闭,特别是背斜构造圈闭,常常是最有利的圈闭,然而在特定的盆地构造运动史、古地理变迁及沉积成岩作用下,地层圈闭和岩性圈闭也可形成大型油气田。(6) 油气保存条件:油气保存条件指已经形成的油气藏,在漫长的地质历史时期中,圈闭条件是否改变,以及圈闭中的油气聚集是否遭到破坏等。六、 简述油气藏(圈闭)的类型及特征?答:油气藏分类强调科学性和实用性两项原则,据此将油气藏分为构造、地层、岩性、水动力、复合五大类,并进一步细分亚类。(一) 构造油气藏:由于地壳运动使地层发生变形或变位而形成的圈闭,成为构造圈闭,在构造圈闭中的油气聚集,称为构造油气藏。(1) 背斜油气藏:在构造运动作用下,地层发生弯曲变形,形成向周围倾伏的背斜,称为背斜圈闭。其形成主要是储集层顶面拱起,上方被非渗透性盖层所封闭,而底面和下倾方向被高油气势面和非渗透岩层联合封闭形成的闭合地油气势区。类型包括:A. 挤压背斜油气藏:指由侧压应力挤压为主的褶皱作用而形成的背斜圈闭中的油气聚集。特点:常见于褶皱区,两翼地层倾角陡,常呈不对称状,闭合高度较大,闭合面积较小,常伴生有断裂。B. 基底升降背斜油气藏:由于基底的差异沉降作用而形成的平缓、巨大的背斜圈闭中的油气聚集。特点:两翼地层倾角平缓,闭合高度较小,闭合面积较大。C. 底辟拱升背斜油气藏:指塑性地层在上覆不均衡重力负荷或侧向水平压力作用下,塑性层蠕动抬升,使上覆地层变形形成底辟拱升背斜圈闭。特点:轴部发育堑式或放射状断裂系统,顶部陷落,断层将其复杂化。D. 披覆背斜油气藏:沉积物堆积在各种地形突起上,形成上覆沉积物薄,周围厚的特征,受到差异压实作用后地形突起(潜山)的上覆地层便呈隆起形态,形成披覆背斜圈闭。其形态呈穹隆状,顶平翼稍陡,幅度下大上小,盆地中部的披覆背斜形成早,而边缘的披覆背斜形成较晚。E. 滚动背斜油气藏:在断块活动及重力滑动作用下,边断边沉积,堆积在同生断层下降盘上的砂泥岩地层沿断层面下滑,使地层在断层附近发生反向倾斜,形成滚动背斜圈闭。特点:位于同生断层下降盘,多为小型宽缓不对称短轴背斜,靠近断层的一翼稍陡,远离断层的一翼平缓。(2) 断层油气藏:沿储集层上倾方向受断层遮挡所形成的圈闭,有时也包括旁侧各个方向被断层所封闭而形成的圈闭,在断层圈闭中的油气聚集.称断层油气藏。类型包括:A. 断鼻构造油气藏:区域倾斜背景上,鼻状构造的上倾部位被断层封闭,在其中聚集了油气就形成断鼻构造油气藏。B. 断块油气藏:由于倾斜储集层在上倾方向被断层错断,并与与非渗透性层相接而形成的,断层可以是弯曲的、相互交叉的或多组断层的交叉切割与地层产状结合,组成各种几何形态的含油气断块。断块含油气高主度受断层面和对盘对接的非渗透性地层封堵条件的控制。(3) 岩体刺穿油气藏:由于地层深处的岩体侵入上覆沉积岩体形成的构造,刺穿岩体接触遮挡而形成的圈闭中聚集油气,称为岩体刺穿油气藏。地下岩体(包括盐岩、泥膏岩、软泥以及各种侵入岩浆岩)侵入沉积岩层,使储集层上方发生变形或变位,其上倾方向被侵入岩体封闭而形成岩体刺穿圈闭。按照岩体的不同类型可以分为:A. 盐体刺穿油气藏B. 火山岩刺穿油气藏C. 岩浆岩体刺穿油气藏5(4) 裂缝性油气藏:油气储集空间和渗滤通道主要为裂缝或溶孔(溶洞)的油气藏。其特点表现为:1、油气藏常呈断块状;2、钻井过程中常发生钻具空放、泥浆漏失和井喷等特殊现象;3、实验室测定的油层岩心渗透率与试井测得的油层实际渗透率相差悬殊;4、同一个油气藏,不同油气井之间产量相差悬殊。(二) 地层油气藏:储集层由于纵向沉积连续性中断(储集层上倾方向直接与不整合面相切)而形成的圈闭称地层圈闭,其中聚集了油气就形成地层油气藏。主要分为三种类型:(1) 地层不整合遮挡油气藏:地层剥蚀突起或剥蚀构造被后来沉积的不渗透地层所超覆,就形成地层不整合遮挡圈闭,其中聚集油气就形成地层不整合遮挡油气藏。特点:古地形突起坚硬突出,经过长期的风化、剥蚀和地下水的循环作用,具有良好的处级性能。分类:A. 潜伏剥蚀突起油气藏:古地形突起(没有明显的构造形态)被上覆不渗透性地层所覆盖形成圈闭条件,油气聚集其中而形成油气藏。B. 潜伏剥蚀构造油气藏:原来的古构造(如背斜等)被剥蚀掉一部分,被上覆不渗透性地层所覆盖形成圈闭条件,油气聚集其中而形成油气藏。(2) 地层超覆油气藏:水体渐进时,沿着沉积拗陷边缘部分的侵蚀面沉积了孔隙性砂岩,分选较好,储集性质也好,随着水体加深,在砂层上超覆沉积了不渗透泥岩,形成地层超覆圈闭。(3) 生物礁油气藏:礁组合中具有良好孔隙—渗透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。(三) 岩性油气藏:岩性圈闭是指储集层岩性变化所形成的圈闭,其中聚集了油气,就成为岩性油气藏。主要分为储集层上倾尖灭油气藏和透镜状岩性油气藏。共同特点:1、储集体往往穿插和尖灭在生油岩体中,不仅有充足的油气源,还有良好的储盖组合条件;2、圈闭形成时间早,油气一次运移直接排入储集层,有利于油气聚集成藏;3、分布与河流沉积体系和古地形有关。(1) 岩性尖灭油气藏:由于储集层延上倾方向尖灭或渗透性变差而形成圈闭条件,油气聚集其中形成油气藏。(2) 透镜体油气藏:由透镜体或其他不规则状储集层,周围被不渗透性地层所限,组成圈闭条件而形成油气聚集。(四) 水动力油气藏:由水动力或与非渗透性岩层联合封闭,使静水条件下不能形成圈闭的地方形成聚油气圈闭。特点:地下水向储集层下倾方向流动时,使得油气等势面发生倾斜或弯曲时造成水动力圈闭的主要营力和原因。分类:构造鼻或阶地型水动力油气藏、单斜型水动力油气藏。(五) 复合油气藏:储集层上方或者上倾方向是由两种或者两种以上因素共同封闭而形成的圈闭,成为复合圈闭,其中形成油气藏成为复合油气藏。主要类型:构造—地层复合油气藏,构造—岩性油气藏,岩性—水动力油气藏。七、 以某一含油气盆地为例,论述影响该盆地油气富集的主要地质因素?答:成藏的地质条件主要包括烃源岩条件、储层条件、盖层及圈闭条件;成藏配套史分析的内容主要包括生储盖组合分析、圈闭的有效性分析及有效排烃分析和成油气关键时刻的确定等。现已鄂尔多斯盆地延长组为例,说明该盆地油气富集的主要地质因素:(1) 烃源岩条件鄂尔多斯盆地中生界烃源岩为三叠系延长组富含有机质的暗色泥岩,以深湖——半深湖相沉积为主。按照有机质类型可将其分为两类:三叠系延长组上部长 3 以上的腐殖型烃源岩和延长组中部长 9—长 4+5的以深湖、半深湖相泥岩为主的腐泥型烃源岩。其泥岩干酪根、煤岩反射率均达到成熟阶段。无论是有机质类型、丰度,还是有机质成熟度及生油能力都表明,延长组中部长 9——长 4+5,特别是长 7 烃源岩是鄂尔多斯盆地中生界的主要烃源岩。(2) 储层条件延长组的主要储集层包括:1)长 2 的油层的三角洲平原分流河道亚相砂体,岩性为中——中细粒长石砂岩,砂层累计厚度 60—120m,单层厚度 20m 左右,物性较好;2)长 6 油层的三角洲前缘亚相砂体,岩性为中细粒长石砂岩,累计厚度 40—70m,单层 15—20m,物性相对较差;长 6 油层的水下扇中扇砂体,岩性为含砾粗砂岩、中粗砂岩及中砂岩,物性相对较好。(3) 盖层条件长 4+5——长 9 主要为湖相泥岩盖层,暗色泥岩厚约 200m,为中生界主要生油岩,同时也是重要的盖层。形成延长组下覆区域盖层。延长组上部长 3 顶部——长 2 下部主要为河流、浅湖沼泽相沉积砂泥岩夹煤线,暗色泥岩厚度 80—120m,分布广泛,为延长组油藏的重要直接盖层。6延安组上部地层的平原沼泽相为主的泥岩、砂质泥岩和碳质泥岩也是重要的盖层。(4) 储盖组合鄂尔多斯盆地三叠系延长组存在着以下三套储盖形式,以前两套为主:自生自储型组合:延长组典型的储盖形式,尤其是三角洲油藏最具代表性,不仅在纵向上生储盖配置理想,而且是盆地最佳成油组合。如安塞油田长 6、长 2 三角洲分流河道砂体的生储盖组合叠加连片发育,成为重要工业油层。下生上储式型组合:延长组生油、延安组储油(延 9、延 10)并于其上覆泥岩为盖层的成油组合。上生下储型组合:以长 7 泥岩为生油岩,以长10、长 9、长 8 三角洲分流河道砂岩为储层,长 7、长 8、长 10 顶部泥岩为盖层的成油组合。(5) 圈闭条件鄂尔多斯盆地延长组受挤压应力微弱,地层平缓,只发育差异压实成因的鼻状隆起,沉积相变快,成岩左右复杂,油气圈闭类型主要为岩性圈闭和地层—岩性圈闭,具形成早、面积大、保存条件好等特点。差异压实成因的鼻状构造控制油气的运移和富集,上倾方向的岩性遮挡条件是油气保存和富集的保证。(6) 油气运移聚集运移动力以压实水动力(异常压力)为主,早白垩世大量生烃、排烃期为油气主要成藏期;主要运移通道为叠置复合砂体,油气运移以纵向运移为主,分布层系多;油气以侧接和垂向叠置的砂体,与其中的裂缝联合,呈“爬楼梯”式运移;油气具生烃中心控制的环状聚集模式,油藏分布于生烃中心的内侧和外缘。(7) 保存条件中生代晚期由于燕山晚期构造—热事件地影响,古地温梯度上升至 00m,不仅使烃源岩达到生烃高峰,而且导致盆地四周断裂向盆地对冲、收缩、封闭,有利于油气在盆地内的聚集和保存。而且盆地内部构造运动仅以稳定的沉降运动为主,使得油气得以保存,在西倾单斜区域背景上形成了大型岩性圈闭为主的油气藏序列。一、 试述确定油气藏年代的主要地质、地球化学方法。(1)地质分析法推断成藏年代。圈闭形成时间法与生排烃史法,能给出成藏时间范围或者最早成藏时间,无法确定具体的成藏年代。是基于圈闭发育史或生排烃史对成藏时间的外推,间接成藏期研究方法。尤其是与成藏有关的各种地质事件时间(如构造变动时间,区域倾斜时间,圈闭形成时间,生油层主生油期等)均发生于很短地质历史时期内,或当其它方法所确定的成藏年代有争议时,地质分析法具有重要意义。(2)伊利石同位素测年。确定成藏年代最直接的方法。目前国内外主要运用油气储集层中自生伊利石矿物的 年技术。依据储集层中伊利石形成于富钾的水环境中,当油气进入储集层使得储集层达到较高的含有饱和度后,伊利石停止生长。因此,可用储集层中自生伊利石的最新年龄来确定油气藏形成的年龄。年龄测定前的自生伊利石样品分离和提纯工作是确保获得可靠年龄的关键,选样时应尽可能选取细小的粘土矿物样品进行测定。样品的粒度越小,自生伊利石纯度越高。经验证明,好小于 伊利石 龄能较准确地反映储集层中自生伊利石最晚形成时间,年龄最接近油气的注入时间。(3)流体包裹体分析法。在成藏年代研究方面,流体包裹体应用于三个方面:一,烃累包裹体的形成时代,代表了油气运移充注的期次;烃类包裹体的均一温度,记录了油气运移充注时储集层的固地温,通过热史,和储集层埋藏史的恢复能确定包裹体形成时埋藏深度,其对应地层时代即油气成藏年代;三,是烃累包裹体成分,反映油气注入时的地球化学特点和相态特点。包裹体的均一温度是包裹体方法确定成藏年代的主要依据。油气包裹体同共生的盐水包裹体相比,二者的均一温度存在明显差异,在成藏年代学研究中,一般用盐水包裹体的均一温度。根据成岩作用确定包裹体产状,在根据产状结合包裹体自身性质,分析成藏时间和期次。(4)油藏地球化学方法。认识了油气藏的地球化学特征,特别是油藏非均质的成因,建立了油藏非均质性与成藏期次或充注期次,充注方向以及生烃灶的联系,提出油气藏内烃类流体的非均质包括成熟度差异是成藏史或充注史的重要反应。(5)饱和压力据公式计算,饱和压力合埋藏史即可确定出具体的成藏年代。(6)有机岩石学方法。储层沥青是油气运移的重要记录,其反射率反映了油气运移充注的期次。(7)油气水界面追溯法。通过对已知油气藏油气水界面演变史的分析,追溯现今油气藏的油气水界面(即水平界面)在地质历史上最早形成的时间,即可确定出该油气藏的形成时间。发展趋势:直接研究与间接研究相结合,定性(定期)与定量(定年)研究相结合,单一方法与多方法综合研究相结合。一、 试述致密砂岩气藏的概念及其分布特点。7(一)概念,孔隙度低(小于 10%) ,渗透率低(小于 达西) ,含气饱和度低(小于 60%) ,含水饱和度低(小于 40%),天然气在其中流动速度较为缓慢的砂岩层中天然气,包含深盆气。深盆气藏是指在特殊地质条件下形成的,具有特殊圈闭机理和分布规律的非常规天然气藏,因分布在盆地深部或构造底部,故称为深盆气藏。它不是一种特殊的天然气,也不是赋存于盆地某一深度线以下的天然气。(二)特征。1,渗透率低;2,孔隙度低;3,孔隙结构复杂;4,砂岩呈透镜状;5,具高的异常地层压力;6,含水饱和度高;7,毛细管压力特别高;8,气水分布复杂;9,储层关系不明显;10,常规的办法不适合。(三)形成条件。1,源岩条件熟度高,供气充足。2,储集条件渗,大面积发育。因只有在物性差的情况下,天然气才能整体和大面积排驱致密的储层内的水。3,盖层条件封盖层均重要。顶部盖层可有效的阻止天然气的扩散作用,亦可完全由储层中气水界面处的力平衡界面来维持,但扩散作用速率可能要大。底部封隔层是为了阻挡水压力对含气储层的作用,而导致其运移散失。4,保存条件裂发育少。(四)成藏机理。1,力学平衡:气体热膨胀力+浮力毛细管力+静水柱压力。2,物质平衡:扩散量供气量。(五)典型致密砂岩气藏。如鄂尔多斯盆地苏里格气田。地质储量大,单井产量低。致密砂岩气藏特低渗形成的原因:即先天的沉积因素和后天的成岩作用等。储集体可由气的毛细管压力封闭和岩性封闭,储集体为低渗透致密砂岩储层,无常规意义上的溢出点,缺少底水,气藏压力往往为高压或者低压。二、 断层的封闭或开启与油气的运移、聚集、破坏关系密切,如何认识断层对油气的封闭型。断层破坏了岩层的连续性。断层的性质,破碎和紧结程度,以及断层面两侧的岩性组合间的接触关系等,对油气运移,聚集和破坏都有密切关系。有同一断层,在深部和浅部所起得作用不同;在历史发展过程中,在不同时期内,也可能起着封闭或破坏两种相反的作用。因此,断层对油气藏形成的作用,应从多方面考虑,特别是要深入分析断层的发展历史与聚油期的关系,断层两侧的地层组合关系以及断层面的封闭型和开启性,这样才能正确认识断层的作用,找出断层与油气聚集的规律。从油气运移和聚集来看,断层对油气藏的形成,有两个方面的作用:封闭及通道和破坏作用。(1)封闭作用。所谓封闭作用,是指由于断层的存在,使油气从纵,横向上都被密封而不致逸散,最后聚集成油气藏。在纵向上,断层的密闭作用决定于断层带的紧密程度,主要取决于以下四个因素:(1)断层的性质及产状。由于所受外力不同,产生不同性质的断层。受扭压作用产生的断层,断裂带表现为紧密性,常使断层面具有密闭性质,而张性断层的断裂带常不紧密,易起通道作用。但这并不是说张性断层的封闭性一定比压扭性断层差,渤海湾盆地中新生代中的断层几乎都是张性断层,但是都具有良好的封闭性能,断层的产状也影响也影响其封闭性能,断面陡,封闭性差,断面缓,封闭性好。(2)断层带内,由于地下水中溶解物质(如碳酸钙)沉淀,将破碎带胶结起来,形成所谓断层墙而起封闭作用。(3)在塑性较强的地层中(如泥岩)产生断层,沿断层面常形成致密的断层泥,可起封闭作用。在砂泥岩层系中,一般来说断开地层中泥质岩所占比率较大,其封闭性越好。(4)油气沿开启的断裂带运移过程中,由于原油的氧化作用,形成固体沥青等物质,堵塞了运移通道,也可起封闭作用。在横向上封闭与否,取决于断距的大小,以及断层两侧岩性组合的接触关系。由于断层的断距在横向上和纵向上都有变化,在沉积盆地内岩性也变化多端。因此,断层能否起封闭作用也是变化不一的。但是,最基本的条件是断层两侧的渗透性岩性不直接接触,俗称“砂岩不见面” ,可起封闭作用;反之,则不起封闭作用。一般情况下,对应由大段泥岩夹砂岩组成的剖面,断距小于泥岩厚度时,封闭条件好;在大段泥岩层内的单层砂岩,受断距的影响较小。形成断层圈闭的另外一个基本条件是断层位于储集层的上倾方向。因此,在研究断层封闭时,必须注意断层面倾向与断层倾向间的组合关系,正确的判断出究竟是上升盘封闭还是下降盘封闭。当断层两侧的地层向相反方向倾斜时,则上下盘都可以形成良好的圈闭条件。从本质上来说,断层的封闭能力取决于断层面两侧对置层的排替压力差。通常在砂岩上倾方向被断层另一盘的泥岩相对置而形成断层圈闭,由于封堵泥岩具有较高的排替压力,可阻止油气横向运移,故可用烃柱高度来表示封堵能力。(二)通道和破坏作用。由于断裂活动开启程度高,常常破坏了原生油气藏的平衡状态,断层就成为油气运移的通道。如果遇到断层断至上部某一地层而消失,且其上部有良好的盖层,则可形成次生油气藏。这种次生油气藏的层位往往与断层的部位相吻合。但是,也有的断层断至地面,油气可以完全逸散而破8坏了油气藏。总之,断层对油气藏形成所起的作用具有两重性,既可以起封闭作用,也可以起通道和破坏作用,应该从断层发育历史与沉积和聚油期关系来研究。伴随着老断层的不断活动,在盆地的边缘和中间的隆起部分,在盆地不断升降过程中,常发生走向和斜交的两组断裂,使构造复杂化而成构造断裂带。这些断层对油气有的起封闭作用,有的起分隔作用,也有的起通道和破坏作用。但是,其中主要断层常常是使油气富集的主要因素之一。而局部构造上的一些次要断层,往往断距比较小,对油气藏起着复杂化的作用,影响油气高度,富集程度,控制油水界面的高低以及作为通道形成浅处的次生油气藏等等。总之,不论哪一断层,在整个地质历史发展过程中,变化是复杂的,所起得作用也是多种多样。我们可以根据断层的性质,断开层位的高低,断层两侧地层岩性厚度的变化,以及断层的活动情况等,来分析对油气藏形成所起的作用。如有的断层在聚油期以前,后期停止活动,有的断层发生在聚油期以后,有的断层与聚油期同时发生。有的断层是早期起封闭作用,后期起通道或破坏作用;有的断层是上部封闭下部不封闭,或者相反等等。总之,每条断层对油气藏形成起得作用,要具体情况具体分析,不能静止的观点去主观判断,而是根据其发展历史全面地进行评价。三、 试述流体疏导体系的层次及其分析方法。(1)流体疏导体系是油气从生成区到储集体的桥梁,是油气运移的轨迹。油气疏导体系是含油气系统中所有运移通道(疏导层,断层,裂缝,不整合面等)及其相关围岩的总和。流体疏导体系分为三个层次:层。层气生成后在过剩压差作用下,排向相邻的多孔渗透性岩层(如砂层) ,横向上连通的渗透性岩层是油气运移的首先通道,盖层良好,油气将沿着疏导层的上倾方向运移。面层:不整合面本身有着良好的渗透性,而且有区域性,能把不同时代,不同岩性的地层连接起来。多数不整合面具有较好的横向连通性,油气可沿不整合面作长距离侧向运移,最后聚集于油气圈闭。断层在油气运移中起到封闭和通道双重作用,当断层开启时,就成为油气的垂向运移通道。流体疏导网络由三类介质构成:一,有一定孔渗条件的岩体;二,具有渗透能力的断裂或裂隙体系;三,可作为流体运移的通道的不整合面。输导层与面的三维几何体构成了流体输导网络。(2)分析方法:断层的封闭和不整合面的工业制图是流体输导体系的研究重点。研究方法主要是编制图件:1,烃源岩顶部的古构造形态图;2,输导层的岩相划分,岩性划分,成岩岩相划分图;3,应力场与断裂组合的关系;4,与断层相连接的不整合面的形态。四、 试述促使有机质向石油天然气转化的生物化学、物理化学条件。油气生成除需大量有机质提供物质条件外,还必须具有外部条件如温度,压力,细菌,催化剂,放射性等物化条件,只有这样,有机质才能逐渐转化为油气。(一)细菌活动。细菌是地球上分布最广,繁殖最快,对环境适应能力最强的一种生物。它可以在变化很大的温度及压力条件下发育,也可以在淡水和咸水,近代和古代沉积物中大量生存。按生活习性分为三类:1、喜氧细菌:在游离氧存在的条件下才能生存;2、厌氧细菌:在没有游离氧而有化合氧的条件下才能生存。3、通性细菌:在有、无游离氧的条件下均能生存。在与大气接触的氧化环境中发生的有机物快速腐烂现象,多系喜氧细菌繁殖太快的结果。空气和溶解在水中的碳酸气都可以供应氧气。但是在水底表面一下,游离氧供应递减很快,所以在成岩过程中,甚至在沉积物埋藏很久以后,厌氧细菌是主要的还原营力。对油气生成来讲,最有意义的是厌氧细菌,在缺乏游离氧的还原条件下,厌氧细菌可将有机质中的氧、硫、氮、磷等元素分离出来,使碳、氢,特别是氢富集起来,产生甲烷、氢、二氧化碳以及有机酸和其他碳氢化合物,并且细菌作用时间愈长,这种作用进行的愈完善。此外,细菌还可以将植物选择性分解,使其中原来合成的大最烃类分离出来,直接埋藏于沉积物中。(二)温度与时间。温度与时间作用的机理:沉积有机质向油气演化的过程,温度是最有效和最持久的作用因素,在反应过程中,温度不足可用延长反应时间来弥补,温度与时间可以互为补偿:高温短时间作用与低温长时间作用可能产生近乎同样的效果。研究表明:反应时间的对数与绝对温度成反比直线关系。着说明在石油形成过程中,时间与温度存在着相互补偿的关系,即温度不足可以用延长反应时间来补偿。若沉积物埋藏太浅,地温太低,有机质热解生成烃类所需反应时间很长,实际上难以生成工业数量的石油,随着埋藏深度的加大,当温度升高到一定数值,有机质才开始大量转化为石油,这个温度界限为有机质的成熟温度或生油门限温度。这个成熟温度所在的深度,即为成熟点。有机质开始大量转化为石油,生油量达最高峰,即为主要生油期或生油窗。在地温梯度很高9的地区,有机质不用埋藏太深就可以转化为石油和天然气。反之,在地温梯度很低的地区,有机质埋藏很深才能大量转化为油气。此外,有机质类型不同,其有机成熟度的温度也不同。(三)催化作用。催化剂是一种引起或某种化学反应而本身并不参加反应的物质,在反应完成前后它的成分毫无变化。油气生成过程中的催化作用在于催化剂与分散的有机质作用,破坏
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