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高等石油地质学 知识点总结

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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绪论第一章 现代油气生成理论第二章 输导体系与油气运移第三章 油气聚集过程与成藏期第四章 断层与油气聚集与运移第五章 油气藏封盖保存理论第六章 异常压力、流体封存箱与油气成藏第七章 含油气系统与成藏动力学第九章 天然气地质学进展绪论:现代油气生成理论(未熟低熟油理论、煤成油理论)油气运移聚集理论(优势通道、输导体系)流体封存箱与成藏动力学(异常压力与成藏、幕式成藏)油气藏封盖保存理论(盖层与断层封闭理论)天然气成藏理论(晚期成藏、动态成藏、深盆气与煤层气成藏理论)含油气系统与油气成藏系统第一章 现代油气生成理论一 . 干酪根热降解成烃理论要点:在成岩作用晚期,有机质主要由干酪根组成,热降解形成大量油气;干酪根是石油的主要前驱物质;沉积岩必须达到一定埋深(温度) ,即门限深度(温度) ,才能大量生成石油;油气生成数量取决于干酪根的类型及其所经历的地质时间和温度。四个阶段:(1)生物化学生气阶段。低成熟演化阶段,主要为活跃细菌作用,生成生物甲烷和少量二氧化碳和水。生物单体转化为干 。后期生成少量液态石油。(2)热催化生油气阶段。成熟演化阶段,主要为粘土矿物的热催化作用,热力使干 化学键大量断裂,转化为大量烃类。生油窗。(3)热裂解生凝析气阶段。高成熟演化阶段,残余干 和大分子液态烃,在热力作用下,生成水、二氧化碳、氮气等。低分子量烃类转化为凝析气,采至地表,为凝析油。(4)深部高温生气阶段。过成熟演化阶段,在高温高压条件下,剩余干 ,裂解,生成碳沥青、石墨。液态烃和重烃在热变质作用下,转化为甲烷。干酪根热降解成烃理论在勘探中卓有成效。存在问题:(1)忽略了成岩2)不能很好地解释在生油门限以上形成的大量未熟石油。二、低熟油理论1. 低熟油基本概念 (熟油:所有非干酪根晚期热降解成因的各种低温早熟的非常规石油。 (未熟熟油生成的物质基础:1)各种显微组分的热稳定性与生烃活化能不同,生烃时间和生烃潜力不同。2)若源岩有机质中存在大量化学性质不稳定、活化能较低的富氢显微组分,可生成低熟油。2、低熟油形成机理:1) .树脂体早期生烃植物分泌出树脂,随沉积物埋藏,树脂可转化成树脂体。树脂体可在低温条件下率先早期生烃。2) .木栓质体早期生烃木栓质体来源于高等植物,在低热条件下,发生低活化能的化学反应,生成并释放以链状结构为主的烃类。3) .细菌改造陆源有机质早期生烃细菌作用对陆源有机质进行降解改造,提高富氢程度和“腐泥化”程度,使有机质热降解生烃反应所需活化能降低,有利于生成低熟油气。4) .高等植物蜡质早期生烃高等植物蜡质易于水解形成长链脂肪酸和长链脂肪醇。在低温阶段,经脱官能团形成原油中 构烷。5) .藻类类脂物早期生烃藻类以蛋白质和脂肪物质含量高为特征。藻生物类脂物结构简单,在低温还原条件下,可转化成链烷烃和环烷烃。6) .富硫大分子有机质早期降解生烃干酪根中不同原子间的键能不同,S—S 和 S—C 键易断裂,富硫大分子可早期低温降解形成低熟油。3、低熟油的地球化学特征一般为重质油,也有凝析油和轻质油。饱和烃含量较低,非烃和沥青质含量较高,饱/芳比低。甾烷的立体异构化程度低,如烷 20S/(20S+20R) 小于 低熟油,小于 未熟油。4、低熟油的分布特征分布广泛,多与陆相沉积或陆源有机质有关。具有早期生烃和分期生烃特点。不是每个盆地都有低熟油,必须具备特定的有机母质和适宜的沉积能形成低熟油。湖盆范围小,邻近物源区,有机质搬运距离短,沉积速率高,有利于各种沉积有机质的堆积和保存。三、煤成油形成及特点1. 煤成油的基本概念煤和煤系地层中分散和集中的陆源有机质,在煤化作用过程中生成的液态烃。煤系烃源岩特点:有机碳含量高,可溶有机质含量偏低与湖相泥质烃源岩相比,煤和含煤岩系相对贫氢,在煤化作用过程中所产生的主要是低分子量的烃类。多数情况下,煤系和气藏相联系。2.煤的显微组分及其生烃潜力煤生成液态烃的能力大小,与煤的类型和显微组分组成密切相关。富氢的显微组分具有更大的液态烃生成潜力,煤显微组分的生烃能力从大到小为:壳质组、镜质组、惰质组。生烃潜力取决于煤中壳质组的数量与组成。3、煤成油的排驱机理及成烃模式煤的微孔隙性,高塑性和高吸附性使煤成油的排驱受到限制,并造成地质色层分异效应。三种排烃机理:压实排驱:低熟阶段, %连续沥青网络运移:生油窗, %气溶方式运移:成气阶段,于 .煤成油的地球化学特征(1) 密度较轻,饱和烃含量高,非烃和沥青质含量低;(2)正构烷烃中高碳数组成含量高;(3)具姥鲛烷优势(pr/ ) ;(4)具明显的藿烷类和 烷优势,含有较丰富的芳香烃类;(5)13C 重,富集重碳同位素。【二次生烃】:已发生生烃作用的烃源岩由于构造抬升,温度降低导致生烃作用终止,当源岩再次被深埋,受热温度增高并达到有机质再次生烃所需的临界热动力条件时,烃源岩发生的再次生烃演化。【有效烃源岩评价】烃源岩评价主要内容(1)烃源岩地质特征:岩性,颜色,厚度,沉积环境(2)烃源岩地球化学特征:有机质丰度:有机碳含量,氯仿沥青含量有机质类型:腐泥型、腐殖泥殖型有机质成熟度:未熟、低熟、成熟、高熟、过熟(3)油源对比简述现代油气生成理论及其对油气勘探的指导意义干酪根热降解成烃理论+低熟油+ 煤成油——————————————————————————————————第二章 输导体系与油气运移一、输导体系1、输导体系(指连接源岩与圈闭的油气运移通道的空间组合体,其要素包括:骨架砂体、层序界面、断层及裂缝。有效输导体系是指受砂体高孔、高渗带,断层性质、形态和幕式活动,以及各类构造脊控制的在一定地质时间和空间内发生了油气运移的输导体系。输导要素/输导体:在沉积盆地中具有比较发育的空隙空间,并且有作为尤其二次运移的宏观通道的地质体。 (渗透性岩层、断裂、不整合面)运移通道:渗透性岩层、断裂、不整合面、微裂缝输导体系是连接圈闭与油气源的“桥梁和纽带” 。油气从分散的“源”到集中的“藏” 。最佳的远景圈闭总是位于最佳的油气运移通道内。油气运移通道研究对于预测油气藏的分布具有重要意义。输导体系的识别方法:1)骨架砂体识别方法: 2)输导断层识别方法 3)砂体断层组合识别方法 4)含氮化合物识别方法 5)油气分布方法识别二、油气运移通道的基本模式有四种:(1) 级差优势通道:指输导层内孔渗性结构分布差异形成的优势通道。油气在这类介质中总是沿着级差优势最大的通道向前运移。(2) 分隔优势通道:指有效烃源岩之上的输导层沉降中心的有序偏移所形成的油气运移通道。(3) 流向优势通道:指油气受浮力作用而形成的优势通道。油气运移方向和通道受浮力和断面(或储集层)倾角的控制。(4) 流压优势通道:指油气在运移过程中流压作用形成的优势通道。油气运移的方向和通道受浮力和水流动力的双重作用控制。(5) 断层优势通道:沿断层面,总是沿着最大流体势降低的方向运移。三、盆地动力学类型与油气运移:1、裂谷盆地:快速沉降,快速沉积,高热流, 烃源岩快速成熟,油气垂向运移为主,优势运移通道为断裂,断层圈闭为主,异常高压分布普遍。断裂运移体系2、克拉通盆地: 沉降沉积中心速率慢,低热流,烃源岩成熟慢,油气横向运移为主,优势运移通道为储集砂体,不整合面 ,地层、岩性圈闭发育,常压。长距离运移体系。3、前陆盆地:分散运移体系盆地呈契形,靠活动带一侧下拗,向克拉通方向超覆,成缓斜坡带。活动带一侧:挤压变形,构造运动强烈,断层发育,盆地流体的驱动力大小和运动方向主要受构造作用和压实作用的影响,垂向运移活跃,油气苗多见,在稳定带一侧,主要受重力作用影响,侧向移为主沉降和沉积速率变化大,导体系研究内容及思路内容:”层”“面 ”“网”由输导层、不整合、断层、裂缝不规则连接组成的。思路:正演:研究一个地区的构造,储集层与油藏的展布空间等确定油气运移的可能输导体系。反演:从已发现的油藏出发,寻径追根,反推油气曾经的运移路径,确定油气的有效输导体系。五、 、油气运移研究方法1) 、利用生物标志化合物、正烷烃、碳同位素等地化指标,进行油源对比,并在此基础上追索油气来源;2) 、利用储层中原油的物性变化和储层沥青的分布特征及地化指标判断石油运移方向。3) 、利用水动力学研究二次运移:流体势、则4) 、实验室物理模拟方法5) 、综合研究,追索油气运移路径。简述油气输导体系与油气成藏关系。输导体系是连接圈闭与油气源的“桥梁和纽带” 。油气从分散的“源”到集中的“藏” 。最佳的远景圈闭总是位于最佳的油气运移通道内。油气运移通道研究对于预测油气藏的分布具有重要意义。油气输导体系是客观存在的,没有输导体系就没有油气藏,油气输导体系研究是油气成藏和油气勘探的重点和难点之一。油气输导体系主要包括各种构造应力作用下的大大小小的断裂、各种类型的粗碎屑岩层和区域性不整合面。可见,陆相构造盆地油气输导系统的形成、分布、输导油气的质量,及其控藏作用,严格受区域地质构造作用和幕式构造运动性质的控制,即湖盆的地质构造单元和沉积构造演化阶段的控制。(1)断裂输导体系古断裂系指控制新生代盆地、凹陷或次凹形成的边界大断裂和次级断裂,尤其是湖盆内部发育的次级断裂,它们的展布方向常常控制凹陷或次凹的展布方向,其延伸长度为几公里甚至数十公里,它们不仅控制凹陷或次凹的延伸范围、地层发育程度和沉积相带展布;更重要的是派生了一组相同性质的次级断层,以及不同掉向同级别断层或多级别小断层,构成断裂输导体系,成为深部地层生成的油气向浅部地层运移聚集的主要通道。断裂输导体系在空间上的延伸层位在一定程度上控制着油气在垂向上运移的最大距离(2)骨架砂体输导体系沉积盆地内粗碎屑砂体构成盆地充填中的骨架砂体,它们既是油气运移的主要通道之一,又是油气聚集的主要场所。在油气运移和油气藏形成过程中,大量烃类沿输导层向上倾方向运移,并在上倾方向圈闭和封挡条件具备的情况下,聚集成藏。这类储层就必须在油源断层存在的情况下,深层烃源岩所生的大量烃类才能向上运移到这些储层中。但由其内部的封盖条件较差,烃类沿其内部输导层向上倾方向和垂直方向均可运移,直到具备圈闭条件的情况下,方可聚集成藏,否则,烃类继续运移。整合面输导体系研究表明,伸展断陷盆地中油气侧向运移主要受砂体储集层和不整合面输导系统控制 式输导体系复式输导体系是指碎屑岩输导系统、不整合面输导系统与断裂输导系统在三度空间的组合方式。多数情况下,油气成藏都是多种输导体系的综合作用的结果。——————————————————————————————————第三章 油气聚集过程与成藏期一、油气聚集的动力学机制势差或压差:浮力油气在圈闭中聚集的主要动力学机制渗滤作用(含烃的水或游离烃。盖层:对烃类毛细管封闭。水:可通过盖层继续运移) 、排替作用(圈闭中的水难通过盖层,油上移、向下排替水直到束缚水饱和度,止到充满圈闭) 、渗滤作用+排替作用(上覆盖层:毛细管封闭。盖层:异常高压封闭:水不能通过上覆盖层渗流,只向下排替)浓度差或盐度差:渗透力主要对低分子的天然气起某种作用。二、油气在圈闭中聚集的过程油气运移:以浮力作用为主的渐进式运移,以异常高压为动力的快速的幕式运移。油气在圈闭中的充注:渐进式充注和幕式充注。1. 油气充注方式 最初进入最低排替压力部分(高渗带)不断向相对低孔低渗的储层部分扩展,最后将整个圈闭充满 。以石油波阵面方式充注油藏。2. 混合过程 集层的非均质性及充注过程的差异性 →流体分布非均质性→流体大混合→ 稳态。 (三种混合机制: 密度差异混合 浓度差异混合 热对流混合)三、油气在系列圈闭中的差异聚集油气差异聚集:当盆地中存在多个水力学上相互连通的圈闭,且来自下倾方向的油气源充足时,油气在这一系列圈闭中聚集,沿运移方向各圈闭中发生烃类相态及性质的规律性变化,这种现象称为油气差异聚集。1. 渗漏型(逸出型)油气聚集油气水密度不同,重力分异,中心低部位 :油藏。边缘高部位:气藏2、溢出型油气聚集离供油气区最近、溢出点最低的圈闭中形成纯气藏,稍远的、溢出点较高的圈闭形成油气藏或纯油藏,更远的、溢出点更高的圈闭只含水。一个充满了石油的圈闭,仍可聚集天然气。反之无效。四、油气充注成藏时间的确定(1)传统地质分析方法:烃源岩主要生、排烃期分析法;圈闭发育史分析法;油藏饱和压力法;(2)流体历史分析法;储层流体包裹体法;自生伊利石测年法。(1)1、烃源岩主要生、排烃期分析法 (油气藏形成的最早时间(下限) )确定生油窗,主要生排烃期基本代表了油气藏形成的主要时期;多套烃源岩,多个排烃期,多个成藏期2、圈闭发育史分析法(圈闭形成的时间积埋藏史恢复、构造发展史恢复3、油藏饱和压力法饱和压力体开始析离液体时的压力。油气运聚过程中,气呈溶解状态饱含在油中,油藏的地层压力与饱和压力相等。与饱和压力相当的地层埋藏深度,其对应的地质时代,即为油藏的形成时间。(2)流体历史分析方法1、储层自生伊利石测年法自生伊利石的最晚同位素年龄代表了烃类充注储层的时间或略晚。2、储层流体包裹体法包裹体:胶结物和矿物形成时捕获介质中的成分,在矿物晶格缺陷中形成包裹体;结合储层的埋藏受热史,可确定流体包裹体形成时储层经受的温度,以及相应的埋深和地质时代等,从而判断油气充注的时间。均一温度:包裹体形成时大多呈单一液相,储层样品采到地面后由于温度、压力的降低,溶于液相的气体分离出来形成气实验室将包裹体置于冷热台上加热至气相消失,再恢复成均一液相时的温度称为均一温度,该温度代表了包裹体形成时的温度。(3)同位素侧年。自生伊利石同位素年龄。(4)其他方法。储层固体沥青、古地磁学分析、油田卤水碘同位素定年、油藏地球化学简述确定油气成藏时期的主要方法——————————————————————————————————第四章 断层与油气聚集与运移一、断层封闭性理论1、研究意义评价圈闭的有效性,指导油气勘探;断层封闭与开启影响注采措施及开发效果,有助于布置合理开发井网;预测注水开发后断层的活化,减小套管损失。2、断层封闭性的理论模型含义储层排替压力小于断层另一盘对置岩层的排替压力层两盘砂岩层对置,断裂带填隙物或断裂带本身可起封闭作用。断层的封闭性本质上取决于差异排替压力。3、断裂封闭机理(1)对置封闭(储层砂岩与具有高排替压力的泥岩类低渗透对置。(2)泥岩涂抹封闭(:塑性泥岩层沿断裂带涂抹其上,使断裂带本身具有高排替压力。(3)颗粒碎裂封闭(:碎裂作用使断裂带中颗粒颗级和渗透率大大降低,如砂质颗粒破碎形成细粒的断层泥。断层位移增大,碎裂作用也增强。(4)成岩封闭(:沿初始渗透性断层带的胶结作用,使断裂带渗透性降低。封闭性评价1、(1)断层两侧地层对置样式及封闭性评价设,断层既不是封闭的,也不是运移通道,断层对油气运移聚集的影响取决于断层两盘并置断块的构造形态。断层切割的渗透层与非渗透层并置,可提供封闭面;与渗透层并置,油气穿过断层溢出。可用断层面剖面进行描述。(2)泥岩涂抹封闭评价三种泥岩涂抹类型:剪切涂抹(” 层的距离增大而减小。磨蚀涂抹(断距较小且发生在较厚“源”岩层中时,这种滑抹较厚注入涂抹(度变化较大。可用 断层面某一点上来自单个页岩“源”岩层粘土涂抹的相对量) ( ∑ [(页岩层厚度)2(平方) / 离“源”岩层距离])和 断层断距/泥岩层厚度以及厚层非均质层序中可用 ( ∑ (页岩层厚)/ 断层断距 × 100 %加以描述。2、断层垂向封闭性评价取决于断面的紧闭程度(正压力大小)和断移地层泥岩层含量。断面所受正压力大于泥岩的变形强度时,泥岩变形导致断裂裂缝愈合,断层垂向封闭。超过一定埋深,张应力不存在,断层开启必须有流体压力的作用。当流体压力大于断面上的正压力时,断层可张开成为流体运移的通道;反之,断层成为流体运移的遮挡物。二、断裂活动与油气运移断裂活动是区域应力场主应力的积累超过岩石的破裂极限时产生断层的应力释放过程。断层一旦形成,沿断裂部位构造应力迅速释放。此时周围未破裂的岩石中尚存在较大的应力,岩石中的流体在该应力的驱动下,由断裂两盘应力的高值部位向低应力区来已闭合了的断层需要很小的流体压力足以使它重新张开。由于断层活动,断层附近应力释放,岩石孔隙度渗透率增大,促使断层附近流体压力下降,导致围岩中流体向断层运移,烃源岩内及早期储集在断层下方岩层中的油气即向断层带快速运移。1、断裂活动与地震泵运移模式,由断层运移至具较低正应力的张裂隙中。地震泵作用有利于油气在构造活动区的运移。2、断裂发育期两侧地层对置对油气运聚的影响3、断层产状和性质与油气聚集关系:断层面由陡变缓处往往是有利的油气聚集部位;相同条件下,扭断层比压性断层和张性断层的封闭性好。简述断层的封闭机理及断层封闭性的评价方法。结合实例分析断层在油气藏形成中的双重作用。——————————————————————————————————第五章 油气藏封盖保存理论一、盖层类型及封闭机理1、分类依岩性分类:膏盐类盖层、泥质岩类盖层、碳酸盐岩类盖层依分布范围分类:区域性盖层、局部性盖层2、盖层封油气机理盖层封闭机理有三种:(1)物性封闭;高孔隙排替压力,阻止游离烃渗漏;(2)超压封闭;具异常高孔隙流体压力的泥质岩盖层,不仅可阻止下伏呈游离相向上运移的油气,而且可以阻止呈水溶相向上运移的油气;(3)烃浓度封闭:其中含有较高的烃浓度,可以阻滞下伏天然气向上扩散运移。3、影响盖层有效性的因素岩性、成岩程度、矿物成分及含量、厚度和连续性。(1)岩性不同岩性的塑性及内部空隙结构不同,封闭能力也存在差异。韧性岩石构成的盖层与脆性岩石相比不易产生断裂和裂缝。(2)盖层厚度盖层厚度越大,其封闭能力越强。主要原因:明沉积环境稳定,沉积物的均质性好。可减少或堵截较大孔隙在垂向上的连通性,增强封闭能力。在横向上保持岩性的相对稳定。即使发生断裂破坏,也不易被断裂错开,保持其分布的稳定性。成欠压实的可能性越大,有利于形成超压封闭。气通过盖层散失的速度越慢,越有利于油气的聚集与保存。(3)连续性盖层的大范围连续稳定分布对于油气聚集有十分重要的意义。最有利的含气区至少要有一个区域性盖层。面积只有大于油气藏分布范围才能形成有效封闭。盖层面积越大,越有利于形成大油气田。(4)成岩程度成岩早期:泥质岩空隙大、渗透率高,排替压力低,封闭能力弱;随成岩程度增加,封闭能力增强。(5)矿物成分及含量有机质含量高,孔渗条件差,封闭能力强;次生黄铁矿、方解石含量高,堵塞微渗漏空间,封闭能力强;粘土矿物蒙脱石含量高,封闭能力强。二、 盖层封闭性评价标准及研究方法用于盖层评价的主要参数:宏观封闭特征参数:岩性、厚度、塑性、异常压力、沉积环境、成岩阶段。微观封闭特征参数:排替压力(突破压力) 、孔隙度、渗透率、半径、密度、遮挡系数、孔喉半径、最大连通孔隙半径、粘土矿物种类及含量,气柱高度(、突破半径。评价研究方法:(1)地质分析方法:等厚图、单层泥岩厚度图(2)实验室测定排替压力、孔隙结构、矿物成分等利用测井资料研究盖层 泥岩孔隙度、密度等参数在测井曲线上的响应特征。利用地震资料研究盖层 1)预测盖层的空间分布 2)在平面上研究盖层的物性封闭能力。三、据封盖机理对圈闭进行分类单封堵面圈闭、多封堵面圈闭封堵界面分为三类:(1)沉积界面(2)构造界面(3)相变界面四、油气藏的破坏机理及类型广义的油气藏破坏,是指原生油气藏中的油气发生蚀变或物理逸散,使油气藏中的轻质油变稠或油气储量变小乃至彻底散失(残留沥青) 。油气藏的破坏性质可分为物理破坏、化学破坏、生物化学破坏和物理化学破坏四种。简述盖层的封闭机理和影响盖层封闭性能的主要因素及评价方法。——————————————————————————————————第六章 异常压力、流体封存箱与油气成藏一、异常压力产生的机理1、异常高压产生的原因可归为三类:(1)欠平衡压实和构造挤压:(2)流体体积膨胀:(3)流体流动和浮力大规模超压的主要原因:欠均衡压实和气体体积的膨胀。2、超压形成机理(1)与应力有关的作用:非均衡压实((垂向负荷应力) (细粒含量高、快速沉积) 。构造应力(侧向挤压应力) (西部盆地) 。(2)流体体积增加 (度增加、矿物转换水体释放、烃类生成作用 、油裂解为气的作用(3)流体流动和浮力渗析作用、水压头、密度差产生的浮力4、负压形成机理抬升剥蚀作用、降温作用、差异充注、天然气扩散作用和浓度差作用、成岩耗水作用二、流体封存箱的概念、类型及形成机理沉积盆地内由封闭层分割的异常压力系统,称为流体压力封存箱。根据箱内压力与正常静水压力的对比:超压封存箱、欠压封存箱封存箱以具有异常压力为特征。其它标志:地层中的卤水和油气的化学成分差异、矿物种类不同、页岩电阻率、声波速度和密度以及所需泥浆比重和钻速的变化等。流体封存箱与油气成藏模式:(1)箱内成藏模式(2)箱外成藏模式(3)箱缘成藏模式。三、异常高压与油气成藏关系1、异常压力(超压)对有机质成熟的抑制作用超压对有机质成熟的抑制作用是一个普遍现象,但在一个超压区域内不同的压力对有机质成熟起着不同的作用,因此应对不同类型的压力进行识别来确定他们的作用。2、异常高压可提高储层的孔渗性能①从流体动力学考虑,异常高压形成之后,阻碍了高压系统内流体的运动和能量交换,使得成岩作用减缓或受到抑制,其结果是储层保留了较高的原生孔隙空间。②异常压力支撑了部分上覆岩体的荷重压力,也减缓了对超压层系的压实。③异常高压形成的微裂缝不仅增加了储集空间,更重要的是改善了高压系统内储层的连通性,使得储层的渗透性能大大提高。3. 异常高压增强了对烃类的封盖作用①在顶封滞排型高压系统中,致密封隔层是一种理想的封盖层。②封隔层形成过程中,粘土矿物脱水作用使得泥质岩的含水率和渗透率大大降低,增加了阻止天然气通过其扩散的能力。③在滞排型超压系统中,饱含流体的高压泥岩是一种理想的盖层,即压力封闭。4、异常压力为烃类初次运移提供排驱动力烃类主要以游离相态进行初次运移。 受到阻力的束缚,只有当泥岩与邻近储集层和输导层孔隙流体间的压差超过了油气运移的阻力时,油气才能从母岩中排出。异常高的孔隙流体压力为烃类的运移提供了动力条件。同时,异常高压还起到减缓泥岩的压实进程,使泥岩在深部仍保留相对较大的孔隙度及渗透性,进而加快烃类排驱的作用。5、异常高压有利于深部液态烃的保存深部油气富集和保存的特殊地质—地球化学条件中,最重要的是异常高压。异常高压层内保存较高液态烃比例的机理:高压使得烃分子更加压缩,高压系统内的大部分热能都消耗于克服压力的作用上,剩余的热能已不足以使生成的烃类被裂解和分解。6、异常高压阻止或促进油气的运聚随着超压的积累和释放的重复进行,形成幕式排烃。7、异常高压对油气藏保存条件的影响储集层具异常高压往往会促使烃类克服毛管阻力而泄出圈闭。因此,异常高压的存在对油气藏保存是不利的。另一方面,超压泥岩层除对储集层中的烃类具毛管封闭作用外,还对其下的油气藏具压力封闭作用,因此为一种良好的盖层,对油气藏保存十分有利。8、异常高压对油气藏分布的控制作用异常高压不仅对油气的生成、运移、聚集、保存都有积极的作用,而且控制着成藏过程和油气分布。9、异常高压带地层水含有大量可开采的天然气异常高地层压力带地层水中含有大量天然气,是气藏和油气藏储量的补充来源。简述异常压力形成机理及其与油气成藏的关系。——————————————————————————————————第七章 含油气系统与成藏动力学一、含油气系统的基本概念含油气系统是指一个与有效生烃灶相联系的、由其中的油气生成、运移和聚集过程形成的天然流体系统,包括由该生烃灶形成的所有油气藏以及形成这些油气藏所必不可少的一切地质要素和作用过程。含油气系统的划分依据是有效源岩体,存在几个有效源岩体,就有几个含油气系统。以源为核心。二、含油气系统的研究内容及评价方法1、研究内容:1)基本要素的描述包括:有效烃源岩、输导层、储集层、盖层、上覆岩层2)地质作用过程的描述包括:油气生成、运移、聚集过程和圈闭形成过程。2、主要描述图件:含油气系统的主要描述图件(四图): 含油气系统埋藏史图、含油气系统平面展布图、含油气系统剖面图,含油气系统事件图。关键时刻(是指含油气系统中大部分油气生成 、研究方法有效烃源岩评价技术关键时刻确定技术储层与油藏地球化学技术古构造分析技术烃类运移研究技术含油气系统综合模拟技术4、含油气系统评价思路定源—质量、层段、空间分布定期—关键时刻与次数定向—主要油气资源的去向定界—运聚单元与系统的边界定量—油气资源总量与空间分布定级—不同目标含油把握性、潜力、分级三、油气成藏系统的概念及应用油气成藏系统 在含油气系统内或之间的一个油气运移、聚集的相对独立单元。它包括同一运聚系统内有效烃源岩及与其相关的油气藏以及油气藏形成所需要的一切地质要素和作用。油气成藏系统划分的基本原则:油气成藏系统是以藏为核心,或以控制油气运移指向的正向构造单元为核心。在纵向上以区域性稳定分布的盖层为封隔层;在平面上由向斜轴线或流体高势分界线及封堵面(封闭性大断层或盆地边界)分开。油气运聚单元 :是由一组汇聚流线确定的,并由油气运移分隔槽与油气运移的最大外边界圈定的,可供实现油气运移、油气成藏动力学油气成藏动力学系统,具有统一油气运移和聚集动力源的地质单元,其核心是研究油气运移和聚集的动力条件,是盆地内流体运动的一个复杂的天然系统。四、油气藏成藏模式油气藏成藏模式是对油气藏中的油气注入方向、运移通道、运移过程、运移时期、聚集机理及赋存地质特征的高度概括,同时也研究油气藏形成后的保存与破坏过程。油气的成藏模式是各种成藏控制因素综合作用的结果。含油气系统的基本概念、主要研究内容、研究方法及其在油气勘探中的应用——————————————————————————————————第八章 隐蔽油气藏形成特征一、概念以岩性、地层油气藏和裂缝油气藏为主的,一般技术手段难以发现的油气藏。二、分类岩性圈闭、地层圈闭、复合圈闭油气藏。岩性圈闭油气藏:岩性上倾尖灭油气藏、透镜体油气藏、物性封闭油气藏、生物礁油气藏。地层油气藏:潜山油气藏、地层不整合遮挡油气藏、地层超覆油气藏。三、砂岩透镜体油气藏1、特征:一般形成于在水进水退频繁变化的湖岸、海岸、三角洲前缘。 。 。(1)泥页岩封闭(2)受砂体分布控制(3)砂体成组出现(4)规模一般较小,有异常高压2、动力、阻力动力:未知重力;毛细管力、浓度扩散;差异突破作用;烃浓度梯度差阻力:等效排烃压力3、排烃通道和运移方向:多方向4、成藏影响因素砂岩岩性,砂体的几何特征或形态、与烃源岩的接触面积大小、砂体内部特征和外部条件。5、岩性油气藏“复式排烃”裂缝带排烃模式、差异突破压力排烃模式、断层排烃模式——————————————————————————————————第九章 天然气地质学进展一、天然气的成因类型1、生物气(1)基本概念 在低温 (<75℃)还原环境下,厌氧细菌对沉积物有机质进行生物化学降解作用所形成的富含甲烷气体。(2)生物气生成的条件:缺氧环境:有利于产甲烷菌的发育。低硫酸盐环境:硫酸盐还原菌摄取氢的能力较强。在硫酸盐存在的环境中,甲烷生成作用受到限制。低温:产甲烷菌最佳生长温度为 35—45 度。丰富的有机质:有机质是甲烷生成作用及维持微生物代谢作用的必需条件。足够的孔隙空间:产甲烷菌的繁殖需要一定的空间。较快的沉积速率:沉积速率快有利于生物气形成。(3)生物气组成特点及识别标志甲烷含量高,98%以上,量极低,一般<2%,干燥系数(2+)在数百以上,属干气。甲烷富集轻的碳同位素 12C,δ13范围从100‰ ,多数在δD 也呈低值。腐殖型生物气的 δD 介于-210~-280‰,腐泥型生物气约为2、油型气(1)概念 腐泥型和腐植2)油型气组成特点及识别标志石油伴生气和凝析油伴生气:重烃气含量高,超过 5%,湿气,可达20-50% ;值小于 1甲烷碳同位素含量:石油伴生气偏轻,45‰;凝析油伴生气偏重,0‰。裂解干气:以甲烷为主,重烃气极少,<1~2%,甲烷碳同位素≥40‰。3、煤型气:(1)概念:凡与煤系有机质(包括煤层和煤系地层中的分散有机质)热演化有关的天然气,称为煤型气或煤成气。(2)组成特点及识别标志主要成分为甲烷,碳同位素较相同成熟度的油型气重, δ1342‰ ,常含有较高的苯、甲苯以及甲基环己烷和二甲基环戊烷。常含汞蒸气,汞含量超过 700 毫微克/米 3。4、无机成因气:(1)概念及成因:由无机物质形成的气体。宇宙气:由放射性反应、核反应及化学反应等作用形成,含 氦幔源气:来自地幔的气体,主,浆岩中由高温化学作用形成, 质岩中由高温化学变质作用形成, 机岩类分解气:沉积岩中由无机盐类化学分解产生,如碳酸盐岩分解形成 硫酸盐分解形成 特征:无机成因气的非烃气体含量高,包括 2 、及 e 等惰性气体。无机成因的烃类气体中,甲烷为主,少,甲烷的碳同位素 δ1320‰。二、天然气形成机理1、有机成因天然气形成机理热解作用:生物化学作用:催化作用:力化学作用:加氢作用、缩聚作用和脱基团作用加氢作用:2、无机成因气形成机理地幔脱气作用、岩石化学作用、放射性作用三、天然气运移机制天然气运移机制多样:渗滤、扩散、脉冲式混相涌流、水溶对流四.天然气聚散动平衡成藏基本原理天然气的渗滤和扩散能力强, 在运移聚集过程中,存在着一种“聚”和“散”的动态平衡特征。气藏是在两个相互独立而又不断斗争过程中形成的,一方面是气体的生成和聚集,另一方面是气体的散失和消亡。1、天然气动态平衡成藏的四个基本条件:充沛的气源、生气高峰的时代新、良好的封盖条件、较稳定的后期构造环境。五、气藏与油藏的主要差异1、烃类来源天然气来源具有广泛性和多源复合性。天然气有有机与无机成因,形成具有多阶性。 。石油主要是腐泥型和腐殖大量在“生油窗”内形成。2、气藏与油藏保存条件的差异:与石油相比,天然气的聚集效率要小得多。天然气聚集系数一般在 1%以下,个别情况才会超过 1%;而石油的聚集系数较大,一般大于 10%。气藏要求的储层条件相对较低,但封盖条件高。油藏正好相反。油藏,主要是物性封闭和超压封闭;对于气藏,烃浓度封闭也是一种重要封闭。3、运聚成藏方式天然气运移方式多样性:渗滤、扩散、水溶对流。天然气成藏机理多样性:水溶脱气成藏、运聚动平衡成藏、多源复合成藏4、气藏与油藏在空间分布上的差异:天然气的分布远比石油广泛得多。凡是发现石油的地方,都分布有一定数量的天然气。 “有油必有气” 。在许多没有发现大量石油的地区,却找到了丰富的天然气,“有气不一定有油” 。在气源岩有机质演化程度很低或很高两种极端情况下,这种现象表现得尤为突出。气藏,纵向分布较油藏大。六、 深盆气1、深盆气概念深盆气是指盆地中央或坳陷深部致密砂岩地层中气水关系倒置的动态圈闭气藏,是一种特殊的非常规气藏。2、特点(1)气水倒置(2)异常地层压力(3)源—藏伴生(4)气藏边界不受构造等深线控制(5)地质储量大、单井产量低3、形成的地质条件(1)源岩条件——类型多为Ⅲ型、面积大,成熟度高,供气充足(2)储集条件——低孔、低渗,大面积发育(3)盖层条件——顶、底封盖层都重要(4)保存条件——区域构造稳定、断裂发育少4、深盆气形成机理:当坳陷中的天然气大量生成时,作为储层的砂岩早已致密化。天然气进入其中后,排出的水向上倾方向孔隙性相对较好的储层中运移。当天然气补给不断增加,由于储层致密,气体运移不畅,仅部分天然气会克服毛细管阻力随水往上倾方向运移,于是下倾部位因气体的不断积聚,孔隙压力增大。随着上倾方向砂岩含水饱和度的增加,气相渗透率显著降低。由于深盆区天然气还在继续生成和持续补给而向上倾方向运移的量低于补给量,从而导致此区致密砂岩的含气饱和度不断增高,直至成为气藏,即形成深盆气藏。七、煤层气(煤层甲烷)1、基本概念:煤层气:一种储集在煤层中的自生自储式的天然气;是煤化作用的产物,包括生物成因和热成因两种类型,以热成因气为主。主要成分为甲烷,也称为煤层甲烷。含有重烃及二氧化碳等。煤层气的组成受煤阶、有机质来源、埋深和温度的影响。煤层气的赋存状态:煤层甲烷在煤储集层中以三种方式赋存,即游离、吸附和溶解。2、煤层气的富集:煤层甲烷在煤储集层中以吸附状态为主,与常规天然气的聚集有很大的差别,天然气在煤层中的储集主要依赖吸附作用,有无圈闭无关要紧,但常规天然气必须在圈闭中。这是与常规天然气聚集的最主要差别 。3、煤层气高产富集的基本条件:煤层分布广、厚度大、含气量大;煤岩镜质组含量高、演化程度适中;处于区域岩浆热变质区;煤层割理发育、构造裂缝适中;有利的盖层条件;处于构造斜坡带或埋藏适中的向斜区、承压水区。简述天然气藏与油藏形成及分布特征的主要差异。简述深盆气藏的主要特征、形成机理及成藏地质条件。简述天然气的主要成因类型及其特征。
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