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7油气盆地(2627)

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油气 盆地 2627
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• 第七章 油气聚集单元• 第 1节 含油气盆地内部构造单元划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。• 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 一、含油气盆地的概念:• 盆地 —— 指四周高、中间低的地球表面。• 沉积盆地 —— 地质历史时期长期稳定下沉,接受沉积的盆地(与地貌上的盆地相区别)。• 含油气盆地 —— 目前已发现工业油气田的沉积盆地。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”。石 油 地 质 学 积盆地内部构造单元划分石 油 地 质 学 地 质 学 级构造单 元 二级构造单 元 三级构造单 元盆地隆起拗陷斜坡长垣背斜带断块带挠曲带穹隆背斜向斜亚一级单元凸起凹陷含油气盆地 含油气区 油气聚集带 油气田三、油气盆地的结构与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。石 油 地 质 学 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。(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。石 油 地 质 学 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。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。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。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。石 油 地 质 学 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。• 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。故将一级构造分化出来的凸起和凹陷称为亚一级构造。石 油 地 质 学 地 质 学 Ⅰ 库车坳陷; Ⅱ 塔北隆起; Ⅲ 北部坳陷; Ⅳ 中央隆起;Ⅴ 西南坳陷; Ⅵ 塘古孜巴斯坳陷; Ⅶ 塔南隆起; Ⅷ 东南坳陷; Ⅸ 库鲁克塔格断隆;Ⅹ 柯坪隆起; Ⅺ 铁克力克断隆; Ⅻ 阿尔金山断隆12345 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。• 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。石 油 地 质 学 节 含油气盆地类型• 盆地分类:• 一、按盆地的几何形态分类• 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• 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石 油 地 质 学 盆地的几何形态分类石 油 地 质 学 地 质 学 古老地台基底拗陷而形成。特点:基底稳定,多为古老的结晶变质岩体系;长期拗陷沉积,深层为海相,浅层为中生代的海相和陆相地层;火山岩系不发育;地温一般较低,沉积中心与沉降中心基本一致;常发育与基底隆起有关的背斜构造,斜坡单元常发育超覆体系。实例:四川盆地、陕甘宁盆地、西西北利亚盆地等。石 油 地 质 学 在古老地台区,一端产生拉张型正断层使基底下陷形成不对称型沉积盆地。• 特点:基底断裂活动控制盆地的的沉降沉积;沉积沉降中心靠近断层一侧;陡岸形成同生背斜,缓岸形成超覆;内部的分割性强。• 实例:渤海湾盆地中的许多坳陷如此。• 与单断型比较,盆地的边界均为拉张性正断层。• 特点(与单断型对比总结):• 实例:• 活动褶带前缘出显的沉降盆地(与单断型区别)。• 特点:基底是早先的褶皱岩系;盆地边界一侧是逆冲断层,一侧是斜坡带。• 实例:酒泉盆地、阿巴拉契亚、东喀尔巴阡等。石 油 地 质 学 褶皱带内部产生的坳陷(与双断型区别)。• 特点:基底为褶皱岩系,盆地边界均为逆冲断层。• 实例:美国的洛衫机盆地、文图拉盆地,我国的吐鲁番盆地、民和盆地等。• 地台边缘斜坡盆地 (注意与单断型及山前型盆地的区别):• 实例:波斯湾盆地。• 中间地块型盆地 (注意与双断型盆地和山间型盆地的区别):• 实例:马拉开波盆地。石 油 地 质 学 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。• 地台平原盆地• 具前寒武纪基底的盆地:如密歇根盆地、伏尔加 具古生代和不同时代基底的盆地:如西西伯利亚盆地、墨西哥湾盆地。• 山前盆地• 与古生代褶皱带山前凹陷有关的盆地:如阿帕拉契亚盆地、提曼 与后古生代褶皱带山前凹陷有关的盆地:如喀尔巴阡山前盆地、波斯湾盆地。• 山间盆地• 前寒武纪地台活化的山间盆地:如红海盆地、华北盆地。• 古生代褶皱带的山间盆地:如松辽盆地、准噶尔盆地。• 后古生代褶皱带的山间盆地:如特兰西瓦尼亚盆地、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。石 油 地 质 学 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。石 油 地 质 学 发育在板块内部稳定的克拉通区上面并被克拉通包围的盆地。构造运动弱,沉积无粗碎屑供给。如密西西比盆地、威利斯顿盆地(北美)、伊利兹盆地(阿尔及利亚)。• 指被动大陆边缘拗陷形成的盆地,构造略比克拉通盆地复杂,沉积有持久的海退系列,时代属于中、新生代,盆地基本上是拉张性的。如大西洋沿岸盆地,尼日尔三角洲盆地。• 板内边缘的拉张性断陷盆地。如北海盆地、松辽盆地等。石 油 地 质 学 地球动力学为基础的盆地分类石 油 地 质 学 地 质 学 板块边界类型和沉陷机制为基础的分类七种沉陷机制– 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石 油 地 质 学 地 质 学 大洋的发展规律与人生是相同的• 大洋的胚胎 —— 非洲裂谷• 大洋的婴儿 —— 红海• 大洋的青少年 —— 大西洋• 大洋的壮年 —— 太平洋• 大洋的老年 —— 死海• 大洋的坟墓 —— 喜马拉雅山石 油 地 质 学 节 油气田、油气聚集带及含油气区一、油气田(一)油气田的概念与分类• 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. 背斜型油气田; b. 断层型油气田。 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)。• 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。石 油 地 质 学 背斜油气田 : • 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。背斜油气田垂向上多油层叠合,形成巨厚的含油层组常常是最显著的特点之一。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。• 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:• 地堑或半地堑型断陷(或裂谷)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;• 盆地斜坡带或挠曲带,如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。石 油 地 质 学 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。石 油 地 质 学 复合型油气田,系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。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 油 地 质 学 合)油气田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。石 油 地 质 学 地 质 学 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。石 油 地 质 学 地 质 学 中 1609m 二、油气聚集带• 所谓油气聚集带,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组合。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。石 油 地 质 学 地 质 学 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 地 质 学 北北东向延伸,总长达250质储量 108t,可采储量 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。第 4节 含油气系统一、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。石 油 地 质 学 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。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。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。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。石 油 地 质 学 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:• 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;• 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;• 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:石 油 地 质 学 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。• 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。• 捕集子系统。 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。• 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 油 地 质 学 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• 聚集机制研究技术• 7油藏地球化学技术• 地 质 学 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: 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 :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: 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: 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 油 地 质 学 地 质 学 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。石 油 地 质 学 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 ) 石 油 地 质 学 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 )石 油 地 质 学 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。
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