石油和天然气的聚集.ppt

第五章石油和天然气的聚集,,1圈闭与油气藏基本概念2油气藏成藏要素3油气聚集4油气藏的再形成5油气藏形成的时间确定,基本内容,第五章石油和天然气的聚集,,一、圈闭的基本概念一圈闭是储集层中能聚集并保存油气的场所。一个圈闭必须具备三个条件或三要素1容纳流体的储层；2阻止油气向上逸散的盖层；3在侧向上阻止油气继续运移的遮掩物。它可以是盖层本身的弯曲变形，如背斜，也可以是断层、岩性变化等。圈闭只是一个具备了捕获分散状烃类而使其发生聚集的能力的一个有效的地质体，它可以有油气，亦可以无油气，即与油气无关。石油勘探的初期，人们以“油气苗”作为找油的主要场所，后来发现油气聚集与背斜有关，就产生了背斜学说（Z.C.White，1885）。1928年利莱（E.R.Lilley）总结得出有多种油贮类型。1934年，麦考洛E.H.Mccollough首先提出“圈闭”这一名词，用来表示不同性质的油贮，把能聚集并保存油气的地质体都称为圈闭，形成了圈闭学说。并把圈闭分为构造圈闭和非构造圈闭。1936年，莱复生（A.I.Levorsen）首先提出“地层圈闭”的概念。在莱复生等从静态角度来研究圈闭的同时，赫伯特（M.K.Hubbert,1940,1953）从动态的角度，通过对地下水动力的研究，提出了水动力圈闭的新类型。,第1节圈闭和油气藏的基本概念,第五章石油和天然气的聚集,,二圈闭的度量圈闭的大小，主要是由圈闭的最大有效容积确定的。它表示能容纳油气的最大体积，是评价圈闭的重要参数之一。一个圈闭的有效容积，取决于闭合面积、闭合高、储集层的有效厚度和有效孔隙度等参数。1.溢出点是指圈闭容纳油气的最大限度的点位。若低于该点高度，油气就溢向储集层的上倾方向。,背斜圈闭中，度量最大有效容积的有关参数示意图,,,第五章石油和天然气的聚集,,2.闭合面积在静水条件下是通过溢出点的构造等高线所圈定的封闭区的面积，或者更确切地说，是通过溢出点的水平面与储集层顶面及其他封闭面（如断层面、不整合面、尖灭带等）所交切构成的封闭区（面积）。在动水条件下，是通过溢出点的油气等势面与储集层顶面非渗透性盖层联合封闭的闭合油气低势区。3.闭合高度是指圈闭顶点到溢出点的等势面的垂直最大高度。,背斜圈闭中，度量最大有效容积的有关参数示意图,,,第五章石油和天然气的聚集,,温馨提示1构造闭合高度与构造起伏幅度是两个完全不同的概念；2在圈定闭合面积时，要先找出溢出点遮挡条件的下限，然后根据形成圈闭遮挡物性质是断层、岩性尖灭线或盖层的弯曲，用断层线、岩性尖灭线、构造等高线，三者中的一、二或三，通过溢出点构成的一个闭合的回路或封闭线所圈出的面积。,,第五章石油和天然气的聚集,,二、油气藏的基本概念一油气藏是地壳上的油气在单一圈闭中的聚集，在一个油气藏内具有统一的压力系统和统一的油、气、水界面，是地壳中最基本的油气聚集单元。,具体地说，运移着的油气，遇到了圈闭，在盖层和遮挡物的作用下，阻止了它们的继续运移，就会在其中的储层内聚集起来，就形成了油气藏。如果圈闭中只聚集了油或只聚集了气就分别称为油藏或气藏，二者同时聚集就称为油气藏。若油气聚集的数量足够大，达到了工业开采价值，则称为商业性油气藏，否则，聚集的数量少，不具备工业开采价值，则称为非商业性油气藏。二者是一个相对概念，取决于政治、经济和技术条件。油气藏的重要特点是在“单一”圈闭内的聚集，所谓“单一”的涵义，主要是指受单一要素所控制，在单一储层内，具统一的压力系统，统一的油、气、水边界，同一面积内的油气藏。,,三个储集层组成的三个油藏,第五章石油和天然气的聚集,,二油气藏内油、气、水的分布在垂向上，由于流体比重的差异，重力分异结果使油、气、水的分布呈现气在上，油居中，水在下的分布特征，它们之间的分界面为油-气界面和油-水界面。静水条件下，这些分界面近于水平，而动水条件下，这些分界面发生倾斜，倾斜程度取决于水动力的强弱。由于储集层中的多孔介质系统有许许多多毛细管及微毛细管孔道存在，毛细管压力的作用使天然储油中的流体按比重分异是不完整和不明显的，油-气、油-水界面并不是一个截然的界面，而是一个过渡带，过渡带的宽窄取决于储集层毛细管压力曲线的斜率，斜率越大，过渡带越宽。储层物性的不均，也会造成油气不规则的分布特征。平面上，大多数构造油气藏和某些岩性油气藏都具有环带状分布特征，即气居高点部位，油环绕气分布于构造高部位，水在油外分布于构造翼部。,背斜油气藏中，油、气、水分布示意图,第五章石油和天然气的聚集,,（三）油气藏的度量对于油气藏来讲，其大小通常是用储量来表示的，主要用到以下几个参数和术语。1.含油边界和含油面积油（气）水界面与储集层顶、底面的交线称为含油边界。其中与顶面的交线称为外含油（气）边界，与底面的交界称为内含油（气）边界。若储集层厚且油水界面较高，与其底面不相交时，只有外含油边界。由相应含油边界所圈定的面积分别称为内含油面积和外含油面积。,背斜油气藏中，油、气、水分布示意图,第五章石油和天然气的聚集,,2.底、边水如果油层厚度不大，或构造倾角较陡，这时油气充满圈闭的高部位，水围绕在油气藏的四周。即在内含油气边缘以外，这种水称为边水；如果油层厚度大，倾角小，油气藏的下部全部为水，这种水称为底水。3.气顶和油环前述油气藏中油、气、水具有气居顶、油居中，水在下的分布特征，气居顶称为气顶。油在气水之间，平面上是环带状分布，称油环,背斜油气藏中，油、气、水分布示意图,第五章石油和天然气的聚集,,4.油气藏高度H是指油气藏顶到油气水界面的最大高差。5.油气柱高度h是指油气的最高点到最低点的海拨高度。对于油水界面呈水平状态的油气藏（图中②）来说，两者是相同的，但在油水界面发生倾斜或变曲时（图中①），两者不相同。油气高度是计算储量的重要参数，而油气柱高度则更多地反应盖层的封闭能力及水动力的条件。6.充满系数含油气高度与闭合高度的比值。,油气藏高度、油气柱高度示意图,第五章石油和天然气的聚集,,第2节油气藏成藏要素,一、油气成藏要素油气藏的形成过程，实际上是油气从分散到集中的过程。而油气在由分散到集中形成油气藏的过程中，受到各种因素的作用，要形成储量丰富的油气藏，而且保存下来，主要取决于一生油层、二储集层、三盖层、四运移、五圈闭和六保存六个条件（要素）。归纳起来油气藏形成的基本条件有以下几个方面1、油气源条件2、生储盖组合和传输条件3、圈闭条件4、保存条件,第五章石油和天然气的聚集,,,二、油气富集条件一充足的烃源条件生油条件是油气藏形成的物质基础。因此，充足的油气供给，才能形成储量大、分布广的油气藏。油气源的供烃丰富程度，取决于盆地内烃源岩系的发育程度及有机质的丰度、类型和热演化程度。生油凹陷面积大、沉降持续时间长，可形成巨厚的多旋回性的烃源岩系及多生油气期，具备丰富的油气源，是形成丰富油气藏的物质基础。从国内外大型及特大型油气田分布看，它们都分布在面积大、沉积岩系厚度大、沉积岩分布广泛的盆地中。如波斯湾、西伯利亚、墨西哥、马拉开波、伏尔加乌拉尔、松辽、渤海湾。这些盆地的面积多在10104km2以上，烃源岩系的总厚度均200300m，沉积岩体积多在50104km3以上。,第五章石油和天然气的聚集,,1.成烃坳陷,成烃坳陷是指地质历史时期曾经是广阔的有利于有机质大量繁殖和保存的封闭或半封闭的沉积区；成熟烃源岩有机质丰度高，体积大，并能提供充足的油气源，形成具有工业价值的油气聚集。,成烃坳陷与油气分布关系图,第五章石油和天然气的聚集,,成烃坳陷与油气分布关系图,成烃坳陷在不同类型的盆地中有不同的分布形式，这与盆地的演化模式有关。平面上,可以位于盆地中央地带松辽盆地，也可以偏于盆地一侧酒西盆地，或者有多个成烃坳陷渤海湾盆地。纵向上，由于盆地演化的不同，烃源岩的分布在单一旋回盆地中只能有一套，在多旋回盆地中常发育多套烃源岩，但主力烃源岩常常只有一个。成烃坳陷的位置也可以是继承性的，也可以是非继承性的，在不同的阶段位置产生迁移或完全改变。只有研究盆地的演化史，进行旋回分析和沉积相分析，才能把握成烃坳陷的发育和迁移规律，有效地指导油气勘探。,第五章石油和天然气的聚集,,2.烃源岩的成烃条件,并非所有的沉积盆地都有成烃拗陷，当盆地内拗陷区一直处于补偿或过补偿状态时，难以形成有利的成烃环境，或油气潜量极低，属于非成烃拗陷。因此，一个拗陷是否具备成烃条件，还要对烃源岩有机质丰度、类型、成熟度、排烃效率来进行评价。通过定量计算成烃潜量、产烃率来确定盆地的总资源量，从而评价油气源的充足程度。只有具丰富油气资源的盆地，才能形成大型油气藏。,第五章石油和天然气的聚集,,,二有利的生、储、盖组合配置关系油气生成后，只有及时的排出，聚集起来形成油气藏，才能成为可以利用的资源；否则，只能成为油浸泥岩。而储集层是容纳油气的介质，只有孔渗性良好，厚度较大的储集层，才能容纳大量的油气，形成巨大的油气藏，这是显然的。而有利的生、储、盖组合，也是形成大型油气藏不可缺少的基本条件。生储盖组合是指紧密相邻的烃源层、储集层、盖层三者的组合型式。有利的生储盖组合是指三者在时、空上配置恰当，有良好的输导层，使烃源层生成的油气能及时地运移到储集层聚集；盖层的质量和厚度能确保油气不致于散失。生储盖组合是否有利，取决于组合类型，要对各组合类型进行评价。,第五章石油和天然气的聚集,,1.生储盖组合类型,（1）根据三者之间的时空配置关系，可划分为四种类型正常式组合生下、储中、盖上侧变式组合指由于岩性、岩相在空间上的变化而导致的生、储、盖在横向上渐变而构成。顶生顶盖式（顶生式）生油层与盖层同属一层，储层位于下方。自生、自储、自盖式本身具生、储、盖三种功能于一身。（2）根据生油层与储集层的时代关系划分为新生古储式、古生新储式和自生自储式三种型式。,,第五章石油和天然气的聚集,,（3）根据生、储、盖组合之间的连续性可将其分为连续性沉积的生、储、盖组合和不连续的生、储、盖组合。连续的生储盖组合是三者存在于连续沉积的地层单位中，生储层直接接触，以孔隙或孔隙裂缝系为输导油气的通道。根据接触方式可进一步分为面接触，包括上覆式、下伏式、互层式；带接触，也称侧变式或指状交叉式；体接触，也称封闭式或透镜式。,生储盖组合分类模式图盖层；2.储集层；3.烃源层；4.断层；5.不整合,第五章石油和天然气的聚集,,不连续生储盖组合生储层在时间上是不连续的，在空间上可以直接接触，也可以是分隔的，但两者的连接通道为不整合面或断层面。可分为不整合型生储盖组合和断裂型生储盖组合。,生储盖组合分类模式图盖层；2.储集层；3.烃源层；4.断层；5.不整合,第五章石油和天然气的聚集,,在实际情况下，单一型式的生储盖组合往往很局限，输导油气的能力也有限，而更多的是多种型式联合形成复合的输导网络，因此，复合型的生储盖组合对大型油气藏的形成更为有利。我国酒西盆地前山背斜带油气藏的形成即为复合型输导油气的结果。,酒西盆地前山背斜带剖面油气运移方向示意图,第五章石油和天然气的聚集,,2.生储盖组合的评价,根据国内外学者研究认为在粘土岩砂岩类构成的生储盖组合中，砂岩体与其周围生油气层接触面积是控制石油储量的重要因素。当砂岩储集层单层厚约1015m，泥岩生油层单层厚约3040m，二者呈略等厚互层时，砂泥岩接触面积最大，最有利于石油聚集。从砂泥厚度比率看，砂岩厚度比率介于2060对油气聚集最有利，中值为3060，太大太小均不利。,,第五章石油和天然气的聚集,,不同的生、储、盖组合，具有不同的输送油气的通道和不同的输导能力，油气的富集条件就不同。生、储互层式组合，生与储接触面积大最为有利。生、储指状交叉的组合，生油层与储层的接触局限于指状交叉地带，在这一带最有利；向盆一侧远离此带，因缺乏储集层，输导能力受限；而另一侧则缺乏生油层，油气来源又受限制。砂岩透镜体从接触关系上来说，应该是油气的输导条件最为有利，但油气的输导机理，至今还没有人能解释清楚。这三种组合关系是最有利的或较为有利的。,,,,第五章石油和天然气的聚集,,生储盖组合是否有利主要是看是否具有最佳的排烃效率，它与组合型式、烃源层的单层厚度和砂岩百分率有关。单层厚度在30～50m的烃源层排烃效率较高，而砂岩百分率适当的区带则有利于油气由烃源层排入储集层进入二次运移。从以上三个方面对生储盖组合定性评价可归纳为表。,生储盖组合定性评价简表,第五章石油和天然气的聚集,,（三）有效的圈闭,油气勘探的实践业已证明，在有油气来源的前提下，并非所有的圈闭都能聚集油气。有的有油气聚集，有的只含水，属于“空”圈闭，说明它们对油气聚集而言是无效的。有效圈闭是指在具有油气来源的前提下，能聚集并保存油气的圈闭。其影响因素有三个方面1．圈闭形成时间与油气区域性运移时间的关系（时间上的有效性）2．圈闭位置与油气源区的关系（位置上的有效性）3．水压梯度对圈闭有效性的影响,第五章石油和天然气的聚集,,1．圈闭形成时间与油气区域性运移时间的关系圈闭形成早于或同时于油气区域性运移的时间是有效的，否则，在油气区域性运移之后形成的圈闭，因油气已经运移走了当然是无效的。油气初次运移时，在生油层内部的岩性、地层圈闭中聚集起来的油气藏，是形成最早的油气藏。在烃源岩生烃并大量排烃以后，所发生的第一次地壳运动，是油气大规模区域性运移的主要时期，在此时及其以前形成的圈闭是最有效的。如果盆地在此后又发生过一次或多次构造运动，可能会产生两种结果一种情况仅使原有多数圈闭进一步发育定型，对油气聚集最为有利，而新形成的圈闭则因无油气可捕获而常常是无效的。另一种情况是地壳运动比较强裂，改变了盆地原来的构造面貌，破坏了已有油气藏，打破了原来的油气聚集的平衡状态，油气可再次发生区域性运移，油气重新分布，这时及其以前形成的圈闭可能成为有效的。如果一个盆地含有多套烃源岩层，会有多个油气生成和油气运移期，那么后期生成的圈闭，对于早期的油气运移期是无效，而对于后期的油气运聚则可能是有效的。所以应作全面分析研究。,第五章石油和天然气的聚集,,酒西盆地前山背斜带油气藏，通过古构造图分析，背斜带中鸭儿峡、老君庙、石油沟等构造在中新世早期已经形成，此时烃源岩也正处于生烃、排烃高峰期，由青西凹陷运移出来的油气聚集于此形成一系列背斜油田，而处于鸭儿峡西北边的青草湾构造，则形成于最后一期构造运动（第三纪末），尽管临近生油凹陷，也未能捕捉到油气。,酒泉西部盆地构造单元及油气田分布示意图,第五章石油和天然气的聚集,,2．圈闭位置与油气源区的关系油气生成以后，首先运移至离油源区以内及其附近的圈闭中，形成油气藏，多余的油气则依次向较远的圈闭运移聚集。显然，圈闭离烃源岩区域越近越有效，越远有效性越差。圈闭位置上的有效性是一个相对概念。它受两方面因素影响一是油源是否充足，若烃源岩供烃充足，则盆地内所有圈闭（指在时间上是有效）都应是有效，否则其有效性随距离增加而变小；二是油气运移的通道和方向，油气在运移过程中，若因岩性变化、断层阻挡或其它阻力的影响，油气运移的方向就会发生变化或停止运移，这时只有油源附近的圈闭才会有效，较远的圈闭只有在有良好通道相连时才是有效的，否则是无效的。,第五章石油和天然气的聚集,,该区有5个发育良好的穹窿，其中爱尔平、庇博迪、克凡尔脱赛拉斯近南北向展布，以爱尔平距源区最近。其东侧有佛罗伦斯和本斯穹窿。就地理位置而言，本斯穹窿比克凡尔脱赛拉斯、佛罗伦斯更近源区，但依照溢出点的高程而言，爱尔平穹窿被油气充满后，只能向庇博迪溢出，然后依次溢向克凡尔脱赛拉斯和佛罗伦斯。即使油气供给最充分，当油气充满佛罗伦斯后，只能继续向东北方向溢出，而不可能折向本斯穹窿。因为它与佛罗伦斯或爱尔平之间溢出点太低，油气无法进入，即使圈闭条件最好且距源区的地理位置并不远，也不能聚集油气，而成为无效的圈闭。,第五章石油和天然气的聚集,,3．水压梯度对圈闭有效性的影响在静水条件下，油气藏内油水或气水界面是水平的。但在动水条件下，这个界面则是倾斜的，倾角大小取决于水压梯度和流体的密度差。对油藏而言，油水界面倾角可由下式求出,,在水动力条件下，油（或气）水界面是倾斜的，意味着会有部分油气被冲走，倾角越大，能留住的油气就会越小。当这个倾角大于或等于圈闭水流方向一翼的岩层倾角时（r≥α），油气就会全部被冲走。,,,水压梯度与圈闭有效性的关系,第五章石油和天然气的聚集,,,由上两式可知，在相同的水动力条件下，相同的α，则气水界面倾角比油水界面倾角小，所以圈闭对油可能无效而对气可能是有效的。同一水压梯度下，圈闭中能否聚集油气还取决于岩层倾角的大小，倾角越大，有效性越好。当然天然气对倾角要求要比石油小的得多。也就是说，水动力对圈闭有效性取决于流体性质、水动力大小及岩层倾角大小，同一圈闭往往对天然气有效，而对石油可能无效。,,水动力条件下油气水界面分布示意图,第五章石油和天然气的聚集,,四必要的保存条件,在地质历史时期形成的油气藏能否存在，决定于在油气藏形成以后是否遭受破坏改造。必要的保存条件，是油气藏存在的重要前提。主要有以下条件影响1．地壳运动对油气藏保存条件的影响地壳运动对油气藏的破坏表现在三个方面1）地壳抬升，盖层遭受风化剥蚀，盖层封盖油气的有效性部分受到破坏，或全部被剥蚀掉，油气大部分散失或氧化、菌解，造成大规模油气苗。如西北地区许多地方的沥青砂脉。2）地壳运动产生一系列断层，也会破坏圈闭的完整性，油气沿断层流失，油气藏破坏。如果断层早期开启，后期封闭，则早期断层起通道作用，油气散失；而后期形成遮挡，重新聚集油气，形成次生油气藏或残余油气藏。如勃海湾盆地的“华北运动”，以块断活动为主，产生大量的断层，这些断层破坏了原有圈闭及油气藏的完整性，使油气重新分布，同时也导致次生油气藏的形成。,第五章石油和天然气的聚集,,3）地壳运动也可以使原有油气藏的圈闭溢出点抬高，甚至使地层的倾斜方向发生改变，造成油气藏的破坏。2．岩浆活动对油气藏的保存条件的影响岩浆活动时，高温岩浆会侵入到油气藏，会把油气烧掉，破坏油气藏。而当岩浆冷凝后，就失去了破坏能力，会在其它因素的共同配合下成为良好的储集体或遮挡条件。3．水动力对油气藏保存条件的影响活跃的水动力条件不仅能把油气从圈闭中冲走，而且可对油气产生氧化作用。所以在地壳运动弱、火山作用弱、水动力条件弱的环境下才利于油气藏的保存。,第五章石油和天然气的聚集,,第3节油气的聚集,油气在圈闭中不断汇聚，形成油气藏的过程称为油气聚集。油、气、水由于密度不同，在圈闭中会发生重力分异。当油气生成以后，运移至储层的油气便沿上倾方向向周围高处的圈闭中运移。由于天然气的密度最小、粘度最小、分子小、它最易流动、流动地最快，运移的结果，天然气必然占据盆地中心周围最高位置的构造环，而石油则占据其下倾方向位置较低的构造，比较接近盆地的中心。当然也发现了正好相反的规律，由此而提出了差异聚集的原理。这是油气聚集的基本规律。,第五章石油和天然气的聚集,,一、在单一圈闭内的聚集,对于单一的背斜圈闭来讲，在充满水的储集层中运移的油气在静水条件下进入背斜圈闭时，首先在最高部位聚集起来，较晚进入的依次由较高的向较低的部位聚集，一直到充满整个圈闭为止。在圈闭中，油、气、水按密度分异。气居上，油居中，水在底下。这时，该圈闭的聚油作用阶段已经结束。若再有油经过时，就通过溢出点向上倾方向溢出；但对天然气则不同，由于气比油轻，它可以继续进入圈闭，并排替原被石油所占据的那部分储集空间，这一过一直进行到圈闭的整个容积完全被天然气所占据为止。至此，对于单一圈闭来说，油气聚集的过程已完全。,单一背斜圈闭中的油气聚集和油气藏,第五章石油和天然气的聚集,,一原理油气差异聚集的基本原理最早由加拿大著名石油地质学家Gussow1954首先阐明，Gussow认为静水条件下，如果在油气运移的主方向上存在一系列溢出点自下倾方向向上倾方向递升的圈闭，当油气源充足和盖层封闭能力足够大时，油气首先进入运移路线上位置最低的圈闭，由于密度差使圈闭中气居上，油居中，水在底部，当第一个圈闭Ⅰ被油气充满时，继续进入的气可以通过排替作用在圈闭中聚集，直到整个圈闭被气充满为止，而排出的油通过溢出点向上倾的圈闭Ⅱ中聚集；若油气源充足，上述过程相继在圈闭Ⅲ及更高的圈闭中发生；,在相连的系列背斜圈闭中的油气聚集图,二、油气差异聚集原理,第五章石油和天然气的聚集,,若油气源不足时，上倾方向（距油源较远）的圈闭则不产油气，仅产水，称为空圈闭。所以在系列圈闭中出现自上倾方向的空圈闭向下倾方向变为纯油藏→油气藏→纯气藏的油气分布特征。但这种结果只能代表原始的聚集规律，后期地质条件的改变有可能破坏这种聚集情况。加拿大阿尔伯达盆地的瑞姆彼圣.阿尔伯达线状礁带差异聚集最为理想的例子。,在相连的系列背斜圈闭中的油气聚集图,第五章石油和天然气的聚集,,由差异聚集原理可以得出如下规律或结论1）在离源岩区最近，溢出点最低的圈闭中，在油气源充足的前提下，形成纯气藏；稍远处，溢出点较高的圈闭中，可能形成油气藏或纯油藏；在溢出点更高，距油源区更远的圈闭中可能只含水。2）一个充满了石油的圈闭，仍然可以做为有效的聚集天然气的圈闭；反过来，一个充满天然气的圈闭，则不再是一个聚油的有效圈闭。3）若油气按密度分异比较完善，则离供油区较近，溢出点较低的圈闭中，聚集的油和气密度应小于距油源区较远、溢出点较高的圈闭中的油和气。4）所形成的纯气藏、纯油藏、油气藏的数目，取决于供烃的充分程度、所供烃类性质及圈闭的大小和数目。,第五章石油和天然气的聚集,,二差异聚集的必备条件差异聚集作用是否充分取决于下列条件1）具有区域性较长距离运移的条件，即要求具区域性的地层倾斜，储集层岩相稳定，渗透性好，区域运移通道的连通性好。2）相连通的圈闭溢出点依次增高。3）油气源供应区位于盆地中心地带，有足够数量的油气供应。4）储集层中充满水并处于静水压力条件下，石油和游离气是同时一起运移的。,第五章石油和天然气的聚集,,三影响差异聚集的地质因素具备上述条件，差异聚集就进行得完善，否则，当有干扰时，就进行得不完善，表现得不典型。这些干扰因素主要有1）在油气运移通道上有另外油气供给来源的支流时，则会打乱原来应有的油气分布规律。2）气体在石油中的溶解作用，随物理条件（T、P）的改变而变化，它可以造成次生气顶，也可以导致原生气顶的消失，从而影响油气的分布规律。3）后期地壳运动造成圈闭条件的改变，造成油气重新分配。4）区域水动力条件，主要指水压梯度的大小及水运动方向，也会影响油气的分布规律。,第五章石油和天然气的聚集,,三、油气聚集模式,一油气聚集机理1.渗滤作用Cordell1977、Roberts1980等人认为含烃的水或随水运移的油气进入圈闭以后，因为一般亲水的、毛细管封闭的盖层对水不起封闭作用，水可以通过盖层而继续运移；而对烃类则产生毛细管封闭，结果把油气过滤下来在圈闭中聚集。在水动力和浮力的作用下，水和烃可以源源不断地补充并最终导致在圈闭中形成油气藏。,圈闭中油气的聚集A背斜圈闭；B地层圈闭,第五章石油和天然气的聚集,,2.排替作用Chapman1982认为泥质盖层中的流体压力一般比相邻砂岩层中的大，因此圈闭中的水是难以通过盖层的。另外油气进入圈闭后首先在底部聚集，随着烃类的增多逐渐形成具有一定高度的连续烃相，在油水界面上油水的压力相等，而在油水界面以上任一高度上，由于密度差油的压力都比水的压力高，因此产生了一个向下的流体势梯度，致使油在圈闭中向上运移同时把水向下排替直到束缚水饱和度为止。,第五章石油和天然气的聚集,,3.渗滤作用和排替作用共同作用当上覆盖层中只有毛细管压力封闭时，在油气聚集过程中上述两种作用都可能存在。在油气聚集的初期，水是可以通过上覆亲水盖层而发生渗流的；当油气聚集到一定程度后，水就很难通过上覆盖层而主要是被油气排替到圈闭的下方。4、油气充注方式England（1987）认为一个油藏将以一种顺序方式充注，石油将首先进入具有最低孔隙排替压力的最佳渗透层，并且按着以一组向前推进的石油波阵面方式充注油藏。,第五章石油和天然气的聚集,,（二）油气聚集模式Cordell1977提出了碎屑岩中不同圈闭里油气聚集的可能模式。1）背斜圈闭中油气聚集模式从生油层进入储集层中的压实流体，沿着背斜的翼部向顶部运移。在圈闭中，水很可能通过上覆泥岩盖层渗滤，这是由于背斜构造的张力或其它原因所产生的微裂隙使水继续向上流动，而把烃类和无机盐类过滤在圈闭中聚集。并使圈闭中流体的含盐度增大，Ｐh值降低，这又有利于烃类的进一步聚集。,,,背斜圈闭中油气聚集模式,第五章石油和天然气的聚集,,2）地层圈闭中油气聚集模式从上、下生油层进入砂岩的压实流体，沿上倾方向进行二次运移，由于地层尖灭或不整合造成地层圈闭，流体中的水可以通过圈闭的上方继续运移，而烃类则滞留在圈闭中聚集，同时圈闭中流体含盐量增加，PH值降低，有利于油气的进一步聚集。,,地层圈闭中油气聚集模式,第五章石油和天然气的聚集,,3）岩性圈闭中油气聚集模式压实流体从周围的生油泥岩进入被泥岩包围的透镜状或扁豆状砂岩体，并从下倾部分往上凸部分进行二次运移，在砂岩体上倾的低势区聚集，水可以通过泥岩的层理面或微裂隙继续向上流动，而油气则滞留下来。,,岩性圈闭中油气聚集模式示意图,第五章石油和天然气的聚集,,4）断层圈闭中的油气聚集模式压实流体从泥岩中进入砂岩中，开始了二次运移，在运移的上倾方向因断层的遮挡形成圈闭，流体中的水可通过遮挡面向上继续运移，油气则聚集下来。,,断层圈闭中油气聚集模式,第五章石油和天然气的聚集,,第4节油气藏的再形成,原有油气藏在外力作用下遭受破坏，呈分散状态的油气遇到新的圈闭条件又重新聚集，形成的新油气藏称为次生油气藏。次生油气藏的形成有两种情况1）地壳运动破坏了圈闭的完整性，使它丧失了或减弱了对油气聚集的能力。因而油气发生再运移重新聚集成藏，这主要是断裂作用造成。2）地壳运动未破坏圈闭的完整性，但使溢出点抬高或使其有效性变差，就会使油气藏中的油气部分或全部逸出，在新的圈闭中聚集起来，形成新的油气藏。,,第五章石油和天然气的聚集,,第5节油气藏形成时间的确定,,确定油气藏的形成时间，对油气田勘探具有重要的现实意义。主要有如下几种方法一、根据盆地沉降史、圈闭发育史和生排烃史确定油气藏的形成时间（一）盆地沉降史、圈闭发育史盆地沉降史分析实际上考虑到了盆地演化史、油气生成及排烃史、圈闭发育史，以此来分析油气藏的形成时间。1．沉积埋藏史和构造发育史通过回剥法来恢复埋藏史，由此也可以恢复构造演化史。这种方法也叫古厚度恢复方法。这只要考虑正常压实原理、古地层剥蚀恢复、地层欠压实现象。,第五章石油和天然气的聚集,,,2．构造发育史对油气藏形成的作用与油气初次运移同时或早于油气初次运移的圈闭是有利的，特别是长期继承性发育的圈闭最有利。一般油气藏形成时间的下限为油气初次运移时间（最早）。,,构造发育史于油气聚集关系示意图,第五章石油和天然气的聚集,,,,,,,构造形成时间与油气聚集的关系,圈闭形成的相对时间,圈闭形成与油气聚集的时间关系,第五章石油和天然气的聚集,,,二、根据饱和压力确定油气藏的形成时间由于地壳上所有油藏多少都含有天然气，且很多油藏都被气饱和或接近饱和，油藏的饱和压力与油藏的地层压力相等。与饱和压力（静水柱压力）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代。设某地层油藏的饱和压力为20Mpa,,（二）根据生油岩主要排烃时间确定,,这时从油藏顶面上推2000m恰到B层，可认为油藏是在B层开始沉积时形成的。这种计算方法在应用时，应充分考虑各种不利因素的影响，如地壳下沉，原始地层压力增加，饱和压力增大；或上覆地层发生剥蚀作用，引起油气藏内的温度压力发生变化而减小了饱和压力；或地层压力与静水柱压力不等。,,计算油藏形成时间示意图,第五章石油和天然气的聚集,,,三、气藏形成时间的确定四、油藏地球化学方法,,,,