石油天然气地质第五章 (2).ppt

石油天然气地质与勘探,任课人逄雯山东胜利职业学院,石油天然气地质与勘探,,绪论第一章石油、天然气、油田水的基本特征第二章石油和天然气的成因第三章储集层和盖层第四章石油和天然气的运移第五章油气聚集与油气藏的形成第六章油气藏的类型及特征第七章油气聚集单元与油气分布第八章油气资源评价与勘探理论技术第九章油气田勘探的程序和任务,2,第一节圈闭与油气藏概述第二节油气聚集原理第三节油气藏的形成、破坏与保存第四节油气藏形成时间的确定第五节地温场、地压场和应力场与油气藏形成的关系第六节凝析气藏的形成第七节非常规气藏的形成特征第八节气藏与油藏形成及保存条件的差异,第五章油气聚集与油气藏的形成,,★一、圈闭（Trap）的概念,1934年麦考洛提出--圈闭各种性质的油贮。,圈闭适合于油气聚集，形成油气藏的场所。,圈闭储集层中油、气物质自身势最小而其动能为零的地方。,★二、圈闭的度量,,1、溢出点油气充满圈闭后，最先从圈闭中溢出的点,3、闭合面积通过溢出点的构造等高线所封闭面积。,2、闭合高度从圈闭中储层最高点到溢出点的高差。,某储层顶面构造图,,油气在单一圈闭中的聚集。是油气在地壳中聚集的基本单位。,★三、油气藏的概念,油藏,油气藏,气藏,四、油气藏的度量,含油边界（外含油边界）,含油边界（外含油边界）,含水边界（内含油边界）,背斜油气藏中油、气、水分布示意图,含油面积,气顶面积,第一节圈闭与油气藏概述第二节油气聚集原理第三节油气藏的形成、破坏与保存第四节油气藏形成时间的确定第五节地温场、地压场和应力场与油气藏形成的关系第六节凝析气藏的形成第七节非常规气藏的形成特征第八节气藏与油藏形成及保存条件的差异,第五章油气聚集与油气藏的形成,,第二节油气聚集原理,一、油气聚集的动力学机制二、各种圈闭中的油气聚集模式三、油气在圈闭中聚集的过程四、油气在系列圈闭中的差异聚集,一、油气聚集的动力学机制势差或压差浮力-水动力机制油气在圈闭中聚集的主要动力学机制渗滤作用、排替作用浓度差或盐度差渗透力-扩散力机制主要对低分子的天然气起某种作用,油气聚集油气在圈闭中排开孔隙水而积聚起来形成油气藏的过程。,含烃的水或游离烃进入圈闭后，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；烃类则因盖层的毛细管封闭而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,一）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,一）渗滤作用,（二）排替作用,泥质盖层中的流体压力一般比相邻砂岩层中的大，因此圈闭中的水难以通过盖层。进入圈闭的烃类首先在底部聚集，随着烃类的增多逐渐形成具有一定高度的连续烃相。此时在油水界面上油和水的压力相等，而在油水界面以上任一高度上，由于密度差，油（或气）的压力都比水的压力大。因此产生了一个向下的流体势梯度，使油气在圈闭中向上运移的同时，把水向下排替直到束缚水饱和度。随着油或气不断进入圈闭，油－水或气－水界面不断向下移动，直至烃类充满圈闭为止，这一过程主要是排替作用。,（二）排替作用,泥质盖层Pf相邻砂层,圈闭中的流体难通过盖层。,油水界面,P油P水；,向上密度差,→P油P水,→向下的流体势梯度,→油,油上移、向下排替水直到束缚水饱和度，止到充满圈闭,（三）渗滤作用排替作用,上覆盖层毛细管封闭储层中或底部S油达60以上水渗流停止。油气聚集初期水可通过上覆亲水盖层渗流；油气聚集一定程度后，水主要被油气排替到圈闭下方。盖层异常高压封闭水不能通过上覆盖层渗流，只向下排替。,（一）背斜圈闭中油气聚集模式,二、各种圈闭中的油气聚集模式,水可通过上覆泥岩盖层；烃类在圈闭中聚集圈闭中水含盐量增加，PH值降低，利于油气进一步聚集。,（二）地层圈闭中油气聚集模式,从上、下烃源岩进入砂岩储集层的压实流体，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，同时圈闭中流体的含盐量增加，PH值降低，有利于油气的进一步聚集。,（三）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，并从其下倾部分往上凸部分进行二次运移，在砂岩体上倾的低势部位形成聚集，流体中的水可以通过泥岩的层理面或微裂隙继续向上流动，而油气则滞留下来在圈闭中聚集,（四）断层圈闭中油气聚集模式,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。,三、油气在圈闭中聚集的过程,（一）油气充注方式,（一）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。,三、油气在圈闭中聚集的过程,储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,（二）混合过程,三种混合机制密度差异混合圈闭中石油密度倒置→重力分异混合浓度差异混合圈闭中石油组分浓度差异→扩散混合热对流混合效率取决于浓度差、烃分子大小、储层物性,在油气充注圈闭过程中，由于储集层的非均质性及充注过程的差异性，主要是不同充注方式（横向或纵向）和不同充注时间和来源的烃类的差异，造成在圈闭中充注的油气存在纵向上和平面上很强的非均质性。这种流体分布的非均质性是不稳定的，是非正常状态，因此必然发生流体大混合，圈闭中石油或天然气发生的混合作用最终达到相对均质的、符合重力分异作用的稳定状态。,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。,四、油气在系列圈闭中的差异聚集,在含油气盆地中，从盆地低部位或中心向盆地边缘，圈闭中聚集的油气相态出现了两种截然不同的分布模式（1）“油心气环”模式，即石油占据盆地中心构造较低的圈闭，天然气占据盆地周缘的最高位置的构造环。（2）与“油心气环”模式相反，在盆地中心低处的构造圈闭中充满着天然气，而在较高处的构造圈闭中却充满着石油。,四、油气在系列圈闭中的差异聚集,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,盆地,（一）渗漏型（逸出型）油气聚集,断层渗漏型油气差异聚集示意图,（一）渗漏型（逸出型）油气聚集,油藏,油气藏,气藏,油藏,油气藏,气藏,物性渗漏型油气差异聚集,（一）渗漏型（逸出型）油气聚集,（一）渗漏型（逸出型）油气聚集,轻质油,重质油,气,控制油气在地下分布和差异聚集的根本因素是全逼的封盖强度与闭合高度之间的关系封盖强度闭合高度，具有剩余的封盖强度，油和气都只能从圈闭底部溢出，不会从顶部渗漏，优先聚集天然气。具有中等封盖强度，可封盖住与圈闭闭合高度相同的油柱，但不能封盖柱相同高度的气柱，在动平衡过程中油和气分别从圈闭的底部溢出和顶部盖层渗漏。封盖强度闭合高度，封盖强度不能封盖与圈闭闭合高度相同的油柱，油和气均从顶部盖层渗漏。,（一）渗漏型（逸出型）油气聚集,,,（二）溢出型油气聚集,发育在区域均斜（单斜）背景上，溢出点依次增高的一系列相互连通的背斜圈闭。,（二）溢出型油气聚集,（二）溢出型油气聚集,溢出型差异聚集结果（1）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；（2）一个充满了石油的圈闭，仍可聚集天然气，但一个充满了天然气的圈闭，则对聚集石油无效。,（二）溢出型油气聚集,图俄罗斯台地斯大林格勒区下石炭统斯大林山层三个相联系的构造中的圈闭中油气差异聚集情况,油气运移主要方向,气藏,油藏,油气藏,三个构造的油气差异聚集特征,美国密歇根盆地志留系礁带中差异聚集,澳大利亚埃罗曼加盆地中的差异聚,4储层充满水且处于静水压力条件。,溢出型油气差异聚集的条件,1区域性长距离运移，储层区域性倾斜，岩相岩性稳定、渗透性好。,2系列圈闭的溢出点依次增高。,3油气源充足，且来自储层下倾方向。,水压梯度及水运动方向,影响溢出型油气差异聚集的地质因素,运移路径上有支流油气源,温压变化形成次生气顶，或原生气顶溶于油,后期地壳运动圈闭条件改变,,圈闭的封盖强度与闭合高度之间的关系分三种情况一类封盖强度大于闭合高度，油和气都只能从圈闭底部溢出，不会从顶部盖层渗漏，且优先聚集天然气；二类具有中等封盖强度，足以封盖住与圈闭闭合高度相同的油柱，但不足以封盖住相同高度的气柱，油和气分别从圈闭的底部溢出和顶部盖层渗漏；三类封盖强度小于闭合高度，封盖强度不足以封盖与圈闭闭合高度相同的油柱，油和气均从顶部盖层渗漏。由于各类圈闭在侧向溢出和垂向渗漏上的差异，造成了油气在横向上和垂向上的差异聚集和分布,第二节油气聚集原理,一、油气聚集的动力学机制二、各种圈闭中的油气聚集模式三、油气在圈闭中聚集的过程四、油气在系列圈闭中的差异聚集,