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文檔簡介

第六節圈閉與油氣聚集基本內容提要

圈閉是油氣聚集成藏的場所,圈閉的形成條件決定著油氣藏的基本特征。油氣成藏要素包括有利的生儲蓋組合及良好油氣輸導,加上有效圈閉存在,油氣才在其中大量聚集成藏。本章科學地分析了油氣差異聚集原理和油氣聚集模式,介紹了確定油氣藏形成時期的新方法。一圈閉的形成機制①地層向上彎曲成為背斜,導致油、氣、水重力分異(背斜圈閉);②儲層沿上傾方向與非滲透性地層以斷層相接(斷層圈閉);③儲層在上傾方向被非滲透性地層不整合覆蓋(地層圈閉);④儲層沿上傾方向物性變差或巖性發生尖滅(巖性圈閉);⑤由于水動力作用使油氣運移停止(水動圈閉)。(一)構造圈閉由于地殼運動使儲層頂面發生變形、變位而形成的圈閉,稱構造圈閉。1、背斜圈閉形成機理由于地層發生彎曲、拱起形成向周圍傾伏閉合低勢區。分為:背斜、向斜兩大類。2、斷層圈閉形成機理凡是儲層上傾或各個方向由斷層封閉而形成的圈閉,稱斷層圈閉。斷層對儲層上傾方向封閉情況,常見的有下列三種:(1)完全封閉(圖)

儲層上傾方向完全與非滲透性層相接,形成完全封閉;(2)部分封閉(圖)

儲層上傾方向上方一部分與非滲透性相接,形成部分封閉;(3)不封閉(圖)

當儲層上傾方向與滲透層相接時,就不能起封閉作用。斷層的性質對封閉也起一定作用。一般:壓性、封閉好;張性、封閉差。斷層在形成斷層圈閉的作用可表現為兩個方面:改造原有圈閉;形成新的圈閉。3、裂縫性背斜形成機理在背斜構造控制下,儲層經構造裂縫改造下才形成,而未經改造的部分為非滲透儲層。4、巖體刺穿油氣藏形成機理由于地靜壓力差作用使可塑性膏鹽和軟泥由高壓向低壓區流動,遇到薄弱地帶,向上侵入或拱起,使儲層上傾方向被刺穿,形成封閉區。(二)地層圈閉凡儲集層因地層變化(剝蝕、超覆、尖滅側向物性變差)而形成的圈閉,稱地層圈閉。1、不整合圈閉形成機理儲集層上傾方向直接與不整合相切,封閉成圈閉,儲層可以位于不整合面之上或之下,其形成主要與區域沉積間斷及剝蝕作用有關。2、礁型圈閉形成機理礁體上方和周圍被非滲透性巖層封閉而形成圈閉,礁相建造主要是沉積作用的結果(潛山儲層是風化作用結果)。3、瀝青封閉圈閉形成機理儲層上傾方向的非滲透層是由瀝青組成。油氣藏在形成過程中,都遭受一些破壞,氣極難保存,以重油和瀝青為主。(三)巖性圈閉1、形成機理依靠地層的沉積條件和巖性、巖相或巖層中物性條件變化,儲層上傾方向和四周為非滲透巖層所封閉而形成的圈閉。按形成條件可分為二種:沉積圈閉,在沉積作用過程中儲層巖性變化形成的封閉圈閉;成巖圈閉,在成巖后生過程中物性條件變化形成的封閉圈閉。(四)水動力圈閉

凡因水動力或非滲透層聯合封閉,使靜水條件下不存在圈閉的地方形成新的油氣圈閉,稱為水動力圈閉。形成機制在水動力作用下,油、氣的力場強度是凈浮力和水動力的合力。由于油氣等勢面的方向向水的力場強度傾斜,油氣等勢面與儲層頂面構造等高線不平行。傾斜或彎曲的油氣等勢面使靜水條件下不存在圈閉的部位,形成圈閉。

油水、氣水界面的傾斜度與水壓梯度、流體密度差的關系。二油氣藏成藏要素

油氣藏是地殼上油氣聚集的基本單元,能否形成儲量豐富的油氣藏,且被保存下來,主要取決于是否具備生油層、儲集層、蓋層、運移、圈閉和保存等成藏要素及其優劣程度。因此,對研究油氣藏形成的基本條件而言,充足的油氣來源和有效的圈閉將成為兩個最重要的方面。(一)油氣成藏要素1、生油氣源巖盆地持續沉降(穩定還原環境、巨厚沉積物、成熟度、古氣候)2、儲集層(沉積體系、沉積相、古氣候、孔隙度、滲透率、儲集巖類)3、蓋層(蓋層類型蓋層的形成、分布范圍)4、油氣運移(初次運移(排烴)、二次運移、源巖與已聚集油氣間聯系)5、圈閉(構造圈閉、地層圈閉、巖性圈閉)6、油氣藏保存條件(是否遭到破壞等)(二)油氣富集條件1、充足的烴源條件成烴坳陷,盆地中分布成熟烴源巖的深坳陷區,具成熟烴源巖體積大,有機質豐度高、類型好,能提供充足油氣源的地區。成烴坳陷中的相對隆起區是良好的油氣聚集區,具有“近水樓臺先得月”優勢(優先捕俘油氣);成烴坳陷在盆地中的位置,可以保持相對穩定(繼承性發育),也可發生較大距離的轉移(如鄂爾多斯)。成氣坳陷,與成油條件相比,成氣坳陷的地質條件更廣泛(剖面、平面),原因:①成油坳陷到一定演化階段,進入高~過成熟階段,可轉化為成氣坳陷;②早期的成油坳陷,尚未進入成熟階段,也可算成氣坳陷;③含煤系盆地,有良好的儲蓋、圈閉等條件,可形成巨大成氣坳陷(煤成氣)。

生烴量,指已生成的烴量。成烴潛量,最大的生烴量(成烴潛量),取決源巖體積,有機質豐度、類型及成熟度。產烴率,指演化到某一階段的單位質量有機質所生成烴類的質量或體積。產烴豐度,指單位面積(km2)內烴源巖產烴量。排烴率,液態烴排出的烴與總生烴量之比。一般認為,液態烴排烴率較低,在20%-25%以下,厚層烴源巖則難超過15%。排液態烴的臨界含油飽和度,在油、水兩相共存條件下,液態烴達到一定的相滲透率,能與水一起運移,排出所必須達到的含油飽和度。(一般<10%,以1-3%居多,東部油田)聚集系數,指生油量和地質儲量的比值。天然氣與石油相比,排烴率較高,運聚系數偏低。

充足的油氣源是油氣藏形成重要前提;沒有生油層無油源存在,形不成油氣藏;無好的生油層,不可能形成一定規模的油氣藏。(即一要有,二要好,三要多)(1)盆地油氣源豐富程度,取決幾個基本條件:①烴源巖體積(廣、厚);②有機質豐度(數量多);③有機質類型(質量好);④有機質成熟度(生成條件);⑤排烴效率(運移條件)。(2)滿足上述條件依靠幾個方面(地質條件):①有利于有機質大量繁殖和保存封閉和半封閉的沉積盆地(豐度、類型);②生烴坳陷面積大、持續時間長、生烴層分布廣、厚(體積);③沉積速率高,長期穩定下沉,生烴層厚,豐度值高,地層厚,成熟度高(豐度、生成條件);④地殼運動的多周期性,縱向上發育多旋回,多層系生油層,生油層累積厚度大(體積);⑤生油巖的排烴能力高(排烴效率)2、有利的生、儲、蓋組合配置關系(1)生、儲、蓋組合類型生儲蓋組合,在地層剖面中,緊密相鄰的包括生油層、儲集層、蓋層的一個有規律的組合。根據相互配置關系,劃分為四種類型:①正常式生儲蓋組合指在地層剖面上生油層位于組合下部,儲集層位于中部,蓋層位于上部,根據時間的連續或間斷細分為連續式和間斷式;②側變式生儲蓋組合巖性、巖相在空間上變化致生、儲、蓋層在橫向上組合而成,生、儲同屬一層,以巖性橫向變化方式相接觸,油氣以側向同層運移為主;③頂生式生儲蓋組合生油層與蓋層同屬一層,儲集層位于其下的組合類型,如華北任丘油田;④自生、自儲、自蓋式生儲蓋組合最大特點是生油層、儲層和蓋層都屬同一層。根據巖性特征,分四種主要類型(我國):①碎屑巖類型,暗色泥巖(生)-砂巖(儲)-致密泥頁巖(蓋)(我國主要類型);②碳酸鹽巖類型,有機質灰巖(生)-孔、裂、洞灰巖、白云巖(儲)-致密灰巖、鹽巖、石膏(蓋);③碎屑巖和碳酸鹽的混合類型,泥巖(生)-碳酸鹽巖(儲)-泥質巖(蓋)(華北)④其它巖類組合類型,泥巖(生)-其它巖類(火成、變質巖等)(儲)-泥巖(蓋)從生、儲層時代關系分:新生古儲古生新儲根據接觸方式分:面接觸(上覆、下覆型)帶接觸(側變式)體接觸(封閉式)不連續的生儲蓋組合基本特征:生、儲在時間上不連續,空間上可相鄰,也可不相鄰,兩者之間是由不整合或斷層面所勾通的。可分:不整合型,生、儲可存在于不整合面的兩側,也可存在于一側;斷裂型,生在下,儲在上,可位于斷層一側,也可位于兩側。(2)生儲蓋組合的評價①最佳組合形式a.互層型,有利(接觸面積大,能及時從生向儲運移);b.指狀交叉型,有利(靠近指狀交叉一側,類似互層、側變、側生式);c.不整合型,有利;d.斷裂型,上覆、下覆型較好;e.封閉型,較差(主要指不能形成巨大油氣藏)。②生油層的最佳厚度一般生油層的厚度大,生油潛量也大,但考慮排烴效率,單層厚度30-50m生油層較好(因厚度增大,排烴效率降低)。③砂巖的最佳百分率實質上也是生、儲、蓋的配套問題。砂巖百分率20-60%為有利地帶。3、有效的圈閉影響圈閉有效性的主要因素有:(1)圈閉形成時間與油氣區域性運移時間

在油氣區域性運移以前或同時形成的圈閉,對油氣的聚集是有效的。生油層內部巖性、地層圈閉中聚集成的油氣藏,是最早的油氣藏。成巖后地殼運動是盆地內最重要的區域性油氣運移時間,決定盆地構造現狀的最后一次構造運動,控制了最后一次區域性油氣運移的時間。(2)圈閉位置與油源區的關系油氣生成后,先運移至油源區內及其附近的圈閉中,聚集起來形成油氣臧。如油源有限,則距油源區遠的圈閉通常成為無效的圈閉。圈閉所在位置距油源區愈近,圈閉的有效性愈高。陸相盆地中儲集層在縱向、橫向上變化大,油氣運移距離短。因此,在生油區內及其附近的圈閉是最有利的,油氣藏富集程度高;而遠離生油區的圈閉富集程度低或往往是無效的。(3)水壓梯度和流體性質對圈閉有效性的影響

靜水壓力條件下,同一儲集層內海拔高度相同的各點,都具有同樣大小的壓力,圈閉的油一水(氣一水)界面呈水平狀態。動水壓力作用下,油、氣的力場強度,應是凈浮力和水動力的合力。油水、氣水界面的傾斜度與水壓梯度、流體密度差有一定關系。4、油氣藏必要的保存條件(1)地殼運動對油氣藏保存條件的影響地殼運動破壞圈閉條件,儲集層遭到剝蝕風化,油氣大量散失。地殼運動也可以使原有油氣藏圈閉溢出點抬高,甚至使地層的傾斜方向發生改變,其結果造成原有油氣藏及其圈閉完整性破壞,油氣重新分配,或油氣藏的再形成。因此,油氣藏的保存條件與盆地地殼運動發展歷史及其與油氣聚集的關系密切。(2)巖漿活動對油氣藏保存條件的影響表現在兩個方面:①高溫巖漿侵入油氣藏,會把油氣燒掉,破壞圈閉,在這種情況下,大規模巖漿巖的活動對油氣藏的保存不利,最終導致油氣藏的破壞;②當巖漿活動發生在油氣藏形成以前時,在冷凝后,不僅失去破壞作用,反而在其他有利條件配合下,它本身也可成為良好的儲集體或遮擋條件。(3)水動力對油氣藏保存條件的影響活躍的水動力環境可以把油氣從圈閉中沖走,導致油氣藏破壞;水動力環境穩定性好,具有良好的保存條件,是油氣藏形成和分布的有利地區。綜上所述,油氣富集的最基本條件是充足的油氣來源,有利的生、儲、蓋組合,有效的圈閉以及必要的保存條件等四個方面,只有具備這四個條件,大型油氣藏才能夠形成與保存。三油氣聚集

油氣在圈閉中積聚形成油氣藏的過程稱為油氣聚集。油、氣、水由于密度不同,在圈閉中會發生重力分異。(一)油氣藏聚集的動力分析(背斜圈閉)由于儲層內充滿著水,且氣、油、水的密度不同,會發生重力分異(見圖)。水壓面近于水平的滲透性好的儲層中,油氣進入儲層后,在浮力作用下,向圈閉的最高部位移聚集形成油氣藏。靜水條件下,水動力等于零,浮力F分解為與地層層面垂直F2和平行層面F1二個合力,F2受蓋層遮擋,F1是唯一的運動方向;動水條件下,水壓面呈傾斜狀,油氣運移進入儲層后,會受到浮力和水動力的雙重影響。(請注意,由于構造不同部位儲層的產狀不同,水力損失不等)(如圖),①AB段內,水從高處向低處流動,水力損失小,水動力Fw為主要動力,(重力向下,不損失水力),二者的合力F偏向Fw,所以油氣隨水順流動。②進入背斜時(BC段),水流由低向高處走,必須克服自身重量造成的阻力,故水力損失大,流速減慢,越向背斜頂部,水動力越小,所以在背斜頂部形成一個局部相對停滯的地區。此時,水動力Fw極小,浮力F浮居主導地位,二者的合力F偏向F浮,從而導致油、氣發生分異,形成背斜油氣藏。

上述說明背斜能夠形成油氣藏的道理所在。所以,證明一個重要問題,即很多的油氣藏、油氣生成的地方,不是它們生成的地方。可能有兩種情況:①水壓頭很高,水流速度很大,背斜又很平緩(水力損失小),可能會產生油氣不能聚集現象,如油水界面傾角大于地層傾角,油氣不能聚集。②同理,當油氣聚集以后,由于水動力條件的改變,可造成油氣藏的破壞。

由此可見,油氣藏是地殼內油氣運移的各種動力、阻力與圈閉所形成的一種暫時相對平衡的局面。但透鏡體油氣藏的形成是個特例。(二)單一圈閉的油氣聚集1.背斜圈閉的油氣聚集靜水條件下,氣在上,油在中,水在下。如氣源足,則完全形成氣藏,油氣聚集已最后完成。2.非背斜圈閉的油氣聚集非背斜圈閉與背斜圈閉的主要區別在于:非背斜圈閉除儲層頂、底為非滲透性巖層封閉外,上傾方向還存在著各種類型非滲透性遮擋;背斜圈閉是儲層上方被非滲透層封閉,下方被油氣高勢區和非滲透巖層聯合封閉。3.圈閉封閉烴柱的最大高度和油氣藏高度(1)圈閉封閉烴柱的最大高度最大高度與蓋層封閉能力(儲、蓋層孔隙、油、氣、水性質)及閉合度有關。實際上就是巖石中油(氣)柱在浮力作用下上升,而蓋層毛管壓差(排潛壓力)將阻止其上升,毛管壓差大于浮力時,油滴不能向上運移。兩種力量平衡時的油(氣)柱氣度,就是該條件下,蓋層封閉的最大油(氣)柱高度(或臨界高度),蓋層、運移等章已介紹過,形式類似,意義不同。注意:①當蓋層封閉能力強,封閉烴柱臨界高度大于或等于閉合度時,閉合度即可為圈閉封閉油(氣)柱的最大高度;②當蓋層封閉能力差,能封閉的臨界烴柱高度小于閉合度時,臨界高度即為圈閉封閉的烴柱最大高度。在生產上,采用壓汞法測得的毛細管壓力曲線直接確定儲、蓋層排驅壓力,把汞~空氣系統的排替壓力,換算成烴-水系統的排替壓力。

(2)油水過渡帶

介于純含水和純含油部分之間的一個帶,在理論上是指純含油帶的底到100%含水帶頂面之間的垂直距離。油田開發中一般把無水純油帶的底面到只產純水帶頂面的垂直距離稱為油水過渡帶,其數值一般小于理論上的油水過渡帶厚度(過渡帶的下部接近純含水部分,以產水為主(因含油飽和度太低)),而在上部,即接近純含油部分,以產油為主(因含水飽和度太低),

雖然過渡帶的底界已經100%產水,但實際上并不是全含水,而是含油飽和度太低,油相滲透率已變為零,因而試油時不出油全出水。它與100%含水的地帶是不同的,后者常處在更下一些的地段。圈閉中可能的最大油氣藏高度與封閉的最大烴柱高度是有一定區別的,兩者之間的差值為油水過渡帶。(按照最大封存高度及過渡帶厚度進行計算所得的油藏高度是可能的最大高度,與實際高度會有一定出入)總結:(主要說明三個問題)i.理論上的油水過渡帶與生產中的過渡帶不一致;ii.在具體一個圈閉中,有幾種情況要區別對待:①閉合高度>最大封存油柱高度,(油水過渡帶<閉合高)

油藏高度Z=Z0-Z0’②閉合高度<最大封存油柱高度,(油水過渡帶<閉合高)

油藏高度

Z=閉合高度-油水過渡帶Z0’③地層圈閉中(無閉合度),只需知道遮擋層封閉能力。(求出最大封存高度、油水過渡帶厚度)油藏高度Z=Z0-Z0’iii.計算油柱高度時,一切參數最好采用地下實際參數。(三)油氣差異聚集原理任一油氣盆地中,由于與生油區相對的位置,圈閉形成條件和歷史的差異性,各處圈閉聚油的機會是不同的。差異聚集原理,格索(W.C.Gussow,1953)提出,即在一組由低到高按序排列的圈閉中,油氣所從低處到高處逐漸進入圈閉形成油氣藏時,是按氣、油水的密度分異進行的。

相鄰圈閉的差異聚集與各圈閉高層位置無關,只要相鄰圈閉的溢出點一個比一個高即可。1.理想情況(一般)的油氣聚集(1)油氣聚集模式(不考慮局部支流和溶解氣體的影響):①油氣從盆地內油源區向區域上傾方向運移,首先進入圈閉1,此時圈閉1氣尚未裝滿;②油氣繼續供應,圈閉1中的油水界面低至溢出點,油從圈閉中溢出進入圈閉2;③油氣繼續供給,圈閉1全被氣充滿,油、氣通過溢出點向圈閉2運移,圈閉2形成帶氣頂油藏,圈閉3形成油藏,只要繼續供給油氣,最終形成下面圈閉含氣,中間圈閉含油,上面含水。擴展:如果油氣源非常充足,有可能都為氣藏,油藏則向更高的部位運移、聚集。(2)差異聚集的結果(認識):①離油源區最近、溢出點最低的圈閉中,在氣、油源充足前提下,形成純氣藏,稍遠的、溢出點較低的圈閉中形成油氣藏或油藏,更遠的,溢出點更高的圈閉中含水;②若油氣按密度分異的比較完善,則有離油源區較近、溢出點較低圈閉中的油氣密度比距油源區較遠、溢出點較高的圈閉中的油氣密度小;③一個充滿油的圈閉,對氣的聚集仍有效,但一個充滿氣的圈閉對油的聚集則不再有效;

④形成純氣藏、油氣藏、純油藏的數目,取決油氣來源供應的充分程度及圈閉的大小、數目;⑤序列圈閉可是位于同一褶皺軸上的好幾個相鄰的背斜構造,也可是軸向各不相同的相鄰背斜,還可以是幾個相鄰的礁塊。(3)差異聚集必須具備的基本條件:①在區域傾斜的下傾方向存在豐富的油源區,有足夠數量的油氣補給;②具良好油氣通道,儲層巖相巖性較穩定,滲透性好,油氣能在較大范圍進行較長距離運移;③在區域傾斜背景上存在相互連通的系列圈閉,且溢出點依次增高;④儲層內飽含地下水。

實際上差異聚集由于地層壓力變化,氣在油、水中的溶解、析出等影響,變的非常復雜。2.擴展的差異聚集(特殊)前提(條件),在地層壓力大于氣溶于油的飽和壓力條件下,可形成具有溶解氣的油藏,分兩種:①地層壓力大于溶于油的飽和壓力,氣全部溶于油中;②地層壓力大于氣溶于油的飽和壓力,氣未完全溶于油中,伴隨有游離氣。3.油氣差異聚集原理的主要意義

指明油、氣運移的方向、路線,提供勘探依據,減少盲目性。4.影響油氣差異聚集的地質因素①當運移道路上有另外的支流油氣供給來源時,則會打亂原來應有的油氣分布規律;②氣體在石油中的溶解,隨溫、壓條件改變而變化,它可造成次生氣頂,也可導致原生氣頂消失,因而影響油氣的分布規律;③后期地殼運動造成圈閉條件的改變,必然造成油氣的重新分配;④區域水動力條件、水壓梯度的大小及水運動的方向,直接影響油氣的分布規律。(四)油氣聚集模式1、油氣聚集機理目前主要存在四種觀點:(1)滲濾作用水可以通過蓋層而繼續運移,烴類則產生毛細管壓力封閉,結果在水動力和浮力的作用下把油氣過濾下來在圈閉中聚集。(2)排替作用由于密度差,油的壓力都比水的壓力大,產生一個向下的流體勢梯度,使油在圈閉中向上運移同時把水向下排替直到束縛水飽和度為止。(3)滲濾作用和排替作用共同作用

油氣聚集初期,水通過上覆親水蓋層發生滲流;當油氣聚集到一定程度之后,水很難通過上覆蓋層而主要是被油氣排替到圈閉的下方。如蓋層是異常高壓封閉,只能發生向下的排替作用。(4)油氣充注方式一個油藏以一種順序方式充注,石油首先進入具有最低孔隙排替壓力的最佳滲透層,接著以一組向前推進的石油波陣面方式充注油藏。2、油氣聚集模式(1)背斜圈閉中油氣聚集模式(2)地層圈閉中油氣聚集模式(3)巖性圈閉中油氣聚集模式(4)斷層圈閉中油氣聚集模式第七節油氣藏的破壞與再形成油氣成藏是運聚動態平衡過程。一旦條件發生變化,平衡遭到破壞,油氣藏就會進行油氣再分布或重新分配,達到新的相對平衡。次生油氣藏,原有油氣藏遭到破壞,分散油氣遇到新的圈閉條件又重新聚集,形成新的油氣藏。次生油氣藏形成可概括為兩種情況:1.地殼運動破壞了圈閉的完整性;2.地殼運動未破壞圈閉的完整性,但破壞了油氣在原圈閉內的平衡,使油氣聚集不像原來有效。破壞一般包括:1.油氣部分或全部逸出圈閉、散失在地層中;2.因各種降解作用,使石油發生氧化變質,從而部分或全部喪失工業價值。

油氣再分布,指原有圈閉封閉條件改變,油氣外逸形成新的運移,聚集成新的油氣藏保存下來。兩種結果可能出現:1.原來較大油氣藏分散成為若干較小的油氣藏;2.原來若干個油氣藏富集成一個較大的、甚至是巨大的油氣藏。

油氣藏的破壞和保存是一對矛盾,研究其破壞的原因,也就從另一方面反映出油氣藏保存下來的條件。一、引起破壞的作用1.圈閉破壞,改變引起油氣藏破壞主要有:侵蝕、斷裂、刺穿等。(1)地殼上升,剝蝕加強,其結果蓋層被剝蝕:①油層出露,使油藏揮發、氧化;②蓋層殘留厚度太小,以致不足以封閉油氣。(2)地殼運動改變面貌,其結果:①破壞圈閉的封閉性;②減小圈閉容積,使多余油氣溢出。2.地殼急劇下沉,導致地溫升高,原油裂解→最終完全碳化。3.火成巖活動(巖漿侵入),油氣藏發生熱變質,油藏破壞。4.微生物降解①地下水中硫酸鹽使烴類發生氧化;②巖石含氧礦物與油層接觸,使油氣部分氧化。

三、引起油氣再分布的地質作用1.斷裂對油氣再分布的作用(1)斷距小于儲層厚度時,再分布僅在儲層內部調整;(2)斷裂使油層部分與上方儲層連通時,可使原圈閉變小,總趨勢是一個油藏變成幾個小油藏;(3)當存在多油層,最上部有好儲、蓋層時,斷裂作用使多油層溝通,油氣共同向上方聚集,總趨勢是聚集形成大的油氣藏或幾個小油氣藏聚成一個大油氣藏。2.其它地質作用對油氣再分布的作用(1)地殼運動使溢出點抬高,容積變小,多余油氣外逸,在新圈閉中聚集;(2)地殼運動使圈閉抬升變淺,壓力減小,油藏中溶解氣、游離析出,形成氣頂,將原先石油擠出,在新圈閉中聚集;(3)地殼運動使水動力條件發生改變,在水動力作用下,油氣發生再分布,再聚集(水動力起決定性作用時)。四、油氣藏中烴類流體的蝕變按條件和產物分為氧化變質和熱演化變質兩類。1.石油的氧化變質氧化變質,石油在低溫、低壓條件下,氧化為稠油和瀝青類礦物變化過程。在這一過程中,微生物作用起著重要的降解作用。大量實驗表明:低碳數(<C20)烴類比高碳數烴類易氧化;烷烴比環烷烴,芳輕易氧化;正烷烴比異烷烴易氧化。單環環烷烴、芳烴比多環、復合環環烷烴、芳烴易氧化。氧化的原油具有幾個特點:(1)生物降解顯著的原油烷烴含量低,多環、復合環的環烷烴、芳烴,N、S、O重雜原子組合、瀝青質等較富集;(2)正烷烴含量顯著減少;(3)旋光性明顯增強(旋光性主要存在于高分子環烷烴、芳烴中);(4)石油輕烴減少,重組分增加,原油變質為稠油。水洗作用,接近地表和容易接受地表水的油藏中的原油,受流入油層的大氣水沖洗作用而發生的變化(水中所含氧可引起原油的無機氧化作用)。2.原油的熱演化變質作用熱演化變質,油氣藏中石油在熱力作用下向降低自由能,具向更高化學穩定性方向變化的過程。需指出的是:

熱演化早期,不僅沒有明顯的破壞作用,而且有利于石油質量的改善。熱變作用中:(1)具環狀結構的烴類,環斷開,長鏈分解成短鏈,帶有側鏈的發生側鏈的脫落;(2)環烷烴、芳烴遞減,烷烴,特別是低沸點烷烴相應增多;(3)膠質-瀝青質不斷減少,雜元素逐漸消失。就烴類來看,隨熱方向是:芳烴→環烷烴→烷烴→甲烷。熱變作用到一定程度上,引起產物兩極分化。一部分形成分子量低,穩定性較大的甲烷;另一部分,聚合成富碳質殘渣。3.天然氣的次生變化和破壞(1)氧化和微生物降解作用地殼運動,氣藏變淺,氧氣、微生物進入氣藏,在游離氧和微生物作用下,氣藏可逐漸破壞。(2)滲露和擴散作用蓋層封閉性差導致滲漏,是氣藏破壞的重要原因,相比之下擴散作用可能對破壞起的貢獻要小的多。第八節油氣藏形成時間的確定如果在一個地區能確定油氣藏形成的時代,顯然可知在此時代以前形成的圈閉對油氣聚集有利。再根據圈閉形成、油氣生成、運移的時代,可大致推出那些圈閉有油氣,那些圈閉是空的。

不足的是,目前尚未找到一種直接和可靠的方法。只有根據每個地區的具體地質發展歷史,以及控制油氣生成、運移和聚集的地質條件進行綜合研究,來確定油氣藏形成的時間。國內、外常采用下列幾種方法:一、根據盆地沉降史,圈閉發育史和生排烴史確定油氣藏形成時間(一)盆地沉降史、圈閉發育史油氣藏的形成時間,絕不會早于圈閉的形成時間。可根據圈閉形成的時間確定油氣藏形成的最早時間。1.沉積埋藏史和構造發展史(1)沉積地層厚度及其變化根據壓實原理,用現今地層厚度和孔隙度可恢復地層原始厚度。(2)地層被抬升、剝蝕用適當方法確定抬升時間和剝蝕量,并與原始地層厚度一起考慮進行地史模擬,恢復盆地沉積埋藏史和古構造發展史。(3)地層欠壓實作用(超壓帶的存在)孔隙度變化不遵循Athy定律,恢復的地層厚度與真正的原始厚度有差異,須考慮此因素。2.模擬方法

正演法是由古至今模擬地史上沉降、沉積,恢復各層原始厚度,然后計算各層段在不同地史時期的厚度變化,最后恢復盆地的演化過程。

回剝法是從已知盆地的現狀出發,計算各層的“骨架”厚度,反推各層在不同地史階段的原始沉積厚度,從而恢復盆地的原貌。(1)正演法(2)反演法(3)正反演結合法,其主要思路是;從已知盆地現狀出發,先采用回剝技術,由今溯古重建各地層的地史,對于超壓層段,采用超壓技術從古到今修正回剝技術所得到的地史。3.構造發展史對油氣藏形成的作用長期繼承性隆起對油氣聚集是有利的。在生油巖沉積的時候,該隆起若形成,在隆起上的沉積物就可能比鄰區減薄變粗,側向運移聚集的油氣藏,構造發展史也是重要的。主要觀點是:①與油氣生成同時形成的構造圈閉;②與油氣初次運移同時形成的圈閉;③長期繼承性的構造圈閉;④在油氣區域性二次運移以前形成的構造圈閉;都是有利于油氣聚集的構造圈閉。(1)根據區域傾斜發生的時期確定油氣藏形成的最早時間

從油氣向儲層上傾方向運移的臨界(高度)油柱高度達到以后,開始最早的運移來考慮油氣藏形成的下限(最早時間)。Z0=2σ(1/rt-1/rp)/g(ρω-ρo);Z0=L·sinα

α-地層傾角;(考慮):①地層傾斜能使油柱長度(高度)增大,增加浮力;②地層傾斜,實際上將產生區域性水動力條件。此方法只能說明油氣藏形成的下限,誤差較大。(2)根據圈閉形成時期確定油氣藏形成最早時間

油氣藏形成只能是等于或晚于圈閉形成的時間才是有效的,根據圈閉形成的時間作為油氣藏形成的可能最早時間。①對長期發育,逐步擴大,逐漸形成和發展的圈閉,可根據圈閉容積大于或等于油氣藏容積的原則,來確定油氣藏的最早的可能的時間。如:設現在油氣藏高度為50米,圈閉的閉合度在a時為25米,b時為50米,c時為100米,可認為油氣藏最早可能是b時形成的。②當油氣藏被斷層切割時,可以利用斷層與油氣藏的相互關系,通過確定斷層形成時間,作為油氣藏形成的最早或最晚時間的界限。在封閉良好的情況下,有二種情況:a.油藏被斷開后,如上升盤的曲水界面與下降盤的油水界面之間的距離剛好等于地層斷開的距離時,可斷定油氣藏形成在斷層形成之前(上限);b.上升盤的油水界面與下降盤的油水界面之間的距離不相等,很可能在斷層形成之后,油氣藏的形成過程仍在繼續,因而油氣藏形成時間的上限應在斷層形成之后。(二)根據生油層主生油期,確定油氣藏形成時間由于生油層達到主生油期時才能大量生成石油,進而排出。顯然,油氣藏形成的時間只能晚于主成油期,而不可能更早。因此,生油巖中油氣生成并排出的主要時期,就是油氣藏形成時間的下限(最早時間)。主要考慮成熟度(生烴史、地溫梯度、地熱史、沉降幅度等)二、根據飽和壓力確定油氣藏形成的時間用目前油藏的飽和壓力來求該油藏的形成時間。其方法是將壓力換算成水柱高度,然后從油藏頂部向上推這一高度,其所達到的地層時代,即為該油藏的形成時間。可按下式求得:H=10P/ρω,P=ρωH/10

如一油藏A的飽和壓力為200大氣壓,按靜水壓力推斷為2000m,從油藏頂面上推2000米到C層,所以油藏A是在C層開始沉積時形成的。假設條件:(1)要求在飽和壓力條件下形成;(2)油藏形成后的地質年代里,油氣成分、溫度保存不變;(3)油藏以上地層剖面是連續的,其間未發生間斷或剝蝕。可能存在的誤差(

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