第七章油气聚集单元与分布规律newppt课件.ppt

第一节 油气田第二节 油气聚集带及含油气区第三节 含油气盆地第四节 含油气系统第五节 油气资源分布特征第六节 油气分布的控制因素,第七章 油气聚集单元与油气分布,地壳中油气聚集的最基本单元是油气藏，多个油气藏的组合形成油气田，多个油气田组成油气聚集带，这些聚集单元都存在于含油气盆地中。,（据大庆油田）,油气聚集单元：油气藏、油气田、油气聚集带、含油气区、含油气系统、含油气盆地。,第一节 油气田,一、油气田的基本概念二、油气田的分类三、油气田的主要类型,受单一局部构造单位所控制的、同一面积内的油藏、气藏、油气藏的总和。只有油藏，称为油田;只有气藏，称为气田。,一、油气田的基本概念,油气田的涵义：,油气现在聚集的场所,不管其生成在何处。(2)油气田的控制因素可以是单一的构造、地层或岩性因素，如：背斜、盐丘等构造单位及生物礁等非构造单位；也可以是多种的地质因素。(3)占有一定面积，在地理上包括一定范围。(4)同一面积内，不同层系油气藏的叠合。(5)可包括一个或若干个油气藏。,1.以储集层岩性分类：,二、油气田的分类,砂岩油气田,碳酸盐岩油气田,2.根据局部构造单位成因 构造油气田 地层油气田 岩性油气田 复合油气田,1.构造油气田 背斜油气田 断层(块)油气田 岩体刺穿油气田,三、油气田的主要类型,该气田由多个背斜气藏组成,背斜油气田,东辛油田平面及剖面图,断层（块）油气田,盐体刺穿油气田,盐体刺穿复合油气田剖面示意图（据 A.I.Levorsen）、-盐体刺穿接触油气藏；-透镜状岩性油气藏；-背斜油气藏；-断层油气藏；-地层不整合覆盖油气藏；-尖灭状岩性油气藏,2.地层油气田 不整合遮挡油气田 潜山油气田,三、油气田的主要类型,普鲁德霍湾油田地层不整合遮挡油气田油藏剖面图,潜山油气田,3.岩性油气田,1-油组含油范围2-油组含油范围3-油组含油范围,泌阳凹陷双河砂岩上倾尖灭油气藏平面及剖面图（据胡见义等，1996）,美国加利福尼亚中途油田威廉斯及二十五山区构造剖面图,4.复合油气田,第二节 油气聚集带及含油气区,一、基本概念二、油气聚集带的主要类型三、有利的油气聚集带,油气聚集带：同一个二级构造带或岩性岩相变化带中，互有成因联系、油气聚集条件相似的一系列油气田的总和。,一、基本概念,二级构造带：由若干个背斜或断层、或岩性尖灭、或生物礁等组成的构造带。如背斜带、长垣、断裂（断层）带、单斜带等。,含油气区：属于同一大地构造单位，有统一的地质发展历史和油气生成、聚集条件的沉积坳陷称为含油气区。有时也指由多个坳陷或盆地组成的含油气区，如渤海湾油区、中国东部油区。,一、基本概念,二、油气聚集带的主要类型 根据控制油气聚集带的主要地质因素，划分为：背斜型油气聚集带；断裂型油气聚集带；单斜型油气聚集带；生物礁型油气聚集带；潜山型油气聚集带；盐丘型油气聚集带；砂岩透镜体型油气聚集带。,沉积盆地油源区或其附近长期继承性隆起带，大型富油气盆地或凹陷中央隆起带最有利。沉积盆地边缘的大单斜带往往是有利的储集岩相带变化区，易形成各种地层和断层圈闭。生物礁、盐丘、古潜山及滨海砂洲发育带可形成各种特殊类型油气聚集带。,三、有利的油气聚集带,第三节 含油气盆地,一、基本概念二、含油气盆地的结构与构造三、含油气盆地的类型四、主要类型盆地的油气地质特征,沉积盆地：地壳上在某一地质历史时期内，曾经稳定下沉，并接受了巨厚沉积物的统一沉降区。含油气盆地：地壳上具有统一的地质发展历史，发育着良好的生、储、盖组合及圈闭条件，并已发现油气田的沉积盆地。,一、基本概念,（1）具有统一的地质发展历史;（2）在地壳上曾经长期下沉洼陷区，发育较厚的沉积岩层;（3）经受一定程度的构造运动;（4）范围大小不一，面积差别很大.（5）盆地内部可划分为不同的构造单元，如隆起、坳陷或凹陷,各凹陷成藏过程具有独立性、共性和差异性。,含油气盆地特点,含油气盆地从整体上是一个统一的沉降区；但基底和沉积盖层都不是一个简单的光坦凹面或平面，基底有起伏，沉积盖层厚度不一，有各种变形。,区域综合大剖面示意图,二、含油气盆地的结构与构造,基底：含油气盆地赖以存在的基础，由盆地形成之前的岩系组成。古老结晶岩或变质岩、沉积岩系，或混合组成。周边：盆地周围的边界。可呈超覆接触和断层接触；盆地周边的性质决定了盆地的基本类型（拗陷或断陷盆地）。沉积盖层：基底之上发育的沉积岩层。,1.含油气盆地的结构,2.含油气盆地的构造,1.以活动论为基础的分类（板块构造学说）2.以固定论为基础的分类（槽台学说）3.以地球动力学为基础的分类4.含油气盆地的历史地质学分类,三、含油气盆地的类型,裂谷型盆地：以离散板块运动和地壳张裂作用为主，地壳变薄引起了下沉作用。,1.板块构造学盆地分类,造山带型盆地：以挤压板块运动和造山形变作用为主。,以固定论为基础的盆地分类（布罗德，1965）,2.以固定论为基础的分类（槽台学说）,3.以地球动力学为基础的分类,沉积盆地形成与三个主应力系方位（刘和甫，1986）,（a）正断层与裂陷盆地；（b）冲断层系与压陷盆地；（c）走滑断层与走滑盆地。,沉积盆地三元分类图解（刘和甫，1986）,将张、压、剪三元作为盆地地球动力学的3个单元，而将克拉通内盆地视为可能是叠置在早期裂谷盆地之上的缓慢热沉降盆地，暂置于图中部。,以地球动力学为基础的沉积盆地分类（刘和甫，1987）,含油气盆地的历史地质学分类表,4.含油气盆地的历史地质学分类,含油气盆地类型模式图,单断坳陷,台向斜型,双断坳陷,山前坳陷,山间坳陷,山前坳陷-地台边缘斜坡型,山前坳陷-中央地块型,四、主要类型盆地的油气地质特征,前陆盆地油气地质特征裂谷盆地油气地质特征克拉通盆地油气地质特征,前陆盆地：指位于褶皱山系与毗邻克拉通之间的沉积盆地。包括从山前坳陷到克拉通边缘斜坡的过渡区。前渊盆地、山前坳陷、山前坳陷地台边缘坳陷、山前坳陷地台斜坡型等概念都属于前陆盆地范畴。前陆盆地形成于挤压构造环境。,1.前陆盆地油气地质特征,前陆盆地结构不对称，靠近造山带一侧较陡，在其演化过程中遭受变形作用；盆地近克拉通一侧较宽缓，与地台层序逐渐合并。,波斯湾盆地剖面图,油气地质特征：两类烃源岩层系，即被动大陆边缘沉积型和前陆坳陷型烃源岩层系。岩石类型碳酸盐岩、泥页岩。储集岩体分为两大体系：下部碳酸盐岩储集体系和上部以陆相碎屑岩为主体的储集体系。油气田分布受圈闭展布特点的控制。冲断带附近主要是背斜和断层油气藏、斜坡带以地层油气藏为主。区域盖层以蒸发岩为主，页岩和致密碳酸盐岩也是有效的盖层。油气分布受区域盖层的控制。在平面上，前陆盆地内的油气围绕生油气中心呈条带状分布于平行造山带的构造带上。,由于造山带活动以及冲断带不断挤压，盆地内油气藏会受构造运动而不断调整、改造和再分布，因此，前陆盆地也是油气藏遭破坏比较严重的一类盆地。如西加拿大盆地、东委内瑞拉盆地都是世界上最重要的重质油和沥青砂盆地。,2.裂谷盆地油气地质特征,裂谷：陡而长、两壁平行的沉降谷；一般指岩石圈拉张破裂而形成的长型断陷或坳陷。拉张作用形成，形成演化三阶段：初始张裂期、断陷期、坳陷期。,裂谷盆地油气地质特征,油气生成特点：烃源岩时代多，岩性以泥岩、页岩为主，主要形成于裂陷期。具有烃源岩厚度大、有机质丰度高、类型多，高地热背景。储盖层特征：储集体类型多，储盖组合多样油气运移特点：垂向运移为主，侧向运移距离较短,一源多藏。油气藏类型：类型多，背斜、断块、岩性、地层等。断块油气藏占重要地位,实例一：坳陷型（松辽盆地）,松辽盆地面积约26万km2，盆地西为大兴安岭，东界张广才岭和长白山，北与小兴安岭相接，盆地南缘地势低缓，与辽河下游平原相接。松辽盆地是一个大型中、新生代陆相沉积盆地，具有断坳双重结构的复合盆地。包括大庆和吉林两个油田。,松辽盆地地质结构图（大庆油田，2003）,盆地内都有下断上坳的双重结构；都具有高地温场；造山变形作用不强烈；盆地面积大，演化后期形成大面积的坳陷式盆地。,实例二：断陷型（渤海湾盆地）,渤海湾盆地石油地质特征,烃源岩：层系多，有机质丰度高，类型好，自下到上沉积了Ek、Es4、Es3、Es1四套烃源岩层。储集层：储集体类型多，储盖组合多样，主要发育于古近系湖相砂岩及前古生界及前古生界的海相碳酸盐岩中。盖层：主要盖层类型有泥岩、盐岩（膏岩）、火山岩（玄武岩）等，两套区域性盖层：沙一段和沙三段泥岩盖层。运移特征：垂向运移为主，侧向运移为辅，幕式充注与渐进式充注共存，复式输导。,3.克拉通盆地油气地质特征,（1）概念及盆地的形成机制,克拉通盆地：是在板块离散的条件下完全形成于陆壳之上的盆地。包括形成在克拉通周边环境的和克拉通内部的盆地。克拉通盆地是局部热源之上的热隆起、低密度地壳表层的剥蚀、变薄、冷却、收缩和最后沉降的结果。,依据地壳性质、相对于板块活动的构造位置、盆地的形态和发育历史，可分为两类：简单克拉通内盆地 复杂克拉通盆地：位于早期形成的裂谷或其它类型盆地之上。,（2）克拉通盆地的类型,源岩：寒武系到白垩系都有烃源岩分布，岩性主要为泥岩、页岩等，厚度变化较大。储集层：丰富多样，碳酸盐滩、三角洲和海岸砂岩以及与生物礁有关的碳酸盐滩和台地。在纵向上储层与盖层有多种匹配形式，在侧向上，储层可相变为非渗透性岩层，形成侧向储盖组合。,（3）油气地质特征,鄂尔多斯盆地延长组-延安组油藏分布模式,油气运移：油气以侧向运移为主。油气藏类型及分布：以构造、地层圈闭为主，主要油气田分布在源岩发育区边缘或外侧。,北美的威利斯顿、密执安、伊利诺斯，法国的巴黎盆地，俄罗斯的波罗的盆地、西西伯利亚盆地，澳大利亚的卡奔塔利盆地。我国的四川盆地和鄂尔多斯盆地。,（4）典型实例,第四节 含油气系统,一、基本概念及内涵二、含油气系统的划分与命名三、含油气系统的研究内容四、含油气系统的应用,Oil System 石油系统W.G.Dow（1972）强调石油聚集依生烃灶不同而具“族群”性；实质内容突出“源控论”。,一、基本概念及内涵,Petroleum System 含油气系统 Magoon 和Dow（1994）适合于简单含油气系统；强调“源 藏”的成因联系。,1.含油气系统的定义,含油气系统 含油气系统是指成熟的烃源岩及所 有已形成的与该烃源岩有关的油气 藏，并包含油气藏形成过程中必不 可少的一切地质要素及作用。,包括一切高度聚集、任何状态的烃类物质,成油过程中相互依存的地质要素和作用,油气源岩、储集岩、盖层、上覆岩层,圈闭的形成和油气的生成、运移和聚集,源,2.含油气系统的内涵,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。,强调生烃灶质量与生烃有效性的重要地位，这是含油气系统得以形成的基础。强调以生烃源灶为核心，划分含油气系统。一套有效的生烃源岩层系形成一个含油气系统。,2.含油气系统的内涵,含油气系统是介于盆地和区带之间的一个含油气地质单元。它具有一定的空间展布范围。具有一定的演化时间,2.含油气系统的内涵,油气调查的四个层次,含油气系统划分的关键是识别有效源岩体,它是指在关键时刻生成和排出石油的源岩连续体。含油气系统的数目是由有效源岩体的数目决定的。,1.含油气系统的划分,二、含油气系统的划分与命名,（A）一套烃源岩，1个含油气系统；（B）两套烃源岩，2个含油气系统；（C）一套烃源岩，1个含油气系统。,（据Magoon，1994）,根据烃源岩体生油并形成油气聚集的把握性，可将含油气系统分成三个级别：已知的（Known）可能的（Hypothetical）预测的（Speculative）分别以（!）、（）和（?）表示。,2.含油气系统的命名,烃源岩名称-主要储集岩名称(可靠程度符号)。例如,Deer-Boar(),表示一个以Deer 页岩为源岩，Boar砂岩为主要储集岩的假想含油气系统。东营凹陷：沙三段-沙二段（！）含油气系统,2.含油气系统的命名,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。,三、含油气系统的研究内容,3.主要描述图件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(Critical moment):指含油气系统中大部分油气生成-运移-聚集的时间。,1、前言,四、含油气系统的应用,筛选出关键时刻，确定其性质（成藏、破坏、调整）；按照由早晚时序，站在关键时刻看油气生、运、聚、散、调整的全过程；依据需要，确定成图内容详略；按“六定”步骤评价系统，图件强调工业化；,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。,四、含油气系统的应用,（据赵文智，2003）,第五节 油气资源分布特征,一、世界油气资源分布特征二、我国油气资源分布特征,1.油气在平面上的分布特征 分布广泛，极不均匀；最富集地区：波斯湾，墨西哥湾和加勒比海区，西西伯利亚，伏尔加-乌拉尔，前高加索-滨里海诸盆地，北海，加拿大阿尔伯达，美国中央地台诸盆地，北非诸盆地，中国东部，南海诸盆地。,一、世界油气资源分布特征,世界油气资源及大油气田的纬度分布图,油气储量沿纬度的分布也不均一，世界石油储量的56%分布在北纬2442度。,北半球大气田纬度分布图1-超级大气田；1-特大气田；1-大气田,就北半球而言，石油主要分布在2430和3642纬度带上，前者占世界石油储量的33.3%，后者占18%；天然气主要分布在2436和3672纬度带内，前者占世界天然气的42%。,世界70%的石油储量集中在300多个大油田中，如波斯湾，墨西哥湾和加勒比海区，中国东部，南海诸盆地。,1.油气在平面上的分布特征,富集区特点：长期沉降为主的地区，具有巨厚沉积岩地区，生储盖层发育。从板块构造观点：油气分布于亚洲、北欧、非洲、北美、南美、印度洋等板块及其边缘褶皱带。,据统计：油藏平均埋深：1465米，大多数埋深小于3000米；大油田小于3000米者占95%；大于4000米，以气藏和凝析气藏为主。最深油藏大于5800米，最深气藏大于8000米。,2.油气在纵向上的分布特征,前寒武纪第四纪 不同时代，油气分布不均匀；集中在中-新生界：油占90%左右，气占75%以上。,3.油气在时代上的分布特征,二、我国油气资源分布特征,东部油区：裂谷盆地，以断陷坳陷型为特色，岩浆活动频繁，地温梯度高，约为3.5-4.5/100m。中部气区：克拉通过渡型盆地，既有挤压机制，又有拉张机制。地壳厚度、地温梯度居中，2.0-3.0/100m。西部油气区：造山带挤压型盆地，地壳厚度大，地温梯度低，2.0/100m。,1.平面分布特征,地理分布：主要在西北、华北、东北等北方地区及海域；平原、丘陵地区与复杂地形区几乎各占一半；平原丘陵区 504108t，占53%；复杂地形区 440108t，占47%。,1.平面分布特征,我国油气资源深度分布适中，深层尚有潜力。4500m 102.5108T，占14.78%。,2.纵向分布特征,中国油气资源的主要地质时代分布,时代跨度大，中-新生代为主，陆相碎屑岩含油气为主。,第六节 油气分布的控制因素,一、宏观上油气分布的主控因素二、盆地内油气分布的控制因素,一、宏观上油气分布的主控因素,油气分布的不均衡，宏观上受控于：1.大地构造条件；2.岩相古地理条件；3.古气候条件 这些条件的差异性决定了油气在地壳上大的区域范围内以及大的地层时间单元内分布的不均衡性。富集区特点：长期沉降为主的地区，具有巨厚沉积岩地区，生储盖层发育。,盆地长期持续下沉，水体加深，盆地扩大，并形成封闭的水体环境，产生还原的水体介质，生物大量繁盛，有机物质丰富，有利于油气的生成与演化。盆地只有持续下沉，才能保持相对稳定的沉积环境并形成巨厚的沉积物，这是形成油气的物质基础。多构造旋回使沉积作用具有多旋回性，导致多套生储盖组合发育，是多含油气层系形成的地质基础；盆地各部分构造演化史不同，导致不同的生储盖岩系时代，使不同地区含油气层系分布特点各异。,1.大地构造条件,有利于生物繁衍和有机质保存的沉积环境是水体相对较稳定的浅海、深湖半深湖相，长期、大面积发育这种环境，可形成巨厚的生烃层系，是形成大油气田的基本条件。反之，不能形成油气富集区。,2.岩相古地理条件,沉积盆地中有机物质的多少取决于沉积物形成时古气候和古水介质条件。一般在潮湿、半潮湿气候的沉积环境中，有机质含量高，而在半干旱和干燥气候环境下，古湖盆不断咸化，有机质含量显著降低。,3.古气候条件,二、盆地内油气分布的主控因素,盆地成油论：油气的生成、演化、运移、聚集、保存、破坏，都是以沉积盆地作为基本的地质构造单元。含油气盆地的类型、构造和发展对油气在平面上和纵向上分布都有控制作用。,盆地内部各构造单元油气富集的程度各不相同，其控制因素：烃源条件、二级构造带、沉积相带、断层等。,盆地内的主要油气藏都与烃源岩的层位密切相关，并分布在主要生油区内部和周围。纵向上有利的油气富集层系与生烃层系紧密相邻。盆地内烃源岩的层位、类型及其成熟度控制着盆地油气分布的层位和相态。,1.烃源岩和生排烃中心控制油气的分布,平面上，油气分布与生排烃中心的关系符合“源控论”。源控论的实质是油气短距离运移聚集。油气自源岩生成排出后，就近聚集在生油有利区或其邻近地带。,1.烃源岩和生排烃中心控制油气的分布,二级构造位置相对隆起，为区域性的低位能区。二级构造带上储集层发育，油气运移时阻力较小。二级构造的发育和形成，常产生一些区域性分布的断裂和不整合，给油气运移提供了良好的通道。,2.二级构造带控制着油气的聚集,局部构造控制着构造油气藏的位置，有利的沉积相带控制着岩性油气藏的分布，两者相互影响。在生排烃中心和二级构造带控制的背景下，盆地中的局部构造成为最重要的油气聚集场所。,3.局部构造和沉积相带控制油气分布,3.局部构造和沉积相带控制油气分布,沉积相带既对某些类型的油气聚集带的形成具有控制作用，也对油气田的形成具有控制作用。在碎屑岩沉积盆地中，沉积相带控制着砂岩体的发育，进而控制着储集层的发育。在砂岩体中，三角洲砂岩体、海岸相砂岩体、湖泊砂岩体、河流砂岩体和浊积砂岩体等是重要的储集岩。,三角洲沉积体系：位于湖泊沿岸的河口砂坝、分流河道砂，前缘的有利相带与前后的深湖泥岩生油区相连接，形成良好的输导层。发育最有利的生储盖组合形式。,3.局部构造和沉积相带控制油气分布,生物礁、滩沉积体 生物礁滩在古地理上主要分布在断层上升盘、地垒上、基岩披覆构造、台地斜坡带、地形转折带或挠曲带。在地质时期较大海退后的再次海侵是生物礁的有利发育期。,东营凹陷南坡东段沙四上纯下1砂组沉积体系分布图,3.局部构造和沉积相带控制油气分布,裂谷盆地内生长性断层下降盘一侧是油气生成、聚集的有利场所生长性断层下降盘控制生油凹陷的形成。控制形成了多种类型的储集岩体。控制储油圈闭的发育。,4.断裂控制油气的运移和分布,挤压盆地边缘存在规模较大的逆掩断层带，这些逆掩断层带全部位于已知的含油气盆地边缘，盆地里的生油层、含油层可能倾伏于逆掩断裂带之下。这些带内的岩石大多未变质或轻微变质，本身也具有一定的生油能力。,造山型盆地边缘的逆掩断层带是油气生运聚的有利场所。,4.断裂控制油气的运移和分布,不整合面上下具有多种圈闭条件，有利于油气成藏；不整合面以上是一个沉积旋回的开始，沉积了一套疏松的砂砾岩层，形成良好的储层；不整合面是陆相盆地油气运移的主要通道，运移范围大，形成油田机率高。,5.不整合控制着油气的运移和聚集,渤海湾盖层发育特征对比图,6.区域性盖层与主力生烃层系控制油气的纵向分布,