石油地质学第七章油气聚集单元.ppt

第七章 油气聚集与分布单元,第一节 含油气盆地的概念与分类第二节 含油气盆地的类型与特点第三节 含油气系统第四节 油气聚集带第五节 油气田,第一节 含油气盆地的概念与分类一、概念 石油赋存于盆地之中。“盆地”从不同的角度出发，有不同理解。一般有以下几种：地貌盆地(被天然高地围绕的陆地表面或洋底的地形凹地)；构造盆地(受到后期构造作用改造而形成的盆地)；沉积盆地(在某一地质历史时期内，地壳上那些曾经稳定下沉，并接受了巨厚沉积物的统一沉降区)。,新疆及邻区地貌图,准噶尔盆地,伊犁盆地,吐鲁番哈密盆地,塔里木盆地,从地质历史上讲，如果沉积盆地中发生过油气生成作用，并运移、富集有商业性油气田时，便可称为含油气盆地。,含油气盆地,作为含油气盆地，必须具备以下三个条件：必须是一个沉积盆地；在漫长的地质历史时期中，曾不断沉降接受沉积，具备油气生成，运移和聚集的有利条件；有商业性油气田。,二、含油气盆地的结构和构造,1盆地的结构 盆地的基底、周边和沉积盖层是组成盆地结构的三大要素。（1）基底和沉积盖层 基底是沉积盆地赖以生存的基础，它由盆地形成之前的岩系组成；既可以由古老的结晶岩或变质岩组成，也可以有沉积岩系组成。沉积盖层即在基底之上发育的沉积岩层。基底对盖层具有一定的控制作用，而含油气盆地的基底又有时代和性质之分。,（2）周边主要指盆地内沉积物（新）与边界地质体（老）的接触关系。包括两种基本型式：一是超覆接触，又称沉积接触；二是断层接触。,两种接触关系对盆地的沉积、演化特征具有重要影响：超覆接触坳陷式 断层接触断陷式 两侧分别呈超覆、断层接触断坳式,2、构造 盆地内构造单元的划分一般采用三级四分法：,鄂尔多斯盆地一级构造单元区划图,三、盆地分类 前人根据不同的依据制定了不同的分类方案，如盆地的规模、形态、构造类型、基底性质和时代、盆地形成的时代或构造阶段、盆地动力环境、盆地所处的大地构造位置(槽台/板块观)、大陆边缘类型、盆地形成的机理等。,根据规模盆地可分为：超巨型（100万km2）、巨型（50万100万km2）、大型（10万50万km2）、中型（1万10万km2）、小型（1万km2）；,根据盆地的平面形态可分：圆形、椭圆形、长条形、三角洲、菱形等；,早期是以槽台学说为基础的固定论的盆地分类，以槽台学说为基础，同时考虑到盆地的地貌形态。,三、盆地分类,地台平原盆地,山前盆地,山间盆地,以地球动力学为基础的盆地分类以刘和甫（1983）为代表，分为张裂环境、压缩环境、剪切环境和重力环境。,三、盆地分类,第二节 含油气盆地的类型与特点,根据盆地发育的地球动力学环境，可把含油气盆地分为3大类：裂陷盆地、压陷盆地、走滑拉分盆地。进而依据其所处大地构造位置和盆地特征把含油气盆地细分为10个亚类。其中，陆内裂谷、大陆边缘和前陆盆地是最重要的油气聚集区。,1、裂陷盆地,陆内裂谷盆地,陆内坳陷盆地,大陆边缘盆地,陆间裂谷盆地,新生洋盆,拉张作用,1、裂陷盆地,(1)内陆裂谷盆地（裂谷：地壳断裂作用形成的断层为边界的狭长断陷带）,位于大陆板块内部；常具有双层结构，下部断陷，上部坳陷沉积；,一般特点是：,地温梯度高，初期带有基性喷出岩；同沉积正断层控制着断陷及盆地格架；主要圈闭类型有滚动背斜，掀斜断块，底辟及地层圈闭。,(2)陆内坳陷盆地 位于克拉通内，平面上近圆形，剖面上为碟状。构造较简单，主要为长垣隆起和穹窿。,(3)大陆边缘盆地 位于离散型板块边缘，下部为裂谷期陆相沉积，上部为向海推进的陆相或浅海相陆源碎屑，碳酸盐岩三角洲水下扇。演化经历了内陆裂谷、陆内裂谷、窄大西洋、大西洋4个阶段。,(4)陆间裂谷盆地 内陆裂谷进一步拉开，地壳强烈减薄，形成过渡壳时，内陆裂谷就演变为陆间裂谷。,原始大洋裂谷示意图解,(5)新生洋盆 大陆完全被拉开，形成以洋壳为基底的新生盆地。此类盆地的石油地质意义不大。,2、压陷盆地,挤压作用,前陆盆地,山间盆地,弧前盆地,残留洋盆,2、压陷盆地（1）前陆盆地 位于造山带侧翼与克拉通边缘，平面上平行于造山带展布，前陆盆地造山带一侧发育向前陆区逆冲推覆的褶皱冲断层带。前陆盆地具有丰富的油气资源。,挤压作用,周缘前陆盆地,陆内前陆盆地,弧背前陆盆地,（2）山间盆地 位于造山带内部或多个造山带之间以陆壳为基底的压陷盆地。（3）弧前盆地 位于岛弧与海沟之间，沉积主要来自岩浆岛弧的碎屑物。,（4）残留洋盆 当洋壳板块消减未期，陆壳板块发生碰撞，碰撞缝合线走向上结合的时间不一致，使部分地带残存老洋盆。盆地沉积往往与前陆盆地叠合成为油气勘探目标层系，具有一定的潜力。,3、拉分盆地 拉分盆地：发育于区域性走滑断裂带附近，由于两侧断块的相向运动而形成，平面上常呈棱形。,剪切作用,走滑拉分盆地的成因示意图,第三节 含油气系统一、含油气系统概念的来源及演变二、含油气系统命名、划分和分类三、含油气系统的描述内容四、含油气系统与其它油气地质单元的关系,1胡朝元的成油系统2Dow的石油系统(oil system)3Perrodon的含油气系统(petroleum system)4Demaison的产油盆地(generative basin)5Meissner的石油生成器(hydrocarbon machine)6Ulmishek的独立含油系统(independent petroliferous system)7Magoon的含油气系统(petroleum system),一、含油气系统概念的起源,1、胡朝元的成油系统“成油系统是指某一地质时期由统一的油气运移聚集过程联系在一起的油源、储集层、盖层、圈闭等四个成油要素所组成的整体。”成油系统是一个相对独立的油气水运移聚集系统，受源岩、储集空间、封闭条件、古构造、流体势等因素制约。每一个成油系统有自己的特征和成油要素，有相对的独立性，并形成一个或数个油气聚集带。,2、Dow提出的石油系统 1972年，首次使用Oil system概念。根据威利斯顿盆地油-油对比和油-源对比结果，提出了该盆地具有三套性质明显不同的生储组合，这三套组合被蒸发岩分隔开，每个组合是一个石油系统，存在三套烃源岩-储集层石油系统。不同的系统具有不同的烃源岩运移途径、储集层、圈闭、盖层。,3、Perrodon的含油气系统 1980年Perrodon最先使用了含油气系统这一名词。烃源岩、储集层和盖层的组合决定着油气藏的形成和分布，这样一个区域反映了一系列相关油气藏的形成，或者说是一个含油气系统。一个含油气系统可以被看作是由一系列相关地质事件组合的产物。,1984年，Demaison提出产油盆地（generative basin）概念。有效烃源岩覆盖的地区称为“产油坳陷”或“油气灶”，产油盆地是指具有一个或更多的产油坳陷的沉积盆地。含油气系统是一个动态的油气生成和聚集的物理化学系统，它是地质空间和时间的函数。,4、Demaison的产油盆地,1984年，Meissner提了Hydrocarbon machine的概念，其定义是：包括烃源岩中油气生成之后运移和聚集过程中的所有基本要素的层系，被称为自然地质条件下的石油生成器。,5、Meissner的石油生成器,6、Ulmishelk的独立含油系统的概念 1986年，Ulmishelk提出独立含油系统的概念（independent petroliferous system），它用来作为描述石油资源评价单元。独立含油系统是指一个以区域隔挡为边界与围岩相区分的连续的沉积岩体，其内部发生了油气的生成、运移和聚集作用，这些作用与围岩中发生的各种作用无关。这个系统包括烃源岩、储集层、圈闭、区域性盖层。目前世界上4050个勘探成熟盆地所包括的独立含油系统不超过150200个。,7、Magoon 的含油气系统 1994年，Magoon提出的含油气系统（Petroleum System）将其定义为：一个自然系统,其中包括一套有效源岩，所有与其有关的油气以及形成油气聚集所必需的地质要素和作用过程。,A petroleum system is defined here as a natural system that encompasses,a pad of active source rock and all related oil and gas and which includes all the geologic elements and processes that are essential if a hydrocarbon accumulation is to exist.,二、含油气系统的命名、划分和分类1、含油气系统的命名：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）和预测的（Speculative）。分别在含油气系统名称之后以（!）、（）和（?）表示。,根据烃源岩及构成该系统的主要储集岩命名含油气系统，在生-储岩复合名称之后加上一个表明与该系统有关的可靠程度的符号：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可能含油气系统。东营凹陷：沙三段-沙二段（！）含油气系统,2、含油气系统的划分划分含油气系统首先要作出研究区的油气苗及油气藏分布图，并从地球化学角度对这些油气苗及油气藏进行分组。然后利用地质及地球化学指标，确定有效烃源岩体。确定该含油气系统的储集岩类型。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。,3、含油气系统的分类：（1）以盆地动力学背景为依据的构造分类：大陆裂谷型、地台型和造山带型,含油气系统的沉积盆地动力学分类,（a）大陆裂谷型含油气系统，具垂向运移和不同层次储集岩。（b）地台型含油气系统，具侧向运移和单个主力储集岩。（c）造山带型含油气系统，具侧向与垂相运移。,（2）含油气系统的成因分类 根据以下3种地质因素进行分类：1）充注因素(过充注、正常充注或欠充注)；2）运移排烃方式(垂向排烃或侧向排烃)；3）捕集方式(高阻抗或低阻抗)。从这3个范畴中各选出合适的一项构成一组条件，可将含油气系统加以分类。,（3）以有效烃源岩时代及展布为基础的分类,以有效烃源岩时代及其区域分布为主线,并结合与其有成因联系的油气在空间上的运移聚集范围，划分含油气系统。如准噶尔盆地，根据烃源岩的母质类型，划分出以含气为主的（油）气系统和以含油为主的油（气）系统。据此把准噶尔盆地划分出四套含油气系统：石炭系含（油）气系统，二叠系含油（气）系统，侏罗系含（油）气系统和第三系含油（气）系统。,三、含油气系统的描述内容1.基本要素的描述。2地质作用过程的描述。3含油气系统的主要描述图件（四图）：含油气系统埋藏史图、含油气系统在关键时刻平面展布图、含油气系统在关键时刻剖面图，含油气系统事件图。关键时刻(Critical moment):是指含油气系统中大部分油气生成-运移-聚集的时间。,含油气系统描述,静态地质要素,动态地质作用,有效烃源岩,输 导 层,储 集 层,盖 层,层 段,门 限,范 围,潜 力,面 断层与不整合,层 产状与几何形态,网 三者与裂隙组合,岩 性,沉 积 相,几何形态,成 岩 相,储集性能,局部(直接),区域(间接),质量(高阻与低阻),油气生成过程,油气运移过程,范围与强度变化,三个关键期与时间,生烃量,初次运移期流体势,流体历史,二次运移期流体势,成因与分布,形成期,几何体积演变,汇 聚 区,成藏期与演变,汇 聚 量,油气成藏过程,圈闭形成过程,输导层产状,组合关系建立,保存期作用演变,关键时刻要素组合,含油气系统划分,有利靶区与目标,（据赵文智，1998）,1、静态地质要素的描述包括烃源岩、输导层、储集层、盖层。（1）烃源岩描述：成熟烃源岩的描述可以抽象为层段、有机岩相带、范围、潜力与时刻的确定。即包括：烃源岩的展布、有效分布和关键层段；烃源岩的质量及其平面变化；烃源岩的热演化程度及其生、排烃量；油（气）源对比等。,（2）输导层分析 输导层是将油气从生烃区输送至聚集区的中间桥梁，决定了流体运移的轨迹和目的地。输导体系：含油气系统中所有运移通道（输导层、断层、裂缝、不整合面等）及其相关围岩的总和。,（3）储集岩描述 包括储层类型及空间分布，储集性能及影响因素；有利储集层段、成岩作用及储层地球化学作用等；储集体预测、建模及评价。,（4）盖层描述：盖层决定一个含油气系统的有效边界。描述包括盖层层位、岩石类型及空间展布；盖层的厚度及封盖能力。,（5）上覆岩层描述：烃源岩层以上岩层均为上覆岩层。包括主要层位及岩性，厚度及空间展布；不整合次数、剥蚀厚度、时间及范围等。,2.地质作用过程描述（1）油气生成过程：它是对有效生油岩从进入门限开始到生烃结束全过程进行恢复的描述：生烃关键时刻、有效源岩展布、生烃持续时间和生烃总量。,（2）油气运移过程 探讨源岩生成的油气排出，进入输导层至发生聚集之前的过程。包括初次运移与二次运移两个环节，可概括为运移动力、运移量、路径与方向的描述。,（3）油气聚集 包括油气运移汇聚区生储盖组合、油气汇聚量、运聚期与持续时间的分析。,（4）圈闭的形成：主要是对有效捕集油气目标的分析，包括圈闭类型，构成与分类分布的图件，构造圈闭形成期与有效圈闭分析，以及近源非构造圈闭的描述与图件等。,含油气系统关键时刻平面图,四、含油气系统与其它油气地质单元的关系 含油气系统是介于含油气盆地和油气聚集带之间的一个油气地质单元。它具有一定的空间展布范围，也具有一定的演化时间。,油气域,油气区,生成子系统,含油气盆地,运移子系统,聚集子系统,区带,勘探目标,含油气系统,油气地质系统及其组成单元图,含油气系统与沉积盆地、区带（play）和勘探目标等层次构成了一个油气调查序列。4个层次的划分有利于更好地了解油气的成因和聚集场所，但研究的重点和目标不同。“沉积盆地”研究-侧重于沉积岩的地层层系和构造样式；含油气系统-研究的重点是特定的生油气源岩体和油气之间的成因关系；“区带”-描述一组目前存在的圈闭；“勘探目标”-描述单个的圈闭。,油气调查的四个层次,何谓含油气系统？它与盆地、油气聚集带、圈闭等油气地质单元有何关系？含油气系统的主要研究内容？,本 节 要 点,第七章 油气聚集单元,第一节 含油气盆地的概念与分类第二节 含油气盆地的类型与特点第三节 含油气系统第四节 油气聚集带第五节 油气田,含油气系统与含油气盆地、含油气区、油气聚集带等不同级别的油气富集单元之间密切相关而又彼此有所区别。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。含油气区：属于同一大地构造单元，有统一地质发展历史和油气生成，运聚条件的沉积坳陷。油气聚集带：同一二级构造带中，互有成因联系，油气聚集条件相似的一系列油气田的总和。,概念区分,由于地质发展历史不同，一个含油气盆地或含油气区是至少包含一个或若干个油气系统的地质实体，所以无论含油气区或含油气盆地，都不等同于含油气系统。综上可知，含油气系统是介于含油气盆地(或含油气区)与油气聚集带之间的一个油气地质单元。在一个含油气盆地或含油气区内，可有若干个油气系统重叠分布。在平面上，不同时代不同类型的油气系统可展现在一个或若干个油气聚集带中。,油气聚集单元,油气田：一定面积内，受单一局部构造或地层因素控制的所有 油（气）藏的总和。油气聚集带：同一二级构造带（或地层岩相变化带中）互有成 因联系、油气聚集条件相似的一系列油气田的总和。,第四节 油气聚集带,一、油气聚集带,第八章 油气聚集单元与油气分布,油气勘探实践证明：油气田在地壳上不是孤立存在的，在发现某个油气田后，经常在其毗邻的构造中找到新的油气田，或在钻井过程中遇到油气显示。这个现象充分说明油气运移是区域性的，常常受二级构造带或岩性岩相变化带所控制。当这些二级构造带或岩性岩相变化带与油源区连通或相距较近时，随着油气源源不断地供给，整个二级构造带或岩性岩相变化带的一系列圈闭都可能形成油气藏，造成油气田成群成带出现，成为油气聚集带。,油气聚集带：在沉积盆地中，受同一个二级构造带所控制或有成因联系、油气聚集条件相似的一系列油气田的总和，称为油气聚集带。人们有时习惯上称呼的某某油气田，实际可能代表的是某一油气聚集带，例如大庆油田，实际为大庆长垣油气聚集带。,一、油气聚集带,第四节 油气聚集带,二、油气聚集带的主要类型,1、背斜型油气聚集带 是指受背斜带控制的一系列背斜油气田的总称。,波斯湾盆地构造及油气田分布略图,与褶皱作用有关的背斜型油气聚集带，褶皱较强烈，两翼倾角陡，闭合高度大，各个背斜油气田多呈线性或雁列状排列，延伸可长达数百千米。,长垣、平缓褶皱的背斜油气聚集带；,大庆油田构造和剖面示意图,与基底隆起有关的背斜型油气聚集带，这类油气聚集带一般褶皱较平缓，两翼倾角小，含油面积大，油气储量相当丰富。,油气聚集带的主要类型,断块型油气聚集带；同生正断层逆牵引背斜型油气聚集带；同生逆断层挤压背斜油气聚集带；逆冲断裂型油气聚集带。,港东油田构造横剖面示意图,2、断裂型油气聚集带,指受断层控制的一系列油气田的总和。,3、礁型油气聚集带,油气聚集带的主要类型,在一定沉积环境中，成群、成带分布的生物礁，控制了生物礁型油气田的分布，形成呈环礁型、马蹄礁型和线状礁型油气聚集带。,第八章 油气聚集单元与油气分布,油气田：受构造、地层或岩性因素控制的，同一面积内的所有油气藏的总和，我们称为油气田。,第五节 油气田,对油气田的理解应该包括：（1）油气田是指石油和天然气现在聚集的场所，而不论它们原来生成的地方在何处。（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：穹窿、背斜、单斜、盐丘等，也可以是多种的地质因素。（3）1个油气田总占有一定面积，在地理上包括一定范围。这个面积大小相差悬殊，小者只有几平方千米，大者可达上千平方千米。（4）同一面积，是指不同层位的产油气层叠合连片的产油气面积。在叠合连片范围内不同层位的产油气层，可以存在同一构造或地层因素所控制的单一地质体中，也可以存在于受多种因素控制的复合地质体中。（5）1个油气田范围内可以包括1个或若干个油藏或气藏。,第五节 油气田,油气田的分类,按圈闭成因关系可把油气田分为三种类型：构造油气田：受单一构造因素控制。如背斜油气田、断块油气田。地层油气田：受单一地层因素控制。如上倾尖灭岩性油气田、礁型油气田、不整合油气田等。复合油气田：受构造和地层等多因素控制。如盐丘型复合油气田、礁型复合油气田、潜山型复合油气田、侧向叠合型复合油气田。,第五节 油气田,构造油气田：受构造因素控制的同一产油面积上油气藏的总和。进一步划分为背斜型和断层型油气田。,库列绍夫油田剖面图,地层油气田：受不整合面或岩性等因素控制的同一产油面积内油气藏的总和。,第五节 油气田,不整合油气田岩性油气田生物礁型油气田,加利福尼亚中途油田威廉斯及二十五山区构造剖面图,与潜山有关的油田模式剖面图,复合油气田：油气田范围内不同层位和深度的油气藏受构造、地层和水动力诸多因素中的两种或多种因素控制的油气田。,第五节 油气田,复合型油气田构造地层控制,盐体刺穿复合油气田,复合型油气田,第五节 油气田,第五节 油气田,第五节 油气田,第五节 油气田,本 节 要 点,1、重点掌握定义：油气聚集带、油气田；2、了解各种油气田和油气聚集带的特点。,