油气藏形成条件及评价.ppt
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1、,第九章 油气藏形成条件及评价本章重点:评价研究盆地分析、区带评价及圈闭;评价研究地层、构造、沉积、地温、地应力及地层压力等方面的特征;研究鉴别烃源岩常用地球化学指标及评价烃源岩、输导层及圈闭的方法;评价研究油气对比的方法及地球化学指标。,第一节 区域地质条件及其评价 现代油气勘探中,围绕盆地分析、区带评价、圈闭(油藏)描述三个层次的评价研究,采用多学科结合已成为一个重要特征,在地层、构造、沉积、地温、地应力、地层压力及储集层、圈闭等评价研究的内容与方法均有显著进展。通过评价研究,优选出最佳圈闭作为钻探对象,发现油气藏。价研究的最终目的。,一、盆地分析的内容与方法 盆地分析是基础,区带评价是手
2、段,圈闭描述是日的,通过三级评价研究,优选出最佳圈闭作为钻探对象,发现油气藏是盆地、区带、圈闭三级评价研究的最终目的。由于盆地所处的大地构造位置不同,会呈现各种盆地类型,控制着其中发育的沉积体系及沉积相。所以,需要明确盆地的类型。从板块构造学、地球动力学或历史地质学等观点,对含油气盆地进行分类。,1盆地分析内容通过盆地分析重塑“四史”沉积史:查明各时代层序或准层序组的沉积体系、沉积相,编制沉积环境图,进而指出有利的生、储相带分布。通过从老至新系统分析各沉积环境图,可重塑盆地的沉积发育史。构造史:结合盆地周缘与盆地内部区域构造特征,通过系统编制各层序或准层序组等厚图,分析构造发育史,阐明盆内次级
3、隆起与坳陷的发育演化,查明二级构造带(区带)的类型、特征及分布,为优选有利区带进行评价奠定基础。,生烃史:根据盆地评价需要,分析各层序烃源岩有机质丰度、类型及成熟度等基本参数,并应用地震资料进行TTI计算,辅以测井解释,确定烃源层,划分生油区与生气区,恢复盆地生烃史,为早期资源评价提供依据。运聚史:通过趋势地震地层压力及流体势计算平面成图,研究各层序烃源层油气运移方向和时期,结合区带及圈闭形成史分析,探讨盆地油气运聚史,指出有利的油气运聚方向及部位,预测有远景的勘探目标。,2盆地分析的方法(1)岩石学法,根据露头、岩心、岩屑等系统进行岩石类型组合观察描述,结合实验室鉴定分析,预测生储盖组合的纵
4、向分布特征。建立岩性岩相及生储盖组合剖面,作为基础;(2)地球化学法,在上述岩石学法研究基础上选取岩样,进行地球化学分析,建立地化剖面,在平面区分生油区与生气区,进行气源对比。,(3)区域地震地层学法,借助地震资料开展区域地震地层学(含层序地层学)研究,结合井下及露头资料,将地震相转换为沉积相,划分体系域,确定沉积体系与沉积相,指出有利的生、储相带类型与分布,编制沉积环境图及等厚图,重塑盆地的沉积史与构造史。然后针对各有效烃源层开展TTI计算并平面成图,划分生油区与生气区;综合趋势地震地层压力及流体势分析,预测有利的油气运聚方向及部位。,(4)构造地质学法,纵横穿越盆地若干条地质地球物理大剖面
5、,采用平衡剖面技术,重塑盆地原型及发育史,查明隆、拗及区带分布,研究断裂带的类型、特征、分布。阐释二级构造带类型、特征、分布,重塑盆地构造发育史,指出有利二级构造带,开展区带评价研究。总之,通过盆地分析查明“四史”,阐明油、气源区、储集相带及二级构造带,指出有利区带的勘探方向。,1区带评价的内容(1)区带类型的研究,分构造与非构造区带。构造区带类:挤压背斜构造带;滚动背斜构造带;断裂构造带(含逆冲推覆带);刺穿构造带(盐丘构造带、泥火山构造带、火山颈刺穿构造带)。,非构造区带类:地层超覆退覆带;近岸水下扇带(或称近岸浊积扇带);远岸浊积扇带;浊流水道砂体带;三角洲带(三角洲平原、三角洲前缘亚带
6、);古河道砂体带;古滨岸砂坝带(海、湖);生物礁带;古潜山带。,(2)沉积体系一沉积相一储集相(体)一储集层 综合上述成果,在优选出的有利区带研究沉积体系和相的类型及分布,找出有利储集相(体),定性、定量研究,指出有利分布状况。(3)储层与油气源、圈闭的配置关系 研究储层性质、油气源供给,圈闭形成时间及空间位置配置,查明储层的储集效率。,2区带评价的方法(1)综合地质、地球物理、区域地震地层学等方法研究区带的类型,特征及分布最佳圈闭或局部构造,开展后续的圈闭描述。(2)综合岩石学、测井地质解释、地震地层学三方面特征,开展沉积相与储集体研究,阐明其类型、特征及分布,针对有利储集体储层,定性、定量
7、多学科解释,研究储集性能与效率,最后作出区带储层评价。,三、圈闭(油气藏)描述内容与方法1圈闭(油气藏)描述内容(1)明确圈闭(油气藏)类型;(2)描述储集层的横向变化及分布;(3)综合地震构造解释、录井、测井,定量描述圈闭、油层厚度、孔隙度、渗透率、含油气饱和度及孔隙流体压力;(4)对发现的油气藏进行储量计算预测。,2圈闭(油气藏)描进的方法(1)构造地质测量法;(2)三维地震法;(3)区域或单井储层评价技术;(4)储层地震地层学法,第二节 地温场、地压场、地应力场与油气藏形成的关系 地温场、地压场、水动力场、地应力场、化学场、生物场等在油气藏形成分布十有着重要的控制作用。地温场、地压场、地
8、应力场等“三场”,系受地球内能控制,是地球内部能量以不同形式在地壳上的表现,因而是最本质的,其他场均系派生的。,(1)地温场 地温场是地球内部热能通过导热率不同的岩石在地壳上的表现。地表层(约20130m)下,每增加100m所升高的温度,称为地温梯度(或地热增温率),以/100m表示。地温梯度反映地温场的变化。地球内部的热能可能来自地核里的热源,包括融熔岩浆、放射性元素蜕变、地热的辐射与对流、地壳变动时的颗粒摩擦热,以及渗透层内的放热化学反应等。,地温场的作用:无机和有机矿物的成矿演化;生油窗、有机质热演化 生气窗粘土矿物转化、脱水 促进油气初次运移水热增压,临界温度和临界压力 凝析气藏形成
9、控制气田形成分布地温场和地压场 气体水合物形成分布地温场和有机碳分布 控制油田形成分布 促进可塑性岩石的流动、刺穿地温场 影响地下深处热流及岩浆活动,(2)地压场 地下渗透性地层中所含流体承受的压力,称为地层压力或孔隙流体压力,对油、气藏分别称为油层压力或气层压力。地层压力的通用单位是兆帕(Mh),反映地压场的变化。地层压力主要有个来源:上覆岩层重力造成的岩石压力;孔隙空间内地层水重力造成的水柱压力,或称孔隙流体压力。岩石压力主要为岩层矿物颗粒的支架结构所承担,岩石受压压力会传递到流体。,地层压力,是地层孔隙内水柱重力所引起的。当地层水处于静止状态,产生静水压力;当静水压力平衡遭到破坏地层水发
10、生流动,产生动水压力。储集层内水对任一点所施加的总压力就是静水压力与动水压力之和。总压力梯度,静水与动水压力梯度的向量和。此外,渗透力、温度变化、次生沉淀或胶结等,也是地层压力的次要来源。,地层压力随深度的增加率,称地层压力梯度。静水压力梯度,在含水层内测压点之上随深度而增加的水柱压力,约每深10m增加0.1Mpa。动水压力梯度,存在于有水流动的储集层中。超过静水压力的地层压力,称为异常高地层压力(超地层压力)。地层压力低于静水压力时,则为异常低地层压力(低地层压力)。,地压场的作用:地静压力 初次运移压实作用流体势 油气初次、二次运移 异常地层压力 促进油、气、水运移流体压力封存箱,压力 改
11、变气在油、水中溶解度 控制油、气藏温度 影响烃类物系相态变化 异常压力带与欠压实带压实背斜圈闭的形成分布盐丘、泥丘等刺穿构造的形成分布,(3)地应力场 地壳或地球体内,应力状态随空间点的变化,称为地应力场。总地应力包含静地应力(垂向压应力)构造应力两部分(广义)。构造应力场是变化的,静地应力场相对恒定。静地应力视为地静压力,属地压场范畴;地应力场称为构造应力场(狭义)。,地应力场一般随时间变化,在一定地质阶段相对比较稳定。地应力分布的规律性地壳上某一点(地区),在特定地质时代和条件下,受力作用引起的应力方向、性质、大小以及发展演化等特征。只有最近一期地质构造,未经破坏或改造,才能确切反映这个时
12、期的地应力场。,地应力场的作用:有机质成熟生烃的力学化学反应油气运移、聚集的重要动力形成各类背斜、断层等构造圈闭形成二级构造带形成断层、裂缝、微裂缝有助于形成各种地层不整合,有助于形成储集层的次生孔隙发育带有助于形成刺穿构造强烈地应力作用可破坏油气田作用强度 地应力(15)X地静压力 综上可知,“三场”相互联系,对盆地内油气藏的形成分布有重要控制作用。,异常压力流体封存箱 在世界许多含油气盆地的勘探开发过程中,经常发现超压或欠压等异常地层压力。地层压力是作用于地层孔隙空间流体(油、气、水)上的压力。正常地层压力可由地表至地下任意点地层水的静水压头(静水压力)来表示;而背离正常地层压力趋势线的地
13、层压力,均为异常地层压力。超过静水压力的地层压力,属异常高地层压力;低于静水压力者,则为异常低地层压力(欠压)。,形成异常地层压力原因(1)流体增压作用(2)剥蚀作用(3)断裂与岩性封闭作用(4)刺穿作用(5)浮力作用(6)粘土矿物成岩演变作用异常压力流体封存箱 是90年代以来在国外石油地质界兴起的新概念。分超压封存箱,欠压封存箱两种。,第三节 石油地质条件及其评价一、生油层研究 具有良好的油气源岩足沉积盆地形成油气聚集的首要条件。生油气层评价的主要目的就是根据大量地质和地球化学分析结果,在沉积盆地中,从剖面上确定生油气层,在空间上划出有利生油气区,做出生油气量的定量评价。,生油岩:有过油气生
14、成过程,并提供过一定数量油气的岩石。生油层:由生油岩组成的地层叫生油层。生油层系:在一定地质时期内,由生油层和非生油层组成的岩性-岩相类型相似的一套岩系叫生油层系。生油区:盆地内某一生油层分布的区域叫生油区或油源区。,(一)生油层的地质研究1.生油岩的岩性特征 岩性特征是最直观的标志,据国内外研究,证实理想的生油岩应具有:a.细粒 b.暗色 c.富含有机质 具有上述特点的泥质岩类(泥岩、页岩)和碳酸盐岩类(泥晶灰岩、泥灰岩)是好的生油岩。,(1)粘土岩类生油岩 主要包括泥岩、页岩,它们大多形成在具有一定水深的盆地中,由于富含有机质和低铁化合物,一般色暗。(近些年,也把粉砂岩作为生油层)(红色泥
15、岩是氧化环境的产物,不利于有机质的转化和保存),(2)碳酸盐岩类生油层 最好的是富含有机质的“泥晶灰岩”,其一般含有一定量的泥质成份,如泥质泥晶灰岩,球粒泥晶灰岩,介壳泥晶灰岩、藻有孔虫及介屑泥晶灰岩等。这些岩石形成于低能环境下,生物发育,水体平静,适于有机质堆积和保存。,2.我国的主要几种生油层系类型,我国发现的生油岩有泥质岩类,也有碳酸盐岩类。有陆相,也有海相。上述四类生油层系中,以湖相泥岩型最好,是我国陆相盆地形成大油田最有利的生烃层系。生烃层系分布广、面积大、层系多,生油层累积厚度大(体积大),生储盖组合配置优,生油岩的排烃效率就高。生油岩的评价就是将地质研究和地球化学研究结合,研究它
16、们的数量和质量的特性,以确定生油气潜能的大小,(二)生油岩的地球化学研究决定油气形成的有机地球化学要素有三个:岩石中有机质的丰度(数量);有机质类型(质量),有机质的成熟度(条件)。生油岩的地球化学研究就是了解它们的数量和质量的特性,以确定生油气潜能的大小,从而进行油气生成量的计算。,1.有机质的丰度 生油岩大多经历了漫长的历史,原始有机质丰度已无法测得,只能测出残余的有机质,通常是用残余有机碳作为油(气)源岩的丰度指标。(1)有机碳:是指与有机质有关的碳素在单位质量岩石中所占的重量百分数。(由于生油岩内只有很少一部分有机质转化为油气、运移出去,大部分仍残留在生油岩中,并且碳又是在有机质中所占
17、比例最大,最稳定的元素,所以剩余有机碳含量能够近似地表示生油岩内的有机质丰度。),转化为油气的有机质数量与其类型及成熟度有关。(据统计,有机质总量31015吨,其中分散烃61013吨,占有机质质量的2%,如果运移到储层61011吨,占分散烃1%,那么储层中的烃类仅相当于整个有机质2/10000,剩余有机质占总有机质的9998/10000)一般说来,有机碳含量表示生油母质较丰富,但生油量的大小,还取决于有机质向石油的转化。(如煤系地层的碳质页岩有机碳含量高,但实际上,生油并不好,甚至不能生油,在实际工作中要注意。),有机碳的下限值对于鉴定生油岩有重要的实际意义。现代运移学说认为生油岩中形成的烃必
18、须在满足了母岩体本身吸付容量以后,才能 被有效地排驱出去,所以有一个临界值。我国(石油部)通用指标为:C有机(%)1,好;C有机(%)1-0.6,(较好)中;C有机(%)0.6-0.4,(较差)差;C有机(%)0.4,非;碳酸盐岩类,据国内外研究,它吸附有机碳能力小,比泥质岩类少(大致差一个数量级),下限为0.08%,现广州地化所有人提出为0.1%。,(2)氯仿沥青“A”和总烃含量(“A”和总烃可视为石油运移残留下来的石油,这二者的含量同时反映了有机质向石油转化的程度。因此,结合“A”,总烃指标就可以将有机碳含量很高,但烃转化率并不高的碳质页岩和煤层与好的生油层分开。)氯仿沥青“A”:岩样未经
19、酸(HCl)处理,用氯仿抽提出的产物,称游离沥青或氯仿沥青“A”。国内指标:“A”(%)0.12,好;“A”(%)0.12-0.05,中;“A”(%)0.05-0.01,差;“A”(%)0.01,非生油岩;,(氯仿沥青“A”的族组成主要由饱和烃、芳香烃、非烃和沥青质构成)总烃(Hc):氯仿沥青“A”的族组份中饱和烃与芳香烃之和称总烃。(通常以ppm或10-6表示)国内通用指标:总烃(Hc):500,好;500-250,中;250-100,差;100,非;(3)生烃潜量(S1+S2)国内通用指标:(S1+S2)6.0,好;6.0-2.0,中;2.0-0.5,差;0.5,非;,2.有机质的类型(质
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