油氣成藏條件與過程-2

1、油氣成藏條件與過程評價油氣成藏條件與過程評價-2劉成林劉成林1提 綱l國內(nèi)外進展國內(nèi)外進展l油氣成藏條件研究油氣成藏條件研究l油氣成藏機制油氣成藏機制l實例分析實例分析2三、油氣成藏機制三、油氣成藏機制1、油氣運移、油氣運移初次運移機制與動力學模式連續(xù)穩(wěn)態(tài)初次運移機制連續(xù)穩(wěn)態(tài)初次運移機制連續(xù)穩(wěn)態(tài)初次運移：連續(xù)穩(wěn)態(tài)初次運移：烴源巖中的超壓流體通過孔隙和先存裂縫，以連續(xù)、烴源巖中的超壓流體通過孔隙和先存裂縫，以連續(xù)、緩慢的滲流方式從泥頁巖中排出過程緩慢的滲流方式從泥頁巖中排出過程。油氣從烴源巖層向儲集層的運移成為初次運移油氣從烴源巖層向儲集層的運移成為初次運移油潤性網(wǎng)絡連續(xù)油相油潤性網(wǎng)絡連續(xù)油相水

2、溶相水溶相氣溶于油相氣溶于油相 油溶于氣相油溶于氣相 運移相態(tài)運移相態(tài)三、油氣成藏機制三、油氣成藏機制1、油氣運移、油氣運移初次運移機制與動力學模式泥泥/頁巖天然水力破裂與幕式流體初次運移機制頁巖天然水力破裂與幕式流體初次運移機制 幕式流體初次運移：幕式流體初次運移：在生烴過程中，源巖的孔隙流體壓力達到地層破裂在生烴過程中，源巖的孔隙流體壓力達到地層破裂壓力，源巖發(fā)生破裂，流體壓力，源巖發(fā)生破裂，流體(包括油、氣、水包括油、氣、水)以混相通過裂隙快速排出，以混相通過裂隙快速排出，即幕式排烴或微裂隙排烴。即幕式排烴或微裂隙排烴。自組織自組織(Self-organization)? 自振蕩自振蕩(

3、Self-oscillation)? 三、油氣成藏機制三、油氣成藏機制1、油氣運移、油氣運移初次運移機制與動力學模式u超壓流體排放條件：壓力系數(shù)1.96 或地層流體壓力達到靜巖壓力的90% (Buhrig, et al., 1989; Roberts, et al., 1996; Holm, 1998)u排放周期：從100 年(Whelan et al., 1994)、100200年(Ghaith et al., 1990)到近1Ma (Roberts et al., 1995)天天然然水水力力破破裂裂機機理理三、油氣成藏機制三、油氣成藏機制1、油氣運移、油氣運移初次運移機制與動力學模式(1)

4、源巖具有較高有機質(zhì)豐度、較好源巖具有較高有機質(zhì)豐度、較好有機質(zhì)類型且孔隙度、滲透率較低，有機質(zhì)類型且孔隙度、滲透率較低， 孔隙壓力在生油帶達到地層破裂壓孔隙壓力在生油帶達到地層破裂壓力力(圖中圖中) ，石油初次運移包括連，石油初次運移包括連續(xù)烴相運移和幕式混相運移兩種機續(xù)烴相運移和幕式混相運移兩種機制。源巖的生烴門限深度為制。源巖的生烴門限深度為2000m。在進入生烴門限以后，源巖的含烴在進入生烴門限以后，源巖的含烴飽和度不斷增大，在飽和度不斷增大，在TD1達到排烴門達到排烴門限，石油開始以連續(xù)烴相進行初次限，石油開始以連續(xù)烴相進行初次運移。但由于源巖有機質(zhì)豐度高、運移。但由于源巖有機質(zhì)豐度高

5、、類型好且源巖滲透率較低，源巖中類型好且源巖滲透率較低，源巖中生成的烴類體積明顯超過通過孔隙生成的烴類體積明顯超過通過孔隙排出的流體體積，排出的流體體積， 源巖的壓力逐源巖的壓力逐漸增大并在漸增大并在A點達到地層破裂壓力。點達到地層破裂壓力。而后，超壓導致源巖破裂，烴類與而后，超壓導致源巖破裂，烴類與地層水一起通過裂隙排出。地層水一起通過裂隙排出。 源巖及其初次運移分為三種類型源巖及其初次運移分為三種類型: 不同源巖生烴過程中壓力的變不同源巖生烴過程中壓力的變化及初次運移機制化及初次運移機制三、油氣成藏機制三、油氣成藏機制1、油氣運移、油氣運移烴源巖排烴動力學模式烴源巖排烴動力學模式超壓主導型

6、超壓主導型 （1）互層與側(cè)向指狀式生儲配置（渤海灣盆地沙三/四段烴源巖） （2）底辟作用（鶯歌海盆地、大民屯凹陷榮勝堡洼陷） 斷壓雙控機制（大民屯凹陷）斷壓雙控機制（大民屯凹陷） （厚層烴源巖較高程度欠壓實，儲層常壓） 構(gòu)造主導型（黃河口凹陷東部郯廬斷裂帶）構(gòu)造主導型（黃河口凹陷東部郯廬斷裂帶） （泥巖低幅度欠壓實、儲層常壓）2、輸導體系、輸導體系輸導層輸導層輸導層是具有發(fā)育的孔隙、裂縫或孔洞等運移輸導層是具有發(fā)育的孔隙、裂縫或孔洞等運移基基本空間的本空間的滲透性地層滲透性地層q碎屑巖輸導層：碎屑巖輸導層：砂巖層、礫巖層等；砂巖層、礫巖層等；q碳酸鹽巖輸導層：碳酸鹽巖輸導層：受孔縫發(fā)育的控制。

7、高孔滲相帶、受孔縫發(fā)育的控制。高孔滲相帶、 裂縫發(fā)育帶和溶蝕孔縫發(fā)育裂縫發(fā)育帶和溶蝕孔縫發(fā)育各種沉積環(huán)境形成的砂體是油氣運移的重要通道各種沉積環(huán)境形成的砂體是油氣運移的重要通道砂體輸導體系的輸導效率：砂體輸導體系的輸導效率：與砂體的孔滲性有關(guān)與砂體的孔滲性有關(guān)高孔滲性砂體是優(yōu)勢運移通道高孔滲性砂體是優(yōu)勢運移通道溯源運移溯源運移三、油氣成藏機制三、油氣成藏機制2、輸導體系、輸導體系輸導層輸導層三、油氣成藏機制三、油氣成藏機制儲集體輸導層油氣運移動力與運移方式儲集體輸導層油氣運移動力與運移方式 在小尺度和微觀尺度上，油氣的運移路徑表現(xiàn)為浮力在小尺度和微觀尺度上，油氣的運移路徑表現(xiàn)為浮力克服毛細管阻

8、力，即最小阻力原則。油氣優(yōu)先通過高孔隙度克服毛細管阻力，即最小阻力原則。油氣優(yōu)先通過高孔隙度/滲透率或油潤性較好的部分運移；小尺度和微觀尺度上油滲透率或油潤性較好的部分運移；小尺度和微觀尺度上油氣的優(yōu)勢通道運移決定了油氣藏內(nèi)油氣的分布及油氣藏內(nèi)流氣的優(yōu)勢通道運移決定了油氣藏內(nèi)油氣的分布及油氣藏內(nèi)流體組成的非均質(zhì)性體組成的非均質(zhì)性油潤性較好的輸導層部分油潤性較好的輸導層部分2、輸導體系、輸導體系輸導層輸導層三、油氣成藏機制三、油氣成藏機制非均質(zhì)儲層內(nèi)油氣非均質(zhì)儲層內(nèi)油氣分布的非均質(zhì)性證分布的非均質(zhì)性證明油氣優(yōu)先通過高明油氣優(yōu)先通過高孔隙度、滲透率儲孔隙度、滲透率儲層部分運移或優(yōu)先層部分運移或優(yōu)先

9、在高孔隙度在高孔隙度/滲透率滲透率儲層部分聚集儲層部分聚集非均質(zhì)儲層含油氣性統(tǒng)計非均質(zhì)儲層含油氣性統(tǒng)計2、輸導體系、輸導體系輸導層輸導層三、油氣成藏機制三、油氣成藏機制區(qū)域性油氣運移準則與方式區(qū)域性油氣運移準則與方式u油氣從源巖排出進入輸導層后，將在浮力的作用下通 過通道網(wǎng)絡垂向運移至封閉層底面；u油氣只通過輸導層頂部1-數(shù)米進行側(cè)向運移，而不是 占據(jù)整個輸導層，封閉層底面控制油氣的側(cè)向運移；2、輸導體系、輸導體系輸導層輸導層三、油氣成藏機制三、油氣成藏機制區(qū)域性油氣運移準則與方式區(qū)域性油氣運移準則與方式u側(cè)向運移實際上是油氣在試圖垂向運移的過程中實現(xiàn) 的側(cè)向位移量。油氣在運移過程中在浮力的作

10、用下占 據(jù)輸導層最高點 封閉層底面三維幾何形態(tài)對運移路徑的控制作用封閉層底面三維幾何形態(tài)對運移路徑的控制作用構(gòu)造脊構(gòu)造脊油氣運移的三維行為油氣運移的三維行為2、輸導體系、輸導體系斷層斷層三、油氣成藏機制三、油氣成藏機制A.流體沿斷層帶的流動流體沿斷層帶的流動 a.流體沿活動斷層的流動 b.超壓流體沿斷層的流動 B.流體垂直斷層帶流動流體垂直斷層帶流動 a.斷層帶側(cè)向封閉機理：碎裂/成巖膠結(jié)與泥巖涂抹 b.斷層面兩側(cè)滲透性巖層的對接砂泥涂抹比率評價標準：砂泥涂抹比率評價標準：SMGR大于大于2時滲漏時滲漏 泥巖涂抹系數(shù)泥巖涂抹系數(shù):SSF= T/L（斷距（斷距/泥巖層厚度）評價標泥巖層厚度）評價

11、標準：準：SSF=T/L 大于大于7時滲漏時滲漏. 2、輸導體系、輸導體系斷層斷層斷層通道：沿斷層面分布的破碎帶，發(fā)生斷層通道：沿斷層面分布的破碎帶，發(fā)生沿斷層面的運移沿斷層面的運移三、油氣成藏機制三、油氣成藏機制2、輸導體系、輸導體系斷層斷層y = 0.0947xR2 = 0.95780204060801001201400400800120016002000斷距（m ）斷裂帶寬度（m ）斷層的輸導效率與斷層的規(guī)模、斷層的活動性和活動歷史有關(guān)斷層的輸導效率與斷層的規(guī)模、斷層的活動性和活動歷史有關(guān) 三、油氣成藏機制三、油氣成藏機制2、輸導體系、輸導體系不整合面不整合面不整合面通道：由不整合面上下

12、高滲透性巖層形成的油氣油不整合面通道：由不整合面上下高滲透性巖層形成的油氣油氣運移的通道。氣運移的通道。 q不整合面的三層結(jié)構(gòu)：不整合面的三層結(jié)構(gòu)：底礫巖底礫巖、風化殼、風化殼、風化淋濾帶風化淋濾帶三、油氣成藏機制三、油氣成藏機制4、輸導體系、輸導體系輸導輸導體系與運移方式體系與運移方式（1 1）輸導體系：）輸導體系：從烴源巖到圈閉的油氣運移通道的空間組合從烴源巖到圈閉的油氣運移通道的空間組合q單一型的輸導體系：單一型的輸導體系：q復合型的輸導體系：復合型的輸導體系：砂體斷層輸導體系、不整合斷層輸導體系砂體斷層輸導體系、不整合斷層輸導體系 （2 2）輸導體系的構(gòu)成：）輸導體系的構(gòu)成：由輸導層、

13、斷層、不整合等通道單獨構(gòu)成由輸導層、斷層、不整合等通道單獨構(gòu)成 三、油氣成藏機制三、油氣成藏機制4、輸導體系、輸導體系輸導體系類型和與油氣運移方式 側(cè)向輸導體系與側(cè)向運移側(cè)向輸導體系與側(cè)向運移q由輸導層或不整合單獨構(gòu)成，或由輸導層和不整合共同構(gòu)成由輸導層或不整合單獨構(gòu)成，或由輸導層和不整合共同構(gòu)成q可以將盆地中心生成的油氣輸送到盆地邊緣的圈閉中可以將盆地中心生成的油氣輸送到盆地邊緣的圈閉中q輸導的范圍大輸導的范圍大輸導層不整合輸導體系輸導層不整合輸導體系三、油氣成藏機制三、油氣成藏機制2、輸導體系、輸導體系輸導體系類型和與油氣運移方式 垂向輸導體系與垂向運移垂向輸導體系與垂向運移主要由斷層構(gòu)成

14、，可以溝通不同時代的烴源巖和儲集主要由斷層構(gòu)成，可以溝通不同時代的烴源巖和儲集層，使深部烴源巖生成的油氣運移到淺層成藏層，使深部烴源巖生成的油氣運移到淺層成藏 q垂向運移的特點垂向運移的特點v輸導效率較高輸導效率較高v垂向運移一般具有周期性，垂向運移一般具有周期性， 呈呈“幕式運移幕式運移”或或“幕式成藏幕式成藏”。 1 12 21 1ENKJ+TJ+TKKKKJ+TJ+TJ+TEN3 3F1F1F5F5F4F4F4F4F2F2三、油氣成藏機制三、油氣成藏機制2、輸導體系、輸導體系輸導體系類型和與油氣運移方式 階梯狀輸導體系與階梯狀運移階梯狀輸導體系與階梯狀運移q階梯狀輸導體系由斷層與輸導層或

15、不整合面構(gòu)成階梯狀輸導體系由斷層與輸導層或不整合面構(gòu)成v斷層輸導層型輸導體系斷層輸導層型輸導體系v斷層不整合型輸導體系斷層不整合型輸導體系v斷層輸導層不整合型輸導體系斷層輸導層不整合型輸導體系 三、油氣成藏機制三、油氣成藏機制三、油氣成藏機制三、油氣成藏機制3、油氣成藏動力學、油氣成藏動力學 油氣成藏動力學是用動力學的思想和方法研究油氣成藏動力學是用動力學的思想和方法研究油氣運聚成藏及演油氣運聚成藏及演化化過程，最終認識油氣聚集和分布規(guī)律的一門學科。過程，最終認識油氣聚集和分布規(guī)律的一門學科。成盆成烴成藏油氣分布廣義的成藏動力學成烴動力學化學動力學（Chemical Kinetics）狹義的成

16、藏動力學（Dynamics of Petroleum migration and accumulation）成盆動力學地球動力學（Earth Dynamics）三、油氣成藏機制三、油氣成藏機制3、油氣成藏動力學、油氣成藏動力學油氣成藏動力浮力剩余壓力差毛細管力密度、傾角超壓？通道的性質(zhì) rpdpgzPcos20流體勢綜合反映了油氣運移過程中的基本動力，油氣運移空間（連流體勢綜合反映了油氣運移過程中的基本動力，油氣運移空間（連通空間）中兩點之間的流體勢差（或梯度）決定油氣運移的動力通空間）中兩點之間的流體勢差（或梯度）決定油氣運移的動力:油氣成藏動力研究油氣成藏動力研究三、油氣成藏機制三、油氣成

17、藏機制3、油氣成藏動力學、油氣成藏動力學油氣成藏動力研究油氣成藏動力研究在輸導通道連通并且均勻的條件下（毛細管力差為0）BABGAGBAPPgZgZBBwAAwBGAGPgZPgZgZgZ)()()(BABAGwPPZZgA、B兩點之間的流體勢差由兩部分組成：一部分是具有（ZA-ZB)高度的氣柱在水中的浮力與氣柱重力的差值；另一部分就是A、B兩點之間的剩余壓力差。三、油氣成藏機制三、油氣成藏機制3、油氣成藏動力學、油氣成藏動力學油氣成藏動力研究油氣成藏動力研究典型藏灶分離型油氣成藏動力的構(gòu)成剩余壓力差比浮力高一個數(shù)量級,是高效成藏的主要動力構(gòu)造構(gòu)造類類 型型源源-儲垂向儲垂向距離距離(m)成藏

18、期平成藏期平均剩余壓均剩余壓差差(MPa)平均剩余壓平均剩余壓力梯度力梯度(MPa/m)浮力浮力(MPa)浮力梯度浮力梯度(MPa/m)克拉克拉2藏藏-灶分離灶分離127041.50.032689.916810.00781大北大北1藏藏-灶分離灶分離56532.50.057524.467240.00791迪那迪那2藏藏-灶分離灶分離101030.30.030207.708260.00763東秋東秋8藏藏-灶分離灶分離83041.00.049396.481070.00781垂向分離型三、油氣成藏機制三、油氣成藏機制3、油氣成藏動力學、油氣成藏動力學油氣動力學系統(tǒng)油氣動力學系統(tǒng) 油氣成藏動力學系統(tǒng)

19、是沉積盆地內(nèi)具有統(tǒng)一的油氣成藏動力學特征和演化歷史以及相似油氣運移、聚集規(guī)律的地質(zhì)單元。油氣運聚單元和流體封存箱都是這樣的成藏動力學系統(tǒng)。 圈閉油氣藏運移方向流體勢等值線 運聚單元邊界區(qū)帶邊界 油氣運聚單元是盆地中具有共同的油氣生成、運移和聚集歷史和特征的、具有成因聯(lián)系的一組油氣藏和遠景圈閉以及為其提供烴源的有效烴源巖的集合體。 三、油氣成藏機制三、油氣成藏機制3、油氣成藏動力學、油氣成藏動力學油氣動力學研究方法油氣動力學研究方法 異常壓力研究方法 流體勢分析方法 流體封存箱的識別與劃分 斷層封閉性研究方法 油氣成藏時間與期次研究方法 成藏動力學系統(tǒng)評價方法三、油氣成藏機制三、油氣成藏機制3、油氣成藏動力學、油氣成藏動力學運聚單元評價運聚單元評價 異常壓力研究方法 流體勢分析方法 流體封存箱的識別與劃分 斷層封閉性研究方法 油氣成藏時間與期次研究方法 成藏動力學系統(tǒng)評價方法（1）有效烴源巖規(guī)模、質(zhì)量及其演化歷史（2）從源巖到圈閉的油氣輸導體系：主要包括輸導體系的類型、規(guī)模、分布和輸導能力等。（3）圈閉類型及其