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1、构造及石油地质学基础知识培训,2002年2月25日,地质年代,松辽盆地地层简表,松辽盆地构造划分,一级构造单元：隆起、坳陷,坳陷区、斜坡区、倾没区各一个，隆起区三个。,二级构造单元：褶皱构造,正向构造带：长垣、背斜带、隆起带、阶地,负向构造带：凹陷,三级构造单元：背斜、向斜,自北向南喇、萨、杏、高、太、葡、敖七个串珠状背斜构造，即七个油田。,盆地发育的四个时期,断陷期：自中晚侏罗世开始，在强烈燕山运动断块运动作用下，盆地被切割成大小不一的北东向和北北东向的断陷。,断坳期：晚侏罗世末到下白垩统登娄库组一、二段，以断陷为主，登娄库组三、四段盆地范围扩大，向坳陷转化，面积达5.0104km2。,坳陷
2、期：下白垩统泉头组嫩江组时期。从姚家组开始盆地形成了统一的坳陷。嫩一、二段湖盆最大，达到20.0104km2以上。,上升期：嫩江组沉积以后，盆地整体褶皱抬升。地壳运动比较强烈，使盆地东部大部分隆起成为剥蚀区，沉积中心西移。,地层的接触关系,整合和不整合,不整合又分为：平行不整合和角度不整合,1 平行不整合,平行不整合又称假整合，其特点是上、下两套地层的产状基本保持平行，但时代不连续，其间有反映长期沉积间断和风化剥蚀的剥蚀面存在。,2 角度不整合,角度不整合,角度不整合,角度不整合（unconformity），其特点是上、下两套地层产状不一致，以一定角度相交；两套地层时代不连续，其间有代表长期风
3、化剥蚀与沉积间断的剥蚀面存在。 。,挠曲,断层,二、断层两盘相对运动分类 正断层：上盘相对下盘沿断层面向下滑动。 逆断层：上盘相对下盘沿断层面向上滑动。 平移断层：断层两盘顺断层面走向滑动。,一、走向断层效应：走向断层常常造成两盘地层的缺失和重复。缺失是指一套顺序排列的地层中的一层或数层在地面断失的现象。,断层作用时间,在生油层中生成的石油和天然气，自生油层向储集层中的运移，称为初次运移。,石油和天然气的初次运移,油气运移聚集过程,一、油气初次运移的物理状态和主要运载体,在初次运移中，液态烃类的大部分是以游离的原有相态运移的，只有少量可能是以溶解于水中的方式运移,原油在水中的溶解度随温度的变化
4、,Magara，1978,怀俄明州法姆尔原油,阿拉斯加原油,里迪河原油,尤尼恩文奈原油,易斯安那州阿姆瑟湖原油,初次运移中，液态烃类主要是以原有的相态与水一起运移,天然气运移,压力为2812公斤厘米2时，天然气在水中的溶解度为071米3 米3； 当压力为14064218公斤厘米2时，天然气在水中的溶解度增加到392米3米3,天然气在水中的溶解度是随压力的增加而增加的,天然气初次运移时，绝大部分以溶解于水中的状态运移,胶束溶液（Miceller Solution） 普林斯顿大学Hedberg（1979）曾提出过甲烷气的作用,关于烃类初次运移的物理状态的其它观点,生油岩中大量原生水的运动，对油气初
5、次运移起着极重要的“运载体”作用,二、油气初次运移的主要动力,促使油气初次运移的最重要因索是沉积物中的原生水。而这些原生水能促使油气运移是由于以下的主要原因：,1压实作用 2水热增压作用 3渗透压力的作用 4粘土脱水作用 5毛细管力的作用 6甲烷及其他烃类气体的作用,1压实作用,增加的剩余压力,新沉积层的密度,水的密度,当泥岩埋藏比较深，地层温度增加，流体发生膨胀，这种膨胀使泥岩层内压力增加，促进流体运动 在大多数沉积盆地中，地下温度随埋藏深度的增加而增高，引起流体的这种膨胀，发生热液流体的运动,2水热增压作用,7708米,11600磅英寸2,水的体积膨胀了10,水的压力一温度一密度（比容）的
6、 关系曲线,Baker，1978,由于地层中水含盐量的变化，引起渗透压力的不同。在渗透压力的作用下，渗透流体发生运动，促使油气的初次运移。 在很多沉积盆地中，地层水的含盐量随深度和压实作用的增加而增加；这些水的含盐量常常超过海水的含盐量（35000ppm）。 页（泥）岩中水的含盐量与孔隙度成反比关系，即含盐量增加，则孔隙度减小；因此，含盐量从每层页（泥）岩的中间部分向边部增高。含盐量与渗透压力之间也是成反比关系，即：含盐量高则渗透压力低；反之，含盐量低则渗透压力高。因此，渗透流体运动的方向，是从含盐量低的部分流向含盐量高的部分。,3渗透压力的作用,在地层的一定深度范围内，粘土岩中的蒙脱石向伊利
7、石转化，在转化过程中释放结合水，并进入粒间孔隙成为自由水。结合水变成自由水其体积要膨胀，从而增加了泥岩孔隙流体压力，促进流体运动，成为烃类初次运移的动力。同时由于自由水排出又可使压实突变。,4粘土脱水作用,压实突变阶段,张敦样，1979,毛细管中液体上升的现象是毛细管力作用的结果。当两种不相混合的液体呈相态接触，或一种液体与一种固体呈相态接触时，在界面上都存在界面张力。 在充满油、气、水的岩层中，由于三者对岩石的界面张力不同，润湿程度也就不同。例如，在相同条件下，水和石英的界面张力比己烷和石英的界面张力大255尔格厘米。在相界面上，毛细管力指向润湿性小的流体；在一般情况下，水比石油容易润湿岩石
8、，因此，在岩石孔隙中，当油水接触时，界面向水突出，毛细管指向石油，即接触角所指的方向。,5毛细管力的作用,毛细管孔隙中的水润湿系统,HDHedberg认为有机质向烃类转化过程中，始终都伴随有大量的甲烷产生（不论是生物化学作用阶段还是热化学作用阶段，都是如此）,6甲烷及其他烃类气体的作用,这些大量的甲烷既可以是石油初次运移的动力，也可以是石油初次运移的重要“运载体”,有机质向甲烷及液态烃转化与温度和埋藏深度关系示意图,HDHedberg,油气初次运移的动力是多方面的，除了上面介绍的六种动力因素以外，其他因素，如浮力、扩散作用等等，对油气的初次运移可能也有影响；但是，其重要性与上述六个动力相比较，
9、则是次要的。,三、油气初次运移的时期,第一阶段（初期压实阶段）：此时泥质沉积物的孔隙度为8030，在该阶段，粘土颗粒间互相接触不充分。由于深度不够（小于1500米）地温较低（低于60oC），石油烃类尚未开始形成，仅有由于生物化学作用生成的甲烷。 第二阶段（中期压实阶段）：进一步压实作用的结果，沉积物的孔隙度逐步减小；该阶段泥质沉积物的孔隙度为30一10，此时深度超过1500米以上，地温可高达60100oC，有机质已成熟，大量向石油烃转化，干酪根开始生成烃类，并逐渐活跃，达到旺盛时期-石油初次运移的主要时期 第三阶段（后期成岩重结晶阶段）：沉积物形成了完全固结的岩石，该阶段泥质岩孔隙度已比较小，
10、温度大于100oC，有机质巳成熟过度。在此阶段的前期，干酪根还向烃类转化，但到后期，石油烃的生成则已衰竭，而主要形成高温甲烷。,泥质沉积物的压实及成岩过程分成三个阶段：,石油烃类的初次运移，主要发生在泥质岩孔隙度为30一10的时期，起决定作用的因素之一，是压实作用。因此，可以综合这两个条件（3010的孔隙度和60100oC的温度），预测所勘探盆地的生油情况及油气藏形成情况。,在不同的地温梯度条件下，初次迁移时（埋藏深度15002800米）的温度及形成大油藏的可能性,若沉积盆地石油初次运移时主要时期，与石油烃生成的主要时期是一致的，则形成大油藏的可能性就大，该盆地的含油气远景就大,第二节 生储盖
11、组合,在地层剖面中，紧密相邻的包括生油层、储集层、盖层的一个有规律的组合，称为一个生储盖组合。 由于在实际地层剖面中，岩性往往是过渡的，互相交替，厚薄不一，所以对生储盖组合的划分不是截然的，一般取相近的主要生油层、主要储集层和盖层，划为一个生储盖组合。,根据生、储、盖层三者在时间上和空间上的相互配置关系，可将生储盖组合划分为四种类型。,生储盖组合类型示意图,指在地层剖面上生、储、盖层表现为由下而上的正常分布关系，即生油层位于组合下部，储集层位于中部。盖层位于上部。这种组合类型又根据时间上的连续或间断细分为连续式和间断式两种。油气从生油层向储集层垂向运移为主。正常式生储盖组合是我国许多油田最基本
12、的组合方式。,正常式生储盖组合,这种组合类型是由于岩性、岩相在空间上的变化而导致生、储、盖层在横向上发生变化而形成。这种组合多发育在坳陷内生油凹陷向边缘斜坡过渡带或隆起的斜坡上，由于岩性、岩相横向发生变化，使生油层和储集层同属一层为主要特征，二者以岩性的横向变化方式相接触，油气以横向的同层运移为主我国新疆准噶尔盆地西北边缘的克拉玛依一乌尔禾油区二叠系乌尔禾群即属此种。,侧变式生储盖组合,顶生式生储盖组合：生油层与盖层同属一层，而储集层位于其下的组合类型。例如我国华北地区发现的下第三系沙河街组泥岩直接盖于古生界碳酸盐岩之上，前者既为生油层又可作盖层，后者具有孔隙、溶洞、裂缝的石灰岩为储集层。,自
13、生、自储、自盖式生储盖组合：石灰岩中局部裂缝发育段储油、泥岩中的砂岩透镜体储油和一些泥岩中的裂缝发育段储油都属于这种组合类型，最大特点是生油层、储集层和盖层都属同一层。四川盆地川南二叠系石灰岩某些气藏、柴达木盆地油泉子构造泥岩裂隙油藏等，均属此种组合方式。,我国石油地质工作者总结油气勘探经验，从生油层与储集层的时代关系，提出新生古储、古生新储和自生自储三种型式。较新地层中生成的油气储集在相对较老的地层中，为新生古储；与此相反，较老地层中生成的油气运移到较新地层中聚集，属古生新储；而自生自储乃指生油层与储集层都属于同一层位。以上三种型式的盖层都比储集层新。 在任何一个区域，正确划分生储盖组合，对
14、于预测可能油气藏类型、指出有利的勘探地区，具有重要的意义。,储层砂体类型及分布模式,冲积扇砂体 河流砂体 湖泊砂体 风成砂体,碎屑岩储层成因类型,碎屑岩储集体的分布主要受沉积相控制,海岸砂体 海陆过渡相三角洲砂体 陆棚砂体 深海浊积砂体,一、冲积扇相及其相模式,冲积扇是组成山麓洪积相的主体，与油气关系密切,扇缘（或扇端）,内扇（或扇根、扇顶）,中扇（或扇中）,冲积扇往往是断陷盆地的主要边缘相,干旱半干旱气候条件下： 强烈构造活动 物理风化作用 阵发性洪水事件,漫流沉积,三、冲积扇砂体的储集性,冲积扇砂砾岩体的储集性能十分复杂,冲积扇体储集性是源区母岩性质、气候条件、沉积类型和相带等因素的综合函
15、数,并非所有的冲积扇粗碎屑岩体均可形成良好的储集层,源区母岩泥质岩发育、植被较少，在气候干旱的条件下，泥石流十分发育，且漫流和河道沉积中含泥亦多，形成砾、砂、泥混杂、分选极差的泥质砂砾岩体。储集性能差，一般不构成储集层 源区母岩泥质较少，气候不十分干燥，甚至为潮湿气候时，泥石流不甚发育，且主要分布于扇顶，冲积扇沉积则以少含泥的砾、砂混杂为特征。可形成油气储集层,扇顶砂砾岩体的储集性能比较复杂 孔隙性差泥石流沉积 储集性可变的漫流沉积（随泥质含量变化而变化） 储集性相对较好河道冲填沉积 孔渗性很好筛状沉积 扇中储集性能则相对较好，辫状冲填沉积相对发育，沉积物经过一定程度的分选（总的来说，分选性仍
16、较差），含泥相对较少，具有一定的储集性 扇端以漫流沉积为主，悬浮泥质相对较多，储集性相对较差,冲积扇亚相与储集性能,二、河流相及其相模式,弯度指数(p) =河床长度/ 蛇曲带或河谷轴的长度,游荡性指数(B) 2区域内心滩总长/ 两岸间河床中线长,曲河流相砂体沉积模式图,注入盆地的沉积物必须足以保持冲积平原环境 岸质抗冲性强，以使河岸、天然堤得以稳定 (因此，潮湿气候条件下植被比较发育时，有利于网状河的形成) 最适于网状河的构造环境是构造上活跃的山间盆地和磨拉石山间平原,网状河发育 的一些特殊条件,沉积盆地必须连续下沉或控制盆地的局部基准面上升以保证河道以迅速而连续的填积,由于网状河呈固定的交织状多河道河流，而且沉积与沉降速率保持较长时间的均衡补偿，因此砂体几何形态呈典型的窄而厚的交织条带状砂体,国外已有许多网状河砂体作为油气储集层的报导 马岭油田延10组储集层被认为是近似于网状河属于限制性河谷充填沉积 马岭油田的主力油层。以砂砾岩为主，占剖
