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1、第一节油气聚集第七章油气藏形成与破坏重点：油气藏聚集的模式、形成条件及时间、期次。第二节油气藏形成的条件第三节油气藏形成时间与期次第四节非常规油气藏形成第五节油气藏的破坏与再分布第一节油气聚集一、油气聚集方式二、油气聚集机制三、油气聚集模式重点：油气藏聚集方式和模式。四、油气充注过程五、油气混合过程油气在储集层中从高势区向低势区运移的过程中，遇到圈闭就聚集起来，形成油气藏。油气在圈闭中积聚形成油气藏的过程，称为油气聚集与成藏。油气聚集是油气运移过程的暂时停滞动态平衡是油气藏形成过程中特别重要的阶段。没有油气聚集，没有油气藏形成。油气聚集成藏包括单一圈闭和系列圈闭的油气聚集成藏。单一圈闭的油气聚
2、集成藏最简单，是研究油气聚集成藏的基础。一、油气聚集方式背斜圈闭：最简单、最常见。基本特点：储集层顶面呈拱形、由顶向四周下倾；其上方为非渗透性岩层所封闭，下方高位能区被水体所封闭；闭合区由通过溢出点的构造等高线所圈定。1、单一圈闭的油气聚集静水条件下，油气遇到背斜圈闭时，先在最高部位聚集起来；后来依次由较高部位向较低部位聚集，直到充满整个圈闭为止。若再有油经过时，无法继续在其中聚集，只能通过溢出点溢向上倾方向。对天然气则不同。由于天然气比油轻，可以继续进入圈闭，将石油排出。直到原先被石油占据的圈闭容积完全被天然气占据为止。非背斜圈闭除储集层的顶、底板为非渗透性岩层封闭外，在储集层上倾方向还存在
3、不同类型的非渗透性遮挡。其闭合区是由储集层上倾方向的非渗透性遮挡线和储集层顶面的构造等高线联合构成。除透镜型岩性圈闭外，其它各类圈闭同样都存在溢出点。圈闭封闭烃柱的最大高度，与盖层封闭能力及闭合度有关。盖层封闭能力强，封闭的烃柱临界高度大于或等于闭合度时，闭合度即为圈闭封闭烃柱的最大高度；盖层封闭能力差，封闭的临界烃柱高度小于闭合度时，该高度即为最大高度。A-地层型圈闭和油气藏；BC-背斜型圈闭和油气藏；a-盖层封闭烃柱的最大高度；b-油水过渡带的厚度；c-最大的油气藏高度；d-闭合度圈闭中可能的最大油气藏高度与封闭的最大烃柱高度是有一定区别。两者之间的差值为油水过渡带所谓油水过渡带，在理论上
4、是指纯含油带的底到100%含水带的顶面之间的垂直距离。在油田开发中一般把产无水纯油带的底面到产纯水带顶面的垂直距离称为油水过渡带，即同时产出油水的井段。油水过渡带的厚度取决于储集层和流体的物理性质。任一油气盆地中，圈闭常成带、成群分布，即存在系列圈闭。不同系列，甚至同一系列的不同圈闭，由于与生油区相对的位置、圈闭形成条件和历史的差异性，各个圈闭聚油的机会也是不同的。2、系列圈闭的差异聚集对于发育于区域倾斜背景上（与油源区垂直或斜交的）系列圈闭油气聚集的基本原理，最早由加拿大石油地质学家格索（1951-1954）阐明，称为油气差异聚集原理。当圈闭I被充满时，继续进入的天然气通过排油聚集，而油通过
5、溢出点，向上倾方向的圈闭II中聚集。如油气源不足时，上倾方向的圈闭则不产油气，只产水，称空圈闭。在系列背斜圈闭中自上倾方向的空圈闭，向下倾方向变为纯油藏油气藏纯气藏的油气分布特征。在系列圈闭中，一旦上倾方向最高的圈闭被油气充满后，该系列圈闭的油气聚集基本完成。油源区仍继续生成油气，又不能向上倾方溢出，天然气将排挤油和水，向储集层下倾方向回流。天然气占据最高背斜的顶部，甚至充满整个背斜圈闭，而油占据向斜部分，形成向斜油藏。该油藏上倾方向的达姆萨特背斜和上倾方向的岩性圈闭中完全被天然气所充满，而向斜的较高部分则聚集石油，水则分布于向斜更低部位。油气差异聚集基本条件：在区域倾斜的下倾方向存在丰富的油
6、源区；具有良好的油气通道，使油气在较大的范围内作区域性运移；在区域倾斜背景上存在相互连通的系列圈闭，而且溢出点向上倾方向递升；储集层中充满地下水，而且处于相对静止状态。加拿大阿尔伯达盆地的瑞姆彼-圣阿尔伯达线状礁带为最典型的差异聚集。该礁型油气藏带的油源区位于西南下倾方向的盆地深坳陷区。油气进入后，沿礁带自南向北上倾方向作区域性运移，礁带具有良好的孔隙-渗透性、各礁块体之间具有良好的通道。Sales认为：控制差异聚集的根本因素是圈闭的封盖强度和闭合度间的组合关系。3种圈闭类型：I类圈闭，其封盖强度大于闭合度，具有剩余封盖强度，油和气只能从圈闭底部溢出，且优先聚集天然气；类圈闭，具有相对于闭合度
7、的中等封盖强度，封盖强度足以支撑全油柱，气-油界面大体位于圈闭中部，在动平衡过程中气和油可从顶部漏失和底部溢出；类圈闭，其封盖强度小于闭合高度，具有剩余的闭合空间，气和油只能从顶部盖层漏失。由于各类圈闭油气在侧向溢出和垂向漏失上的不同，从而造成了油气在地下有不同的分布和差异聚集规律。烃源充足供给：I类圈闭会溢出油和气，但无泄漏，最终将含气；类圈闭会溢出油并泄漏气，最终将含油和气；类圈闭会泄漏气和油，但不溢出，最终将以含油为主。最早为加拿大阿尔伯塔盆地彩虹-圣阿尔伯达线状礁块油气藏。随后，如美国密歇根盆地志留系礁带，我国渤海湾盆地冀中坳陷潜山带。油源区形成的油气，进入饱含水的储层后，沿溢出点控制
8、的线路向储层上倾方运移，位于运移路线上的系列圈闭将被油气充满。油气差异聚集的结果，造成天然气分布于靠近油源区一侧的圈闭中，向上倾方向依次为油气藏、纯油藏和空圈闭。油气区内油气实际分布情况，与油气差异聚集原理所阐明的分布特点，并不完全一致。如盖层分布不连续，有天窗、断层发育、水动力作用等影响都可使油气分布变得更为复杂。二、油气聚集机制1、浮力水动力机制油气在圈闭中聚集的主要动力学机制，包括渗滤和排替两个作用。游离烃和含烃的水进入圈闭后因为一般亲水的、毛细管封闭的盖层对水不起封闭作用水可以通过盖层而继续运移对烃类则产生毛细管封闭把油气过滤下来在圈闭中聚集。在水动力和浮力的作用下水和烃可源源不断地补
9、充并最终导致在圈闭中形成油气藏。Chapman(1982)认为泥质盖层中的流体压力一般比相邻砂岩层中的大圈闭中的水是难以通过盖层的。另外，油气进入圈闭后先在底部聚集随着烃类的增多逐渐形成具有一定高度的连续烃相在油水界面上油水的压力相等而在油水界面以上任一高度上由于密度差油的压力都比水的压力高。因此产生了一个向下的流体势梯度使油在圈闭中向上运移同时把水向下排替直到束缚水饱和度为止。2、渗透力扩散力机制由盐度差产生的渗透压力所引起的渗透流，是使烃类相对富集的重要机制。高盐度区具有圈闭的功能，使低盐度区的水不断向它汇集，其中烃类由于盐度增加而出溶转为游离气。盐度差不仅是产生渗透流的动力，而且由于地温
10、降低或气候进一步干燥，致使地层水的含盐量达到过饱和而产生沉淀，还能成为好盖层封闭其下的天然气。在致密地层中烃浓度差作用下气态烃进行分子扩散，遇到更致密的阻挡层时天然气就可相对富集。如果扩散到具较大孔渗部位，扩散流就可转变为渗流，能更有效地参与天然气的聚集。在油气聚集过程中，两类动力学机制不能截然分开，可随地质条件变化而相互转换，不同机制只有主次之分。三、油气聚集模式1、背斜圈闭模式从生油层进人储集层的压实流体，沿着背斜的翼部向顶部运移。在圈闭中，水很可能通过上覆泥岩盖层继续向上流动，而把烃类和一些无机盐类渗留下来在圈闭中聚集，并使圈闭中流体的含盐度增加，PH值降低，这又有利于烃类的进一步聚集。
11、2、地层圈闭模式从上、下烃源岩进入砂岩储集层的压实流体，沿上倾方向进行二次运移，由于地层尖灭或不整合造成地层圈闭，流体中的水可以通过圈闭的上方盖层继续运移，而烃类则渗留在圈闭中聚集，同时圈闭中流体的含盐量增加，PH值降低，有利于油气的进一步聚集。3、断层圈闭模式压实流体从泥质烃源岩进人砂岩体开始二次运移，在上倾方向由于断层的遮挡形成圈闭，流体中的水可以通过遮挡面沿断层或砂岩层继续向上运移，油气则在圈闭处聚集。4、透镜体圈闭模式被生油泥岩包围的砂岩透镜体中的油气聚集，可能是多种动力作用的结果：早期压实流体生油岩进入砂岩透镜体，虽含油气不多但向砂岩体排入大量盐分，如果没有断层或裂缝直接与生油岩外地
12、层相通，则砂泥岩中流体压力很快达平衡，后期的压实流体很难进入。主要依靠烃浓度差向砂岩体扩散；依靠盐度差，泥岩中水向砂岩渗透；依靠泥-砂界面上毛细管压力差，将油气排入砂岩体；还可能在生烃膨胀压力下，将油气沿干酪根网络排入砂岩体。无论是扩散流，还是渗透流进入砂岩体后，油气最终转变为游离相，再加上直接排入的油气，在浮力的作用下占据砂岩体的顶部，同时给水施以附加压力，使其在紧靠烃水界面的底部排出砂岩体，油气不断富集。如果砂岩体在泥岩中呈竖直状或有与外界相连通的断层存在，则有利于其中油气的聚集。原生油气藏：油气从源岩直接运移到圈闭中形成的油气藏次生油气藏：油气藏被破坏，油气再次运移聚集形成的油气藏四、油
13、气充注过程油气不断进入圈闭有效空间的过程称为充注。圈闭一般处于低势区，油气在浮力或水动力作用下都会向圈闭中运移和充注。根据渗流力学原理，油气总是首先进入渗透率最高、排替压力最低的储集层部分，随着油气的不断充注，在烃柱压力的作用下，逐渐向孔渗条件差的部分扩展，从而使圈闭储集层中的含烃饱和度不断增加。1、侧向充注主要是沿储集层方向的充注。由于烃源岩的成熟度不断增加，运移烃类的成分不断发生变化，先进入圈闭的油气成熟度低于后充注的油气，造成在圈闭储集层的侧向上有成熟度的差异。时间上越是后充注的石油成熟度越高，空间上越靠近圈闭的注入点、离烃源岩的生烃区越近成熟度越高。2、垂向充注主要是垂直于储集层方向的
14、充注。进入圈闭的油气，先向储集层具较高孔渗的部位充注，然后逐渐向相邻较低孔渗部位扩展。源源不断而来的高成熟油气总是通过高孔渗部位向低孔渗部位运移，高孔渗砂层中的含油气饱和度和成熟度均高于低孔渗砂层中的油气，造成圈闭中的垂向上有成熟度的差异。表现在高孔渗砂层中的饱和烃含量较高，而非烃和沥青质含量较低。3、充注方式在地质条件相对稳定条件下，同一油源油气的充注是一个带有幕式特征的连续过程，由幕式排烃、运移所决定。异常高压烃源岩的存在说明地下必然发生幕式排烃；盆地中高压流体封隔体的存在，断层及裂缝等通道的张开、闭合，运移所需浮力及含烃饱和度的积蓄，都说明必然发生幕式二次运移；圈闭储集层非均质性所具有的
15、不同排替压力，必然导致油气呈幕式充注。五、油气混合过程储集层的非均质性和充注过程的差异性，造成圈闭中油气的组分和化合物在侧向和垂向上具非均质性。油气在空间上存在着这些差异，必然存在消除这些差异的混合过程，充注和混合是同时存在的两个过程。WAEngland等（1989，1990）认为，圈闭中油气发生混合的机制：密度差混合、浓度差混合及热对流混合，以前两种最为重要。1、密度差异的混合作用是流体密度的差异引起的重力混合作用。烃类向圈闭充注时，储集层顶部是早期聚集的成熟度较低、密度较高的石油，而靠近圈闭充注点的翼部或底部则是后期聚集的成熟度较高、密度较低的石油。在圈闭的高部位存在密度相对较大的石油，而
16、低部位存在密度较小的石油，形成密度倒置。因此，必然发生重质石油往下沉、轻质石油往上浮的作用，直到油气按重力分异完全混合为止。2、浓度差异的混合作用是扩散混合作用，油气组分的浓度差异所引起。与流体的重力混合作用相比较，扩散混合作用是分子运动引起的微观现象，普遍存在、永不停息。部分或全部消除了侧向上的浓度梯度，在垂向上建立起由重力分异作用形成的浓度梯度。扩散混合作用的效率除与浓度差有关，还取决于几个因素：温度（温度升高扩散混合速度加快）、储层渗透率（渗透率变低扩散混合速度降低）、烃分子大小（分子小扩散混合速度快）。第二节油气藏形成的条件一、必要条件二、充分条件重点：油气的必要条件。必要条件：生、储、盖、运、圈、保。充分条件：充足的油源条件；有利的生储盖组合；大容积的有效圈闭。取决于：生油层、储集层、盖层、运移、圈闭和保存等成藏要素及其优劣程度。一、必要条件1、烃岩源盆地沉降埋藏史：厚度热史：成熟度古气候：丰度、保存有机碳氯仿沥青“A”总烃生烃潜量2、储集层核心：孔隙度和渗透率。微观孔隙结构沉积体系储集层古地形及古气候3、盖层页岩（泥岩）、盐岩和石膏、天然气水合物
