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1、石 油 地 质 学,Petroleum Geology,笫九章 含油气系统理论,笫九章 含油气系统理论 笫一节 油气系统的概念 笫二节 含油气系统描述 笫三节 含油气系统分类,自1972年Dow首次提出石油系统的概念以来，二十余年来中外石油地质学家对其内涵、特征和作用进行了颇有创意的讨论。最初的概念已演变为现今的“含油气系统”，蕴含了系统论的主体思想，且逐渐为勘探家们所接受，成为石油地质综合研究与油气勘探的重要思维方式和工具。含油气系统的概念强调了地质现象的有序性，如油气生成、运移、聚集和保存的时空序列，通过研究这些序列及相互关系达到指出油气现今赋存部位的目的。因此，含油气系统方法强调以过程为
2、主导的研究思路，突出了过程恢复、关系建立与最终结果的表征，藉以指出油气赋存部位，最大限度地减小勘探风险。,笫一节 含油气系统的概念,1.含油气系统的定义(北京油科院赵文智等) 含油气系统是沉积盆地中一个自然的烃类流体系统，包含了活跃的烃源岩与己形成的油气藏及油气藏形成时一切必不可少、相互关联的地质要素和作用。 “油气”指高度富集起耒的各种烃类物质； “系统”则指相互依存的并制约油气成藏的各种地质要素作用与组合关系。 “含油气系统”在空间上有其特定的展布范围和赋存层段，在时间上有其形成和保存时限。 因此含油气系统的内涵可以抽象概括为：,含油气系统的形成取决于成藏地质要素与作用在三度空间的组合关系
3、。决定各成藏要素与作用存在关系的那一时间被定为关键时刻，它至少有以下地质含义： 1. 烃源岩进入成烃门限并已开始排烃； 2. 决定油气运移路径和方向与圈闭形成的沉积、成岩与构造事件发生了作用； 3. 成熟烃源岩进入、结束生油和生气高峰的时间与变革运动的关系； 4. 不被打破的运聚过程所维持的时间。,(石油大学张厚福) 在任一含油气盆地(凹陷)内，与一特定有效烃源岩层系相关，包含油气聚集成藏所必不可少的一切地质要素和作用在时间、空间上良好配置的物理化学动态系统。其顶受区域盖层及上覆岩系所限，底为底层烃源岩所覆盖的储集层。 油气系统研究的关键在于将盆地中有效烃源岩层系、储集层、上覆岩系等基本地质要
4、素、圈闭形成、油气生成、运移、聚集保存等成藏作用纳入到统一的时间、空间范围内，开展静态与动态紧密结合的综合研究，科学地阐明油气藏的形成、类型、特征及分布规律。,（北京石油信息研究所 张 刚） 含油气系统是指沉积盆地中由有效烃源岩、与其相关的油气和油气藏及其形成所需的所有基本要素和成藏作用组成的油气地质单元。其中的基本要素包括：烃源岩、储集层、盖层和上覆岩层；有关成藏作用包括圈闭形成、油气的生成运移聚集等。一个含油气系统有其特定区域、及时间展布范围，一般应建立在含油气盆地的空间范围内，即：一个含油气盆地可以包括一个甚至多个含油气系统。,二、 含油气系统主要研究内容及方法,1关键时刻、持续时间及保
5、存时间 关键时刻通常指大部分烃类运移和聚集在其最初的圈闭中的持续时间即将结束的时刻。 含油气系统关键时刻以地层剖面的埋藏史曲线图为依据，它表明源岩处于最大埋深的时刻。通过绘制埋藏史曲线、计算时温指数（Thl值）可显示出大部分烃类的生成时间，从地质角度看，油气的运移与聚集发生在短暂的时间段内。埋藏史曲线图展示了关键时刻及该含油气系统的基本要素。关键时刻的含油气系统，其区域展布范围由成熟源岩及在二次运移发生时来自该源岩常规和非常规油、气藏的界限所圈定。,研究对象,内,容,方,法,侧,重,点,圈,闭,揭示圈闭含油气性及,地质风,险分析，,估算资源量，,优选钻探目标,对地质要素的地质、,地球物理分析,
6、现在存在的圈闭的究,成藏组合,对一类有成因联系的,圈闭进行含油气性、,分布规律及地质风险,分析及资源量计算,对地质要素的地质、,地球物理分析,圈闭之间的内在联系，,分布规律分析,沉积盆地,盆地类型及其形,成演,化沉积岩类型及体积,对地质要素的地质、,地球物理分析,盆地类型、沉积岩厚度、,分布范围，各地质要素的,定性描述和定量半定量分析,含油气,系统,是否有油气,，,有多,少,油气,，,油气生成,运移,过程及控制因素,地质、物理、化学,综合分析,源岩层段在时空上的分布，,关键时刻的确定以及各地质要,素和作用在时空上的变化规律,不同对象研究内容、方法及侧重点对比表,根据关键时刻绘制的平面图及剖面图
7、展示了这些基本要素的空间关系。含油气系统事件图展示了这些基本要素和作用的时间关系，并且展示了该系统的持续时间和保存时间。从这一点上讲，含油气系统强调了油气藏形成的动态过程，并要认识油气在时间和空间上的分布。 持续时间是指形成一个含油气系统所需的时间，含油气系统需要经过足够的地质时期方能具备所有的基本要素和完成形成油气藏所必要的那些地质作用。如果源岩是沉积的最初要素，且源岩成熟所需的上覆岩层是最后要素，那么最初和最后要素之间的时间差就是该含油气系统的持续时间。,保存时间在油气生成、运移和聚集作用完成之后开始。在保存时间内，现有的烃类不是被保存就是被改造或破坏。因此，在保存时间内发生的作用包括油气
8、的再次运移（三次运移），物理或生物降解作用乃至烃类完全被破坏。再次运移的油气可能聚集在持续时间之后沉积的储集层中。若保存时间内构造活动轻微，则油气藏仍保存在原来位置。只有在保存时间内发生褶皱、断裂、抬升或剥蚀作用或是有活跃的水动力条件才会出现油气的再次运移，导致油气的再分配。如果所有的油气藏及基本要素在保存时间内遭到破坏，就没有含油气系统存在过的证据。,2可靠性等级 M8g00n将含油气系统的可靠程度分为3类：即已知的、假想的及推测的。可靠性等级实际上是一个油源问题，它指明了一个油气藏中的油气源于某一成熟源岩的可靠程度。在已知的含油气系统中，油气藏中的油气与源岩之间具有良好的可比性，在假想的含
9、油气系统中，地球化学资料可确定源岩，但油气藏中的油气与源岩之间不具可比性；在推测的含油气系统中，源岩和油气藏都是根据地球物理资料推测出来的。 含油气系统的命名，类似于我们常说的生储盖组合。它主要是根据源岩和主要储集层来定名，同时考虑了含油气系统的可靠性级别。,三 含油气系统分类油气勘探工程( 吕修祥),虽然含油气系统的概念已逐步为人们所接受，并已成为一种油气调查和勘探的研究方法，但对含油气系统的分类，由于所采用的依据不同，应用的方法不同，分类结果也不同。 1以盆地的动力学背景为依据的分类 （1）大陆裂谷型含油气系统(主要存在于大陆裂谷盆地中)； （2）台地型含油气系统(主要存在于一些简单克拉通
10、盆地或离散边缘盆地中的)； （3）造山型含油气系统(主要存在于挤压区和活动边缘盆地中特别是弧前盆地和前陆盆地的前渊中的。,2含油气系统的成因分类 控制油气在地下聚集的3个重要地质因素： （l）在圈闭形成过程中或形成后有足够数量的油气生成； （2）有利的运移一排出几何通道，使油气能汇聚式地运移 到圈闭中去， （3）存在容积足够大的圈闭，有能力保存从最初注人直到 现在仍在充注的油气。 这种分类方案就是要从成因的角度划分出主要的含油气 系统类型，尽可能限定控制石油和天然气赋存，富集程度及 产地的主要因素，并使之定量化。,含油气系统,运移,捕集子系统,生成子系统,运移排烃方式,充注因素,捕集方式,过充
11、注,正常充注,垂向排出,侧向排出,高阻,低阻,含油气系统的成因分类包括以下3 种地质因素的作用 （1）充注因素；（2）运移排烃方式；（3）捕集方式,3. 生油凹陷为基本单元的分类 这种分类强调了源岩在含油气系统的重要地位。与中国的源控论相近。认为一个生油凹陷就是了个含油气系统。我国有人将塔里木盆地分为三大含油气系统，即满加尔、库车、塔西南含油气系统。,笫二节 含油气系统描述 （京油科院赵文智） 一、含油气系统的描述构成 1. 含油气系统基本要素的描述 (1)活跃烃源岩的表征 活跃烃源岩是指成熟并生、排烃的源岩。“活跃”一词包含了烃源岩成熟岩生烃，有商业性规模的烃量发生了运移以及源岩潜力三层主要
12、含义。烃源岩生排烃可归入含油气系统地质作用与过程分析。 活跃烃源岩的描述可以抽象为 A.层段范围 B.潜 力 的确定 C.时 刻,A. “层段” 是指成熟烃源岩在剖面上由顶底界所包容的地层单元，它包含了门限、生油气死亡线与厚度三项地质内容。 对其描述的产品是： 有效烃源岩等厚图 有效烃源岩顶界R0 等值线图 证明源岩有效的最直接的证据是在己经聚集的商业性油气藏与源岩之间建立起密切的对应关系。因此，活跃烃源岩的描述还包括了油源、气源对比及其相应图件。,B. 烃源岩的潜力 是决定源岩有效性的另一重要指标。如热解生烃量(S1S2 )有机质烃转化率(“A”/TOC，HC/TOC)，母质类型，生烃强度的
13、图表可描述烃源岩潜力。提供的主要描述图件是一系列剖面图与生油气强度等值线图。 C. 时刻 代表了生油岩进入生烃门限、高峰、生烃结束的关键时间及对应的深度，可由以下图件来反映： 镜质体反射率(VR0 )与深度的关系曲线； 实钻与由地震选取的人工井点上的埋藏史曲线， 时温指数(TTI)值及由此换算出来的R0 与TTI等值线图。 研究顺序：油源与气源对比；烃源岩层段确定；烃源岩生烃门限确定；有效烃源岩展布；生烃子系统关键时刻确定。,(2)输导层分析 输导层是将油气从生烃区输送至聚集地的中间桥梁。决定了流体运移的轨迹和目的地。对输导层的研究可以归纳为“层、面、网”的描述。 “层” 即是指输导层，包含了
14、层的产状与连续性两重含义。输导层研究的关键是在剖上选取最靠近烃源岩或与之侧向交接的储集层，平面上从烃源岩层起步，向上倾方向分析，时间上以生烃关键时刻前后为主，分析输导层产状，输导层相带与几何形态，产品是关键时刻前后输导层构造起伏、储集体几何形态与连续性及岩相的迭合图； “面” 是指不整合与断层面，集中在参与了输送系统油气的不整合与断层的研究上。需要对不整合面延展范围、断层面产状与两面的起伏形态进行分析，产品主要有关键时刻前后不整合面与关键断层面起伏形态图；,“网” 是指由输导层、不整合、断层和裂缝不规则连接为流体运移提供的通道，需要对主输导层同不整合和断面的接触情况、分组断层与裂隙的开启性进行
15、研究，描述油气运移的最大可能路径。 对输导层可按以下顺序进行描述： 关键时刻前后烃源岩顶或输导层的古构造形态； 输导层岩性与岩相平面分布与关键时刻前后所处的成岩相划分； 关键时刻前后应力场与断裂组合； 关键时刻前后与输导层连接的不整合面的起伏形态。,（3）储集岩（Reservoir）描述 作为含油气系统的基本要素，储集岩必须能够容纳一定量的烃类流体，并使之能聚集成藏。 储集岩描述内容 储集岩的研究主要是储集空间与连续性的描述，可概括为：岩性、岩相、几何形态、成岩和储油性能等五项内容。 提供的主要图件是： 流体排泄区储集岩分布图、 关键时刻储集体岩相分布与不同岩性不同岩相储集岩物性统计表。 储集岩描述顺序：接受流体的储集体岩性、岩相与几何形态分布分析；关键时刻前后储层岩相划分；储集体综合分级评价。,（4）盖层（Seal Layer）研究 这是指在关键时刻决定含油气系统地理范围与油气聚集的岩层单元，决定一个含油气系统的有效边界，包括“区域”性（间接）与“局部性”（直接）盖层。前者是阻隔并限制流体在三度空间分布范围的岩层，连续性延展范围与封闭能力是其研究的主要内容；后者则是在运移路径上对油气聚集起直接封堵作用的岩层，储盖组合与延展范围是局部盖层研究的重点。 盖层研究的主要成果是盖层等厚图与不同岩性、厚度对油气封盖能力的统计曲线。 盖层描述顺序：盖层突破压力与岩性关系曲线；盖层厚度与
