石油天然氣地質(zhì)第五章第1頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六石油天然氣地質(zhì)與勘探緒論第一章石油、天然氣、油田水的基本特征第二章

石油和天然氣的成因第三章儲集層和蓋層第四章

石油和天然氣的運移第五章油氣聚集與油氣藏的形成第六章油氣藏的類型及特征

第七章油氣聚集單元與油氣分布第八章油氣資源評價與勘探理論技術(shù)

第九章油氣田勘探的程序和任務(wù)2第2頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六第一節(jié)圈閉與油氣藏概述第二節(jié)油氣聚集原理第三節(jié)油氣藏的形成、破壞與保存第四節(jié)油氣藏形成時間的確定第五節(jié)地溫場、地壓場和應(yīng)力場與油氣藏形成的關(guān)系第六節(jié)凝析氣藏的形成第七節(jié)非常規(guī)氣藏的形成特征第八節(jié)氣藏與油藏形成及保存條件的差異第五章油氣聚集與油氣藏的形成第3頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六★一、圈閉（Trap）的概念

1934年麥考洛提出--圈閉：各種性質(zhì)的油貯。

圈閉：適合于油氣聚集，形成油氣藏的場所。

圈閉：儲集層中油、氣物質(zhì)自身勢最小而其動能為零的地方。

第4頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六★

二、圈閉的度量1、溢出點：油氣充滿圈閉后，最先從圈閉中溢出的點3、閉合面積：通過溢出點的構(gòu)造等高線所封閉面積。2、閉合高度：從圈閉中儲層最高點到溢出點的高差。某儲層頂面構(gòu)造圖第5頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六——油氣在單一圈閉中的聚集。是油氣在地殼中聚集的基本單位?！?/p>

三、油氣藏的概念油藏油氣藏氣藏第6頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六四、油氣藏的度量含油邊界（外含油邊界）含油邊界（外含油邊界）含水邊界（內(nèi)含油邊界）背斜油氣藏中油、氣、水分布示意圖

含油面積氣頂面積第7頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六第一節(jié)圈閉與油氣藏概述第二節(jié)油氣聚集原理第三節(jié)油氣藏的形成、破壞與保存第四節(jié)油氣藏形成時間的確定第五節(jié)地溫場、地壓場和應(yīng)力場與油氣藏形成的關(guān)系第六節(jié)凝析氣藏的形成第七節(jié)非常規(guī)氣藏的形成特征第八節(jié)氣藏與油藏形成及保存條件的差異第五章油氣聚集與油氣藏的形成第8頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六第二節(jié)油氣聚集原理一、油氣聚集的動力學(xué)機制二、各種圈閉中的油氣聚集模式三、油氣在圈閉中聚集的過程四、油氣在系列圈閉中的差異聚集第9頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六一、油氣聚集的動力學(xué)機制勢差或壓差：浮力-水動力機制——油氣在圈閉中聚集的主要動力學(xué)機制

滲濾作用、排替作用濃度差或鹽度差：滲透力-擴散力機制——主要對低分子的天然氣起某種作用

油氣聚集:油氣在圈閉中排開孔隙水而積聚起來形成油氣藏的過程。第10頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六含烴的水或游離烴進入圈閉后，因為一般親水的、毛細管封閉的蓋層對水不起封閉作用，水可以通過蓋層而繼續(xù)運移；烴類則因蓋層的毛細管封閉而過濾下來在圈閉中聚集。在水動力和浮力的作用下，水和烴可以源源不斷地補充并最終導(dǎo)致在圈閉中形成油氣藏(一）滲濾作用第11頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六含烴的水或游離烴蓋層：對烴類毛細管封閉水：可通過蓋層繼續(xù)運移(一）滲濾作用第12頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六（二）排替作用泥質(zhì)蓋層中的流體壓力一般比相鄰砂巖層中的大，因此圈閉中的水難以通過蓋層。進入圈閉的烴類首先在底部聚集，隨著烴類的增多逐漸形成具有一定高度的連續(xù)烴相。此時在油水界面上油和水的壓力相等，而在油水界面以上任一高度上，由于密度差，油（或氣）的壓力都比水的壓力大。因此產(chǎn)生了一個向下的流體勢梯度，使油氣在圈閉中向上運移的同時，把水向下排替直到束縛水飽和度。隨著油或氣不斷進入圈閉，油－水或氣－水界面不斷向下移動，直至烴類充滿圈閉為止，這一過程主要是排替作用。

第13頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六（二）排替作用泥質(zhì)蓋層Pf相鄰砂層：圈閉中的流體難通過蓋層。油水界面：P油=P水；向上：密度差→

P油P水→向下的流體勢梯度→油：油上移、向下排替水直到束縛水飽和度，止到充滿圈閉第14頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六第15頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六（三）滲濾作用+排替作用上覆蓋層：毛細管封閉：儲層中或底部S油達60%以上水滲流停止。油氣聚集初期：水可通過上覆親水蓋層滲流；油氣聚集一定程度后，水主要被油氣排替到圈閉下方。蓋層：異常高壓封閉：水不能通過上覆蓋層滲流，只向下排替。

第16頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六（一）背斜圈閉中油氣聚集模式二、各種圈閉中的油氣聚集模式

水：可通過上覆泥巖蓋層；烴類在圈閉中聚集圈閉中水含鹽量增加，PH值降低，利于油氣進一步聚集。第17頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六（二）地層圈閉中油氣聚集模式第18頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六從上、下烴源巖進入砂巖儲集層的壓實流體，沿上傾方向進行二次運移，由于地層尖滅或不整合造成地層圈閉，流體中的水可以通過圈閉的上方繼續(xù)運移，而烴類則滯留在圈閉中聚集，同時圈閉中流體的含鹽量增加，PH值降低，有利于油氣的進一步聚集。第19頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六（三）巖性圈閉中油氣聚集模式第20頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六壓實流體從周圍的生油泥巖進入被泥巖包圍的透鏡狀或扁豆?fàn)钌皫r體，并從其下傾部分往上凸部分進行二次運移，在砂巖體上傾的低勢部位形成聚集，流體中的水可以通過泥巖的層理面或微裂隙繼續(xù)向上流動，而油氣則滯留下來在圈閉中聚集第21頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六（四）斷層圈閉中油氣聚集模式第22頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六油氣運移：以浮力作用為主的漸進式運移，以異常高壓為動力的快速的幕式運移。油氣在圈閉中的充注：漸進式充注和幕式充注。三、油氣在圈閉中聚集的過程（一）油氣充注方式第23頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六（一）油氣充注方式最初進入最低排替壓力部分（高滲帶）不斷向相對低孔低滲的儲層部分擴展，最后將整個圈閉充滿。以石油波陣面方式充注油藏。

三、油氣在圈閉中聚集的過程第24頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六儲集層的非均質(zhì)性及充注過程的差異性→流體分布非均質(zhì)性→流體大混合→穩(wěn)態(tài)（二）混合過程三種混合機制：

密度差異混合：圈閉中石油密度倒置→重力分異混合

濃度差異混合：圈閉中石油組分濃度差異→擴散混合

熱對流混合：效率取決于濃度差、烴分子大小、儲層物性第25頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六在油氣充注圈閉過程中，由于儲集層的非均質(zhì)性及充注過程的差異性，主要是不同充注方式（橫向或縱向）和不同充注時間和來源的烴類的差異，造成在圈閉中充注的油氣存在縱向上和平面上很強的非均質(zhì)性。這種流體分布的非均質(zhì)性是不穩(wěn)定的，是非正常狀態(tài)，因此必然發(fā)生流體大混合，圈閉中石油或天然氣發(fā)生的混合作用最終達到相對均質(zhì)的、符合重力分異作用的穩(wěn)定狀態(tài)。第26頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六第27頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六當(dāng)盆地中存在多個水力學(xué)上相互連通的圈閉，且來自下傾方向的油氣源充足時，油氣在這一系列圈閉中聚集，沿運移方向各圈閉中發(fā)生烴類相態(tài)及性質(zhì)的規(guī)律性變化，這種現(xiàn)象稱為油氣差異聚集。

四、油氣在系列圈閉中的差異聚集第28頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六在含油氣盆地中，從盆地低部位或中心向盆地邊緣，圈閉中聚集的油氣相態(tài)出現(xiàn)了兩種截然不同的分布模式：（1）“油心氣環(huán)”模式，即石油占據(jù)盆地中心構(gòu)造較低的圈閉，天然氣占據(jù)盆地周緣的最高位置的構(gòu)造環(huán)。（2）與“油心氣環(huán)”模式相反，在盆地中心低處的構(gòu)造圈閉中充滿著天然氣，而在較高處的構(gòu)造圈閉中卻充滿著石油。四、油氣在系列圈閉中的差異聚集第29頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六第30頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六油氣水密度不同

重力分異★中心低部位：油藏邊緣高部位：氣藏盆地：（一）滲漏型（逸出型）油氣聚集第31頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六斷層滲漏型油氣差異聚集示意圖（一）滲漏型（逸出型）油氣聚集油藏油氣藏氣藏第32頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六油藏油氣藏氣藏物性滲漏型油氣差異聚集

（一）滲漏型（逸出型）油氣聚集第33頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六（一）滲漏型（逸出型）油氣聚集第34頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六輕質(zhì)油重質(zhì)油氣第35頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六

控制油氣在地下分布和差異聚集的根本因素是全逼的封蓋強度與閉合高度之間的關(guān)系：封蓋強度>閉合高度，具有剩余的封蓋強度，油和氣都只能從圈閉底部溢出，不會從頂部滲漏，優(yōu)先聚集天然氣。具有中等封蓋強度，可封蓋住與圈閉閉合高度相同的油柱，但不能封蓋柱相同高度的氣柱，在動平衡過程中油和氣分別從圈閉的底部溢出和頂部蓋層滲漏。封蓋強度<閉合高度，封蓋強度不能封蓋與圈閉閉合高度相同的油柱，油和氣均從頂部蓋層滲漏。（一）滲漏型（逸出型）油氣聚集第36頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六第37頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六第38頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六（二）溢出型油氣聚集發(fā)育在區(qū)域均斜（單斜）背景上，溢出點依次增高的一系列相互連通的背斜圈閉。第39頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六（二）溢出型油氣聚集第40頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六（二）溢出型油氣聚集第41頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六溢出型差異聚集結(jié)果：（1）離供油氣區(qū)最近、溢出點最低的圈閉中形成純氣藏，稍遠的、溢出點較高的圈閉形成油氣藏或純油藏，更遠的、溢出點更高的圈閉只含水；（2）一個充滿了石油的圈閉，仍可聚集天然氣，但一個充滿了天然氣的圈閉，則對聚集石油無效。（二）溢出型油氣聚集第42頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六圖：俄羅斯臺地斯大林格勒區(qū)下石炭統(tǒng)斯大林山層三個相聯(lián)系的構(gòu)造中的圈閉中油氣差異聚集情況構(gòu)造名稱頂部標(biāo)高含油氣情況油氣藏高度石油比重天然氣含CH4量李涅夫日爾諾夫巴赫麥其也夫-1091米-1882米-857米只含氣油藏有氣頂油藏?zé)o氣頂14米40米49米0.84-0.850.859-0.87491.5%86%油氣運移主要方向氣藏油藏油氣藏三個構(gòu)造的油氣差異聚集特征

第43頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六美國密歇根盆地志留系礁帶中差異聚集

第44頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六澳大利亞埃羅曼加盆地中的差異聚

第45頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六(4)儲層充滿水且處于靜水壓力條件?！钜绯鲂陀蜌獠町惥奂臈l件(1)區(qū)域性長距離運移，儲層區(qū)域性傾斜，巖相巖性穩(wěn)定、滲透性好。(2)系列圈閉的溢出點依次增高。(3)油氣源充足，且來自儲層下傾方向。第46頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六水壓梯度及水運動方向☆影響溢出型油氣差異聚集的地質(zhì)因素運移路徑上有支流油氣源溫壓變化——形成次生氣頂，或原生氣頂溶于油后期地殼運動——圈閉條件改變第47頁，共49頁，2023年，2月20日，星期六圈閉的封蓋強度與閉合高度之間的關(guān)系分三種情況：一類封蓋強度大于閉合高度，油和氣都只能從圈閉底部溢出，不會從頂部蓋層滲漏，且優(yōu)先聚集天然氣；二類具有中