第六章 油气藏的形成

(Chapter6 formation of hydrocarbon reservoir)

学时：8 学时

基本内容：

① 油气聚集的基本原理。

② 油气藏形成的基本条件。

③ 油气藏破坏和再分布的地质作用及油气的变化。

④ 含油气系统的主要研究内容及分类。

教学重点与难点：

油气聚集原理及油气藏形成的基本条件。

教学内容提要：

第一节 油气聚集（重点）

油气聚集：油气在储层中由高势区向低势区运移的过程中遇到圈闭时，进入其中的油气就不能继续运移，而聚集起来形成油气藏的过程，称为油气聚集。

一、单一圈闭油气聚集的机理

   1．渗滤作用：对于盖层封闭能力差的圈闭，毛细管封闭的盖层对水不起封闭作用，而对烃类则产生毛细管封闭，结果把油气过滤下来在圈闭中聚集。

2．排替作用：Chapman(1982)认为盖层中的流体压力一般比相邻砂岩层中的大，油气进入圈闭后首先在底部聚集，随着烃类的增多逐渐形成具有一定高度的连续烃相，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，致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。

二、系列圈闭中的油气聚集原理（本节重点）

   1．油气差异聚集原理

静水条件下，在油气运移的主方向上存在一系列溢出点自下倾方向向上倾方向递升的圈闭，油气源充足，盖层封闭能力足够大。油气在圈闭中依次排替作用的结果，出现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。

2．油气差异渗漏原理

如果在运移的主方向上，存在一系列盖层封闭能力差的岩性圈闭，油气在圈闭中依次渗滤作用的结果，出现自上倾方向的空圈闭向下倾方向变为纯气藏→油气藏→纯油藏的油气分布特征。

第二节 油气藏形成的基本条件（重点、难点）

一、油气源条件

1、概念

成烃坳陷：是指地质历史时期曾经是广阔的有利于有机质大量繁殖和保存的封闭或半封闭的沉积区；成熟烃源岩有机质丰度高，体积大，并能提供充足的油气源，形成具有工业价值的油气聚集。

2、条件评价

盆地中油气源是油气藏形成的首要条件，油气源是否丰富取决于成烃拗陷的大小，烃源岩的成烃条件和成烃演化史。要具有足够大的成烃拗陷，生油岩的面积要大，厚度要厚；生油岩的质量要好，有机质丰度高，类型好，要达到成熟。

二、储集层和生、储、盖组合及传输条件

1、概念

生储盖组合：是指烃源层、储集层、盖层三者的组合型式。

有利的生储盖组合：是指三者在时、空上配置恰当，有良好的输导层，使烃源层生成的油气能及时地运移到储集层聚集；盖层的质量和厚度能确保油气不致于散失。

2、生储盖组合类型

连续的生储盖组合：上覆式、下伏式、互层式、侧变式或指状交叉式、封闭式或透镜式。

不连续生储盖组合：不整合型生储盖组合和断裂型生储盖组合。

复合型的生储盖组合：

3、生储盖组合的评价

组合形式、烃源层的单层厚度和砂岩百分率。

4、条件评价

储集层的储集物性好，孔隙结构好；要具备良好的生、储、盖组合形式，最佳的生油岩厚度，最佳的砂泥岩百分比。

三、圈闭条件

1、概念

有效圈闭：是指在具有油气来源的前提下，能聚集并保存油气的圈闭。

2、条件评价

圈闭容积要大，形成时间要早，距油源近，闭合高度要高，盖层封闭能力好。

四、保存条件

构造运动不要太强烈或地下水活动不活跃，保证圈闭容积不改变或不破坏，圈闭中的油气不受氧化变质。

第三节 油气藏的破坏和油气再分布

油气藏的破坏和油气再分布：是指已经处在物理、化学上的稳定性和平衡状态的油气藏在各种地质、物理、化学因素的作用下，油气圈闭或油气本身的物理化学稳定性遭到部分或全部破坏，致使油气在新的条件下发生再运移和再聚集的过程。

一、引起的油气藏破坏和再分布的地质因素（本节重点）

1．地壳运动使储集层不均匀抬升

2．地壳运动使油气藏整体抬升

3．地壳运动产生一系列的断裂活动

4．岩浆活动常使油气藏遭受破坏

二、水动力条件的改变对油气藏的破坏

水动力强弱的变化能使圈闭的大小和位置产生变化，甚至致使原有圈闭消失，油气藏遭受破坏。

三、生物化学作用、热变质作用对油气性质的改变

（一）氧化变质

氧化变质：是指原油在低温低压条件下，因氧化和微生物降解，使轻组分大量消耗，重组分不断增加，成为稠油或沥青类矿物的演化过程。其结果是使油气藏油质变差，降低工业价值。

微生物降解作用：是油气藏内烃类在微生物的作用下，原油轻组分逐渐减少，重组分相对增加，最后形成重质油的作用。

（二）热变质作用

原油的热变质作用：是指油气藏中原油在热力作用下向降低自由能，具有更高化学稳定性方向变化的过程。

热演化作用的结果，芳烃缩合反应的产物——多环稠合的含N、S、O化合物，在液态烃的溶解度急剧降低，最后必将或早或迟地变为固体析出，成为储层沥青而离开这个系统。而烷烃化和甲烷化的结果将使液态原油变轻，成为轻质凝析油直至甲烷气。

第四节 含油气系统的概念及研究内容

一、含油气系统的概念

含油气系统：被定义为是一个自然的系统，包含活跃的烃源岩及所有已形成的油、气藏，并包含油、气藏形成时所必不可少的一切地质要素及作用。

二、含油气系统的研究内容

1．关键时刻

关键时刻：是指含油气系统中大部分油气生成-运移-聚集的时间。

   2．含油气系统展布范围

   3．基本要素

   4．持续时间

持续时间是指形成一个含油气系统所需的时间。

5．保存时间

保存时间是指烃类在该系统内被保存、改造或被破坏的时间段，它在油气生成-运移-聚集作用完成之后开始。

   6．可靠性等级及命名

三、含油气系统的分类

主要参考书或建议阅读的书籍:

1、柳广弟主编．石油地质学（第四版）——第六章．石油工业出版社．2009年3月．

2、张厚福主编．石油地质学（第三版）——第五章、第八章第4节．石油工业出版社．1999年．

3、陈荣书主编．石油及天然气地质学——第七章．中国地质大学出版社．1994年．

4、潘钟祥主编．石油地质学——第八章．地质出版社．1986年．

   5、张厚福编著．石油地质学新进展（五）——第五章．1998．石油工业出版社．

6、费琪主编．成油体系分析与模拟（第二版）．2001．高等教育出版社．

7、L.B.马贡，W.G.道主编．张刚等译．含油气系统—从烃源岩到圈闭．1998．石油工业出版社．