5-5油气藏形成的时间确定解析
油气成藏时间的确定方法
油气成藏时间的确定方法陈玲;张微;佘振兵【摘要】综述了国内外油气藏定年技术的主要原理和方法，并对各种方法的优缺点进行评述。
认为油气成藏年代学的研究已由过去的定性、半定量发展到今天的定量同位素测年的新阶段，其中，在负热电离质谱仪以及多接收器电感耦合等离子质谱仪上，开展原油以及与油气成藏相关的沥青、干酪根等的Re—Os同位素测试工作，可以对油气藏直接定年，并给出精确的油气成藏时间。
此项技术具有广泛的应用前景。
%The basic principles and methods for dating of hydrocarbon accumulation at home and abroad as well as their advantages and disadvantages are reviewed in this paper. It is suggested that the qualitative, semi-quantitative dating of hydrocarbon accumulation in the past has been developed into quantitative radiometric dating of it nowadays. By using negative thermal ionization mass spectrometry (N- TIMS) and the multi-collector inductively coupled plasma mass spectrometer (MC-ICP-MS), the Re-Os isotopic dating on materials such as crude oil, bitumen and kerogen that are related to hydrocarbon accumulation can be conducted, directly making dating and giving accurate time of hydrocarbon accumulation. It is of widely prospect for application.【期刊名称】《新疆石油地质》【年(卷),期】2012(033)005【总页数】4页(P550-553)【关键词】油气成藏年代学;油气成藏时间;自生伊利石K—Ar法;沥青;Re-Os同位素【作者】陈玲;张微;佘振兵【作者单位】中国国土资源航空物探遥感中心,北京100083;中国国土资源航空物探遥感中心,北京100083;中国地质大学地球科学学院,武汉430074【正文语种】中文【中图分类】P533;TE11自从1989年在油气成藏系统理论中提出了含油气系统关键时刻(指含油气系统中大部分烃类生成—运移—聚集的时间)的概念以来，石油地质学家便开始通过油气藏所处的地质环境来分析油气藏生成、运移的时代。
石油地质-第五章-油气藏的形成
的油气能及时运移到储集层中，同时，盖层的质量和厚度又能 保证运移到储集层中的油气不会逸散。据生、储岩层的接触关 系，将生储盖组合分为二大类： 1. 连续生储盖组合： 三者存在于连续沉积 的地层单位中，包括 上覆型、下伏型、互 层型、侧变型和封闭 型。 2. 不连续生储盖组 合：生油层和储集层 在时间上不连续，两 者之间是由不整合面 或断层面相沟通，包 括不整合和断裂型二 种。
第五章 油气藏的形成
第一节 油气聚集 第二节 油气藏形成的基本条件 第三节 油气藏形成的时间
第一节 油气聚集
一．概述 圈闭：储集层被联合封闭而形成的能聚集和保存油 气的场所。 圈闭有两个基本要素:(1)储集层;(2)封闭条件
圈闭类型划分表
大 类 亚
构造圈闭
1.背斜圈闭 2.断层圈闭 3.裂缝性背斜 圈闭 4.刺穿圈闭
二．油气在单一 圈闭中的聚集 单一圈闭的油气 藏常见的是背斜圈 闭和岩性圈闭。在 静水条件下，油气 首先在背斜的高部 位聚集起来，然后， 在低部位聚集，直 到充满整个圈闭。 而且，圈闭中的油、 气和水是按比重分 异的，由圈闭的顶 部向下依次聚集的 是天然气、石油和 水。
三．油气在系 列圈闭中的聚集 在含油气盆地 中，成带、成群 分布的圈闭，即 为系列圈闭。 位于生油凹陷 附近的系列圈闭 易产生差异聚集， 其差异聚集原理 可简述为：在油 源区形成的油气， 进入饱含水的储 集层后，沿着一 定的路线 ( 由溢出 点所控制)向储集
油气藏有效圈闭应具备以下条件： 1.圈闭距油源区较近，具有优先捕获油气的能力。 2.圈闭形成时间早。指圈闭形成的时间必须早于油气的运移 和聚集时间或两者同步进行。 3.圈闭的闭合高度较大。此高度必须大于油水倾斜面两端高 度差或油水过渡带的厚度。 4.保存条件。圈闭的上方有封闭性良好的盖层，没有良好的 保存条件很难形成大的油气藏。 5.圈闭的容积要大。
第八章 油气藏形成与分布规律
第八章 油气藏形成与分布规律
第三节 油气藏类型
3.与地下柔性物质活动有关的背斜油、气藏 由于地下柔性物质受不均衡压力作用而向压力低的上方流动，使上覆地层弯曲变形而 形成的背斜圈闭，在国外有广泛的分布。地下柔性物质常见的有盐岩和泥质岩类，即常见 为盐丘和泥火山，其中以盐丘为主，与这种类型油气藏相伴生的还有其他类型的油气藏。 ４.差异压实作用有关的背斜油气藏 在古侵蚀面上常存在各种地形凸起，可以是结晶基岩，致密坚硬的沉积岩及生物礁块 等。在沉积过程中当新的沉积物堆积时，凸起上堆积较薄，而凸起的周围堆积较厚，因而 在成岩过程中，由于沉积厚度不同，负荷相差悬殊，因此产生差异压实作用，即凸起顶部 压实程度较小周围压实程度大，结果在凸起的上覆岩层中，形成背斜构造 (常称披盖构造)。 其特点是凸起上部背斜常反映下伏古地形凸起的分布范围和形状，但其闭合度总是比古地 形凸起的高度小，并向上递减直至消失，倾角也向上变小。这种构造往往聚集丰富的油气 而形成油气藏。
课本:正常、侧变式、顶生、自生自储自盖；
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第八章 油气藏形成与分布规律
第二节 油气藏形成
不同的圈闭类型决定了不同的油气藏类型和勘探方法，圈闭的位置和埋藏深度是设计 探井井位、井深的依据之一，而且圈闭容积的大小又直接影响油气藏中油气的地质储量， 所以研究圈闭是非常重要的。 圈闭的最大容积 圈闭的最大容积是指某一圈闭内可以容纳流体的最大容量。决定于储集层的有效厚度、 孔隙度和圈闭的闭合高度以及闭合面积，是评价油气藏的一个重要依据。 以背斜圈闭为例，说明溢出点、闭合高度和闭合面积 a溢出点：流体在圈闭中聚集直到不能再容纳时开始向外溢 出，此时圈闭中容纳的流体量达到其最大容积，
1
第八章 油气藏形成与分布规律
第一节 油气运移migration
油气藏的形成过程石油生成-运移
油气藏特征
油气藏的储层特征
包括储层的岩性、物性、含油性、含气性等特征，以及储层的非均质 性和空间展布规律。
油气藏的流体特征
包括油、气、水的性质、组分、含量以及分布规律，以及油气的相态 特征。
油气藏的温度、压力特征
包括油气的温度、压力、压力梯度、温度梯度以及压力系统等特征。
油气藏的驱动类型与能量
根据油气的驱动类型和能量，可以将油气藏分为弹性驱动、水压驱动、 气压驱动和溶解气驱动等类型。
02 油气运移
初次运移
初次运移是指油气从源岩中排驱出来 后，在地下未成熟的沉积岩层中的运 移。
初次运移的油气量较小，但为后续的 再次运移和聚集成藏提供了物质基础。
初次运移过程中，油气会受到地层压 力、温度和孔渗性的影响，通过扩散、 渗滤和毛细管作用进行长距离的运移。
再次运移
1
再次运移是指油气在经过初次运移后，在地下成 熟沉积岩层中的运移过程。
油气藏评价
油气藏的资源量评估
根据地质资料和地球物理勘探 资料，评估油气藏的资源量， 包括地质储量和可采储量。
油气藏的技术可采性评估
根据油气的开采难度和经济效 益等因素，评估油气藏的技术 可采性和经济可采性。
油气藏的开发方案设计与 优化
根据油气藏的特征和评估结果 ，设计开发方案，包括开发层 系选择、开发方式确定、井网 部署等，并进行优化。
油气藏形成过程的影响因素
地质因素
地壳运动、构造运动、岩浆活动等地质因素都会对油气藏的形成产 生影响。
气候因素
气候变化会影响植物的生长和腐烂，从而影响烃源岩的生成和油气 的形成。
时间因素
油气藏的形成是一个长期的过程，需要足够的时间来完成油气的生成、 运移和聚集。
确定油气藏形成时间的基本方法及优缺点
确定油气藏形成时间的基本方法及优缺点确定油气藏形成时间的基本方法及优缺点1、传统研究方法1.1根据圈闭发育史确定成藏期油气藏的形成是烃类流体在圈闭中聚集的结果，油气成藏期只能与圈闭的形成时期相当或晚于该时期，确定了圈闭的形成时期就确定了形成油气藏的时间下限，即油气藏形成的最早时间。
根据地层层序关系、古构造等方面的研究，绘制圈闭发育演化的平面和剖面图是该方法的分析基础。
该方法简便易行，但只能给出大致的成藏时间范围或成藏的最早时间，无法确定具体的成藏年代。
就中国复杂的叠合含油气盆地而言，盆地的不同演化阶段预示着圈闭的不同发育阶段，而油气注入的滞后性决定了圈闭的形成期只能为油气注入的最早时间，对油气成藏期精确厘定存在困难。
1.2根据源岩主生排烃期确定成藏期油气藏的最终形成是油气生成、运移、聚集的结果，源岩中油气的生成并排出时期是油气藏形成的时间下限。
在地温梯度高的快速沉降盆地，如前陆盆地，烃源岩达到主要生、排烃期的时间早；相反，在地温梯度低的缓慢沉降盆地，烃源岩达到主要生、排烃期的时间较晚。
因此，准确获得烃源岩层位和烃源灶的展布、古地温变化、埋藏史和生排烃史等是该方法的关键。
该方法在确定油气成藏期时遇到较大困难，主要有三个原因1、Tissot等对世界大型含油气盆地的生油情况进行分析后认为快速生盆地难以应用该方法。
1、4油气水界面追溯法一般情况下，规则油气藏的油水界面或气水界面为一水平的界面（不规则岩性油气藏与水动力油气藏除外），这类油气藏在最初形成时油气水界面一般也呈水平状态，因后期构造变动等影响，油气水界面可能发生迁移，至构造稳定期又重新演变为水平界面。
因此，可通过对已知油气藏油气水界面演变史的分析，追溯古油气藏的油气水界面，即在地质历史上最早形成水平界面的时间就为该油气藏的成藏时间。
具体方法为：在编制构造发育史剖面的基础上，计算现今油气水界面在各对应构造演化时期的古埋深，将其标于相应时期的古构造剖面图上；将同一油藏各井的古油气水界面埋深进行连线，则水平界面（水平直线）最早出现的时间即代表了油气藏的开始形成时间。
5油气藏的形成及破坏
含油面积 含水边界（ 内 含油边界）
气顶面积
含油边界（ 外 含油边界） 气顶高度
含油高度
油气藏高度
背斜油气藏中油、气、水分布示意图
二. 油气藏成藏要素
气藏 油藏
油气藏
油气藏的重要特点是在“单一的圈闭内”。这里“单一” 的含意主要是指受单一要素所控制，在单一的储集层中，在
同一面积内，具有统一的压力系统和同一的油、气、水边界。
如果不具备这些条件，即使是位于同一面积上的油气 聚集，也不能认为是同一个油气藏。
同一要素控制 “单一圈闭” 单一储层 统一压力系统 同一油水界面
衡量油源丰富程度的标志 1.生油岩的总体积大小 2.Kerogen的丰度和类型 3.沉积有机质的成熟度和转化率
4.生油岩的排烃效率-烃源岩排出烃的质量与生成烃的质量百分比
其中，1、2 两项取决于： （1）含油气盆地的构造条件→ 坳陷的形成
（2）含油气盆地的沉积环境→ 生油凹陷形成
（3）沉积物的沉积速度、保存→ 还原环境形成 （4）盆地稳定下沉持续的时间→ 形成适于演化的温度和压力
六大成藏要素
烃源岩
储集层 盖层
圈闭
运移 保存
四个基本条件
1.充足的烃源条件 2.有利的生、储、盖组合 3 有效的圈闭 4 必要的保存条件
（一）成藏要素
包括生油层，储集层，盖层，运移，圈闭，保存等要素。
油气藏的形成和分布，是它们的综合作用结果。 1. 生油气源岩 是油气藏形成的物质基础。烃源岩的优劣取决于其体积， 有机质丰度，类型，成熟度及排烃效率。 烃源岩分析要结合盆地沉降埋藏史，地热史，古气候综合 分析评价： 盆地沉降埋藏史，对烃源岩的厚度有着决定性的作用；
第五章 油气聚集和油气藏的形成(2)
一、圈闭与油气藏概述 二、油气藏形成的基本条件 三、油气聚集机理 四、油气藏形成时间的确定
第一节 圈闭与油气藏概述
一、圈闭（Trap）的定义 • 圈闭：适合于油气聚集，形成油气藏的场所。 • 圈闭：储集层中油、气物质自身势最小而其动能为零的 地方。
•圈闭两个基本要素：
tan
o
w w o
tan
w w o
i
油气界面倾角：tan
g
w w g
i
在水流活动加强时,背斜储集 层中油和气的移位和分离
（四）必要的保存条件
良好的保存条件
地壳运动不剧烈 水动力活动弱 岩浆活动有利
图5-18 辽河断陷新生代火山岩分布图
1—馆陶期 Ng，2—东营期 Ed，3—沙一期 Es1, 4—沙尔期 Es 2，5—沙三期 Es3 6—沙四期 Es4, 7—剖面位置
的高差。
3、 底水、边水
底水
边水
底水 边水
底水
第二节 油气藏形成的基本条件
一、油气成藏基本要素：生、储、盖、运、圈、保
二、油气富集条件： 充足的油气来源 有利的生储盖组合和良好的储层 大容积的有效圈闭
（一）充足的油气来源
烃源岩体积大，有 机质丰度高、类型好、 转化程度高，烃源岩排 烃效率高，即可提供充 足的油气源。
——油藏破坏时间
•有利的生储盖组合：烃源岩排烃通畅、效率高； 盖层的质量高、厚度大而稳定。
生油层与储集 层为互层组合 时，油气初次 运移和聚集示 意图
不同生储盖组合，具有不同的输送油气的通道和不同 的输导能力，油气富集的条件就不同。
◆石油多产自砂岩 与页岩之比例为 0.25的地区，而天 然气却聚集于砂岩 分布较多的地区。
石油地质学第5章 石油和天然气的聚集
油气藏高度、油气柱高度示意图
第五章 石油和天然气的聚集
第2节
油气藏成藏要素
一、油气成藏要素 油气藏的形成过程，实际上是油气从分散到集中的过 程。而油气在由分散到集中形成油气藏的过程中，受到各 种因素的作用，要形成储量丰富的油气藏，而且保存下来， 主要取决于(一) 生油层、 (二) 储集层、 (三) 盖层、 (四) 运移、 (五) 圈闭和(六)保存六个条件（要素）。归纳起来 油气藏形成的基本条件有以下几个方面： 1、油气源条件 2、生储盖组合和传输条件 3、圈闭条件 4、保存条件
成烃坳陷与油气分布关系图
第五章 石油和天然气的聚集
2. 烃源岩的成烃条件
并非所有的沉积盆地都有成烃拗陷，当盆地内拗陷 区一直处于补偿或过补偿状态时，难以形成有利的成烃环 境，或油气潜量极低，属于非成烃拗陷。因此，一个拗陷 是否具备成烃条件，还要对烃源岩有机质丰度、类型、成 熟度、排烃效率来进行评价。通过定量计算成烃潜量、产 烃率来确定盆地的总资源量，从而评价油气源的充足程度。 只有具丰富油气资源的盆地，才能形成大型油气藏。
三个储集层组成的 三个油藏
第五章 石油和天然气的聚集
(二)油气藏内油、气、水的分布
在垂向上，由于流体比重的差异，重力 分异结果使油、气、水的分布呈现：气在上， 油居中，水在下的分布特征，它们之间的分界 面为油-气界面和油-水界面。静水条件下，这 些分界面近于水平，而动水条件下，这些分界 面发生倾斜，倾斜程度取决于水动力的强弱。 由于储集层中的多孔介质系统有许许多多毛细 管及微毛细管孔道存在，毛细管压力的作用使 天然储油中的流体按比重分异是不完整和不明 显的，油-气、油-水界面并不是一个截然的界 面，而是一个过渡带，过渡带的宽窄取决于储 集层毛细管压力曲线的斜率，斜率越大，过渡 带越宽。储层物性的不均，也会造成油气不规 则的分布特征。 平面上，大多数构造油气藏和某些岩性油 气藏都具有环带状分布特征，即气居高点部位， 油环绕气分布于构造高部位，水在油外分布于 构造翼部。
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（二）圈闭发育史分析法 圈闭形成的时间---油气藏形成的最早时间
油气藏的形成是油气在圈闭中聚集的结果， 只有形成了圈闭，油气才能在圈闭中聚集。油气
藏形成时间不会早于圈闭的形成时间，即圈闭形
成的时间限定了油气藏形成的最早时间。 通过地层层序关系、古构造演化等方面的分 析，做出圈闭形成和演化的平面和剖面分析图， 可有效地分析圈闭的形成史。
第四节
油气藏形成时间的确定
一、传统地质分析方法 烃源岩主要生、排烃期分析法 圈闭发育史分析法 油藏饱和压力法 二、 流体历史分析法 储层流体包裹体法 自生伊利石测年法
一、传统地质分析方法 （一）烃源岩主要生、排烃期分析法 --- 油气藏形成的最早时间（下限）
油气藏的形成是油气生成、运移、聚集的结果 ——油气藏的形成时期不会早于烃源岩的主要排烃 期。 烃源岩在不同的地质条件下，达到主要生油期 的时间有差别。 在沉降幅度大、地温梯度高的地区，有机质达 到主要生油期的时间较短；反之较长。
第四节 油气藏形成时间的确定
传统地质分析方法主要根据油气成藏形成需要 的油气源、圈闭等条件的形成时间以及油气藏形成 后的饱和压力。
流体历史分析方法依靠油气成藏过程中遗留下
来的一些可观察到的地质记录，借助地球化学和有
机岩石学的技术手段，获得成藏期定量数据，配合
传统成藏期分析方法，能够比较准确地确定油气藏 的形成期。
一、传统地质分析方法 （一）烃源岩主要生、排烃期分析法 --- 油气藏形成的最早时间（下限）
确定生油窗 主要生排烃期基本 代表了油气藏形成的 主要时期；
多套烃源岩，多 个排烃期，多个成藏 期。
图2-16 地质模型上的等TTI曲线
从志留纪到石炭 纪,埋藏深度一直很浅； 二叠纪末盆地上升， 不具备大量生油条件。 直到中生代以后，盆 地才开始发生强烈沉 降，到白垩纪末期， 埋藏深度达3700m，达 到主要生油期 ，排出 的油聚集在被三叠系 膏盐层所封闭的不整 合面下的剥蚀构造中， 形成了储量丰富的哈 西-迈萨乌德油田 哈西—迈萨乌德油田地区志留系生 油岩埋藏历史和烃类生成随地质时代的变化
气 液 两 相 包 裹 体
气 液 两 相 包 裹 体
包裹体测主要成藏期
样品数
10 8 6 7
9
9
河 31-79(2301.6m,Es2,500X,裂 缝 )
6 梁 8-3-8(2937m,Es3,500X,胶 结 物 ) 4 2 0 Ed Ng下 Ng上 Nm下 Nm中 4
捕获成分：液体、气体 常见包裹体：盐水溶液包裹体、含烃有机包裹体 流体包裹体纪录了原始流体的性质、组分、理化 条件等。
石英次生加大
烃包裹体
盐 水 包 裹 体
碎屑颗粒
金红石
（一）储层有机岩石学分析法 包裹体形成时大多呈单一液相，储层样 品采到地面后由于温度、压力的降低，溶于 液相的气体分离出来形成气-液两相的包裹 体，在实验室将包裹体置于冷热台上加热至 气相消失，再恢复成均一液相时的温度称为 均一温度，该温度代表了包裹体形成时的温 度。
沉积时A点为隆起区， B点为生油区。A点 聚油有利。 若后来由于地壳的 差异升降，B点的隆 起幅度超过了A点； 但由于a期的沉积物 中的油气已在构造A 中聚集，因而在构 造B之a层中，往往 没有油气聚集
构造发育史与油气聚集关系示意图
A圈闭形成时间晚，位置低—无效
构造形成时间与油气聚集的关系
形成次序：1
• 从油藏顶面上推 2040m到B层，即A层 油藏是在B层开始沉 积时形成的。
2040m
计算油藏形成时间示意图
油藏饱和压力法的假设条件严格，具有一 定局限性，其影响因素：
(1) 原生气体：油气藏
油藏，油藏过饱和：
饱和压力大于原始状态，计算的油藏形成时间
比实际时间晚。油藏欠饱和：计算的油藏形成
时间比实际时间早。 (2) 地壳运动：油气藏形成后，若上覆地层遭受 剥蚀，或埋深加大，引起油气藏内的温压条件 变化，饱和压力随之变化。
油气运聚过程中，气呈溶解状态饱含在油中, 油藏的饱和压力与地层压力相等，地层压力与 埋深有关。
与饱和压力相当的地层埋藏深度所对应的地 质时代，即为油藏的形成时间。
• 若A层油藏的饱和压 力Pb = 20MPa， Pb与 油藏当初形成时的地 层压力Pd相等： • Pb = Pd =ρw g H 相当 的地层埋藏深度(设ρw =1×103 kg/m3 , g = 9.8m/s2) ： H = Pb / ρw g =20 ×106 / 103 ×9.8 = 2040m
二、流体历史分析方法
化石记录：储层成岩矿物及其中流体包裹体直接 记录了沉积盆地油气成藏条件和过程,作为化石记 录用于重塑油气藏形成和演化史。
Байду номын сангаас
自生伊利石测年法（成岩矿物同位素年代学分
析法）
储层流体包裹体法（储层有机岩石学分析法）
（一）储层有机岩石学分析法
流体包裹体：胶结物和矿物形成时捕获介质中的 成分，在矿物晶格缺陷中形成包裹体；
石油天然气地质与勘探
任课人：逄 雯 山东胜利职业学院
第五章
油气聚集与油气藏的形成
第一节 圈闭与油气藏概述 第二节 油气聚集机理
第三节 油气藏的形成、破坏与保存
第四节 油气藏形成时间的确定
第五节 地温场、地压场和应力场与油气藏
形成的关系 第六节 凝析气藏的形成
第七节 非常规气藏的形成特征
第八节 气藏与油藏形成及保存条件的差异
2
3
4
5、 6、 7
圈闭形成的相对时间
1~7-圈闭的编号，a~e-地层时代序号
形成次序：1
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圈闭形成的相对时间
1~7-圈闭的编号，a~e-地层时代序号
形成次序：1
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圈闭形成的相对时间
1~7-圈闭的编号，a~e-地层时代序号
（三）油藏饱和压力
饱和压力——地层条件下，气体开始析 离液体时的压力
（一）储层有机岩石学分析法 结合储层的埋藏受热史，可确定流体
包裹体形成时储层经受的温度，以及相应
的埋深和地质时代等，从而判断油气充注 的时间。
利用储集岩成岩矿物流体包裹体均一温度确定东营凹陷油气充注藏期。
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