含油气系统和成藏动力学共59页

油气成藏

含油气系统的评价近年来,含油气系统的研究与评价已经成为有效预测和发现油气资源的重要工具。

较全面的分析了含油气系统理论的基本概念,归纳了含油气系统的研究现状,并总结了含油气系统理论应用中的具体方法。

1.含油气系统概念的提出及现状1972年Dow.M.G首次提出Oil System(石油系统)概念,基于油—油和油—源对比,将威利斯顿盆地中由蒸发岩封盖层与其它系统分隔开的一套油源岩和一群储集岩归入一个生—储油系统。

随后三十多年里,含油气系统的理论开始迅速发展和应用,从经典含油气系统发展到适合我国油气田的复合含油气系统,主要可以归纳为两个发展阶段:(1)理论诞生阶段(1972~1994年)：此阶段主要是含油气系统理论的诞生阶段,讨论含油气系统的定义、划分和命名,可归纳为三种意见:L.B.Ma-goon等(1994)认为含油气系统的划分、命名应考虑烃源岩和主要储集岩,强调烃源岩和储集层的可靠性;De-maison和Huiringa(1991)强调,应根据油气系统的因素、运移排烃方式和油气圈闭方式对油气系统进行分,并根据三者定性指标组合而命名,强调油气系统中油气运聚过程中的数量和驱动性质;Penodon(1992)则主张,应根据盆地主要类型把油气系统划分为大陆裂谷、地台和造山带三种基本含油气系统,强调油气系统的构造成因控制作用。

(2)发展和应用阶段(1995—现在):特别是国内的发展。

赵文智等(2000)等对含油气系统(成油系统、油气成藏系统)的概念、研究内容作出了具体的阐述。

针对中国大陆叠合含油气盆地的特征,赵文智等(2003)提出了复合与复杂含油气系统的概念,深化了对简单含油气系统的认识。

何登发等(2000)、赵文智等(2003)针对我国复杂的叠合含油气盆地特征,提出并总结了复合含油气系统理论。

张庆春等(2003)对含油气系统模拟进行了阐述。

2.含油气系统的研究方法对含油气系统的研究,是一个系统的工程,其涵盖物探、地化和地质等多方面的技术,主要有:(1)油气源对比方法。

油气成藏动力学

二、有效圈闭
有效圈闭：聚集了具有工业价值的油（气）藏的圈闭。
具有以下条件。
（一）大容积
圈闭具有足以聚集具有工业价值油气藏的容积。一般越大越好。但要有其他圈闭条件配合。
（二）距离烃源区近
圈闭距离烃源区（成烃坳陷）足够近。
显然，一般越近越好。但要有其他圈闭条
件（油气运移路径）配合，否则，可能不能
第ＸＸＸ章油气藏形成与破环第一节油气聚集过程（一）油气充注（二）油气混合（三）油气聚集过程第二节油气聚集（一）油气聚集方式（二）油气聚集机制（三）油气聚集模式第三节油气藏形成条件（一）必要条件（二）充分条件第四节油气藏形成时间与期次（一）地质分析法（二）储集层成岩矿物分析法第五节油气藏的破坏与再分布（一）油气藏破坏的主要地质作用（二）油气藏的再分布第六节非常规油气藏
油气差异聚集原理
Gussow认为：静水条件下，如果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，当油气源充足和盖层封闭能力足够大时，油气首先进入运移路线上位置最低的圈闭，由于密度差使圈闭中气居上，油居中，水在底部，当第一个圈闭Ⅰ 被油气充满时，继续进入的气可以通过排替作用在圈闭中聚集，直到整个圈闭被气充满为止，而排出的油通过溢出点向上倾的圈闭Ⅱ中聚集；若油气源充足，上述过程相继在圈闭Ⅲ及更高的圈闭中发生；若油气源不足时，上倾方向（距油源较远）的圈闭则不产油气，仅产水，称为空圈闭。所以在系列圈闭中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。但这种结果只能代表原始的聚集规律，后期地质条件的改变有可能破坏这种聚集情况。
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56ຫໍສະໝຸດ 0.5mm（二）系列圈闭的差异聚集

指导油气勘探的新思路—从含油气系统到油气成藏动力学

捕
４０７；辽河油田勘探开发研究院，宁盘锦１４１）３０４２辽００２
要：要介绍了含油气系统研究的内容与方法并对其进行了客观评价．出了其局简指
限性系统介绍了油气成藏动力学概忠的产生、内涵和外延以及研究方法，比较了含油气系统和油气成藏动力学两大概念的关系．为：油气成藏动力学是系统论和动力学认 ①
收稿日期：２０１ ∞ ：停回日期：２０一ｎ００１０一０１ｆ９
作者简介：姜建群（９２）１７．女，理正在中国地质大学（汉）攻凄博士学位。专业为矿产普查与勘探武主攻方向为油气成藏动力学。
文章编号：１０２８【０１Ｊ３Ｏ３７０９６４２０００４０
指导油气勘探的新思路
一
从含油气系统到油气成藏动力学
姜建群廖威君张福功。，，
（．中国地质太学，北武汉１湖
理论与传统的石油地质学相结台并应用于我国复杂地质情况的必然产物＠在古油气
系统宏观思想指导下进行成藏动力学过程研究是高等石油地质理论发展的必然趋势
导体系；流体示踪剂

从含油气系统到成藏油气系统——油气系统研究新动向

等主编《ｅｒｌｕＳｓｅｆｍＳｕｃｏＴａ》Ｐｔｅｍｙｔｍｏｏｒｅｔｒｐ一ｏｒ
书（ｏＤｗ，１７；Ｄｗ，１７；Ｐｒｏｏ，１８；９２ｏ９４ｅｒｄｎ９３
Ｕｌｓｅ，９６Ｍａ０ｎａｄＤｗ，９４，气系ｍｉｋ１８；ｇ０ｎｏ１９）油ｈ
年
曹地质论评
ＧｏｏＩＬＥＩＶｖＮ６ＥＬＧＡＶｗｏ４０ｃＲＥＮ．ＯＩ．＿２８ＯＯ５
从含油气系统到成藏油气系统油气系统研究新动向
— —
刘江 ’，池，震静３刘洋王亮
闭研究、油气源研究、藏研究到系统的油气系统研油
究在一个并不很长的时间内经历了突飞猛进的发展，今油气系统理论已经是人们从三度空间，时如从
统理论经历了一个快速的、断的发展、善过程，不完
一
等，９７窦立荣，９９等等）产生了很多有价值的１９；１９；，意见、见解和应用研究，油气系统理论在我国的快为
速发展奠定了良好的基础。
起的油源、集层、层、闭等四个成油要素所储盖圈
组成的整体。每一个成油系统都有自己的特征和主
气生成、运移和聚集过程。油气系统理论揭示了油气成藏各
形成的时间、间概念，我们从三度空间，时间空为从演化上认识油气藏、价油气藏和勘探油气藏提供评了很好的、重要的理论指导。可以说 “ 气系统” 油概

论成藏动力学与成藏动力系统

中图分类号：ＴＥｌ１２．３文献标识码：Ａ
Ａｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎｄｙｎａｍｉｃｓａｎｄｄｙｎａｍｉｃｓｙｓｔｅｍｆｏｒｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｉｇｍｒａｔｉｏｎａｎｄａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ
ｒａｇｔｉｏｎａｎｄａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ，ｇｅｏｄｙｎａｍｉｃｂａｃｋｒｏｇｕｎｄｏｆｂａｓｉｎｓ，ａｎｄｄｙｎａｍｉｃｓｙｓｔｅｍｓｆｏｒｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｍｉｒａｇｔｉｏｎ
ｆｒｏｍｓｏｕｒｃｅｒｏｃｋｓｔｏｔｒａｐｓｎｄａｅｎｔｒａｐｍｅｎｔ．Ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｓｙｓｔｅｍｎｏｔｏｎｌｙｓｅｒｖｅｓａｓａｃａｒｒｉｅｒｆｏｒｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｍｉ — ｒａｇｔｉｏｎａｎｄａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｄｙｎａｍｉｃｓ，ｂｕｔａｌｓｏｏｃｃｕｐｉｅｓａｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｐｌａｃｅｉｎｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｓｓｔｕｄｉｅｓ．Ｉｔｃｏｎｓｉｓｔｓｍａｉｎｌｙｏｆｈｙｄｒｏｃｒｂｏａｎｅｘｐｕｌｓｉｏｎｕｎｉｔｓａｎｄｔｈｅｉｒｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓ，ｓｕｂｓｙｓｔｅｍｏｆｈｙｄｒｏｃｒｂａｏｎｍｉｒａｇｔｉｏｎａｎｄａｃｃｕｍｕ．

含油气系统

烃源岩术语
• 潜在烃源岩－含有足够成油有机质，但仅当它在低温条件下形成生物气或达到适当的热演化程度而形成石油．才成为有效烃源岩 • 有效烃源岩－在临界时刻形成和排出原油，主要是因为它处于石油窗之内 • 有效烃源岩包括正在生油但没有成熟的岩石和沉积物。例如，泥沼炭形成生物气(沼气主要是生物甲烷)是在浅埋条件下进行的，没有经过有效的热力作用。根据这一定义，圈闭的甲烷及其周围形成这些甲烷的未团结沼泽泥就代表了一个含油气系统。 • 无效源岩－尽管它还有生油潜能．但已经停止生油，例如，一种无效源岩可能是抬升起来后温度低于石油形成所需的温度 • 废源岩－已达到过成熟阶段，己不具生油能力，但仍可形成湿气和干气
沉积环境
• Pedesern和Moldwan(1993) 认为缺氧环境对有机质保存的质量而不是数量有很大的影响，缺氧环境有利于包括富氢组分在内的有机质的保存。 • 这就可以解释烃源岩与指示缺氧的动物群、沉积岩和地球化学参数里正相关关系的原因。
有机质转化
• 成岩作用是指有机质沉积过程中和沉积之后，但在埋深达到60～ 80℃之前所经历的化学、生物和物理变化。成岩作用过程中有机质保存和改造的数量和质量最终决定了岩石的生油潜能。 • 深成作用可分成生油带和湿气带，生油带对应石油窗，此处形成液态石油，并伴有气态烃形成，成熟度更高的湿气带以裂解形成的轻烃为主．且其含量迅速增加。湿气(甲烷含量小于98％)含甲烷和乙烷、丙烷等较重的烃类。 • 气态窗对应的是湿气的上限到干气的下限。 • 变质作用对应于干气带，此处只形成干气(R。为2．o％—40％)，干气中含98％或更高的甲烷。干气也能在有机质成岩作用阶段由厌氧条件下产甲烷菌形成的生物气中出现。
含油气系统的描述
• 关键时间－是指研究人员选择出能够最有效地描述一个含油气系统中绝大多数油气发生的生成一运移一聚集的时间。关键时间的平面图和剖面图能够更好地说明含油气系统的地理和地层学分布。 • 关键时间含油气系统的地理分布特征是根据成熟烃源岩的外围线来确定的，包括从该成熟烃源岩中生成的所有已发现的油气显示、油气苗和油气聚集。

石油地质学第一节油气成藏动力

G TH T0 100 H
式中，G为地温梯度，℃/100m；TH为H处的温度，℃；T0为地表恒温带（地球内热与太阳辐射热的相互影响达到平衡的地带）的温度，℃；H
为测温点与恒温带深度之差，m。
大地热流
大地热流表示的是地球内部在单位时间内向地球表面单位面积上传递的热量，是地壳深部热特征的反映，能从本质上揭示地温场的固有特征，是表征地温场特征的最重要地质－地球物理参数，其在数值上等于地温梯度与岩石热导率的乘积，即： Q＝K×G
三、流体势能场
油气二次运移是在饱含水的多孔介质的输导层和通道（断层、不整合面和相互连通的孔隙—裂缝系）中发生的以独立相态为主的位置迁移。
在同一输导系统内，对油气运聚起控制作用的主导因素是油气的势能。
流体势的定义有多种，目前应用较广泛的有两种。（1）Hubbert（1940，1953）提出的概念，他将单位质量流体所具有的机械能的总和定义为势，其由位能、压能和动能三大部分构成，其数学表达式为：
• 1953年，Dickinson对美国墨西哥湾岸地区的异常压力进行了研究，从而揭开了异常压力研究的时代序幕并延续至今。
异常超压概述
所谓异常高流体压力系统（超压系统）一般是指地层压力系数大于或等于1.2的压力系统，其顶、底或四周被封隔层所包围。
世界上超压盆地有180多个，其中160多个是富含油气的盆地，超压油气田约占全球油气田的三分之一左右；
初始为正常静水压力，持续沉降阶段为异常高压在隆升阶段转变为异常低压，最后又恢复为正常静水压力。一个层系的压力旋回可以发生在10~20Ma或更长的地质时期中。
图1 盆地流体的压力旋回（据Meissner, 1987)
压力封存箱（Compartment）

含油气系统的概念

一含油气系统的概念：含油气系统是沉积盆地中的一个自然流体系统，它是一个油气生运聚整体联合单元，其空间范围由烃源岩体及与此烃源岩体有成生关系的所有油气的分布空间范围构成。

油气成藏系统：由圈闭区及可向该区供油气的所有烃源岩一起构成的生运聚系统。

油气成藏体系内涵：油气成藏体系是以“藏”为核心，或者说以控制油气运移指向的构造单元为核心。

指圈闭及向该圈闭供烃源岩之间的空间范围。

油气系统研究思想：油气系统研究是一种思维方式和研究方法。

油气系统强调地质要素和地质作用在时间和空间上的演化和相互关系；强调系统、整体、动态和历史的研究思路和研究方法。

研究油气从烃源岩到圈闭的过程成为现代油气成藏研究的基本思路油气成藏系统研究的特点：系统研究强调整体性、层次性、动态性和综合性，强调以过程为主导的研究思路，突出了过程恢复、关系建立与最终结构的描述。

油气成藏系统研究的主要内容：油气组成和性质（地化特征）、烃源岩分布及其有效性、油源对比与成藏系统划分、有效烃源岩的生烃历史、关键时刻以来有效输导层分布和优势运移路径预测、储层空间特征及历史演化、油气充注期次分析、圈闭和油气藏演化。

油气系统研究内容:1、静态要素研究（有效烃源岩研究、储层研究与评价、油气疏导体系研究、该层研究与评价、上覆地层研究）；2、油气系统地质作用研究（烃源岩热演化与油气生成过程、油气运移过程、圈闭的形成于演化、油气成藏期次）；3、关键的时刻要素与作用配置关系研究（关键时刻是指对油气生成、运移和聚集最重要的时期）。

二、风化壳结构划分：上覆岩层、风化黏土层、半风化岩石、末风化基岩。

基岩风化壳的理想发育结构：风化残积层（基岩残积碎块与风化粘土的堆积物）；风化破碎带（高角度缝，低角度缝及微裂缝大量发育形成网状）；风化淋滤带（高角度缝和垂直缝发育，有利于流体的垂向渗流；低角度裂缝和微裂缝发育，有利于流体的滞留，延长了流体对岩体的溶蚀，见裂缝溶蚀加宽和溶蚀孔洞）；母岩（固积岩石，裂缝不发育或裂缝被胶结，未受到流体的淋滤溶蚀）。