【石油地质】油气藏解剖方法
9-第九章-油气藏解剖和成藏模式建立-2011
油气藏解剖和成藏模式的建立油气藏解剖的主要内容一、油气藏静态要素二、油气藏形成过程（成藏史）一、油气藏静态要素（一）生储盖及其组合特征1、源岩及其特征（一）发育层位（组、段、亚段）（二）源岩岩性（泥岩、碳酸盐岩、其它）（三）厚度1、源岩及其特征长岭断陷K1yc烃源岩厚度图2、储层特征岩性沉积相（亚相）类型单砂体分布和砂层组物性（孔隙度、渗透率、缝洞、裂缝）多斑玄武岩正交4×8 一区1943井1446.25m斑状流纹岩正交4×6.5 八区805井2914.35m火山岩玄武岩，风南3井，4131.5m流纹岩，石013井，4388m砂质砾岩单偏光2.5×5 百101 P2x 2642m中砾岩，玛东1井，4415m砂砂砾岩，克75井，2518m阜10，3794.32m ，T 1j ，砂质砾岩，浊沸石溶蚀储层岩石类型多样储层岩石类型多样3、盖层特征（1）盖层岩性（泥岩、致密灰岩、膏盐、致密砂岩（2）厚度（单层、组段）（3）分布范围和稳定性（4）盖层类型（局部盖层、区域油气封闭机理分类P c =2σc o s θ/r ΔP c = 2σc o s θ/［式中P c——ΔP c ——r ——σ——两相界面张力毛细管封闭3.54.522.534替压力（M P a ）盖层封气下限为地下排替压力烃浓度封闭机理烃浓度封闭机理青山口组和登娄库组二段两套泥岩盖层烃柱高度与盖层厚度关系（a）盖层厚度与油柱高度关系；（b）济阳坳陷上第三系浅层气藏盖层厚度与气柱高度关系图1005060708090厚度（m ）盖层与储集层压压力封闭能力盖层排驱压力储集层剩余压力差>2.0 MPa 毛细管封闭能力好（1.0～评价参数盖层封闭能力划分表4、生储盖组合空间组合关系生储盖组合划分1发育三套储盖组合，中、下部组合含油性较好海拉尔盆地生储盖组合柱状图油层烃源层（二）圈闭形成条件和控制因素1、构造特征（褶皱、断裂特征）2、圈闭特征与要素五区八道湾组b5-1砂体厚度与油藏平面分布图（三）油藏特征流体特征（油气水性质）温压特征（温度、压力）九区齐古组油气藏特征断层岩性油气藏白—百断裂九九九九N204060808010010140140120120油气藏解剖要素表油气藏特征构造位置井区/油田层位层组小层储层岩性二、油气藏形成过程（成藏史）埋藏史（热史）烃源岩演化史构造形态与特征宽城芦家庄古油藏侏罗系下马岭组底砂岩铁岭组灰岩雾迷山组碳酸盐岩以洪水庄组为核心的成藏要素组合与成藏演化史示意图宽城塌山古油藏成藏演化历史示意图平泉双洞古油藏成藏演化历史示意图三、油气成藏模式思路油源（烃源岩位置）油气藏解剖选择几个代表性的剖面，反映油气藏的形成特点和运聚特点、油气藏类型作成藏模式图地层构造、断裂柯柯亚构造位置图徐家围子断陷CO 2气藏运聚成藏模式图徐家围子断陷烃类气运聚成藏模式ØCO 2气从热流低辟体脱出沿着走滑断层垂向运移后在火山口中聚集成藏模式Ø烃类气沿强活动断层垂向运移强充注登二段封盖成藏模式Ø烃类气沿断层垂向运移后沿火山岩顶不整合面侧向运移隆起区成藏模式吕延防等，2006徐家围子断陷天然气成藏模式三塘湖盆地石炭系成藏模式（1）风化壳型成藏模式q构造、岩性、复合型圈闭q油源近q油源断裂发育q C2k顶部风化壳储层条件好5成藏控制因素与成藏模式（2）内幕型成藏模式q保存条件好5成藏控制因素与成藏模式（3）深源多期充注成藏模式q构造岩性圈闭q深部油源q沿大断裂运移q早期成藏破坏和晚期再成藏马255成藏控制因素与成藏模式（4）斜坡带侧向运移成藏模式。
011第一章 油气藏中流体(第一节)
与其它分类一样，石油分类 有很多，我们推荐的分类是 Tissot和Welte（1978）分类。 他们发现石油饱和烃含量在 不同成因类型石油中含量有 所不同（如图1-6）。
图1—6 636个正常的和重质降解石油样品中 饱和烃的分布 （据Tissot&Welte,1978）
根据上述思想，他们（1978）提出了他们的分类方案（图1-7）。
第一章 油气藏中的流体
任一个油气藏或油藏中都存在石油、天然气、油田水三种 流体，而纯气藏中只有天然气和油田水。 油气藏中流体存在于储集层的孔隙裂缝中，并在圈闭范围 内按重力分异，在垂向上呈层状分布，天然气最轻居圈闭顶 部，石油居中，水在下面。 油气藏中的石油、天然气、油田水三者并非截然分离， 气—油、油—水和气—水之间存在过渡带，它们以一定关系 共存于储集层的孔隙裂缝系统中。
二、石油各化合物特征简介
（一）正构烷烃（CnH2n+2）
石油中正构烷烃主要是C1-C45(60)；大部分小于C35。 石油中正构烷烃分布曲线有三类（图1-4）。 1、主峰 <C15 ，主峰区窄； 2、主峰 C15 — C25 ，主峰区较宽； 3、主峰 >C25 ，主峰区宽。
（二）异构烷烃（CnH2n+2）
馏分
轻馏分
石油气ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ汽油
中馏分
重馏分
煤油
柴油 重瓦斯油 润滑油
渣油
温度（oC）
各馏分体积 （%）
（35度API）
< 35 35-190 190-260 260-320 320-360 360-530 < 530 （500） （500）
0
27
13
12
10
油气藏解剖方法
②干酪根碳同位素法
类型 I II III
③干酪根红外光谱法
δ13C <-26.5 -26.5~25.0 >-25.0
I I1460/I1600 >0.8
II
III
0.6~0.8
<0.6
I2920/I1600 >2.5
1.5~2.5
<1.5
(3)有机质成熟度
干
酪
根 成熟
未熟
成熟
成 阶段
熟 度
Ro(%)
Xi代表第I类生烃母质的百分含量 HPi,OPi分别为第I类生烃母质对应的HP和OP值 N为研究干酪根显微组分生烃母质的分组数
②根据干酪根的显微组分百分含量，计算类型指
数“T”值法
T=(A·(+100)+B·(+50)+C·(-75)+D·(-100))/100
其中，A为腐泥组百分含量，B为壳质组百分含量， C为镜质组百分含量，D为惰质组百分含量
有机地球化学指标
有机岩石学指标
有机碳， ％
氯仿
沥青 “A”，
％
总烃， 生烃潜力， ppm mg烃/g岩
总烃 化 率
全岩显 微组分 总含量，
％
“壳质组＋ 腐泥组”，
％
＞1.0 ＞0.1 ＞500 ＞6.0 ＜8 ＞40
＞2.5
1.0～0.6
0.1～ 0.05
500～ 200
6.0～2.0
8～3
30～40
I型 T>=80~100
II型 T=80~0，其中，II1型 T=80~40，II2型 T=40~0
III型 T<=0~-100
B 干酪根分析法 ①干酪根元素分析法
中国石油大学(北京)油矿地质学第六章油气藏流体PPT课件
2．边水层状油（气）藏
•单油层厚度小, 由多层油层组合而成, 油层之间有连续性隔层 •水体位于油层的边部 •含油气高度大于油气层厚度
多油层统一油（气）水系统
各油层独立油（气）水系统
两种类型的边水油（气）藏
3．透镜状油（气）藏
•多以岩性圈闭为主； 储层分布不连续，呈透镜状或条带状； •单个储集体分布面积较小； •各透镜体形成各自的油气系统。
MG1
GS14-15
3 45 0
GS16-14 GS16G-S1964
GSG1S41-41-71GGM8SSG11146-G--1S211084-2G2S135450-24 GS11
3 50 0
GS18-16 3 55G0 S20-18
GS18-18
GS18-20
3 60 0
3 65 0
GS39K
GS23
井名
2500
等深线
含油区
推测含油区
油水同层区
水层
干层
552000
未知区
282000
284000
286000
3. 断层边界
二、含油饱和度
含油饱和度高
油底
含油饱和度 向上快速增大
水顶
含油饱和度低
影响原始含油饱和度的因素
水湿
浮力克服毛管阻力进入油藏
pb0.0(1 wo)H
pc
2103cos
r
影响因素
陈堡油田陈3断块K2t1-K2c油藏剖面图
第一节 油气藏流体系统
一、含油边界
----理论分析
----限定工业性油流分布的界线。
构造油藏 地层-岩性油藏 复合油藏
油水边界 岩性边界 断层边界
石油地质学 第四节水动力油气藏
四、水动力圈闭 油水界面的倾斜 度
在动水条件下，水 头顺水流方向降低， 油头、气头等值线与 构造等高线不平行， 油或气水界面发生倾 斜，其倾斜度与水头 梯度、流体密度差有 着密切关系。
油水界面的倾斜度要比气水界面的倾斜度大，使 石油和天然气的水动力圈闭的位置随水头梯度的 改变而改变。 水动力作用可以使原来静水条件下不存在圈闭的 地方形成圈闭，也可以使原来的圈闭遭到破坏。
第四节 水动力圈闭和油气藏
一、定义
水动力圈闭：在水动力作用下，储集 层中被高油、气势面，非渗透性遮挡单 独或联合封闭而形成的油或气的低势区 称为水动力圈闭。 在其中聚集了烃类之后则称为水动力油 气藏。
二、流体势
流体在处于稳定状态之前，总是自 发地由机械能高的地方流向机械能低的 地方。
Hubbert(1940)将单位质量的流体所 具有的机械能之和定义为流体的势 （Φ），机械能包括压能、动能和位能。
平缓背斜型水动力油气藏 中油气分布示意图 （据Hubbert,1953）
五、水动力圈闭的类型
由水动力因素起主导控制作用的水动力圈闭主要有 三种类型：
1.鼻状构造和 构造阶地型
这种构造在静水 条件下不存在闭合区， 不能形成圈闭。但在 流水作用下，油、气 等势面顺水流方向倾 斜，高油、气势面与 储层顶面构成闭合的 低位能区，形成圈闭。
流体势（Φ）可表示为：
P
VdP
1mv2
mgh
P
dP
1
可简化为： Φ = g·h + P/ρ
若不考虑毛细管压力的作用，
油、气、水的势可根据定义表 示为：
Φw = g·h + P/ρw Φo = g·h + P/ρo Φg = g·h + P/ρg
石油地质学第二节 构造油气藏
• (2)通道作用
• 断层另一种作用是破坏原生油气藏，成为油气运移的通道。其结果是 油气运移至浅处，若遇圈闭可形成次生油气藏；若无遮挡油气逸散至地 面而散失。
• 图为柴达木盆地的油砂山油田，本来为一完整的背斜油藏，后因垂直构 造轴线发生一条大断距的断层，将东侧油层抬升暴露于地面，油藏则全
大 构造圈闭 类
1.背斜圈 闭
亚 2.断层圈 闭
地层圈闭 水动力圈闭
1.岩性圈 闭
2.不整合 圈闭
1.构造鼻和阶 地型水动力圈 闭
2.单斜型水动 力圈闭
复合圈闭
1.构造－地层复合 圈闭
2.水动力－构造复 合圈闭
类 3.裂缝性 背斜圈闭
4.刺穿圈 闭
5.多因素 构造圈闭
3.礁型圈 闭
4.沥青封 闭圈闭
• 其特点是：直接覆于基底之上的地层弯曲较显著，有时还可遇到 受基底断裂控制的继承性断裂，向上地层弯曲渐趋平缓，而后逐渐 消失；两翼地层倾角缓，闭合度小，闭合面积大，此类背斜常成带 分布，组成长垣或大隆起。
(3)与同生断层有关的逆牵引背斜圈闭和油气藏
syncline
• 滚动背斜的成因解释有两 种，一种是认为同生断层 下降盘靠近断层面的岩层 因重力下跌使地层下垂弯 曲而形成，另一种是认为 同生断层下降盘尤其靠近 断面处岩层厚度较大，促 使地层在断面附近向着断 层面“回倾”而形成。
（４）背斜圈闭的另一个特点是圈闭向下往往垂直延伸穿 过厚度相当大的沉积岩层。
①中间地层垂距变化
②重复褶皱；
③平行褶皱；
④不协调褶皱；
⑤刺穿和隐刺穿褶皱；
⑥不对称褶皱；
⑦礁和沉积差异压实；
⑧多种假构造（溶蚀、坍塌造 成的）；
⑨不整合前的变形； ⑩逆掩断层（或推覆体）下 的背斜
石油地质学—油气藏类型分析
世界第二大油田（主要含油 层为中白垩统瓦拉砂岩及布尔 干砂岩，孔隙度25％～30％， 单井平均日产油量达1350t，可 采储量90亿吨 ）。
此外，在北美墨西哥湾、
原苏联恩巴地区、西非部分地
区的许多背斜油气藏，也都属
于这类。
石油地质学—油气藏类型分析
￭第二节 构造油气藏
4、披覆背斜油气藏 圈闭成因：古地形突起和差异压实作用有关 圈闭的分布：地台区 油气藏特点：
统； 2）钻井中常发生钻具放空，泥浆漏失、井喷现象； 3）室内实测岩芯渗透率与试井测定结果相差极大； 4）单井初产量高，递减快，井间产量相差悬殊；高产井、低
产井、干井交叉出现； 5）井间干扰明显。 6）裂缝的发育和分布，控制了油气的富集程度。
石油地质学—油气藏类型分析
￭第二节 构造油气藏
2、构造裂缝油气藏类型 根据储层岩性划分
1）圈闭核部为坚硬的块状岩石突起； 2）背斜形状一般为穹隆状，顶平翼稍陡，反映古突起形状 ； 3）圈闭的闭合度向上逐渐减少； 4）两翼倾角向下逐渐变陡。 如：渤海湾盆地 济阳坳陷 孤岛油田 基底：奥陶系石灰岩或白云岩 翼部：下第三系
顶部：上第三系馆陶组及明化镇组
形成较大规模的披石盖油地构质学造—油。气藏类型分析
石油地质学—油气藏类型分析
￭第二节 构造油气藏
3、底辟拱升背斜油气藏
如：江汉盆地 王场油田 走向北西，两翼近对称，隆起幅度高达800m。在剖面上，地层倾角
上缓下陡，上部仅200，下部达60—700。地下核部为盐岩隆起。
石油地质学—油气藏类型分析
￭第二节 构造油气藏
3、底辟拱升背斜油气藏
中东地区科威特布尔干油田
1）两翼地层倾角平缓； 2）圈闭的闭合高度小，闭合面积大，常呈穹窿状； 3）断层较少且以张性断层为主； 4）油气藏连片、成带，形成大型 隆起或长垣； 5）圈闭形成时间早。 是聚集油气、形成大油气田的有利的地区。 如：松辽盆地—大庆长垣莎尔图油田
第七章 油藏构造特征
第七章油藏构造特征油藏特征分析是油藏开发的基础，只有详细地了解油藏的构造形态，断层与油气的关系，裂缝的分布及发育规律，油层压力和温度对油气开采的影响，以及流体性质和油藏的边界特征等，才能制订合理的开发方案。
第一节油藏构造研究一、构造特征研究一、构造研究的方法油气田勘探阶段构造研究的重点是构造与油气聚集的关系，而进入油气田开发后，构造研究的内容更多更细，主要是进行微构造的分析，以便对构造进行精细描述，准确地掌握地下构造的性质、形态特征及分布范围等。
另外，就是对断层的性质、封闭性及裂缝的分布和发育规律的研究。
总之，油气田地下构造的研究成果是勘探部署、储量计算、开发设计及动态分析的重要依据。
油气田地下构造特征的研究有多种手段，各有其特点。
1.地震方法地震勘探可以提供油藏的测线剖面图及构造图（图7-1）。
地震波的速度变化对大型构造具有畸变作用；对识别小型构造特征分辨率限制却是十分重要的，持别是对于断层而言。
图2．6所示为一被一系列断距逐渐增大的断层切割的反射层，断层的断距是以主波长为单位来衡量的。
从纵向分辨率来看，1/4λ表现为标准的界限，即断距大于或等于1/4λ的断层一般不难识别，而断距小于这一界限的断层就很容易被遗漏。
断距为1/4λ的断层可能会图7-1 东营凹陷T4反射层构造图在其上升盘与下降盘之间产生可以测量的旅行时差，但在实际资料户，这些小断层会在噪音和其它反射波的干扰下面很难被识别出来。
利用它可分析一个地区的构造形态、高点位置、闭合面积、闭合高度以及断层特征，具有完整、齐全、连续的特点。
但准确性较差，因此必须用钻井资料校正才能较真实地反映构造特征。
2.钻井和测井方法通过钻井能够得到各井各层的分层数据、岩性特征、层位的重复与缺失及断层断点的深度等资料，利用这些资料不仅可以建立起钻井地层剖面，还可恢复地下构造。
由于钻井资料可靠，用它去校正地震构造图，就能为详探和开发提供与实际情况相吻合的构造特征图件。
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---辽河盆地烃源岩有机质丰度
3)生烃潜量(S1+S2)
生烃潜量是用热解色谱仪(rock eval，又 称为生油岩评价仪)评价烃源岩的有机质 丰度指标，广泛用于烃源岩的有机质丰 度评价。
生油岩评价仪的图谱有三个峰，S1峰 是热解温度小于300℃时出现的峰。该峰 面积代表岩石的残留烃含量，其单位为 mgHC/g rock 。实际上是残留在岩石中 的烃类，或者说是岩石中未运移的烃类。
单井厚度 发育特点（烃源岩比例） 厚度分布图） （四）源岩地球化学特征 丰度（TOC、“A”、S1+S2等） 类型 （热解、元素、同位素、生标物等） 成熟度（热解、Ro）
厚度（m）
1200 1000
德惠断陷营城组单井泥岩厚度统计
暗色泥岩 地层厚度
800
600
400
200
0 德深1 农101 农103 农43 农8 万17 合6 合3 德深2
Xi代表第I类生烃母质的百分含量 HPi,OPi分别为第I类生烃母质对应的HP和OP值 N为研究干酪根显微组分生烃母质的分组数
②根据干酪根的显微组分百分含量，计算类型指
数“T”值法
T=(A·(+100)+B·(+50)+C·(-75)+D·(-100))/100
其中，A为腐泥组百分含量，B为壳质组百分含量， C为镜质组百分含量，D为惰质组百分含量
营城组单井暗色泥岩厚度分布
长岭断陷K1yc 烃源岩厚度图
岩
性
扳倒井剖面下寒武统
特
辛集组灰岩
征
嵩山扳倒井剖面 毛庄组紫红色页岩
毛4井山西组 暗色泥岩
庆古2井山西组 暗色泥岩
(1)有机质丰度
1)有机碳含量(TOC):
有机碳含量是国内外普遍采用的有机质丰度指标。有机碳系指岩石 中除去碳酸盐、石墨等中的无机碳以外的碳。因为油气生成逸出后， 岩石中残留下来的有机质中的碳含量，就是在实验室所测定的数值， 故称剩余有机碳含量，以单位重量岩石中有机碳的重量百分数表示。 由于生油层内只有很少一部分有机质转化成油气离去，大部分仍残留 在生油层中，并且碳又是在有机质中所占比例最大、最稳定的元素， 所以剩余有机碳含量能够近似地表示生油岩内的有机质丰富程度。
有机地球化学指标
有机岩石学指标
有机碳， ％
氯仿
沥青 “A”，
％
总烃， 生烃潜力， ppm mg烃/g岩
总烃 转化 率
全岩显 微组分 总含量，
％
“壳质组＋ 腐泥组”，
％
＞1.0 ＞0.1 ＞500 ＞6.0 ＜8 ＞40
＞2.5
1.0～0.6
0.1～ 0.05
500～ 200
6.0～2.0
8～3
30～40
<0.7
0.7~1.3
指 标
产物
低熟油气 油为主
R
o
热变指数（TAI）
颜色
孢
1级 未变质
粉
颜
2级 微变质
色
及
3级 中等变质
热
变
4级 强变质
指
数
5级 已变质
黄色 桔色 棕色或褐色 褐黑色 黑色
高熟
过熟
1.3~2.0 凝析油、湿气
>2.0 干气
主要产物 干气 干气或湿气 石油或湿气 凝析油或干气 干气
2、储层特征
I型 T>=80~100
II型 T=80~0，其中，II1型 T=80~40，II2型 T=40~0
III型 T<=0~-100
B 干酪根分析法 ①干酪根元素分析法
干酪根类型 H/C
I
>1.5
II
1.0~1.5
III
<1.0
O/C <0.1 0.1~0.2 0.2~0.3
H/C~O/C原子比图（范氏图）
（古）油气藏解剖主要内容 和方法
油气藏解剖的主要内容
一、油气藏静态要素 二、油气藏形成过程（成藏史） 三、研究实例
一、油气藏静态要素
（一）生储盖及其组合特征
1、源岩及其特征 2、储层特征 3、盖层特征 4、生储盖组合
1、源岩及其特征
（一）发育层位（组、段、亚段） （二）源岩岩性（泥岩、碳酸盐岩、其它） （三）厚度
岩石中剩余有机碳与剩余有机质含量之间存在着一定的比例关系， 一般将剩余有机碳含量乘以1.22(或1.33)即为岩石中所含剩余有机质 的重量百分数。蒂索等人认为不同类型干酪根在不同演化阶段该值是 不同的。
2)氯仿沥青“A”和总烃(HC)含量
氯仿沥青“A”是指岩石中可抽提有机质的含量，总 烃包括沥青“A”中饱和烃和芳香烃组份含量的总和。 氯仿沥青“A”和总烃含量是最常用的有机质丰度指 标之一。中国陆相淡水-半咸水沉积中，主力生油岩 氯仿沥青“A”的含量均在0.1%以上，平均值为 0.1% -0.3%。
2.5～1.0
0.6～0.4 ＜0.4
0.05 ～
0.01
＜ 0.01
200～ 100
2.0～0.5
3～1
20～30
＜100 ＜0.5 ＜1 ＜20
1.0～0.5 ＜0.5
(2)有机质类型
A 有机岩石学方法
①根据各显微组分的产烃指数（HP）和产油指数
（OP）（肖贤明，1992）计算如下： ΣHP=Σ(XiHPi)/100 ΣOP=Σ(XiOPi)/100
岩性 沉积相（亚相）类型 单砂体分布和砂层组 物性（孔隙度、渗透率、缝洞、裂缝）
厚度
储
砂火
流纹岩，石013井，4388m
斑状流纹岩 正交 4×6.5 八区 805井 2914.35m
层 砾山
岩 岩岩
石
砂砾岩，克75井，2518m 砂质砾岩 单偏光 2.5×5 百101 P2x 2642m
类
型中
多砾 样
S2峰是热解温度在300～500‘C时 出现的高温峰。与该峰相对应的温度为 干酪根的最高热解温度，该峰面积5，代 表岩石的固态有机质在热解分析过程中 新生成的烃类，又称热解烃，其单位为 mgHC/g rock 。
我国陆相烃源岩有机质丰度评价标准
烃源 岩级 别
好烃 源岩
较好 烃源 岩
较差 烃源 岩
差烃 源岩
岩
玄武岩， 风南3井，4131.5m
多斑玄武岩 正交 4×8 一 区 1943井 1446.25m
中砾岩，玛东1井，4415m
阜10，3794.32m，T1j，砂质砾岩，浊沸石溶蚀
北 康 盆 地 沉 积 特 征
耿19长21测井解释成果图
单
砂长 体
②干酪根碳同位素法
类型 I II III
③干酪根红外光谱法
δ13C <-26.5 -26.5~25.0 >-25.0
I I1460/I1600 >0.8
II
III
0.6~0.8
<0.6
I2920/I1600 >2.5
1.5~2.5
<1.5
(3)有机质成熟度
干
酪
根 成熟
未熟
成