油田水动力系统与油气藏的保存和破坏
第7章油气藏的形成和破坏
各种可能的聚集模式
§2 油气藏形成的基本地质条件 一、充足的油气源 形成油气藏的物质基 础 而衡量油气源丰富程 度的具体标志，是生油 凹陷的好坏，即所谓生 油凹陷控油（“源控 论”）。一般说来，生 油凹陷面积越大，延续 时越长，其中形成的生 油层系越厚，环境越封 闭(还原环境)，油源越 丰富。
但是，较小的凹陷中亦可有丰富油源，关键在于凹陷持 续的时间长短和沉积速率（稳定时期）。如美国洛杉矶盆地 和我国南阳油田所在的南襄盆地，俗称“小而肥”。
3．水力冲刷
㈡．热变作用 是在高温、高压条件下使石油产生的热分解作用。 热分解作用的实质是使具有环状结构的烃类断环、 长链烃分解成短链烃、带有侧链的烃发生侧链的脱落， 从而造成石油的比重和粘度降低，轻馏分含量不断增 从而造成 加，低沸点烷烃相对增加，环烷烃和芳香烷成份逐渐 递减，胶质—沥青质不断减小，固体石蜡有所增加， 石油中的杂元素逐渐消失，成为不含胶质的石蜡族石 油。 ****** 如果从有利于油气藏保存的角度出发，当然是上 述破坏因素越微弱，越有利于油气藏的保存。
影响石油成分的主要因素和作用
二．油气藏破坏 后的产物 1. 形成次生油 气藏(破坏程度 不大)
2. 形成油气地表显示 油气藏被破坏以后， 以各种方式运移到地表， 在地表形成各种各样的显 示，常称为油气苗。 流动的油气苗可有三 种形成机制：油气藏的垂 向渗漏（在压性和底辟环 境很常见）、再次运移 （主要发生在隆起边缘） 以及集中的二次运移。
油气藏的高度， 油气藏的高度，是 指油藏中纯含油部分 不包括束缚水在内） （不包括束缚水在内） 的油柱高度， 的油柱高度，它与圈闭 封闭的油柱最大高度之 间的差别，就是油水过 间的差别， 渡带。 渡带。
2δ 1 1 Zow = ⋅( − ) (ρw − ρo ) rt ' rp
第六章油气藏的形成(教案).docx
第六章油气藏的形成第一节油气的聚集油气二次运移的结果有两种情况，一种是如果运移过程中无盖层阻挡，油气将一直向上倾方向运移，直至散失到地表；另一种是运移过程中遇到合适的圈闭，油气将停止运移，在圈闭中聚集起來。
汕气聚集:就是指汕气在储层屮由高势区向低势区运移的过程屮遇到圈闭时，进入其屮的油气就不能继续运移，而聚集起來形成油气藏的过程。
一、单一圈闭油气聚集的原理1、渗滤作用：Cordell (1977)、Roberts(1980)等人认为含怪的水或随水运移的油气进入圈闭以后，因为一般亲水的、毛细管封闭的盖层对水不起封闭作用，水可以通过盖层而继续运移；阳对烧类则产生毛细管封闭，结果把油气过滤卜-来在圈闭中聚集。
在水动力和浮力的作用下，水和坯可以源源不断地补充并最终导致在圈闭中形成油气藏。
2、排替作用：Chapman (1982)认为泥质盖层屮的流体压力一般比相邻砂岩层中的大，因此圈闭中的水是难以通过盖层的。
另外油气进入圈闭后首先在底部聚集，随着怪类的增多逐渐形成具有一定高度的连续坯相，在汕水界而上汕水的压力相等，而在汕水界血•以上任一高度上，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卜•排替直到束缚水饱和度为止。
圈闭中油气的聚集A—背斜圈闭；B—地层圈闭油气在静水条件下进入单一的背斜圈闭时，首先在最高部位聚集起来，较晚进入的依次由较高的向较低的部位聚集，一直到充满整个圈闭为止。
在圈闭中，油、气、水按密度分界。
气居上，油居中，水在底下。
这时，该圈闭的聚油作用阶段己经结束。
若再有汕经过时，就通过溢出单一背斜圈闭中的汕气聚集和油气藏点向上倾方向溢出;但对天然气则不同，山于气比油轻，它可以继续进入圈闭，并排替原被石油所占据的那部分储集空间，这一过一直进行到圈闭的整个容积完全被天然气所占据为止。
至此，对于单一圈闭來说，油气聚集的过程已完全。
对于具有溢出点的非背斜圈闭，汕气聚集过程与背斜圈闭基本上是-•致的。
【石油地质学】第五讲油气聚集与成藏
据克莱米（H.D.Klemme，1997）的统计， 世界上共有334个大油气田（最终可采储量达 68×106t以上的大油田222个，最终可采储量为 1011m3的大气田112个），分布于60多个油气 盆地中。其中有16个盆地含有5个以上的大油 气田，这16个盆地的大油气田总数为249个， 占所有大油气田总数的71.5%；储量则可达 90%以上。其中部分油气盆地的面积、体积沉 积速率和大油气田数的分布，如表 所示。
聚集系数，指生油量和地质储量的比值。
天然气与石油相比，排烃率较高，运聚系数偏低 。
1．盆地油气源丰富程度，取决几个基本条件：
①烃源岩体积（广、厚）； ②有机质丰度（数量多）； ③有机质类型（质量好）； ④有机质成熟度（生成条件）； ⑤排烃效率（运移条件）。
即一要有，二要好，三要多！
2．满足上述条件依靠几个方面(地质条件)：
有效孔隙度和储集层有效厚度的确定
有效孔隙度主要根据实验室岩心测定、测井解释 料统计分析求得。
储层有效厚度根据有效储集层的岩性、电、物性 标准，扣除其中的非渗透性夹层而剩余的厚度。
圈闭最大有效容积的确定
圈闭的最大有效容积，决定于圈闭的闭合面积、储 集层的有效厚度及有效孔隙度等有关参数
V=F×H×φ
Abundance map of oil and gas basin
(from Perute,1972)
(二)有利的生、储、盖组合配置关系
a.互层型，有利(接触面积大，能及时从生向储运移)； b.指状交叉型，有利(靠近指状交叉一侧，类似互层、侧 变、侧生式)； c.不整合型，有利； d.断裂型，上覆、下覆型较好； e.封闭型，较差(主要指不能形成巨大油气藏）。
油气藏形成、保存与再形成
或变成稠油沥青的过程。
1.引起油气藏破坏的主要地质因素：
地壳运动→圈闭完整性被破坏
切过油气藏的断裂作用→油气向上运移
构造抬升→油气藏的盖层遭剥蚀破坏 →油藏埋深变浅→石油的氧化和生物降解 水动力冲刷、水洗原油→变稠变重
（1）地壳运动
①导致地壳上升,剥蚀，油气逸散
②产生断层，提供油气运移通道或破坏油气藏
原生油气藏
次生油气藏
油气沿断裂运移形成次生油气藏的仓储层式模式
2 ）地壳运动改变了原有圈闭的形态，油气部分向
外溢出或全部转移，在新的圈闭中聚集成藏。
原圈闭溢出 点抬高，油气向 新圈闭中聚集，
形成次生油气藏。
单斜地层：倾 斜方向变化，
油气重新分布。
实例：
J3~N1,以 K3、N1； 泥岩为主、 部分为碳酸 为主 盐岩 1000~2000 米 K~N，以始新世为 K 为石灰岩、粘土岩, 主 厚 150~200 米； 泥岩 E 2000 米 以泥岩为主； 总厚 200~500 米
伏尔加 乌拉尔 利比亚锡尔 特 阿尔及利 亚东戈壁 北 海 尼日尔河 三 角 洲 美国西内部 松 辽 华 北
2、 圈闭所在位置与油气区位置关系
油气就近运移聚集成藏。油源区内及其附近的圈闭 有利。 通常油源有限，不能充满盆地内所有圈闭，距油源 区远的圈闭往往无效。 圈闭所在位置距油源区愈近，愈有利于油气聚集， 圈闭的有效性愈高。
东营凹陷下第三系生油中心与油气富集关系（据胜利油田 )
3、 圈闭所在位置与油气主要运移路线的关系
◆石油多产
自砂岩与页
岩之比例为
0.25-0.5的 地区。
美国怀俄州盐溪区白垩系弗朗提尔组砂---泥岩厚度比率图
若干地区石油聚集的最佳砂岩百分率
5.8 油气藏的保存、破坏与再形成
第五章油气聚集与油气藏的形成5.8 油气藏的保存、破坏与再形成一、油气藏的保存油气藏的形成是发生于地质历史中的事件，充足的油气来源、良好的生储盖组合和有效的圈闭是基本成藏地质条件，而油气藏形成后能否能保存到现在，决取于油气藏形成后的所处地质环境的变化，即遭受调整和改造破坏的程度。
保存条件至关重要。
在油气藏形成后，由于地壳运动造成的褶皱和抬升，打破了油气藏的平衡状态，油气发生再次运移，造成部分或全部油气散失。
地壳运动引起的褶皱变动、构造抬升及岩浆活动对油气藏的保存及破坏起着关键作用。
因此，油气藏形成后，相对稳定的地壳运动，未遭受大规模的抬升，断裂和褶皱作用不太剧烈，岩浆活动相对稳定，相对封闭和停滞的水动力环境，都是油气藏得以保存的重要条件。
有利于油气藏保存的条件：地壳运动：不剧烈；水动力活动、岩浆活动：弱；生物降解作用：弱，埋深不太浅。
二、油气藏的破坏油气藏的破坏：原来已形成的油气藏，由于所处地质环境的变化而使其中的油气部分或全部散失，或变成稠油沥青的过程。
各种破坏油藏的作用及其演变的结果（据Macgregor，1996)引起油气藏破坏的主要地质因素地壳运动、岩浆活动、水动力环境、生物降解作用1、地壳运动①导致地壳上升剥蚀，油气逸散；②产生断层，提供油气运移通道或破坏油气藏；③导致溢出点抬高或地层倾斜方向变化，油气重新分布，形成次生油气藏或导致油气逸散。
2.岩浆活动油气藏形成前---可提供热源，利于有机质成熟演化；岩浆冷凝后---可成为良好的储集体或遮挡条件；已形成的油气藏---大规模岩浆活动对油气藏的保存不利；高温岩浆侵入油气藏，油气遭受烘烤，油气藏遭破坏。
有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）3.水动力环境水动力强：①将油气冲走；②携带氧气，使石油氧化变质；③水洗作用，使原油变稠变重。
在水流活动加强时,背斜储集层中油和气的移位和分离——相对稳定、停滞：有利于油气藏保存。
4.生物降解作用生物降解作用：较浅层，地下水中的氧和微生物较多，微生物选择性消耗某些烃类组分，轻质组分消耗，使原油的成分发生改变，原油变稠变重。
水动力圈闭和油气藏
第六节水动力圈闭和油气藏一、水动力圈闭和油气藏的定义水动力圈闭：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。
油、气、水都是流体，在地层中的流动要遵循流体力学规律，流体势的作用使流体在各自的力场作用下流向各自的低势区，如果油或气的低势区构成封闭就形成水动力圈闭。
油气在其中能够聚集，油水界面顺水流方向发生倾斜。
水动力的作用可在多种情况下形成油气聚集，产生各种类型的水动力圈闭。
二、流体势流体在地层中的流动要遵循流体力学的基本原理，即流体整个系统在处于稳定状态以前，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，也就是说，流体在其达到势能最低值以前，总是在各自力场的支配下，由各自的高势区向低势区流动。
流体势（Φ）可表示为：根据地层的条件上式可简化为：Φ = g·Z + 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·Z + P/ρwΦo = g·Z + P/ρoΦg = g·Z + P/ρg三、水动力圈闭的形成静水柱压力P = ρw·H·g，代入流体势公式，则：Φw = g·Z + P/ρw = g·Z +ρw·H·g /ρw = g(Z + H)= g·hwhw为测试面到基准面的距离，也叫水头。
将油势、水势公式分别除以g，可得油头和气头：再将静水柱压力公式和水头公式代入上式，可得：上式表明ho、hg仅与hw 和Z有关。
在静水条件下，hw为定值，油气势只与高程Z成反比，油气等势线与构造等高线平行，构造高部位为低势区。
在动水条件下，hw顺水流方向降低，为一变量。
油气势取决于水动力hw和高程Z。
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
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；
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油田水动力系统与油气藏的保存和破坏
大部分的沉积岩都有孔隙，而且这些空隙都是被水填充，油气的生成、运移和储存都是在有水的环境下进行，因而水动力系统对于油气成藏有着十分密切的联系。
水动力会破坏油气藏，造成油气破坏，也可由水动力和非渗透性岩层联合封闭即可形成水动力油气藏。
标签：水动力系统；油气成藏；油气破坏
引言
油田水是指在油气田范围内与油气伴生并直接与油层联通的地下水。
油气藏就是在油田水环境下生成、运移和聚集成藏的，是地下水在地质历史过程中不断运动的结果，油田下水可以作为烃类运移成藏的动力和载体，两者相辅相成，与此同时，油田水也可最為油气藏破坏的因素之一，因此油田水与油气藏有着十分密切的关系。
文章将论述油田水动力条件对于油气藏的保存和破环的影响。
1 油田水动力系统
在含油气盆地中存在着两种不同成因的水动力系统，即沉积承压水动力系统和渗入水动力系统，前者的压力主要由上覆沉积盖层的负荷形成，压力值在地静压力和静水压力之间承压水的运动具有缓慢性、持久性、方向性和内泄性四个特点；后者是由于盆地周边地区受大气降水和地表水渗入后形成，其压力接近静水压力，它以外循环渗入或水交替为特征。
在水文地质历史阶段中，储集层内的水有可能被沉积承压水或地表渗入水完全交替。
这种完全交替的次数越多，说明水交替的规模和强度越大。
[3]
地表渗入水对油气藏的保存有利也有弊，当储层渗透率较好且渗入水有一定水利坡度时，其冲刷能力较强，可破坏储层中的油气藏；反之，在渗透率差的储层中，地层水流速慢，其冲刷能力不能克服油分子与岩石之间的吸附能力，使油气沿着储层运动，油气藏得以保存。
2 油田水动力系统与油气藏的保存
2.1 相对稳定的水动力环境利于油气的保存
油气在相对封闭的水文地质条件成藏后，由于受到外来水的影响较小，使得储层中底层水矿化度高，这对油气藏有着很好的保存作用。
2.2 水动力油气藏
在强水动力条件将油气从圈闭冲走或削弱顶部盖层的封闭能力，初始的含油
气圈闭全部或部分被水占据。
而在静水条件下不宜油气聚集的地方，也可由水动力和非渗透性岩层联合封闭即可形成水动力油气藏。
这类油气藏易形成在底层产状发生轻度变化的构造鼻和挠曲带、单斜储层岩性不均一和厚度变化带以及地层不整合附近[1]。
在这些部位，当地下水动力与油气运移的大小大致相等、方向相反时即可形成水动力油气藏。
3 油田水动力对油气藏的破坏
地层水环境对于油气藏的保存有重要影响，油气可以沿着水动力的方向被冲走，也可在当水动力条件发生变化时被破坏，同时，地下水在流动过程中，沿着油-水界面可发生水洗作用，使石油变稠变重。
3.1 水动力条件增强会油气藏
在静水条件下，油-水（或气-水）界面是呈水平状态，在水动力条件下，油-水（或气-水）界面会沿着地层水流动的方向发生倾斜，其倾斜角与水动力强度成正比。
当水动力逐渐增强，油-水（或气-水）界面的倾角随之增加，当其大于顺水流方向下侧的岩石倾角时，油气便会被冲走，造成油气藏的破坏（如图1），且水洗作用会随着水动力的增强而增强。
3.2 水动力条件由强变弱对油气藏的影响
水动力逐渐减弱，使油气处在相对稳定、停滞的水动力条件固然有利于油气的保存，但在形成水动力油气藏的地方，水动力的减弱则会破坏油气藏。
在形成水动力油气藏的地方，地层水流方向与油气运移的浮力方向相反、大小大致相等，若水动力大于油气运移的浮力，油气则会沿着水动力的方向被冲走，若小于其浮力，油气则会沿其浮力方向发生逸散，造成油气藏的破坏。
3.3 水动力方向改变对油气藏的影响
正如前文所提，油-水（或气-水）界面会向顺水流方向发生倾斜，当水动力的方向变化时，油-水（或气-水）界面也会随之改变，这必然会对油气藏的保存造成影响。
若原逆水流方向一翼的岩层倾角大于等于原顺水流一翼岩层倾角时，水动力方向改变不会对油气藏造成影响，反而更有利于油气的保存（在两翼岩石的封闭能力相同的情况下）。
若原逆水流方向一翼的岩层倾角小于原顺水流一翼岩层倾角时，若水动力方向发生变化，则不利于油气的保存，油气藏可能部分或全部被破坏。
水动力方向改变亦可破坏水动力油气藏，油气沿着浮力方向继续运移，油气藏被破坏。
4 结束语
油田水与油气藏有着十分重要的联系，对油气藏的保存有利也有弊。
较为稳定的水动力环境有利于油气藏的保存，当水动力条件发生变化时，即可对油气藏造成破坏，也可有利于油气成藏。
因此在研究某地区油气藏时，要对该地区的水文地质条件作充分的了解。
参考文献
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[4]陈振林，许浚远.背斜-水动力复合油（气）藏油（气）水界面产状[J].中国地质大学学报，2007，32（1）：89-92.。