水动力圈闭和油气藏
圈闭和油气藏精品文档14页
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逆掩断层下的与同生断层有关的逆牵引背斜圈闭，由于其距油源区近，又是与沉积作用同期形成，同生断层又可作为其油气运移的有利通道，因而常可形成富集高产的油气藏.断层与储集层相结合，在平面上构成封闭状态主要有以下四种基本情况：①一条弯曲断层与单斜地层相切（图中B) ②由两条或更多互相交叉的断层，在储集层上倾方向产生遮挡（图中C）③一条近于平直的断层，在鼻状地层向上开口端产生遮挡，形成所谓的鼻状构造（图中D)；④由几条断层将地层从四周切割成一个孤立断块，形成封闭（图中E)。
该气田的生产层主要是三叠系嘉陵江组的石灰岩和白云岩，其上部为硬石膏层作为盖层。
据岩心分析，其平均孔隙度仅2%，渗透率小于1毫达西；但试井结果，渗透率达几十到几万毫达西，平均值高达3000毫达西以上。
因此，这种良好的渗透性显然是由于次生裂缝发育造成的。
该区蒙特雷组由三部分组成：上部为板状硅质页岩；中部为裂缝性燧石层；下部为石灰质页岩。
中部岩层为主要储集层，其孔隙度仅6%，但裂缝发育且分布均匀，渗透率极高，60%的产量来自该层。
根据与刺穿岩体的关系可分为两类直接与刺穿岩体有关的圈闭和油气藏（图中Ⅰ①-③）。
它包括①盐栓（核）遮挡的圈闭和油气藏；②盐帽沿遮挡的圈闭和油气藏；③盐幅内的透镜体圈闭和油气藏。
与刺穿岩体有成因联系的伴生圈闭和油气藏（图中Ⅱ①-④）。
它包括①盐背斜圈闭和油气藏；②断层圈闭和油气藏；③盐栓周围的不整合圈闭和油气藏；④岩性尖灭圈闭和油气藏。
美国密西西比州的小溪油田为典型的边滩砂岩体油气藏。
砂岩厚度与蛇曲河凹岸一侧延伸方向一致，砂体的形态与边滩一致。
该油田构造为一向北倾斜的鼻状构造，油田分布主要受边滩砂岩体所控制。
油田面积约25km2，原始可采储量达1370万吨。
美国俄克拉荷马州东部的布奇砂岩中的油田为典型的分流河道砂岩体油气藏。
034第三章 圈闭和油气藏(第四节 水动力油气藏)
dhw/dl是水的测势面坡度 ， ρW 、ρg 分 别是水、油和气的密度。
对于油水界面，其平均倾斜与水头的测 势面的平均倾斜之间关系参见图3-37。
图3-37 油水界面倾斜度与水测 势面坡度的关系图（据 Levorsen，1954）
图3-42 油气等势面倾斜度 变陡而在单斜层中形成的 水动力圈闭（据Hubbert，
1953）
（三）纯水动力油气藏
无需其他非渗透层，仅在水动力条件下产生圈闭，便是纯水动力圈闭。其中油气 藏为纯水动力油气藏。但是，事实上可能没有这类稳定的油可能和某些非渗透层围限成封闭的相对地 势空间，从而形成水动力圈闭。要强调的是： 油势、气势的函数不同：
油势φ O= φ O （x，y，z） 气势φ g= φ g （x，y，z） 油圈闭、气圈闭几何学特征不同。
2、水动力作用下油（气）水界面倾斜
在水动力作用下，油（或气）藏的油（或气）水界面是倾斜的，其倾角与水动力强度有关。 根据（4-12）式，可以导出水势或水头与油水界面、气水界面上在某方向垂直剖面交线 上某点的切线的倾角θo/w 和θg/w 分别为：
第四节 水动力油气藏
水动力圈闭：水动力作用，或和非渗透层联合封闭，使静水条件下不产生圈闭的 场所形成新的圈闭。
水动力油气藏：处于水动力圈闭中的油气藏。
一、水动力圈闭形成机理 （一）水动力概念 水动力：单位质量（或重量）地下水所具有的动力。
Ew =— φ w （x，y，z）
（二）水动力圈闭形成机理
1、基本机理 在本章第一节已经讲解了水动力和圈闭的一般关系：在水动力作用下，油
第四章 圈闭与油气藏
第四章圈闭与油气藏[内容提要] 圈闭是储集层中能够阻止油气继续向前运移，并在其中聚集和保存的一种场所，是通过储、盖层与一定的遮挡条件在三维空间的构架形成的。
当圈闭中聚集了一定数量的油气之后，就形成了油气藏。
本章首先介绍了圈闭和油气藏的概念和度量参数，以圈闭的遮挡条件成因为主，将圈闭分为：构造、地层、岩性、水动力四个大类。
然后结合大量实例，说明依次每一种主要圈闭的形成机制。
§1 概述一．圈闭和油气藏的概念1．圈闭圈闭是地下储集层中能够阻止油气继续向前运移，并且在其中聚集起来的一种场所。
（它实际上只是表明其中能够有油气，但无论其中是否有油气，都可以称为圈闭）圈闭的形成必须具有三个必要条件：（1）储集层（2）盖层（3）一定的遮挡条件（封闭条件）。
而遮挡条件的形成，即可以是背斜，也可以是断层、不整合或岩石的物性变化引起。
这样，当组成圈闭的这三部分配合良好时，其中的储集层便处于上方或四周被不渗透岩层所包围或阻隔的状态。
一旦油气通过这里，它便能够起到捕获油气的作用，从而在其中形成油气聚集。
2．油气藏当圈闭中聚集了一定数量的油气之后，就形成了油气藏（油藏、气藏）。
其定义为：油气藏是单一圈闭内具有独立压力系统和统一油水（气水）界面的油气聚集，是地壳中最基本的油气聚集单位。
不具备以上两个条件，即使位于同一面积上的油气聚集也不能看作是同一油气藏。
由此可见，圈闭是油气藏形成的不可缺少的基本条件。
同时，圈闭的类型还决定着油气藏的类型及其勘探方法；圈闭的位置和埋藏深度是设计井位和井深的依据；圈闭容积的大小又直接影响其中油气的可能储量多少。
这正是石油地质工作者十分重视寻找和研究圈闭的原因。
二．圈闭和油气藏的度量参数1．圈闭的度量参数在评价一个圈闭时，它的规模或大小是一个很重要的因素，可以用圈闭的有效容积来评价。
它主要决定于闭合面积、闭合度、储集层的有效厚度和有效孔隙度的分布等。
（V=S×H×φ）这里重点介绍闭合度和闭合面积。
第五章-油气藏类型
第二节 构造油气藏
二．断层油气藏
凡是在储集层的上倾方向和旁侧各个方向被断层封闭而造成的 圈闭，称为断层圈闭。
断层油气藏: 由地层封闭而形成的圈闭内聚集了油气。
断层能否造成封闭，取 决于断层使岩层位移后，储 集层的上倾方向与其相接触 的岩层的封闭性，常见的有 三种：
完全封闭 部分封闭 不封闭
第二节 构造油气藏
0
印第安纳州 俄亥俄州
印第安钠州及俄亥俄州利马－印第安纳油田
第三节 地层油气藏
二.不整合油气藏
不整合圈闭指储集层上倾方向直接与不整合面相切被封闭所造 成的圈闭。
不整合面上面的不整合油气藏 不整合面下面的不整合油气藏
A
B
F
E
C
DE
不整合圈闭和油气藏与非不整合圈闭和油气藏区别示意图
第三节 地层油气藏
埋深所造成的压力和温度达到或超过石膏、盐岩、软泥软 化所需要的温度、压力，使上述岩体呈可塑性状态。 差异负荷地带的存在，使可塑性岩层由高压区向低压区流 动，在低压区上拱形成刺穿构造。 位于三角洲退复沉积体系中，在前三角洲地带沉积了大量 的泥质岩，上面被密度较大的砂质岩所覆盖，造成密度倒置， 使前积方向的压力不均衡，导致高异常流体压力的可塑性软 泥沿密度分界面向上方拱起产生刺穿。
3. 地 层 － 水 动 力 圈闭 4. 构 造 － 地 层 －
水动力圈闭
第一节 圈闭和油气藏的概念
油气藏类型 构造油气藏
背斜油气藏； 断层油气藏； 构造裂缝油气藏； 岩体刺穿油气藏。
第一节 圈闭和油气藏的概念
油气藏类型
地层油气藏 地层不整合遮挡油气藏； 地层超覆油气藏； 生物礁油气藏。
第二节 构造油气藏
背斜油气藏 ➢ 挤压背斜油气藏 ➢ 同沉积背斜油气 基底升降背斜油气藏 披覆背斜油气藏 滚动背斜油气藏 底辟拱升背斜油气藏
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
油气藏的类型.
1、挤压背斜油气藏
◆ L 层油 气藏：不对 称背斜圈闭， 南翼倾角 200 － 300，北 翼600－800， 长短轴之比3： 1，闭合高度 800m。被逆 断层及横断 层所切割。 老君庙背斜油藏综合图
2、基底升降背斜油气藏
3、塑性拱张背斜油气藏
4、披覆背斜油气藏
+ + + + +
+
5、逆牵引背斜油气藏
油气藏的类型
一 二 三 四 五
构造油气藏 地层油气藏 岩性油气藏 特殊类型油气藏 复合油气藏
一、构造油气藏
由于构造运动使储集层褶皱或断裂而形 构造油气藏系指地壳运动使地层发生变 成的圈闭称为构造圈闭。在构造圈闭中形成 的油气藏叫构造油气藏。 形或变位而形成的构造圈闭中的油气聚集。
圈闭的成因均为构造作用的结果。
（1）遮挡物——封闭作用 （2）油气运移的通道——开启性
纵向上： 断层带具有的封闭性取决于：
断层性质 断面产状 断开地层岩性 断层带内流体活动
横向上： 断层带具有的封闭性取决于：
断层两盘岩性组合及配置关系、断距
断层油气藏的类型
（1）按断层与 储层平面组合 关系分类：
断鼻油气藏
断块油气藏：
弧形断层断块油气藏
渗流地下水的动水压力与油气运移的浮力方 向相反、大小大致相等时，可阻挡和聚集油 气，形成水动力油气藏。
背斜型
在水动力作用下平缓背斜内油气分布情况示意图
鼻状构造型
单斜型
渗透率不同导致不同地区 水流速度不同，使油气在局 部地区聚集而形成。
（二）水封闭油气藏
一 二 三 四 五
构造油气藏 地层油气藏 岩性油气藏 特殊类型油气藏 复合油气藏
《石油与天然气地质学》第四章 圈闭和油气藏
第四章圈闭和油气藏(Chapter4 trap and hydrocarbon reservoir)学时：8 学时基本内容：① 圈闭和油气藏的分类及基本要素。
② 各类圈闭和油气藏的形成条件、类型及特征。
教学重点与难点：各类圈闭和油气藏的形成条件、类型及特征。
教学内容提要：第一节圈闭和油气藏概述一、圈闭的概念和发展油气圈闭：油、气、水流体，在其力场强度的作用下，油气将由高势区向各自的低势区流动，这种储集层中被高油或气势面、非渗透性遮挡单独或联合封闭而形成的油或气的低势区，称为油气圈闭。
二、圈闭和油气藏的分类按成因可将圈闭分为：构造、岩性、地层、水动力和复合圈闭五大类。
圈闭成因分类系统表大类构造圈闭岩性圈闭地层圈闭水动力圈闭复合圈闭亚类1．背斜圈闭1．透镜体型1．地层超覆圈闭1．构造鼻和阶地型水动力圈闭1．构造-地层复合圈闭2．断层圈闭2．上倾尖灭型2．不整合圈闭2．单斜型水动力圈闭2．水动力-构造复合圈闭3．裂缝性背斜圈闭3．礁型圈闭3．古潜山圈闭3．纯水动力圈闭3．地层-水动力复合圈闭4．刺穿圈闭4．沥青封闭圈闭4．构造-地层-水动力复合圈闭三、圈闭和油气藏的度量（本节重点）（一）圈闭的度量1．闭合度（高）和闭合面积的确定闭合度：是指圈闭顶点到溢出点的等势面垂直的最大高度。
溢出点：是指圈闭容纳油气的最大限度的位置。
闭合点：从另一角度来描述溢出点的特征，意即闭合的最低点，低于该点位置，圈闭就不存在了（不闭合），或超出圈闭的范围。
2．有效孔隙度和储集层有效厚度的确定（二）油气藏的度量1．油气藏的概念油气藏：是相当数量的油气在单一圈闭中的聚集，在一个油气藏内具有统一的压力系统和统一的油、气、水界面，是地壳中最基本的油气聚集单元。
2．油气藏内油、气、水的分布3．度量参数对于油气藏来讲，其大小通常是用储量来表示的，主要用到以下几个参数和术语。
（1）油气藏高度和油气柱高度油气藏高度：是指油气藏顶（闭合高和储层顶面交点）到油气水界面的最大高差。
圈闭与油气藏类型
五.复合油气藏
构造、地层、岩性、水动力等因素中， 2种或2种以上同时起作用。
金县1-1油田
构造层状油藏为主
复杂断块油藏
东块发育地层油藏 部分单元受岩性、构造双重作用 部分单元具气顶
谢谢
3、
塑性拱张背斜油气藏
——与地下柔性物质活动有关
塑性拱张背 斜油气藏 刺穿接触 油气藏
☆盐、膏、
欠压实泥岩， 欠压实泥岩 ∵密度倒置 又受到不均衡 压力作用所致
4、披覆背斜油气藏
☆与地下古凸起
+ + + + + +
（潜山、基石） 和差异压实作用 有关，继承古凸 起或者沿沉积基 底的隆起形态而 发育成。
圈闭和油气藏的类型
一
圈闭（Trap）的定义
储集层中油气物质自身势能最小而其
动能为零的地方。
盖层封闭
圈闭：适合于油气聚集，形成油气藏的场所。
圈闭两个基本要素：
储 集 层
封闭条件
：储集油气 ：阻止油气散失
a.盖层本身的弯曲变形 b.盖层 + 其它侧向遮挡条件
储集层
无圈闭
圈闭
一、储集岩和储集层的含义
•储集层上倾尖灭油气藏 •透镜型岩性油气藏 •低渗透砂岩中之高渗透带 •生物礁油气藏
盖层
砂岩（储层）
高渗透
低渗 透
A-砂岩尖灭体 油气藏
B-砂岩透镜体 油气藏
C-低渗透砂岩 中之高渗透带
图：各类砂岩体岩性油气藏
原苏联卡杜辛油田渐辛统砂岩尖灭油气藏剖面图
低渗砂岩中高渗透带透镜体油藏
阿巴拉契亚盆地下石炭统的“百呎砂岩”油藏剖面图
断层油气藏
储集层沿上倾方向受断层遮挡所形成的圈闭+油气聚集
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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/ρw
Φo = g·Z + P/ρo
Φg = 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·hw
hw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。
由hw和Z确定的ho、hg等值线构成的闭合区为水动力圈闭的位置。
四、水动力圈闭油水界面的倾斜度
在动水条件下，hw顺水流方向降低，ho、hg 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，倾斜度可用下式表示：式中θo/w、θg/w分别代表油水、气水界面的倾斜角，dh/dl为水头梯度。
ρw/ρw-ρo、
ρw/ρw-ρg称为放大系数，由于ρo大于ρg，因此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。
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：
鼻状构造和构造阶地型水动力圈闭
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，当倾斜度大于储层上倾方向倾角，小于下倾方向倾角时，高油、气势面与储层顶面构成闭合的低位能区，形成圈闭。
单斜型水动力圈闭
此种类型圈闭是由于单斜储层中沿水流下倾方向渗透性的改变，流速变化使油、气等势面倾斜或弯曲，与储层顶面构成闭合形成。
流速改变使等势面倾斜或弯曲是形成此类油气藏的基本条件。
纯水动力油气藏
这种类型的油气藏是由单一的水动力封闭所形成，是由单一的油、气等势面自身构成闭合。
圈闭的概念
油气圈闭：油、气、水流体，在其力场强度的作用下，油气将由高势区流向各自的低势区，这种储集层中被高油或气势面、非渗透性遮挡单独或联合封闭而形成的油或气的低势区，称为油气圈闭。