第三章 圈闭和油气藏

第一节圈闭和油气藏的分类圈闭和油气藏的分类既是油气藏形成的基本理论的必要部分，也是勘探和开发的需要。

各国石油地质学家提出了很多关于油气藏分类的方案。

有苏联石油地质学家Н.О.布罗德以储层形态为依据的分类；苏联石油地质学家М.Ф.米尔钦科提出的以圈闭成因为主、以油气藏形态为辅的分类；美国石油地质学家A.I.莱复生根据圈闭成因提出的分类等等。

但从油气勘探实际需要出发，成因分类，能够充分反映各种不同类型油气藏的形成条件、它们之间的区别和联系，科学地预测一个新地区可能出现的油气藏类型，对不同类型的油气藏采用不同的勘探方法和不同的勘探部署方案。

任一圈闭的基本要素是储集层和封闭条件，封闭条件对圈闭形成和类型起着决定性作用。

其中以储集层上方和上倾方向的非渗透性封闭最为重要，在形成圈闭的诸因素中起主导作用，是决定圈闭性质和类型的主要因素。

圈闭的分类就是以起主导作用的封闭因素为基础，结合储集层的特点而制定的。

可将圈闭分为：构造、地层、水动力和复合圈闭四大类。

各大类可根据储集层上倾方向的具体封闭因素，结合储层特征，进一步划分出若干亚类。

第二节圈闭的度量一、圈闭的度量圈闭的大小，主要是由圈闭的有效容积确定的。

它表示能容纳油气的最大体积，是评价圈闭的重要参数之一。

一个圈闭的有效容积，取决于闭合面积、闭合高、储集层的有效厚度和有效孔隙度等参数。

溢出点：是指圈闭容纳油气的最大限度的点位。

若低于该点高度，油气就溢向储集层的上倾方向。

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。

闭合度：是指圈闭顶点到溢出点的等势面垂直的最大高度。

闭合面积：在静水条件下是通过溢出点的构造等高线所圈定的封闭区的面积，或者更确切地说，是通过溢出点的水平面与储集层顶面及其他封闭面（如断层面、不整合面、尖灭带等）所交切构成的封闭区（面积）。

在动水条件下，是通过溢出点的油气等势面与储集层顶面非渗透性盖层联合封闭的闭合油气低势区。

有效孔隙度：根据实验室、测井资料的统计分析求得。

储集层有效厚度：按照有效储集层的孔隙度、渗透率分级的标准，扣除储集层中非渗透性夹层而剩余的厚度。

第三节油气藏的度量一、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。

根据油气藏油、气、水的分布特征，可以确定油气藏的各个度量参数。

二、油气藏的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。

油气藏高度：是指油气藏顶到油气水界面的最大高差。

油气柱高度：是指油气的最高点到最低点的海拨高度。

对于油水界面呈水平状态的油气藏（图中②）来说，两者是相同的，但在油水界面发生倾斜或变曲时（图中①），两者不相同。

油气高度是计算储量的重要参数，而油气柱高度则更多地反应盖层的封闭能力及水动力的条件。

含油边界和含油面积油（气）水界面与储集层顶、底面的交线称为含油边界。

其中与顶面的交线称为外含油（气）边界，与底面的交界称为内含油（气）边界。

若储集层厚且油水界面较高，与其底面不相交时，只有外含油边界。

由相应含油边界所圈定的面积分别称为内含油面积和外含油面积。

气顶和油环前述油气藏中油、气、水具有气居顶、油居中，水在下的分布特征，气居顶称为气顶。

油在气水之间，平面上是环带状分布，称油环。

这种情况下，气柱高度等于油气藏顶到油气界面的垂直距离，油环高度等于油气藏高度减去气柱高度。

第四节构造圈闭和油气藏由于地壳运动使储集层顶面发生了变形或变位而形成的圈闭，称为构造圈闭，在其中聚集了烃类之后就称为构造油气藏。

根据其变形或变位及储层的变化特点可分为：背斜圈闭和油气藏、断层圈闭和油气藏、裂缝性背斜圈闭和油气藏、刺穿圈闭和油气藏一、背斜圈闭和油气藏1、概念背斜油气藏：由于储集层发生褶皱变形，其上部又为非渗透性岩层所覆盖遮挡，底面或下倾方向被高油气势面或非渗透性岩层联合封闭而形成的圈闭即为背斜圈闭，聚集油气后，成为背斜油气藏。

背斜圈闭形态是多种多样的，从穹窿状一直到狭长高背斜；闭合面积大小不一；有的是完整的，有的被断层复杂化。

2、背斜油气藏的油气分布特征：(1)油气局限于闭合区内；(2)背斜油气藏中的储油层呈层状展布，尽管绝大多数油层的储集性纵、横向存在较大的变化，但应是相互连通的。

(3)相互连通的多油层构成统一的块状储集体，常形成巨大油气藏。

3、背斜油气藏的成因分类：(1)褶皱作用形成的背斜圈闭和油气藏主要在侧压力挤压作用下而形成。

这类背斜多见于褶皱区，背斜轴向一般与区域构造线平行；两翼倾角较大，不对称，靠近褶皱山一侧较另一侧缓；闭合高度较大，且伴生有断层。

区域上这种背斜分布在褶皱区的山前坳陷及山间坳陷，常成排成带出现。

图为酒泉盆地南部前山背斜带。

(2)与基底活动有关的背斜圈闭和油气藏在地台区由于基底断块上升，使上覆地层隆起而形成同生背斜构造。

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。

这种背斜圈闭的特点，都位于同生断层的下降盘，多为小型宽缓不对称的短轴背斜，靠近断层一翼陡，远离断层一翼缓，轴线与断层线近于平行，常沿断层成串分布。

背斜高点距断层较近，一般为 0.5～1.5公里；且高点向深部逐渐偏移，偏移轨迹大体上与断层面平行。

背斜的形态、宽度等均受同生断层的控制。

断层面弯曲度越大，背斜形态线越趋穹窿状，倾角越缓。

图为我国华北含油气盆地黄骅拗陷港东油田位于北大港断裂构造带东南部，是港东主断层南部下降盘上的逆牵引背斜构造。

(4)与塑性流动物质有关的背斜圈闭和油气藏由于地下塑性地层受不均衡压力作用，向着压力降低的上方流动，使上覆地层弯曲形成的背斜圈闭。

地下塑性地层常见的有盐岩和泥岩类，其中尤以盐岩占主要。

图为我国江汉盆地的王场油田，该油田为一长轴背斜，地下核部为盐岩隆起。

(5)与剥蚀作用及压实作用有关的差异压实背斜和油气藏在古侵蚀面上常存在各种地形突起，它可以是结晶的基岩，致密坚硬的沉积岩或生物礁块等。

当接受新的沉积时，在突起部分的上覆沉积物较薄，而周围的沉积物则较厚，由于突起和其周围沉积物厚度的不同，负荷悬殊，在成岩过程中，差异压实的结果在突起的部位形成了背斜构造，这种背斜通常称为披盖背斜，它反映了下伏古地形突起的分布范围和形状，但其闭合度则比古地形突起的高度小，并向上递减直至消失；在成因上很难与基底隆起有关的背斜区分开。

图为我国华北含油气盆地济阳凹陷的孤岛油田基底为由奥陶系石灰岩和白云岩组成的剥蚀突起，其翼部超覆沉积有下第三系地层，顶部则被上第三系馆陶组及明化镇组所覆盖，形成较大规模的披盖构造。

二、断层圈闭和油气藏1、概念断层圈闭是指沿储集层上倾方向受断层遮挡所形成的圈闭，聚集油气后即成为断层油气藏。

这种类型的圈闭分布很广，在各含油气盆地中广泛分布，尤其我国东部断陷式含油气盆地中更是为数众多。

断层圈闭的闭合面积是通过溢出点的储层顶面构造等高线和上倾方向断层线构成。

2、断层油气藏的基本特征断层油气藏的基本特征主要是沿断层附近储集层因岩层被挤压破裂而渗透性变好；断层的发育使油气藏复杂化，构造断裂带内的油气藏被断层切割为许多断块，分隔性强，各断块内含油层位、含油高度、含油面积很不一致；油气常富集在断层靠油源一侧。

3、断层在油气藏形成中的作用断层在地质历史发展过程中的不同时期或者同一断层在不同的位置，常起着封闭或通道两种截然相反的作用。

对油气藏的形成至关重要。

(1)封闭作用封闭作用是指由于断层的存在，使油气在纵、横向上都被密封而不致逸散，其结果是形成油气藏。

断层是否起封闭作用取决于断层本是否封闭和断层两盘岩性的接触关系。

断层本身的封闭性决定于断层带的紧密程度，它与断层的性质、断层角砾岩和断层泥是否存在以及断层带中流体的情况有关。

一般来说，挤压性断层较张性断层封闭性强一些；断层带中断层泥的存在常使断层产生封闭作用；而断层角砾岩的存在常具有一定的渗透作用，另外，地下水通过时，水中沉积物质沉淀，使破碎带胶结或油气沿开启断裂运移时，由于原油氧化，形成固体沥青而堵塞断层通道，也可起封闭作用。

断层横向上是否封闭则取决于断距的大小及断层两盘岩性的接触关系。

若断层使储层上倾方向完全与非渗透性岩层相接，则为完全封闭（图中B）；上倾方向的上方部分与非渗透层相接，则为部分封闭（图中A），与渗透层相接，则为不封闭（图中C）。

(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，油藏则全部遭到破坏。

西侧油层下降，被断层封闭仍保留了工业性油藏。

4、断层圈闭和油气藏的类型断层圈闭的形成条件是断层必须是起封闭作用的，那么在平面上必须是断层线与储集层的构造等高线构成闭合的状态才能形成圈闭。

那么根据断层与储集层的平面组合关系，可将断层圈闭分为以下四种基本类型：1、弯曲或交错断层与单斜构造结合组成的圈闭和油气藏（图中A）。

2、三个或更多断层与单斜或弯曲岩层结合形成的断层或断块圈闭和油气藏（图中B）。

3、单一断层与褶曲（背斜的一部分）结合形成的断层圈闭和油气藏（图中C）。

4、逆和逆掩断层与背斜的一部分结合形成的逆（或逆掩）断层圈闭和油气藏（图中D）。

三、裂缝性背斜圈闭和油气藏1、概念裂缝性背斜圈闭：在背斜构造控制下，致密而脆性的非渗透性岩层，由于各种原因可以出现裂缝特别发育而使孔隙度和渗透性变好的局部地区，周围则为非渗透性围岩和高油气势面联合封闭形成的油气低势区，称为裂缝性背斜圈闭。