第三章第五节 地层圈闭和油气藏

第五节 地层圈闭和油气藏

地层圈闭：由于储集层的岩性在横向上发生变化或地层层序产生沉积中断被非渗透性岩层所封闭而形成的闭合油气低势区称为地层圈闭，在其中聚集了烃类之后则称为地层油气藏。 地层圈闭的形成是由于沉积条件的改变，储集层岩性岩相的变化，或者储集层上、下不整合接触的结果。这种变化可以是突变的，也可以是渐变的；可以是局限的，也可以是区域的。与构造因素有一定的联系，但是，控制地层圈闭形成的决定性因素则仍然是沉积条件的改变。 地层圈闭根据形成机理的不同可进一步分为岩性圈闭、不整合圈闭和礁型圈闭。 一、岩性圈闭和油气藏 1、概念 岩性圈闭：储集层的岩性在横向上发生变化，四周或上倾方向为非渗透性岩层遮挡而形成的圈闭称岩性圈闭。聚集油气之后形成岩性油气藏。 岩性油气藏的基本特征：储层的连续性差，多以碎屑岩为主，一般规模较小。多属自生自储原生油气藏。 2、分类 根据岩性油气藏的形成机理可将岩性油气藏分为两种类型，储集层的岩性变化是在沉积过程中形成的称为沉积圈闭，它包括透镜型岩性圈闭和上倾尖灭型岩性圈闭。若是储集层岩性变化是在成岩后生过程中形成的，则称为成岩圈闭，它包括储集层部分变为非渗透遮挡和非储集层部分变为渗透性储集体而形成的圈闭。 (1)透镜体岩性圈闭和油气藏 透镜体岩性圈闭四周均为非渗透性岩层，无溢出点，圈闭的大小受非渗透性围岩所限，难以形成大规模的油气藏。储集层可以是碎屑岩和碳酸盐岩。 碎屑岩透镜体岩性油气藏主要发育在岸带附近，常见的有河道砂体，三角洲分流河道砂体，沿岸带分布的河口坝、堡坝砂体。图为我国新疆北部准噶尔盆地南缘的独山子油田，第三系中有相当数量的砂岩透镜体油气藏。 河道砂透镜体岩性圈闭和油气藏 河道砂体是碎屑岩透镜体岩性油气藏的主要类型之一，图为美国密西西比州小溪油田登克曼河道边滩砂岩体油藏。 三角洲分流河道砂透镜体岩性圈闭和油气藏 三角洲分流河道砂体是碎屑岩透镜体岩性油气藏的主要类型，有时沿岸带多种砂岩体类型互相叠置连片组成复合砂岩体，形成规模较大的复合砂体岩性油藏。

图为俄克拉荷马州大塞米诺尔区布奇段分流河道砂岩体与蒙塔那州泡得河盆地钟溪油田中堡坝和河口坝复合砂体组成的“穆迪砂岩”油气藏。 沿岸带透镜体岩性圈闭和油气藏 沿岸带附近常是透镜型砂岩体圈闭和油气藏富集地带。其中沿岸堡坝常大致平行岸线展布，有时不同层位的堡坝砂岩体及油气藏带的位置随岸线的迁移而改变其位置。 图为美国堪萨斯州格林乌德县契洛期的鞋带状砂岩体及油气藏带。 透镜型岩性油气藏的储集体也可以是碳酸盐岩—鲕粒、粒屑生物灰岩等。图为美国得克萨斯州罗开特县托德油田西翼的高产“海百合灰岩”中的油气藏为一典型例子。该油气藏储集体为鲕状、粒屑生物灰岩组成。

(2)上倾尖灭型岩性圈闭和油气藏 上倾尖灭型岩性油气藏上倾方向为非渗透性岩层遮挡，油气仍成层状分布，圈闭的闭合面积由通过溢出点的储集层构造等高线和岩性尖灭线所圈定，两者在平面上必须闭合才能形成圈闭。在平面上，岩性尖灭线和构 造等高线有三种组合形式： ①、弯曲的尖灭线与平直的构造等高线（图中A）； ②、平直的尖灭线与弯曲的构造等高线（图中B）； ③、两者都弯曲（图中C）。 发育的沉积背景 上倾尖灭型岩性油气藏储层多以碎屑岩为主，也有 碳酸盐岩储集层。从岩性油气藏的储层类型来看，此类油气藏的发育背景多在正向构造的围翼、端部或负向构造的斜坡上，也就是湖进湖退比较频繁的岸带。

碎屑岩上倾尖灭型岩性圈闭和油气藏 发育的沉积类型与透镜体岩性圈闭类似，前缘或侧翼、滨岸砂坝、水下扇的前缘或侧翼等。由于岸线附近常形成与岩性尖灭有关的呈带状分布的油气藏，故常把这类油气藏带称海滨线油气藏带。 图为美国得克萨斯州墨西哥湾沿岸地区始新统雅古·杰克逊砂岩和渐新统弗里奥·维克斯堡砂岩中的油气藏就是海滨线油气藏带的典型实例之一。该带许多油气藏的位置都是由渗透性砂岩向上倾方向变为非渗透岩层的尖灭线所限定的。 碳酸盐岩上倾尖灭型岩性圈闭和油气藏 储层为碳酸盐岩的上倾尖灭型岩性油气藏在数量上并不太多，但比较著名的有美国胡果顿-潘汉德气田。该气田为一单斜构造，产层为下二叠统多孔鲕状石灰岩和白云岩，自东向西多孔碳酸盐岩逐渐减少，泥质含量增加，最后为红色页岩和砂岩所代替而形成圈闭。该气田也有一定的水动力作用。 (3)成岩圈闭和油气藏 透镜体等岩性油气藏有的是在低渗透层中局部受到成岩后生改造成为不规则的高渗透岩体。多为碳酸盐岩层中受白云岩化和溶 蚀作用所致。 图为俄亥俄州及印第安纳州的利玛—印第安纳油气田的特伦顿灰岩（中奥陶统）油气藏。该油气田横跨辛辛那提和芬德莱隆起，长达250km，最大宽度为64km。油气藏分布在白云岩化和溶蚀形成的次生白云岩储集体中，除白云岩孔隙外，还有大量溶蚀孔、洞，各地段油气丰富程度主要取决于它的孔、渗性。 二、不整合圈闭和油气藏 1、概念 指储集层的上倾方向直接与不整合面相切封闭而形成的圈闭。储层可位于不整合面之上或之下（图中B、C、D、E）。 不整合圈闭的闭合面积由不整合遮挡线与储集层顶面通过溢出点的构造等高线所圈定的闭合区决定。 2、分类 根据不整合圈闭形成条件及储层特征可将不整合圈闭和油气藏分成：地层超覆圈闭和油气藏、不整合面下不整合圈闭和油气藏、古潜山圈闭和油气藏、基岩油气藏。 (1)地层超覆圈闭和油气藏 在不整合面上由于地层超覆沉积的砂岩体直接与不整合面接触，不整合面从下面与储集层上倾方向相切，并对储集层上倾方向起支撑和封闭作用。储集层的下倾方向则为水体或非渗透性岩层联合封闭。 图为委内瑞拉马图林盆地夸仑夸尔油田就是地层超覆式油气藏。主要产层为上新统陆相夸仑夸尔组，不整合于中新统和下第三系之上，油层上倾方向不整合起主要封闭作用，还有岩性尖灭、沥青封闭等多种因素。 (2)不整合面下不整合圈闭和油气藏 不整合面在储集层上面对储集层上倾方向进行封闭，储层两侧仍为不渗透岩层封闭。油气藏为层状，闭合面积由通过溢出点的储层构造等高线和储层剥蚀线形成的闭合区来决定。它是原来的古构造（如背斜、单斜）被剥蚀掉一部分，后又被新的沉积物所覆盖而形成的。有时也称它为潜伏剥蚀构造油气藏。 图为北非阿尔及利亚的哈西-迈萨乌德油田。该油田的背斜构造于古生代末期上升，长期遭剥蚀，隆起顶部出露寒武系砂岩，至三叠纪时才开始被盐岩及红色页岩所覆盖，形成良好的圈闭条件，产油层为寒武系砂岩，油气来源于凹陷内志留系黑色页岩，通过不整合面运移于圈闭中聚集。 (3)古潜山圈闭和油气藏 是由长期遭受风化剥蚀的古地形突起被上覆不渗透岩层所覆盖形成圈闭条件，油气聚集其中而形成的。 油源来源于古潜山外部，经构造断裂、物理风化和化学风化作用使不同岩类组成的“潜山”储集体遭受风化、淋滤、溶蚀作用而形成渗透性良好的缝网裂缝系统成为油气聚集的空间，而不整合面及断层面等供油通道，则成为古潜山油气藏形成的必要条件。油气藏呈块状分布，不受层位控制。 图为我国任邱油田。该油田古潜山储集体主要由中、上元界雾迷山组硅质白云岩组成，围翼为寒武系、奥陶系的碳酸盐岩地层。储集空间为长期遭受风化、剥蚀、溶解以及历次构造运动而形成的裂缝、孔洞，下第三系巨厚的泥质沉积覆盖于上，形成良好的盖层，油源来自于下第三系的生油岩。

(4)基岩油气藏 指油气储集于沉积岩基底结晶岩系中的油气藏。实际上它是属于特殊类型的古潜山油气藏。 其储集空间、运移通道、油气藏特征均与古潜山油气藏相同，它与古潜山油气藏的区别主要在于：①、储集层类型，古潜山为沉积岩裂缝、溶蚀孔洞为主要的储集空间；基岩油气藏为变质结晶岩，构造运动和风化作用产生的裂缝为其主要的储集空间。②、油气来源，古潜山油气藏油气可来源于比潜山时代新的生油岩，也有与潜山同时代或比潜山老的生油岩；而基岩油气藏的油气只能来源于不整合面以上的沉积岩系的生油岩，不可能来源于基岩下面的生油岩。 基岩油气藏的储集体有前寒武系、古生界和中生界，潘钟祥教授（1982）将那些构成中新生代盆地基底的前中生界（即古生界-元古界）沉积岩系中所形成的不整合面下的潜山型油气藏，油气源来自不整合面之上沉积岩系的，亦称基岩油气藏。 三、礁型圈闭和油气藏 1、概念 礁型圈闭：是指礁组合中具有良好孔、渗性的储集岩体被周围非渗透性岩层和下伏水体联合封闭而形成的圈闭。 礁体的生长常常形成一个古突起，上方由于差异压实形成压实背斜；而且由于礁的生长接近水面，有时甚至露出水面，侵蚀和溶蚀作用对礁体的储集性增强有很大的作用，具有类似于古潜山油气藏的特征。但由于礁是属于一种特殊的沉积类型，沉积环境及礁的生长方式对礁型圈闭储层起主要的控制作用，许多学者主张把它作为单独一种地层油气藏类型。礁型圈闭的闭合面积可由礁顶面的构造等高线或礁体的等高线来确定。 礁型圈闭中聚集了油气之后就形成礁型油气藏。礁型油气藏油气分布取决于礁体储集性的情况，一般礁核储集性好于礁前，礁后储集性较礁前差。另外礁型油气藏储量较大，烃柱高。常呈带分布，形成丰富的产油气区。 世界闻名的墨西哥黄金巷环礁带油田，该环礁带分三部分：圣伊西德罗以北称老黄金巷，其东西陆上部分称新黄金巷，海上部分称海上黄金巷。整个黄金巷环礁带呈椭圆形，长轴为北西-南东向，长约150公里，宽约70公里；该油田以拥有三口万吨高产油井而闻名，陆上已发现50多个生物礁油田，海上发现20多个油气田。