石油天然气地质.pptx

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1、第一节第一节 圈闭与油气藏概述圈闭与油气藏概述第二节第二节 油气聚集机理油气聚集机理第三节第三节 油气藏的形成、破坏与保存油气藏的形成、破坏与保存第四节第四节 油气藏形成时间的确定油气藏形成时间的确定第五节第五节 地温场、地压场和应力场与油气藏地温场、地压场和应力场与油气藏 形成的关系形成的关系第六节第六节 凝析气藏的形成凝析气藏的形成第七节第七节 非常规气藏的形成特征非常规气藏的形成特征第八节第八节 三场与油气藏形成的关系三场与油气藏形成的关系第五章第五章 油气聚集与油气藏的形成油气聚集与油气藏的形成第1页/共39页第九节第九节 地温场、地压场、地应力场与地温场、地压场、地应力场与油气藏形成

2、的关系油气藏形成的关系 沉积盆地是一个地温热化学反应器，油气沉积盆地是一个地温热化学反应器，油气的生成是由温度、压力和有效受热时间控制的生成是由温度、压力和有效受热时间控制的化学动力学过程。盆地地温场、地压场和的化学动力学过程。盆地地温场、地压场和地应力场对油气藏的形成与分布有着重要的地应力场对油气藏的形成与分布有着重要的控制作用。控制作用。第2页/共39页第九节第九节 地温场、地压场、地应力场与地温场、地压场、地应力场与油气藏形成的关系油气藏形成的关系 地温场与油气藏形成的关系地温场与油气藏形成的关系 地压场与油气藏形成的关系地压场与油气藏形成的关系 地应力场与油气藏形成的关系地应力场与油气

3、藏形成的关系 第3页/共39页一、地温场与油气藏形成的关系（一）地温及地温梯度1 1、地温场地温场：地球内部热能通过导热率不同的岩石：地球内部热能通过导热率不同的岩石在地壳上的表现。在地壳上的表现。2 2、地温梯度地温梯度：每增加一定深度地温所升高的度数：每增加一定深度地温所升高的度数,又称为又称为地热增温率地热增温率,一般以一般以/100m/100m表示。表示。温度或地温梯度等值线图温度或地温梯度等值线图,可反映地温场的变化可反映地温场的变化 第4页/共39页地下地温剖面的例子地下地温剖面的例子,地下水流和岩石类型地下水流和岩石类型的热导率差异影响温度的热导率差异影响温度-深度的关系深度的关

4、系第5页/共39页100式中:地温梯度,/100m;TH在井深H处的地层温度,;0 年平均地表温度,。第6页/共39页地温梯度的三个控制因素：地温梯度的三个控制因素：热流值、热导率、地层流体热流值、热导率、地层流体热流值热流值(Q)(Q)：一定时间内流经单位面积的热量，一定时间内流经单位面积的热量，大地热流值表示区域地温的固有特征。大地热流值表示区域地温的固有特征。热导率热导率(K)(K)：温差为温差为1 1度时，每度时，每1s1s内能通过厚内能通过厚1cm1cm、面积为、面积为1cm1cm2 2体积的热力。表示岩石导热的体积的热力。表示岩石导热的能力。能力。由大到小为：由大到小为：变质岩和岩

5、浆岩、盐岩、变质岩和岩浆岩、盐岩、碳酸盐岩、砂岩、粘土岩、煤岩碳酸盐岩、砂岩、粘土岩、煤岩地层流体：地层流体：孔隙流体不流动，热导率降低，地孔隙流体不流动，热导率降低，地温增高；反之地温降低。温增高；反之地温降低。第8页/共39页（二）古地温研究方法1、镜质体反射率法2、孢子颜色法3、自生矿物法4、流体包裹体法5、磷灰石裂变径迹法第11页/共39页（三）地温场与油气成藏关系1 1、地温对有机质向油气化发挥了决定性作用。地温梯度高，有利于烃源岩、地温对有机质向油气化发挥了决定性作用。地温梯度高，有利于烃源岩中的有机质向油气转化。中的有机质向油气转化。有机质向油气转化的速率与温度呈指数关系，而与时

6、间呈线性关系。有机质向油气转化的速率与温度呈指数关系，而与时间呈线性关系。高地温有利于有机质的成熟演化高地温有利于有机质的成熟演化。第12页/共39页2 2、地温增大，有助于形成异常高压，促使油气初次运移；、地温增大，有助于形成异常高压，促使油气初次运移；随温度增大，流体粘随温度增大，流体粘度降低，有利于二次运移；温差的存在，流体可发生热对流运移。度降低，有利于二次运移；温差的存在，流体可发生热对流运移。3 3、油气藏形成后若埋深增大或岩浆活动使其经受、油气藏形成后若埋深增大或岩浆活动使其经受温度增大，烃类相态会变化温度增大，烃类相态会变化，由油变为气；若抬升，则变重。由油变为气；若抬升，则变

7、重。有利于油气生成和保存的地区是：年轻的热盆地和古老的冷盆地。第13页/共39页二、地压场与油气藏形成的关系（一）地压场及异常压力的成因 1、地压场：地压场：地层压力在空间的变化，用压力等值地层压力在空间的变化，用压力等值线图或数据体反映。线图或数据体反映。2、地层压力的来源：地层压力的来源：上覆岩层重量造成的岩石压上覆岩层重量造成的岩石压力力;地层孔隙空间内地层水重量造成的水柱压力地层孔隙空间内地层水重量造成的水柱压力,即即孔隙流体压力。孔隙流体压力。第14页/共39页（1）欠平衡压实和地挤压：（2）流体体积膨胀：（3）水头和油气浮力 大规模超压的主要原因：欠均衡压实和气体体积的膨胀。异常高

8、压产生的原因可归为三类：第16页/共39页（二）流体封存箱的概念及类型n流体压力封存箱：沉积盆地内由封闭层分割的异常压力系统。第19页/共39页根据箱内压力与正常静水压力的对比：根据箱内压力与正常静水压力的对比：超压封存箱超压封存箱-封存箱具封存箱具异常高压力异常高压力，孔隙流体支，孔隙流体支撑盖层及上覆岩石撑盖层及上覆岩石流体的重量；流体的重量；欠压封存箱欠压封存箱-封存箱具封存箱具异常低压力异常低压力，岩石基质支，岩石基质支撑盖层及上覆岩石撑盖层及上覆岩石流体的重量。流体的重量。第20页/共39页 超压与欠压两类封存箱的模式超压封存箱欠压封存箱第21页/共39页（三）流体封存箱与油气成藏模

9、式 当烃源岩或封存箱中异常高压使岩石破当烃源岩或封存箱中异常高压使岩石破裂产生大量微裂缝，油气水沿微裂缝排出。裂产生大量微裂缝，油气水沿微裂缝排出。流体排出后，压力随之下降，微裂缝闭合。流体排出后，压力随之下降，微裂缝闭合。形成一个形成一个“生烃生烃蹩压蹩压破裂破裂排烃排烃泄压泄压闭合闭合”的循环过程。的循环过程。由于流体封存箱的幕式开启，使得油气由于流体封存箱的幕式开启，使得油气具有幕式成藏的特征。具有幕式成藏的特征。第23页/共39页（三）流体封存箱与油气成藏模式 根据异常压力流体封存箱与油气运移和根据异常压力流体封存箱与油气运移和聚集的关系，将油气藏的形成分为：聚集的关系，将油气藏的形成

10、分为：1 1、箱内成藏模式、箱内成藏模式 2 2、箱外成藏模式、箱外成藏模式 3 3、箱缘成藏模式、箱缘成藏模式第24页/共39页（三）流体封存箱与油气成藏模式 根据异常压力流体封存箱与油气运移和根据异常压力流体封存箱与油气运移和聚集的关系，将油气藏的形成分为：聚集的关系，将油气藏的形成分为：1 1、箱内成藏模式：、箱内成藏模式：封存箱内生成的油气封存箱内生成的油气在箱内运移和聚集，在具较低流体势的圈闭在箱内运移和聚集，在具较低流体势的圈闭中聚集成藏，如烃源岩层系中的砂岩透镜体中聚集成藏，如烃源岩层系中的砂岩透镜体圈闭。圈闭。第25页/共39页（三）流体封存箱与油气成藏模式 根据异常压力流体封

11、存箱与油气运移和根据异常压力流体封存箱与油气运移和聚集的关系，将油气藏的形成分为：聚集的关系，将油气藏的形成分为：2 2、箱外成藏模式：、箱外成藏模式：异常高压导致封存箱异常高压导致封存箱的破裂，封闭层破裂或切割封闭层的断层周的破裂，封闭层破裂或切割封闭层的断层周期性开启，油气水向箱外发生脉冲式混相涌期性开启，油气水向箱外发生脉冲式混相涌流，进入到温度和压力较低的层系中，随温流，进入到温度和压力较低的层系中，随温度、压力的降低，油气分异并运移到适合的度、压力的降低，油气分异并运移到适合的圈闭中，在封存箱外的常压系统中聚集成藏。圈闭中，在封存箱外的常压系统中聚集成藏。第26页/共39页（三）流体

12、封存箱与油气成藏模式 根据异常压力流体封存箱与油气运移和根据异常压力流体封存箱与油气运移和聚集的关系，将油气藏的形成分为：聚集的关系，将油气藏的形成分为：3 3、箱缘成藏模式：、箱缘成藏模式：封存箱的顶部封隔层封存箱的顶部封隔层系由多层致密层加多层多孔储集层组成，当系由多层致密层加多层多孔储集层组成，当箱缘发生破裂时，若只有内封闭层破裂而外箱缘发生破裂时，若只有内封闭层破裂而外封闭层未破裂，油气在箱缘运移聚集成藏。封闭层未破裂，油气在箱缘运移聚集成藏。第27页/共39页异常压力流体封存箱与油气成藏模式第28页/共39页三、地应力场与油气成藏关系（一）地应力场的概念 地应力场：地壳内应力状态随空

13、间点的变化。广义：地应力包含地静应力(垂向压应力)与构造应力。狭义：地应力场=构造应力场。第29页/共39页 地应力场随时间变化,在一定地质阶段相对比较稳定。研究地应力场,就是研究地应力分布的规律性,确定地壳上某一点或某一地区,在特定地质时代和条件下,受力作用所引起的应力方向、性质、大小以及发展演化等特征。第30页/共39页地应力场的研究方法：1 1、正序研究法、正序研究法 由已知地块或岩块的力学性质、外力作用方式由已知地块或岩块的力学性质、外力作用方式等分析其应力分布状态等分析其应力分布状态,预测可能发生的变形部位预测可能发生的变形部位及变形演变过程。及变形演变过程。岩石力学试验、光测弹性模

14、拟试验岩石力学试验、光测弹性模拟试验2 2、反序研究法、反序研究法 研究古地应力场。通过实地测量、统计、分析研究古地应力场。通过实地测量、统计、分析地运动留下的各种地形迹及组合特点地运动留下的各种地形迹及组合特点,反推当时的反推当时的地应力场。地应力场。数值模拟方法数值模拟方法 第31页/共39页（二）地应力场与油气成藏的关系1 1、地应力场对烃源岩有机质成熟演化的力学化学效应有一、地应力场对烃源岩有机质成熟演化的力学化学效应有一定影响；定影响；2 2、地应力场的性质影响着烃源岩和储集层微裂缝的形成分、地应力场的性质影响着烃源岩和储集层微裂缝的形成分布、储集层次生孔隙发育带的形成分布；布、储集

15、层次生孔隙发育带的形成分布；3 3、地应力场特征影响着油气初次运移和二次运移的方向、地应力场特征影响着油气初次运移和二次运移的方向、通道及强度；通道及强度；4 4、地应力场形成、演化直接控制各类二级构造带、各类构、地应力场形成、演化直接控制各类二级构造带、各类构造圈闭、断层、裂缝、地层不整合的形成与演化，影响造圈闭、断层、裂缝、地层不整合的形成与演化，影响油气运移和聚集，与油气藏得形成、类型及分布有密切油气运移和聚集，与油气藏得形成、类型及分布有密切关系；关系；5 5、地应力场的发展变化与油气藏的保护及破坏有着紧密联、地应力场的发展变化与油气藏的保护及破坏有着紧密联系。系。第32页/共39页 地应力场与盆地的油气运移势场间存在某种必然的联系，即地应力必然起着重要的控制作用。地应力场的发展演化不仅控制了含油气盆地的形成，而且它还控制了盆地内地的形成和分布，以及生、储、盖层的发育及保存条件；地应力场还控制和影响油气运移聚集过程。（二）地应力场与油气成藏的关系第33页/共39页成藏动力场三场耦合关系三场耦合与油气成藏n n成藏动力场成藏动力场考虑了应力场和温度场的流体势场考虑了应力场和温度场的流体势场n n成藏动力场模型成藏动力场模型温度场、应力场和压力场藕合的流体势场模型温度场、应力场和压力场藕合的流体势场模型油气运聚第37页/共39页感谢您的观看！第39页/共39页