油氣成藏條件與過程-1

1、油氣成藏條件與過程評價油氣成藏條件與過程評價-1劉成林劉成林1提 綱l國內(nèi)外進展國內(nèi)外進展l油氣成藏條件研究油氣成藏條件研究l油氣成藏機制油氣成藏機制l實例分析實例分析21 1. . 常規(guī)常規(guī)與非常規(guī)油氣藏與非常規(guī)油氣藏分類分類一、國內(nèi)外進展一、國內(nèi)外進展Williams（2013）常規(guī)油氣著力研究常規(guī)油氣著力研究“圈閉是否成藏圈閉是否成藏”，核心評價，核心評價“生、儲、蓋、圈、生、儲、蓋、圈、運、保運、?！? 6要素及其匹配關系。要素及其匹配關系。2.2.常規(guī)常規(guī)與非常規(guī)與非常規(guī)油氣藏要素油氣藏要素一、國內(nèi)外進展一、國內(nèi)外進展Williams（2013）非常規(guī)油氣具有與常規(guī)非常規(guī)油氣具有與常

2、規(guī)油氣不同的成藏要素，油氣不同的成藏要素，它著力研究它著力研究“儲集層是儲集層是否含油氣否含油氣”，核心評價，核心評價“烴源性、巖性、物性、烴源性、巖性、物性、脆性、含油氣性與應力脆性、含油氣性與應力各向異性各向異性”六特性及其六特性及其匹配關系。匹配關系。2.2.常規(guī)常規(guī)與非常規(guī)與非常規(guī)油氣藏要素油氣藏要素一、國內(nèi)外進展一、國內(nèi)外進展6源內(nèi)包裹組合源內(nèi)包裹組合; ; 源上廣覆組合源上廣覆組合; ; 源下依伏組合源下依伏組合; ; 源側(cè)披覆組合源側(cè)披覆組合王紅軍王紅軍20112011，有效源儲組合，有效源儲組合付鎖堂付鎖堂20132013，成藏組合，成藏組合 源源儲組合主要受沉積特征及其演化儲

3、組合主要受沉積特征及其演化的控制，對油氣分布及富集有重要的控的控制，對油氣分布及富集有重要的控制作用，但這些組合樣式的有效性不一，制作用，但這些組合樣式的有效性不一，某一種或幾種可能是該地區(qū)最主要的源某一種或幾種可能是該地區(qū)最主要的源儲組合類型。儲組合類型。3.3.非常規(guī)油氣藏源儲組合非常規(guī)油氣藏源儲組合一、國內(nèi)外進展一、國內(nèi)外進展類型類型頁巖頁巖氣氣煤層煤層氣氣頁巖頁巖油油致密致密油油致密致密氣氣碳酸碳酸鹽巖鹽巖縫洞縫洞油氣油氣火山火山巖縫巖縫洞油洞油氣氣變質(zhì)變質(zhì)巖裂巖裂縫油縫油氣氣油頁油頁巖巖油砂油砂重油重油瀝青瀝青水合水合物物源儲源儲關系關系生儲生儲蓋三蓋三位一位一體，體，自生自生自儲自

4、儲生儲生儲蓋三蓋三位一位一體，體，自生自生自儲自儲生儲生儲蓋三蓋三位一位一體，體，自生自生自儲自儲源儲源儲直接直接接觸接觸或近或近鄰鄰源儲源儲直接直接接觸接觸或近或近鄰鄰自生自生自儲自儲或下或下生上生上儲或儲或源儲源儲近鄰近鄰下生下生上儲上儲或上或上生下生下儲儲上生上生下儲，下儲，源儲源儲近鄰近鄰下生下生上儲上儲或上或上生下生下儲或儲或源儲源儲近鄰近鄰自生自生自儲自儲或下或下生上生上儲或儲或上生上生下儲下儲運移運移方式方式無運無運移或移或烴源烴源層內(nèi)層內(nèi)短距短距離初離初次運次運移移無運無運移或移或烴源烴源層內(nèi)層內(nèi)短距短距離初離初次運次運移移無運無運移或移或烴源烴源層內(nèi)層內(nèi)短距短距離初離初次運次

5、運移移一次一次運移運移或短或短距離距離二次二次運移運移一次一次運移運移或短或短距離距離二次二次運移運移短距短距離二離二次運次運移移二次二次運移運移二次二次運移運移二次二次運移運移二次二次運移運移4.4.非常規(guī)油氣生成與運移過程非常規(guī)油氣生成與運移過程一、國內(nèi)外進展一、國內(nèi)外進展Williams（2013）l頁巖油不僅是成熟度比頁巖氣頁巖油不僅是成熟度比頁巖氣低，原油可能還需要短距離運移低，原油可能還需要短距離運移l部分頁巖氣和所有的頁巖油儲部分頁巖氣和所有的頁巖油儲層都可能是經(jīng)典頁巖油氣和其它層都可能是經(jīng)典頁巖油氣和其它常規(guī)常規(guī)/ /致密油氣系統(tǒng)的復合體致密油氣系統(tǒng)的復合體5.5.非常規(guī)油氣生

6、成與運移過程非常規(guī)油氣生成與運移過程一、國內(nèi)外進展一、國內(nèi)外進展9混合作用力驅(qū)動型動力場和非浮力驅(qū)動型動力場中形成非常規(guī)油氣藏，混合作用力驅(qū)動型動力場和非浮力驅(qū)動型動力場中形成非常規(guī)油氣藏，非浮力聚集是非常規(guī)油氣的標志。非浮力聚集是非常規(guī)油氣的標志。6.6.非常規(guī)油氣成藏動力學機制非常規(guī)油氣成藏動力學機制一、國內(nèi)外進展一、國內(nèi)外進展 常規(guī)常規(guī)油氣藏儲集體發(fā)育毫米級或微米級孔油氣藏儲集體發(fā)育毫米級或微米級孔喉介質(zhì)，毛細管阻力較小符合達西滲流規(guī)律。喉介質(zhì)，毛細管阻力較小符合達西滲流規(guī)律。油氣從烴源巖排出后經(jīng)浮力驅(qū)動，發(fā)生二次運油氣從烴源巖排出后經(jīng)浮力驅(qū)動，發(fā)生二次運移通過一系列輸導體系在相對獨立的

7、常規(guī)圈閉，移通過一系列輸導體系在相對獨立的常規(guī)圈閉，在相對低勢區(qū)聚集成藏。浮力作用下油氣滲流在相對低勢區(qū)聚集成藏。浮力作用下油氣滲流或管流成藏是常規(guī)油氣的根本特征。或管流成藏是常規(guī)油氣的根本特征。 非非常規(guī)油氣明顯的標志之一是非浮力聚常規(guī)油氣明顯的標志之一是非浮力聚集，油氣持續(xù)充注，不受水動力效應的明顯集，油氣持續(xù)充注，不受水動力效應的明顯影響，無統(tǒng)一油氣水界面與壓力系統(tǒng)。聚集影響，無統(tǒng)一油氣水界面與壓力系統(tǒng)。聚集動力以烴源巖排烴壓力為主，受生烴增壓、動力以烴源巖排烴壓力為主，受生烴增壓、欠壓實和構造應力等控制，聚集阻力主要為欠壓實和構造應力等控制，聚集阻力主要為毛細管壓力，二者耦合控制含油氣

8、邊界毛細管壓力，二者耦合控制含油氣邊界 。6.6.非常規(guī)油氣成藏動力學機制非常規(guī)油氣成藏動力學機制一、國內(nèi)外進展一、國內(nèi)外進展源內(nèi)、近源成藏；甜點源內(nèi)、近源成藏；甜點富集富集, ,連續(xù)成藏連續(xù)成藏斜坡區(qū)含氣量和滲透率優(yōu)勢疊合帶富集模式頁巖油滯留聚集模式致密砂巖氣聚集模式（皮申斯盆地）6.6.非常規(guī)油氣分布特征非常規(guī)油氣分布特征一、國內(nèi)外進展一、國內(nèi)外進展提 綱l國內(nèi)外進展國內(nèi)外進展l油氣成藏條件研究油氣成藏條件研究l油氣成藏機制油氣成藏機制l實例分析實例分析12二、油氣成藏條件研究二、油氣成藏條件研究 油氣藏油氣藏形成的基本條件應包括：形成的基本條件應包括： 充足充足的油氣源的油氣源; ; 足

9、夠的油氣運移動力足夠的油氣運移動力; ; 良好的運移通道良好的運移通道; ; 有效的儲集層有效的儲集層; ; 有利的生儲蓋組合有利的生儲蓋組合; ; 大容積的有效圈閉大容積的有效圈閉; ; 有良好的油氣保存條件。有良好的油氣保存條件。二、成藏條件研究二、成藏條件研究1、烴源巖、烴源巖二、成藏條件研究二、成藏條件研究1、烴源巖、烴源巖有機質(zhì)豐度有機質(zhì)豐度干酪根類型干酪根類型 演化階段演化階段 煤煤 成巖階段成巖階段 1.25 1.34 1.48 1.57 深成階段未期深成階段未期 1.20 1.19 1.18 1.12 從有機碳計算有機質(zhì)豐度的轉(zhuǎn)換系數(shù)從有機碳計算有機質(zhì)豐度的轉(zhuǎn)換系數(shù)(K) 二、

10、成藏條件研究二、成藏條件研究1、烴源巖、烴源巖有機質(zhì)豐度有機質(zhì)豐度二、成藏條件研究二、成藏條件研究1、烴源巖、烴源巖有機質(zhì)豐度有機質(zhì)豐度氯仿瀝青氯仿瀝青“A”和總烴含量和總烴含量 總有機質(zhì)總有機質(zhì) 可溶有機質(zhì)可溶有機質(zhì) 干酪根干酪根 有效碳有效碳 無效碳無效碳 P2 P1 P3 樣品中烴樣品中烴 干酪根熱干酪根熱 捕集釋出捕集釋出 類的揮發(fā)類的揮發(fā) 解生烴解生烴 的的CO2 300 Tmax 550 程序升溫過程程序升溫過程 降溫過程降溫過程 氯仿瀝青氯仿瀝青“A” 可降解生烴部分可降解生烴部分 殘余碳殘余碳熱解分析原理示意圖熱解分析原理示意圖 S1S2S3S S1 1300300以前的產(chǎn)物為

11、以前的產(chǎn)物為巖石中可溶有機質(zhì)或吸附巖石中可溶有機質(zhì)或吸附物；物；S S2 2300550300550為干酪為干酪根熱解產(chǎn)物；根熱解產(chǎn)物；S S3 3為整個熱解過程中放為整個熱解過程中放出的出的COCO2 2。 其中干酪根熱解的其中干酪根熱解的S2峰最大值時的溫度峰最大值時的溫度Tmax稱稱為最高熱解峰溫，為最高熱解峰溫， 它它與有機質(zhì)成熟度成正比。與有機質(zhì)成熟度成正比。但是若但是若S2太小時，太小時， Tmax無意義。無意義。二、成藏條件研究二、成藏條件研究1、烴源巖、烴源巖有機質(zhì)豐度有機質(zhì)豐度巖石熱解巖石熱解二、成藏條件研究二、成藏條件研究1、烴源巖、烴源巖有機質(zhì)豐度有機質(zhì)豐度指標的應用指標

12、的應用v潛在生油量潛在生油量=S1+ S2 （mg/gmg/g巖石）巖石）v有效碳（有效碳（%）：CP=（ S1+ S2 ）0.083（生烴潛量的單（生烴潛量的單位為位為mg /g,烴類中碳的平均含量為烴類中碳的平均含量為83%）v類型指數(shù)：類型指數(shù)： It = S2/ S3v烴指數(shù)烴指數(shù) IHC(S1/TOC) mg/g(S1/TOC) mg/g有機碳有機碳v氫指數(shù)氫指數(shù) IH(S2/TOC) mg/g(S2/TOC) mg/g有機碳有機碳v氧指數(shù)氧指數(shù) IO(S3/TOC) mg/g(S3/TOC) mg/g有機碳有機碳v降解潛率：降解潛率：D=有效碳有機碳（總碳中生烴的碳）有效碳有機碳（

13、總碳中生烴的碳）v產(chǎn)率指數(shù)：產(chǎn)率指數(shù)： IP= S1/ （S1+ S2）v最高熱解峰溫最高熱解峰溫Tmax Tmax （）成熟度參數(shù)成熟度參數(shù)類型類型參數(shù)參數(shù)豐度參數(shù)豐度參數(shù)二、成藏條件研究二、成藏條件研究1、烴源巖、烴源巖有機質(zhì)類型有機質(zhì)類型 烴源巖中有機質(zhì)的類型是其質(zhì)量指標，不同類型的烴源巖中有機質(zhì)的類型是其質(zhì)量指標，不同類型的有機質(zhì)具有不同的生油氣潛力。烴源巖有機質(zhì)的類型研有機質(zhì)具有不同的生油氣潛力。烴源巖有機質(zhì)的類型研究一般分兩個方面：干酪根和不溶有機質(zhì)的類型研究。究一般分兩個方面：干酪根和不溶有機質(zhì)的類型研究。二、成藏條件研究二、成藏條件研究1、烴源巖、烴源巖有機質(zhì)類型有機質(zhì)類型二、

14、成藏條件研究二、成藏條件研究1、烴源巖、烴源巖有機質(zhì)類型有機質(zhì)類型S1+S2 IH IO S2/S3 類型類型(蒂索蒂索分類分類) 國外國外 國內(nèi)國內(nèi) 國外國外 國內(nèi)國內(nèi) 國外國外 國內(nèi)國內(nèi) 國外國外 國內(nèi)國內(nèi) 6 20 600- -900 600 30 5 20 2- -6 2- -20 450- -600 150- -450 250- -600 120- -250 30- -60 40- -110 2.5- -5 2.5- -20 2 2 150 150 110 2.5 2.5 不同類型干酪根熱解參數(shù)表不同類型干酪根熱解參數(shù)表 二、成藏條件研究二、成藏條件研究1、烴源巖、烴源巖有機質(zhì)類型有

15、機質(zhì)類型 類型類型 參數(shù)參數(shù) 標準腐殖標準腐殖型型 2 含腐泥的含腐泥的 腐殖型腐殖型1 中間型或中間型或 混合型混合型 含腐殖的含腐殖的 腐泥型腐泥型2 標準腐標準腐 泥型泥型 1 干酪根的元素組成干酪根的元素組成(H/C) 1.5 干酪根穩(wěn)定碳同位素干酪根穩(wěn)定碳同位素(13C) - -20.0 - -24.5 - -24.5 - -26.0 - -26.0 - -27.5 - -27.5 - -28.2 - -28.2- -31.0 巖石巖石 (S2/S2) 800 (50) 氫指數(shù)氫指數(shù) IH (mgHC/gCorg) 干酪根干酪根 900 2900/1600 3.0 紅外光譜吸收紅外光

16、譜吸收強度比強度比(cm) 14601600 0.25 0.250.45 0.451.20 nHC/烷基苯烷基苯 20.0 脂脂/芳芳 3.05.4(1.83.0 系過成熟型系過成熟型) 5.48.5 8.523.5 熱熱 解解 特定產(chǎn)物比特定產(chǎn)物比 C9- -/C10+ 1.853(3 者系過成熟者系過成熟,無母源意義無母源意義) 0.81.85 核磁共振核磁共振 (低低- -未成熟未成熟) 芳香度芳香度 fa 0.80 0.700.80 0.500.70 0.400.50 0.200.40 干酪根類型指標的相應關系（胡見義等，干酪根類型指標的相應關系（胡見義等，1992） 二、成藏條件研究

17、二、成藏條件研究1、烴源巖、烴源巖有機質(zhì)類型有機質(zhì)類型二、成藏條件研究二、成藏條件研究1、烴源巖、烴源巖有機質(zhì)類型有機質(zhì)類型 項目項目 腐泥型腐泥型 腐殖腐殖-腐泥型腐泥型 腐泥腐泥-腐殖型腐殖型 腐腐殖型殖型 氯氯 仿仿 瀝瀝 青青 A 飽和烴飽和烴% 芳香烴芳香烴% 飽飽/芳芳 非烴非烴+瀝青質(zhì)瀝青質(zhì)% 非烴非烴+瀝青質(zhì)瀝青質(zhì)/總烴總烴 4060 1525 3 2040 0.11 2040 515 13 4050 13 2030 515 11.6 5060 13 517 1022 0.50.8 6080 3 正構正構 烷烴烷烴 特征特征 峰型特征峰型特征 主峰碳數(shù)主峰碳數(shù) 碳數(shù)范圍碳數(shù)范圍

18、 nC21+nC22 nC28+nC29 OEP 前高單峰型前高單峰型 C17,C19 1723 2 1.20.9 前高雙峰型前高雙峰型 前前 C17,C19 后后 C21,C23 1725 1.52.0 1.2 后高雙峰型后高雙峰型 前前 C19,C17 后后 C27,C29 1729 11.5 后高單峰型后高單峰型 C25,C27,C29 2329 1.21.5 2 實例實例 松遼盆地松遼盆地 下白堊統(tǒng)下白堊統(tǒng) 青一段青一段 東營凹陷東營凹陷 下第三系下第三系 沙三段沙三段 陜甘寧盆地陜甘寧盆地 上三疊統(tǒng)上三疊統(tǒng) 長三段長三段 陜甘寧盆地陜甘寧盆地 中、下侏羅統(tǒng)中、下侏羅統(tǒng) 延安組延安組

19、中新生代烴源巖可溶有機質(zhì)類型劃分（王啟軍等，中新生代烴源巖可溶有機質(zhì)類型劃分（王啟軍等，1988） 二、成藏條件研究二、成藏條件研究1、烴源巖、烴源巖有機質(zhì)成熟度有機質(zhì)成熟度 有機質(zhì)的成熟度是指烴源巖中有機質(zhì)的熱演化程度。有機質(zhì)的成熟度是指烴源巖中有機質(zhì)的熱演化程度。由于油氣僅形成于有機質(zhì)的某一些演化階段，所以成熟度由于油氣僅形成于有機質(zhì)的某一些演化階段，所以成熟度是判別烴源巖的又一基本參數(shù)。是判別烴源巖的又一基本參數(shù)。用來確定成熟度的指標大用來確定成熟度的指標大致包括三個方面：致包括三個方面：有機地球化學、有機巖石學及古地溫直有機地球化學、有機巖石學及古地溫直接測定法。接測定法。 有機地球化

20、學指標主要是指有機質(zhì)的各種組成變化特征，有機地球化學指標主要是指有機質(zhì)的各種組成變化特征，如生物標志化合物的構型變化，有機質(zhì)的化學組成變化和如生物標志化合物的構型變化，有機質(zhì)的化學組成變化和結(jié)構變化等。結(jié)構變化等。 確定有機質(zhì)成熟度的指標有很多種，如鏡質(zhì)體反射率確定有機質(zhì)成熟度的指標有很多種，如鏡質(zhì)體反射率（RoRo）、巖石最高熱解峰溫（）、巖石最高熱解峰溫（TmaxTmax）、）、S1/S1+S2S1/S1+S2、H/CH/C原原子比、紅外光譜參數(shù)、可溶有機質(zhì)含量及生物標記物參數(shù)子比、紅外光譜參數(shù)、可溶有機質(zhì)含量及生物標記物參數(shù)等。對于陸相泥巖來說，鏡質(zhì)體反射率是應用效果最好的等。對于陸相泥

21、巖來說，鏡質(zhì)體反射率是應用效果最好的指標，其次為指標，其次為TmaxTmax，其它指標參數(shù)作為輔助評價指標。，其它指標參數(shù)作為輔助評價指標。 二、成藏條件研究二、成藏條件研究2、儲層、儲層孔隙類型和孔隙結(jié)構孔隙類型和孔隙結(jié)構1.1. 儲層的孔隙空間儲層的孔隙空間巖石孔隙空間巖石孔隙空間 ：孔隙、喉道：孔隙、喉道 一般可以將巖石顆粒包圍著的較大空間稱為孔隙。一般可以將巖石顆粒包圍著的較大空間稱為孔隙。而僅僅在兩個顆粒間連通的狹窄部分稱為喉道。而僅僅在兩個顆粒間連通的狹窄部分稱為喉道。二者無嚴格的界限二者無嚴格的界限2. 2. 儲層的孔隙結(jié)構儲層的孔隙結(jié)構儲層的孔隙結(jié)構是指巖石所具有的孔隙和喉道的

22、幾何形狀、大小、分布儲層的孔隙結(jié)構是指巖石所具有的孔隙和喉道的幾何形狀、大小、分布及其相互連通關系。及其相互連通關系?？紫额愋停嚎紫额愋停涸紫丁⒒旌峡紫?、次生孔隙（粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、原生孔隙、混合孔隙、次生孔隙（粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、鑄?？?、特大溶孔、溶洞、裂縫）鑄?？住⑻卮笕芸?、溶洞、裂縫）原生與次生粒間孔隙差別原生與次生粒間孔隙差別 特征 原生粒間孔隙 次生粒間孔隙孔隙分布 均勻 不均勻孔隙形態(tài) 規(guī)則 不規(guī)則碎屑顆粒 邊緣圓滑，未經(jīng)溶蝕 邊緣鋸齒狀，不規(guī)則二、成藏條件研究二、成藏條件研究2、儲層、儲層儲層成巖作用儲層成巖作用常用常用研究方法研究方法巖石礦物學方法巖石礦物學方法鑄體薄片、

23、陰極發(fā)光、掃描電鏡、鑄體薄片、陰極發(fā)光、掃描電鏡、X-衍射、電子探針、包衍射、電子探針、包裹體分析、偏光顯微鏡等裹體分析、偏光顯微鏡等非巖石學方法非巖石學方法毛管壓力、流體分析、水動力分析、有機質(zhì)成分及成熟度毛管壓力、流體分析、水動力分析、有機質(zhì)成分及成熟度分析、同位素分析、試井分析等分析、同位素分析、試井分析等成巖作用類型成巖作用類型壓實作用、壓溶作用、膠結(jié)作用、交代作用、溶解（溶蝕）作壓實作用、壓溶作用、膠結(jié)作用、交代作用、溶解（溶蝕）作用、自生礦物的充填與形成用、自生礦物的充填與形成二、成藏條件研究二、成藏條件研究2、儲層、儲層儲層成巖相儲層成巖相成巖相的劃分類型成巖相的劃分類型弱壓實成巖相弱壓實成巖相強壓實成巖相強壓實成巖相弱壓實弱膠結(jié)成巖相弱壓實弱膠結(jié)成巖相強壓溶成巖相強壓溶成巖相早期碳酸鹽膠結(jié)成巖相早期碳酸鹽膠結(jié)成巖相晚期碳酸鹽膠結(jié)成巖相晚期碳酸鹽膠結(jié)成巖相硬石膏膠結(jié)成巖相硬石膏膠結(jié)成巖相二氧化硅膠結(jié)成巖相二氧化硅膠結(jié)成巖相溶蝕成巖相溶蝕成巖相瀝青充填成巖相瀝青充填成巖相 成巖相是指成巖環(huán)境和在該環(huán)境中形成的成巖產(chǎn)物的總和。成巖相成巖相是指成巖