石油天然气地质与勘探7-2含油气盆地.ppt

第七章 油气聚集单元与分布规律 油气田 油气聚集带 含油气系统 含油气盆地 油气资源分布特征 油气分布的控制因素,第三节 含油气盆地,一、含油气盆地的基本概念 沉积盆地： 地壳上在某一地质历史时期内，曾经稳定下沉，并接受了巨厚沉积物的洼陷区域。 含油气盆地：地壳上具有统一的地质发展历史，发育着良好的生、储、盖组合及圈闭条件，并已发现油气田的沉积盆地。,（1）具有统一的地质发展历史; （2）在地壳上曾经长期下沉洼陷区，较厚的沉积岩层; （3）经受一定程度的构造运动; （4）面积差别很大，面积从几百到几百万平方千米; 波斯湾盆地，面积近300万平方千米, 洛杉矶盆地，面积仅3900平方千米。 （5）盆地内部可划分为不同的构造单位，如隆起,坳陷或凹陷,各凹陷的沉积充填和油气生成、运移聚集具有相对独立性。,含油气盆地特点,二、含油气盆地的结构与构造 1.含油气盆地的结构 盆地结构三要素:基底、周边和沉积盖层 基底:含油气盆地赖以存在的基础，由盆地形成之前的岩系组成。古老的结晶岩或变质岩基岩;沉积岩系，或二者混合组成。 周边：盆地周围的边界。盆地周边同其边界地质体的接触关系：超覆接触和断层接触； 盆地周边的性质决定了盆地的基本类型，如拗陷盆地和断陷盆地。 沉积盖层：基底之上发育的沉积岩层。,2.含油气盆地的构造 含油气盆地从整体上是一个统一的沉降区；但基底和沉积盖层都不是一个简单的光坦凹面或平面，基底有起伏，沉积盖层厚度不一，有各种变形。可进一步划分为若干个次级构造单元，,盆地内各级构造单元与含油气单元划分表,隆起以相对上升占优势，沉积盖层较薄且往往发育不全，沉积间断较多，在毗邻坳陷的翼部容易出现地层超覆和岩性尖灭带，有利于油气聚集。 坳陷是盆地内基底埋藏最深的区域，沉积盖层发育完全，厚度大、岩性岩相稳定，是有利于油气生成的区域，成为含油气盆地的油源区。 盆地内最低一级构造单元为背斜、单斜和向斜，称三级构造（局部构造），是形成油气田的构造单元。 由局部构造组成的构造带即为二级构造单元，控制油气聚集带的形成。,济阳坳陷及滩海地区，勘探面积26200km2 ，包括东营、沾化、车镇、惠民四大凹陷及陈家庄、义和庄、滨南、广饶、青城等凸起,主断层控制形成的单断式陆相沉积盆地（箕状凹陷）,凹陷内最有利的烃源岩部位位于四个小洼陷中心，其中利津洼陷的生烃强度最大，对于生烃层段来说，沙四上亚段的生烃强度高。,三、含油气盆地的类型 含油气盆地的分类方案较多，不同学者从不同的角度，以不同的大地构造理论为指导，对盆地类型进行了划分。 1、以活动论为基础的分类（板块构造学说） 2、以固定论为基础的分类（槽台学说） 3、以地球动力学为基础的分类 4、含油气盆地的历史地质学分类,1、板块构造学盆地分类 裂谷型盆地：以离散板块运动和地壳张裂作用为主，地壳变薄引起了下沉作用。张性构造。 内克拉通盆地：大陆内部的裂谷盆地，盆地基底变薄； 边缘坳拉谷：大陆边缘凹入部分向大陆内部延伸的夭折裂谷，基底为洋壳或过渡壳； 原始大洋裂谷：在两个大陆陆块之间开始形成的狭长洋壳，沉积作用仍受两侧大陆的影响； 冒地斜沉积棱柱体：沿大陆与海洋过渡带的陆阶、陆坡及陆隆上发育的沉积复合体，覆盖了张裂的大陆边缘； 陆堤：在张裂大陆边缘外沿,形成逐渐向海洋推进的沉积物； 新生大洋盆地：在大洋中脊与大陆陆块之间，大洋岩石圈增长和下沉形成的新生盆地，浊积岩组成的深海平原发育在洋壳之上； 扭张性盆地：沿着复杂的转换断层系，在地壳局部变薄的部位，发育的拉张盆地或楔形断陷盆地； 弧间盆地：由于岩浆弧裂开，在不活动的残留弧与继续活动的前弧之间洋壳下降形成的小洋盆,造山带型盆地：以挤压板块运动和造山形变作用为主 海沟：在板块俯冲的消减带形成的深海槽； 斜坡盆地：在海沟轴与海沟斜坡折点之间的断陷盆地，其沉积物与上述海沟沉积物一起合并到消减杂岩体中； 弧前盆地：在海沟斜坡折点与岩浆岛弧之间间隙中的盆地； 周缘前陆盆地：在大陆陆块周缘，与碰撞造山缝合线带相接处形成的盆地，造山带倒向盆地，蛇绿岩缝合线带比岩基岩浆带、火山岩带更靠近盆地； 弧后前陆盆地：在大陆陆块边缘岩浆孤后面，与岛弧造山带相邻的前陆盆地，蛇绿岩消减杂岩体比岩基岩浆带、火山岩带更远离盆地； 破裂前陆盆地：造山带的前陆盆地，无论周缘环境或弧后环境，由于基底变形和块断所形成的构造凹地； 扭压性盆地：沿着复杂的转换断层系,可以形成扭动褶皱和断坳盆地;,2、以固定论为基础的分类（槽台学说） 布罗德（1965），以槽台学说为基础，同时考虑到盆地的地貌形态，将含油气盆地分为三大类，七小类。,以固定论为基础的盆地分类（布罗德，1965）,3、以地球动力学为基础的分类 刘和甫（1986）从盆地形成的动力学系统，认为主要有3种应力环境，分为裂陷盆地、压陷盆地、走滑盆地,4、含油气盆地的历史地质学分类 张厚福（1979）根据区域构造性质及沉积发育史特征对含油气盆地进行分类。沉积盆地的基底可以是均一的或复杂的，含油气盆地在区域构造性质上可以是单一型的，也可以是复合型的；沉积盆地在发展历史上显现出的阶段性发育特征，也就使含油气盆地在沉积发育史上，表现为少时代单相生油层系组合和多时代多相生油层系组合的两种不同类型。,含油气盆地的历史地质学分类表,含油气盆地类型模式图,四 、主要类型盆地的油气地质特征,1、前陆盆地概念 是指位于褶皱山系与毗邻克拉通之间的沉积盆地。它包括从山前坳陷到克拉通边缘斜坡的过渡区。 前渊盆地、山前坳陷、山前坳陷地台边缘坳陷、山前坳陷地台斜坡等概念都属于前陆盆地范畴。 前陆盆地形成于挤压构造环境，,（一） 前陆盆地油气地质特征,前陆盆地结构不对称，靠近造山带一侧较陡，在其演化过程中遭受变形作用；盆地近克拉通一侧较宽缓，与地台层序逐渐合并,2、油气地质特点 是世界上油气资源最丰富的一种盆地类型 。 两类烃源岩层系，即被动大陆边缘沉积型和前陆坳陷型烃源岩层系。岩石类型主要为海相碳酸盐岩、页岩和陆相泥页岩。 储集岩体总体上也可分为两大体系，即下部以台地相碳酸盐岩为主体的储集体系和上部以陆相碎屑岩为主体的储集体系。 油气田分布主要是受圈闭展布特点的控制。在靠近冲断带一侧或冲断带内，主要是背斜和断层圈闭油气藏。斜坡带以地层油气藏为主。,西亚地区大地构造图,3、实例波斯湾盆地,波斯湾盆地剖面图,波斯湾盆地主要生储盖层系,（二） 裂谷盆地油气地质特征,1、概念及形成机制 裂谷：陡而长、两壁平行的沉降谷；一般指大型岩石圈拉张破裂而形成的长型断陷或坳陷 拉张作用形成，形成演化三阶段：初始张裂期、断陷期、坳陷期。,太平洋板块俯冲减弱,俯冲带向东迁移,上地幔物质由热膨胀转为冷却收缩,地壳整体下沉,由断陷转为坳陷发育阶段。 太平洋板块俯冲强烈,上地幔物质热膨胀作用加剧,断块、断陷差异沉陷十分强烈。 由于太平洋板块俯冲,上地幔物质热膨胀作用造成局部异常,断裂活动导致盆地初始断裂,并伴有强烈岩浆活动。,2、油气地质特点 油气生成特点：烃源岩时代多,岩性以泥岩、页岩为主,主要形成于裂陷期。具有烃源岩厚度大、有机质丰度高、类型多,高地热背景。 储盖层特征 ：储集体类型多，储盖组合多样 油气运移特点：垂向运移为主,侧向运移距离较短,一源多藏。 油气藏类型：油气藏类型多，背斜、断块、岩性、地层等。断块油气藏占重要地位,坳陷型盆地油气藏分布模式,3、实例 坳陷型（松辽） 断陷型（渤海湾）,渤海湾盆地构造分区图,（三） 克拉通盆地油气地质特征,1、概念及盆地的形成机制 克拉通盆地包括形成在克拉通周边环境的和克拉通内部的盆地 。 依据地壳性质、相对于板块活动的构造位置、盆地的形态和发育历史，可分为两类： 简单克拉通内盆地： 复杂克拉通盆地：位于早期形成的裂谷或其它类型盆地之上。,克拉通盆地是在板块离散的条件下完全形成于陆壳之上的盆地 。 克拉通盆地是局部热源之上的热隆起、低密度地壳表层的剥蚀、变薄、冷却、收缩和最后沉降的结果。,早期扩张或离散 晚期的汇聚与碰撞阶段,2、油气地质特征 源岩：寒武系到白垩系都有烃源岩分布，岩性主要为泥岩、页岩等，厚度变化较大 。 储集层：丰富多样，下方无裂陷的克拉通盆地，沉降速率较慢，沉积与沉降保持同步，四周为碳酸盐滩和三角洲边缘，快速沉降导致储层沿盆地周缘分布，并在盆地边缘形成典型的三角洲和海岸砂岩以及与生物礁有关的碳酸盐滩和台地。 在下伏有裂谷分布的克拉通盆地，裂谷作用形成地堑和倾斜的地块，它们均分布有储集层。克拉通盆地的快速沉降期常为封盖层岩石的沉积期，在纵向上储层与盖层有多种匹配形式，在侧向上，储层可相变为非渗透性岩层，形成侧向储盖组合。 油气运移：油气以侧向运移为主。 油气藏类型及分布：以构造、地层圈闭为主，主要油气田分布在源岩发育区边缘或外侧。,3、典型实例 北美的伊利诺斯、密执安、威利斯顿，法国的巴黎盆地，俄罗斯的波罗的盆地、西西伯利亚盆地，澳大利亚的卡奔塔利盆地。 我国的四川盆地和鄂尔多斯盆地,威利斯顿盆地位置图,含油气系统（Petroleum System）：在一特定地质时间和空间范围内油气生成、运移、聚集及保存的自然系统，它包括了提供油气的烃源岩及相关的油气聚集，还包括形成油气藏所不可缺少的地质要素和作用。,一、含油气系统的一般概念,第四节 含油气系统,含油气系统 含油气系统是指成熟的烃源岩及所 有已形成的与该烃源岩有关的油气 藏，并包含油气藏形成过程中必不 可少的一切地质要素及作用。,包括一切高度聚集、 任何状态的烃类物质,成藏过程中相互依存 的地质要素和作用,烃源岩、储集岩、 盖层、上覆岩层,圈闭的形成和油气 的生成、运移和聚集,源,., A petroleum system is defined here as a natural system that encompasses , a pad of active source rock and all related oil and gas and which includes all the geologic elements and processes that are essential if a hydrocarbon accumulation is to exit . The essential elements include , a petroleum source rocks , reservoir rock , seal rock , and overburden , and , the processes , are trap formation and the generation migration accumulation of petroleum.,二、 含油气系统的命名、划分 1、含油气系统的命名： 根据烃源岩体生油并形成油气聚集的把握性，可将含油气系统分成三个级别： 已知的（Known）、可能的（Hypothetical ）和预测的（Speculative）。分别在含油气系统名称之后以（!）、（）和（?）表示。,根据烃源岩及构成该系统的主要储集岩命名含油气系统,在生-储岩复合名称之后加上一个表明与该系统有关的可靠程度的符号： 烃源岩名称-主要储集岩名称(可靠程度符号)。 例如,Deer-Boar(),表示一个以Deer 页岩为源岩，Boar砂岩为主要储集岩的假想含油气系统。 东营凹陷：沙三段-沙二段（！）含油气系统,2、含油气系统的划分 含油气系统划分的关键是识别有效源岩体,它是指在关键时刻生成和排出石油的源岩连续体。含油气系统的数目是由有效源岩体的数目决定的。,图8-6 北美洲七个油气系统分布示意图,三、含油气系统的描述内容 1.基本要素的描述 2地质作用过程的描述 3含油气系统的主要描述图件（四图） 含油气系统埋藏史图、含油气系统平面展布图、含油气系统剖面图，含油气系统事件图。 关键时刻(Critical moment):是指含油气系统中大部分油气生成-运移-聚集的时间。,图8-7 中杨子区S-C油气系统演化史综合图,源岩潜量指数（SPI）：单位面积（1m2）的烃源岩生成的最大烃量，可作为烃源岩潜力比较的一个参数，用下式计算： 式中：H烃源岩净厚度，m (S1+S2)： 烃源岩生烃潜量，mg/g; ：烃源岩密度，一般取为2500kg/m3 SPI的单位为t/m2,源岩潜能指数（SPI)方程中的净烃源岩厚度因子（h）图,表8-5 垂直排烃系统与侧向排烃系统供给油气来源比较,表8-6 垂直排烃系统与侧向排烃系统SPI分级数值界限,初步的源岩潜力指数（SPI）分类,中等,低等,高等,侧向排烃,垂向排烃,四、含油气系统的内涵 1、含油气系统是介于盆地和区带之间的一个含油气地质单元。它具有一定的空间展布范围。 2、含油气系统是一种油气地质综合研究方法。,油气调查的四个层次,成藏组合,勘探目标,含油气 系统,沉积盆地,图8-5 油气系统的历史-成因分类法图解,