1、 field)field)校正校正:(1):(1)同一深度多次测量;(同一深度多次测量;(2)2)借助采油温度;借助采油温度;2 2 大地热流值测试记录编图与构造活动、大断裂带有密切关系大地热流值测试记录编图与构造活动、大断裂带有密切关系 地温梯度高有利于有机质向油气转化地温梯度高有利于有机质向油气转化。许多大油气田同高地温梯度带有关。许多大油气田同高地温梯度带有关。我国地温梯度分布(我国地温梯度分布(含油气盆地)含油气盆地)东部:东部:3.0-4.8 3.0-4.8/100/100m m 西部:西部:1.8-2.5/1001.8-2.5/100m m1.20.0078TlnRpeako104
2、104度度137137度度5656度度116116度度138138度度4545度度6767度度ovpvvvvminmaxintmaxfpovpvvvvmnpmxpintmxpfpH0.465povAbnormally pressured fluid Abnormally pressured fluid compartmentcompartment历程:历程:q19721972,DowDow(美国)发表石油系统,未引起注意;美国)发表石油系统,未引起注意;q19911991,AAPGAAPG年会,年会,19941994,AAPGAAPG与与MAPGMAPG联合举行联合举行“油气系统地油气系统地质
3、研讨会,前后出版美国油气系统(质研讨会,前后出版美国油气系统(19881988),油气系),油气系统研究现状与方法(统研究现状与方法(19901990,19921992)()(MagoonMagoon,19921992)等著等著作,作,q重要论文集重要论文集油气系统油气系统从源岩到圈闭从源岩到圈闭(Magoon&DowMagoon&Dow,19941994)出版后,受到广泛关注;出版后,受到广泛关注;q19961996年年1111月,中国石油学会月,中国石油学会“中国含油气系统及其在油气勘中国含油气系统及其在油气勘探中的应用学术研讨会,出版中国含油气系统的应用与进探中的应用学术研讨会,出版中国
4、含油气系统的应用与进展(展(19971997)。)。q含油气系统的概念以系统论的思想含油气系统的概念以系统论的思想强调了地质现象的有序性强调了地质现象的有序性,如如油气生成、运移、聚集和保存的时空序列油气生成、运移、聚集和保存的时空序列,通过研究这些,通过研究这些序列及相互关系达到指出油气现今赋存部位的目的。序列及相互关系达到指出油气现今赋存部位的目的。q含油气系统方法含油气系统方法强调以过程为主导强调以过程为主导的研究思路,的研究思路,突出了过程突出了过程恢复、关系建立与最终结果的表征恢复、关系建立与最终结果的表征,藉以指出油气赋存部位,藉以指出油气赋存部位,最大限度地减小勘探风险最大限度地
5、减小勘探风险。已成为石油地质综合研究与油气勘探的已成为石油地质综合研究与油气勘探的重要思维方式和方法。重要思维方式和方法。是是2020世纪世纪9090年代兴起的石油地质学重要进展之一。年代兴起的石油地质学重要进展之一。一、国外盛行的定义一、国外盛行的定义Magoon等(等(1994):油气系统是一个包含着有效烃源岩、与该源岩有关的油:油气系统是一个包含着有效烃源岩、与该源岩有关的油气以及油气聚集成藏所必须的一切气以及油气聚集成藏所必须的一切地质要素和作用地质要素和作用的天然系统。的天然系统。二、张厚福等的定义(二、张厚福等的定义(1999)油气系统是在任一含油气盆地(凹陷)内,与一个或一系列烃
6、源岩生成的油气油气系统是在任一含油气盆地(凹陷)内,与一个或一系列烃源岩生成的油气相关,在地质历史时期中经历了相似的演化史,包含油气成藏所必不可相关,在地质历史时期中经历了相似的演化史,包含油气成藏所必不可少的一切少的一切地质要素地质要素和和作用作用在时间、空间上良好配置的物理化学系统。在时间、空间上良好配置的物理化学系统。其其顶受区域盖层及上覆岩系所限,底为底层烃源岩所覆盖的储集层顶受区域盖层及上覆岩系所限,底为底层烃源岩所覆盖的储集层。三、赵文智等的定义三、赵文智等的定义油气系统是沉积盆地中一个自然的油气系统是沉积盆地中一个自然的烃类流体系统烃类流体系统,包含了活跃的烃源岩与己形,包含了活
7、跃的烃源岩与己形成的油气藏及油气藏形成时一切必不可少、相互关联的成的油气藏及油气藏形成时一切必不可少、相互关联的地质要素和作用地质要素和作用。四四、油气系统研究的关键、油气系统研究的关键 定时:确定地质事件发生的时间及其随时间的变化定时:确定地质事件发生的时间及其随时间的变化五、几个相关概念的关系五、几个相关概念的关系 含油气盆地含油气盆地: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: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。圈闭条件,并已发现油气田的沉积盆地。含油气区含油气区:属于同一大地构造单元,有统一的地质发展历史和油气生成、运
8、:属于同一大地构造单元,有统一的地质发展历史和油气生成、运移条件的沉降拗陷。移条件的沉降拗陷。油气聚集带油气聚集带:指同一二级构造带中,互有成因联系、油气聚集条件相似的一:指同一二级构造带中,互有成因联系、油气聚集条件相似的一系列油气田的总和。系列油气田的总和。如:背斜型如:背斜型 大单斜型大单斜型 生物礁型生物礁型 古潜山型古潜山型 滨岸砂洲型滨岸砂洲型 古河道型古河道型 刺穿构造型刺穿构造型关系关系:油气系统:油气系统介于含油气盆地介于含油气盆地(或含油气区)与(或含油气区)与油气聚集带油气聚集带(或成藏组合)(或成藏组合)之间之间的一个油气地质单元。的一个油气地质单元。剖面上剖面上:一个
9、含油气盆地或含油气区至少包含一个或多个油气系统;:一个含油气盆地或含油气区至少包含一个或多个油气系统;平面上平面上:不同时代、类型的油气系统可展现在一个或若干个油气聚集带中;:不同时代、类型的油气系统可展现在一个或若干个油气聚集带中;含油气盆地或含油气区可划分出若干油气聚集带。含油气盆地或含油气区可划分出若干油气聚集带。含油气盆地可由一个或多个含油气区组成。含油气盆地可由一个或多个含油气区组成。六、油气系统的命名六、油气系统的命名 Magoon等(等(1994)认为)认为油气系统的名称应该包括:油气系统的名称应该包括:烃源岩系名称主要储集层名称可靠性等级符号烃源岩系名称主要储集层名称可靠性等级
10、符号可靠性等级符号:可靠性等级符号:(!)已知油气系统已知油气系统:油气藏与烃源岩有良好的地球化学匹配关系:油气藏与烃源岩有良好的地球化学匹配关系()假想油气系统)假想油气系统:利用地球化学资料可以确定烃源岩存在,但烃:利用地球化学资料可以确定烃源岩存在,但烃源岩与油气藏之间缺乏对比依据;源岩与油气藏之间缺乏对比依据;(?)推测油气系统(?)推测油气系统:仅依据地质及地球物理证据推测。:仅依据地质及地球物理证据推测。例:例:1 DeerBoar(),表示表示Deer页岩为烃源岩、页岩为烃源岩、Boar砂岩为主要储集层的假砂岩为主要储集层的假想油气系统。想油气系统。2 鄂尔多斯盆地鄂尔多斯盆地可
11、划分为下古生界可划分为下古生界海相海相、上古生界、上古生界海陆过渡相海陆过渡相、中生界、中生界陆陆相相三大油气系统,其中上古生界油气系统命名为:三大油气系统,其中上古生界油气系统命名为:太原组山西组山西组下石盒组(!)太原组山西组山西组下石盒组(!)已知天然气系统已知天然气系统一、基本地质要素一、基本地质要素 包含:包含:有效烃源岩层系、储集层、盖层及上覆岩系有效烃源岩层系、储集层、盖层及上覆岩系有效有效烃源岩:在生物或地温作用下,在特定时刻能够生成油气,具有烃源岩:在生物或地温作用下,在特定时刻能够生成油气,具有连续分布的有机质伴随矿物质堆积。连续分布的有机质伴随矿物质堆积。储集层:据储集层
12、中含有效烃源岩生成油气的百分比来区分储集层:据储集层中含有效烃源岩生成油气的百分比来区分主要与次主要与次要储集层。要储集层。盖层:分区域盖层盖层:分区域盖层 局部盖层局部盖层上覆岩系:系指上覆于烃源岩、储集层和盖层的一套沉积岩系。其厚上覆岩系:系指上覆于烃源岩、储集层和盖层的一套沉积岩系。其厚度、热导率、热流值及地表温度等对烃源岩有机质生油气过程起度、热导率、热流值及地表温度等对烃源岩有机质生油气过程起决定作用。决定作用。二、成藏作用二、成藏作用 圈闭形成圈闭形成 油气生成油气生成 油气运移油气运移 油气聚集保存油气聚集保存 在具备基本地质要素和成藏作用过程的前提下,至少应包括两个在具备基本地
13、质要素和成藏作用过程的前提下,至少应包括两个子系统:子系统:(1)生成子系统生成子系统:能提供一定数量的油气能提供一定数量的油气 死亡有机体死亡有机体 干酪根,属生物化学降解作用;干酪根,属生物化学降解作用;干酪根干酪根 油气,属热化学动力学反应;油气,属热化学动力学反应;(2)运移捕集子系统运移捕集子系统:从成熟烃源岩汇集与分配油气。形成商业油从成熟烃源岩汇集与分配油气。形成商业油气藏或逸散。气藏或逸散。受受物理作用物理作用控制:浮力、孔隙介质中流体渗流、毛细管力、构造控制:浮力、孔隙介质中流体渗流、毛细管力、构造应力、压力温度组分关系等。应力、压力温度组分关系等。一、一、生成子系统生成子系
14、统 需研究区域充注量及圈闭充注量需研究区域充注量及圈闭充注量 一般用烃源岩潜量指数一般用烃源岩潜量指数SPI来划分级别来划分级别 低(欠充注)低(欠充注)中(正常充注)中(正常充注)高(过充注)高(过充注)二、二、运聚子系统运聚子系统 1 运移排烃方式运移排烃方式(1)侧向排烃油气系统侧向排烃油气系统要求要求:有横向连续的区域盖层覆在广泛发育的储层单元上,弱中等挤:有横向连续的区域盖层覆在广泛发育的储层单元上,弱中等挤压变形或完整的单斜坡道。压变形或完整的单斜坡道。如:前陆盆地准噶尔盆地;如:前陆盆地准噶尔盆地;克拉通拗陷鄂尔多斯盆地克拉通拗陷鄂尔多斯盆地特点:特点:v油气常出现在远离烃源区的
15、未成熟地层,海相长距离运移的油藏油气常出现在远离烃源区的未成熟地层,海相长距离运移的油藏多,运移距离可达多,运移距离可达160km。湖相盆地一般运移距离在湖相盆地一般运移距离在50-80km;v有效区域盖层之下的单一储层中储藏有系统聚集的绝大多数油气有效区域盖层之下的单一储层中储藏有系统聚集的绝大多数油气v有效区域盖层中,断裂作用小或不明显;有效区域盖层中,断裂作用小或不明显;v在过充注的侧向排烃系统中,盆地边缘较浅处的未成熟地层常见在过充注的侧向排烃系统中,盆地边缘较浅处的未成熟地层常见大型重质油油藏;大型重质油油藏;二、二、运聚子系统运聚子系统 1 运移排烃方式运移排烃方式(2)垂向排烃油
16、气系统垂向排烃油气系统要求要求:与中高等构造变形、变位有关,张性、扭性及冲断构造产生断:与中高等构造变形、变位有关,张性、扭性及冲断构造产生断层裂缝系统成为汇聚式油气垂向运移通道。层裂缝系统成为汇聚式油气垂向运移通道。如:裂谷盆地渤海湾盆地;盐盆地;张扭性盆地;冲断层带;如:裂谷盆地渤海湾盆地;盐盆地;张扭性盆地;冲断层带;特点:特点:v几乎所有油气藏均出现在区域生油窗正上方及毗邻地区,侧向运几乎所有油气藏均出现在区域生油窗正上方及毗邻地区,侧向运移距离短,小于移距离短,小于30km;v常发育叠置的多层油气藏,混源特征明显,垂向上各层原油常见常发育叠置的多层油气藏,混源特征明显,垂向上各层原油
17、常见层析现象;层析现象;v断裂活动保持活动性,直到最后的有效区域盖层沉积时为止;断裂活动保持活动性,直到最后的有效区域盖层沉积时为止;v在过充注的垂向排烃系统中,若断裂仍活动,地表常见油气苗;在过充注的垂向排烃系统中,若断裂仍活动,地表常见油气苗;二、二、运聚子系统运聚子系统 2 聚集方式聚集方式 构造变形程度和盖层的完整性构造变形程度和盖层的完整性是鉴定油气聚集方式的关键,它们是鉴定油气聚集方式的关键,它们控制着防止油气散失的阻抗。控制着防止油气散失的阻抗。(1)高阻系统高阻系统特征:特征:v侧向连续性盖层与中高等程度构造变形相结合侧向连续性盖层与中高等程度构造变形相结合;v过充注或正常充注
18、。过充注或正常充注。(2)低阻系统低阻系统特征:特征:v缺乏有效区域、有高低等程度构造变形缺乏有效区域、有高低等程度构造变形;或区域盖层连续、低或区域盖层连续、低程度构造变形;程度构造变形;v正常充注或欠充注。若为过充注,常形成重质或极重质油;正常充注或欠充注。若为过充注,常形成重质或极重质油;(1 1)大陆裂谷型油气系统大陆裂谷型油气系统(主要存在于大陆裂谷盆地中主要存在于大陆裂谷盆地中);(2 2)台地型油气系统台地型油气系统(主要存在于一些简单克拉通盆地或离散边缘盆地中的);(3 3)造山型油气系统造山型油气系统(主要存在于挤压区和活动边缘盆地中,特别是弧前盆地和前陆盆地的前缘中的。中国
19、:中国:(宋建国宋建国,1993),1993)依据盆地类型、演化及古地理、古气候依据盆地类型、演化及古地理、古气候q古生代古生代克拉通型克拉通型油气系统:塔里木盆地,鄂尔多斯盆地,四川盆油气系统:塔里木盆地,鄂尔多斯盆地,四川盆地地q中新生代中新生代前陆盆型前陆盆型和陆内挠曲坳陷型油气系统:准噶尔盆地和陆内挠曲坳陷型油气系统:准噶尔盆地q中新生代中新生代裂谷型裂谷型和伸展坳陷型油气系统:如松辽盆地,渤海湾盆和伸展坳陷型油气系统:如松辽盆地,渤海湾盆地地准噶尔准噶尔柴达木柴达木塔里木塔里木吐鲁番吐鲁番南黄海南黄海东海东海台湾珠江口台湾珠江口江汉江汉对地质历史简单的盆地很适用对地质历史简单的盆地很
20、适用 油气系统油气系统运移运移捕集子系统捕集子系统生成子系统生成子系统运移排烃方式运移排烃方式充注因素充注因素捕集方式捕集方式过充注过充注正常充注正常充注垂向排出垂向排出侧向排出侧向排出高阻高阻低阻低阻 原生型油气系统原生型油气系统演化型油气系统演化型油气系统残存型油气系统残存型油气系统次生型油气系统次生型油气系统破坏型油气系统破坏型油气系统这种分类强调了烃源岩在油气系统的重要地位。与中国的源这种分类强调了烃源岩在油气系统的重要地位。与中国的源控论相近。控论相近。认为一个生油凹陷就是一个油气系统认为一个生油凹陷就是一个油气系统。我国有人将塔里木盆地分为三大油气系统:我国有人将塔里木盆地分为三大
21、油气系统:(据宋建国)据宋建国)即满加尔(即满加尔(已知已知)、库车(阿瓦提)()、库车(阿瓦提)(推测推测)油气系统)油气系统属属克拉通型油气系统;克拉通型油气系统;塔西南油气系统(塔西南油气系统(已知已知)属前陆型油气系统。)属前陆型油气系统。多学科综合研究,涉及下列关键技术:多学科综合研究,涉及下列关键技术:1 1 烃源对比追踪技术烃源对比追踪技术2 2 烃源岩生烃潜量指数(烃源岩生烃潜量指数(SPISPI)3 3 油气圈闭成因及有效性研究技术油气圈闭成因及有效性研究技术4 4 油气运移聚集机制研究技术油气运移聚集机制研究技术5 5 油气系统模拟研究技术油气系统模拟研究技术 根据生储盖基
22、干剖面及相关资料,需编制下列图件:根据生储盖基干剖面及相关资料,需编制下列图件:1 1 埋藏历史图埋藏历史图2 2 油气系统关键时刻的平面分布图油气系统关键时刻的平面分布图3 3 油气系统关键时刻的地质横剖面图油气系统关键时刻的地质横剖面图4 4 油气系统的事件综合图油气系统的事件综合图关键时刻关键时刻通常指大部分烃类运移和聚集在其最初的圈闭中的持通常指大部分烃类运移和聚集在其最初的圈闭中的持续到即将结束的时刻。续到即将结束的时刻。持续时间持续时间是指形成一个油气系统所需的时间。是指形成一个油气系统所需的时间。保存时间保存时间在油气生成、运移和聚集作用完成之后开始。在保存在油气生成、运移和聚集
23、作用完成之后开始。在保存时间内,现有的烃类不是被保存就是被改造或破坏。时间内,现有的烃类不是被保存就是被改造或破坏。油气系统在油气勘探中的应用具有下列意义:油气系统在油气勘探中的应用具有下列意义:1 1 将油气勘探的重点从石油地质和地球物理转向油和气,并提将油气勘探的重点从石油地质和地球物理转向油和气,并提供了进行油气勘探的研究和管理框架;供了进行油气勘探的研究和管理框架;2 2 油气系统与原有的含油气大区、含油气盆地、含油气区、油油气系统与原有的含油气大区、含油气盆地、含油气区、油气聚集、油气藏等概念既有区别、又有联系,它作为区域勘探气聚集、油气藏等概念既有区别、又有联系,它作为区域勘探的研
24、究评价单元十分合适;的研究评价单元十分合适;3 3 油气系统可以提供油气生成、运移到聚集的全面预测模型;油气系统可以提供油气生成、运移到聚集的全面预测模型;4 4 油气系统将基本地质要素与成藏作用过程有机联系在一起,油气系统将基本地质要素与成藏作用过程有机联系在一起,使可视化地表示动态演化历史成为可能;使可视化地表示动态演化历史成为可能;5 5 适用于旨在减小勘探风险的油气成藏综合分析研究;适用于旨在减小勘探风险的油气成藏综合分析研究;1 1 北美上古生界油气系统:北美上古生界油气系统:300300个油样个油样A A、B B两大类原两大类原油油样品深度样品深度:0-30000-3000m m岩
25、性岩性:裂缝性花岗岩:裂缝性花岗岩 页岩页岩 砂砂岩岩 白云岩白云岩地层地层:前寒武纪全新世:前寒武纪全新世分布分布在在7 7个区域个区域A A类两区类两区属属型干酪根型干酪根B B类五区类五区属属型干酪根型干酪根 2 2 中国中扬子区海相油气系统中国中扬子区海相油气系统组成组成:黄陵隆起、当阳拗陷、:黄陵隆起、当阳拗陷、乐乡关隆起、沉湖土地堂拗乐乡关隆起、沉湖土地堂拗陷凸凹相间排列陷凸凹相间排列地壳运动地壳运动:桐湾、加里东、海:桐湾、加里东、海西、印支、燕山、喜山等多期西、印支、燕山、喜山等多期地壳运动的改造地壳运动的改造油气系统油气系统:Z-OZ-O、S-CS-C、P-TP-T三三个原生型油气系统个原生型油气系统 3 3 鄂尔多斯盆地上古生界油气鄂尔多斯盆地上古生界油气系统系统有效烃源岩层:有效烃源岩层:石炭系本溪组、石炭系本溪组、太原组、二叠系山西组太原组、二叠系山西组主力储集层:主力储集层:二叠系山西组和二叠系山西组和下石盒子组三角洲相砂岩下石盒子组三角洲相砂岩区域盖层:区域盖层:二叠系上石盒子组二叠系上石盒子组湖相泥岩湖相泥岩油气系统:油气系统:太原太原/山西山西山西山西/下石盒子组(!)下石盒子组(!)3 3 鄂尔多斯盆地上古生界油气系统鄂尔多斯盆地上古生界油气系统 47