油田水动力系统与油气藏的保存和破坏

第六章油气藏的形成第一节油气的聚集油气二次运移的结果有两种情况，一种是如果运移过程中无盖层阻挡，油气将一直向上倾方向运移，直至散失到地表；另一种是运移过程中遇到合适的圈闭，油气将停止运移，在圈闭中聚集起來。

汕气聚集:就是指汕气在储层屮由高势区向低势区运移的过程屮遇到圈闭时，进入其屮的油气就不能继续运移，而聚集起來形成油气藏的过程。

一、单一圈闭油气聚集的原理1、渗滤作用：Cordell (1977)、Roberts(1980)等人认为含怪的水或随水运移的油气进入圈闭以后，因为一般亲水的、毛细管封闭的盖层对水不起封闭作用，水可以通过盖层而继续运移；阳对烧类则产生毛细管封闭，结果把油气过滤卜-来在圈闭中聚集。

在水动力和浮力的作用下，水和坯可以源源不断地补充并最终导致在圈闭中形成油气藏。

2、排替作用：Chapman (1982)认为泥质盖层屮的流体压力一般比相邻砂岩层中的大，因此圈闭中的水是难以通过盖层的。

另外油气进入圈闭后首先在底部聚集，随着怪类的增多逐渐形成具有一定高度的连续坯相，在汕水界而上汕水的压力相等，而在汕水界血•以上任一高度上，由于密度差油的压力都比水的压力高，因此产生了一个向下的流体势梯度，致使油在圈闭中向上运移同时把水向卜•排替直到束缚水饱和度为止。

圈闭中油气的聚集A—背斜圈闭；B—地层圈闭油气在静水条件下进入单一的背斜圈闭时，首先在最高部位聚集起来，较晚进入的依次由较高的向较低的部位聚集，一直到充满整个圈闭为止。

在圈闭中，油、气、水按密度分界。

气居上，油居中，水在底下。

这时，该圈闭的聚油作用阶段己经结束。

若再有汕经过时，就通过溢出单一背斜圈闭中的汕气聚集和油气藏点向上倾方向溢出;但对天然气则不同，山于气比油轻，它可以继续进入圈闭，并排替原被石油所占据的那部分储集空间，这一过一直进行到圈闭的整个容积完全被天然气所占据为止。

至此，对于单一圈闭來说，油气聚集的过程已完全。

对于具有溢出点的非背斜圈闭，汕气聚集过程与背斜圈闭基本上是-•致的。

第五章油气聚集与油气藏的形成5.8 油气藏的保存、破坏与再形成一、油气藏的保存油气藏的形成是发生于地质历史中的事件，充足的油气来源、良好的生储盖组合和有效的圈闭是基本成藏地质条件，而油气藏形成后能否能保存到现在，决取于油气藏形成后的所处地质环境的变化，即遭受调整和改造破坏的程度。

保存条件至关重要。

在油气藏形成后，由于地壳运动造成的褶皱和抬升，打破了油气藏的平衡状态，油气发生再次运移，造成部分或全部油气散失。

地壳运动引起的褶皱变动、构造抬升及岩浆活动对油气藏的保存及破坏起着关键作用。

因此，油气藏形成后，相对稳定的地壳运动，未遭受大规模的抬升，断裂和褶皱作用不太剧烈，岩浆活动相对稳定，相对封闭和停滞的水动力环境，都是油气藏得以保存的重要条件。

有利于油气藏保存的条件：地壳运动：不剧烈；水动力活动、岩浆活动：弱；生物降解作用：弱，埋深不太浅。

二、油气藏的破坏油气藏的破坏：原来已形成的油气藏，由于所处地质环境的变化而使其中的油气部分或全部散失，或变成稠油沥青的过程。

各种破坏油藏的作用及其演变的结果（据Macgregor，1996)引起油气藏破坏的主要地质因素地壳运动、岩浆活动、水动力环境、生物降解作用1、地壳运动①导致地壳上升剥蚀，油气逸散；②产生断层，提供油气运移通道或破坏油气藏；③导致溢出点抬高或地层倾斜方向变化，油气重新分布，形成次生油气藏或导致油气逸散。

2.岩浆活动油气藏形成前---可提供热源，利于有机质成熟演化；岩浆冷凝后---可成为良好的储集体或遮挡条件；已形成的油气藏---大规模岩浆活动对油气藏的保存不利；高温岩浆侵入油气藏，油气遭受烘烤，油气藏遭破坏。

有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）3.水动力环境水动力强：①将油气冲走；②携带氧气，使石油氧化变质；③水洗作用，使原油变稠变重。

在水流活动加强时,背斜储集层中油和气的移位和分离——相对稳定、停滞：有利于油气藏保存。

4.生物降解作用生物降解作用：较浅层，地下水中的氧和微生物较多，微生物选择性消耗某些烃类组分，轻质组分消耗，使原油的成分发生改变，原油变稠变重。

第六节水动力圈闭和油气藏一、水动力圈闭和油气藏的定义水动力圈闭：在水动力作用下，储集层中被高油、气势面，非渗透性遮挡单独或联合封闭而形成的油或气的低势区称为水动力圈闭。

在其中聚集了烃类之后则称为水动力油气藏。

油、气、水都是流体，在地层中的流动要遵循流体力学规律，流体势的作用使流体在各自的力场作用下流向各自的低势区，如果油或气的低势区构成封闭就形成水动力圈闭。

油气在其中能够聚集，油水界面顺水流方向发生倾斜。

水动力的作用可在多种情况下形成油气聚集，产生各种类型的水动力圈闭。

二、流体势流体在地层中的流动要遵循流体力学的基本原理，即流体整个系统在处于稳定状态以前，总是自发地由机械能高的地方流向机械能低的地方。

Hubbert(1940)将单位质量的流体所具有的机械能之和定义为流体的势（Φ），机械能包括压能、动能和位能，也就是说，流体在其达到势能最低值以前，总是在各自力场的支配下，由各自的高势区向低势区流动。

流体势（Φ）可表示为：根据地层的条件上式可简化为：Φ = g·Z + P/ρ若不考虑毛细管压力的作用，油、气、水的势可根据定义表示为：Φw = g·Z + P/ρwΦo = g·Z + P/ρoΦg = g·Z + P/ρg三、水动力圈闭的形成静水柱压力P = ρw·H·g，代入流体势公式，则：Φw = g·Z + P/ρw = g·Z +ρw·H·g /ρw = g(Z + H)= g·hwhw为测试面到基准面的距离，也叫水头。

将油势、水势公式分别除以g，可得油头和气头：再将静水柱压力公式和水头公式代入上式，可得：上式表明ho、hg仅与hw 和Z有关。

在静水条件下，hw为定值，油气势只与高程Z成反比，油气等势线与构造等高线平行，构造高部位为低势区。

在动水条件下，hw顺水流方向降低，为一变量。

油气势取决于水动力hw和高程Z。

1、试述油气差异聚集原理的适用条件、聚集特征及意义油气差异聚集的条件：静水条件下，在油气运移的主方向上存在一系列溢出点自下倾方向向上倾方向递升的圈闭，油气源充足，盖层封闭能力足够大。

特征：在系列圈闭中出现自上倾方向的空圈闭向下倾方向变为纯油藏→油气藏→纯气藏的油气分布特征。

油气差异聚集的意义：根据油气差异聚集的规律，可以预测盆地中油气藏的分布特征，在坳陷中主要分布油藏，隆起的高点为气藏，斜坡部位为油气藏2、归纳总结石油与天然气地质学的核心内容（油气藏形成的基本条件）答：成盆、成烃、成藏研究是石油地质学的三大主要内容。

油气藏的形成条件可归纳为：生、储、盖、圈、运、保，所以本课程根据由浅到深可归纳为以下四部分内容：油气藏的基本要素：流体、生储盖层、圈闭。

油气藏形成的基本原理：生成、运移、聚集。

油气藏成藏分析：成藏条件、保存与破坏。

含油气盆地及油气分布规律和控制因素。

3、①影响碎屑岩储集层储油物性的因素（1）沉积作用是影响砂岩储层原生孔隙发育的因素（2）压实作用结果使原生孔隙度降低；胶结作用使物性变差；溶解作用的结果，改善储层物性。

（3）次生孔隙的影响：①溶蚀作用②方解石替代难容硅酸盐，胶结物的基质中重结晶，作用产生细小的晶间孔隙（4）其他因素的影响①注入水或酸，会使粘土膨胀，阻塞孔隙②工作液在储集层发生化学沉淀、结垢及产生油水乳化物③外来颗粒塞住孔隙或喉道②影响碳酸岩储集层物性的因素（1）沉积环境和岩石类型（2）成盐后生成作用①溶蚀作用：碳酸盐岩的溶解度、地下水的溶解能力、地貌、气候和构造的影响②重结晶作用③白云化作用（3）裂缝发育程度①裂缝发育的岩性因素②裂缝发育的构造因素：背斜构造上裂缝的分布、向斜地带裂缝的分布、断层带上裂缝的分布4分析油气藏的基本特征油气藏是什么……的特征：（1）油气藏形成的时间长（2）石油组成成分和生油物质复杂（3）油气本身具有流动性，使其聚集地点与生成地点不一致，使得油气藏的研究显得十分复杂，对于油气藏来讲，其大小通常是用储量来表示的，主要用到以下几个参数和术语。

油田水的概念及产状任一个油气藏的流体系统中，油田水都作为不可缺少的组成部分，它以不同的形式与油气共存于地下岩石的孔隙空间中。

油田水的形成及其运动规律始终与油气的生成、运聚以及油气藏的形成、保存和破坏有着密切的联系。

在油气藏形成的整个地史过程中，油田水长期与油气相伴生，通常与非油田水和地表水有着明显的差别。

在油气藏的开发中也要研究和利用油田水。

因此，油田水化学和水动力学即油田水文地质学的研究对于油气勘探和开发有着十分重要的意义。

另外，对于治理污染和控制地面沉降以及环境保护，对于工业提取有用矿物和医疗等方面也有非常重要的应用价值。

油田水的概念及产状(一)油田水的概念所谓油田水，从广义上理解，是指油田区域（含油构造）内的地下水，包括油层水和非油层水。

狭义的油田水是指油田范围内直接与油层连通的地下水，即油层水。

对于这两者的关系，Collins（1980）曾作过如下论述：“油田水包括油田内的盐水和各种水，但我们限定它作为与含油层相连通的水”。

(二)油田水的产状油田水的产状可根据水与油、气分布的相对位置，分为底水和边水。

底水是指含油（气）外边界范围以内直接与油（气）相接触，并从底下托着油、气的油层水。

边水是指含油（气）外边界以外的油层水，实际上是底水的外延。

在油田范围内非油层水，可根据它们与油层的相对位置，分别称为上层水、夹层水和下层水。

油田范围内地下水与油气分布的关系，如图1-15所示。

油田水存在于储集层的孔隙—裂缝系中。

水在其中的产状受孔隙—裂缝的大小及岩石颗粒表面的吸附作用所控制。

按照水在其中的存在状态，可分为：气态水、吸附水、毛细管水和自由水4种。

气态水充满在未被水饱和的岩石空隙中，通过蒸发和凝结作用，与液态水相互转化，它对岩石中的水分配有一定的影响；吸附水也叫结合(构)水，呈薄膜状被岩石颗粒表面所吸附，在一般温、压下不能自由移动；毛细管水存在于毛细管空隙—裂缝中，当作用于水的外力超过毛细管力时，才能运动；一般来讲，微毛细管（束缚孔隙）中的束缚水在地层压力条件是不能流动的。

油气成藏过程研究的历史发展阶段及进展摘要油气在地壳中聚集的基本单位。

圈闭内聚集了一定数量的油气后而形成。

一个油气藏存在于一个独立的圈闭之中，具有独立压力系统和统一的油-水（或气-水）界面。

只有油聚集的称油藏；只有天然气聚集的称气藏。

油气藏具有工业开采价值时，称工业性油气藏，否则称非工业性油气藏。

工业性和非工业性的划分标准是相对的，它取决于一个国家的油气资源丰富程度及工艺技术水平。

关键词：三个阶段；来源；运移；进展1、油气成藏过程研究的历史发展阶段自石油工业产生以来，油气成藏机理一直是石油地质学家极为关注的问题，其研究大致经历了三个发展阶段。

1.1第一阶段以沿背斜褶皱带分布油气藏的背斜说或重力说为代表，为油气成藏机理研究的初始阶段，主要研究成果有：（1）在1861年怀特提出的早期背斜学说基础上，通过大量的石油勘探实践和理论研究，建立了比较完善的油气藏形成的背斜学说。

在“背斜圈闭理论”基础上，人们又提出了“非背斜圈闭理论”，进行了早期的石油圈闭分类，分析了油气藏形成的具体地质条件。

（2）通过烃类运移和聚集的流体动力学研究，建立了浮力、水动力和毛细管力为成藏过程中油气运移和聚集的主要控制因素，提出了流体势的概念，并根据流体势分布断地下油、气和水的运动方向，解决油气运移和油气成藏问题，将油气成藏过程作为动力学过程，从而使油气成藏研究建立在科学的基础上。

（3）随着国内外石油勘探的广泛开展，证实了陆相成油理论，促使地质学家从更广泛的角度考虑石油的生成和聚集，研究油气成藏机理。

1.2 第二阶段本阶段是在油气藏形成的基本条件和形成过程的分析的基础上，全面地研究了油气成藏机理，主要表现在：（1）有机地球化学在烃类生成、成熟和初次运移研究中发挥着重要的作用，确定了有机质类型、丰度、演化，对成烃和排烃进行了系统的评价。

（2）研究了成藏过程中油气的二次运移和聚集机理，在油气二次运移的相态、动力、阻力、运移通道、方向、距离以及运移时间和运聚效率等到方面进行了大量的研究，取得了很多成果。

第六节水动力圈闭和油气藏一、水动力圈闭和油气藏的定义水动力圈闭：在水动力作用下，储集层中被高油、气势面，非渗透性遮挡单独或联合封闭而形成的油或气的低势区称为水动力圈闭。

在其中聚集了烃类之后则称为水动力油气藏。

油、气、水都是流体，在地层中的流动要遵循流体力学规律，流体势的作用使流体在各自的力场作用下流向各自的低势区，如果油或气的低势区构成封闭就形成水动力圈闭。

油气在其中能够聚集，油水界面顺水流方向发生倾斜。

水动力的作用可在多种情况下形成油气聚集，产生各种类型的水动力圈闭。

二、流体势流体在地层中的流动要遵循流体力学的基本原理，即流体整个系统在处于稳定状态以前，总是自发地由机械能高的地方流向机械能低的地方。

Hubbert(1940)将单位质量的流体所具有的机械能之和定义为流体的势（Φ），机械能包括压能、动能和位能，也就是说，流体在其达到势能最低值以前，总是在各自力场的支配下，由各自的高势区向低势区流动。

流体势（Φ）可表示为：根据地层的条件上式可简化为：Φ = g·Z + P/ρ若不考虑毛细管压力的作用，油、气、水的势可根据定义表示为：Φw = g·Z + P/ρwΦo = g·Z + P/ρoΦg = g·Z + P/ρg三、水动力圈闭的形成静水柱压力P = ρw·H·g，代入流体势公式，则：Φw = g·Z + P/ρw = g·Z +ρw·H·g /ρw = g(Z + H)= g·hwhw为测试面到基准面的距离，也叫水头。

将油势、水势公式分别除以g，可得油头和气头：再将静水柱压力公式和水头公式代入上式，可得：上式表明ho、hg仅与hw 和Z有关。

在静水条件下，hw为定值，油气势只与高程Z 成反比，油气等势线与构造等高线平行，构造高部位为低势区。

在动水条件下，hw顺水流方向降低，为一变量。

油田水动力系统与油气藏的形成
陈建文;厉玉乐;孙德君;闫同生
【期刊名称】《海洋地质与第四纪地质》
【年(卷),期】1999(19)4
【摘要】油田水中存在“沉积承压水”和“地表渗入水”两个相对独立而又相互作用的水动力系统，前者由上覆地层重量所引起的地静压力以及地静压力等引起的异常孔隙流体压力所形成，具有内循环承压式水交替特征，后者为大气降水和地表水向储集层的渗入而形成，以外循环渗入或水交替为特征。

这两大系统（尤其是前者）的作用在很大程度上控制了含油气盆地中油气的运移、聚集和保存，油气聚集区主要位于水文地质带中的交管阻滞一停滞带内，沉积交替强度的低值区是油气富集区，沉积水的离心流使凹陷中的油气围绕凹陷中心呈带状分布。

【总页数】8页(P31-38)
【关键词】油田水;水动力系统;油气运聚;油气藏
【作者】陈建文;厉玉乐;孙德君;闫同生
【作者单位】国土资源部海洋地质研究所;大庆石油管理局勘探公司;大庆石油勘探开发研究院;中国地质大学
【正文语种】中文
【中图分类】P618.130.1;P618.130.2
【相关文献】
1.油田水动力系统与油气藏的保存和破坏 [J], 李阳;王天宇;张建营
2.陆相断陷盆地隐蔽油气藏形成机制与勘探--访胜利油田有限公司副总经理张善文[J], 张立红
3.塔里木盆地塔河油田奥陶系大型油气藏形成条件 [J], 冯家元
4.南翼山油田浅层低压油气藏形成机理 [J], 房媛;汤达祯;许浩;王凯;喻廷旭
5.塔河油田奥陶系油气藏形成的控制因素 [J], 李国政;李兴威;王辉
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概念一、名词1.石油沥青类:天然气、石油及其固态衍生物，统称为石油沥青类。

2.荧光性:石油及其大部分产品（轻汽油及石蜡除外），在紫外线照射下均发出特殊蓝光的现象。

3.旋光性:当偏光通过石油时，偏光面会旋转一定角度，这个角度称为旋光角。

4.石油:由碳氢化合物及其衍生物组成的一种混合物，存在与地下岩石中以液态烃为主体的可燃有机矿产。

5.天然气:自然界中一切气体均称为天然气，即包括气圈、水圈、岩石圈以至地幔和地核中的一切天然气体。

狭义：指与油气田有关的烃类气体。

6.凝固点:将液体石油冷却到失去流动性时的温度称为凝固点。

7.气藏气:指在圈闭中有一定工业价值的天然气单独聚集的天然气。

8.气顶气:在油气藏中油气共存，气呈游离状态存在于气藏顶部的天然气。

9.凝析气:在地下特定温度、压力条件下呈气态，采到地面后反凝结为轻质油。

10.临界温度:单组分气体都有一特定温度，高于此温度时不管加多大压力都不能使该气体转化为液体，该特定温度称为临界温度。

11.临界压力:在临界温度时使气体液化所需的最低压力称为临界压力。

12.蒸气压力:气体液化时所需施加的压力。

13.油田水:油田水指油气田区域内与油气藏有密切联系的（非油层水和油层水）地下水。

狭义的油田水指油田范围内直接与油层连通的地下水,即油层水。

14.吸附水:在分子引力作用下，吸附在岩石颗粒表面，呈薄膜状的水，在地下的温度和压力条件下不能自由流动的水，亦称束缚水。

15.毛细管水:存在于毛细管孔隙和裂隙中的，当外力超过毛细管阻力时，才能在孔隙中流动。

16.自由水:存在于超毛细管孔隙、裂缝或孔洞中的水，在重力作用下可以自由流动的水。

17.重质油:是指用常规原油开采技术难于开采的具较大的粘度和密度的原油。

18.干酪根:沉积岩中所有不溶于非氧化性的酸、碱和非极性有机质溶剂的分散有机质。

19.门限温度:生油数量开始显著增长时的温度。

20.低熟油：干酪根晚期热降解成因的各种低温早熟的非常规油气。