第五章 油气聚集及油气藏的形成
第一节 圈闭和油气藏概述
圈闭与油气藏概述》
一、圈闭的基本概念
1.圈闭的概念
适合于油气聚集、形成油气藏的场所，称为圈闭。圈闭是由三部分组成：(1) 储集层；(2) 盖层；(3) 阻止油气继续运移，造成油气聚集的遮挡物，它可以是盖层本身的弯曲变形，如背斜；也可以是另外的遮挡物，如断层、岩性变化等。
2.圈闭的度量
圈闭的大小和规模往往决定着油气藏的储量大小，其大小是由圈闭的最大有效容积来度量。圈闭的最大有效容积表示该圈闭能容纳油气的最大体积。因此，它是评价圈闭的重要参数之一。
(1) 溢出点
流体充满圈闭后，开始溢出的点，称圈闭的溢出点(图5-1)。
(2) 闭合面积
通过溢出点的构造等高线所圈出的面积，称该圈闭的闭合面积。闭合面积愈大，圈闭的有效容积也愈大。圈闭面积一般由目的层顶面构造图量取。
(3) 闭合高度
从圈闭的最高点到溢出点之间的海拔高差，称该圈闭的闭合高度。闭合高度愈大，圈闭的最大有效容积也愈大。
必须注意，构造闭合高度与构造起伏幅度是两个完全不同的概念。闭合高度的测量，是以溢出点的海拔平面为基准。而构造幅度的测量，则是以区域倾斜面为基准。同样大小构造起伏幅度的背斜，当区域倾斜不同时，可以具有完全不同的闭合高度。
(4) 有效孔隙度和储集层有效厚度的确定
有效孔隙度值主要根据实验室岩心测定、测井解释资料统计分析求得,做出圈闭范围内的等值线图。储集层有效厚度则是根据有效储集层的岩电、物性标准,扣除其中的非渗透性夹层而剩余的厚度。
(5) 圈闭最大有效容积的确定
圈闭的最大有效容积，决定于圈闭的闭合面积、储集层的有效厚度及有效孔隙度等有关参数。其具体确定方法，可用下列公式表示：
V=F·H·P
式中V--圈闭最大有效容积，m3；
F--圈闭的闭合面积，m2；
H--储集层的有效厚度，m；
P--储集层的有效孔隙度，%。 二、油气藏的基本概念
第三节 油气藏的度量
一、油气藏内油、气、水的分布
在垂向上，由于流体比重的差异，重力分异结果使油、气、水的分布呈现：气在上，油居中，水在下的分布特征，它们之间的分界面为油-气界面和油-水界面。静水条件下，这些分界面近于水平，而动水条件下，这些分界面发生倾斜，倾斜程度取决于水动力的强弱。由于储集层中的多孔介质系统有许许多多毛细管及微毛细管孔道存在，毛细管压力的作用使天然储油中的流体按比重分异是不完整和不明显的，油-气、油-水界面并不是一个截然的界面，而是一个过渡带，过渡带的宽窄取决于储集层毛细管压力曲线的斜率，斜率越大，过渡带越宽。储层物性的不均，也会造成油气不规则的分布特征。
平面上，大多数构造油气藏和某些岩性油气藏都具有环带状分布特征，即气居高点部位，油环绕气分布于构造高部位，水在油外分布于构造翼部。 根据油气藏油、气、水的分布特征，可以确定油气藏的各个度量参数。
二、油气藏的度量参数
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。
油气藏高度：是指油气藏顶到油气水界面的最大高差。
油气柱高度：是指油气的最高点到最低点的海拨高度。 对于油水界面呈水平状态的油气藏（图中②）来说，两者是相同的，但在油水界面发生倾斜或变曲时（图中①），两者不相同。油气高度是计算储量的重要参数，而油气柱高度则更多地反应盖层的封闭能力及水动力的条件。
含油边界和含油面积
油（气）水界面与储集层顶、底面的交线称为含油边界。其中与顶面的交线称为外含油（气）边界，与底面的交界称为内含油（气）边界。若储集层厚且油水界面较高，与其底面不相交时，只有外含油边界。由相应含油边界所圈定的面积分别称为内含油面积和外含油面积。
气顶和油环
前述油气藏中油、气、水具有气居顶、油居中，水在下的分布特征，气居顶称为气顶。油在气水之间，平面上是环带状分布，称油环。这种情况下，气柱高度等于油气藏顶到油气界面的垂直距离，油环高度等于油气藏高度减去气柱高度。
1油层物理学
Petrophysics
第三章油气藏烃类的相态和气液平衡油气藏烃：指储存于地下的石油、天然气。
特点：高温、高压，多种烃类和非烃类所组成的混合物
现象：同一油气藏构造打的井，其产出物各不相同，有的只产纯气，
有的则油气同产。
原始相态？开采过程会发生哪些相态变化？变化规律是什么？温度、压力变化引起气液组成和相态发生变化。例如，脱
气、反凝析
更科学地制定开发方案，提高油气藏采收率第三章油气藏烃类的相态和气液平衡
烃类体积的相态是指由于压力和温度或组成的变化所
产生的“相”的变化。
烃类流体的相态研究是凝析气田开发、注气提高石油
采收率、油气分离和矿场加工等领域的“必修课”。
是油气田开发的重要理论基础之一，研究涉及物理化
学和工程热力学的基础知识。
凝析气田开发的本质特征就是存在反凝析现象，凝析
油气体系组成、相态在开发过程中随时随地发生变化。
这一复杂渗流、流动现象需要靠烃类流体相态研究来
得以揭示。第三章油气藏烃类的相态和气液平衡
第一节油气藏烃类的相态特征
第二节气-液相平衡计算
第三节油气体系中气体的溶解与分离
第四节用相态方程求解油气分离问题的实例第三章油气藏烃类的相态和气液平衡
一、相态及其表示法
体系
概念：体系是指一定范围内一种或几种定量物质构成的整体。
分类：单组分体系和多组分体系。单组分体系是指与周围物
质相分隔而由单一种纯物质所组成的体系，而多组分体系则
是由与周围其它物质分隔而由多种不同的纯物质所组成的体
系。
举例：油气藏中石油、天然气和凝析油都属于多组分烃类体
系。第一节油气藏烃类的相态特征
概念：体系内部物理化学性质完全均匀的一部分。
分类：相态通常有气、液、固三相。
特点1：一个体系可由一相或多相构成，相与相之间有明
显的界面。在一个相的内部，性质上不会发生变化，任
何一相都能与体系的其它均匀部分分开。
特点2：对一个相不要求每一部分都必须连续存在，可以
成孤立的分散状出现。如原油中的气泡、天然气中的凝
析液滴以及水中的冰块等。相一、相态及其表示法
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/ρw
Φo = g·Z + P/ρo
Φg = 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·hw
hw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。由hw和Z确定的ho、hg等值线构成的闭合区为水动力圈闭的位置。
