石油地质学第3章ppt课件.ppt

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1、第三章：石油天然气盖层（CapRocks）油气盖层及其封闭机理定义及类型盖层封闭机理封闭性影响因素生储盖组合类型§1盖层类型及其封闭机理一、盖层的定义及类型要形成油气藏，就必须使运载层中运移的油气不能向上散失掉或要防止油气藏中油气向上渗漏逸散而被破坏，那么在运载层（储集层）的上方就要有一套致密的、不渗透的、连续的地层把储集层中的油气保护起来。这种覆盖在储集层之上能够阻止油气向上逸散的细粒致密岩层称为盖层（caprock）。盖层按照其产状、作用及岩性等可分为不同类型。§1盖层类型及其封闭机理一、盖层的定义及类型根据盖层的分布范围可

2、将其分为区域性盖层和局部盖层。区域性盖层是指一个凹陷或盆地大部分地区分布的厚度和面积较大的比较稳定的盖层，它在很大程度上决定了盆地的含油气丰度，或者说由于其能封盖住大面积的向上逸散的油气而常形成大油气藏。§1盖层类型及其封闭机理一、盖层的定义及类型局部盖层只控制油气的局部分布格局，不利于形成大面积的油气分布，油气保存条件较差。局部盖层的形成与分布受控于盆地的沉积旋回性，与生油岩相的配合可有效控制盆地内烃类的相态和储量分布。§1盖层类型及其封闭机理一、盖层的定义及类型根据盖层的岩石特征可以分为泥页岩类、蒸发岩类和致密灰岩类。常见的

3、盖层主要有泥页岩类、蒸发岩类，如泥岩、页岩、石膏、硬石膏、盐岩、含膏或含盐的软泥岩与泥岩。致密碳酸盐岩、致密砂岩类盖层相对较少，也有一些特殊盖层，如铝土岩盖层、冰成盖层、煤层、侵入岩体和喷出岩体等。§1盖层类型及其封闭机理二、盖层封闭油气的机理随着对油气在地下的流动机制及相态的研究，按照盖层阻止油气运移的方式，以及存在的普遍性将其封闭机制（Sealingmechanism）分为常规封闭与非常规封闭。1．常规封闭盖层岩性大多数致密、颗粒极细、孔隙半径很小，油气要通过盖层进行运移，必须首先排替其中的水，克服毛细管压力的阻力，如果不能

4、克服该阻力则被封堵于盖层之下，直到聚集的油气高度足够大，向上的浮力达到所需排驱压力时，油气才能穿过盖层。§1盖层类型及其封闭机理所谓排替压力（Displacementpressure）是指岩石中非润湿相流体（如油、气）排驱润湿相流体（如水）所需要的最小压力。依靠盖层岩石的毛细管压力对油气运移的阻止作用称常规封闭，也即毛细管压力封闭（又称物性封闭）。毛细管压力（Pc）与孔喉半径、烃类性质和介质温度条件有关：Pc=2σcosθ/γ（3-1）式中Pc——毛细管压力；γ——岩石孔喉半径；θ——固液相接触角；σ——两相界面张力。二、盖层封

5、闭油气的机理§1盖层类型及其封闭机理可以看出，岩石越致密，孔喉半径越小，岩石的毛细管压力越大，封堵力越强。目前广泛采用盖层岩石的排替压力、渗透率和孔隙度等参数进行评价，盖层物性封闭能力的大小主要取决于岩性和致密程度（表3-1），通常蒸发岩封盖能力最强，致密泥岩封盖能力比疏松泥岩要强。二、盖层封闭油气的机理§1盖层类型及其封闭机理二、盖层封闭油气的机理表3-1我国主要含油气盆地盖层排替压力与岩性关系（陈章明等，2003）岩性主要盆地排替压力塔里木松辽琼东南鄂尔多斯四川准噶尔泥岩6.1412.197.5812.0818-252.1-

6、3.5灰质泥岩———8.57——碳质泥岩———17.60——云质泥岩———5.75——含粉砂泥岩4.315.759.10———粉砂质泥岩—6.293.00——5.4含钙粉砂质泥岩16.50—————含云砂质泥岩———8.89——泥质粉砂岩2.455.761.84———盐岩————14.16—生物灰岩——1.12———§1油气盖层及其封闭机理二、盖层封闭油气的机理不同岩性的封闭能力是不同的，同时岩石处于不同成岩阶段其封闭能力也是不同的（图3-1）。化学岩类沉积成岩后一般都具有封闭性，但泥质岩在压实成岩作用过程中，随着埋深增加，压实

7、作用增强，其内粘土矿物蒙皂石向伊利石转化，脱去大量层间水，使颗粒彼此间排列更为紧密，孔渗降低。§1油气盖层及其封闭机理二、盖层封闭油气的机理泥质岩类在早成岩B期，Ro>0.4%左右开始初具封闭能力，在晚成岩A期，Ro介于0.60~1.15%时，此时粘土矿物以伊/蒙混层为主，封闭能力最强，随着成岩作用的进一步进行，粘土矿物以绿/蒙混层和绿泥石为主，岩石已具脆性，构造作用下易产生裂缝，封闭性又下降。物性封闭一般只能封闭游离相油气，不能阻止水溶相和扩散相油气的散失。泥质岩类在早成岩B期，Ro>0.4%左右初具封闭能力，在晚成岩A期，R

8、o介于0.60-1.15%时，此时粘土矿物以伊/蒙混层为主，封闭能力最强，随着成岩作用的进一步进行，粘土矿物以绿/蒙混层和绿泥石为主，封闭性又下降。图3-1不同成岩阶段泥质岩的封闭能力（据郝石生等，1990）§1油气盖层及其封闭机理二、盖层封闭油气的机制2、非常