动但很难封闭其扩散流, 如果盖层是烃源岩本身, 具有一定的烃浓度, 势必可增加对分子扩散的封闭性。这种机理只能相对延缓下伏储集层天然气向上扩散的时间, 最终并不能阻止天然气的分子扩散。
必须明确, 在盖层的三种封闭机理中, 物性封闭是最基本的, 如果盖层失去了物性封闭能力,其他两种封闭机理也就不复存在了。实际上, 盖层在物性封闭的基础上也常不同程度地具有压力或浓度封闭的能力并形成复合盖层, 显然这种复合封闭的效果最佳。 二、评价参数 ( 一) 孔隙大小
孔隙大小是评价盖层最常用、较有效的参数。因为孔隙大小既是影响排驱压力的重要参数, 也是制约石油和天然气扩散的重要参数。根据盖层孔径的大小, 把盖层分为三个等级: ① 岩石孔径小于5×10-6cm时, 可作油层或气层的盖层; ②岩石孔径在5×10-6~2×10-4cm 之间时, 只能作油层的盖层, 不能作为气层的盖层; ③岩石孔径大于2×10-4cm 时, 油气均可逸散, 一般不能成为盖层。 ( 二) 盖层的渗透性和排驱压力
盖层的渗透性和排驱压力是与孔径大小密切相关的参数。 ( 三) 盖层的厚度及连续性
盖层厚度要多大才能达到有效封闭油气藏的基本要求, 即盖层厚度是否存在可以定量确定的下限? 大量事实表明, 这与盖层岩性、孔隙结构、破裂情况及横向稳定性有密切关系。只要1m 厚的粘土层就足已能起到封闭油气的作用。盖层的连续性实质上是指盖层岩石的稳定性和均匀性, 稳定性可指不易发生裂缝, 均匀性可指物性相对稳定。 (四))埋深
泥质岩盖层随着埋深的增加, 其压实程度增高, 孔隙度、渗透率随之减小, 排驱压力增大, 其封闭性能不断增高。但是由于埋深增大, 地温增高, 粘土矿物及其组分关系也在不断地演化。。在厚层泥岩的顶、底与砂岩相邻的部分, 首先被压实排出孔隙水, 形成致密带, 使其中间的泥岩具有较高的孔隙流体异常压力, 此时泥岩的封闭程度最高, 封闭能力最强。随着埋深的进一步增加, 泥岩在较高的温度、压力作用下, 脱水明显, 岩性变脆, 可塑性降低, 易于产生裂缝, 这在很大程度上可能降低泥岩的封闭能力。
3 背斜油气藏概念、基本特点和主要类型
答:概念:背斜圈闭是储集层顶面发生发生弯曲变形,形成向四周倾伏的背斜,其上方被非渗透性盖层所封闭,而地面和下倾方向是被具有高油气势面的水体或其与非渗透性岩层联合封闭的闭合低势区。单一背斜圈闭内聚集了工业规模的石油和天然气后,就成为背斜油气藏
特点:1 ) 油气局限于背斜圈闭内, 由于重力分异的结果, 气居顶部, 油居中呈环带状分布, 水位于油下。在静水条件下, 油气和油水界面是水平的, 含气和含油边界都平行背斜储集层顶面的构造等高线(
2 ) 油气聚集严格受背斜圈闭的控制, 超出圈闭范围即不含油。一般轴部含油气性较翼部好, 烃柱高度应小于或等于闭合度。有的油气藏存在明显的油水过渡带。油气藏内具有统一的压力系统。
3 ) 背斜油气藏的含油层系在油气藏范围内分布较广, 储集物性较且相对稳定, 具有明显的多层性。若各油气层之间并未完全分隔, 而且相互连通, 这种相互连通的多油层构成统一的块状储集体, 常是形成巨大油气藏的重要条件之一。
类型:根据褶皱作用类型,背斜圈闭主要有褶皱背斜和同生背斜俩大类。 同生背斜按形成条件又可进一步分为与断层活动有关的逆牵引背斜,地下塑性物质上升形成的隐刺穿背斜,与基底活动有关的同沉积背斜以及与基岩凸起有关的差异压实背斜 (2006)
1 差异聚集现象及其实质
答:在静水条件下,如果在油气运移的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时,油气首先进入运移路线上位置最低的圈闭,由于密度差使圈闭中气居上,油居中,水在底部,当第一个圈闭被油气充满时,继续进入的气可以通过排替作用在圈闭中聚集,知道整个圈闭被气充满为止,而排出的油气将会通过溢出点向上倾的圈闭中聚集;若油气源充足,上述过程可以在其他圈闭中相继发生;若油气源不足时,上倾方向(距油源较远)的圈闭则不产油气,仅产水,称为空圈闭。所以在系列圈闭中出现自上倾方向的空圈闭到下倾方向的纯油藏、油气藏、纯气藏的油气分布格局,这就是差异聚集原理。
其实质是:圈闭的封盖强度大于闭合度,由于具有剩余封盖强度,结果油和气只能从圈闭底部溢出,不会从顶部盖层漏失
2 断层油气藏概念、基本特征和主要类型
答:1)、概念:凡是储集层的上倾方向或各个方向由断层封闭而形成的圈闭。单一断层圈闭中聚集了工业
规模的石油和天然气后,即成为断层油气藏。
2)、特点:(1)油气层上倾方向或各个方向被断层所限是断层油气藏的基本特点之一。
(2)由于断层发育使油气藏复杂化, 断层油气藏常具有多、杂、乱、散的特点。即在构造复杂的断裂带, 断层油气藏形式、个数较多, 油气水关系复杂, 各断块含油层位、含油高度和含油面积都可能很不一致, 含油断块分散, 分割性强。
(3)断层附近储集层渗透性变好。沿断裂带的岩石, 常被挤压而破裂形成裂隙, 增大了储集层的渗透性, 使油气富集于断层附近。特别是在致密性脆而易碎的储集层内, 这种现象尤为显著。
(4)断层油气藏的闭合高度和闭合面积取决于断距大小, 盖层和储集层厚度, 同时还与断层位置及性质有关。如断层发育在鼻状构造翘起部分, 或发生在闭合度小的构造沿区域倾斜翘起的方向, 且断层又是封闭的, 则将增加其含油面积和含油高度。
(5)油气富集带常在断层靠近油源一侧。复杂性和多样性是断层油气藏固有的特点, 并且与各时期构造运动的性质和强弱有关。
3)、类型:断层圈闭的形式是多种多样的,但其共同点都是在储集层的上倾方向为断层所封闭。根据断层
圈闭的形成条件和液态特征,断层圈闭和油气藏可分为四个基本类型 :
① 弯曲或交错断层与单斜地层结合形成的断层或断块圈闭和油气藏; ② 三个或更多断层与单斜或弯曲地层结合形成的断层或断块圈闭油气藏; ③ 单一断层与褶皱(或背斜一部分)结合形成的断层或断块圈闭和油气藏; ④逆断层和逆遮掩断层与背斜的一部分结合形成的断层圈闭和油气藏。 (2007)
1 初次运移基本模式
答:油气初次运移的模式主要有:正常压实模式、异常压力模式、扩散模式。
(1)未熟-低熟阶段正常压实模式:正常压实的作用下,油气溶解于水中,通过孔隙系统呈水溶液随水一起被压实出来。
(2)成熟-过成熟阶段异常压力模式:排烃模式存在两个相互联系和转化的过程:一是当烃源岩孔隙网络内部建立起的压力增加还不足以引起岩石产生裂缝时,如果孔隙吼道不太窄,或因为存在着连续的有机相和有
干酪根三维网络而使得毛细管压力不太大时,油气就可以从烃源岩中慢慢驱出,不需要裂缝存在。当在这种情况下,油气在异常压力作用下拍排驱是一个连续的过程。二是当孔隙流体压力很高而导致烃源岩产生微裂缝是时,这些微裂缝与孔隙连接,则形成微裂缝-孔隙系统。在异常高压驱动下,油气水通过微裂缝-孔隙系统向烃源岩外涌出。当排出部分流体后压力下降,微裂缝闭合。待压力恢复升高和微裂缝重新启动后,又发生新的涌流。这一阶段,油气水以一种间歇式、脉冲式不连续方式进行的混相涌流。这两种连续油气运移过程和脉冲式不连续混相运移过程是异常压力增高过程中的两个阶段,两者可以相互转化,周期性发生,且以后者为主。
(3)轻烃扩散辅助运移模式:轻烃特别是气态烃,具有较强的扩散能力。尽管这是一种分子运动,效率较低,但在烃源岩中具有普遍性,因此不容忽视。对非常致密层,或处于异常高压状态的地层,渗流作用几乎不可能进行,扩散作用尤显重要。
2 圈闭和油气藏分类方案
(1). 圈闭的成因分类
以圈闭的成因为主、以圈闭形态和遮挡条件为辅的划分原则, 前者作为划分大类的基础, 后者作为划分亚类的依据。根据控制圈闭形成的地质因素, 可将圈闭分为四大类: 即构造圈闭、地层圈闭、水动力( 流体) 圈闭和复合圈闭,各大类圈闭又可根据其圈闭形态和遮挡条件, 进一步划分为若干亚类。
①背斜圈闭 ②断层圈闭 ③裂缝性背斜圈闭 ④刺穿圈闭 1. 岩性圈闭2. 不整合圈闭3. 礁型圈闭4. 沥青封闭圈闭
1. 构造鼻和阶地型水动力圈闭2. 单斜型水动力圈闭3. 纯水动力圈闭
1. 构造- 地层复合圈闭2. 水动力- 构造复合圈闭纯水动力圈闭3. 地层- 水动力复合圈闭4. 构造- 地层- 水动力复合圈闭5. 多因素构造圈闭 (2). 油气藏的烃类相态分类
油气藏研究的目的之一就是搞清油气藏中流体类型、相态特征及分布,其分类方案为: 1. 干气藏2. 湿气藏3. 凝析气藏
1. 近临界态凝析气藏2. 临界态油气藏3. 近临界态油藏
1. 轻质油藏2. 常规油藏3. 轻度重质油藏4. 中度重质油藏5. 重度重质油藏
藏沥青质油矿
(3)油气藏的驱动类型分类
在油气藏开发过程中常常采用该分类。一般根据驱动类型可将油气藏划分为溶解气驱油气藏、气顶气驱油气藏、底( 边) 水驱动油气藏和混合驱动油气藏。
3 煤层气藏的成藏条件
答:煤层气藏主要是指煤层中甲烷相对富集具有工业开采价值的层段或部位。在成藏要素和作用中除盖层条件外,煤层气藏的生气层、储气层和圈闭都是煤层本身,同时甲烷的生、运、聚作用也都发生在煤层之中。因此既要求煤层有很高的生气潜力,又要求煤层具有很强的储集吸附能力,还要求一定的渗透率以利于煤层甲烷的运移和排放等,只有当煤层本身兼有以上各种性能和作用时,才可能形成煤层气藏。因此,并非有煤层存在就有煤层气藏。
煤层气藏的形成还需要良好的区域地质条件是:
1)煤层有适宜的区域性产状,连续分布面积大于200平方公里,总厚度大于10米,埋藏深度小于1500米,一般是在含煤盆地的斜坡带上,这样的煤层不仅含气量高而且还能保持一定的孔渗物性便于开采,且离开上倾方向的甲烷风化带。
2)煤岩的热变质环境最好是岩浆热变质区域,煤岩的演化可在较高温度(400-500度)和较低压力条件下进行,使煤层既具有较高含气量又能保持较好的岩石物性。
3)构造变动要适中,这样煤层既可产生构造裂缝使煤岩的渗透率大于0.5?10?3?m2,又不会因强烈变动造成煤层气大量散失。
4)区域性的水动力条件最好是具有异常高压的封闭性承压环境,煤层在较高的压力下不仅有更高的吸附量,而且还能避免强循环水对煤层气藏的破坏。
5)煤层上下顶底面需要有区域性的有效盖层,以减少甲烷的分子扩散或沿裂隙渗漏到邻近岩层而散失。 总之煤层气生成的甲烷,在一定的地质条件下可以形成煤层气藏,而煤岩在热演化的地史过程中又会有部分甲烷散失到邻近岩石中,但只要不是散失到地表,就有可能成为常规气藏的气源。
(2008)
1 生物成因气形成过程及特点 见2004 2 油气二次运移的动力