石油地质学盖层课件.pptx
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- 石油 地质学 盖层 课件
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1、LOGO引言:盖引言:盖层层的的概概念念生生储储盖盖圈圈运运保保生油层盖层储集层圈闭油藏运移盖层盖层:位于储集层之上能封隔储集层使其中流体位于储集层之上能封隔储集层使其中流体免于向上逸散的保护层。免于向上逸散的保护层。LOGO引言:盖引言:盖层层的特性的特性盖层特征盖层特征:封隔性:封隔性 (1 1)岩性致密,细粒,无裂缝,渗透率极低)岩性致密,细粒,无裂缝,渗透率极低 (2 2)具较高的排驱压力(排替压力)具较高的排驱压力(排替压力)盖层的概念和渗透率一样是相对的。一定盖层的概念和渗透率一样是相对的。一定岩性、一定厚度的岩层在一定的油气藏能量下岩性、一定厚度的岩层在一定的油气藏能量下能充当盖
2、层,但在油气藏能量更高的情况下则能充当盖层,但在油气藏能量更高的情况下则有可能被穿透,不能作盖层。从这一点出发也有可能被穿透,不能作盖层。从这一点出发也可说盖层的毛细管压力能够抗住穿越它的流体可说盖层的毛细管压力能够抗住穿越它的流体的置换力,贯穿力和渗透力。的置换力,贯穿力和渗透力。?LOGO主要主要内内容容一、盖一、盖层层的分的分类类二、盖二、盖层层的封的封闭闭机理机理三、影三、影响响盖盖层层的因素的因素四、盖四、盖层层的的评评价价按盖层与油气藏的位置分类按盖层与油气藏的位置分类特殊盖层特殊盖层按分布范围分类按分布范围分类 按岩性分类按岩性分类盖盖层层的分的分类类1、分类结构图分类结构图LO
3、GO1.1、按岩性分按岩性分类类盖盖层类层类型型主要岩石主要岩石特点特点泥质盐类盖层泥质盐类盖层泥岩、页岩、含粉砂泥岩、泥岩、页岩、含粉砂泥岩、粉砂质泥岩粉砂质泥岩最常见的一类盖层最常见的一类盖层膏盐类盖层膏盐类盖层石膏、硬石膏、岩盐石膏、硬石膏、岩盐质量最好的盖层质量最好的盖层碳酸盐岩类盖层碳酸盐岩类盖层含泥灰岩、泥质灰岩、硫含泥灰岩、泥质灰岩、硫酸化灰岩、致密灰岩酸化灰岩、致密灰岩非形成条件决定非形成条件决定由后期改造决定由后期改造决定资料来源资料来源统计的大油气田数统计的大油气田数不同岩性盖层所占的百分数不同岩性盖层所占的百分数泥质岩泥质岩()()蒸发岩蒸发岩()()致密灰岩致密灰岩()
4、()Klemme(1977)334个大油气田个大油气田65332Grunau(1981)176个大气田个大气田6238世界上一些大油气田的盖层类型统计世界上一些大油气田的盖层类型统计LOGO1.2、按分布范、按分布范围围分分类类区域(性)盖层区域(性)盖层:遍布于含油气盆地或拗陷的大部分地区,遍布于含油气盆地或拗陷的大部分地区,厚度大、面积广且分布较稳定的盖层。区域盖厚度大、面积广且分布较稳定的盖层。区域盖层对盆地或拗陷的油气运聚起重要作用。层对盆地或拗陷的油气运聚起重要作用。局部(性)盖层局部(性)盖层:分布在一个或数个油气保存单元内,或在分布在一个或数个油气保存单元内,或在某些局部构造、或
5、局部构造某些部位上的盖层。某些局部构造、或局部构造某些部位上的盖层。局部盖层对一个地区油气的局部聚集起控制作局部盖层对一个地区油气的局部聚集起控制作用。用。LOGO1.3、按盖层与油气藏位置按盖层与油气藏位置分分类类直接盖层:直接盖层:指紧邻储集层之上的封闭岩层。直接盖层是单指紧邻储集层之上的封闭岩层。直接盖层是单一型的盖层,它可以是局部盖层,也可以是区域性一型的盖层,它可以是局部盖层,也可以是区域性盖层。盖层。上覆盖层:上覆盖层:指覆于储集层之上的所有非渗透性岩层。直接指覆于储集层之上的所有非渗透性岩层。直接盖层与上覆盖层常常组合成复合型盖层。上覆盖层盖层与上覆盖层常常组合成复合型盖层。上覆
6、盖层一般是指区域性盖层,对区域性的油气聚集和保存一般是指区域性盖层,对区域性的油气聚集和保存起着重要作用。起着重要作用。LOGO1.4、特殊盖、特殊盖层层(1 1)水合物盖层)水合物盖层 甲烷在低温高压下与水形成固态水合物,构成对甲烷在低温高压下与水形成固态水合物,构成对下覆游离态油气聚集的有效封堵。主要形成于极地下覆游离态油气聚集的有效封堵。主要形成于极地及较深海底。及较深海底。(2 2)沥青封堵:油藏被抬升、原有盖层甚至部分油)沥青封堵:油藏被抬升、原有盖层甚至部分油层出露地表遭受侵蚀,轻质油气逸散,原油经生物层出露地表遭受侵蚀,轻质油气逸散,原油经生物降解后形成重质沥青带,对下伏正常油造
7、成封堵。降解后形成重质沥青带,对下伏正常油造成封堵。(3)(3)其它其它:储集层内部的致密胶结带、低渗层内部储集层内部的致密胶结带、低渗层内部的高渗透镜体。的高渗透镜体。LOGO一、盖一、盖层层的分的分类类二、盖二、盖层层的封的封闭闭机理机理三、影三、影响响盖盖层层的因素的因素四、盖四、盖层层的的评评价价烃浓度封闭机理烃浓度封闭机理超压封闭机理超压封闭机理物性封闭机理物性封闭机理盖盖层层的封的封闭闭机机理理2、封闭机理结构图封闭机理结构图主要主要内内容容LOGO2.1、物性封、物性封闭闭机理机理特点:特点:(1 1)岩性致密,无裂缝,毛管阻力岩性致密,无裂缝,毛管阻力 浮力;浮力;(2 2)排
8、替压力排替压力极高,封存压力大,能遮挡游离状极高,封存压力大,能遮挡游离状态的烃。态的烃。(3 3)毛管压力封闭对于油比天然气更重要,所以毛管压力封闭对于油比天然气更重要,所以气易溶于水气易溶于水 (4 4)在泥岩压实阶段的晚期更为重要。在泥岩压实阶段的晚期更为重要。物性封闭(毛管压力封闭):物性封闭(毛管压力封闭):依靠盖层岩石的依靠盖层岩石的毛细管压力毛细管压力对油气运移的一种对油气运移的一种阻止作用。阻止作用。LOGO2.1、物性封、物性封闭闭机理机理排替压力:排替压力:盖层最大连通孔隙所具有的毛细管力称为盖层盖层最大连通孔隙所具有的毛细管力称为盖层的排替压力。排替压力越大,盖层的封盖能
9、力越强,的排替压力。排替压力越大,盖层的封盖能力越强,反之则越差。反之则越差。1/5000 1/10000 2 4 砾1/160 1/5000 1/16 2 砂0.1 1/160 1/256 1/16 粉砂 0.1 1/256 粘土4 10 4极 细 粘 土排 替 压 力,MPa 颗 粒 直 径,mm 沉积物1/5000 1/10000 2 4 砾1/160 1/5000 1/16 2 砂0.1 1/160 1/256 1/16 粉砂 0.1 1/256 粘土4 10 4极 细 粘 土排 替 压 力,MPa 颗 粒 直 径,mm 沉积物不不 同同 粒粒 级级 沉沉 积积 物物 中中 水水 排排
10、 替替 油油 的的 压压 力力LOGO2.1、物性封、物性封闭闭机理机理毛细管压力:毛细管压力:两相流体的界面张力两相流体的界面张力 :润湿接触角:润湿接触角 :盖层毛细管半径:盖层毛细管半径 :储集层毛细管半径:储集层毛细管半径 :毛细管压力差:毛细管压力差LOGO2.1、物性封、物性封闭闭机理机理机理(微观解释):机理(微观解释):由于储集层和盖层孔隙的半径不同,在其他条件相由于储集层和盖层孔隙的半径不同,在其他条件相同的情况下,其毛细管力的大小也不同。由于盖层有比同的情况下,其毛细管力的大小也不同。由于盖层有比储集层更小的孔隙喉道半径,其产生的毛细管力要比储储集层更小的孔隙喉道半径,其产
11、生的毛细管力要比储集层孔隙产生的毛细管力大得多。集层孔隙产生的毛细管力大得多。盖层之所以能够封住储集层中的油气,其本质在于盖层之所以能够封住储集层中的油气,其本质在于盖层具有比储集层更小的孔隙,形成了指向储集层的毛盖层具有比储集层更小的孔隙,形成了指向储集层的毛细管力差,阻止了油气进入盖层的孔隙空间。这种主要细管力差,阻止了油气进入盖层的孔隙空间。这种主要由储集层和盖层物性差异造成的盖层封闭作用称作为盖由储集层和盖层物性差异造成的盖层封闭作用称作为盖层的物性封闭,也称毛细管封闭。层的物性封闭,也称毛细管封闭。LOGO2.2、超、超压压封封闭闭机理机理上 压 实 段下 压 实 段毛 细 管 阻
12、力超 压 分 布封 闭 能 力 的 分 布泥岩层段欠 压 实 段P超压封闭:超压封闭:巨厚泥岩层在压实过程中,水不能顺利排出,造成泥岩中部滞巨厚泥岩层在压实过程中,水不能顺利排出,造成泥岩中部滞留水形成异常高压,形成巨大的孔隙流体压力可以封闭油气。留水形成异常高压,形成巨大的孔隙流体压力可以封闭油气。特点:特点:可以封闭任何相态的烃类可以封闭任何相态的烃类 对天然气的封闭作用比对石油更重要对天然气的封闭作用比对石油更重要 在泥岩压实阶段的中期更重要在泥岩压实阶段的中期更重要 LOGO2.3、烃浓度烃浓度封封闭闭机理机理烃浓度封闭:烃浓度封闭:指具有一定生指具有一定生烃烃能力的地能力的地层层,以
13、,以较较高的高的烃浓烃浓度阻度阻滞滞下伏下伏油油气气向上向上扩扩散散运运移。移。特点:特点:1.主要是主要是对对以以扩散方式扩散方式向上向上 运运移的油移的油气气起作用。起作用。扩散原因扩散原因:浓浓度差度差扩散方向扩散方向:高:高浓浓度向低度向低浓浓度。度。2.烃浓烃浓度封度封闭闭是一是一种暂时种暂时的封的封闭闭。生油生油层层生生烃烃出出现现高高浓浓度,向上下度,向上下扩扩散,阻止下伏散,阻止下伏储储集集层层油油气气向上向上扩扩散。散。LOGO2.4、三、三种种封封闭闭机理的机理的对对比比封闭机理封闭机理特特 点点毛细管封闭作为盖层封油气最普遍的原理,因而最为常见压力封闭可以阻止水溶液和扩散
14、方式运移的油气烃浓度封闭随生烃量的增加可能会产生超压封闭总结:同一盖层中,各类封闭机理可以取长补短,封闭机理越丰富的盖层封闭性越好。对对比比LOGO一、盖一、盖层层的分的分类类二、盖二、盖层层的封的封闭闭机理机理三、影三、影响响盖盖层层的因素的因素四、盖四、盖层层的的评评价价盖层的韧性盖层的韧性盖层的厚度盖层的厚度盖层的岩性盖层的岩性影影响响盖盖层层的因的因素素盖层的分布范围和连续性盖层的分布范围和连续性主要主要内内容容3、影响因素结构图影响因素结构图LOGO3.1、盖、盖层层的岩性的岩性 简述:简述:从理论上讲,任何一种岩性的岩层均可作为盖从理论上讲,任何一种岩性的岩层均可作为盖层,只要其排
15、替压力大于下伏储集层中油气向上运层,只要其排替压力大于下伏储集层中油气向上运动的动力。动的动力。但是大量油气田勘探结果表明,最常见的盖层但是大量油气田勘探结果表明,最常见的盖层的岩性主要为两大岩石类:一类是的岩性主要为两大岩石类:一类是泥质盐类泥质盐类,一类,一类是是膏盐类膏盐类。其中泥质岩类常与储集岩层并存;而膏。其中泥质岩类常与储集岩层并存;而膏岩盖层则多发育在碳酸盐岩剖面中。在特殊情况下岩盖层则多发育在碳酸盐岩剖面中。在特殊情况下,如在构造变动微弱的地区,裂缝不发育,致密的,如在构造变动微弱的地区,裂缝不发育,致密的泥灰岩也可充当盖层。泥灰岩也可充当盖层。分类:分类:LOGO3.1.1、
16、盖、盖层层的岩性的岩性泥泥质质岩岩类类特点:特点:1.1.孔隙细小,排替压力很高,具有较强的物性封闭能力。孔隙细小,排替压力很高,具有较强的物性封闭能力。2.2.分布广、数量多、最常见,各种沉积环境中。分布广、数量多、最常见,各种沉积环境中。影响该类盖层的因素:影响该类盖层的因素:泥岩中膨胀性矿物(尤其是蒙脱石)越多,盖层质量就越泥岩中膨胀性矿物(尤其是蒙脱石)越多,盖层质量就越好,遮挡力越强,对保存油气藏所需的厚度越小。反之,则好,遮挡力越强,对保存油气藏所需的厚度越小。反之,则要很大厚度来补偿。要很大厚度来补偿。泥质盖层与粒度组分有密切关系。一般说来,分散性(粉泥质盖层与粒度组分有密切关系
17、。一般说来,分散性(粉碎程度)越高,其渗透率越低,因此,遮挡能力就越强。碎程度)越高,其渗透率越低,因此,遮挡能力就越强。含砂质、粉砂质等杂质会大大降低泥质盖层的遮挡能力。含砂质、粉砂质等杂质会大大降低泥质盖层的遮挡能力。矿物成份:蒙脱石吸收容量大,因此遮挡力强;交换络合矿物成份:蒙脱石吸收容量大,因此遮挡力强;交换络合物中物中NaNa+高的其膨胀性、塑性、吸水性增大,毛管压力和渗透高的其膨胀性、塑性、吸水性增大,毛管压力和渗透性降低。性降低。LOGO3.1.2、盖、盖层层的岩性的岩性膏膏盐类盐类 岩盐、石膏类盖层岩盐、石膏类盖层 膏盐类盖层基本不具有孔隙,其物性封闭能力比泥岩膏盐类盖层基本不
18、具有孔隙,其物性封闭能力比泥岩更强,因而该类盖层是高质量的盖层,可遮挡高压气藏。更强,因而该类盖层是高质量的盖层,可遮挡高压气藏。其阻挡天然气扩散的能力要比一般额泥岩强近一百倍,可其阻挡天然气扩散的能力要比一般额泥岩强近一百倍,可以有效地阻挡烃类的扩散损失。以有效地阻挡烃类的扩散损失。单独由石膏(特别是硬石膏)组成的盖层,其遮挡能力单独由石膏(特别是硬石膏)组成的盖层,其遮挡能力不如盐岩。石膏与岩盐塑性是硬石膏的三倍,所以由硬石不如盐岩。石膏与岩盐塑性是硬石膏的三倍,所以由硬石膏组成的盖层的油气藏油气柱高度不大,油气充满系数小膏组成的盖层的油气藏油气柱高度不大,油气充满系数小。只有石膏与岩盐结
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