[科普中國]-油氣藏

簡介

地殼中的油氣藏，可分為常規(guī)和非常規(guī)兩大類型。世界油氣勘探開發(fā)的歷史就是一個(gè)由常規(guī)油氣藏到非常規(guī)油氣藏勘探開發(fā)的歷史。

近年來，隨著世界油氣勘探開始進(jìn)入常規(guī)與非常規(guī)油氣并重的時(shí)代，特別是由于非常規(guī)油氣的不斷發(fā)現(xiàn)和研究探索的不斷深入，逐漸發(fā)現(xiàn)主要建立在常規(guī)油氣藏研究基礎(chǔ)上的傳統(tǒng)石油地質(zhì)學(xué)理論已越來越難以適應(yīng)油氣勘探開發(fā)新形勢的需要，不少重要的石油地質(zhì)學(xué)概念和理論（如油氣藏的概念、分類和成藏理論等）亟待重新認(rèn)識和完善。

另一方面，研究表明，常規(guī)油氣藏與非常規(guī)油氣藏在形成和分布上存在著密切聯(lián)系，而且與世界油氣勘探開發(fā)的歷程相反，油氣藏的形成往往是一個(gè)由非常規(guī)到常規(guī)油氣藏形成的過程，或者說是一個(gè)由連續(xù)型聚集到不連續(xù)型聚集的過程，在此過程中形成了連續(xù)、準(zhǔn)連續(xù)和不連續(xù)3種油氣聚集，它們代表了地殼中油氣藏形成的基本類型。2

在含油氣盆地中，常規(guī)與非常規(guī)油氣藏或連續(xù)、準(zhǔn)連續(xù)和不連續(xù)油氣聚集，常常共生共存，但又“相生相克”，其相互之間存在著密切聯(lián)系和獨(dú)特的分布規(guī)律。在此情況下，開展油氣藏由連續(xù)到不連續(xù)全過程的研究，揭示常規(guī)和非常規(guī)油氣藏形成的內(nèi)在聯(lián)系以及各種油氣聚集的特點(diǎn)和分布規(guī)律，對于當(dāng)前以及今后常規(guī)和非常規(guī)油氣的勘探顯得尤為必要和重要。2

概況油氣藏（reservoir，pool）：是地殼上油氣聚集的基本單元，是油氣在單一圈閉中的聚集，具有獨(dú)立壓力系統(tǒng)和統(tǒng)一的油水界面的聚集。注：“單一圈閉”： (1)受單一要素所控制；(2)流體具有統(tǒng)一的壓力系統(tǒng)和統(tǒng)一的油氣水邊界。

油藏：圈閉中只有石油的聚集

氣藏：圈閉中只有天然氣的聚集

油、氣藏：圈閉中既有油也有氣的聚集

商業(yè)性油氣藏（工業(yè)性油氣藏，commercial reservoir）：在一定的政治、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件下，具有商業(yè)開采價(jià)值的油氣藏。

單個(gè)油氣藏中的油氣水分布典型（重力分異）

（1）底水油藏：油柱底下到處都有可動水的油藏。（油水界面海拔高度高于儲層底面高點(diǎn)海拔）

（2）邊水油藏：油藏高點(diǎn)附近的油柱下無底水，邊部才有底水的油藏（邊水）。

（3）氣頂油環(huán)油藏：油氣藏高點(diǎn)附近氣柱下無底油，油體呈環(huán)狀分布。

油氣藏按圈閉的成因分類：構(gòu)造油氣藏，包括背斜油氣藏、斷層油氣藏、裂縫性背斜油氣藏和刺穿油氣藏。地層油氣藏，包括巖性油氣藏、地層不整合油氣藏、地層超覆油氣藏和生物礁塊油氣藏。水動力油氣藏，包括構(gòu)造型水動力油氣藏和單斜型水動力油氣藏。復(fù)合油氣藏，包括構(gòu)造-地層復(fù)合油氣藏、構(gòu)造-水動力復(fù)合油氣藏、地層-水動力復(fù)合油氣藏和構(gòu)造-地層-水動力復(fù)合油氣藏。

除上述分類外，還有過去流傳較廣的布羅德分類。根據(jù)儲集層的形態(tài)把油氣藏分為：層狀油氣藏，包括背斜穹窿油氣藏和遮擋油氣藏；塊狀油氣藏，包括構(gòu)造突起油氣藏、侵蝕突起油氣藏和生物成因突起油氣藏；不規(guī)則油氣藏，包括在正常沉積巖中的透鏡體油氣藏、在古地形凹處的砂巖體油氣藏、在孔隙度和滲透率增高地帶中的油氣藏以及在古地形的微小突起中的油氣藏。

油氣藏的破壞主要是由構(gòu)造作用引起的。構(gòu)造作用首先破壞圈閉的嚴(yán)密性，引起油氣逃逸或遭受氧化和水力沖刷，使油氣藏部分或全部被破壞。原生油氣藏破壞后，也可能形成次生油氣藏。地下深處的高溫、高壓作用也能使油氣藏遭到破壞。

概念有關(guān)油氣藏概念的認(rèn)識，不同時(shí)期、不同國家或地區(qū)的學(xué)者存在著一定差異。

在中國的石油地質(zhì)學(xué)教科書中，較流行的油氣藏概念是，油氣藏是油氣在單一圈閉中的聚集，具有統(tǒng)一的壓力系統(tǒng)和油（氣）－水界面。特別是20世紀(jì)90年代以來的石油地質(zhì)學(xué)教科書對油氣藏的定義，普遍強(qiáng)調(diào)2個(gè)要素：“單一圈閉”和“具有統(tǒng)一的壓力系統(tǒng)和油（氣）－水界面”，如陳榮書所著的《石油及天然氣地質(zhì)學(xué)》、張厚福等所著的《石油地質(zhì)學(xué)》等。

然而，在20世紀(jì)80年代及以前的石油地質(zhì)學(xué)教科書中，給油氣藏的定義雖然也強(qiáng)調(diào)了圈閉的重要性，但并未提及“具有統(tǒng)一油－水界面”，如西北大學(xué)地質(zhì)系石油地質(zhì)教研室所著的《石油地質(zhì)學(xué)》以及張萬選、張厚福所著的《石油地質(zhì)學(xué)》。與國內(nèi)不同，國外學(xué)者在界定油氣藏的內(nèi)涵時(shí)一直未提及其“具有統(tǒng)一的壓力系統(tǒng)和油（氣）－水界面”，甚至連“圈閉”也多未 提及。如Levorsen指出：“一個(gè)單個(gè)礦層中所含的油或者氣稱為油藏或氣藏”。霍布斯和泰拉茨烏則將一個(gè)單個(gè)的聚集叫做一個(gè)油氣藏。Chapman提出單個(gè)儲層中的油氣聚集有時(shí)可以稱作油氣藏（pool），但認(rèn)為“pool”這個(gè)術(shù)語在世界上并未得到公認(rèn)。只有諾斯的油氣藏概念強(qiáng)調(diào)了“單一圈閉”的特征。2

然而，值得注意的是，上述油氣藏概念主要都是基于常規(guī)油氣藏的研究提出的。隨著越來越多非常規(guī)油氣藏的發(fā)現(xiàn)，逐漸認(rèn)識到包括致密油氣、頁巖油氣、煤層氣在內(nèi)的許多非常規(guī)油氣藏，通常并不具有 邊、底水。在此情況下，“具有統(tǒng)一的油（氣）－水界面”的油氣藏概念顯然不適用于非常規(guī)油氣藏。另外，也有研究者認(rèn)為，包括致密油氣、頁巖油氣、煤層氣在內(nèi)的連續(xù)型聚集并無明顯的圈閉和蓋層。2

油氣藏形成的基本條件一、具有充足的油氣來源；

二、具備有利的生儲蓋組合；

三、具備有效的圈閉；

四、具備必要的保存條件。

油氣藏描述油氣藏描述是一項(xiàng)利用獲取的地下信息來研究和定量描述油氣藏開發(fā)地質(zhì)特征，并進(jìn)行評價(jià)的新技術(shù)，簡稱RDS技術(shù)服務(wù)(Reservoir Description Service)。其描述的主要內(nèi)容包括：油氣藏構(gòu)造形態(tài)、儲層沉積特征及非均質(zhì)性、儲層物性及空間結(jié)構(gòu)、流體性質(zhì)及滲流特征等。不同勘探開發(fā)階段，其描述內(nèi)容有所差別和側(cè)重，但都要圍繞油氣藏具體特點(diǎn)和生產(chǎn)需要來進(jìn)行。

油氣藏物性指油氣儲層的巖石物理性質(zhì)、儲層內(nèi)流體的物理化學(xué)性質(zhì)及其在地層條件下的相態(tài)和體積特性，以及巖石一流體的分子表面現(xiàn)象和相互作用，油、氣、水的驅(qū)替機(jī)理等。研究油氣藏物性為油氣田開發(fā)設(shè)計(jì)、開發(fā)動態(tài)分析，以及提高最終采收率提供參數(shù)和依據(jù)，是油氣田開發(fā)重要研究課題之一。

油氣聚集類型劃分及其特征根據(jù)油氣藏的聚集方式或分布樣式，將油氣藏劃分為連續(xù)型、準(zhǔn)連續(xù)型和不連續(xù)型3種油氣聚集類型，連續(xù)型和準(zhǔn)連續(xù)型油氣聚集就是通常所說的非常規(guī)油氣藏，而不連續(xù)型聚集即為常規(guī)油氣藏。2

連續(xù)型油氣聚集“連續(xù)型聚集”概念最早由美國地質(zhì)調(diào)查局在20世紀(jì)90年代中期提出，是指空間分布范圍大、無清晰邊界的油氣 聚 集，且其或多或少不依賴于水柱（邊、底水）而存在。

按照Schmoker的看法，連續(xù)型聚集屬于非常規(guī)油氣藏，包括煤層氣、盆地中心氣、致密氣、頁巖氣和天然氣水合物等。2

真正的連續(xù)型聚集應(yīng)是烴源巖內(nèi)形成的聚集，其典型代表為頁巖油氣、煤層氣等。但并非所有的頁巖油氣藏和煤層氣藏均為連續(xù)型聚集，二者同樣可存在準(zhǔn)連續(xù)型和不連續(xù)型（常規(guī)圈閉型）聚集，尤其是不連續(xù)型（常規(guī)圈閉型）聚集甚至可能還是煤層氣藏乃至頁巖油氣藏的另一種重要類型。2

總結(jié)連續(xù)型油氣聚集的主要特征，可以概括如下：

（1）儲層致密—超致密。

（2）油氣呈吸附、游離、溶解態(tài)等多相態(tài)存在。與典型的準(zhǔn)連續(xù)型和不連續(xù)型油氣聚集油氣主要呈游離態(tài)存在不同，連續(xù)型聚集中油氣的主要賦存相態(tài)不僅存在游離態(tài)，而且具有吸附 態(tài)，甚至還有溶解態(tài)，可以說吸附態(tài)的較多存在是其最鮮明的特征之一。

其中煤層氣主要就是吸附態(tài)。對頁巖氣而言，吸附態(tài)和游離態(tài)均很重要，但二者比例變化較大?？梢哉f，吸附態(tài)的存在，使得烴源巖內(nèi)的油氣聚集具有典型的連續(xù)型聚集特征，而游離態(tài)的大量存在則更有利于油氣的富集高產(chǎn)。

（3）一個(gè)油氣聚集實(shí)際上只有一個(gè)油氣藏，油氣大面積連續(xù)分布，無明確邊界。連續(xù)型聚集的一個(gè)突出特點(diǎn)就是一個(gè)油氣聚集實(shí)際上僅由一個(gè)油氣藏構(gòu)成，因而油氣田為整裝或非整裝性質(zhì)。而且，油氣藏分布面積大、儲量規(guī)模大，普遍為中型以上乃至大型—巨型、超巨型油氣田。其分布面積一般在數(shù)百—數(shù)萬平 方 千米甚至 十 幾 萬平方千米。由于為源內(nèi)成藏，有效烴源巖分布的范圍通常就是油氣聚集的范圍。

（4）源內(nèi)成藏，自生自儲，主要為原位或就近聚集，油氣一般無顯著運(yùn)移。連續(xù)型聚集主要形成于烴源巖內(nèi)，屬于源內(nèi)成藏，可以說只有在源巖內(nèi)部才能形成大面積分布的連續(xù)型油氣聚集。

這種源內(nèi)形成的油氣藏，主要為原位或就近聚集，油氣一般不發(fā)生顯著運(yùn)移，也缺乏優(yōu)勢運(yùn)移通道。否則，若源巖內(nèi)優(yōu)勢運(yùn)移通道發(fā)育，則一方面在烴源巖內(nèi)形成的可能多是常規(guī)油氣藏（如泥巖裂縫油氣藏）；另一方面容易造成油氣自烴源巖向外大量排出，從而不利于源內(nèi)聚集。

（5）油氣聚集基本不受圈閉控制。對連續(xù)型的頁巖油氣、煤層氣等烴源巖內(nèi)油氣聚集特征的研究表明，這類油氣聚集基本上不受圈閉控制，其油氣聚集和分布主要受有效烴源巖分布和頂、底板條件等控制。盡管基本不受圈閉控制，但構(gòu)造圈閉的存在往往會對這類油氣藏的局部富集具有一定乃至重要控制作用，這時(shí)構(gòu)造圈閉實(shí)際上起了“甜點(diǎn)”的作用。另外，對有些連續(xù)型油氣聚集（如煤層氣藏）而言，水動力條件也會對油氣的富集產(chǎn)生重要控制作用，但其可能并不完全充當(dāng)圈閉（所謂“水動力圈閉”）的作用，而類似于“甜點(diǎn)”性質(zhì)。

（6）油氣富集主要受源巖質(zhì)量、儲層“甜點(diǎn)”、封蓋條件等控制，具有構(gòu)造低部位富集特點(diǎn)。2

準(zhǔn)連續(xù)型油氣聚集準(zhǔn)連續(xù)型油氣聚集主要形成于鄰近烴源巖的致密儲層中，其典型代表為致密油氣藏。但并非所有的準(zhǔn)連續(xù)型聚集均為致密油氣，也并非所有的致密油氣都屬于準(zhǔn)連續(xù)型聚集。

在頁巖油氣和煤層氣藏中同樣可能存在著準(zhǔn)連續(xù)型聚集，而一些致密油氣藏則屬于不連續(xù)型（常規(guī)圈閉型）聚集，針對致密油氣，以往曾提出過2種成藏模式：①深盆氣或連續(xù)型聚集模式；②常規(guī)圈閉型聚集模式。近年來，趙靖舟等則研究認(rèn)為，致密油氣盡管存在上述2種模式，但主要是準(zhǔn)連續(xù)型聚集模式。白玉彬等亦認(rèn)為鄂爾多斯盆地延長組6段屬于該模式成藏。所謂準(zhǔn)連續(xù)型油氣聚集，是指由多個(gè)相互鄰近的中小型油氣藏所構(gòu)成的油氣藏群，油氣藏呈準(zhǔn)連續(xù)分布，無明確的油氣藏邊界。2

總結(jié)準(zhǔn)連續(xù)型油氣聚集的主要特征，可以概括如下：

（1）儲層致密，且多為“先致密后成藏”。

（2）油氣大面積準(zhǔn)連續(xù)分布，無明確邊界，邊、底水無或僅局部分布，無區(qū)域性油氣水倒置。

（3）近源成藏，油氣為大面積彌漫式充注，初次運(yùn)移直接成藏和短距離二次運(yùn)移成藏，油氣運(yùn)移聚集主要為非浮力驅(qū)動。

（4）油氣聚集主要受巖性等非背斜圈閉控制，背斜圈閉基本不起控制作用。

（5）油氣主要富集在平緩凹陷和斜坡部位，烴源、儲層及封蓋條件等是主要控制因素。2

不連續(xù)型油氣聚集不連續(xù)型油氣聚集又可稱為常規(guī)圈閉型或常規(guī)油氣聚集，主要分布于常規(guī)儲層（滲透率一般大于1mD）。但并非所有的不連續(xù)型聚集均為常規(guī)儲層，致密油氣、煤層氣、頁巖油氣等非常規(guī)油氣藏同樣可存在不連續(xù)型（常規(guī)圈閉型）聚集。

事實(shí)上，不連續(xù)型（常規(guī)圈閉型）聚集也是非常規(guī)油氣重要的成藏方式之一。如致密油氣盡管多屬于準(zhǔn)連續(xù)型聚集，但也存在著背斜等常規(guī)圈閉型油氣藏。特別是在致 密儲層構(gòu)造變形較強(qiáng)烈的地區(qū)（如前陸沖斷帶等），背斜等構(gòu)造圈閉型油氣聚集甚至是一種主要的成藏模式。另外，如果致密油氣藏與其儲層是“先成藏后致密”的關(guān)系，則其同樣可能形成常規(guī)圈閉型聚集。2

總結(jié)不連續(xù)型油氣聚集的主要特征，概括如下：

（1）油氣藏呈孤立分散分布，邊界明確，通常具有完整邊、底水。

（2）油氣藏形成一般要經(jīng)過二次運(yùn)移，近源或遠(yuǎn)源成藏，浮力為油氣運(yùn)移的主要?jiǎng)恿?，普遍存在?yōu)勢油氣運(yùn)移通道。

（3）油氣聚集嚴(yán)格受圈閉控制，圈閉類型多樣。

（4）油氣富集受多重因素控制，構(gòu)造高部位油氣一般最為富集。2

三種類型油氣聚集的時(shí)空關(guān)系及分布規(guī)律連續(xù)型、準(zhǔn)連續(xù)型和不連續(xù)型油氣聚集代表了地殼中油氣藏形成的3種基本類型，它們可普遍存在于世界各個(gè)主要含油氣盆地。而且，同一烴源灶所生成的油氣，往往可同時(shí)形成連續(xù)型、準(zhǔn)連續(xù)型和不連續(xù)型油氣聚集，它們之間存在著密切聯(lián)系和獨(dú)特的分布規(guī)律。2

就空間分布而言在橫向上，連續(xù)型和準(zhǔn)連續(xù)型油氣聚集主要分布于生烴凹陷及斜坡部位，而不連續(xù)型油氣聚集則主要分布于凹陷邊緣的構(gòu)造高部位以及凹陷內(nèi)部相對較淺的部位或相對遠(yuǎn)離有效烴源層的部位。

在縱向上，3種油氣聚集往往并不同層出現(xiàn)，而可分布于不同層位，且常常表現(xiàn)為由烴源巖向上和向下，依次為連續(xù)型、準(zhǔn)連續(xù)型和不連續(xù)型聚集的分布特點(diǎn)。

通常，以致密油氣為代表的準(zhǔn)連續(xù)型油氣聚集分布于烴源巖（連續(xù)型油氣聚集）的上、下鄰近地層，具有近源分布的特點(diǎn)，而不連續(xù)的常規(guī)油氣聚集則多分布于更遠(yuǎn)的地層中。這是由于烴源巖層往往代表了最大海（湖）侵時(shí)期，在此之前為海（湖）進(jìn)階段，因而常常形成正粒序沉積結(jié)構(gòu)；而在烴源巖之上則為海（湖）退階段，往往形成反粒序沉積結(jié)構(gòu)。

因此，越靠近烴源巖，沉積物顆粒越細(xì)小，越容易形成致密儲層，而遠(yuǎn)離烴源巖則容易形成常規(guī)儲層。由此可以預(yù)測，在含油氣盆地中，普遍存在著頁巖油氣（或煤層氣）、致密油氣、常規(guī)油氣（亦即連續(xù)型、準(zhǔn)連續(xù)型、連續(xù)型聚集）相伴生的現(xiàn)象。2

就油氣聚集形成的時(shí)序而言研究發(fā)現(xiàn)，同一烴源灶油氣藏的形成，通常具有由連續(xù)到不連續(xù)聚集的特點(diǎn)，即連續(xù)型聚集一般先形成，其次是準(zhǔn)連續(xù)型聚集，最后是不連續(xù)型油氣聚集。其具體形成過程如下：

首先，由烴源巖生成的油氣，通常優(yōu)先滿足源巖自身的飽和，并聚集成藏，形成連續(xù)型油氣聚集；隨后，當(dāng)烴源巖的孔隙被油氣飽和后或者當(dāng)源巖內(nèi)生成的油氣有足夠的動力發(fā)生排烴后，持續(xù)生成的油氣才開始向烴源巖外的儲層中排出。

對厚層烴源巖而言，容易發(fā)生排烴的是其上、下邊緣部位，或者靠近斷層的部位，而源巖內(nèi)部則難以排烴從而容易滯留成藏，是連續(xù)型油氣聚集的主要部位。自源巖排出的油氣在向外運(yùn)移的過程中，由于距離源巖最近的儲層往往是致密儲層，因此油氣在烴源巖外的聚集通常首先發(fā)生在致密儲層中，從而形成致密油氣藏或準(zhǔn)連續(xù)型聚集，除非有斷層將源巖與常規(guī)儲層直接連通。當(dāng)油氣滿足了致密儲層中的聚集后，富余的油氣開始向距離烴源巖相對較遠(yuǎn)的常規(guī)儲層進(jìn)行運(yùn)移聚集，從而形成常規(guī)油氣藏或不連續(xù)型聚集。2

由于在同一烴源灶形成的油氣聚集中，連續(xù)型、準(zhǔn)連續(xù)型和不連續(xù)型油氣藏是油氣自烴源巖生成以及向儲層運(yùn)移的過程中，分別在烴源巖、致密儲層和常規(guī)儲層中聚集的產(chǎn)物，因此三者在資源潛力上存在著相互消長關(guān)系。其中連續(xù)型聚集所占源巖生成油氣的比例（滯留率）是關(guān)鍵，油氣在源巖內(nèi)的滯留率越高或排烴率越低，連續(xù)型油氣聚集的資源比例就越高，而準(zhǔn)連續(xù)型和不連續(xù)型油氣聚集的資源所占比例則越低。決定油氣在烴源巖中滯留率高低的主要因素是有效烴源巖的厚度、有機(jī)質(zhì)豐度及其頂、底板封蓋條件等，有效烴源巖的厚度越大、有機(jī)質(zhì)豐度越高、特別是頂、底板封蓋條件越好，通常越有利于油氣在烴源巖內(nèi)的聚集成藏，形成的連續(xù)型油氣聚集的資源比例也就越高。

相反，厚度較薄且頂、底板封蓋條件較差的烴源巖，其排烴率一般較高，從而對源外成藏有利，卻不利于油氣在烴源巖內(nèi)的聚集成藏。而致密儲層中準(zhǔn)連續(xù)型油氣聚集和常規(guī)儲層中不連續(xù)型油氣聚集的資源潛力除了取決于烴源巖排出的油氣數(shù)量外，還受控于致密儲層的規(guī)模、質(zhì)量及其封蓋層條件優(yōu)劣，致密儲層及其蓋層條件越好，就越有利于致密儲層內(nèi)的油氣成藏，則形成的準(zhǔn)連續(xù)型聚集的資源比例就越高，反之則利于常規(guī)儲層的成藏和資源富集。2

結(jié)語油氣藏的形成是一個(gè)由連續(xù)型聚集到不連續(xù)型聚集的過程，在此過程中形成了連續(xù)型、準(zhǔn)連續(xù)型和不連續(xù)型油氣聚集，三者之間既相互有別，又密切聯(lián)系。在含油氣盆地中，常規(guī)與非常規(guī)油氣藏或連續(xù)、準(zhǔn)連續(xù)和不連續(xù)油氣聚集，常常共生共存，但又“相生相克”，其相互之間存在著密切聯(lián)系和獨(dú)特的分布規(guī)律。

因此，在含油氣盆地或含油氣系統(tǒng)成藏研究與油氣勘探中，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對油氣藏形成全過程、全方位的研究，以便最大限度地提高勘探成效。2