油气田勘探对象是什么?
长期的勘探实践发现,油气在地壳中是受区域地质构造及岩性、岩相等地质条件的控制而成群、成带有规律出现的。油气藏只是地壳中油气聚集的最小单元。从小到大依次还有油气田、油气聚集带、含油气区和含油气盆地等。为了有效地进行油气田勘探工作,需要研究它们在地壳中的分布规律。
一、油气聚集单元1.构造单元划分一个沉积盆地的构造区划可进一步划分为三级:一级构造、二级构造和三级构造。
一级构造是指根据盆地基底的起伏情况划分的隆起、坳陷和边缘斜坡等。
坳陷是盆地主要发育时期的沉降中心或沉积中心。一般是盆地中沉积地层最全、地层最厚的地方,其中心是生油的有利地区。
隆起是盆地中相对于坳陷地势较高的地方。一般沉积地层不全,即某一时期的沉积地层缺失或被剥蚀,因而厚度不大,不利于生油。
边缘斜坡是盆地中从坳陷到边界的过渡地区。其沉积地层一般是由老到新,呈超覆的接触关系。超覆带往往是储集油气的有利地带。
二级构造是指在一级构造范围内进一步划分的凹陷、凸起、长垣、背斜带和阶地等。
凹陷是盆地中沉积地层最厚的地方,一般是有利的生油区。
凸起、长垣和背斜带都是相对于凹陷的正向构造。一般都是油气聚集的有利地带。
阶地一般是在坳陷与隆起或坳陷与斜坡之间,由阶梯状正断层所形成的平坦地带。有时它也是油气聚集的有利地区。
三级构造也叫局部构造。它是二级构造范围内的背斜、向斜和鼻状构造等。其中背斜和鼻状构造都是油气聚集的有利构造。
2.油气聚集单元1)油气藏油气在单个圈闭中具有统一压力系统的基本聚集称为油气藏。其中“基本聚集”的含义是油气聚集的数量足够大、具有开采价值。人们又把具有开采价值的油气藏称为“工业油气藏”。究竟聚集多大数量的油气才算有开采价值?这要根据当时的政治、经济和技术等各方面的条件和需要进行综合考虑。一般是把经济收益大于全部投资费用的油气藏定为具有开采价值的油气藏。
2)油气田油气田是指受同一局部构造面积控制的油气藏的总和。如果在这个局部构造范围内只有油藏,则称为油田;只有气藏则叫气田;既有油藏又有气藏的则为油气田。
油气田的全部含义,除上述地质学上的概念之外,还应理解为地理上包括一定范围、经济上是基本建设的独立投资核算单位。例如大庆油田的含义就相当广泛了。
3)油气聚集带油气聚集带是指同一个二级构造带中,互有成因联系的、位置邻近的、油气聚集条件相似的一系列油气田的总和。
从油气藏形成的全过程可知,油气运移是区域性的,即运移的主要指向是二级构造带。当二级构造带与生油凹陷连通较好或相距较近时,整个二级构造带各局部构造内的所有圈闭都有可能形成油气藏,致使油气田成群、成带出现而成为油气聚集带。因此,油气聚集带的形成是二级构造带与油源区和储集岩相带有利配合的结果。
4)含油气区含油气区是指在同一大地构造单元内,具有统一的地质发展历史和油气生成、运移及储集条件的地区,包括若干二级构造带和生油凹陷的沉积坳陷。
5)含油气盆地在起伏不平的地壳表面上,那些被山峦或丘陵所环绕的低洼地,地貌学术语称为盆地。
地壳表面上的低洼地(包括陆地上的湖泊和大洋中的海域),在漫长的地质历史过程中不断下沉、接受沉积物,如今已被沉积岩所充填,地质学术语称为沉积盆地。沉积盆地是石油地质勘探工作者首先调查研究的对象。
含油气盆地是指那些在地质历史上曾经发生过油气生成、运移和聚集的沉积盆地。或者说,在其中发现了具有工业价值的油气田的沉积盆地即可称为含油气盆地。也可以说,凡是地壳上具有统一的地质发展史,存在良好的生、储、盖组合和圈闭条件,并已发现油气田的沉积盆地均可称为含油气盆地。
3.油气聚集单元与构造单元的对应关系油气聚集单元与构造单元的对应关系见表3-1。
1 油气聚集单元与构造单元对应关系表构造单元油气聚集单元沉积盆地含油气盆地一级坳陷隆起含油气区二级长垣、凸起背斜带、凹陷油气聚集带三级背斜鼻状构造油气田圈闭油气藏二、油气分布规律大量的勘探实践与科学研究证明,世界上99%的油气田都是在地壳上的沉积岩分布区发现的。因此,石油地质工作者总是把沉积盆地当作主要的勘探对象。如果在一个沉积盆地中发现了油气,其分布是有一定规律的。油气藏的形成与分布受多种因素控制。
1.盆地基底的起伏盆地基底的起伏控制着生油凹陷的形成与分布。在一个沉积盆地中,由于基底结构不同及升降运动的差异,致使有的地区隆起、有的地区沉陷,形成相对的隆起区、坳陷区和斜坡区。相对坳陷或凹陷的沉积中心常常发育着厚度较大的生油层,而成为有利的生油区。隆起和斜坡区因水体较浅,生油层不发育,但储集层相对发育—些。
2.地壳运动的周期性地壳运动的周期性控制着生、储、盖组合的形成与分布。在漫长的地质历史过程中,地壳的升降运动是持续不断的。地壳上某一地区从开始下降到上升结束称为一个周期。地壳运动的一个周期也就相应的形成了一个沉积旋回。一个周期大致可以分为初期下沉、相对稳定下沉、小幅度振荡运动和趋于上升四个阶段。在升降过程中,相应形成了一套由粗到细再到粗的沉积旋回。
一个地区的地壳运动往往是多周期性的,因而形成的沉积也具有多旋回性。一般来说,在每个周期的稳定下沉阶段,容易形成还原相的灰黑色泥岩沉积,是有利的生油岩沉积期。在每个周期从下降至上升的转折阶段,即振荡阶段,往往形成以砂岩为主的沉积,这是有利的储集层沉积期。也就是说,在每一个旋回的中部,生、储、盖组合最有利,含油也最为丰富。碎屑岩沉积是这样,碳酸盐岩沉积基本上也是如此。一般是旋回开始所形成的石灰岩有利于生油;旋回结束时所形成的蒸发岩,如石膏、盐岩等成为良好的盖层;而旋回中期形成的碎屑灰岩、白云岩等有利于储油。
3.岩相古地理条件岩相是在一定沉积环境中所形成的岩石组合。生、储、盖组合是一定沉积环境的产物。岩相古地理条件的变化,对生、储、盖组合的形成与分布有着重要的控制作用。对陆相碎屑岩发育区来说,湖相多为有利的生油区,而三角洲相多为有利的储集区。对海相碳酸盐岩发育区来说,适宜于生油层发育的相带是水体较深的、低能还原环境下形成的泥灰岩、石灰岩发育区。适宜于储集层发育的相带则是水体较浅的、高能氧化环境下形成的碎屑灰岩、介壳灰岩和鲕粒灰岩等发育区。
4.二级构造带综上所述,生、储、盖组合的形成取决于大地构造条件。而油气的富集则受二级构造带的控制。由于各地区地质背景不同,二级构造带的形成与发展也不一样。归结起来主要是继承性的二级构造带和非继承性的二级构造带两种类型。
继承性的二级构造带不仅与盆地坳陷中的生油凹陷相毗邻,而且更重要的是与生油凹陷同时形成并一起持续发育。因此,它也接受了与凹陷相同时期的沉积,仅在岩性和厚度等方面有所区别。凹陷具有良好的生油条件,而二级构造带则具备有利的储油条件。因此,它常常形成高丰度的油气聚集带。
非继承性的二级构造带是指由于受后期的侧压应力等构造运动而形成的二级构造,与古隆起的关系不大。分析非继承性二级构造带与油气聚集的关系时,应遵循的基本原则是:凡是在油气生成及最后一次运移之前或同时形成的二级构造,都有可能形成有利的油气聚集带;反之,则不利。
总之,与生油凹陷匹配的或在二次运移时形成的二级构造带,控制着油气区域性运移和富集。因此,有利的二级构造带是油气勘探的主要目标。