第四节含油气系统概述 油气藏的形成和分布是地质历史长期发展的综合结果,是盆地演化的产物,是 生、储、盖层和生、运、聚等静动态多种因素共同作用有机配合形成的。为了更实际地 分析油气藏的形成作用,1972年美国石油地质学家W.G.Dow在丹佛举行的AAPG年会上 首次将“系统”一词用于石油地质及地质力学中,1980年法国石油地质学家 Perrondon 率先提出含油气系统的概念,1987年美国石油地质学家L.B. Magoon将要素一词用于含 油气系统的概念,并于1991年AAPG年会上与Dow主持了一个主题为“含油气系统:源 岩到圈闭”的讨论会,对含油气系统的概念进行重新修正,并讨论了含油气系统的研究 内容及分类,近年来,这一新概念正在被普遍接受和广泛应用。 含油气系统的概念 含油气系统:被定义为是一个自然的系统,包含活跃的烃源岩及所有已形成的 油、气藏,并包含油、气藏形成时所必不可少的一切地质要素及作用。 所谓活跃的烃源岩是指现在也许已不再活跃或者说已消耗殆尽,而地质历史中 曾经活跃的油气源岩 所谓“油气”一词,包括下列高度聚集的任何烃类物质,赋存于常规储层、天 然气水合物、致密储集层、裂缝性页岩和煤层中的热成因及生物成因的天然气;储集在 硅质碎屑岩、碳酸盐岩中的凝析油、原油、重油及固态沥青。 地质要素包括油气源岩、储集岩、盖层及上覆岩层这些静态因素。 地质作用包括圈闭的形成及烃类的生成、运移和聚集这一发展过程, 所谓“系统”一词描述相互依存的各地质要素和地质作用,这些地质要素和作
第四节 含油气系统概述 油气藏的形成和分布是地质历史长期发展的综合结果，是盆地演化的产物，是 生、储、盖层和生、运、聚等静动态多种因素共同作用有机配合形成的。为了更实际地 分析油气藏的形成作用，1972 年美国石油地质学家 W.G.Dow 在丹佛举行的 AAPG 年会上 首次将“系统”一词用于石油地质及地质力学中，1980 年法国石油地质学家 Perrondon 率先提出含油气系统的概念，1987 年美国石油地质学家 L.B.Magoon 将要素一词用于含 油气系统的概念，并于 1991 年 AAPG 年会上与 Dow 主持了一个主题为“含油气系统：源 岩到圈闭”的讨论会，对含油气系统的概念进行重新修正，并讨论了含油气系统的研究 内容及分类，近年来，这一新概念正在被普遍接受和广泛应用。 一、含油气系统的概念 含油气系统：被定义为是一个自然的系统，包含活跃的烃源岩及所有已形成的 油、气藏，并包含油、气藏形成时所必不可少的一切地质要素及作用。 所谓活跃的烃源岩是指现在也许已不再活跃或者说已消耗殆尽，而地质历史中 曾经活跃的油气源岩。 所谓“油气”一词，包括下列高度聚集的任何烃类物质， 赋存于常规储层、天 然气水合物、致密储集层、裂缝性页岩和煤层中的热成因及生物成因的天然气；储集在 硅质碎屑岩、碳酸盐岩中的凝析油、原油、重油及固态沥青。 地质要素包括油气源岩、储集岩、盖层及上覆岩层这些静态因素。 地质作用包括圈闭的形成及烃类的生成、运移和聚集这一发展过程。 所谓“系统”一词描述相互依存的各地质要素和地质作用，这些地质要素和作
用组成了形成油气藏的功能单元。这些基本要素和作用必须有适当的时空配置,才能使 源岩中的有机质转化为油气,进而形成油气藏。 二、分级与命名 Magoon根据生油洼陷生油并形成聚集的可靠性可将含油气系统分为三个级别:已知 (!)、假定(*)和推测(?)。 可靠性等级实际上是一个油源可靠性问题,它指明了一个油气藏中的油气源于某一成熟 源岩的可靠程度。已知的含油气 系统(!):油气藏中的油气与源岩之间的地球化学指标具良好的可比性;假想的含油 气系统(*):地化资料可确定源 岩,但油气藏中的油气与源岩之间不具可比性;推测的含油气系统(?):源岩和油气 藏都是根据地球物理资料来推测的 对其命名则是以生油岩的名称、储集岩名称再加上上述符号表示所确定的级别 如塔里木盆地库车坳陷侏罗一第三系(!) 油气系统、吐哈盆地台北凹陷西山窑组—西山窑组、三间房组(!)油气系统等。 、含油气系统的研究内容 含油气系统有其特定的区域、地层展布及时间范围,可用来描述的图件有:含 油气系统的埋藏史曲线图;含油气系统在关键时刻的平面展布图和剖面图,含油气系统 事件表。 1、基本要素 含油气系统的基本要素包括源岩、 储集岩、盖层及上覆岩层。源岩、储 集岩、盖层是含油气系统存在的最基 本要素,上覆岩层除了提供源岩成熟 所需负荷之外,还对下伏岩层中运移 通道及圈闭的几何形态产生明显的影
用组成了形成油气藏的功能单元。这些基本要素和作用必须有适当的时空配置，才能使 源岩中的有机质转化为油气，进而形成油气藏。 二、分级与命名 Magoon 根据生油洼陷生油并形成聚集的可靠性可将含油气系统分为三个级别：已知 （！）、假定（*）和推测（？）。 可靠性等级实际上是一个油源可靠性问题，它指明了一个油气藏中的油气源于某一成熟 源岩的可靠程度。已知的含油气 系统（！）：油气藏中的油气与源岩之间的地球化学指标具良好的可比性；假想的含油 气系统（*）：地化资料可确定源 岩，但油气藏中的油气与源岩之间不具可比性；推测的含油气系统（？）：源岩和油气 藏都是根据地球物理资料来推测的。 对其命名则是以生油岩的名称、储集岩名称再加上上述符号表示所确定的级别。 如塔里木盆地库车坳陷侏罗—第三系(!) 油气系统、吐哈盆地台北凹陷西山窑组—西山窑组、三间房组(!)油气系统等。 三、含油气系统的研究内容 含油气系统有其特定的区域、地层展布及时间范围，可用来描述的图件有：含 油气系统的埋藏史曲线图；含油气系统在关键时刻的平面展布图和剖面图，含油气系统 事件表。 1、基本要素 含油气系统的基本要素包括源岩、 储集岩、盖层及上覆岩层。源岩、储 集岩、盖层是含油气系统存在的最基 本要素，上覆岩层除了提供源岩成熟 所需负荷之外，还对下伏岩层中运移 通道及圈闭的几何形态产生明显的影
响。含油气系统埋藏史图及根据关键 时刻绘制的剖面图可展示这些基本要 素及空间关系,埋藏史图已显示了 Deer-Boar(*)含油气系统的源岩、 储层、盖层及上覆岩层这些基本要素 图为横切关键时刻平面图的剖面图, 图中显示了Deer-Boar(*)含油气系统的地层展布及关键时刻的源岩、储集岩、盖层及 上覆岩层等基本要素的空间关系 生油窗顶之下的源岩为活跃生油岩,之上为未成熟生油岩,油气赋存于储集岩中,上面 有盖层起封闭作用 一含油气系统区域展布 A 含油气系统地层展布 上覆岩层 含油气系统 盖层 基本要素 储集层 沉积盆地 活跃的生油岩 生油岩 图基岩 油气聚集(A) 生油宦顶 褶皱和逆冲带:箭头表示相对运动方向 。。生气窗顶 埋藏史图表的位置 关键时刻:250Ma) Deer-bear()含油气系统在关键时刻的地层展布图 2、关键时刻 关键时刻是指含油气系统中大部分油气生成-运 移-聚集的时间。它以地层的埋藏史曲线图为依据, 计算时温指数(TTI值)可显示大部分烃类的生成时 间,从地质角度看,油气的运移和聚集发生在短暂 的时间段内,它通常在源岩处于最大埋深稍晚的时
响。含油气系统埋藏史图及根据关键 时刻绘制的剖面图可展示这些基本要 素及空间关系，埋藏史图已显示了 Deer -Boar(*)含油气系统的源岩、 储层、盖层及上覆岩层这些基本要素， 图为横切关键时刻平面图的剖面图， 图中显示了 Deer -Boar(*)含油气系统的地层展布及关键时刻的源岩、储集岩、盖层及 上覆岩层等基本要素的空间关系。 生油窗顶之下的源岩为活跃生油岩，之上为未成熟生油岩，油气赋存于储集岩中，上面 有盖层起封闭作用。 2、关键时刻 关键时刻是指含油气系统中大部分油气生成-运 移-聚集的时间。它以地层的埋藏史曲线图为依据， 计算时温指数（TTI 值）可显示大部分烃类的生成时 间，从地质角度看，油气的运移和聚集发生在短暂 的时间段内，它通常在源岩处于最大埋深稍晚的时
刻,即为关键时刻。图为Deer-Boar(*)含油气系 统的埋藏史曲线图,图中所有岩层均为虚构的, Deer页岩为源岩,Boar砂岩为储集岩, George页岩 为盖层,而Deer页岩以上的岩石均为上覆岩层。图 中显示了源岩在二叠纪的距今260Ma时进入生油窗, 最大埋深为距今255Ma,关键时刻是距今250Ma, 气生成、运移、聚集的时间从260~240Ma,这也就是含油气系统的时间。 古生界 中生代 新生代 辈层 生油窗项 生气直成 个关键时刻 Deer-bear()含油气系统埋藏史图 3、含油气系统展布范围 关键时刻的含油气系统,其区域 展布范围由活跃烃源岩及所有来自该 源岩的常规和非常规油、气藏、油气 显示的界线所圈定。图为Deer-Boar (*)含油气系统在关键时刻古生代末的 平面图,位于生油、气窗之内的活跃
刻，即为关键时刻。图为 Deer —Boar(*)含油气系 统的埋藏史曲线图，图中所有岩层均为虚构的， Deer 页岩为源岩，Boar 砂岩为储集岩，George 页岩 为盖层，而 Deer 页岩以上的岩石均为上覆岩层。图 中显示了源岩在二叠纪的距今 260Ma 时进入生油窗， 最大埋深为距今 255Ma，关键时刻是距今 250Ma，油 气生成、运移、聚集的时间从 260～240Ma，这也就是含油气系统的时间。 3、含油气系统展布范围 关键时刻的含油气系统，其区域 展布范围由活跃烃源岩及所有来自该 源岩的常规和非常规油、气藏、油气 显示的界线所圈定。图为 Deer—Boar (*)含油气系统在关键时刻古生代末的 平面图，位于生油、气窗之内的活跃
烃源岩,其外为未成熟的烃源岩,含 油气系统的区域展布范围由一条线来 圈定,这条线圈定了活跃烃源岩及所 有有关的已发现的油气显示。 含油气系绕区域展布 图例 AA逆冲带锯齿对着上盘 上断层短齿对着下盘 倾伏背斜 下吧人肤 埋藏史图表的位置 宀生油窗顶 生气窗顶 油气运移方向 油气聚集 关键时熟2508) Deer-bear()含油气系统在关键时刻的区域展布图 4、持续时间 持续时间是指形成一个含油气系统所 需的时间。含油气系统需要经过足够的地 质时期方能具备所有的基本要素和完成形 成油气藏所必要的那些地质作用,如果源 岩是沉积的最初要素,且源岩成熟所需的 上覆岩层是最后要素,那么最初和最后要 素之间的时间差就是该含油气系统的持续 时间。图为Deer-Boar(*)含油气系统事件 图,图中显示了八种不同的事件:上部四 种事件记录了几个基本要素的地层沉积时
烃源岩，其外为未成熟的烃源岩，含 油气系统的区域展布范围由一条线来 圈定，这条线圈定了活跃烃源岩及所 有有关的已发现的油气显示。 4、持续时间 持续时间是指形成一个含油气系统所 需的时间。含油气系统需要经过足够的地 质时期方能具备所有的基本要素和完成形 成油气藏所必要的那些地质作用，如果源 岩是沉积的最初要素，且源岩成熟所需的 上覆岩层是最后要素，那么最初和最后要 素之间的时间差就是该含油气系统的持续 时间。图为 Deer-Boar(*)含油气系统事件 图，图中显示了八种不同的事件：上部四 种事件记录了几个基本要素的地层沉积时
间,接下两个事件记录了含油气系统形成 过程的时间。圈闭的形成时间是根据地球 物理资料、各种地质数据和构造地质分析 来确定,油气的生成-运移-聚集或者说含油气系统的时间是根据地层和油气地球化学硏 究及埋藏史图来确定 400 300 200 100 地质时代 古生代 中生代 新生代 J K 生油岩 储集岩 上覆岩层 圈闭形成 持续时间 保存时间 关健时刻 Deer-beart()含油气系统事件图 5、保存时间 保存时间是指烃类在该系统内被保存 造或被破坏的时间段,它在油气生成-运移-聚 集作用完成之后开始。在保存时间内发生的作 用包括油气的再次运移、物理或生物降解作用 乃至烃类完全被破坏。在保存时间内,再次运 移(三次运移)的油气可聚集在持续时间之后 沉积的储集层中,若保存时间内构造活动轻微, 则油气藏仍保留其原来位置,只有在保存时间
间，接下两个事件记录了含油气系统形成 过程的时间。圈闭的形成时间是根据地球 物理资料、各种地质数据和构造地质分析 来确定，油气的生成-运移-聚集或者说含油气系统的时间是根据地层和油气地球化学研 究及埋藏史图来确定。 5、保存时间 保存时间是指烃类在该系统内被保存、改 造或被破坏的时间段，它在油气生成-运移-聚 集作用完成之后开始。在保存时间内发生的作 用包括油气的再次运移、物理或生物降解作用 乃至烃类完全被破坏。在保存时间内，再次运 移（三次运移）的油气可聚集在持续时间之后 沉积的储集层中，若保存时间内构造活动轻微， 则油气藏仍保留其原来位置，只有在保存时间
内发生褶皱、断裂、抬升或剥蚀作用才会出现 油气的再次运移。如果所有的油气及其基本要 素在保存时间内遭受到破坏,就没有含油气系 统存在过的证据:如果含油气系统的油气生成、 运移、聚集一直延续至今,则无保存时间,可 以认为大部分石油都被保存,而只有少量石油 被降解或破坏。事件图中第7种事件即为保存时 间,最后一种事件是由埋藏史图中所确定的关键时刻 400300200100 地质时代 古生代 中生代 新生代 DM四pκE/素事件 生油岩 储集岩 上覆岩层 圈闭形成 持续时间 保存时间 关键时刻 Deer-bear(“)含油气系统事件图 四、含油气系统的分类 虽然含油气系统的概念已逐步为人们所接受,并已成为一种油气调查和勘探的 研究方法,但由于所采用的依据不同,应用的方法不同,含油气系统的分类很多,且尚 无统一的、很好的分类方案。 Magoon在1989年根据上覆岩层的复杂性(纯与不纯),储集层的岩性(硅质碎 屑岩与碳酸盐的比例)和干酪根的类型(Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型)对美国含油气系统进行分
内发生褶皱、断裂、抬升或剥蚀作用才会出现 油气的再次运移。如果所有的油气及其基本要 素在保存时间内遭受到破坏，就没有含油气系 统存在过的证据；如果含油气系统的油气生成、 运移、聚集一直延续至今，则无保存时间，可 以认为大部分石油都被保存，而只有少量石油 被降解或破坏。事件图中第 7 种事件即为保存时 间，最后一种事件是由埋藏史图中所确定的关键时刻。 四、含油气系统的分类 虽然含油气系统的概念已逐步为人们所接受，并已成为一种油气调查和勘探的 研究方法，但由于所采用的依据不同，应用的方法不同，含油气系统的分类很多，且尚 无统一的、很好的分类方案。 Magoon 在 1989 年根据上覆岩层的复杂性（纯与不纯），储集层的岩性（硅质碎 屑岩与碳酸盐的比例）和干酪根的类型（Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型）对美国含油气系统进行分
类;1992年 Magoon又根据源岩的年代重新分类; Demai son和 Huizinga在1991年根据 烃的充注因素、运移排烃方式,捕集方式提出成因分类;1992年A. Perrondon又以盆地 动力学背景为依据将其分类;1993年 Ma goon和Dow又提出了含油气系统可分为典型和 非典型的分类方法,典型的含油气系统是源岩在上覆岩层深埋作用下热成熟而形成,非 典型的含油气系统是未成熟的源岩,由于其它因素,如岩脉侵入等深部热流作用及生物 活动而形成;还有一种强调了源岩在含油气系统的重要地位,以生油凹陷为基本单位的 分类方法,认为一个生油坳陷(凹陷和洼陷)即为一个含油气系统,类似于我国东部发 展起来的“源控论”思想。 含油气系统的成因分类 Deason和 Huizinga(1991年)考虑到 源岩体积和丰度与大地构造类型无关,而取 决于古环境及古气候条件,因而设计出基于 油气形成、运移和捕集过程的成因分类方案。 含油气系统形成的三种重要地质因素: ①圈闭形成过程中或之后有足够数量的油 气生成:②有利的运移一排烃通道;③存 在大容积的圈闭。因此,成因分类从含油 气系统成因的角度出发,它包括以下三种 地质因素的作用:①充注因素:以源岩的 原始丰度和成熟生油岩体积估算,考虑运 移过程的散失量,可分为过充注,正常充 注和欠充注三种。②运移排烃方式:受构造和地层格架控制,从盆地的区域构造和地层 格架进行预测,可分为垂直排烃和侧向排烃
类；1992 年 Magoon 又根据源岩的年代重新分类；Demaison 和 Huizinga 在 1991 年根据 烃的充注因素、运移排烃方式，捕集方式提出成因分类；1992 年 A.Perrondon 又以盆地 动力学背景为依据将其分类；1993 年 Magoon 和 Dow 又提出了含油气系统可分为典型和 非典型的分类方法，典型的含油气系统是源岩在上覆岩层深埋作用下热成熟而形成，非 典型的含油气系统是未成熟的源岩，由于其它因素，如岩脉侵入等深部热流作用及生物 活动而形成；还有一种强调了源岩在含油气系统的重要地位，以生油凹陷为基本单位的 分类方法，认为一个生油坳陷（凹陷和洼陷）即为一个含油气系统，类似于我国东部发 展起来的“源控论”思想。 含油气系统的成因分类 Demason 和 Huizinga（1991 年）考虑到 源岩体积和丰度与大地构造类型无关，而取 决于古环境及古气候条件，因而设计出基于 油气形成、运移和捕集过程的成因分类方案。 含油气系统形成的三种重要地质因素： ①圈闭形成过程中或之后有足够数量的油 气生成；②有利的运移一排烃通道；③存 在大容积的圈闭。因此，成因分类从含油 气系统成因的角度出发，它包括以下三种 地质因素的作用：①充注因素：以源岩的 原始丰度和成熟生油岩体积估算，考虑运 移过程的散失量，可分为过充注，正常充 注和欠充注三种。②运移排烃方式：受构造和地层格架控制，从盆地的区域构造和地层 格架进行预测，可分为垂直排烃和侧向排烃
③捕集方式:阻止油气大量排出散失的物理阻力程度,取决于构造变形程度和封闭的有 效性,可分为高阻捕集和低阻捕集两种形式。 从以上三个因素中选出合适的一项构成一组条件,便可将含油气系统加以分类
③捕集方式：阻止油气大量排出散失的物理阻力程度，取决于构造变形程度和封闭的有 效性，可分为高阻捕集和低阻捕集两种形式。 从以上三个因素中选出合适的一项构成一组条件，便可将含油气系统加以分类