液态的石油和气态的天然气都是流体,它们在压差作用下会发生流动。岩石里的缝缝洞洞虽然可以供石油和天然气作安身之处,但如果不把它们封堵在里面,只要一有压力变化,这些相互连通的缝缝洞洞就只不过是油、气经过的通道而已。那么,地下的油气如何聚集起来?有没有能够储集且遮挡油气逃逸的“库”,地下的油气是否需要进入“库”中,才能储集起来、保存得住?答案是肯定的。
要想形成油气藏,除了具有能够生成油气的烃源岩和能够保存它们的储集岩之外,还有一个重要的因素,那就是必须有盖层岩石的存在。也就是储层之上能够形成封挡,使存储其中的油气免于向上逸散的一个保护层/遮挡层。
盖层是与储层紧邻的、致密的低渗透层,可保护储层中的油气不向上逸散。盖层的好坏与油气在地壳中的聚集和保存关系密切,盖层是形成油气藏不可缺少的条件。
常见的盖层有泥岩、页岩、蒸发岩(膏盐、盐岩)和致密石灰岩,其中以蒸发岩质量最好。在同样的环境条件下,盖层的性质主要与岩性有关,其优势顺序由好至差大致排序如下:盐岩→富含干酪根的页岩→黏土质泥岩→膏盐→硬石膏→粉砂质页岩→泥灰岩→碳酸盐岩。
岩石层内具备了储存油气的储集岩,储集岩之上又有防止油气散失、阻止油气继续运移的遮挡物,就构成了“圈闭”,它是形成油气藏的基础。圈闭是具备捕获分散烃类形成油气聚集的有效空间,具备储藏油气的能力,但圈闭中不一定都有油气。一旦有足够数量的油气进入圈闭,充满圈闭或占据圈闭的一部分,便可形成油气藏。
圈闭的种类很多,背斜圈闭是世界上最早被认识的圈闭类型。在石油工业发展的初期,人们从广泛的实践中,总结出了“背斜学说”,提出了要在有背斜的地方去找油,卓有成效地推动了当时石油工业的发展。背斜圈闭是最主要、最普遍也是最容易找到的圈闭类型;而非背斜圈闭成因复杂,形态多样,隐蔽圈闭的勘探难度大,但也发现了不少大型油气田。随着勘探的深入发展,非构造圈闭将越来越显示出其勘探价值,特别是在老油气区,它将成为今后勘探的主要目标。[背斜学说:1842年洛根(W.E.Logan)发现加拿大一处油苗与背斜的关系,引起普遍关注。1861年亨特(T.S.Hunt)提出“背斜理论”,他指出:由于石油比水轻,聚集在背斜的顶部,可以期望沿着背斜或褶皱线钻井发现石油。后来这个理论不断完善,发展成为具有储层和不渗透隔层,并与烃源岩相关的背斜构造成藏理论。作为早期的石油地质学理论,背斜理论在世界上一大批油气田的发现中,卓有成效地指导了石油勘探实践。]
地层圈闭是一种非构造圈闭,主要由储层岩性横向变化或地层连续性中断而形成的圈闭。常见由透镜体砂岩、岩相变化、生物礁体等形成的原生地层圈闭,由地层不整合、成岩后期溶蚀作用等形成的次生地层圈闭。
水动力圈闭,由储集岩层中水动力发生变化造成流体遮挡而形成的圈闭,如酒泉盆地北部单斜带的单北油田,即属于这一类圈闭。复合圈闭,上述两种或三种圈闭因素共同组合形成的圈闭。主要有构造—地层复合圈闭,构造—水动力复合圈闭,地层—水动力复合圈闭和构造—地层—水动力复合圈闭。
复合圈闭,上述两种或三种圈闭因素共同组合形成的圈闭。主要有构造—地层复合圈闭,构造—水动力复合圈闭,地层—水动力复合圈闭和构造—地层—水动力复合圈闭。