油气藏的破坏

油气藏的破坏是指由于外界地质条件的变化，原来形成的油气藏逐渐消亡的地质过程。其最终结果是:油气藏在三维空间上不复存在或部分残存，油气藏中的油气完全逸散或部分残留变质。引起油气藏破坏的主要原因有以下几个方面:①圈闭本身遭到破坏，主要表现为圈闭容积变小或丧失，例如圈闭构造遭到掀斜或削蚀等情况;②直接盖层遭到破坏，主要表现为油气通过盖层部分甚至全部漏失;③水动力的增强，可将部分石油冲出圈闭，并引起生物降解和水洗作用，使石油变质破坏;④地层温度和压力的变化，可引起原油裂解和变质、气涌和气顶膨胀、岩石发生水力破裂等现象，使油气变质和散失;⑤烃源补给的变化，主要表现为生烃停滞或运移主路线的改变，导致烃源中断造成油气藏的聚集失去平衡而逐渐萎缩消失。

(一)油气藏破坏的主要地质作用

1.断裂作用

断裂能使储集层断开并发生相对位移。它能改变油气藏中原有的压力平衡状态，促使油气向新的低势区输导。除向地表溢出外，更为重要而常见的作用是使油气在不同储集层间进行再分布。它可以在统一油气藏内重新分配，使油气更多地向高断块集中，而低断块则相应减少。各断块的原始油水界面和压力系统仍是单一的。

断裂结果，也可以使单一富集的油层，分解为若干个油气藏(图7－32)。这种再分布的结果，导致油气聚集规模和经济价值均相应降低。

图7－32 两种不同类型的断层对油气在分布上的影响示意图(据Hobson，1956)

2. 剥蚀作用

地壳抬升剥蚀可以把整个圈闭剥蚀掉，使油气藏从空间上消失或者使部分储集层出露地表，除有大量油气散失外，残留下来的油气被氧化和脱沥青变质形成重油砂和沥青砂。加拿大阿萨巴斯卡的重油和沥青砂就是世界上最大的一个例证。

3. 超压作用

泥质盖层中的异常高压可以导致岩层发生水力破裂，使盖层的封闭能力完全或部分丧失，从而造成圈闭中的油气沿裂缝向上逸散。这种情况也可因储集层中的超高压而造成，一般认为当储集层中的压力系数大于 1. 8 时，其上的泥质盖层不是被压裂就是毛细管封闭被突破，从而失去应有的封闭能力。这种破坏作用往往发生在埋藏比较深的地方，渗漏的油气常在较浅层位的圈闭中形成次生油气藏。

4. 水动力作用

对地层圈闭的油气藏，上倾水流的水动力增强主要是削弱上倾部位盖层的封闭能力。造成部分油气穿盖层向上漏失。对背斜圈闭的油气藏，水动力的增强有两方面的影响: 一是削弱顶部盖层的封闭能力; 二是当盖层封闭能力足够大而油气未产生明显漏失时，则会造成油 ( 气) 水接触面沿水流方向倾斜。根据目前的统计，油气藏中的油 ( 气) 水界面都有几分到几度 ( 最大可达 8°) 的倾斜，说明水动力的影响普遍存在。倾斜角的大小决定于水势梯度的大小和油、气、水的密度值，它们之间有如下关系式:

石油与天然气地质学

式中:γ_og为油(气)与水接触面的倾角;ρ_w为油藏水密度;ρ_og为油(气)的密度;β为水势面坡角。

只有当油(气)接触面倾角γ_og小于地层倾角时，油(气)才能在背斜圈闭中保存下来，否则将被水动力冲走。由于油水密度差比气水密度差小很多，因此当水势梯度tgβ一定时，油水接触面倾角γ_o比气水接触面倾角γ_g要大得多，说明气比油在圈闭中容易保存，油则易被水冲到翼部在水动力与浮力达到平衡的新位置上聚集下来，形成所谓的悬挂油气藏，也可以理解为水动力圈闭(图7－33)。

图7－33 水动力强度对背斜圈闭的油气聚集位置影响示意图

图7－34 西加拿大盆地的生物降解作用(据Tissot等，1978)

5.生物降解和水洗作用

生物降解和水洗虽然是两种作用，但它们经常是同时发生并都与地下水的活动有关。大气水把溶解的氧和微生物带入油气藏并运移到油水界面处，所谓生物降解作用就是微生物有选择地消耗某些烃类成分。该过程大体上按下列正构烷烃、异戍间二烯烷烃、低环的环烷烃和芳香烃顺序先后发生。在有氧的条件下这种作用更为明显和强烈，结果造成原油在降解前后的成分有很大变化(图7－34)。

水洗作用是在地下水沿油水界面运移的过程中，溶解原油中某些易溶的成分，主要是苯、甲苯、二甲苯等，总体上轻烃比重烃更易溶解。通过水洗作用同样使原油的成分发生改变，与生物降解作用在地下很难区分开来。由于它们的共同作用往往在油水界面处形成难以开采的沥青垫。所有这些作用一般都发生在有大气水侵入的浅处或与地表有连通的地方。因此具有封闭性的CaCl₂型油田水，就比具开放性的Na₂CO₃型油田水对油藏的保存更为有利。

(二)油气藏的微渗漏

以上所描述的各种地质作用大多是使圈闭、盖层本身遭到破坏，或是地下水动力、温度、压力等条件发生变化时，油气藏中的油气发生明显的散失和变质。实际上，即便一个相对稳定没有遭到任何外界破坏的油气藏，也无时无刻不在发生着微渗漏作用，对天然气来说主要就是通过盖层的分子扩散，而对原油来说就是通过盖层的微渗漏(图7－35)。

图7－35 油气通过盖层微渗漏和扩散示意图