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石油地质学题库

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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一、名词解释绪论1石油地质学是矿床学的一个分支,是在石油和天然气勘探及开采的大量实践中总结出来的一门新兴学科,它是石油及天然气地质勘探领域的重要理论基础课。第一章 石油、天然气、油田水的成分和性质1石油沥青类天然气、石油及其固态衍生物,统称为石油沥青类。它们同煤类、油页岩、一部分硫,都是自然界常见的可燃矿产。2可燃有机矿产或可燃有机岩天然气、石油及其固态衍生物,统称为石油沥青类。它们同煤类、油页岩、一部分硫,都是自然界常见的可燃矿产。因为这些矿产多由古代的动物、植物遗体演变而来,属有机成因,又具有燃烧能力,所以常被人们总称为可燃有机矿产或可燃有机岩。3石油(又称原油)一种存在于地下岩石孔隙介质中的由各种碳氢化合物与杂质组成的,呈液态和稠态的油脂状天然可燃有机矿产。4 气藏气系指基本上不与石油伴生,单独聚集成纯气藏的天然气。5 气顶气系指与石油共存于油气藏中呈游离气顶状态的天然气。6凝析气 当地下温度、压力超过临界条件后,液态烃逆蒸发而形成的气体,称为凝析气。一旦采出后,由于地表压力、温度降低而逆凝结为轻质油,即凝析油。7固态气体水合物在洋底特定压力和温度条件下,甲烷气体分子天然地被封闭在水分子的扩大晶格中,形成固态气体水合物,或冰冻甲烷或水化甲烷。8油田水所谓油田水,从广义上理解,是指油田区域(含油构造)内的地下水,包括油层水和非油层水。狭义的油田水是指油田范围内直接与油层连通的地下水,即油层水。9底水是指含油(气)外边界范围以内直接与油(气)相接触,并从底下托着油气的油层水。10边水是指含油(气)外边界以外的油层水,实际上是底水的外延。11重质油是指用常规原油开采技术难于开采的具有较大的粘度和密度的原油。与常规油相比,包含了数量较多的高分子烃和杂原子化合物,在物理性质上,具有密度大、粘度大、含胶量高、含蜡量低、凝固点低的特点。第二章 油气显示1油气显示石油、天然气以及石油衍生物在地表的天然露头。2油苗液态原油由地下渗出到地面叫油苗。3气苗气苗是天然气的地面露头。第三章 现代油气成因理论1干酪根(积岩中所有不溶于非氧化性的酸、碱和非极性有机溶剂的分散有机质。2门限温度随着埋藏深度的增加,当温度升高到一定数值,有机质开始大量转化为石油,这个温度界限称门限温度。与门限温度相对应的深度称门限深度。3生物成因气 指成岩作用阶段早期,在浅层生物化学作用带内,沉积有机质经微生物的群体发酵和合成作用形成的天然气,主要是甲烷气及部分 少量 时也混有早期低温降解形成的烃气。4油型气是指成油有机质在热力作用下以及油热裂解形成的各种天然气。5煤型气煤系地层中分散有机质在热演化过程中所生成的天然气。6天然气分步捕获原理天然气生成及圈闭的形成具有阶段性,使不同地质时期形成的圈闭捕获源岩不同演化阶段的天然气。这种不同时期形成的圈闭捕获源岩不同演化阶段生成天然气的过程,称天然气分步捕获原理。7低熟油(译为未熟油)系指所有非干酪根晚期热降解成因的各类低温早熟的非常规石油。即源岩中某些有机质在埋藏升温达到干酪根生烃高峰阶段以前(相应的镜质组反射率 大体上在 围内),经由不同生烃机制的生物化学反应或低温化学反应,生成并释放的液态烃类,包括重油、原油、轻质油和凝析油,有时还伴生有低熟天然气。8二次生烃是指烃源岩在地质历史过程中的受热温度降低以后,导致生烃作用中止(一次生烃作用或初次生烃作用) ,当受热温度再次升高,并达到适合的热动力条件时,烃源岩有机质再次活化生烃的过程。引起烃源岩二次生烃的因素有多种可能,但归根到底是由于沉积盆地后期叠加的热力作用引起的。9烃源岩指富含有机质能生成并提供工业数量石油的岩石。如果只提供工业数量的天然气,称生气母岩或气源岩。10生油层与生油层系由生油岩组成的地层叫生油层。在相同的地质背景下和一定的地史阶段中形成的生油岩与非生油岩的组合称为生油层系。第四章 储集层和盖层1储集层凡是具有一定的连通孔隙,能使流体储存并在其中渗滤的岩石(层)称为储集岩(层) 。储集层中储集了油气称含油气层。投入开采后称产层。2盖层覆盖在储集层之上能够阻止油气向上运动的细粒、致密岩层。3绝对孔隙度岩样中所有孔隙空间体积之和与该岩样总体积的 比值。是衡量岩石孔隙的发育程度。p/00%4有效孔隙度指彼此连通的,且在一般压力条件下,可以允许液体在其中流动的超毛细管孔隙和毛细管孔隙体积之和与岩石总体积的比值。e/00%5绝对渗透率岩石孔隙中只有一种流体(单相)存在,而且这种流体不与岩石起任何物理和化学反应,在这种条件下所反映的渗透率。6有效渗透率或相渗透率在多相流体存在时,岩石对其中每相流体的渗透率。7孔隙结构指岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通关系。第五章 石油与天然气的运移1初次运移——油气从烃源岩向储集层的排出(或运移) 。2二次运移——油气进入储集层以后的一切运移。二次运移包括了成藏前油气在储层或输导层内的运移,也包括了油气藏破坏以后的运移。 3地层压力地下储层(或油层)内流体所承受的压力,称为地层压力,亦可称为地层流体压力或孔隙流体压力,直观反映地层压力的大小,工程上常使用水压头的概念,水压头相当于地层压力所能促使地层水上升的高度,表达式为:h=P/(ρ六章 石油与天然气的聚集与成藏1圈闭适合于油气聚集、形成油气藏的场所,由二部分组成,即储集层和封闭条件。封闭条件包括盖层及阻止油气继续运移、造成油气聚集的遮挡物。2溢出点是指圈闭容纳油气的最大限度的点位。若低于该点高度,油气就溢向储集层的上倾方向。3闭合度是指圈闭顶点到溢出点的等势面垂直的最大高度。4闭合面积在静水条件下是通过溢出点的构造等高线所圈定的封闭区的面积,或者更确切地说,是通过溢出点的水平面与储集层顶面及其他封闭面(如断层面、不整合面、尖灭带等)所交切构成的封闭区(面积) 。在动水条件下,是通过溢出点的油气等势面与储集层顶面非渗透性盖层联合封闭的闭合油气低势区。5油气藏高度:是指油气藏顶到油气水界面的最大高差。6油气柱高度:是指油气的最高点到最低点的海拨高度。油气柱高度则更多地反应盖层的封闭能力及水动力的条件。 7含油边界和含油面积油(气)水界面与储集层顶、底面的交线称为含油边界。其中与顶面的交线称为外含油(气)边界,与底面的交界称为内含油(气)边界。若储集层厚且油水界面较高,与其底面不相交时,只有外含油边界。由相应含油边界所圈定的面积分别称为内含油面积和外含油面积。8构造圈闭(油气藏)由于储集层顶面发生局部变形、变位而形成的圈闭,称为构造圈闭。油气在其中聚集,就形成了构造油气藏。它是最重要的一类油气藏。它进一步可分为背斜、断层、裂缝及岩体刺穿构造油气藏。 9背斜圈闭(油气藏)在构造运动作用下,地层发生褶皱弯曲变形,形成向周围倾伏的背斜,称为背斜圈闭,油气在其中的聚集称为背斜油气藏。 10断层圈闭(油气藏)指沿储集层上倾方向受断层遮挡所形成的圈闭,聚集油气后即成为断层油气藏。11裂缝性背斜圈闭(油气藏)在背斜构造控制下,致密而脆性的非渗透性岩层,由于各种原因可以出现裂缝特别发育而使孔隙度和渗透性变好的局部地区,周围则为非渗透性围岩和高油气势面联合封闭形成的油气低势区,称为裂缝性背斜圈闭。聚集了油气之后即形成裂缝性背斜油气藏。12刺穿圈闭(油气藏)地下岩体(包括软泥、泥膏岩、盐岩及各种侵入岩浆岩)侵入沉积岩层,使储集层上方发生变形,其上倾方向被侵入岩体封闭而形成的圈闭称为刺穿圈闭。聚集油气后称为刺穿油气藏。13岩性圈闭(油气藏)储集层的岩性在横向上发生变化,四周或上倾方向为非渗透性岩层遮挡而形成的圈闭称岩性圈闭。聚集油气之后形成岩性油气藏。14不整合圈闭(油气藏)指储集层的上倾方向直接与不整合面相切封闭而形成的圈闭,储层可位于不整合面之上或之下,其中聚集油气形成不整合油气藏。15水动力圈闭和油气藏由水动力或与非渗透性岩层联合封闭,使静水条件下不能形成圈闭的地方形成聚油气圈闭,称为水动力圈闭。其中的油气聚集称为水动力油气藏。16复合圈闭在自然地质条件中,由单一因素控制的圈闭是很少见的,而较多的是由多种因素共同控制,我们将储集层上方或上倾方向由构造、地层和水动力因素中两种或两种以上因素共同封闭而形成的圈闭称为复合圈闭。第七章 地温场、地压场、地应力场与油气藏形成的关系 1地温梯度在地壳上层(深约 20~130m)之下,温度随埋藏深度每增加 100m,所升高的温度,称为地温梯度,以℃/100m 表示,地温梯度又称地热增温率。2地层压力孔隙介质中流体所承受的压力,也称为孔隙流体压力,对油气层而言又分别称为油层压力或气层压力。3地层压力梯度即地层压力随深度的变化率。两种压力梯度:静水压力梯度,方向垂直,m。另一种为动水压力梯度。4异常地层压力实际地层压力与静水柱压力不等。前者>后者为异常高地层压力;前者1。6流体压力封存箱将沉积盆地内封闭层分割的异常压力系统称为流体压力封存箱,箱内生储盖齐全。它分为主箱和次箱,水平封闭划分为主箱,垂直封闭层进一步划分为次箱。7临界温度和临界压力液体能维持液相的最高温度称为物质的临界温度。高于临界温度时,不论压力多大,它也不能凝结为液体。在临界温度时,该物质气体液化所需的最低压力,称为临界压力。8深盆气藏指在特殊地质条件下形成的,具有特殊圈闭机理和分布规律的非常规天然气藏,因分布在盆地深部或构造底部,故称为深盆气藏。它不是一种特殊天然气,也不是赋存于盆地某一深度线以下的天然气。第八章 油气聚集单元1油气田受单一局部构造单位所控制的同一面积内的所有油藏、油气藏、气藏的总和。如果这个局部范围内只有油藏称为油田;仅有气藏称为气田。2一级构造隆起、坳陷和斜坡,是底盘起伏而形成的构造,盆地内最高一级的构造。 3隆起盆地内大面积的相对上升部份,底盘埋藏浅,其沉积表层常发育不全,厚度薄,沉积物粗。甚至,底盘露出水面而成为剥蚀区。隆起翼部常有地层超覆和岩层尖灭出现,它是捕捉油气的场所,在形态上,隆起略呈椭圆形及长条形,它的形成多与基岩块断升起有关。4坳陷是盆地在地质历史上大面积相对下降占优势的负向单元,底盘埋藏深、沉积表层厚,地层发育全而连续,沉积物细,与隆起常以大断裂为界,是盆地内有利生油区。隆起与坳陷常相伴而生,对应而存在,两者紧相毗邻,隆起起着分割拗陷的作用。5斜坡是坳陷向盆地周边抬升的部份。斜坡与隆起的翼部相似,常存在地层超覆和岩性尖灭等圈闭,是油气运移聚集的良好场所。6三级构造盆地内沉积地层因褶皱和断裂活动而形成的构造,如背斜、向斜、断层等,这是盆地最低一级的构造,是油气聚集的基本单元。 7油气聚集带是在同一个二级构造带中,互有成因联系,油气聚集条件相似的一系列油气田的总和。8含油气区属于同一大地构造单元(一级构造单元) ,有统一的地质发展历史和油气生成、聚集条件的沉积坳陷,称为含油气区。9沉积盆地在漫长地质历史上曾经长期下降(保持地貌盆地)接受沉积的区域。10含油气盆地凡是地壳上有统一的地质发展历史,发育着良好的生、储、盖组合及圈闭,并已发现了油气田的沉积盆地,称为含油气盆地。11含油气系统在任一含油气盆地内,与一特定有效烃源岩层系相关,包含油气聚集成藏所必不可少的一切地质要素和作用,在时间、空间上良好配置的物理——化学动态系统。第九章 几种重要的含油气盆地1盆地的盖层 含油气盆地的盖层(又称表层)就是含油气盆地内,覆于底盘之上的沉积岩层。2前陆盆地是指位于造山带前缘与相邻克拉通之间的盆地。这种盆地也有人称为前渊。但一般将前陆盆地系统中的深坳陷部分称作前渊。前渊盆地、山前坳陷均属于这一类。3裂谷盆地也称伸展盆地,是地壳或岩石圈在引张作用下减薄、破裂和沉陷形成的盆地。伸展构造是指在区域性引张作用下形成的各种构造变形。裂谷盆地和构造所形成的背景可以是各种不同的构造环境下,如重力滑动、拉张、挤压、扭动和上拱等条件,并可出现在岩石圈演化或威尔逊旋回的各个发展阶段。4克拉通盆地 用(拉通表示地壳上较稳定的部分,与造山带相对照。936)改称作 指以前寒武系为基底的稳定地区,包含地台和地盾,有时也包含了古生代增生褶皱带。第十章 油气分布及控制因素二、填空题第一章 石油、天然气、油田水的成分和性质 1 组成可燃有机岩的主要元素是碳和氢,还含少量的氧、硫、氮等杂质元素。各种可燃有机矿产的主要元素组成相似,表明其原始物质具有共同的来源,多来自动物、植物有机残体。近十年来,对石油成因的研究,发现同煤类有着一定的关系,尤其在光学特征上具有某些规律性的联系。2 石油与煤类在元素组成上的区别:煤类所含碳量比石油中的多,而氢比石油中的少,氧在石油中也较少;C/H 比值以石油和沥青最小,煤类最大,并且随碳化作用的加剧而增加。3 各种可燃矿产从物理状态的角度可分为气态的、液态的和 固态的三类。4 组成石油的化学元素主要是碳、氢、氧、氮、硫。 碳含量 为:84平均 其中碳、氢两元素在石油中一般占 95~99%,平均为 剩下的元素总含量一般只有1~4%。5 含硫量小于 1%的为低硫原油,含硫量大于 1%的为高硫原油。常以 为贫氮和高氮石油的界线。石油中还发现微量元素,构成了石油的灰分。6 在近代实验室中,用液相色谱可将石油划分为饱和烃(正构烷烃、异构烷烃、环烷烃) 、芳烃和非烃化合物及沥青质。7 石油的物理性质,取决于它的化学组成。8 石油的颜色与胶质量越高,颜色越深。9 石油相对密度变化较大。20℃时,一般介于 间。相对密度大于 石油称为重质石油。10 石油相对密度与颜色有一定关系,一般淡色石油的密度小,深色石油的密度大。但是,归根到底,石油的密度决定于其化学组成:胶质、沥青质的含量,石油组分的分子量,以及溶解气的数量。一般说来,密度小而颜色浅的石油常为石蜡性质的,含油质多,加工后能获得较多汽油和润滑油;密度大而颜色深的石油则富含高分子量的沥青质。11 石油及其大部分产品,除轻汽油和石蜡外,无论其本身或溶于有机溶剂中,在紫外线照射下,均可发光,称为荧光。12 石油的发光现象取决于其化学结构。石油中的多环芳香烃和非烃引起发光,而饱和烃则完全不发光。13 引起石油旋光性的原因,在于其有机化合物分子结构中具有不对称的碳原子。14 由于烃类难溶于水,因此,石油在水中的溶解度很低。若以碳数相同的分子进行比较,烷烃溶解度最小,芳香烃最大,环烷烃居中。15 石油的凝固和液化温度没有固定的数值。在凝固和液化之间可以出现中间状态。16 烃类气体中依据其甲烷所占的比例(即干燥系数,,将天然气分为干气、湿气两种类型,其干燥系数的分界线为 7 天然气按相态分为游离气、溶解气、吸附气、固体气(气水化合物) ;按母质类型分为煤型气、油型气、混合气;按演化阶段分为生物气、热解气、裂解气。18 油田水由于来源及形成过程各种物理、化学作用的差异性,其矿化度和化学组成有相当大的差别。矿化度一般随埋深增加而增加。19 油田水的水化学类型以氯化钙型为主,重碳酸钠型为次,规原油与重质油在元素组成上有区别,常规原油的氧、硫和氮等元素含量低,而重质油则含量高。21 石油中含氮化合物可分为碱性和中性两大类。碱性含氮化合物主要是吡咯、吲哚、咔唑的同系物及酰胺等。原油中含有具有重要意义的中性含氮卟啉化合物,它是石油有机成因的重要生物标志物。 22 石油中含氧化合物主要有酸性和中性两大类。酸性含氧化合物中有环烷酸、脂肪酸及酚,总称石油酸;中性含氧化合物有醛、 酮等,其含量较少。 酸性含氧化合物中环烷酸最多,占酸性物质 90%以上,易与碱金属作用生成环烷酸盐,极易溶于水,因此,油田水中环烷酸盐可作为一种含油气性直接指示标志。第二章 油气显示1 油气显示的出现可说明所在地区在过去某个时期内曾有油气生成过,亦即具有生油条件。可是,另一方面油气显示的出现又说明油气藏可能已经受到了一定程度的破坏。2 天然油气显示按其物态可分为液态、气态和固态三个主要类别。3 含油岩石是指被液态原油浸染的岩石,通常多为砂岩。砂岩按其被浸染的程度可分为饱含油、含油、油浸、油斑、油迹、荧光。第三章 现代油气成因理论1 石油有机说的核心就是认为石油起源于生物物质,包括脂类、碳水化合物、蛋白质,以及木质素等。2 沉积有机质包括有机溶剂可抽提的沥青,不溶于有机溶剂的干酪根。3 沉积岩中的有机质要向石油转化必须经历一个碳、氢不断增加而氧不断减少的过程,即为一个去氧、加氢、富集碳的过程。4 天然气按成因可分为生物成因气、油型气、煤型气和无机成因四种类型。 第四章 储集层和盖层1 储集层之所以能够储集油气,是由于具备了两个基本特性—孔隙性和渗透性。孔隙性的好坏直接决定岩层储存油气的数量,渗透性的好坏则控制了储集层内所含油气的产能。2 按岩石孔隙大小,孔隙分为超毛细管孔隙、毛细管孔隙和微毛细管孔隙三类。第五章 石油与天然气的运移1 油气运移的基本方式是扩散 和渗滤。2 一般认为油的初次运移相态以游离相为主,水溶相为辅。理由是油在水中的溶解度过低,水不能大量溶解原油。3 油气初次运移的主要途径有孔隙、微层理面和微裂缝。在未熟 —低熟阶段,运移的途径主要是孔隙和微层理面;但在成熟 —过成熟阶段油气运移途径主要是微裂缝。 4 目前普遍认为油气的二次运移相态主要为游离相,天然气可呈 水溶相。这是因为油气进入储层后的物理、化学环境的变化(孔隙增大、压力变小、孔隙水多) 。5 油气二次运移的主要通道为储层的孔隙、裂缝、断层和 不整合面。6 大规模的二次运移时期应该是在主要生油期之后或同时发生的 第一次构造运动时期。因为这次构造运动使原始地层发生倾斜,甚至发生褶皱和断裂,破坏了油气原有力的平衡。7 油气勘探的基本原则可用三句话概括:找凹陷、钻高点 、探边缘。第六章 石油与天然气的聚集与成藏1 适合于油气聚集、形成油气藏的场所叫圈闭,由三部分组成:即 储集层、盖层及阻止油气继续运移、造成油气聚集的遮挡物。2 油气藏是地壳上油气聚集的基本单元,是油气在单一圈闭中 的聚集,具有统一的压力系统和油水界面。3 任一圈闭的基本要素是储集层 和封闭条件。其中以储集层上方 和上倾方向的非渗透性封闭最为重要,在形成圈闭的诸因素中起主导作用,是决定圈闭性质和类型的主要因素。4 按张厚福的观点,圈闭分为:构造、地层、岩性、水动力 和复合圈闭五大类。各大类可根据储集层上倾方向的具体封闭因素,结合储层特征,进一步划分出若干亚类。5 圈闭的大小,主要是由圈闭的有效容积确定的。它表示能容纳油气的最大体积,是评价圈闭的重要参数之一。一个圈闭的有效容积,取决于闭合面积、闭合高、储集层的有效厚度和有效孔隙度等参数。6 油 是一个过渡带。7 油气成藏要素包括生油层、 储集层、盖层、运移、圈闭 、保存六大要素,油气藏的形成和分布,是它们的综合作用结果。 8 生油气源岩是油气藏形成的物质基础。好的烃源岩取决于其体积、有机质丰度、类型、成熟度及排烃效率。这要结合盆地沉积史、沉降埋藏史、地热史、古气候综合分析评价。9 由差异聚集原理可知,在离源岩区最近,溢出点最低的圈闭中,在油气源充足的前提下,形成纯气藏;稍远处,溢出点较高的圈闭中,可能形成油气藏或纯油藏;在溢出点更高,距油源区更远的圈闭中可能只含水。10 由差异聚集原理可知,一个充满了石油的圈闭,仍然可以做为有效的聚集 天然气的圈闭;反过来,一个充满天然气的圈闭,则不再是一个聚油的有效圈闭。11 由差异聚集原理可知,若油气按密度分异比较完善,则离供油区较近,溢出点较低的圈闭中,聚集的油和气密度应小于距油源区较远、溢出点较高的圈闭中的油和气。12 目前关于圈闭中油气聚集机理主要存在四种观点:即渗滤作用 、排替作用、渗滤作用和排替作用共同作用、油气充注作用。13 根据岩性油气藏的形成机理可将岩性油气藏分为两种类型:储集层的岩性变化是在沉积过程中形成的称为沉积圈闭,它包括透镜型岩性圈闭和上倾尖灭型岩性圈闭。若是储集层岩性变化是在成岩后生过程中形成的,则称为成岩圈闭,它包括储集层部分变为非渗透遮挡和非储集层部分变为渗透性储集体而形成的圈闭。14 根据不整合圈闭形成条件及储层特征可将不整合圈闭和油气藏分成:地层超覆圈闭和油气藏、不整合面下不整合圈闭和油气藏、古潜山圈闭和油气藏、基岩油气藏。第七章 地温场、地压场、地应力场与油气藏形成的关系 第八章 油气聚集单元1 根据盆地构造单元特征及油气聚集的区域性规模,一般把地壳上的油气聚集单元划分为五级(从小到大):即油气藏、油气田、油气聚集带、含油气区、含油气盆地。2 在含油气盆地的构造划分上,有些大型的分割性较强的盆地,在每个坳陷内还有凸起、凹陷,其规模大于二级构造而小于一级构造,实际上是从一级构造分化出来的,一般称之为亚一级构造,每个坳陷有独立的油气生成、运移、聚集。3 一个含油气系统可包含多个子系统,其中最重要的两个子系统为:生成子系统、运聚子系统。第九章 几种重要的含油气盆地1 含油气盆地的结构包括三个部分:基底、盖层和周边。2 盆地的基底通常有两种:前震旦的变质岩系 和年轻的褶皱带 。3 裂谷盆地的发展一般可划分为三个阶段:初始张裂阶段 、断陷阶段和坳陷阶段。第十章 油气分布及控制因素1 从时间分布上看,油气从震旦到第四系都有油气的分布,但石油多数集中在中、新生代,占全部储量的 92%~只有 8%~布在古生代。天然气则以中、古生代为主,占总储量的 90%,古生代所占比例明显高于新生界。2 油气在地域上的分布,主要是受大地构造条件的控制,油气集中分布在现代地壳中相对活动的,长期以沉降为主的地区。3 世界上最终可采储量大于或等于 5×109盆地有 25 个盆地(占盆地数的 ,主要集中在 4 大油气盆地带:北方大陆带 、特提斯海带、南方大陆带 、太平洋带。4 从时间上看,世界上煤储量以二叠纪— 石炭纪地层中最为丰富,其次为侏罗纪 —白垩纪地层,第三纪居其后。 三、问答题绪论1何谓圈闭找油理论?经过长期的勘探实践,人们又发现油气聚集的场所不仅包括背斜,还包括其它类型的场所,于是逐步形成了圈闭找油理论。成为二十世纪 20 年代到 60 年代以前的找油的主要理论,在该时期内的油气勘探工作,包括地质与物探,都是紧紧围绕寻找各种类型的圈闭,查明有利于圈闭形成的各种地质环境,包括后来的围绕区域性隆起找油。圈闭聚油理论的形成,说明地质勘探家门已经注意到了局部的油气聚集规律。2何谓沉积盆地找油理论?沉积盆地找油理论的提出,是石油地质学一次重要飞跃。人们开始认识到只有沉积盆地才能够聚集有机物质并转化为油气。从沉积盆地整体出发,系统分析油气源形成的基本地质与地球化学条件、油气源与圈闭在时间和空间上的配置关系,是正确认识油气藏平面和垂向上的分布规律,逐步缩小勘探靶区,提高油气勘探成功率和勘探效益的必由之路。3简述源控理论的基本思想。基本思想是有效的烃源岩分布区基本控制了油气田的大致分布范围。在陆相沉积盆地中,油气田一般围绕生油凹陷,油气田呈半环状、环状、多环状分布;一个生油凹陷就是一个含油区,不论凹陷的大小,只要其具备了良好的生油条件,即使是几百 微型凹陷也可能形成丰富的油气聚集。4 油气地质勘探应向哪几个方面发展?1)寻找多种类型油气藏2)向深部钻探3)寻找新探区4)向海洋发展第一章 石油、天然气、油田水的成分和性质1简述海陆相原油的基本区别。第二章 油气显示1如何进行油气显示的评价?油气显示的评价也就是指油气显示与油气藏的相关性。下面从质和量两方面谈。(1)显示类型与油气藏关系液态和气态显示是典型的直接显示。一般说,只要见到活油气苗,地下就存在有油气藏,至于储量大小则是另外一回事了。如在附近地区有保存条件良好的圈闭则还有可能发现新油气藏。对于气苗还要注意区分石油气与沼气、浅层生物气和煤成气。沼气一般无工业价值。浅层生物气和煤成气一般不伴有石油。这几种气体可通过样品的成分和同位素等标志加以鉴别。固体显示具有双重性,即与地下油气藏可以相关,但也可以无关甚至相斥。这取决于所出现的固体显示是否为油型沥青矿物及其变质程度如何。一般说,低变质程度的油矿物与油气藏相关性大,且可为油气藏形成沥青塞封闭条件。(2)显示数量与油气藏关系 显示的多少和有无,与油气藏的存在并无确定的关系。――有显示,有油气藏;――有显示而未发现油气藏;――地面没有显示而发现油气藏;大庆油田即是如此。 油气显示广布表明有大面积油气生成过程,但同时也说明这里的保存条件不好,油气已经大量漏失和变质。因而,未必是良好征兆。许多大型沥青砂岩矿就是古油藏破坏的实例。油气显示稀疏甚至全无,表明保存条件良好。这样的地区通常构造平缓、缺乏断裂、盖层广厚,只要具备生油条件会更有利于油气藏的形成。第三章 现代油气成因理论1简述石油有机成因的主要证据。(1)世界上已经发现的油气田 分布在沉积岩中。(2)从前寒武纪至第四纪更新世的各时代岩层中都找到了石油。(3)世界上既没有化学成分完全相同的两种石油,也没有成分完全不同的石油。(4)光谱分析证明,中、新生代的石油灰分以氧化铁为主(低于 70%),古生代的石油灰分别主要含氧化钒和氧化镍(低于 60~80%)。(5)从大量油田测试结果可知:油层温度很少超过 100℃。在所有石油中,轻质芳香烃含量二甲苯>甲苯>苯,而当温度增加到 700 ℃时,就会急剧发生逆向变化;此外,石油中所含卟啉化合物、旋光性,以及环己烷、 环戊烷与其同系物之间存在的一定关系,都证明石油是在低温条件下生成的。(6)在近代海相和湖相沉积中发现了有机质转化为油气的过程,而且这个过程至今仍在进行着。2根据元素分析干酪根分为几种类型?每种类型有何特点?974)根据干酪根的元素分析采用 H/C 和 O/C 原子比绘制相关图,即范氏图() ,将其主要分为三大类 。Ⅰ型干酪根:称腐泥型,富含脂肪族结构,富氢贫氧,H/C 高,一般为 O/C 低,一般小于 烃潜力为 型干酪根:富含脂肪链及饱和环烷烃,也含有多环芳香烃及杂原子官能团。H/C 较高,约 ,约 烃潜力为 型干酪根:称腐殖型。富含多芳香核和含氧基团。H/C 低,通常小于 O/C 高,可达 烃潜力为 试述油气生成的地质环境及物理化学条件。(1)大地构造条件板块的边缘活动带,板块内部的裂谷、拗陷,以及造山带的前陆盆地、山间盆地等大地构造单位,是在地质历史上曾经发生长期持续下沉的区域,是地壳上油气资源分布的主要沉积盆地类型。(2)岩相古地理条件国内外油气勘探实践证明:无论海相或陆相,都可能具备适合于油气生成的岩相古地理条件。海相:浅海区、三角洲区和深海陆相:深水~半深水湖泊、煤系地层(3)古气侯条件古气侯条件直接影响生物的发育。年平均温度高、日照时间长、空气湿度大,都能显著增强生物的繁殖能力。所以,温暖湿润的气候有利于生物的繁殖和发育,是油气生成的有利外界条件之一。(4)温度与时间在温度与时间的综合作用下,有利于油气生成并保存的盆地应该是年轻的热盆地(地温梯度高)和古老的冷盆地;否则,或未达成熟阶段,或已达破坏阶段,对油气勘探均不利。(5)细菌活动对油气生成来讲,最有意义的是厌氧细菌,在缺乏游离氧的还原条件下,有机质可被厌氧细菌分解而产生甲烷、氢气、二氧化碳以及有机酸和其他碳氢化合物。细菌在油气生成过程中的作用实质是将有机质中的氧、硫、氮、磷等元素分离出来,使碳、氢,特别是氢富集起来,并且细菌作用的时间愈长,这种作用进行得愈完善。(6)催化作用和放射性作用催化剂是一种引起或加速某种化学反应而本身并不参加反应的物质,在反应完成前后它的成分毫无变化。油气生成过程中的催化作用,在于催化剂与分散有机质作用,破坏了后者的原始结构,促使分子重新分布,形成内部结构更稳定的物质—烃类。在自然界有机质向油气转化的过程中,主要存在无机盐类和有机酚母两类催化剂。在有机质向油气转化的过程中,上述各种条件的作用强度不同。细菌和催化剂都是在特定阶段作用显著,加速有机质降解生油、生气;放射性作用可不断提供游离氢的来源;只有温度与时间在油气生成全过程中都有着重要作用。所以,有机质向油气的转化,是在适宜的地质环境里,多种因素综合作用的结果。4试述油气生成的阶段性及特征。分三个阶段: 成岩作用阶段——未成熟阶段(生物化学生气阶段) 深成作用阶段——成熟阶段(热催化生油气阶段、热裂解生凝析气阶段) 变质作用阶段——过成熟阶段(深部高温生气阶段)1)成岩作用阶段—未成熟阶段从沉积有机质被埋藏开始至门限深度为止。 地层条件:低温(小于 50~60℃) 、低压。 有机质特征:微生物化学作用为主,有机质以形成干酪根为主,没有形成大量烃类,O/C 大大降低,H/C 稍微下降。 主要产物及特征:生物成因气,有少量的烃类来自于活生物体,大部分为 上的重烃,为生物标志物。正烷烃多具明显的奇偶优势。成岩作用阶段后期也可形成一些非生物成因的降解天然气以及未熟油。 鉴别指标:于 2)深成作用阶段—成熟阶段深成作用阶段为干酪根生成油气的主要阶段。该阶段从有机质演化的门限值开始至生成石油和湿气结束为止,按照干酪根的成熟度和成烃产物划分为两个带:生油主带:(低—中成熟阶段)凝析油和湿气带:(高成熟阶段)有机质特征:干酪根热降解作用为主,H/C 大大降低。生油主带主要产物及特征:成熟的液态石油。以中—低分子量 的烃类为主,正烷烃中奇碳势逐渐消失,环烷烃和芳香烃的碳数和环数减少,曲线由双峰变单峰。它称为“液态窗”或“石油窗” 。 鉴别指标: 凝析油和湿气带:(高成熟阶段)有机质特征: 高温下,剩余的干酪根和已经形成的重烃继续热裂解。主要产物及特征: 液态烃急剧减少,8 的轻烃将迅速增加。在地层温度和压力超过烃类相态转变的临界值时,这些轻质轻就会发生逆蒸发,反溶解于气态烃之中,形成凝析气和更富含气态烃的湿气。鉴别指标: 3)准变质作用阶段—过成熟阶段有机质特征: 埋深大、温度高,由于在成熟阶段干酪根中绝大部分可以断裂的侧链和基团已消耗殆尽,所以石油 潜力枯竭,残余的少量烷基链,尤其是已经形成的轻质液态烃在高温下继续裂解形成大量的热力学上的最稳定的甲烷。干酪根的结构进一步缩聚形成富碳的残余物质。 主要产物及特征: 热裂解甲烷。 鉴别指标: 5简述大中型气田地质地球化学特征。所谓大中型气田系指探明储量大于 100×108气田。通过对已发现的大中型气田天然气的组分和碳同位素特征分析,可划分为三种成因类型:煤成气、油型气和生物气。1)强烃源充注由于天然气具有易运移、易散失的特性,所以天然气藏的形成较油藏对烃源岩的充注条件要求更高。只有持续、强大的气源供给,才能形成较大规模的天然气田。2)中—低孔渗储集层中国大中型气田的储集层岩性以砂岩为主,次为碳酸盐岩。孔隙类型均为孔隙型。据统计,大中型气田的储集层孔隙率高>伊>绿泥;e 厚度的影响。5盖层对油气的控制作用表现在哪些方面?(1)区域盖层是油气运聚的天然屏障(2)区域盖层的分布控制了油气的分布横向上、纵向上(3)区域盖层控制了油气的性质(4)区域盖层是油气保存的有力条件之一第五章 石油与天然气的运移1如何理解油气运移是不能回避和否认的客观存在?首先,油气是流体,可以流动是其自然属性;这是油气运移的客观基础和先决条件。再说,有限的油(气)田范围内拥有巨大的油气储量,如科威特的布尔干油田的石油储量为 107×108t;前苏联乌廉戈依气田的天然气储量为 012此大量的油气聚集显然是分散的油气经过运移的结果。表 两 种 储 层 的 比 较 砂 岩 碳 酸 盐 岩 原 始 孔 隙 类 型 粒 间 孔 隙 为 主 以 晶 间 、 粒 间 为 主 , 还 有 其 它 类型 最 终 孔 隙 类 型 仍 为 粒 间 孔 隙 以 次 生 为 主 , 类 型 复 杂 多 样 储 集 物 性 的 影 响 与 岩 石 结 构 密 切 相 关 主 要 受 次 生 变 化 影 响 大 小 、 形 状 、 分 布 比 较 均 匀 变 化 很 大 , 极 不 均 匀 裂 缝 的 作 用 不 起 重 要 作 用 影 响 极 大 渗 透 性 与 有 效 孔 隙 度 关系 一 般 随 渗 透 率 增 长 有 效 孔 隙 度增 大 二 者 变 化 很 大 、 关 系 不 密 切 其次,油气藏中油气水按比重分异,反映了地下油气运移的客观存在;地表渗出的油气苗则是地下油气经过运移的直观表现;还有,象墨西哥黄金巷油田的最高产油井初产日产量达 37,140t;美国和加拿大的超巨型气井日喷气数千万立方米,最高纪录达 77×108必是井筒周围产层中的油气向井中运移汇集的结果。这是快速、急剧的油气运移,也是最现实的油气运移。 总之,油气运移的客观存在是不容置疑的。油气运移是与油气成因紧密联系的。无论是有机学派还是无机学派,都存在油气运移问题。只是不同的油气成因理论对油气运移的方式、动力、途径等主张各异。无机成因学派一般认为深大断裂是油气运移的主渠道;而有机学派则将连通的孔隙、裂缝、断层、不整合面视为油气运移的路径。2试述油气初次运移相态与有机质演化阶段的关系。油气究竟以何种相态运移,取决于温度、压力、孔隙大小及油、气、水的相对含量等。表现在有机质演化的不同阶段,油气运移的相态可能不同。在低熟阶段,由于源岩含水量大,生成的烃类少,胶质、沥青质含量高,油气运移的相态应以水溶相为主;成熟期,油气大量生成,而孔隙水含量较少,油气主要呈游离相运移,水为载体,生成的气部分或大部分溶于石油中运移;生凝析气阶段,气溶油运移,气为油的载体;过熟阶段,气以游离相运移。碳酸盐岩生成的油气以游离相运移为主。 3试述油气初次运移的动力。油气要从烃源岩中排出,必须要有驱动力。目前认为这种驱动力的就是剩余压力。产生剩余压力的原因(即动力)有如下几种情况: (1)压实作用:如果一套地层处于压实平衡状况,当其上又沉积了一层厚 Δh 的沉积物时,新沉积物的负荷就要传递给下伏地层的孔隙流体中,结果使孔隙流体产生了超过静水柱压力的剩余压力。在这种压力下,孔隙流体排出,孔隙体积缩小,沉积物得到压实。当流体排出一部分,又恢复平衡。就这样,上覆沉积物不断沉积,下覆孔隙流体不断排出。这个过种可以是连续进行,亦可能是间断进行。(2)欠压实作用泥质岩类在压实过程中,由于压实流体排出受阻或未及时排出,泥岩得不到正常压实,导致孔隙流体承受了部分上覆地层的静压力(或沉积负荷) ,出现孔隙压力高于其相应的静水柱压力的现象称为欠压实现象。欠压实产生的原因是沉积物厚度大,沉积速率快——产生顶底板(正常—砂泥薄互层) 。(3)蒙脱石脱水蒙脱石是一种膨胀性粘土,结构水较多,在压实作用和热力作用下会有部分甚至全部成为孔隙水,这些新增的流体必然要排挤孔隙原有的流体,起到排烃的作用。蒙脱石在脱水过程中转变为伊利石再向绿泥石转化,这一过程跟温度压力有关,其含量随深度加大而不断减少,其转化率增加较快的深度大约是 3200m。在泥岩排液困难的情况下,蒙脱石的脱水作用可加大异常孔隙流体超压。 (4)有机质的生烃作用干酪根成熟后可生成大量油气(包括水) 。这些油气(包括水)的体积大大超过原干酪根本身的体积,这
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