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石油地质与勘探 复习题

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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石油地质与勘探复习题油气的生成1. 石油的主要元素组成是:碳、氢、氧、氮、硫。石油能产生荧光现象的主要成份是:非饱和烃。2. 按照产状划分,天然气类型可划分为:气藏气、气顶气、溶解气、凝析气、天然气水合物。3. 名词解释:(1) 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。(2) 干酪根:是指沉积岩中不溶于碱、非氧化性酸(、非极性有机溶剂(、、苯、酒精)的分散有机质。(3) 油源对比:是依靠地质和地球化学证据,确定石油和烃源岩间成因联系的工作。包括两方面,一是油(气)与源岩之间的对比;二是不同储层中油气之间的对比。4. 油气田的来源一般认为有三种,他们是:沉积水、渗入水、深成水。根据苏林分类,油田水可划分为四种基本类型,分别是:硫酸钠型、重碳酸氢钠型、氯化镁型、氯化钙型。5. 沉积有机物的两大类型是:腐泥型、腐殖型。形成沉积物中有机质的四中最重要的生物是:浮游生物、高等植物和细菌。烃源岩可溶有有机质的族组分包括:成烃演化阶段、生物化学生气阶段、热催化生油气阶段、热裂解生凝析气阶段、深部高温生气阶段。6. 名词解释:(1) 煤型气:与煤系有机质热演化有关的天然气。(2) 煤成气:专指煤层在煤化过程中所生成的天然气。(3) 煤层气:指以吸附状态存在于煤层中的煤层气。油气储存与油气运移7. (1)储集层的两项功能是:储集和渗流流体。(2)有效孔隙度:相互连通的、在一般压力条件,可以允许流体在其中流动的空隙体积之和与岩样总体积的比值。(3)绝对渗透率:当岩石被某单相流体饱和时,流体不与岩石起任何物理和化学反应,在一定压差作用下流体呈水平线性稳定流动状态,所测得的岩石对流体的渗透能力成为该岩石的绝对渗透率。(4)有效渗透率:岩石孔隙中多相流体共存时,岩石对其中每相流体的渗透率称为有效渗透率,又称为相渗透率。(5)相对渗透率:有效渗透率和绝对渗透率的比值即相对渗透率,其变化值在 0~1 之间。(6)排替压力:指某一岩样中的润湿性流体被非润湿相流体开始排替所需要的最低压力。(7)盖层的封闭机理有三种:毛细管压力封闭、异常高压封闭和高烃浓度封闭。8. (1)初次运移:指油气在烃源岩中以及自烃源岩向储集层或运载层中的运移。(2)二次运移:指油气进入储集层或运载层后的一切运移。(3)油气在初次运移过程中,在正常压实近段主要依靠剩余流体压力作为运移动力。(4)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来不及排除,孔隙体积不能随上覆负荷增加而减小,导致空隙流体承受了部分上覆沉积负荷,出现空隙流体高于其相应的静水压力的现象称为欠压实作用。9. 油气二次运移的主要通道有:连通空隙、裂隙、断层和不整合面。合油气聚集、形成油气藏的场所。圈闭的三要素:储集层、盖层和遮挡物。圈闭的溢出点:流体充满圈闭后,开始溢出的点。通过溢出点的构造等高线所圈出的面积,称为圈闭的闭合面积。11. 油气藏类型主要有三大类:构造油气藏、地层油气藏和岩性油气藏。12.(1)构造油气藏类型主要包括:背斜油气藏、断层油气藏、裂缝油气藏和岩体刺穿构造油气藏。(2)断层圈闭:指沿储集层上倾方向受断层遮挡所形成的圈闭。13.(1)地层油气藏:指储集层由于纵向沉积连续性中断形成的圈闭,即与地层不整合有关的圈闭,在地层圈闭中的油气储集,称为地层油气藏。(2)地层油气藏主要有三种类型:地层不整合遮挡油气藏、地层超覆油气藏、生物礁油油气藏。14.(1)岩性油气藏:岩性圈闭是指储集层岩性变化所形成的圈闭,其中聚集了油气,就成为了岩性油气藏。(2)岩性尖灭油气藏:由于储集层沿上倾方向尖灭或渗透性变差而造成圈闭条件,油气聚集其中形成的油气藏。(3)凝析气藏形成的基本条件:①烃类物系中气体数量多于液体数量,液相反溶于气相。②埋藏较深,地层温度介于烃类物系的临界温度与临界凝结温度之间,地层压力超过该温度时的露点压力。15. 油气田:指受单一局部构造单位所控制的同一面积内的油藏、气藏、油气藏的总和。16. 组成含油气盆地结构的三要素是:盆地的基底、周边和沉积盖层。17. 含油气系统:指盆地中一个自然地烃类流体系统,其中包含着有效烃源岩、与该源岩有关的油气及油气聚集成藏所必需的一切地质要素及作用。论述题1. 沉积有机质的形成条件。①长期稳定下沉大地构造背景(V 沉积≈V 沉降) ; ②较快的沉积(堆积)速度; ③足够数量和一定质量的原始有机质; ④温暖低能、还原性岩相古地理环境 ——浅海封闭环境,半深-深湖、前三角洲 ⑤适当的受热和埋藏史2. 论述油气生成的地质条件和理化条件。地质条件:①长期稳定下沉大地构造背景(V 沉积≈V 沉降) ; ②较快的沉积(堆积)速度; ③足够数量和一定质量的原始有机质; ④低能、还原性岩相古地理环境 ——浅海封闭环境,半深-深湖、前三角洲 ⑤适当的受热和埋藏史。理化条件:①细菌:按生活习性来分,细菌可分为喜氧细菌、机质可被厌氧细菌分解而产生甲烷\氢气\\氮\磷等元素分离出来,使碳氢,特别是氢富集起来,并且细菌作用时间愈长,菌的生物化学作用主要出现在成岩作用的早期至中期。②催化剂:油气生成过程中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。③温度和时间:有机质向石油转化是一个热讲解过程,温度是最有效和最持久的作用因素;温度不足可用延长作用时间来弥补。④放射性:沉积物所含水在 α 射线轰击下可产生大量的游离氢,所以这些放射性物质的作用也可能是促使有机质向油气转化的能源之一。放射性元素所造成的局部地温增高将有利于有机质的热演化。⑤压力:高压阻碍有机质成熟和成烃作用,短暂的降压有利于加速有机质的成熟。3. 有机质的成烃演化阶段的划分及特征①生物化学生气阶段:原始有机质埋藏深度范围 0——1000 米,温度介于10——60℃之间,促使有机质演化的主要因素是细菌,镜质体反射率 ③热裂解生凝析气阶段:沉积有机质埋藏深度为 1500——4000 米,底层温度上升到 60——180℃。此阶段由于埋藏深度增大,细菌作用逐渐减弱,促使有机质转化的主要因素是测催化作用,镜质体反射率 —间。②热催化生油气阶段:沉积有机质埋藏深度达到 4000,地层温度上升到 280℃——250℃,便进入热裂解生凝析气阶段,促使有机质转化的主要因素是热裂解作用,镜质体反射率 —④深部高温生气阶段:埋藏深度超过 6000——7000 米,温度超过 250℃时,沉积物已进入变生作用阶段,达到有机质转化的末期,而促使有机质转化的主要作用仍是热力作用,镜质体反射率 于 4. 油源对比常用方法。①正烷烃分布特征②碳同位素 δ13C 标记③生物标志化合物。5. 影响碎屑岩储层物性的控制因素。(1) 碎屑颗粒的矿物成分:①矿物颗粒的耐风化性,即性质坚硬程度和遇水溶解及膨胀程度②矿物颗粒与流体的吸附力大小,即憎油性和憎水性。(2) 碎屑颗粒的粒度和分选:一般情况下,颗粒的分选程度愈好,孔隙度和渗透性愈大。a:粒度越大,Фe、K 越大,分选程度好,Фe、K 大粒度一定时,分选越好,物性越好。b:分选一定时,K 与粒度中值成正比。(3) 碎屑颗粒的排列方式和圆球度:a:理论上:正方体排列,堆积越疏松,K 大b:碎屑颗粒磨圆度越好,碎屑岩储集物性越好。(4) 机械压实作用:在成岩早期,由于缺少碳酸盐岩胶结物,受机械压实作用影响较强,经过压实作用颗粒接触紧密,岩石的强度增大,加之石英和长石的次生加大及自生绿泥石和自生伊利石的发育,使得喉道变小,孔/喉比值较大,连通性较差,从而降低储层物性。(5) 胶结物的性质、含量和胶结方式。泥质胶结的砂岩较为疏松,物性较好,而以钙质、硅质、铁质等化学胶结物胶结的储层物性较差。胶结物含量对储层物性影响明显。胶结物含量多,粒间空隙多被他们填充,孔隙体积和孔隙半径都会变小,连通性变差,导致物性变坏。从胶结方式看,接触式胶结是最好的,其次是孔隙式胶结,基底式胶结最差。(6) 沉积构造。碎屑岩的层理发育程度对物性也有一定影响,可增大储层物性的非均质程度。层理发育的碎屑岩其渗透性具有明显的方向性,平行于层理面的水平渗透率较大,垂直于层理面的垂直渗透率较小。一般采用的渗透率是指水平渗透率。砂岩中若含有泥质条带也会影响储集性质,尤其会使垂直渗透率变小。(7) 成岩后生作用:成岩后生作用特别是溶解作用可以使碎屑岩储层形成溶蚀次生孔隙。砂岩中各种碎屑组分、胶结物及杂基,在地下埋藏期特定的成岩环境下,有可能经孔隙水溶解形成次生孔隙。6. 影响盖层有效性的影响因素。(1) 岩性:韧性岩石构成的盖层与脆性岩石相比不易产生断裂和裂缝。(2) 厚度:盖层厚度越大,其封闭性能越强。(3) 连续性:连续性好,影响范围大,有利于形成大油气田。(4) 流体性质:流体密度低的油气藏对盖层的要求高。(5) 构造活动:破坏盖层封闭性A、地层抬升剥蚀:盖层厚度越小,封闭性越差。B、断裂作用破坏盖层封闭性。C、岩浆或岩体等侵入作用,可使盖层拱张破裂。(6) 埋深A、浅层:泥岩埋深3200m):成岩成都高,岩层脆性增大,随地层压力增大易产生裂隙,封闭能力也下降。7. 油气初次运移动力来源。(1)正常压实作用:当上覆沉积负荷增加时,烃源岩遭受压实,孔隙体积相应变小,同时排出相应体积的孔隙流体,当达到压实平衡时,岩石骨架颗粒相互支撑,空隙流体所受到的压力等于其上覆静水柱形成的静水压力,岩石颗粒所承受的压力等于上覆地层有效压应力,这个过程成为正常压实作用。(2)欠压实作用 :泥质岩类在压实过程中尤其压实流体排出受阻或来不及排出,孔隙体积不能随上覆负荷增加而减小,导致孔隙流体承受了部分上覆沉积载荷,出现孔隙流体压力高于其相应的静水压力的现象,称欠压实现象。(3)蒙脱石脱水作用:蒙脱石脱水作用是指蒙脱石向伊利石转变的成岩过程中释放层间水的作用。(4)流体热增压作用:是指地下流体由于温度升高引起体积膨胀,增加封闭地层系统的空隙流体压力作用。(5)有机质的生烃作用:干酪根成熟后形成大量的油气水,其体积大大超过了原干酪根本身的体积,这些不短信声的流体进入孔隙中,必然不断排挤空隙中已存在的流体,驱替原油流体向外排出。当流体不能及时排出时,则会导致孔隙流体压力增大,形成异常压力,并最终导致幕式排烃。因此,烃源岩生烃过程也孕育了排烃能力。(6)毛细管压力:在地下亲水介质的多相流动中,毛细管压力对烃类运移一般表现为阻力,但在以下两种情况下,毛细管压力对初次运移起积极作用。A:在烃源岩与运载层接触面上,由于烃源岩的孔隙远远小于运载层的孔隙,因此就形成由烃源岩指向运载层的毛细管压力差,驱使烃类由烃源岩向运载层中运移。B:在亲水烃源岩内部,由于孔喉两端毛细管曲率半径不同所产生的毛细管压力也不同,喉道一段的毛细管压力大于孔隙一端,两者之差指向孔隙。因此,在毛细管压力差作用下,烃类比较容易被从喉道中挤到大的孔隙中去,使烃类在较大孔隙中相对集中,有利于连续烃相的初次运移。除了上述动力外,构造应力、烃源岩的胶结和重结晶作用、扩散作用等都可能成为尤其初次运移的动力。8. 初次运移与二次运移的差别。初次运移 二次运移概念 油气从烃源层向储集层的运移。油气进入储集层以后的一切运移。油气运移的相态游离相运移占主导地位,水溶相居次要地位石油主要呈游离相,天然气可呈游离相和水溶相主要动力参照第 7 题 (一)浮力:石油和天然气的密度比水小,因此游离相的油气在水中存在浮力。浮力的方向垂直向上。(二)水动力:储集层内是充满水的,油气进入储集层后要受水压作用。(三)构造运动力:在地壳运动过程中,无论是挤压运动或升降运动,都会在岩层内部表现出大小和方向各异的应力活动。浮力和水动力是油气二次运移的直接动力。油气运移通道/途径油气从烃源岩向储集层运移的途径主要有孔隙、微层理面和微裂缝。石油和天然气在二次运移中的主要通道有储集层的孔隙、裂缝、断层和不整合面。时期 油气大量生成时 大规模的二次运移时期,应该是在主要生油期之后或同时所发生的第一次构造运动时期。运移主要方向从盆地整体上看,油气运移的方向,总是由盆地中心向盆地边缘运移。结果 在评价生油岩时,可根据排烃效果,区分有效生油岩与死生油岩层。前者指生油岩不仅已经产生油气,而且排驱了有商业价值的油气;后者指尽管生油岩已经形成油二次运移环境较初次运移环境改变较大,储集层往往具有比烃源层更大的孔隙空间,孔隙度和渗透率较大,自由水多,毛细管阻力小,温度、压力和盐度较低。气,但由于各种原因,所生油气没有排驱到储集层中,而是被圈死在烃源层中。最优越的生油层是与储集层呈互层关系的生油层。9. 油气藏形成的基本地质条件。(1)充足的油气源条件:油气来源是油气藏形成的物质基础。(2)有利的生、储、盖条件:有利的生、储、盖组合指生油层中生成的丰富油气能及时的运移到良好的储集层中,同时盖层的质量和厚度又能保证运移至储集层中的油气不会逸散。(3)有效地圈闭:是指有油气来源的前提下圈闭聚集油气的实际能力。影响圈闭有效性的主要因素有如下几个方面:A,圈闭形成时间与油气运移时间的关系,油气在圈闭形成以后才能在其中聚集起来。B,圈闭位置与油源区的相应关系。C,水动力条件和流体性质对圈闭有效性的影响。(4)必要的保存:在地质历史中已经形成的油气藏能否存在,取决于在油气藏形成以后是否遭受过破坏改造。因此,必要的保存条件是油气藏存在的重要前提。影响油气藏保存条件的主要因素有:地壳运动、岩浆活动及水动力。10. 油气藏形成时间的确定方法。(1)传统地质分析方法: 烃源岩主要生、排烃期分析法 圈闭发育史分析法 油藏饱和压力法 (2)流体历史分析法:储层流体包裹体法 自生伊利石测年法 11. 深盆气藏的概念、特征及形成地质条件。(1) 概念:一种发育在构造下倾方向或下部层位的致密储层中汽水关系倒置的非常规天然气聚集。形成于较特殊地质条件下,具有特殊圈闭机理和分布规律。(2) 特征:①汽水倒置:同一储层中“上水下气” 。②源—藏伴生:源岩多位于紧邻致密储层的下方。③异常地层压力:异常高温或异常低压。④缺乏边—底水:气藏边界不受构造等深线控制。⑤气藏是盆地储层下倾方向的天然气聚集体,不存在常规意义的圈闭。(3) 地质条件:①面积大、供气充足、供气效率高的源岩条件②低孔、低渗、大面积发育的储集层;③气源、储层、封盖层与构造条件的有利匹配。12. 气藏与油气藏形成及保存条件的差异。(1)气藏与油藏形成的烃类来源比较 天然气的形成具有多源性和多阶段性。 多源性一方面体现在既有有机成因的天然气,也有无机成因气;另一方面还体现在各种类型的有机质都能形成天然气,既有油型气,又有煤型气。石油主要是由腐泥型和腐殖天然气不仅与石油共生,也往往与煤系共生,聚油盆地和聚煤盆地都可以寻找天然气。 有机成因天然气的生成具有多阶段性,各个阶段都伴随有天然气的生成。 石油则大量生成于一定埋藏深度的“液态窗”范围内。(2)保存差异:与石油相比,天然气的聚集效率要小得多。天然气聚集系数一般在 1%以下,个别情况才会超过 1%; 而石油的聚集系数较大,一般大于 10%。天然气藏要求的保存条件远比油藏的严格。13. 地层油气藏的类型及基本特征。(1) 类型:地层不整合遮挡油气藏、地层超覆油气藏、生物礁油气藏:(2) 基本特征:地层圈闭是指储集层由于纵向沉积连续性中断而形成的圈闭,即与地层不整合有关的圈闭。在地层圈闭中的油气聚集,称为地层油气藏。地层油气藏主要是由于储集层与其上、下地层不整合接触的结果。不整合对地层圈闭起主导作用,但通常必须与其他构造因素或岩性因素结合在一起,由不整合面和储集层顶面的构造等高线构成封闭区。14. 断层对油气成藏的作用。(1)遮挡物——封闭作用A,纵向上,断层带具有的封闭性取决于:①断层性质②断面产状③断开地层岩性④断层带内流体活动B.横向上:断层带具有的封闭性取决于——断层两盘岩性组合及配置关系、断距。①储集层沿上倾方向与断层另一盘的非透性层接触:封闭。②两侧储层对置时,上倾地层的排替压力大,则封闭,否则封不住。C,断距小于泥岩厚度:封闭条件较好。D,断层圈闭的闭合高度及闭合面积,决定于断距的大小及其与该盖层、储集层厚度的关系。(2)A.通道和破坏作用:断层活动期时开启,可作油气运移的通道,也可破坏原生油气藏。B.间歇性——封闭C.多期活动性断层:早起有利于油气聚集,后期的则不利。15. 构造油气藏类型的划分及相关概念。(1) 背斜油气藏:在构造运动下,地层发生弯曲变形,形成向周围倾状的背斜,称背斜圈闭。油气在背斜圈闭中聚集形成的油气藏,称为背斜油气藏。(2) 断层油气藏:断层圈闭是指沿储集层上倾方向受断层遮挡形成的圈闭。在断层圈闭中的油气聚集,称为断层油气藏。(3) 岩体刺穿油气藏:由于刺穿岩体接触遮挡而形成的圈闭,称岩体刺穿圈闭。油气在岩体刺穿圈闭中的聚集称为岩体刺穿油气藏。(4) 裂缝性油气藏:所谓裂缝性油气藏,是指油气储集空间和渗滤通道主要为裂缝或溶孔的油气藏。16. 含油气系统的概念及研究内容。含油气系统(表了 20 世纪 90 年代石油地质学的最新进展。一般认为,含油气系统是一个相对独立的油气生成、运移、聚集的自然系统,该系统包括有效烃源岩及所有与其有关的油气聚集,还包括形成油气聚集所需要的所有地质作用和地质要素。 “系统”一词描述的是相互依赖的各种地质要素和作用,这些要素和作用组成了能形成油气聚集的功能单元。“地质要素”包括烃源岩、储集岩、盖层及上覆岩层。“地质作用”则包括圈闭的形成及烃类的生成、运移和聚集。这些地质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。含油气系统分布于已知所有这些基本要素和作用都出现的地区,也就是说,只要有含油气系统存在就必须有上述地质要素和作用过程。 含油气系统与含油气盆地、含油气区、油气聚集带等不同级别的油气聚集单元之间密切相关,而又彼此有所区别。含油气系统是介于含油气盆地(或含油气区)与油气聚集带(或成藏组合)之间的一个油气地质单元。在一个含油气盆地或含油气区内,可有若干个含油气系统重叠分布;在平面上,不同时代、不同类型的含油气系统则可展现在一个或若干个油气聚集带中。含油气系统的研究重点是烃源岩与油气藏之间的成因关系,即查明盆内或区内烃源岩有机质在何时以何方式转化为烃?油气在何时以何方式运移?何时何地聚集成藏?油气藏的类型及分布规律如何?从含油气系统研究所必须完成的主要图件来看,它又是一种石油地质综合研究方法。
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