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石油地质学6447374

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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石油地质学第 1 章油气水特征石油沥青类:天然气、石油及石油的固态衍生物的统称生物标志化合物(分子化石、地球化学化石、指纹化合物):指来源于生物体,基本保持了原始物质的碳骨架,记载了原始生油母质特殊分子结构信息的有机化合物。 (石油有机成因说的重要证据)荧光性:石油在紫外光的照射下能产生荧光的性质旋光性:当偏振光通过天然石油时,石油能使其振动面旋转一个角度的特性天然气:油气地质上指在地壳岩石空隙(孔、洞、缝)中天然生成的,以气态烃为主的可燃有机矿产当地下温度、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。采至地面过程中,随着温度、压力下降,这部分气可凝结析离成轻质油,称为凝析油油田水:狭义上,指油气田范围内直接与油层连通的地下水油田水的来源沉积水:沉积物堆积过程中保存在其中的水渗入水:大气降雨时渗入地下空隙和渗透性岩层中的水深成水:来自上地幔及地壳深处、由岩浆游离出来的初生水和变质作用过程中产生的变质水转化水: 沉积成岩和烃类形成过程中,粘土转化脱出的层间水及有机质向烃类转化时分解出的水苏林分类:地 表 淡 水< 0< 1> 1 田 水( 高 矿 化 度 )地 表 淡 水( 低 矿 化 度 )< 0> 1> 1 水盐 湖 水< 1< 0< 1 成 水油 田 水> 1< 0< 1 ( ( 毫 克 当 量 %)水 型地 表 淡 水<<>型 油 田 水( 高 矿 化 度 )地 表 淡 水( 低 矿 化 度 )<>>型 海 水盐 湖 水<<<型 深 成 水油 田 水><<型 ( )( )环 境成 因 系 数 ( 毫 克 当 量 )水 型第 2 章油气成因沉积有机质:指随无机质点一起沉积并保存下来的那部分生物残留物质。沉积有机质是沉积物的一部分(所占比例很小) ,也是它所寄存的地质体的一部分,所以也叫地质有机质。其中既包括生物的遗体,也包括生物生命过程中的排泄物和分泌物影响沉积有机质丰度的因素:(1)长期稳定下沉大地构造背景;(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)温暖湿润、低能还原性岩相古地理环境干酪根:指沉积岩中不溶于碱、非氧化性酸和常用有机溶剂的分散有机质。一光学分类:二化学分类: I 型干酪根:原始氢含量高和氧含量低,H/C 原子比 ~链烷烃很多,多环芳香烃及含氧官能团很少可来自于藻类化合物,也可是各种有机质被细菌强烈改造,留下原始物质的类脂化合物馏分和细菌的类脂化合物生油潜力大。一般为腐泥型有机质干酪根:原始氢含量高,但稍低于 I 型,H/C 原子比 ~中等长度直链烷烃和环烷烃很多,也包含多芳香烃及杂原子官能团来自于海相浮游生物和微生物的混合有机质生油潜力中等。一般为混合型有机质干酪根:原始氢含量低、氧含量高,H/C 比 ~含多环芳香烃及含氧官能团为主,饱和烃链很少;来自陆地高等植物藻类化合物。生油潜力不利,但在足够深度,可成为有利的气体来源。一般为腐植型有机质。氯仿沥青“A” (游离沥青):岩样未经稀酸(理,用氯仿抽提出的产物煤成油:煤和煤系地层中集中和分散的腐殖型有机质在煤化作用的同时所生成的液态烃类油型气:指腐泥型沉积有机质进入成熟阶段以后所形成的天然气,包括伴随生油过程形成的湿气、以及高成熟和过成熟阶段由干酪根和液态烃裂解形成的凝析油伴生气和裂解干气。煤型气:指由各种产出状态的腐殖型有机质在热演化过程中形成的天然气。无机成因气指不涉及有机物质反应的一切作用和过程所产生的气体,包括地球深部岩浆活动、变质作用、无机矿物分解、放射作用以及宇宙空间所产生的气体。烃源岩:广义上,是指所有具有潜在生烃能力的岩石。从石油地质勘探角度,主要是指已经生成并排出足以形成商业性油气聚集的烃类的岩石。有机碳含量(是指岩石中所有有机质含有的碳元素的总和占岩石总重量的百分比未熟有非干酪根晚期热降解成因的各种低温早熟的非常规石油。有机质成烃演化模式(1)生物化学生气阶段(未成熟阶段)埋深:00演化阶段:演化阶段:质作用阶段 机理:热裂解、热变质作用产物:干气;固体沥青;次石墨;烃源岩的地质特征:1)岩性特征 粒度细 颜色暗、富含有机质和微体生物化石、 常含原生分散状黄铁矿、 偶见原生油苗☆ 粘土岩类烃源岩灰黑色、深灰色、灰色及灰绿色 的泥岩和页岩☆ 碳酸盐岩类烃源岩灰黑色、深灰色、褐灰色、灰色的石灰岩、生物灰岩、泥灰岩,常含泥质成分☆ 煤系烃源岩煤和煤系地层中的暗色泥岩烃源岩的地化特征:有机质的数量(丰度) 、类型及其所经历的热演化史(成熟度)有机质的丰度常用指标有机碳含量(、 氯仿沥青“A” 、总烃(、岩石热解生烃潜量(2)有机质成熟度指盆地中烃源岩有机质的热演化程度。第 3 章储集层和盖层储层:具有一定的储集空间,能够储存和渗滤流体的岩石称为储集岩。由储集岩所构成的地层称为储集层,简称储层储集层基本特征:孔隙性 — 直接决定了岩层能储存油气的数量渗透性 — 控制着流体在其中流动的难易程度总孔隙度:岩样中所有孔隙体积之和与该岩样总体积的比值有效孔隙度:岩样中能够储集和渗滤流体的连通孔隙体积与岩样总体积的比值。当岩石中只有单相流体存在,并且流体与岩石不发生任何的物理和化学反应,此时岩石对流体的渗透率称为绝对渗透率绝对渗透率只与岩石本身的性质有关,与流体的性质无关当多相流体并存时,岩石对其中某一相流体的渗透率,称为岩石对该相流体的相渗透率,也称为有效渗透率影响碎屑岩储层储集物性的主要因素1 沉积条件① 碎屑颗粒的矿物成分:石英砂岩比长石砂岩的储油物性好② 碎屑颗粒的粒度及分选性:粒度、分选好,孔渗好③ 碎屑颗粒的排列方式和磨圆度:立方体堆积、磨圆度好有利④ 杂基含量:杂基含量多,孔渗性低2 成岩作用① 压实作用:致密、储层物性变差② 溶解作用:次生溶蚀孔隙,储层物性变好③ 胶结作用:储层物性变差3 成岩环境① 地温梯度:影响矿物溶解度、矿物转化、流体和岩石反应、有机质成岩演化② 异常高压:减缓压实作用、延缓或抑制胶结、产生裂缝③ 埋藏史:年代效应、低热成熟度地区孔隙度高比较碎屑岩和碳酸盐岩储集物性的差异:盖层:覆盖在储集层之上能够阻止油气向上运动的细粒、致密岩层成为盖层盖层封闭油气机理1、 物性封闭:依靠盖层岩石的毛细管压力封堵油气2、超压封闭:依靠盖层异常高孔隙压力封闭油气3、 烃浓度封闭:依靠较高的烃浓度阻滞下伏油气向上扩散运移盖层封闭性的影响因素1 盖层的岩性 盖层的主要岩性:泥岩、盐岩、石膏、硬石膏2 韧性 盐岩 → 石膏层 → 富含有机质页岩 → 粉砂质页岩 → 钙质页岩 → 燧石岩3、 厚度大厚度的盖层对封闭油气是有利的;减小孔隙连通机会,增强封闭性能;不易被小断层错断而形成连通的裂缝;易于形成超压4、 沉积环境及连续性 水体深、面积大、相对稳定的沉积环境易形成质纯、粒度细、连续性好的区域性泥质岩盖层5 、成岩作用及成岩阶段 主要体现在岩石的压实作用、粘土矿物的转化、有机质演化程度、岩石的塑性。6、构造运动地层抬升剥蚀,盖层残余厚度越小,封闭性越差断裂作用破坏盖层封闭性岩浆或者岩体等侵入作用,可使盖层拱张破裂第 4 章油气运移油气运移:地壳中的石油和天然气在各种天然因素作用下发生的移动初次运移:油气自烃源岩层向储集层或运载层(输导层)的运移二次运移:油气进入储集层或运载层以后的一切运移油气初次运移的相态低成熟阶段:水溶相生油高峰阶段:游离油相、油溶气相生凝析气相:气溶油相过成熟干气阶段:游离气相油气初次运移的主要动力压实作用、粘土矿物脱水作用、 流体热增压作用、有机质的生烃作用、扩散作用、渗析作用、胶结和重结晶作用、毛细管力通道:较大孔隙、微层理面、构造裂缝与断层、微裂缝(<100μm) 、有机质或干酪根网络 源岩低成熟隙和微层理面;☆ 成熟常高流体压力导致源岩形成的微裂缝为主。油气初次运移的时期石油:有机质热演化成熟阶段 天然气:多期,大量生气之后距离:只有与储集层相接触的一定距离内生油层中的烃类才能排出来生油层有效排烃厚度约为 10~30m;厚层块状泥岩源岩层排烃不利,相当一部分厚度对初次运移排油无效油气二次运移:相态 主要为连续油相,连续气相石油主要呈游离相,少量气溶相和水溶相天然气主要呈游离相,少量水溶相和扩散相运移过程中因温压条件改变,会发生相态变化动力和阻力动力:浮力、构造应力、水动力、扩散力阻力:毛细管力、吸附力、水动力通道开始时期:初次运移之后发生主要运移时期:生油期后第一次大规模构造运动时期或主要生排烃期后构造相对活动时期油气二次运移的主要方向和距离油气沿着渗透性最好、阻力最小的路径运移(运移高速公路) 。横向:几米至上百公里;垂向:几米至几千米一 般:大盆地、海相盆地较长陆相盆地、断陷盆地较短第 5 章圈闭与油气成藏圈闭:适合于油气聚集,形成油气藏的场所 。圈闭是储集层中油、气物质自身势能最小而其动能为零的地方圈闭的形成必须具备三个必要条件:储集层(储集空间) 、盖层(阻止垂向运移) 、遮挡物(阻止侧向运移)油气藏: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。 是油气在地壳中聚集的基本单位。 同一要素控制、单一储层、同一压力系统、同一油水界面油气在圈闭中中的聚集原理油气藏的形成条件1、充足的油气源条件油源的丰富程度决定于生油岩的体积、有机质数量、类型和成熟度,以及生油岩排烃能力2、有利的生储盖组合生油层中生成的油气能及时运移到良好储集层中,同时盖层的质量好,能保证运移至储层中的油气不会逸散。 3、有效的圈闭影响圈闭有效性的因素圈闭的大小—大、圈闭的形成时间—早、圈闭所处的位置—近 、水动力强度及流体性质—静4、必要的保存条件良好的油气藏保存条件:地壳运动:不剧烈;岩浆活动、水动力活动:弱;埋深:不太浅第 6 章圈闭与油气藏类型构造油气藏 地层油气藏 岩性油气藏 水动力油气藏 复合油气藏背斜油气藏 潜山油气藏 岩性上倾尖灭油气藏构造鼻型水动力油气藏构造层不整合遮挡油气藏透镜体油气藏 单斜型水动力油气藏构造性封闭油气藏 岩体刺穿油气藏生物礁油气藏 第 7 章 油气聚集单元与分布规律油气田:指一定面积内,受单一局部构造或地层因素控制的所有油(气)藏的总和油气聚集带:同一个二级构造带或岩性岩相变化带中,互有成因联系、油气聚集条件相似的一系列油气田的总和含油气盆地:地壳上具有统一的地质发展历史,发育着良好的生、储、盖组合及圈闭条件,并已发现油气田的沉积盆地前陆盆地盆地结构特征:A 位于褶皱山系与毗邻克拉通之间的沉积盆地B 形成于挤压构造环境,结构不对称C 沉降、沉积中心和边缘尖灭线不断迁移D 三部分: 1)褶皱-冲断带;2)深凹(坳)带;3)稳定前陆斜坡和前缘隆起石油地质特征:A 烃源岩岩石类型:海相碳酸盐岩、页岩和陆相泥页岩成熟的生油气中心:靠近深坳带一侧油气沿断层、不整合面或渗透层向上或克拉通一侧运移B 储集岩下部:海相碳酸盐岩为主体;上部:陆相碎屑岩为主体C 主要圈闭类型背斜构造圈闭、断层圈闭和地层圈闭D 油气分布主要是受圈闭展布的控制。平面上,油气围绕生油气中心呈条带状分布于平行造山带的构造带上。因构造活跃,油气藏常遭破坏裂谷盆地盆地结构特征:A 大型岩石圈拉张破裂形成的纵长形断陷或坳陷B 拉张作用的结果,张性构造可以是在重力滑动、拉张、挤压、扭动、上拱、差异负荷和压实等条件下形成C 断层控制盆地为主石油地质特征:A 油气生成从寒武系到下第三系都有烃源岩分布岩性以泥岩、页岩和碳酸盐岩为主,含有大量的水生生物为主的有机物质烃源岩主要形成于裂谷盆地发育的主要时期烃源岩厚度大、丰度高、分布广、类型多,由于具有较高的地热背景,有机质演化成烃条件优越同一盆地不同深度段有机质丰度、类型都有明显的变化B 储集层特征坳陷型裂谷在稳定沉积环境下储集层发育、规模大、横向稳定、成熟度高,沉积体系以河流层以河流相砂体和三角洲前缘砂为主断陷盆地在块断运动作用下发育的沉积体系规模小、类型多、横向变化大。储层主要沉积相类型为冲积扇、扇三角洲、三角洲、滩坝、湖底扇、浊流扇等C 盖层与储盖特征区域性盖层:宏观上控制了裂谷盆地内油气运聚与分布直接盖层:直接影响了油气藏内油气聚集盖层岩石类型:主要有泥岩、页岩、盐岩、石膏、裂缝不发育的致密碳酸盐岩储盖组合:在裂谷盆地发育的不同阶段差别较大裂谷前期阶段:新生古储式组合为主裂谷期:自生自储式组合为主裂谷后期:古生新储组合为主D 油气运移特点侧向、垂向运移并存,以垂向运移为主,断裂带控制了裂谷盆地中油气田的地理分布断裂体系发育,油气纵向运移十分活跃,有多期运聚、重新分配、多期成藏的特点,油气往往沿断裂向上运移,在断裂两侧富集,纵向上含油气井段长E 油气分布特征油气藏类型多,主要有背斜油气藏、断块油气藏、岩性油气藏、地层不整合油气藏、地层超覆油气藏等。坳陷型裂谷盆地中部,一般发育与基底活动有关的背斜油气藏、断块油气藏。断陷盆地陡坡带主要发育滚动背斜油气藏、断块油气藏、地层超覆油气藏,洼陷带岩性油气藏发育,缓坡带则以岩性上倾尖灭油气藏、断块型油气藏、地层不整合油气藏、地层超覆油气藏为主。克拉通盆地 包括形成在克拉通周边环境的和克拉通内部的盆地 沉积特征及生储盖组合烃源岩:从寒武系到白垩系都有分布,岩性主要为泥岩、页岩和碳酸盐岩等,源岩厚度变化大,一般 20 米到 1000 米,不同盆地有机质丰度差别很大;有机质类型较好,多为Ⅰ、Ⅱ型储集层:分布丰富。下方无裂陷的克拉通盆地储层沿盆缘分布,盆缘形成典型的三角洲和海岸砂岩以及与生物礁有关的碳酸盐滩和台地。下伏有裂谷分布的克拉通盆地储集层分布广泛,纵向上储层与盖层有多种匹配形式,在侧向上,储层可相变为非渗透性岩层,形成侧向储盖组合油气聚集和分布特征 A 油气藏类型:以构造/地层圈闭为主a 与基底隆起有关的潜山圈闭油气藏,基底构造横向不均一性决定了克拉通盆地的隆坳构造格局,因此与基底地貌起伏、基底顶面风化有关的油气藏类型也广为发育b 基底隆起之上的构造油气藏,常为同沉积背斜或与基底(断裂)有关的构造c 岩性圈闭,可分为沉积型和成岩型两种基本类型d 与基底关系不大的背斜圈闭e 地层—岩性复合圈闭,最主要的圈闭类型B 油气运移特征油气田大都分布在源岩发育区边缘或外侧,表明盆地内油气以侧向运移为主,但也有垂向运移的特征C 油气分布特征油气田发育具有分区性:油气藏围绕生油凹陷呈环状分布,围绕优势运移方向展布,隆起带为主要油气田发育区油气田分布具有分层性:往往发育多套产油气层控制盆地中油气分布的主要地质因素:盆地内烃源岩层的沉积中心控制油气田的分布盆地内的二级构造带控制着油气聚集盆地内大型断层控制着油气生成、运移和聚集盆地内三角洲发育区是油气分布的有利地区盆地内三级构造同其他因素配合控制着油气聚集第 8 章油气资源评价与油气勘探的任务与程序推测资源量:在勘探初期,根据区域地质资料,与邻区同类盆地进行类比,结合盆地或坳(凹)陷的初步地面地质调查、物探普查或参数井、地化资料估算出的油气资源量。潜在资源量:是指预探阶段过程中,通过以地球物理勘探为主的综合勘探,经过圈闭识别、描述评价方法,估算出的含油气圈闭可能存在的资源量。潜在资源量还未经钻探证实,是部署预探井的重要依据。预测储量:指预探阶段完成后,对已获得工业油气流的圈闭,通过圈闭精细描述评价或油气藏早期描述评价,预测出的油气储量。控制储量:指油气藏评价勘探阶段过程中,通过以地震勘探和评价井钻探等综合勘探,经过油气藏描述评价,计算出的油气储量。探明储量:指油气藏评价勘探阶段完成后,经过油气藏精细描述评价,计算出的油气储量。它是油气藏勘探的最终勘探成果,为油气田开发提供依据。区域勘探:是在一个大区或盆地进行油气勘探过程中的第一阶段,是指从盆地的石油地质调查开始到优选出有利含油气区带的全过程。圈闭预探:指在有油气远景的二级或局部构造圈闭上进行的勘探工作。即从圈闭准备开始到圈闭钻探获得工业油气流过程油气田评价勘探:指从圈闭预探获工业性油气流开始到探明油气田的全过程。——提交控制储量和探明储量。 滚动勘探开发:是对地质条件复杂的油气田,预探获油气流后,短时期难以完成评价勘探,为了少打评价井,尽快投入开发,提高经济效益,实行勘探开发循序渐进、交叉进行、边勘探边开发的工作方法。
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