石油地質(zhì)基礎(chǔ)知識交流

1、f姜木2010年9月4日COSL油氣的生成油氣的運移閉和油氣藏常見石油地質(zhì)名詞解釋成油氣藏中的流體：石油、天然氣、油田水石油存于地下巖石孔隙中的液態(tài)可燃有機礦產(chǎn)。摩分，碳氫化合物+少最雜質(zhì)元素：碳.氫、氧、硫、氮A天然氣 ；地下巖層中存在的，以兒 存在。元素與石油相似：包括：氣藏氣，氣頂氣，態(tài)氣水合物（可燃冰）油田水油、氣田區(qū)域與油氣藏按構(gòu)造分為邊水，底水油氣是怎樣形成的?»油氣成因歸現(xiàn)化理論保存在沉積物中的直機匿在不斷埋深的過程中，在細趙溫度等因素的作用下，經(jīng)歷生物化學、熱催化和熱裂解等階 段，陸續(xù)轉(zhuǎn)化成石油和天然氣。COSL一.蕩骯的生成一、生成油氣的原始物質(zhì)A沉積有機質(zhì)及其來源

2、沉積有機質(zhì)：隨無機質(zhì)點一道沉積并保存下來的生物殘留物質(zhì)或死后尸體.原始來源：活的有機體及其在生命活動中的代謝嚴物（分泌物、排泄物）水生低等生物（尤其是海藻）陸生高等植物浮游動物和高等動物對沉積有機質(zhì)的貢獻相對餐»影響沉積物疝質(zhì) 融'肉主翹塞質(zhì);懇、/一亠石中有機碳丿生物產(chǎn)率控制因素包括：營養(yǎng)供給、光照強度、溫度、水化學性質(zhì)尊.具有較高生物產(chǎn)率的環(huán)境：淺海、海水上涌區(qū)保存條件控制因素：氧化作用強度、有機質(zhì)類型、沉積物質(zhì)的堆積速度有機質(zhì)沉積分解、 縮合空憎 沉積尹備機質(zhì)、酪根匚n成熟熱解亠一油氣生機辰心分子活物庾旳:人展分濟右機體生物化呼化于辭解妁1嫉Gr作用與 慈合作用COz

3、.6 V 幾 Z*屣唆加作H1尊1釵觸作Hi噸 2 2 沅移揚幣沅;很戈著 十角wL/nkr內(nèi)輕化rxw.wapi*. 1X5,修改COSL. cn»干酪根1. 干酪根的成分和結(jié)構(gòu)高分子聚合物，沒有固定的化學成分，分子式可用C12H12ON0.16S0.431x 表 7 五種元素的重量百分比平均為：C-76. 4%, H-6.3%, 0-11.1%, S- 3.65%, N-2.02%.干酪扌艮在結(jié)構(gòu)上是一種復雜的三維大分子，它有彳艮多結(jié)構(gòu)單元（核）, 多個核通過橋鍵相聯(lián)結(jié)，在橋和核上都可能具有官能團.<A|HftA. X. IMOt "良« C Murpl

4、.f * l>74>:A圖2-8酸很中的-特大分子結(jié)溝模式冒 (Txttfit 顒 EcpitAlic, 1975)1升會找壞狀化合物2.徳和的環(huán)狀化今揚 3.雜環(huán)化舍物 4脂集賃上圖：低演化階Eb相為于未成熟的干磚尺 下田：遇過深皮(V用，巳達到盤法億階段詡同 類千齡沒II：2. 干酪根的數(shù)量干酪根約占總有機質(zhì)的80-90%,是沉積有機質(zhì)的主體.根據(jù)杜朗估算，沉積巖中干酪根總量1016t,而化石燃料最大資 源量分別是：石油4xi(Pt、氣2x105、頁巖油5x 10nt.油頁巖 10"、地瀝青3x105,煤和富有機頁巖分別為10%和1014t.千酪根總量約比化石燃料總量

5、大1000倍，非常充足.c n3. 干酪根的類型根據(jù)390個干酪根樣品，按H/C和0/C原子比表示在范氏 圖上，可將干酪根分為三種 主要類型（I、u、m型）.千酪根類型及其演化圖TlssotJ974）.c nI型千酪根：單鈿胞藻類（海藻）殘休組成，富含脂類化合 物，H/C比高，0/C比低，含大量脂肪族炷結(jié)構(gòu)，生成液態(tài)石油潛 力大，油頁巖屬此類，典型腐泥質(zhì)類型；最大轉(zhuǎn)化率80%;II型干酪根：介于I、in之間，過渡性，來源于海洋漂流植 物及浮游動物，具多環(huán)飽和炷結(jié)構(gòu).生油氣介于二者之間；m型干酪根：源于富木質(zhì)素和碳水化合物的高等陸源碎屑形 成的，H/C比彳氐，o/c比高，多環(huán)芳香爛結(jié)構(gòu)為主，生油

6、潛力小， 天然氣的主要母質(zhì)，典型腐殖質(zhì)類型；最大轉(zhuǎn)化率30%。我國陸相盆地統(tǒng)計：I型干酪根占22. 9%：II型干酪根占48.5%；III型干酪根28. 6%owww. cosl. com. cn三種類型千酪根的特征對比表干酪根類31ISlistnisi阪始H含量A較高低原始怡量低中尊高H/C原子比1.25-1.750.65-1.250.46-0.93O/C原子比0.0264).120.04-0.130.05-030C結(jié)構(gòu)直儺飽和多環(huán)C多環(huán)芳香足及 含O官能團生物來源水生浮游生物海相浮游與微生 物的混合有機質(zhì)陸地高尊植物生油潛能大中等小但可生氣實例松遼K,qi濟陽EV邯爾多斯CP泌陽Eh中東K

7、鶯瓊Ewww. cosl. com. cn干酪根的顯微構(gòu)成1. 標準碣班型干酪根（in 2）.撫 長焰煤。x 250x 2502. 油頁巖夭艾陀干酪根（I?）, 扶顧。南陽.殃134、156井。3、4. （I», x5005. 族JMT泥Si干BMR（ I 2）, 左側(cè) 為址且藻，南陽，殃134井。 X5006. 族無定型干酪根（），市陽,4MJ34井。X250COSL二、油氣生成的地質(zhì)及動力條件»地質(zhì)條件（大地構(gòu)造和古地理環(huán)境）1. 大地構(gòu)造長期、持續(xù)穩(wěn)定下沉的盆地是生成油氣最生荽的地質(zhì)條件之一。如坳陷： 渤海灣，松遼，四川盆地。這樣的沉積盆地中，沉降速度近似于沉積速度，

8、使水體保持一定深度，既利于 生物大量繁殖，又能使有機質(zhì)免遭氧化，有利于形成豐富的沉積有機質(zhì)和向油 氣轉(zhuǎn)化的地質(zhì)環(huán)境2. 古地理環(huán)境生成油氣的環(huán)境。條件：深度適當、面積較大、有機物豐富的水體；利于有機質(zhì)保存的低能還原環(huán)境。二、油氣生成的地質(zhì)及動力條件動力條件（細菌、熱力、催化）1.細菌細菌按其生活習性可分為三類，即喜氧細菌、厭氧細菌和通性細厭氧細菌對油氣生成的意義更大.在還原條件下，有機質(zhì)經(jīng)細菌分 解成甲烷、氫、C02.有機酸及其它碳氫化合物。細菌所起的作用，是 將原始有機質(zhì)中的0、S、N、P等元素分離出來，使C、H特別是H富集起 來.在早期階段作用顯著。2熱力(1)并非對一般有機質(zhì)，而是對由沉

9、積有機質(zhì)演化成的干酪根加熱以后，才能生成石油炷類；(2)溫度較低時，加熱干酪根生成的液態(tài)爛和群發(fā)組分產(chǎn)率較低，只 有到達一定溫度，才會大量生成液態(tài)炷，而溫度繼續(xù)上升到一定程度， 液態(tài)產(chǎn)物(炷)又會減少，而氣態(tài)炷生成量繼續(xù)增加；3.催化劑催化劑：能加快化學反應的進程而本身不參加化學反映的物質(zhì). 破壞反應物的原始結(jié)構(gòu)，使分子重新排布，形成穩(wěn)定的炷類物質(zhì).(1) 、粘土礦物(吸附作用)(2) 、酵素：由動植物、微生物產(chǎn)生，在有機質(zhì)分解早期有重要意義HI4.4O三.有機質(zhì)演化與成炷模式石油和天然氣是有機質(zhì)成巖 演化過程中附帶的、自然的產(chǎn)物。 不同的演化階段，伴隨有不同的 爛類產(chǎn)物.有機質(zhì)的演化可分3個

10、階段：未成熟階段成熟階段過成熟階段Ml未成刻階蛍作用階段丿溫度：10-60C從生物有機質(zhì)干酪根形成過程示意圖主要作用因素：生物化學作用 有機質(zhì)演化過程：在還原環(huán)境 中，沉積有機質(zhì)被部分分解， 產(chǎn)生CO?、CH4、NH3、H2S、H20 等，同時形成更為穩(wěn)定的干酪 根.主要炷類產(chǎn)物：生物化學甲烷.COSL成熟階跖駆作用階段溫度：60-1809主要作用因素：熱降解作用有機質(zhì)演化過程：干酪根在熱力 作用下逐步向油氣轉(zhuǎn)化，隨溫度 持續(xù)增高，生油反應的速度和生 油量顯著增大，直至達到生油高 峰.此后生油量開始減少，生氣 量相應迅速增大.至約180X：后， 干酪根的生油潛力枯竭，只能生 成氣態(tài)炷類.分減&

11、quot;TBo低主V田于撈2M1. CO2H2O： 2、油：3、濕氣：4、 甲烷：5、膠質(zhì)+瀝青質(zhì)：6.不溶于有 機溶劑的有機質(zhì)：7.可溶于堿的有機質(zhì)：&可溶于酸的有機質(zhì)：虛線表示這些組分可能垂參過成熟階勢盤庾作用階段溫度： 180-250C主要作用因素：熱降解作用有機質(zhì)演化末期：此階段已生成的液態(tài)爛和重質(zhì)氣態(tài)炷強 烈裂解，轉(zhuǎn)化為最穩(wěn)定的甲烷，以及碳質(zhì)殘渣(碳瀝青或 石墨)冷油門限成< 1. 5 km熱催化生 汕 囪1. 54 Okm60180 V -0.5% 1.0%7. 0lGkm250375"C乩 >2.0%4. 07. Oki L80-250T=1.0%

12、2.0%深部高溫生氣P介段 變生作用階段 (Metagenpsi s)生物化學生氣階段 成右作用階段 (Digenesis)拈催化主汕氣階段迪裂解牛朕折氣疝段陽生作川階段(Catagenesis)圖2-17 現(xiàn)代油氣成因模式(據(jù)張¥15,1989)四、短源巖能夠生成石油或天然氣的巖石稱為源巖（或繪源巖，生油 巖）。由生油（氣）巖組成的地層稱為生油（氣）層。在一定 地質(zhì)時期內(nèi)，具有相同巖性-巖相特征的若干生油層與非生油層 的組合，稱為生油層系，如果在生油層系中有儲集層存在，那 么就可稱其為含油層系。1、泥質(zhì)巖類桂源巖主要包括泥巖、頁巖、粘土等，是在一定深度穩(wěn)定水體中形成的，環(huán)境 中缺氧

13、，浮游生物和陸源有機膠體能隨著粘土礦物質(zhì)大量堆積，保存并向 油氣轉(zhuǎn)化。因而這些細粒的粘土巖類富含有機質(zhì)及低鐵化合物，顏色多呈 黑色。2、碳酸鹽巖類桂源巖以低能環(huán)境下形成的富含有機質(zhì)的灰?guī)r、生物灰?guī)r和泥灰?guī)r為主，常含 泥質(zhì)成分，有利相帶有淺海相、三角洲相和深水湖泊相。低能環(huán)境有利于 要機質(zhì)保存，同時這此環(huán)境中有機質(zhì)的輸入豐富。3、煤系坯瀝主要包括以高度富集高等植物為主的腐殖型有機質(zhì)的沉積巖和煤層，如 碳質(zhì)泥巖、碳質(zhì)頁巖和煤層等。沉積環(huán)境以復雜的氧化還原條件下的海陸 交互相和沼澤相為主，盡管在地質(zhì)演化早期有以藻類為主的腐泥煤，但絕 大部分是以腐殖型有機質(zhì)為主的煤系。.c n油氣的生成油氣的運移閉和

14、油氣藏常見石油地質(zhì)名詞解釋圈閉聚集圖1 -11油氣運移聚集剖面示意圖廠概念油氣運移即油氣在地下的流動，或在地下因自然因素所引起的位置移動.按油氣運移所發(fā)生的場所可分為初次運移和二次運移.初次運移油氣自生油 層向儲集層（運載層）中的運 移.二次運移油氣進入儲 集層/運載層之后的一切運移.c nA地下油氣運移的證據(jù)地表滲出的油氣苗（說明從地下-地表運移）；采油時很小的井孔可以流出大量的油氣（說明至少在開采時是四面八 方匯集的結(jié)果）；采出的石油中可以找到比儲層時代老的胞粉（由老的生油層T儲層）；生油巖多為細粒巖石如泥巖、頁巖，而目前的產(chǎn)油層多為粗粒的砂巖等巖性（生T儲）；油藏中油氣水按比重分異，從上

15、到下分別為氣、油、水（層內(nèi)運移結(jié)»壓實作用寧水熱增壓作用&滲透壓力的作用»粘土脫水作用卜毛細管力的作用»甲烷及其他炷類氣體的作用水溶相態(tài)運移兩種觀點：廠水溶相態(tài)運移A游離相態(tài)（油相、氣相）運移二次運移卜油氣以一定體積的游離相態(tài)進入儲層；.c n.« » ；. 油氣向上運蓼. : -ooddoodboo : 油氣在儲集層中向上傾方向運移的二般模式圖:上油宕初次運移一儲集層八*油、匚nZZj二次運移炷矣t油.氣氣苗T油U藏 I一.次能移在表面張力作用下，油氣會立即形成油滴/氣泡；隨著進入儲層的油氣不斷增多，油滴/氣泡將連接合并，直至其 連續(xù)

16、高度達到一定值后，即可在浮力作用下進行運移；A油氣以溶解狀態(tài)進入儲層；隨壓力溫度的降低，油氣將從水中分離出來，進而以游離相態(tài)進 行運移A綜上，油氣以游離相態(tài)（或最終要轉(zhuǎn)變成游離狀態(tài)）進行二次運移。»仙氣二車運彭動力»浮力：動力»水動力：動力或阻力A毛細管壓力：阻力孔隙J溶洞丿巖彳裂縫儲存油氣的巖石油氣儲集層（油藏）滲濾流體的C/；右”師氣捉J儲集空間一孔隙性滲流通道一滲透性金工業(yè)價£儲集巖儲集層油層、氣層、油氣層儲集層廠 砂（礫）巖儲集層：砂巖、砂礫巖、礫巖、粉砂巖 碳酸鹽巖儲集層:灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r灰質(zhì)白云 巖、生物碎屑灰?guī)rI巖漿巖、變質(zhì)巖及泥頁

17、巖儲集層借集層1、孔隙性廣義的孔陳是指巖石中未被固體物質(zhì)所充填的空間，有人亦稱之為空 隙，包括狹義的孔隙.洞穴和裂縫，它們構(gòu)成了油氣儲存的場所及滲濾 通道。www.cosl .com. cnCOSL孔隙性表示方法巖石的總孔隙度：巖樣中所有孔隙空間體積之和與該巖樣總體積的比值， 以百分鬱表示：中=(EVp)/Vr X 100%從實用出發(fā)，只有那些互相連通的孔隙才具有實際意義，因為它們不 僅能儲存油氣，而且可以允許油氣在其中滲濾。而那些孤立的互不連通的 孔隙和微毛細管孔隙，即使其中儲存有油和氣，在現(xiàn)代工藝條件下，也不 能開釆出來，所以這些孔隙是沒有實際意義的。有效孔隙度:是指那些互相連通的，且在一

18、般壓力條件下，可以允許流體在其中馬尊的孔隙體積之和與巖石總體積的比值，以百分數(shù)表示 ft=(EVe)/Vr X 100%儲層巖右(砂巖)孔隙度評價2巖石的港透性年一定的壓差作用下，儲層巖石讓流體通過的能力。其大小用滲透率 表不O嚴格地講，自然界的一切巖石在足夠大的壓力差下都具有一定的滲透性。通常我們所稱的滲透性巖石與非滲透性巖石，是指在地層壓力條件下流 體能否通過巖石而言，是一個相對的概念。滲透性表示巖石中流體流動的難易程度, 參數(shù)之一，而與巖石中流體的實際含量無關(guān)。漫透性巖層沉積巖，一般情況下，砂巖. 礫巖、多孔的石灰?guī)r、白云巖等儲集層為 港透性巖層。是評價儲集層產(chǎn)能的主要流體在巖石中呈線性

19、流動非滲透性巖層：而泥巖、石膏、硬石膏、泥灰?guī)r等為非滲透性巖層。絕對滲透率：如果巖石孔隙中只有一種流體（單相）存在，而且這種流體不與 巖石起任何物理和化學反應，在這種條件下所反映的滲透率為巖石的絕對滲 透率。絕對滲透率與流體的性質(zhì)無關(guān)，只反映巖石本身的特性。儲集層港透率分級級別滲透率(10 3|lm2)評價油層氣層1>100021000-500好常規(guī)3500-100中等儲層4100-10較鑿510-1養(yǎng)可能低滲透儲層61-0.1不港透7<0.1致密儲層在自然界實際汕層內(nèi)，孔隙中流體往往不是單相，而是呈油、水兩相或油、 氣、水三相并存，各相之間彼此擾互和影響，巖冇対其中每種和的滲流

20、作用將與單相流有很大差別。為此，提出有效滲透率和相對港透率的概念。有效滲透率（或稱相對滲透率）：在多相體存在時，巖石對其中每種相 流體的滲透率。分別用符號k,、匕來表示油、氣、水相的滲透率。七、相對港透率：有效滲透率與絕對滲透率之比值。相對滲透率二有效滲透率/絕對滲透率（ko/k> kg/k、ku/k）一般，巖石對任何一種相的有效港透率總是小于該巖石的絕對滲透 率。所以，相對滲透率變化在之間。COSL有效滲透率和相對滲透率不僅與巖石的性質(zhì)有關(guān)，也與其中流 質(zhì)和它們的相對含量（飽和度）有關(guān)。%K/ /£ K* % X/乂0 J 10 230 40 a667080 S0 10含油飽

21、和度S 12-1油、氣飽和度與相對滲透率的關(guān)系曲統(tǒng)0 8 6 4 21.0.O.0.O.»象*4 伎、/水r/1 %y4、XKAXK01020 304050 60708090 100含水館和度0 8 6 4 2 h0.0«o.O.圖122油、水飽和度與相對滲透率的關(guān)系曲線式於證明：某種相的有效滲透率隨該相流體在巖石孔隙中含量的增高而加大，血 到該相流體在巖右孔隙中含暈達到百分Z百時，該相流體的有效滲透率等于絕對 慘透率。相反，隨著該相流體在巖石孔隙中的含量逐漸減少，有效滲透率則逐漸 降低，直到某一極限含屋，該相流體停止流動。COSL油氣的生成油氣的運移圈閉和油氣藏!1!常見

22、石油地質(zhì)名詞解釋叫IBUI一、圈閉和油氣藏的概念A圈閉圈閉是地下儲集層中能夠阻止油氣繼續(xù)向前運移，并且在其中聚圈閉的構(gòu)成要素:蓋層阻止油氣向上運移的遮擋物集起來的一種場所。“捕獲油氣”儲層儲存油氣的巖石層阻止油氣向側(cè)工當圈閉中聚集了一定數(shù)量的油氣之后，就形成了油氣藏（油藏、圖4-13 甘斜也刑牛溫出坦、岡合阿用、 閉合面枳示薫理J. cnCOSLA油氣藏形成的基本條件充足的油化孤足魚 配好的運移遇;利的生僚直組合；大蓉積的有效HB閉。劇417油氣藏訓面示慰圖蓋層：覆蓋在儲集層之匕能夠阻I上油氣向上運動的細粒、致密蓋層之所以能夠封蓋油氣，是由于具備相對低的孔隙性和 滲透性。量畫要的蓋層是 蒸發(fā)巖

23、類（鹽巖、石膏） 泥頁巖類雌層和蓋層是油氣聚集成藏所必需的兩個基本要素。儲集層的層位、類型.發(fā)育特征、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及物性變化規(guī) 律等，是控制地下油氣分布狀況、油氣儲量及產(chǎn)能的重要因素。同時在油氣田開發(fā)過程中，對儲層進行改造，把低產(chǎn)油氣層變 成高產(chǎn)油氣層，也需仔細研究和掌握油氣儲集層的變化。.c nCOSL二、圈閉和油氣藏的分類、分類的現(xiàn)狀(1) 圈閉成因(2) 油氣藏形態(tài)(3) 儲集層巖性(4 )流體性質(zhì)、分類的原則準確性概括性實用性.c n構(gòu)造圈閉閉 主 耍 分 類不整合圏閉巖性圏閉水動力圈閉復合圈閉背斜圈閉斷層圈閉刺穿接觸圈閉不整合面以上的圈閉不整合面以下的圈閉原生巖性圈閉次生巖性圈閉單獨的水動力圈閉與其它因素有關(guān)的水動力圈閉m SV A Cal - 1989>COSL油氣藏類型在很大程度上彩響著勘探方法和開發(fā)方案目前在勘探上常采用基于圈閉成因的油氣藏分類方案大類亞類構(gòu)造油氣裁背斜油氣斷層油氣裁裂縫性油氣藏剌穿接儺油氣藏抱層油氣藏根據(jù)H閉成因細分根據(jù)閉成因細分根據(jù)I閉成因細分水動力油氣藏n根據(jù)圈閉成因細分復合油氣裁根據(jù)圈閉成因細分巖性油代蕈地層不整合油氣藏地層超覆油氣藏 上傾殲滅