石油工程雙語版課件03石油勘探

Chapter3PetroleumProspecting

(石油探勘)地表觀測(Surfaceobservation)

－byobservationonearthsurface地質(zhì)探勘(Geologicalexploration)

－downwardprojectionofgeologicinformation地球化學(xué)探勘(Geochemicalexploration)--tracinghydrocarbonsinsoilandwater地物理探勘(Geophysicalexploration)

－physicalmeasurementsofgravity,magneticandseismicofsubsurface地表觀測(SurfaceObservation)

野外(或現(xiàn)場)之勘查－地表之實地觀察

seeps(plate13-1,13-2,andfig.13-1)地表觀測--Seeps

地表觀測--Seeps

探勘法化學(xué)Chemistry地質(zhì)Geology物理Physics地球化學(xué)Geochemistry地球物理Geophysics地球化學(xué)探勘GeochemicalProspecting地質(zhì)探勘GeologicalProspecting地球物理探勘GeophysicalProspecting目的理論地物應(yīng)用地物－研究地下地質(zhì)、構(gòu)造、巖石特性……等－尋找礦物、石油及其他地下資源－獲得工程地質(zhì)及地質(zhì)工程資料(作為建筑設(shè)計大型建筑之用)－其他地質(zhì)探勘地質(zhì)探勘

→尋找石油;尋找礦石或礦物利用地表巖石露頭或井孔的巖石之觀測而推測分折其地下附近之構(gòu)造、組成及歷史等(plate13-3)。利用鉆井的地層資料研判儲油層位置(fig.13-2)。利用鉆井的地層資料研究井與井之間的地層對比及連續(xù)性(fig13-3;13-4;13-5;13-6;13-7)。地質(zhì)探勘—利用地表巖石露頭或井孔的巖石之觀測而推測分折其地下附近之構(gòu)造、組成及歷史等(plate13-3)。地質(zhì)探勘—

利用鉆井的地層資料研判儲油層位置(fig.13-2)。

地質(zhì)探勘--利用鉆井的地層資料研究井與井之間的地層對比及連續(xù)性(fig13-3)。

地質(zhì)探勘--利用鉆井的地層資料研究井與井之間的地層對比及連續(xù)性(fig13-4)。

地質(zhì)探勘--利用鉆井的地層資料研究井與井之間的地層對比及連續(xù)性(fig13-5)。

地質(zhì)探勘--利用鉆井的地層資料研究井與井之間的地層對比及連續(xù)性(fig13-6)。

地質(zhì)探勘--利用鉆井的地層資料研究井與井之間的地層對比及連續(xù)性(fig13-7)。

地球化學(xué)探勘

–toidentifythesourcerockTracesofhydrocarbonsinsoilandwaterareoftengoodindicationsoftheproximityofapetroleumtrap(fig.13-8).--microseeps--hydrocarbonhalo--sniffers--Vitrenitereflectance地球化學(xué)探勘

–toidentifythesourcerockPlayandTrend-1Aplayisacombinationoftrap,reservoirrock,andsealthathasbeenshownbypreviousdiscoveredfieldstocontaincommercialpetroleumdepositsinanarea.PlayandTrend-2Atrendorfairwayistheareaalongwhichtheplayhasbeenproven,andmorefieldcouldbefound.(fig13-9).PlayandTrend-3Aprospectistheexactlocationwherethegeologicalandeconomicconditionsarefavorablefordrillinganexploratorywell.PlayandTrend-4Therearefourmajorgeologicalfactorsinthesuccessofaparticularprospect.(1)Theremusthavebeenasourcerockthatgeneratedpetroleum.(2)Theremusthavebeenasourcerocktoholdthepetroleum.(3)Theremustbeatrap.Thisincludesareservoirrockconfigurationthathasfour-sidedclosure,asealonthereservoirrock,andnobreachofthetrap.(4)Thetimingmustberight.Thetraphadtobeinpositionbeforethepetroleummigratedthearea.

PlayandTrend-5Aneconomicanalysisoftheprospectshouldincludereservesandriskcalculations.地球物理探勘由地球物理探勘可獲得所需的地質(zhì)資料而研判礦物或石油所在地地質(zhì)資料之獲得可經(jīng)由

(a)利用物理原理及儀器，獲得地下構(gòu)造、地下巖石物理特性…等資料

(b)制作地下地質(zhì)圖及構(gòu)造圖…等，而研究礦物及石油之所在地球物理探勘主要是利用震波、重力、磁力等物理現(xiàn)象推測分析地下之構(gòu)造及特性。

*震波測勘反射－最常用之石油探勘；精測折射－粗測之方法

*重力測勘－測基盤的形貌

*磁力測勘－觀測對磁性有反應(yīng)之地層地球物理探勘法主要方法：(a)重力測勘(或重力法)－Gravitymethod(b)磁力測勘(或磁力法)－Magneticmethod(c)震波測勘(或震波法)－Seismicmethod其他方法：(a)電測測勘(或電測法)－Electricalmethod(b)放射性測勘(或放射性法)－Radioactivemethod(c)井測測勘(或井測法)－Welllogging重力測勘(或重力法)

(GravityMethod)

量測原理：萬有引力及重力加速度m1m2在地球上重力量測儀器

(1)Thegravitypendulum(重力單擺)

－單擺原理(缺點(diǎn)：耗時)(2)Thegravimeter(重力計)

－Hock’slaw,彈簧

(3)TheHoytgravimeter(4)Theastatizedgravimeter

(3)TheHoytgravimeter(4)Theastatizedgravimeter→量測地表各測點(diǎn)之重力值或重力異常值重力資料解釋：

－不同的巖石→不同的密度→不同的重力值(密度大的巖石→重力值大)

Anticline-structureSaltdome-structureHigherdensityrockGravitationalfieldLessdenserock重力資料解釋：

－不同的巖石→不同的密度→不同的重力值(密度大的巖石→重力值大)

磁力測勘或磁力法

(magneticmethod)

原理：－地球磁場－地表磁場強(qiáng)度隨測點(diǎn)地下及其鄰

近巖石之磁性而變(a)反磁性-排斥磁場(b)帶磁性-吸引磁場(c)強(qiáng)磁性-permeability隨磁場而改變B=μHFlux=perm×fieldstrength

(導(dǎo)磁性或透磁性)儀器：磁力儀1947Northmagneticpole73oN100oW1945Southmagneticpole68oS146oEN資料解釋

－地表各測點(diǎn)磁場強(qiáng)度不同之原因是測點(diǎn)以下之下列特性不同(1)thepermeability(導(dǎo)磁性)；(2)themagnetization(磁化)－火成巖及變質(zhì)巖中的磁鐵(magnetite)較多(或較通常);沉積巖中的磁鐵較少換言之，火成巖及變質(zhì)巖中磁化率(susceptibility),k,較大，沉積巖之k較小石油累積在沉積巖里－磁測資料解釋較復(fù)雜，較難資料解釋

磁力資料解釋：

－不同的巖石→不同的磁性→不同的磁力值

震波測勘或震波法(SeismicMethod)震波測勘

--反射法(Seismicreflectionmethod)--折射法(Seismicrefractionmethod)震波測勘炸測陸上震波測勘炸測法

陸上震波測勘炸測震波測勘法的Geophone排列

海上震波測勘炸測

海上震波測勘炸測時震測船曳著Airgun及streammer

震波測勘之炸點(diǎn)底圖

反射震波測勘

在地表，炸葯爆炸或機(jī)械撞擊或其他震動

↓

產(chǎn)生震波或脈波

↓

傳播至地下地層

↓

在不同物理特性的地層介面反射

↓

反射波返回地表而被記錄(震測資料)↓

震波資料處理地層速度分析

↓

震測剖面

↓

震測資料解釋地層構(gòu)造－背斜(Anticliness)

－向斜(Syncliness)

－斷層(Faults)

－尖滅(Pinchouts)

震源接收器震源反射法

震測之wiggletrace及剖面圖

震測剖面圖震測剖面圖震測剖面圖震測剖面圖震測剖面分析及解釋結(jié)果震測剖面圖震測剖面原圖震測剖面分析及解釋結(jié)果SeismicProfile震波測勘折射法

震波TXXcrosXcrit在地表，炸葯爆炸或其他大震動

↓

產(chǎn)生震波

↓

傳播至地下地層

↓

在不同物理特性的地層介面之高速層折射(或全反射)

↓

全反射波返回地表而被記錄

↓

資料處理(作圖)及解釋(求地層之震波速度及地層厚度及傾斜角)

V0V1D1D2D3D4Z1Z2井測測勘(或井測法)－WellLogging常見之井測包括：(1)TheSpontaneous-Potential(SP)Logs自然電位(2)ConventionalResistivityLogs傳統(tǒng)式電阻(3)Focusing-ElectrodeLogs集焦電極(4)InductionLogs感應(yīng)式(5)MicroresistivityLogs微電阻(6)SonicLogs音波(7)FormationdensityLogs地層密度(8)NeutronLogs中子(9)GammaRayLogs伽瑪射線(10)其他井下電測電測圖地層學(xué)(Stratigraphy)研究地層(RockStrata)的

---來源(Origin)---組成(Composition)---分布(Distribution)及

---連續(xù)性(Succession)地層測試

(Stratigraphictest,orstratatest)－鉆井取巖石樣本以得到地質(zhì)資料地層對比

(Stratigraphiccorrelation)井與井之間，以下特性之比對

--地層(Strata)--化石(fossils)---巖石硬度(Rockhardnessorsoftness)---電測資料(Electricdata)Itismucheasiertocorrelatewellsbecausethedatathatarecollectedbydrillers’logs,samplelogs,electricallogsenablethegeologiststopredictmorepreciselywheresimilarrockformationswilloccurineachcaseSubsurfacecorrelationItisbasedprimarilyon

－stratigraphiccontinuity,or

－thefactthatformationsmaintainthesamethicknessfromonewelltoanother.Anychangeinthicknesscanbeageologicindicatorof

－achangeintheconditionsthatformedthestrata,or

－maybeasignalofaneventthatcouldcausepetroleumtoaccumulate.StructureMapOilandgasdiscoveries

1842－Thepresenceofoilseeponanticlinecrestswasobserved1859－ThedrillingofthefamousDrakewellinPennsylvania1885－I.C.WhiteappliedgeologicalknowledgeinsearchofgasinPennsylvaniaandnearbystates.Late19tcentury－GeologistsearchedforoilinEastIndiansandMexico1897－GeologicaldepartmentswereestablishedbysomeU.S.oilcompanies,－Manyofsubsequentdiscoveriesinthemidcontinent,GulfCoast,California,andelsewhereweremadewiththeapplicationofgeologytotheproblemoffindingpetroleumreservoir.

GravitymeasurementsSeismicrefractionSeismicreflection1915&1916ThetorsionbalancewasemployedtodetailthestructureinaoilfieldatEgbell,nowinCzechoslovakia(捷克斯洛伐克，歐洲中部)1919Ludger

MintropappliedforaGermanpatentonlocatingandmeasuringdepthtosubsurfacefeaturesbyrefraction.1919~1921TheearliestexperimentswiththeseismicreflectionmethodwerecarriedoutbyJ.C.KarcherincentralOklahoma.1917SchweidardetailedaknownsaltdomeatHanigseninGermanywithatorsionbalanceandthepredictedstructurewasconfirmedbysubsequentdrilling1923TheearliestworkwasinMexico,butlaterintheyeararefractionsurveywasunder