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01绪论(石油地质学)

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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石油与天然气地质学授课教师 :长江大学 杨绍芳第一章 绪 论一.石油与天然气地质学的内容二.油气在经济生活中的作用三.我国油气工业发展简史四.世界油气工业发展概况五.油气资源形势分析六.我国油气勘探的发展趋势第一章 绪 论一.石油与天然气地质学的内容研究地壳中的 油气藏 及其形成机理和分布规律的地质科学。油气藏构成因素 形成机理 分布规律流体储、盖层圈闭含油气系统盆地生烃运移成藏破坏油气聚集带油气田属于矿产地质科学的一个分支三大岩石的关系 →岩石圈-大气圈-水圈与矿产分布与一般地质 矿产不同 :石油地质学研究对象 —— 油气藏其内部主要是流体。聚集地 ≠生成地因此:涉及面广油气藏形成时间漫长,地质过程非常复杂,难以重建;成烃物质复杂,油气成因和成分组成复杂;油气流动性造成生成地点与聚集地点不一致。需要多学科综合运用。石油地质学与其它学科的关系石油工业流程图中国沉积盆地与油气田分布图二.油气在经济生活中的作用主要有两个:一是作为极为重要的动力燃料和润滑油料;二是作为一种十分重要的化工原料。三.我国油气工业发展简史中国石油天然气地质学的产生与发展,从来就是与油气勘探实践紧密结合在一起的,并大体经历了以下 5个发展阶段:1、 古代石油天然气地质学的萌芽阶段( 1878年以前)《 易经 》 ( 1122—770 载:“ 泽中有火 ”;《 汉书 ·地理志 》 ( 206 26 载,高奴郡“ 有洧水,肥可燃 ”。在钻探方面, 256 — 251 李冰为蜀守时就发明了 顿钻 ,在四川广都钻成第一口采盐井,而到221 — 210 川邛崃出现了用顿钻钻凿的天然气井。 1521年 《 蜀中广记 》 中记,钻进达 1千多米 。北宋科学家沈括( 1031~1095 《 梦溪笔谈 》 中讲到,“ 石油至多,生于地中无穷 ”,第一次提出 “ 石油 ” 科学名词。随着井深的逐步加大, 还逐步探索发明了用泥扇筒捞取岩屑 ,除可清理井底外,还用于建立地层层序和岩性剖面。看“龙脉 ”(背斜构造)定井位与“立缝见火、横缝见水”(裂缝发育方向)等阐述,都具朴素的油气地质学 思想 。2、近代油气地质科学理论的引入与发展阶段( 1878 - 1949年)1878年,中国在 台湾省苗栗地区 ,雇佣外国技师两名,以蒸汽机为动力,用顿钻在一个月内钻成120一般以此为 标志 ,认为是中国近代石油天然气工业的开始。1949年以前,累计发现油田 5个,气田 7个 ——油田 有台湾省台北的出磺坑、台南的竹头崎、陕西延长、新疆独山子、甘肃老君庙等 5个 ; 气田 有四川巴县的石油沟、隆昌的圣灯山以及古代已发现的自流井气田,台湾省有台南的六重溪、牛山和台北的竹东、锦水等 7个 。中国陆上第一口油井——延 1井( 1907)玉门石油城中国石油工业的摇篮3、现代油气勘探的首次突破与中国油气地质理论的诞生( 1950 - 1959年)勘探重点西移 ,但初期勘探成效不大。后期由山前坳陷向“地台” ——即盆地腹部和构造平缓区拓展, 1955年末首次突破,发现 克拉玛依 油区, 1958年发现了 川中 含油区。经研究,认为中国陆相生油的地质条件是“内陆潮湿坳陷”,还特别强调了还原环境的重要性。主要盆地是:准噶尔、柴达木、酒泉、民和、陕甘宁、四川由苏联专家部署,依据是: ①这些盆地有比较好的油气显示;②露头好,背斜多,构造明显。56年 5月发现克拉玛依大油田4、东部油气区的发现和中国油气地质理论的系统发展( 1959 - 1978年)1959年 9月 26日 ,部署于松辽盆地中央坳陷高台子构造上的松基 3井喷油,从而发现了 大庆油田 。大庆油田的发现是着眼全盆地,进行区域地质、地球物理、及钻井综合勘探的成功典范,发现速度快、效益高。勘探重点由西部转向东部1959年 9月 26日,在大庆长垣钻松基 3井喷油,发现了大庆油田( 4个月搞清油水边界)1963年 发现胜利油田 1964年 发现大港油田1965年 发现江汉油田 1967年 发现下辽河油田1970年 发现长庆油田 1971年 发现南阳油田1975年 发现任邱油田 1975年 发现中原油田这一阶段完全是独立自主进行的,是我国陆相地质理论成功运用和发展。胜利黄河大桥辽河油田一角胜利浅海一号钻井船江汉习家口油田5、油气勘探的稳步发展,进一步丰富了中国油气地质理论( 1979年以后)① 新观点指导老探区勘探 ,在渤海湾、松辽发现了大量的地层、岩性油气藏聚集带,在准噶尔盆地西北缘发现了乌尔禾 —克拉玛依逆冲断裂带。②新区勘探有重大突破 ,主要有:吐哈盆地、准噶尔盆地腹部、塔里木盆地(塔中、塔河等大油田)、渤海湾盆地滩海地区、东部中小地堑和裂谷盆地、西北侏罗系小盆等都取得成果或突破。塔里木、准噶尔、柴达木。① 1984年 9月 22日在塔北沙雅隆起雅克拉构造上的沙参 2井喷油(奥陶系),实现了我国古生代海相油田首次重大突破。在西部的吐哈、三塘湖盆地突破。塔里木轮台沙参 1井井喷( 1984)塔里木沙漠地震勘探川东石炭系相 18井出气海拔 3100井喜获工业油流,打开了吐哈盆地油气勘探 新局面海上突破,查明近海盆地的油气概况油储量主要在渤海 4亿多吨,珠江口 4亿多吨,北部湾 1亿多吨;气主要在琼东南,东海、辽东有少量的气。形成几个油气区:南海西部大气区(莺歌海、珠江口)、珠江口盆地东部海区、北部湾盆地油气区、渤海油气区、东海油气区。海域年产原油约 1200万吨( 1997年),继大庆( 5500万吨)、胜利( 3400万吨)、辽河( 1350万吨)之后居第四位。③ “六五”-“九五”期间 对天然气地质学开展了系统的科研攻关, 天然气勘探进展很大 ,发现了鄂尔多斯盆地(中部、北部、东部)大气区、塔里木(克拉 2等)气田、川东石炭系区域性高产气层、川中三叠系气田、柴达木盆地东部大片生物成因气藏、莺 —琼盆地崖 13方 1及东海盆地的多口高产天然气井,还开拓了川西气区。中国海上最大气田崖13陕参 1井喜获气流天然气工业方兴未艾此阶段,我国石油勘探以 “ 四新 ” 为战略目标。新领域:天然气、特殊油气藏(高含蜡、稠油);新地区:沿海大陆架、西部盆地;新类型:非背斜油气藏;新深度:3500以下。中国历年石油、天然气产量分布曲线图石油 : 1997年以来,基本维持在 部下滑,长庆、新疆和海洋增产)。 2003年为 16449万 t。天然气 : 1983年以来持续增长, 1995年后快速增长。 2003年达到 333亿方 。石油产量(万吨)1 9 0 0 1 9 1 0 1 9 2 0 1 9 3 0 1 9 4 0 1 9 5 0 1 9 6 0 1 9 7 0 1 9 8 0 1 9 9 0 2 0 0 002 0 0 04 0 0 06 0 0 08 0 0 01 0 0 0 01 2 0 0 01 4 0 0 01 6 0 0 01 8 0 0 0040801 2 01 6 02 0 02 4 02 8 03 2 03 6 0天然气产量(亿方)1 9 0 0 1 9 1 0 1920 1930 1940 1 9 5 0 1 9 6 0 1970 1980 1990 2 0 0 0年 代001101 0 01 0 0 01 0 0 0 00 0 1石油产量(万吨)中国历年石油产量分布曲线图 (对数 )对数坐标对小数的夸大,可清楚看到产量较低时的轻微起伏( 1949年以前)。2001年中国三大石油公司生产情况公司 原油产量(万 t)气产量(亿方)加工原油(万 t)销售收入(亿元)利润(亿元)中石油 10653 401 530 中石化 3791 0600 3043 563中海油 1880 303 96 合计 16324 3年,中石油、中石化已进入世界 500强企业前 100位内。2000年各大油田的油、气产量排序:全国石油产量 t, 依次为:大庆、胜利、海洋、辽河、新疆、长庆、华北、塔里木、大港、中原、吉林、吐哈、延长、新星、青海、河南、江苏、江汉、冀东、玉门、四川等 。当年 全国天然气产量 272亿 次为:四川、海洋、大庆、长庆、新星、新疆、中原、辽河等 。 (西气东输后,西部气产量将猛增)“西气东输”工程输气管线分布示意图中国油气生产大事记“ 一五 ” 期间,石油工业部是唯一没有完成产量计划的工业部门,天然油只有 86万 t,人造油 60万 t;1963年,石油基本自给,开始出口 ;1965年,石油全部自给 ;1978年,原油产量突破亿 980S,中国每年出口原油 3000万 t;1993年又成为石油净进口国;1997年,共进口石油 5927万 t 。其中原油 3547万 t ,成品油 2380万 t 。2000年,净进口原油 7000多万吨。( 2004年 1- 7月份,已进口原油 7000多万吨, 全年可达 1亿吨 ± 。)四.世界油气工业发展概况石油工业发展历史和发展水平因受资源条件和工业特别是科技发展水平的制约,各国存在一定差异。近代石油工业,首先是从美国发展起来的,石油地质学也是于 19世纪末期从美国逐步发展壮大起来的。1859年,美国 . L. 在阿帕拉契亚山区宾夕法尼亚州,钻成了世界第一口工业油井,井深 产油 志着近代石油工业的开始。德拉克(右)与他的第一口油井19世纪末期开始, 把寻找石油与地质结合起来,诞生了 石油地质学 。 1919年修订的 《 石油地质学 》 ,在原理方面已经不限于背斜理论,还包括了石油的成因、聚集、物理化学性质、地层、构造地质等内容。早期的石油勘探是基于背斜理论,通过探井(野猫井)实施的。一段时间,由于石油聚集位置的飘忽不定,地质学家很难使钻井者相信应用地质原理的重要性。★ 1920油工业被 7个主要的公司所控制,被称为 “ 石油七姐妹 ” ,它们是:英国: 国: 身 外国石油公司与所在国政府间保持着“既爱又恨”的关系1960S,石油输出国组织( 成立,现有 14个成员国,包括:中东地区各国(伊朗、伊拉克、科威特、沙特阿拉伯、利比亚、卡塔尔、阿拉伯联合酋长国),非洲的阿尔及利亚、迪拜、厄瓜多尔、加蓬、尼日利亚,亚洲的印尼,南美洲的委内瑞拉。中东等国丰富的石油资源才相继回到他们手中。“石油武器”: 1973年的阿拉伯石油禁运使得石油成为政治武器。1971年伊朗占领了阿拉伯湾的三个岛屿之后,利比亚对 一步引发其它的括锁定价格、削减产量、提高税收、没收财产以及 1973年的 石油禁运 ,美国、西欧等石油消费国损失惨重。30多年来,北非撒哈拉大沙漠、西非尼日尔河三角洲、西欧的北海和中国都陆续发现许多大的油气田, 改变了世界油气资源分布不平衡的格局。石油勘探概念和技术的演变1861 背斜理论;1880 发现地层圈闭(受古海岸线控制);19世纪后期和 20世纪初,背斜和地层圈闭的地下制图技术;1920震反射、重、磁方法应用,测井技术;20世纪上半部分 微体古生物学应用于油气勘探;1970s 地球物理和地球化学,反射层的识别,亮点技术1980s 计算机的应用导致三维( 3震的发展,增强的处理方法能够直接识别油气,测井也得到进一步加强。全球经济一体化对石油工业的影响近几年来,国际大石油公司 达尔菲纳与埃尔夫等合并重组后,与壳牌( 起形成世界四大石油石化巨头 ,纷纷参与亚洲石油市场的竞争。据美国 《 油气杂志 》 发表的 2000年终统计, 当年世界石油总产量为 t, 天然气为 止 2000年底, 世界石油的剩余探明储量 t,较上年增长 天然气剩余探明储量 长 我国 2000年底石油、天然气的剩余探明储量为327360万 t、 13669亿 别排名世界第 10位和第 19位。世界主要油气区分布图1860 1 880 190 0 1920 1940 19 60 1980 2000年 份05 00001000001500002000 00250 0003 00000350000石油产量/万吨0400 080 0012 0001 60002 000024000天然气产量/亿方石油产量曲线天然气产量曲线世界历年石油、天然气产量分布曲线2000年油气产、储量排名前十位的国家序次 石油产量 石油储量 天然气产量 天然气储量1 沙特 沙特 俄罗斯 俄罗斯2 俄罗斯 伊拉克 美国 伊朗3 美国 科威特 英国 卡特尔4 伊朗 阿联酋 加拿大 沙特5 中国 伊朗 意大利 阿联酋6 挪威 委内瑞拉 印尼 美国7 墨西哥 俄罗斯 阿尔及利亚 阿尔及利亚8 委内瑞拉 利比亚 墨西哥 委内瑞拉9 伊拉克 墨西哥 挪威 尼日利亚10 英国 中国 阿根廷 伊拉克油气资源分布的不均衡波斯湾地区油气田分布里海地区预计石油储量 600~800 亿桶,油气储量可与波斯湾相媲美,被人们誉为 “ 21世纪的波斯湾 ” 。 ( 1桶 =别隶属于阿塞拜疆、哈萨克斯坦、土库曼斯坦、伊朗、俄罗斯等国。一旦输油气管线问题解决,将可能是世界上最具远景的新油区。欧洲油气田分布图北美洲油气田分布图2004年 8月 19日,纽约市场上原油价格达到 桶 ,创历史新高。有人惊呼第四次 “ 石油危机 ”的到来。 (一般期望值在 38美元以下,前几年曾跌至 12美元以下。)油价的居高不下,将直接影响世界经济的增长,有人估计可能会给 我国今年的 五.油气资源形势分析1、世界油气资源形势油气勘探开发风险 大致可分为两类 ——一类是 内在风险 ,如地质风险、技术风险和商业风险另一类是 外在风险 ,有 政治风险 (如国有化、没收财产、强制重新谈判、社会动乱、废除合同、生产限额、政府频繁更替等) 和财政风险 (如税制变化、外汇控制、油气定价等)全球国家石油公司 私有化20世纪 90年代后期以来油公司遇到的主要 地缘政治风险 是:时间、机会、出口、国际制裁、资源国的政治风险、合同信誉等。世界油气资源的前景乐观士古)公司 . C. 小德克拉纳(1995年 12月 )在美国 《 油气杂志 》 以 “ 石油仍是头号能源 ” 为题发表演讲,称石油天然气在当今的世界能源构成中占 60%,尽管自 70年代中期以来世界油气 消耗量增加了 36%,但 全球储量却增加了 60%。在世界石油 日消耗量大约 7000万桶 的情况下,石油供给 仍能维持 50年 左右,而且储量还在不断增加。但是, 我国 的油气生产形势却不容乐观。2000- 2002年,每年进口原油 6000- 7000万 t。油气属于重要的 战略资源 之一,许多地区战争几乎都与资源争夺有关。应进一步提高国家的石油储备能力,减小短期的突发性事件对我国经济的影响。世界油气资源分布 (第 14届世界石油大会)地区 石油(亿 t)排名 天然气(万亿方)排名北美 南美 欧洲 前苏联 非洲 中东 亚太 合计 1940 1950 19 60 1970 1980 19 90 2000年 份020 04 006 008001000120014001600石油储量/亿吨020406080100120140160天然气储量/万亿方石油储量曲线天然气储量曲线世界历年天然气剩余储量分布曲线( 1)中国的石油资源截止 1999年底,全国石油资源量达 940亿 t,资源探明率24%。从 资源品质 看,常规占 低渗透占 从 分布区域 看,平原+丘陵占 海域占 沙漠占 滩海+沼泽占 黄土塬占 山地+高原占 从 分布深度 看,< 2000 2000- 35003500- 4500> 45002、中国油气资源形势( 2)中国的天然气资源据二次资评结果( 1995年,部分为 1999年结果)常规天然气: 资源量 38万亿方,资源探明率仅 4%。分布区域 :陆上 79%,海上 21%。分布地区 :以塔里木( 、四川( 、鄂尔多斯( 、莺歌海( 、琼东南( 等盆地为主。分布层位 :以 C- P( 、 R( 、 ∈ - O( 等为主。非常规天然气 :煤层气 : 25- 35万亿方( 2004年数据);及水溶气、甲烷水合物(可燃冰)、深源气等。最新的全国常规天然气资源评价结果( 2004)• 中国常规天然气远景资源量: 主要分布地区:中西部的塔里木、鄂尔多斯、四川、柴达木、准噶尔,东部的松辽、渤海湾,海域的东海和莺-琼盆地。• 分布特点:地域分布广、埋深普遍较大。• 具体来讲: 50%以上的资源量处于埋深> 350080%以上的资源量分布在自然环境相对恶劣的山地、沙漠、戈壁、黄土塬、海域等;品味不理想的低渗资源量约占 40%。1990- 2003年间中国天然气储、产量的变化年份 探明储量(亿 产量(亿 990 余 20894)3412004年: 407倍数 国天然气的可采资源量在 金星, 2004),预测 2005年年产气量可能超过 500亿 入产气大国行列)天然气工业发展展望• 21世纪是天然气的世纪• 能否在 2020年前将中国的天然气发展成为继煤炭、石油之后的第三大经济能源和支柱产业之一,受到人们普遍关注。国家石油安全九大对策①加快国内石油工业发展 降低对进口原油的依赖②制定系统的鼓励政策 支持石油公司走出去③积极促进国家石油储备 明确规划以及管理模式④大力提高石油利用效率 降低单位 极利用油外交手段 争取国际油价稳定定位⑥鼓励石油替代消费方向 减轻对进口原油的依赖⑦加快发展各种新型能源 抑制石油需求过快增长⑧采用期货合约等类形式 积极规避进口油价风险⑨加强石化行业综合统计 提高统计资料的时效性——国家发展与改革委员会专题报告《 经济日报 》 , 2003年 6月 10日在 2000年公布的 《 中华人民共和国国民经济和社会发展第十个五年计划纲要 》 中, 石油与粮食、水一起,被列入未来的三大战略资源 ,足见石油在我国社会和经济发展中的重要地位。《 纲要 》 指出, “ 加强石油资源勘探,合理开发石油资源,努力利用国外资源,建立海外石油、天然气供应基地,实行石油进口多元化。建立国家石油战略储备,维护国家能源安全 ” 。六.我国油气勘探的发展趋势1.开辟新探区(含国外地区,份额油气)2.东部深层(中生界有突破)3.天然气勘探(方兴未艾)4.海域(油:渤海、珠江口,气:莺-琼、东海)5.海相(北方 方广大地区)6.非常规油气资源(煤层甲烷、甲烷水合物、致密砂岩气、重油沥青、油页岩资源等)蓝色国土,油气资源丰富地缘政治 ——南海南缘:菲律宾、印尼、马来西亚南海西缘:越南东海:日本高原情深——地质队员在羌塘盆地进行新区勘探中国西部 ——未来能源的战略接替地区面积占全国总面积的 口占全国的 23%多种能源的集中分布区 ——水能的 70%,煤炭的 64%,石油的 40%以上,天然气 50%以上,及煤层气、太阳能等资源。(中国科学报, 1998.石油科技的发展与未来石油科技的发展方向是:1.石油科学领域的高度细化、分化和综合2.研究的多维化、定量化、模型化和高精度化(二维 ——三维 ——四维、石油地质学 ——地质建模 ——盆地模拟、油藏描述和模拟)3.新领域汇入、交叉、融合使石油科技体系快速膨胀4.石油科技的软化 ——信息化、计算机化、智能化和可视化5.全方位的 “ 一体化 ”(勘探 —开发、上 —中 —下游、科技 —产业、产 —学 —研横向、国际石油科技横向)
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