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2石油地质02

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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1一、生油岩(烃源岩):沉积物中的有机质变成石油和天然气的过程也就是有机淤泥变成岩石的过程,也就是说,生油和成岩是同时进行的。生油岩所含有机质的数量、类型、热演化程度决定生油岩的生烃能力。油层、储集层和盖层能够生成或已经生成并提供 工业性油气 的岩层。—— 暗色细粒、富含有机质和微生物化石的沉积岩。2人们之所以提出 “ 石油 ” 这一概念 , 就是因为这种物质产出于岩石中 。二、储集层岩石何以能够产出油气呢 ? 那就是因为它具有油气可以容身于内的 "孔 、 洞 、 缝 ", 人们把这种岩层称为 "储集层 "。储集层 — 具有连通孔隙,并能够储存和渗滤流体的岩层。是否所有的储集层都一定含有油气?若储集层中含有油气 —— 油气层已经投入开采的含油气层 —— 产层或生产层3储集层是石油公司所能拥有的最有价值的地质实体之一 ,没有储集层就不能达到生产石油和天然气的目的 。生油层生成的油气不断的运移到储集层 , 油气才能不断生成 。 另外 , 生油层生成的油气和水混杂在一起 ,成混沌状 , 进入储集层后 , 油气才逐渐与水分离 , 形成油滴 、 气泡 , 并不断聚集 , 由小到大 , 最后形成油气田 。油气田形成4岩石的孔隙 是岩石中未被固体充满的空间。不同的岩石,其 孔隙大小、形状和发育程度是不同的。(一)储集层的孔隙性孔隙度表示岩石孔隙的发育程度。总孔隙度(绝对孔隙度) :指岩石总孔隙体积与该岩石总体积之比(以百分数表示)。孔隙度的大小决定了 储集层能够储集油气的数量 。51) 超毛细管孔隙 : 管形孔隙直径 ≻ 体可在重力作用下自由流动。储集层岩石中孔隙类型2) 毛细管孔隙 : 管形孔隙直径介于 缝宽度介于 有在外力大于毛细管阻力的情况下,流体才能在其中流动。3) 微毛细管孔隙 : 管形孔隙直径 ≺缝宽度 ≺体与周围介质分子之间的引力往往很大,流体不能沿微毛细管孔隙移动。6从实用的角度出发,只有那些彼此连通的超毛细管孔隙和毛细管孔隙才是有效的油气储集空间,即 有效孔隙 。为了研究孔隙对油、气储存的有效性,在生产实践中,人们又提出 有效孔隙度(率) 的概念。有效孔隙度—— 同一岩石的有效孔隙度总是小于总孔隙度的。有效孔隙度 是指岩石中参与渗流的连通孔隙总体积与岩石总体积的比值(以百分数表示)。7储集层的渗透性 是指在一定的压差下,岩石允许流体通过其连通孔隙的性质。 即表示储集层控制流体在其中流动的难易程度。 它决定了油气运移效率和最终产能。(二)储集层的渗透性总之, 孔隙性 和 渗透性 是储集层的两大基本特性。也是决定储集层储集性能好坏的两个基本因素,它们都与岩石的孔隙结构有关。一般把地层压力条件下,流体能较快通过其连通孔隙者称 渗透性岩石 ,反之,即 非渗透性岩石 。8目前发现的含有油气的储集层可分为三类: 碎屑岩类储集层: 砂岩、砾岩、粉砂岩 碳酸盐岩储集层: 石灰岩、白云岩、礁灰岩 其它岩类储集层: 岩浆岩、变质岩、裂缝性泥岩碎屑岩类和碳酸盐岩类储集层所储油气占总量的99%,其中二者油气储量差不多各占一半。(三)储集层分类9( 1) 碎屑岩类储集层碎屑岩是由碎屑物质经压实 、 胶结而成的岩石 , 包括砂岩 、 砂层 、 砾岩 、 粉砂岩等 , 孔隙度一般在 5~ 40%之间 。碎屑岩储集层中颗粒和孔隙分布示意图碎屑岩储集层是目前世界上各主要含油气区的重要储集层之一 。10许多特大油气田 , 例如前苏联西西伯利亚盆地的各大油田 、 科威特的布尔甘油田 、 委内瑞拉的波利瓦尔湖岸油田 、 美国的普鲁德霍湾油田 、 荷兰的格罗宁根气田等 , 它们的储集层都是碎屑岩储集层 。我国各大油气田中,除任丘、四川外,大都是碎屑岩储集层,如大庆、胜利、大港、克拉玛依、吐哈油田等,最常见的是砂岩储层,储层物性较好。举例:11碳酸盐岩储集层油气储量占世界油气总储量的一半 , 产量已达到总产量的 60%以上 。( 2)碳酸盐岩储集层碳酸盐岩储集层其联通孔隙度一般为 1 个别油田可达到 10% 。裂缝性储集层实况和计算模型1280年代中期华北任丘古潜山油田(碳酸盐岩)的发现,为在我国寻找碳酸盐岩油气田打开了新局面。 我国四川盆地和鄂尔多斯盆地的碳酸岩岩层系中,也发现了大中型气田。波斯湾盆地 是世界碳酸盐岩油气田分布最集中的地区 ,其中沙特阿拉伯的加瓦尔油田是世界特大型的碳酸盐岩油田 , 其可采储量高达 107亿吨 , 也是目前世界上可采储量最大的油田 。举例:13其它岩类储集层是指除碎屑岩和碳酸盐岩外的各种岩类储集层 , 包括岩浆岩 、 变质岩 、 粘土岩等 。 它们拥有的油气储量仅占世界油气总储量的一小部分 , 故其意义远不如碎屑岩和碳酸盐岩储集层 。( 3)其它类型的储集层但随着油气勘探的深入及常规储层的不断开发 , 为了寻找石油和天然气的后备储量 , 这类储集层的研究将会变得越来越重要 。14三、盖层盖层 —— 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 。岩性分类:膏盐类盖层( 最佳 )、泥质岩类盖层( 最常见 )等。盖层主要起封闭作用 。 天然气藏对盖层的要求比油藏更严格 。 盖层对于 圈闭 的形成具有重要的意义 。特点: 具备相对低的孔隙性和渗透性 。15四、生储盖组合生储盖组合指地层剖面中,生油层、储集层、盖层三者在时间上、空间上的组合形式。然生成后就具有流动的趋势。油气运移从生成期就已开始,一直贯穿到油气藏的形成、调整或后期被破坏的整个过程,油气运移是油藏形成过程的重要纽带。油气运移 :地壳中石油和天然气在各种 天然因素 作用下发生的流动。油气运移可以导致石油和天然气在储集层的适当部位(圈闭)的富集,形成油气藏,这叫做 油气聚集 。也可导致油气的分散,使油气藏消失,此即 油气藏被破坏 。191 ) 地表:油气苗油气运移的证据2 ) 油气是在烃源岩中生成的,却在储集层中储集。3 ) 烃源层中分散状态的油气分子转移到富油气聚集区后,变为聚集状态的油气。4 ) 油气藏中油气水按比重分异。5 ) 采油过程6 ) 从油源区到成藏区,化合物分布有规律渐变。20( 1)初次运移初次运移:指油气从生油层向储集层的运移。油气运移两个阶段:初次运移的主要动力是压力 (静压力 ),压实作用,另外还有毛细管力。21二次运移:指发生在储集岩内的运移,或从一个储集层到另一储集层中的运移。二次运移主要是在浮力和水动力作用下进行的。水动力指地下水流动时对油气的携带作用。在有压差存在时,地下水发生流动,水就携带其中的油气一起流动。如果水动力与浮力方向一致,油气运移驱动力加大,反之减小。( 2)二次运移22运移着的石油和天然气,如果遇到阻止其继续运移的遮挡物,则停止继续运移,并在遮挡物附近聚集,形成油气藏。)圈闭—— 适合于油气聚集,形成油气藏的场所 被称之为圈闭。油气在圈闭中积聚形成油气藏的过程,称为 油气聚集与成藏 。23实验说明杯子起了圈闭作用 , 把油气集中起来并使它不再向外逸散 。 在地下 , 凡是能阻止油气运移并将分散的“ 油滴 ” , “ 气泡 ” 富集起来的地质构造就叫做 圈闭 。圈闭实验24从上述圈闭的概念可知 , 任一圈闭都具有下列三个基本要素: ( 1) 储集层 ( 2) 盖层; ( 3) 一定的封闭条件 。封闭条件可以是盖层本身的弯曲变形 , 如背斜圈闭;也可以是其它因素造成的 , 如断层 、 岩性变化 、 不整合覆盖等 。圈闭的形成条件25圈闭示例背斜 断层 岩性变化‘不整合覆盖 岩性变化岩性变化‘26圈闭的概念只强调了它具备油气聚集的条件,但圈闭中不一定都有油气,一旦有足够数量的油气进入圈闭,充满圈闭,或占据圈闭的一部分,便可形成油气藏。(二)油气藏油气藏 是单一圈闭内具有独立压力系统和统一油水界面的油气聚集 , 是地壳中 最基本 的油气聚集单元 。若圈闭中只聚集了石油 , 则称 油藏 ; 只聚集了天然气, 则称 气藏 ;二者同时聚集 , 则称为 油气藏 。27油气藏形成后 , 如果发生构造运动 , 使原来的圈闭扩大 , 则油气藏进一步充满;如果构造运动使原来的圈闭破坏 , 则其中的油气重新运移 , 部分散失 , 部分聚集到新的圈闭中 。可见油气藏形成后不是一成不变的 , 而是一个动态保存过程 。油气藏动态保存28油气成藏基本要素: 生、储、盖、运、圈、保油气藏形成的基本条件理想的油气藏形成条件 :( 1)充足的油气来源;( 2)有利的生储盖组合和良好的储层;( 3)大容积的有效圈闭( 距油源较近,形成时间早,圈闭闭合容量大,保存条件好等 )。29按照 圈闭的类型及形成条件 ,油气藏可分为 构造油气藏、地层油气藏和复合油气藏 三大类。 )构造圈闭和构造油气藏由于构造运动,使地层发生构造变形 (如褶皱 )或变位 (如断裂 )形成的圈闭,称 构造圈闭 ,在构造圈闭中油气的聚集,称 构造油气藏 。最重要的是背斜油气藏,断层油气藏。30在地质作用下,储集层成拱起的背斜,其上方为非渗透性盖层所封闭,形成背斜圈闭,其中聚集了油气而形成。这种油气藏有时几个甚至几十个连续出现,组成背斜构造带。背斜油气藏31是一类在断层遮挡圈闭中形成的油气藏。地壳发生变动时使地层发生断裂,裂开的两部分发生相对错动,形成断层。这一断层若被非渗透性岩石堵死了,就出现了一个阻挡面。如果这一阻挡面是在储集层上倾方向形成的,油气运移就会受到断层的阻挡,形成油气藏。断层油气藏32因储集层岩性变化或者由于纵向上沉积连续性中断而形成的圈闭 —— 地层圈闭 ,其中聚集了油气藏 —— 地层油气藏 。(二 )地层圈闭和地层油气藏根据圈闭成因,又可分为地层不整合油气藏、岩性油气藏等。不整合油气藏: 储层上倾方向被剥蚀,后又为不渗透岩层不整合遮挡所致。33指油气聚集在岩性圈闭中的油气藏。这类油气藏常见的有岩性尖灭油气藏、砂岩透镜体油气藏两类。气聚集单元与油气分布一、关于“盆地”1. 地貌盆地地貌学上 , 是指陆地表面或者海底的地形凹地 , 其中可有较厚沉积物 , 也可只有少量沉积物 。 它们有的被水体所占据 , 形成海盆或湖盆 , 有的直接暴露在大气之下 , 成为一个干盆 。352. 沉积盆地某段地质历史时期 , 地壳上曾不断下沉接受沉积 , 沉积物厚度明显大于周缘地区的洼陷区域 。 沉积盆地的时代就是沉积物在盆地中堆积的时期 。3. 构造盆地受后期构造作用改造而成的盆地 。 其中沉积物厚度与周围比较起来无明显差别 。36地壳中具有同一地质发展史 , 发生过油气生成 、 运移 、 聚集过程 , 并存在工业性油气藏的沉积盆地 。二 、 含油气盆地含油气盆地构造单元划分37坳陷是盆地内在发展史上以相对下降占优势的构造单元 , 是一定地质时期的沉降中心 , 沉积岩厚度较大 , “ 生储盖 ” 组合发育 ,是含油气盆地的生油区 , 如胜利油田分布于渤海湾盆地的济阳坳陷 。隆起是盆地内在发展史上以相对上升占优势的构造单元 , 沉积厚度较薄 , 在盆地中起分割作用 。一个隆起或一个坳陷又可以按其基底起伏形态分成若干个凸起和凹陷 , 坳陷内的凹陷沉积厚度最大 , 是重要的生油区 , 如济阳坳陷的东营凹陷和沾化凹陷 。1、坳陷2、隆起3、凸起和凹陷38三、油气聚集单元油气田 :在一定面积内,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 :同一二级构造带(或地层岩相变化带中),互有成因联系,油气聚集条件相似的一系列油气田的总和。39以下油气聚集单元由小到大如何排列??油气田 含油气区 油气聚集带 油气藏 含油气盆地地带401、沉积岩厚度大、面积广的晚元古代以后的沉积盆地都有希望发现油气藏世界上大油田都是在较大的沉积盆地中发现的。在沉积盆地的垂直剖面上,不同岩性交替出现,只要生、储、盖层有效配合,并且有较大的有效圈闭和较好的保存条件,就有勘探潜力。四、 油气藏分布规律412、生油凹陷内部及其周边的圈闭是油气藏分布的有利地带因此进行一个盆地的勘探时,首先应确定生油凹陷分布范围,并同时在凹陷内及周边寻找圈闭。一个沉积盆地的生油区都位于沉积凹陷内,凹陷内生成的油气向周边运移。若凹陷内或周边有圈闭,则最有利于捕集油气,远离凹陷的圈闭捕获油气的条件较差,除非生油凹陷油气源非常充足,在满足凹陷近处的圈闭后,向较远处圈闭供应。42五 、 我国的油气资源分布43中国拥有 145个沉积盆地,其中大于 10万平方千米的盆地有 13个,石油资源量的 76%,天然气资源量的 82%存在于这些大盆地中。它们分布于中国的东部、中部、西部及海上大陆架中。东部石油勘探已经进入中 松辽和渤海湾盆地 );中部正在进入中期( 陕甘宁与四川盆地 );西部( 新疆、青海、甘肃西部 )和海上大陆架的盆地大部分勘探程度很低,处于勘探早期。
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