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油气勘探地质基础

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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地球的基本特征沉积岩油气藏油气勘探地质基础油气勘探地质基础油气勘探地质基础石油是以液态形式存在于地下岩石孔隙中的液态可燃有机矿产,从地下开采出来的石油 ,在加工提炼之前称为 原油 。石油是种成分十分复杂的天然有机化合物的混合物,主要成分为 液态烃 ,含有数量不等的非烃化合物及多种微量元素。在地下液态石油中常溶有大量的天然气,并溶有固态烃及非烃,多具芳香气味,呈油脂状,比水轻,多呈黑褐色、棕色、绿色及浅黄色。有人认为石油是在地下的大油湖之中实际上这些油储集在岩石的微小孔隙之中 ,大多数孔隙小的无法用肉眼看到。油气勘探地质基础油气勘探地质基础石油就是储藏在岩石的空隙和裂缝中地球的基本特征地球的基本特征 赤道半径 6378两极半径 6356平均半径 6371扁率 1/298 赤道周长 40075 子午线周长 40008 表面积 5× 108体积10832× 108陆地面积为 108 海洋面积为 108地球表面积的 地表的最高点在亚洲喜马拉雅山脉的珠穆朗玛峰, 最低点位于太平洋西侧的马里亚纳海沟,在海面以下11034m 最大垂直起伏约 20球的基本特征 山地 海拔高度在 5001000500丘陵 海拔小于 500m、顶部浑圆、坡度较缓、坡脚不明显的低矮山丘群 平原 海拔低于 200m、宽广平坦或略有起伏的地区 高原 海拔高程在 500积大、顶面较为平坦或略有起伏的地区 盆地 四周为山地或高原、中央低平的地区陆地地形特征山地山地 海拔 500米以上,地形起伏较大,相对高程大于 200米的地区。海拔 500米 000米 于 3500米称为高山。线状分布的叫山脉。丘陵丘陵 高低不平,相对高差在 200米以下的小山平原平原 宽广平坦或略有起伏的地区。高原高原 海拔高程在 600米以上表面平坦或略有起伏的地区。盆地四川盆地盆地 四周是高原或山地中央低平(平原或丘陵)的地区。地球的基本特征海底地形特征大陆边缘 大陆与大洋盆地之间的过渡地带 (大陆架、大陆坡、大陆基、岛弧 ) 大洋中脊 绵延在大洋中部的巨型海底山脉大洋盆地 介于大陆边缘与大洋中脊之间的较平坦地带,平均水深 4000~ 5000m 地球的基本特征海底地形特征地球的基本特征 地震波的在地球内部的传播速度总体上是随深度而递增变化的。但其中出现 2个明显的一级波速不连续界面。 莫霍洛维奇 不连续面,莫霍面以上的地球表层称为地壳。 古登堡不连续面, 古登堡 面以上到莫霍面之间的地球部分称为地幔;古登堡面以下到地心之间的地球部分称为地核。地球的内部圈层结构地球的基本特征地震波传播速度存在着两个明显的分界面 :一个在 33壳 )深处,s,横波由 s,这个界面称为莫霍洛维奇面,简称 莫霍面 ,是地壳的下界面 。另一个界面在 289s,突然下降到 s,而横波不能通过此面,称 古登堡面 。根据这两个界面,可将地球内部分为三个圈层: 地壳 、 地幔 和 地核 。这三个圈层处在不同深度,具有不同的物理性质。地球的基本特征地球的基本特征 地壳是不均匀的,根据组成地壳的物质成份的差异、地壳的厚度和结构,将地壳划分成大陆地壳 和 大洋地壳 两种基本类型。地壳的结构和类型地球的基本特征地壳的结构和类型地球的基本特征地壳的物质组成组成固体地壳的主要物质是 岩石 ,岩石是由矿物组成的,矿物则是由单质化学元素或其化合物组成的。在地壳的演变过程中,各种 岩石 、 矿物 或 元素 的状态也在不断地变化。地球的基本特征岩石地壳是由三大类岩石(通常叫石头)组成的 。岩浆岩沉积岩变质岩岩石转换岩浆岩岩浆岩变质岩沉积岩沉积物沉积作用搬运作用隆升 石循环地球的基本特征岩浆岩 是熔融状态的岩浆冷凝而成的岩石 岩浆是在地下深处形成的高温、高压熔融状态的硅酸盐物质。岩浆的主要成分是 外,还有其它元素、化合物和挥发组分。 岩浆沿着地壳的薄弱地带上升(侵人)或喷出地表,在这个过程中岩浆会逐渐冷却,造岩矿物依次结晶,最后凝固形成岩石,即为岩浆岩。地球的基本特征岩浆岩地球的基本特征变质岩变质岩是原来的岩石在外界条件 (温度、压力等 )作用下变质而形成的新岩石。常见的变质岩有大理岩 (可以做装饰材料 )和石英岩等。地球的基本特征变质岩沉积岩沉积岩 就是原来的母岩 (岩浆岩、变质岩和沉积岩 )遭受风化剥蚀,经 搬运 、 沉积和 成岩作用 而形成的岩石。沉积岩是组成地壳表层的最重要的一类岩石。它蕴藏着丰富的矿产,如金、银、铜、铁、锡等绝大部分都蕴藏在沉积岩中, 石油和天然气绝大部分也储集在沉积岩中 。沉积岩沉积岩分类沉积岩大致分为三大类碎屑岩 、 粘土岩 和 化学岩沉积岩沉积岩沉积岩形成沉积岩的形成大致可以分为四个阶段风化和剥蚀 搬运 沉积 成岩沉积岩的形成风化和剥蚀暴露地表的岩石,经风吹雨淋,温度升降、生物破坏、大气氧化等联合影响,岩石发生物理、化学成分的变化,这种自然现象称为风化 ,如光滑的岩石表面变粗糙,或者产生裂缝,甚至裂成碎块或粉末。风化产物有碎屑物质 (砾石、砂、泥土等 )和溶解性物质。具有能量的介质如流水、风、冰川等将风化表层从母岩体上剥离,使岩石新鲜面暴露,这种作用就叫 剥蚀 。沉积岩的形成风化和剥蚀沉积岩的形成搬运地质上把风化产物离开母岩而向新地区移动的过程称作 搬运 。进行搬运的载体有流水、风、冰川等,最普遍的是流水搬运。风化产物最常见的是以碎屑物质形式搬运,此外在流水中还有溶解形式和胶体形式的搬运。沉积岩的形成搬运沉积岩的形成沉积风化产物经过一定时间和距离的搬运之后,由于搬运力逐渐减小或物理化学条件的改变,被搬运的物质从搬运的载体中分离,而沉积下来,形成沉积物的过程,称为 沉积 。沉积岩的形成成岩沉积物变成坚固岩石需要一个成岩过程。成岩主要包括 :压实作用,胶结作用和重结晶作用胶结(左)和压实作用(右)地质构造地层在空间上的展布形态叫 地质构造 。在不受外力影响的情况下,沉积岩层是水平,但由于地壳是不断运动的 (构造运动 ),包括垂向升降运动、横向拉伸和挤压运动,使本来水平的地层倾斜、弯曲或发生断裂,各种各样的地层形态形成不同的地质构造。地质构造与油气藏分布密切相关,它控制油气运移的方向,并提供油气聚集的场所。地质构造基本构造形态 单斜构造单向倾斜的岩层叫 单斜构造 ,它是由于地层差异升降形成的 褶皱构造在水平挤压应力作用下,岩层形成各种各样的弯曲形状,但未丧失其连续性,这样的构造叫 褶皱构造 。航空照片拍摄到的褶皱地质构造褶皱构造褶皱包括多段弯曲起伏,向上凸起的弯曲段叫 背斜 ;向下凹的弯曲段叫 向斜 。背斜构造中常常储存丰富的油气 。背斜向斜地质构造基本构造形态单斜和褶皱构造剖面图及等高线图(a)单斜构造 ( b) 背斜构造 ( c) 向斜构造地质构造基本构造形态 断裂构造断裂构造是指岩层受力后发生脆性变形而断裂,丧失了岩层原有的连续性和完整性。断裂构造又可分为两大类 :未发生明显相对位移的称 裂缝 ;发生了明显相对位移的称 断层 。地质构造基本构造形态 断裂构造地质构造基本构造形态 断裂构造断层 一方面它可成为油气运移散失的通道,从而可使油气藏受到破坏;另一方面断层在适当的条件下,能形成断层遮挡类型的油气藏,而且对于断块油气藏的形成、分布起着一定的控制作用。底辟构造和盐丘 : 底辟构造是地下高韧性的岩体 , 如岩盐、石膏、粘土或煤层等 , 在构造力的作用下 , 或者由于岩石物质之间密度的差异引起的浮力的作用下 , 向上流动并挤入上覆岩层之中而形成的一种构造。 底辟构造和盐丘 : 盐丘是由于岩盐和石膏向上流动并挤入围岩 , 使上覆岩层发生拱曲隆起而形成的一种构造。盐丘构造是一种具有重要意义的底辟构造 , 岩核内岩盐变形为复杂多样、大小各异的褶皱 , 其中多为倾竖褶皱或叠加褶皱 , 这与岩盐多次上升流动有关 ; 盐核之上的上覆岩层往往形成穹隆或短轴背斜 , 盐核与围压常为陡倾的断层接触 , 围压倾角也变陡。地层接触整合接触 指上下两套地层为连续沉积,产状也基本相似的上下两套地层之间的接触关系。反映了沉积环境稳定,构造运动不明显。 平行不整合接触 指上下两套地层不连续而有沉积间断,上下两套地层的产状基本一致。不整合面不整合面角度不整合接触 指上下两套地层不连续而有沉积间断,上下两套地层的产状不一致 。地质构造基本构造形态 构造图地质学上用 构造剖面图 和 构造等高线图来表示岩层的构造形态。 构造剖面图 是沿某一方向的垂直剖面图,可以表示该剖面上各个岩层的展布形态。 构造等高线图 ,是用某一岩层层面的海拔等高线在水平面上的投影来表示该岩层的空间起伏形态,又称 构造平面图 。地质构造基本构造形态构造图含有断层的构造等高线图单斜和褶皱构造剖面图及等高线图(a)单斜构造 b) 背斜构造 c) 向斜构造地质构造区域地质构造一个盆地不同地区的地壳运动历史不尽相同,构造特点各异,据此将盆地平面分成多个构造分区,叫 区域地质构造 。根据盆地基底起伏状态将盆地分为若干个一级构造单元,即 坳陷 和 隆起 。一级构造单元内又可分为若干个次一级构造单元,即 凸起和 凹陷 。地质构造区域地质构造1、 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,是油气藏分布主要区域。2、 隆起 是盆地内在发展历史上以相对上升占优势的构造单元,沉积厚度较薄。3、 凹陷 和 凸起 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凹陷和凸起,坳陷内的凹陷沉积厚度最大,是重要的生油区。油气藏石油的生成关于石油的生成,在学术界概括起来有三种观点:油气无机成因说 、 油气有机成因说 和 油气成因二元论 。无机成因说 认为油气是与生命活动无关的无机物生成的,是宇宙天体中的碳、氢化合物或地下深处岩浆中所含碳、氢以无机方式合成的。有机生成学说 认为埋藏于地下的石油是古代生物的遗骸在浅海、海湾、内陆湖泊等地沉积下来,并被新的沉积物迅速埋藏起来,使这些有机物质不被氧化而保存下来。在一定的温度、压力条件和特殊的环境下,经过复杂的物理化学变化,最后转变成石油和天然气。油气成因二元论 是指油气既可以是有机物转变而来的,也可以是由无机物转变而来的。油气藏油气藏的形成油气藏形成的过程 : 石油生成 运移 聚集 保存石油是在 生油层 中生成的,生油气层是那些较厚的暗色粘土质和石灰质的岩层。这种岩层比较致密,生成的油气也比较分散,所以很难形成有开采价值的油层。油气是可以流动的。在共存水的重力分异和一定压力的作用下,油气流出生油层,被 运移 到别的地层 —— 储油层 中去。油气藏油气藏的形成油气藏形成的过程 : 石油生成 运移 聚集 保存储油层具有大量的孔隙空间,可以容纳较多的油气,形成油气聚集 。疏松的多孔砂岩、具有裂缝和溶洞的石灰岩等,都是很好的储油层。油气藏油气藏的形成油气藏形成的过程 : 石油生成 运移 聚集 保存如果储油层的上面覆盖的地层属于多孔、渗透性地层,或者上面没有致密地层覆盖,油气就会流失到其它地层中去,则形不成油藏。所以 形成油藏 还需在储油层上部有致密的盖层。盖层一般是致密的粘土层、泥岩层、页岩层。石油的运移油气藏油气藏的基本概念适合于油气聚集、形成油气藏的场所称为 圈闭 。油气藏 ,是地壳上油气聚集的基本单元,一个油气藏存在于一个独立的圈闭之中,油气在其中具有一定的分布规律 ( 统一的油 (气 )水界面和统一的压力系统 ) 。如果在圈闭中只聚集了石油,称为 油藏 ;只聚集了天然气,称为 气藏 ;二者同时聚集,则称为 油气藏 。油气藏油气藏类型多年来,各国地质学家提出了 许多分类方案 ,主要可归为几种 :①以形态为依据的分类 (层状、块状、不规则状 )② 以成因为主的分类 (构造、地层、复合圈闭 )③ 混合分类:以成因为主,结合形态分类 ( 西大等 )油气藏油气藏类型油气藏成因分类图按圈闭成因,油气藏可分为: 构造油气藏 地层岩性油气藏 复合油气藏油气藏构造油气藏由于地壳运动使储层顶面发生变形、变位形成的圈闭里储存了油气,称 构造圈闭油气藏 。包括 背斜油气藏 和 断层 (或断块 )油气藏 。世界大油田中,背斜油气藏占总数 75%以上,我国已发现的油气藏大多数也是背斜油气藏,如大庆油田。油气藏背斜油气藏由于地层发生弯曲、拱起形成向周围倾伏闭合低油气势区。油气藏背斜油气藏基本特点油气水分布,油气局限于闭合区,气居上,中间是油,下面水。当一个背斜的腹部存在多层储集层,可分两种情况出现:①如彼此被分隔则形成多个油气藏;②如各油层之间并未完全分隔,而且相互沟通, 应认为是一个统一的油气藏油气藏断层油气藏封闭作用 由于断层的存在,使油气在纵向上,横向上被密封、聚集成藏。通道和破坏作用 由于断层活动或开启程度高,破坏了油气藏的平衡状态,断层可作为油气运移通道;如上部有良好盖层,可形成次生油气藏。如断层断至地面,油气可逸散而破坏原有油气藏。油气藏构造圈闭 —— 断层油气藏地层岩性油气藏地层岩性油气藏的储油圈团是由沉积作用或成岩作用形成的,主要包括 地层油气藏 和 岩性油气藏 。渗透性地层与非渗透性地层沉积搭配而成的圈闭叫 地层圈闭 ,油气聚集在地层圈闭中形成的油气藏称为 地层油气藏 ,地层油气藏又细分为: 地层不整合油气藏 潜山油气藏 地层超覆油气藏油气藏地层不整合油气藏油气藏油气藏复合油气藏有些圈闭是受多种因素控制的,如某些圈闭既有断层的作用又受地层的影响,故把受多种因素控制的油气藏称为 复合油气藏 。油气藏to style
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