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中国石油勘探开发研究院石油地质学2004-2009博士入学专

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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中国石油勘探开发研究院博士入学专业考试试题石油地质学(2004 年)一、 名词解释(3*10)1、沥青垫: 油气藏中沥青质含量相当富集的含油储层带。2、溢出点;指流体充满圈闭后,开始溢出的位置点,称为圈闭的溢出点。3、坡折带;地形坡度发生突变地带。一般可分为构造坡折带、沉积坡折带、古地貌坡折带和侵蚀坡折带。 (受陡坡带及其坡折和坡脚明显控制的侵蚀和沉积作用活跃地带)4、旋光性 :凡具有能够使偏光面发生旋转的特性,称为旋光性。5、块状油气藏;指一种储油岩体内没被非渗透岩层间隔,仅顶部为非渗透岩层所覆盖,下部全为底水承托,不受岩层层面控制的呈块体形状的油气藏。6、关键时刻;是指生烃灶大量生烃与油气在主要圈闭中发生大规模聚集的时间。7、充满度;含油高度与闭合高度的比值。8、相对渗透率;如果岩石空隙只有一种流体(单相)存在,而且这种流体不与岩石起任何物理和化学反应,在这种条件下所反映的渗透率为岩石的绝对渗透率。在有多相流体存在时,岩石对其中每相流体的渗透率称为有效渗透率。相对渗透率=有效渗透率/绝对渗透率。9、基底胶结;是 碎 屑 岩 胶 结 类 型 之 一 。 碎 屑 颗 粒 彼 此 不 相 接 触 呈 漂 浮 或 游 离 状 分 散在 填 隙 物 内 , 这 种 结 构 表 明 碎 屑 颗 粒 与 基 质 是 同 时 沉 积 的 。 若 以 杂 基 填 隙 物 为 主 , 它 通常 是 高 密 度 流 ( 例 如 浊 流 、 泥 石 流 ) 的 快 速 堆 积 的 产 物 。 它 又 称 杂 基 支 撑 。 若 以 化 学 沉淀 填 隙 物 为 主 , 则 是 同 生 期 、 成 岩 早 期 的 产 物 。10、欠压实作用和欠压实带欠压实作用 泥质岩石在压实过程中由于压实流体排出受阻或来不及排出,孔隙体积不能随上覆负荷增加而减少,导致孔隙流体承受了部分上覆沉积负荷,出现孔隙流体压力高于其相应的静水压力的现象称为欠压实现象。二、隐蔽油气藏和岩性0)隐藏油气藏:以岩性、地层油气藏和裂缝油气藏为主的,一般技术手段难以发现的油气藏。 (李丕龙,2006)岩性地层油气藏:主要是指沉积、成岩、构造与火山等作用而造成的地层削截、超覆、相变,使储集体在纵、横向上发生变化,并在三度空间形成圈闭和聚集油气而形成的油气藏。( 贾承造,2002,赵文智, 2006)无论是隐蔽油气藏还是岩性地层油气藏,其主体都是指岩性、地层油气藏,所研究和勘探的主体是相同的,与构造油气藏勘探不同,这类油气藏是针对我国含油气盆地进入中高勘探程度后,跳出二级构造带下洼在斜坡区和洼陷中心区勘探的主体类型。隐蔽油气藏是从勘探的难易程度来定义的,其地质含义不够明确,随着油气地质理论和技术的发展,过去的“隐蔽”现在可能不再认为是“隐蔽” ,但针对我国东部老区勘探难度来说,利用以岩性和地层油气藏为主体的隐蔽油气藏的概念,具有现实意义。济阳拗陷隐蔽油气藏形成与勘探理论(一)断坡控砂断陷湖盆长期活动的同沉积断裂形成的“构造坡折带”制约着盆地充填可容纳空间的变化,对沉积体系的发育和砂体分布起着重要的控制作用,主要体现在:定了物源区与汇水区的势能大小和断坡带之上地层的剥蚀程度,对沉积物供给量的大小以及沉积物性质、粒度等方面具有明显的作用。积物通过断坡带并发生沉积作用时,沉积类型可以产生重要的变化,这种变化常常成为隐蔽储层的类型之一。以陡坡断阶带为主要类型的陡坡带控制了砂砾岩体的发育。以缓坡段阶带为主要类型的缓坡带,主要控制辫状河三角洲或滨浅湖沉积体系。这个部位的扇体分布范围广,相带较宽,但厚度较薄。断陷盆地不同时期,在不同的构造部位发育的不同段坡类型,控制了不同的沉积体系,形成了不同的断坡控砂模式。断坡带与隐蔽油气藏分布的关系表现为 4 个方面:断裂坡折带控制了岩性油气藏和断层——复合油气藏的发育;挠曲断坡带控制了地层和岩性油气藏的发育;沉积破折带控制了岩性透镜体油气藏的发育;侵蚀坡折带上则一般形成深切谷油气藏和地层类油气藏。(二)复式疏导油气运移聚集的疏导体系是连接烃源岩与油气藏的油气运移通道的空间组合体,其静态要素主要包括:骨架砂体(储层) 、层序界面(不整合面) 、断层及裂缝。断陷盆地多期次的构造运动形成了广泛分布、不同级次、不同组合形式的断裂网,段坡类型则控制了河流、三角洲、扇三角洲、近岸水下扇、湖底扇、滨浅湖滩坝、滨浅湖、半深湖—深湖等多种储集体,它们是相互依存、相互影响和相互补足的,在地下形成了一个纵横交错的运移通道,共同构筑了济阳坳陷第三系油气成藏的复合疏导体系。断层往往是油气垂向运移的重要通道,而储层和不整合面往往是油气侧向运移的重要通道。根据济阳坳陷第三系发育的断层、储层、不整合面等要素在空间和时间上的组合关系,可以划分为网毯式、 “T”型、阶梯型、孔隙型等四种不同疏导体系。(三)相势控藏隐蔽油气藏的形成和分布受流体流动过程中势能的控制,油气总在封闭的低势能区富集成藏。国内外大量资料表明,隐蔽油气藏的形成和分布与沉积环境有关,地层岩性油气藏主要与三角洲及水下河道、各种类型砂坝、滩坝有关,此外,生物礁核海底扇也有利于地层岩性油气藏的形成。三、最大湖泛面、不整合面和断层面在油气藏形成与分布中的作用(20)富油气凹陷具有“满凹含油”特征,但同时油气藏分布也不均一。岩性地层油气藏的分布受“三面”控制,沿“五带”富集最大湖泛面附近湖盆水体深度最大,水域面积和暗色泥岩分布最广,是生油岩和区域盖层发育的主要层段。陆相盆地最好的储油砂体一般围绕最大湖泛面分布。1、最大湖泛面:一般来讲,在最大湖侵期,湖盆汇水范围最大,水体最深,往往是烃源岩和盖层发育最好的时期。在低位域阶段,储集体比较发育,覆盖范围较大。伴随着水进,砂体退积或呈错列叠覆或侧向搭接,产生穿时储集层的不规则连接。当最大湖泛期过后,往往发生水退,高位域砂体又呈进积形式向湖区推进。因此,在最大湖泛面上下往往集中了相对多的烃源岩和储集体,并构成较好的生储盖组合,必然形成油藏。2、不整合面:构造活动多旋回性和构造旋回的多级次性,造成陆相地层普遍存在多个不整合面或沉积间断,有利于形成沿不整合面上、下分布的地层圈闭。不整合面往往是新一期湖侵的开始,是低位域各类砂体发育的主要界面。湖盆沉积层序在经历低位域→湖侵体系域→高位域演化之后,可能出现长时间暴露、剥蚀,发育不整合面,该不整合面之下也往往是储集体相对集中发育的层位。同时不整合面也是油气运移的主要通道,因此,与不整合面相关的各类砂体形成油气藏的机会很高。3、断层面:断层面对岩性油气藏形成和分布也有重要控制作用,主要表现在以下几个方面:①断层两侧的错位往往形成地形上的阶地或坡折带,为河流下切并取流向创造条件。因此在断层某一侧和沿其走向轨迹往往堆积河道砂或各类扇体等。②断层的同沉积活动会导致湖盆不对称沉降,使靠近大型断层下降盘的深汇水区烃源灶最发育。这样,不仅烃源岩与两侧储集体有较大的接触机会,而且断层可沟通不同层系储集体,为油气高效运移创造条件。③断层的输导可以把油气输送至与断层联系的等时和异地的各类优质储集体中,形成不完全受源控的油气聚集。④沿断层面的涂抹还使断层在适宜层段封闭,使油气聚集。所谓“五带”是指有利沉积相带、古地形坡折带、裂缝带、岩性地层尖灭带与次生孔隙发育带。以有利沉积相带对岩性地层油气藏形成与分布的控制作用为例,我国陆相沉积盆地中已发现的岩性地层型油气储量的 55·3%分布在三角洲前缘相带中,其次是河流相和水下扇砂体,分别占 13%和 12·6%,而洪积、冲积扇与滩坝砂体各占 5%~6%。可见,在富油气凹陷中,基于“满凹含油论”,坚信勘探无禁区,围绕“三面”和“五带”,分层次做好系统配套研究和工业制图,岩性地层油气藏勘探在成功率与成效方面定会得到显著改善。四、石油有机成因说和无机成因说的观点?简述你所知道的无机成因说(15)压条件下由无机物变成的;有机成因论认为油气是在地质历史上由分散在沉积岩中的动物、植物有机体转化而成。早期的无机成因理论主要有以下几种:(1)碳化物说:由俄国著名化学家门捷列夫于 1876 年提出。他认为在地球内部水与重金属碳化物相互作用,可以产生碳氢化合物:3 4 度很高,使碳和氢变为液态,互相作用而形成碳化铁、由于它们密度较大,保存在地球深处。后来,地表水沿地壳裂隙向下渗透,与碳化铁作用产生碳氢化合物,后者又沿着裂隙上升到地壳的冷却部分。有些碳氢化合物浸透了岩石,形成油页岩、藻煤及其他含沥青岩石;有些碳氢化合物在地表附近受到氧化,形成地沥青等产物;如果碳氢化合物上升到地壳比较冷却的部分,冷凝下来形成石油,并在孔隙性岩层中聚集便可形成油藏。(2)宇宙说:由俄国学者索可洛夫于 1889 年在莫斯科提出。宇宙说主张在地球呈熔融状态时,碳氢化合物就包含在它的气圈中;随着地球冷凝,碳氢化合物被冷凝岩浆吸收,最后,它们凝结于地壳中而成石油。(3)岩浆说:1949 年苏联学家库得梁采夫提出石油起源岩浆说,并且强调发扬几乎被遗忘了宇宙说。库得梁采夫首先提到,在许多天体上存在碳氢化合物、泥火山重复喷发、在所谓生油岩之下的岩浆和变质岩中形成和存在油气藏……等都是无机生成说的论据。他认为石油的生成同基性岩浆岩冷却时碳氢化合物的合成有关。这个过程是在高压条件下完成的,因而可以促使不饱和碳氢化合物聚合而成饱和化合物。他还指出:因为岩浆中形成石油的过程在不断进行着,古老的油气通过扩散作用早已逸散消失,所以,所有的油藏,包括寒武系中的油藏,都是年轻的油藏。并且,依靠石油才在地球上产生了生物,石油中含有生物所需要的一切化学元素,因此,不是石油来源于有机质,而是有机物来源于石油。(4)高温生成说:切卡留克根据合成金刚石的实验,用装满矿物混合物代替石墨反应器,在高压 6000~7000高温 1800K 下,几分钟后由反应器中分离出易挥发组分,包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷及少许庚烷。从而认为在深约 150 公里的上地幔古顿堡层内,在温度超过 1500K,压力 5000,由于 参与,H 2O 与原而成烃类。在强烈褶皱作用时,深部石油进入地壳沉积岩,并由低分子烃转化为高分子烃及环状烃。(5)蛇纹石化生油说:耶兰斯基根据某些油田发现在蛇纹岩及强烈蛇纹石化的橄榄岩中,提出橄榄石的蛇纹石化作用可以产生烃类。橄榄石的蛇纹石化作用是发生在埋深22~40 公里的地壳玄武岩层底,橄榄岩同 12~22 公里深处的深水圈层接触的结果。这种接触发生在地壳深坳陷,由于延伸扩张、裂开,水沿萌芽状态的断裂进入橄榄岩发育带,生成烃类又沿着断裂进入沉积岩。有机成因说中,存在早期生油说和晚期生油说两种观点。前者主张沉积物所含原始有机质在成岩过程中逐渐转化为石油和天然气,并运移到邻近的储集层中去;后者认为沉积物埋藏到较大深度,到了成岩作用晚期或后生作用初期,沉积岩中的不溶有机质达到成熟,热降解生成大量液态石油和天然气。随着油气勘探实践的不断进展,但是,世界油气勘探及开采的大量生产实践和近代科学技术对烃源岩的研究,证明绝大多数油气都分布在沉积岩中;极少数岩浆岩和变质岩中的油藏也同附近生油岩有关,是油气侧向和垂向运移聚集的结果。至于基性岩浆中只含有 碳,至今尚未证明它们能否形成碳氢化合物。所以,富有成效地指导世界油气勘探实践的,仍然是现代石油有机生成学说。特别是近代物理学、化学、生物学及地质学等基础理论科学领域的辉煌成就,色谱、光谱、质谱、电子显微镜和同位素分析等先进技术的广泛采用,为应用有机地球化学知识来解决油气成因问题创造了良好的条件,不仅对古代沉积岩中生油岩的鉴别提供了科学根据,而且推动了对近代沉积中烃类生成过程的研究,使石油有机生成的现代科学理论日趋完善。总之,石油和天然气的成因是一个非常复杂的理论问题。尽管目前油气有机成因理论日臻完善,在油气勘探实践中发挥了重要的作用,但并不能由此否定油气无机成因理论的科学价值。近 20 年来,随着宇宙化学和地球形成新理论的兴起,板块构造理论的发展和应用,以及同位素地球化学研究的深入,为油气无机成因学派提供了理论依据,出现了地幔脱气说、费-托合成说等新假说,值得注意。相信随着现代科学技术和试验手段的发展,将使油气成因理论的科学研究更加完善;油气无机生成和有机生成理论的发展,将会对世界油气勘探事业做出更大的贡献。五、何谓盖层?何为废层?试述废层在油藏评价中的作用(15)盖层是指位于储集层之上能够封隔储集层使其中的油气免于逸散的保护层。常见的盖层有泥岩、页岩、蒸发岩及致密灰岩。盖层的排替压力是指岩样中非润湿相流体排驱润湿相流体所需的最小压力,也即非润湿相开始注入岩样中最大喉道的毛细管压力,它在毛细管压力曲线上为压力最小的拐点。盖层之所以能够封隔油层,使油气藏得以形成的主要原因是由于盖层的岩性致密,碎屑颗粒极细,孔径小,渗透性差,无或少开启裂缝。当岩层的排替压力大于促使油气通过它发生渗滤的动力时,该岩层对油气的渗滤起封隔作用,为有效盖层。废层:经过长时间开采而高含水的储层,或水淹层、低阻层失去经济开发价值而被废弃的储层。六、何谓前陆盆地?前渊盆地?试述中国中西部前陆盆地石油地质特殊性(15))前陆盆地的定义及基本特征:前陆盆地是位于褶皱山系前缘与毗邻克拉通之间的沉积盆地。它包括从山前拗陷到克拉通边缘斜坡的过渡区一般将前陆盆地系统中的深坳陷部分称作前渊。前渊盆地、山前坳陷均属于这一类。整个前陆盆地可分为四个次一级构造带:楔顶带、前渊沉降带、前隆带、后隆带。前陆盆地形成于挤压构造环境。前陆盆地结构不对称,靠近造山带一侧较陡,在其演化过程中遭受强烈变形作用;盆地近克拉通一侧较宽缓,与地台层序逐渐合并。由造山带向克拉通方向,前陆盆地可划分为三部分:褶皱-冲断带、深拗带及稳定前陆斜坡和前缘隆起。褶皱-冲断带有褶皱推覆体、叠瓦推覆体等类型,下部常见双重构造;前缘隆起部位常发生挠曲应力产生的张性或张纽性断裂;盆内构造样式以台阶状逆断层及相关褶皱为特征,冲断方向自造山带指向克拉通。前缘隆起、冲断带上的不整合较为发育。前陆盆地的沉降中心、沉积中心和边缘尖灭线迁移是前陆盆地的基本特征。典型的前陆盆地形成于被动大陆边缘基础上。(二)前陆盆地的石油地质条件前陆盆地是世界上油气资源最丰富的一种盆地类型。前陆盆地具有两类烃源岩层系,即被动大陆边缘沉积型和前陆拗陷型烃源岩层系。无论是大陆边缘型烃源岩还是前陆拗陷型烃源岩,其成熟的生油气中心总是靠近深拗带一侧,受造山期的挤压以及地层负荷的作用,深拗陷部位的油气沿断层、不整合面或渗透储层向上或向克拉通一侧进行运移。前陆盆地的储集岩体总体上也可分为两大体系,即下部以台地相碳酸盐岩为主体的储集体系和上部以陆相碎屑岩为主体的储集体系。背斜构造圈闭、断层圈闭和地层圈闭是前陆盆地内最为普遍也最为重要的圈闭。背斜构造圈闭主要为一些与逆冲断层相关的褶皱,分布在靠近盆地逆掩冲断带一侧。断块圈闭,既有裂陷阶段形成的由正断层构成的断块圈闭,亦有后期受造山运动影响在逆掩冲断作用下形成的由冲断层构成的断块圈闭以及早期正断层反转形成的断块或在前缘隆起轴部张纽性断裂形成的圈闭等。与逆冲断层有关的断块圈闭主要发育在受冲断作用比较强烈的山前地带;与正断层活动有关的断块圈闭,一是发育于早期的裂谷盆地内,二是发育在靠近地台一侧。前陆盆地的地层圈闭主要发育在靠近地台一侧,多期构造升降会形成多个不整合面。另外前陆盆地地层总是向克拉通台地方向逐渐超覆,因此,不整合是前陆盆地常见的和重要的一类圈闭。(三)前陆盆地的油气田分布主要是受圈闭展布特点的控制。在靠近冲断带一侧或冲断带内,主要是背斜和断层圈闭油气藏;在靠近克拉通一侧的前缘斜坡带主要分布砂体上倾尖灭或地层超覆油气藏以及与张性或张纽性断层有关的断块油气藏;在前缘斜坡带也存在因基底冲断作用形成的基底卷入型厚皮构造圈闭。在平面上,前陆盆地内的油气围绕生油气中心呈条带状分布于平行造山带的构造带上。由于造山带活动以及冲断带不断挤压,盆地内油气藏会受构造运动而不断调整、改造和再分布,因此,前陆盆地也是油气藏遭受破坏比较严重的一类盆地。(四)我国中西部前陆盆地基本石油地质特征中国中西部前陆盆地具有多旋回复合特征和非典型性。中生代前陆盆地的“基础”多为晚古生代形成的褶皱基底,被动大陆边缘海相沉积不发育,以陆相沉积为主体; 新生代叠加再生前陆盆地,发生强烈构造变形,变形南强北弱、西强东弱。中西部中生代前陆盆地缺乏被动陆缘阶段海相烃源岩,陆相煤系烃源岩占主导地位;新生代再生前陆盆地叠加、改造控制油气生成、运移、聚集和保存。A、烃源岩中西部前陆盆地烃源岩以中生代(部分包括晚古生代晚期) 发育的为主体,这除与较大规模的前陆坳陷或断陷发育有关外,还与当时气候温暖潮湿密切相关。但在部分地区,前陆盆地形成之前和之后发育的烃源岩也可以成为烃源岩的重要组成部分,甚至成为主要烃源岩,如塔西南石炭2二叠系烃源岩和柴达木盆地西部第三系烃源岩。中西部中生代前陆盆地烃源岩以煤系烃源岩为主,主要是湖相、河流2沼泽相,干酪根类型主要是Ⅲ型。烃源岩厚度大(一般200~800m) ,有机质丰度中等—高(有机碳含量均值一般大于1. 5 %) ,主要在新生代再生前陆盆地阶段达到生烃高峰,晚期成藏。在较广大地区烃源岩已成熟—高成熟,甚至过成熟,以生气为主,是形成大中型气田的物质基础;新生界较薄的地区烃源岩成熟度较低,以聚集石油为主,如吐哈、鄂尔多斯及准噶尔西北缘;在生烃早期阶段,也可形成一定规模的石油聚集并保留下来。B、 储盖组合中西部前陆盆地储集层以河湖相砂体为主,储集条件总体上中等—差。但也有较好的储集层,如库车前陆盆地克拉2 气田白垩系巴什基奇克组的砂岩。油气主要受上侏罗统和下第三系两套重要盖层控制,其次受上三叠统、侏罗系内部、白垩系、上第三系等次要盖层控制。盖层条件中等—好,某些地区发育了非常好的盖层,如库车、塔西南前陆盆地第三系的膏盐岩和膏泥岩。油气藏以原生型为主,主要指在生烃高峰期形成的自生自储、近源它储和远源它储式油气藏,如库车侏罗系、白垩系—下第三系油气藏,鄂尔多斯盆地(包括西缘) 上三叠统、下侏罗统油气藏,川西上三叠统气藏,吐哈盆地侏罗系油气藏等。其次是油气由于断层切割而“上窜”的次生型,即主要是先期形成的油气藏因后期断裂或剥蚀作用而丧失盖层,油气再运移和聚集形成的次生油气藏,如库车前陆盆地的上第三系大宛齐油藏、川西侏罗系气藏等。C、 构造叠加变形与油气分布发育早的继承型或叠合型盆地油气潜力一般最好,如准噶尔盆地西北缘、准南、库车、塔西南、吐哈、柴达木盆地等,多发育多套烃源岩且持续埋藏,晚第三纪达到最大埋深,进入生烃高峰,与晚期定型的圈闭匹配良好。残余型盆地后期抬升遭受剥蚀及褶皱油气前景受保存条件控制,如鄂尔多斯西缘、川西前陆盆地。中西部前陆盆地近造山带一侧构造变形较强烈,褶皱2逆冲构造成排成带展布,构造样式呈规律性变化。例如库车前陆盆地,自山前向克拉通方向,构造样式依次为叠瓦逆冲断层系、被动顶板双重构造脱构造[4 ,与被动顶板双重构造有关的构造圈闭最有利,前缘斜坡断块(受正断层或逆断层控制) 构造圈闭及地层、复合型圈闭是主要勘探目标。总之中国中西部前陆盆地具有以下基本石油地质特征:主要烃源岩发育在中生界,厚度大,有机质丰度高,以Ⅲ型干酪根为主。再生前陆盆地中堆积巨厚新生界沉积物的地区,烃源岩进入高—过成熟阶段,以聚集天然气为主;叠置沉积物较薄的地区主要聚油。生烃高峰期与构造定型期均晚,因此晚期成藏。储集层以河湖相砂体为主,储集条件总体中等—差。油气主要受上侏罗统和下第三系两套盖层控制。油气藏以原生型为主,次生型为辅。中、新生代前陆盆地有继承、叠合和残余3 种叠加类型。发育早、演化长、继承型或叠合型盆地含油气前景最好,残余型盆地含油气前景次之。(五)中国中西部前陆盆地石油地质特殊性(1)大地构造背景决定了中国前陆盆地的特殊性。中国前陆盆地是在中国大陆中、新生代拼接过程中或拼接完成后特殊的地质构造现象,它的形成与陆内俯冲有密切的联系,中国前陆盆地发育的特殊性表现为:a 盆地演化多期性,构造变形多样性;b 再生前陆盆地发育,喜山运动活动强烈;c 陆相沉积为主,山前巨厚磨拉山堆积;d 下伏被动边缘层序不发育。(2)与造山运动同期的不同沉积体系的发育造成前陆盆地砂体发育。前陆盆地两侧具有两种层序结构。如塔里木盆地盆缘冲断带一侧为粗碎屑沉积,低位和高位体系域发育,湖侵体系域不发育;前缘斜坡带为细碎屑沉积,发育湖侵和高位体系域,缺低位体系。(3)多期演化形成了前陆盆地多套储盖组合(4)以煤系为主的多套烃源岩并存控制了油气分布的差异性。中生界煤系烃源岩发育是我国前陆盆地区别于国外的典型特征。中国前陆盆地的探明气油比多大于 国外前陆盆地的探明气油比多小于 )前陆冲断带分带、分段性控制着盆地内油气的分布。(6)储层非均质性强,晚期成藏。石油地质学(2005 年)一、 指 沉 积 有 机 质 、 原 油 、 油 页 岩 、 煤 中 那 些 来 源 于 生 物 体 , 在 有 机质 演 化 过 程 中 具 有 一 定 稳 定 性 , 没 有 或 较 少 发 生 变 化 , 基 本 保 存 了 原 始 生 化 组 分 的 碳 骨架 , 记 载 了 原 始 生 物 母 质 的 特 殊 分 子 结 构 信 息 的 有 机 化 合 物 。 因 此 , 它 们 具 有 特 殊 的“标 志 作 用 ”。具有能够使偏光面发生旋转的特性,称为旋光性。如在静水压力条件下,同一渗透层相连圈闭的溢出点依次递增,而且没有局部支流运移和溶解气的影响,由于流体密度差,就会出现圈闭依次为纯气藏,带气顶的油气藏,纯油藏的油气差异聚集的情况。个褶曲形成许多单独的构造圈闭,里面包含着许多单独的油气藏,并且每个产层都有自己的油水界面。这种油气藏为层状油气藏。目前对层状构造油气藏的一般概念是:①上、下叠合的每一油气层嵌入在统一的圈闭之内;②每个层有各自的气水或者油水界面③每个层形成的油气藏具统一的压力系统;④迭加的油气液柱高度大于圈闭高度。指位于同一构造单元之上,彼此具有相同的油气地质背景和成因联系的若干个油气藏的组合,其中以一种油气藏类型为主,而以其它类型油气藏为辅的多种类型油气藏的群集体,具成群成带分布特点,在平面和剖面上构成了不同层系、不同类型圈闭油气藏叠加连片的含油气带。6.含油气系统;是油气生成和聚集的物理包括成熟的烃源岩及所有已生成的油气,并包括油气藏形成所必需的一切地质要素和作用。以吸附状态附存在煤层中的煤成气,是描述煤成气产状的术语,内涵包括煤田瓦斯气。煤型气(补充):凡煤系有机质(包括煤层和煤系地层中分散有机质)热演化形成的天然气,成为煤型气。煤成气(补充):专指煤层在煤化过程中所生成的天然气,属煤型气的一种。二、生储盖组合类型;地层剖面中,紧密相邻的包括生油层、储集层、盖层的一个有规律的组合,称为一个生储盖组合。生储盖组合类型包括:①正常式生储盖组合 指地层剖面上生油层在下部、储集层位于中部、盖层位于上部(即下生上储) 。②侧变式生储盖组合 生油层和储集层同属一层,二者以岩性的横向变化方式相接触。③自生、自储、自盖式组合 生油层、储集层、盖层均属同一层,如泥岩中的砂岩透镜体或裂缝性储油段。④顶生式生储盖组合生油层和盖层同属一层,储集层位于其下的组合类型(即上生下储) 。三、拉分盆地 、裂谷盆地的石油地质特征;894)将具陡而长、两壁平行的沉降谷成为裂谷,是最常见的大型岩石圈拉张破裂而形成的纵长形断陷或拗陷。 (裂谷是区域性断裂所控制的岩石圈或地壳上的狭长的沉降谷) 。裂谷盆地是极其重要的含油气盆地,国内外在该盆地的油气勘探都取得了重大进展,探明了丰富的油气资源。我国石油地质工作者经过了 40 年的勘探,相继在松辽及渤海湾盆地发现了大庆、胜利、辽河等一系列大油气田。裂谷盆地含油气丰富,在油气勘探开发领域占有极其重要的地位。裂谷盆地的油气潜力取决于烃源岩的发育、储盖组合、足以使烃源岩成熟的上覆岩系、圈闭和油气藏保存等条件之间的有利配合。1 油气生成特点在世界主要裂谷盆地中,从寒武系至下第三系都有烃源岩分布,岩性以泥岩、页岩和碳酸盐岩为主,含有大量的水生生物为主的有机物质。裂谷盆地烃源岩具有烃源岩厚度大、丰度高、分布广、类型多的特点,由于具备较高的地热背景,有机质演化成烃条件优越,如渤海湾盆地烃源岩厚 500—3000m,有机质类型好,以Ⅰ、Ⅱ型为主,同一盆地不同深度段有机质风度、类型都有明显的变化。2. 储盖组合特征不同裂谷盆地,甚至同一裂谷盆地在不同发育阶段,其沉积特征有较大的差别,主要原因是由于发育沉积特征受控于盆地构造演化及发育程度。拗陷型裂谷在稳定沉积环境下储集层发育、规模大、横向稳定、成熟度高,断陷盆地在块断运动作用下发育规模小、横向变化大、纵向上叠加连片的特点,盆地内主要沉积相类型为冲积扇、扇三角洲、三角洲、滩坝、湖底扇、浊流相等。裂谷盆地盖层分为区域性盖层和直接盖层。区域性盖层宏观上控制了裂谷盆地内油气运聚与分布,直接盖层直接影响了油气藏内油气聚集。盖层岩石类型主要有泥岩、页岩、盐岩、石膏、裂缝不发育的致密碳酸盐岩。储盖组合在裂谷盆地发育的不同阶段差别很大,裂谷前期阶段以新生古储式组合为主,如华北古潜山油气田;裂谷断陷期以自生自储式组合为主;而裂谷后期阶段以古生新储组合为主。以垂向运移为主,断裂带控制了裂谷盆地中油气田的地理分布。裂谷盆地断裂体系发育,油气纵向运移十分活跃,有多期运聚、重新分配、多期成藏的特点,油气往往沿断裂向上运移,在断裂两侧富集,纵向上含有井段长,一般可达几十米到几百米,甚至超过 2000m。要有背斜油气藏。断块油气藏、岩性油气藏、地层不整合油气藏、地层超覆油气藏等。拗陷型裂谷盆地中部,一般发育与基底活动有关的背斜油气藏、断块油气藏。断陷盆地陡坡带则主要发育滚动背斜油气藏,断块油气藏、地层超覆油气藏,洼陷带岩性油气藏发育,缓坡带则以岩性上倾尖灭油气藏、断块油气藏、地层不整合油气藏、地层超覆油气藏为主。四、古地貌油气藏、潜山油气藏、基岩油气藏各自定义及差别古地貌油气藏包括潜山油气藏和基岩油气藏。潜山油气藏是指发育于基岩古地貌之上的侵蚀、风化淋滤带被非渗透性地层覆盖而形成的圈闭内的油气聚集。其圈闭主要受不整合面、断层和非渗透和碎屑岩等性盖层控制,储层可以是遭受风化淋滤的碳酸盐岩、变质岩、花岗岩、火山岩等构成。基岩油气藏是指发育于盆地基底不整合面之下的基岩内幕的各种圈闭内的油气聚集。其与古潜山最大的区别在于储层不是风化淋滤带,而是分布于基岩内受裂缝和断层控制的内幕储层。五、复合含油气系统内涵、特征、研究内容1.复合含油气系统内涵复合含油气系统 系指多套有效烃源岩在一个或多个负向单元内集中发育,并在随后发展中出现多期生烃和成藏,导致多个含油气系统叠置、交叉与窜通,构造复合含油气系统。其内涵包括以下几个方面:①由两个以上相对独立的含油气系统构成,每个含油气系统都有相对独立的油气藏形成,同时又有部分油气在两者共享的区带和目标中形成混合聚集。②复合含油气系统的形成有多个关键时刻,包括各生烃层系大量生烃和成藏的时间,也包括已形成的油气藏发生调整向新圈闭中再次聚集的时间。③两个重叠或交叉叠置的含油气系统在形成演化过程中往往共享某些成藏地质要素与作用过程,如运移通道、储集层、聚集区带、盖层等。④复合含油气系统的边界为各生烃灶所形成的独立的油气聚集和窜通混合形成的油气聚集的最大空间边界。2.复合含油气系统特征与单源单灶含油气系统比较,复合含油系统具有多源多灶、多成藏期、混源聚集、共同最大外边界和多套含油气组合等方面共同特征。另一方面,由于我国叠合盆地数量众多,盆地的结构特点、演化历史和成盆构造背景都有所不同,因而所形成的复合含油气系统也各具特色。根据复合含油气系统中不同时期生烃灶发育的构造背景和叠置关系,以及纵向上不同时代烃源岩大量生排烃期的衔接关系等方面特征,初步考虑我国叠合盆地的复合含油气系统可分为继承型、延变型与改造型三种类型。3.复合含油气系统研究内容复合含油气系统的主要研究内容可概括为“六定” (赵文智,2004) 。①定源,即对生烃灶的空间位置、生烃量规模与潜力、生烃历史等准确定位,从中理出各套烃源岩层系大量生烃和排烃的关键时刻。②定时,对每套烃源岩生、排烃、油气聚集成藏及调整时间按先后顺序排序。③定向,要站在关键时刻的时间界面上,研究确定油气的不同运移方向。④定界,根据烃类流体的空间分配,划分油气运聚单元,确定各运聚单元空间展布形态与范围。⑤定量,确定资源评价所需的参数,对系统内的资源潜力准确定量。⑥定级,对勘探目标的含油气潜力与把握度作客观分级评价。4.复合含油气系统的评价方法/技术有效划分与评价含油气系统依赖于技术、方法,可以针对不同的阶段需要特别解决和回答的关键问题,选择不同的技术、方法组合(赵文智,2005) 。从生烃灶确定开始,以顺藤摸瓜的方式,确定不同关键时刻,理清各成藏地质要素特征与空间组合关系,指出油气运移和聚集的空间范围。流体历史分析与盆地模拟等现代勘探技术的配套使用在复合含油气系统描述与评价中发挥着重要作用。1)有效烃源岩评价技术有效烃源岩评价是含油气系统研究与评价的重要基础工作。主要包括以下四方面:(1)综合应用沉积学、层序地层学和有机地球化学方法,查明烃源岩的层位、沉积环境和平面厚度变化;(2)通过采样分析,确定各生烃层系的有机质丰度、类型和热演化程度,并根据烃源岩评价标准进行质量和潜力评价;(3)研究烃源岩的成烃演化历史,建立生烃演化模式。通常采用不同深度样品地化特征与深度的自然演化法以及低成熟烃源岩样品的热模拟实验相结合的方法进行研究;(4)有机质生烃史恢复与各时期生烃量模拟计算。2)关键时刻确定技术确定含油气系统的关键时刻至关重要,主要有两种技术:一类是正演确定烃类生成的关键时刻,包括 算和建立 埋藏史的关系、古地温与古热流的热力学模型等,反映大量生排烃的时间。采用烃类运移、聚集过程恢复的模拟技术,可以逼近地质历史中发生的真实过程,从中确定关键时刻。另一类是反演 ,包括回剥、热响应指标反演古热流、油藏地球化学、古构造分析等。在油藏地球化学技术中,用矿物组合变化和流体包裹体信息确定关键时刻最为有效。3)储层与油藏地球化学技术储层与油藏地球化学技术有利于分析确定油气藏形成期与油藏变动历史。主要通过研究储层内流体在地质历史中发生化学反应与变化所留下的记录,判断油藏形成于变动历史、储层成岩变化与油藏内部非均质性。其中储层空隙内部成岩自生矿物同位素分析提供了矿物形成时间,而矿物组合变化则反映空隙流体组成的某种变化。储层有机岩石学显微观察和分析包括流体包裹体和固体沥青的有机岩石学与有机地球化学研究。其中流体包裹体分析可提供油气运移、方向和通道、油气藏形成温度与时间;而储层沥青有机岩石学与地球化学分析可提供油气藏改造与破坏的信息。该技术可综合运用于含油气系统油气运移、聚集成藏等关键时刻的判识,从而为完成含油气系统的综合研究与描述提供参数。4)古构造分析方法古构造分析在含油气系统研究中,尤其是复合含油气系统过程中重建与划分评价中占有极为重要的地位。(1)构造演化史研究室确定圈闭形成时间的基础,它规定了油气充注的下限;(2)古构造再现了主要地层界面在油气大规模生、排烃阶段的起伏变化,是决定当时流体流动状态与古流体势的关键,对油气运移与油气藏调整破坏等方面有决定作用;(3)断裂封闭性演化史的研究可以明确断裂开启做为油气垂向运移通道亦或封闭成为遮挡的时间,可为关键时刻与油气运移边界的判断提供依据;(4)构造几何学、运动学与动力学分析可推断圈闭样式、各类圈闭分布与圈闭的改造,从而可为预测油气分布提供保障。此外,盆地模拟技术、沉降史与隆升史模拟技术等都是古构造分析的基础。5)烃类运移研究技术沉积盆地流体历史分析是确定油气运移与聚集历史的重要手段,分析包括流体化学史与流体动力史。流体化学史是指水化学史,通过对地层水、常规水化学参数(矿化度、钠氯系数等) ,氢、氧同位素与油田水有机地球化学分析(轻烃吸附丝色质、轻烃组成、芳烃三维荧光)与有机酸判断油气运移方向、聚集区与油/气藏的保存条件。流体动力史的核心是水动力史,这是盆地演化过程中水文、地热、沉积埋藏与构造作用的综合结果。由于烃类运移本身的复杂性以及它是已经发生的过程,可供直接观察的痕迹很少,所以烃类运移是难度最大、最薄弱的研究环节,需要借助其它技术来研究。关键时刻的古构造形态决定着烃类运移方向、期次及成藏后的调整与破坏;古流体势决定了烃类运移的方向,与疏导网络配合还决定着油气运移的路径,从而可以选定油气聚集的有利区带。6)含油气系统综合模拟技术从科学方法论上讲,含油气系统的研究方法也经历了由定性判断到定量计算的发展历程,综合模拟式研究含油气系统的正确途径和科学方法(据赵文智,张庆春,2004) 。含油气系统综合模拟技术以含油气系统的知识体系为基础,将含油气系统研究思路与盆地模拟技术有机结合,采用流线型模拟技术、成藏期分析技术和地层建模技术,在确定成藏关键时刻的基础上,重塑关键时刻前后油气的流向、流量与成藏组合在三维空间的动态配置关系,以三维可视化技术近似连续描述成藏要素的组合关系及演变过程,直接地展示成藏过程,并预测油气分布。六、断陷盆地 陆盆地 拉通盆地 分盆地的定义 造样式和特征、油气藏类型和勘探前景(一)断陷盆地1. 断陷盆地定义是指在前震旦系(或前寒武系)古老结晶变质基底或古生代褶皱变质基底上,受基底断裂作用而下陷得沉积盆地。面积大小相差悬殊,包括单断和双断两种形式。2. 断陷盆地构造样式和特征伸展构造样式:指指在区域或局部引张作用下形成的使地壳或岩石圈伸展减薄的构造变形组合,它们几乎无一例外与正断层活动有关,根据正断层的几何学和运动学特征,可以划分出 4 种基本类型(图 1):①非旋转平面式正断层;②旋转平面式正断层;③铲式正断层;④坡坪式正断层。这些正断层控制着不同形态和规模的垒堑构造、滚动背斜和掀斜断块的形成和发展演化(阎敦实等,1980;李德生,1985;漆家福等,1995),它们构成了伸展盆地中主体油气圈闭样式。研究表明,伸展构造样式集中发育在中国东部伸展盆地中,但在中国西部挤压环境盆地中也有发育,如在塔里木盆地北部(汤良杰,1996)。盆地分割性强,具多隆、多坳、多凸、多凹相间的构造格局。凹陷间多为凸起分隔,各凹陷多为独立的成油单元。凹陷内断裂活动十分强烈,往往是一侧主干断裂强烈活动控制凹陷发育,形成箕状凹陷。内部又为次级断层切割,呈现许多基底翘倾断块体,它们数量多,起伏大,有利于地层超覆、不整合及潜山圈闭的形成。在基底沉降陷落过程中,又可形成规模相对较大的披覆背斜和众多的地层、岩性圈闭,形成各类地层、岩性油气藏和批覆背斜油气藏。凹陷小、沉降幅度大是渤海湾盆地的重要特征之一。在长期发育演化过程中,凹陷内的派生断裂控制沉积、二级构造带及其局部构造的形成,如批覆背斜、滚动背斜、盐(泥)拱背斜等。而多期、多组不同产状的正断层,将已有的背斜圈闭都改造为断背斜或断块群,因此,断块圈闭是最广泛发育的基本类型。多期的块断活动、湖盆频繁的水进水退,导致了多套生、储油岩系大面积发育和有利生储盖组合的形成。多物源、近物源、快速堆积的各类沉积体系由边缘向湖盆中心伸展,插入生油区,形成了大面积、多层叠置
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本文标题:中国石油勘探开发研究院石油地质学2004-2009博士入学专
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