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长江大学石油地质学复习题

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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1长江大学石油地质学复习题一、又称原油):一种存在于地下岩石孔隙介质中的由各种碳氢化合物与杂质组成的,呈液态和稠态的油脂状天然可燃有机矿产。油的元素组成除了碳、氢、氧、氮、硫以外,还含有几十种微量元素,石油中的微量元素就构成了石油的灰分。油中的化合物对有机溶剂和吸附剂具有选择性溶解和吸附性能,选用不同有机溶剂和吸附剂,将石油分成若干部分,每一部分就是一个组分。指一大气压下,20℃石油与 4℃纯水单位体积的重量比,用示。油在紫外光照射下可产生延缓时间不足 10的发光现象,称为荧光性。义上指岩石圈中存在的一切天然生成的气体。石油地质学中研究的主要是沉积圈中以烃类为主的天然气。 石油共存于油气藏中呈游离气顶状态产出的天然气。独聚集的天然气。可分为干气气藏和湿气气藏。析油):当地下温度、压力超过临界条件后,由液态烃 逆蒸发而形成的气体。开采出来后,由于地表压力、温度较低,按照逆凝结规律而逆凝结为轻质油即凝析油。在冰点附近的特殊温度和压力条件下由天然气分子和水分子结合而成的固态结晶化合物。 系地层中分散有机质在热演化过程中所生成的天然气。层在煤化过程中所生成的天然气。层中所含的吸附和游离状态的天然气。指油田范围内直接与油层连通的地下水,即油层水。水中各种离子、分子和化合物的总含量,以水加热至 105℃蒸发后所剩残渣重量或离子总量来表示,单位 ml/l、g/l 或 6.储集层: 凡具有一定的连通孔隙,能使液体储存,并在其中渗滤的岩层,称为储集层。17.孔隙度:岩样中所有孔隙空间体积之和与该岩样总体积的比值。18.效孔隙度: 岩样中彼此连通的超毛细管孔隙和毛细管孔隙体积与岩石总体积的百分比。单相液体充满岩石孔隙,液体不与岩石发生任何物理化学反应,测得的渗透率称为绝对渗透率。储集层中有多相流体共存时,岩石对每一单相流体的渗透率称该相流体的有效渗透率。对每一相流体局部饱和时的有效渗透率与全部饱和时的绝对渗透率之比值,称为该相流体的相对渗透率。指岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布以及相互关系。油、气、水在储集岩孔隙中的含量分别占总孔隙体积的百分数称为油、气、水的饱和度。是指在一定的地质时期,某一沉积环境下形成的,具有一定形态、岩性和分布特征,并以砂质为主的沉积岩体。指在储集层的上方,能够阻止油气向上逸散的岩层。示非润湿相开始注入岩样中最大连通喉道的毛细管压力,在曲线压力最小的拐点。于油气聚集,形成油气藏的场所叫闭圈。其聚集了油气的叫油气藏闭圈。相当数量的油气在单一圈闭中的聚集,在一个油气藏内具有统一的压力系统和统一的油、气、水界面,气藏): 由于地壳运动使储集层顶面发生了变形或变位而形成的圈闭,称为构造圈闭. 在其中聚集了烃类之后就称为构造油气藏。气藏):由于储集层发生褶皱变形,其上部又为非渗透性岩层所覆盖遮挡,底面或下倾方向被高油气势面或非渗透性岩层联合封闭而形成的圈闭即为背斜圈闭,聚集油气后,成为背斜油气藏。气藏):断层圈闭是指沿储集层上倾方向受断层遮挡所形成的圈闭,聚集油气后即成为断层油气藏。背斜构造控制下,致密而脆性的非渗透性岩层,由于各种原因可以出现裂缝特别发育而使孔隙度和渗透性变好的局部地区,周围则为非渗透性围岩和高油气势面联合封闭形成的油气低势区,称为裂缝性背斜圈闭。聚集了油气之后即形成裂缝性背斜油气藏。下岩体(包括软泥、泥膏岩、盐岩及各种侵入岩浆岩)侵入沉积岩层,使储集层上方发生变形,其上倾方向被侵入岩体封闭而形成的圈闭称为刺穿圈闭。聚集油气后称为刺穿油气藏。气藏):由于储集层的岩性在横向上发生变化或储集层的连续性发生中断形成的圈闭,在其中聚集了烃类之后则称为地层油气藏。气藏):由于储集层的连续发生中断,由不整合面封闭而形成的圈闭。在其中聚集了烃类之后则称为不整合油气藏。气藏):储集层的岩性在横向上发生变化,四周或上倾方向为非渗透性岩层遮挡而形成的圈闭称岩性圈闭。聚集油气之后形成岩性油气藏。水动力作用下,储集层中被高油、气势面,非渗透性遮挡单独或联合封闭而形成的油或气的低势区称为水动力圈闭。在其中聚集了烃类之后则称为水动力油气藏。)度:是指圈闭顶点到溢出点的等势面垂直的最大高度。指油气藏顶到油气水界面的最大高差。位质量的流体所具有的机械能之和。过沉积作用进入沉积物中并被埋藏下来的那部分有机质称为沉积有机质。沉积岩中所有不溶于非氧化的酸、碱和非极性有机溶剂的分散有机质。限温度、门限深度):有机质随着埋藏深度的增加,温度升高,当温度和深度达到一定数值,有机质才开始大量转化为石油,这个界限称成油门限。(门限温度:随着埋藏深度的增加,当温度升高到一定数值,有机质开始大量转化为石油,这个温度界限称门限温度。门限深度:与门限温度相对应的深度称门限深度。)热催化作用下,有机质能够大量转化为石油和湿气,成为主要的成油时期,称为生油窗。富含有机质能生成并提供工业数量石油的岩石。如果只提供工业数量的天然气,称生气母岩或气源岩。岩石中与有机质有关的碳,是残留的有机碳,即岩石中有机碳链化合物的总称,通常用百分含量表示。沉积有机质向石油转化的热演化程度。”:岩石中可提取的有机质含量。:正烷烃中奇碳分子比偶碳分子的相对浓度。(值):有机质成熟度主要受温度和时间控制,因此,依据时间和温度定量计算有机质热成熟度的方法称为 (值)。石油、天然气在某种自然动 力的驱使下在地壳中发生位置的转移。 指生油层中生成的石油和天然气,从生油层向储集层(或输导层)中的运移。是油气脱离烃源岩的过程,又称为排烃。油气脱离生油岩后,在孔隙度、渗透率较大的储集层中或大的断裂、不整合面中的传导过程,它包括聚集起来的油气由于外界条件的变化而引起的再次运移。)地层压力:地层中孔隙流体由于各种原因,使得流体压力偏离静水压力,这种地层压力称为异常地层压力。是指烃源岩排出烃的质量与生烃的质量百分比。源)岩有效排烃厚度: 生油层中只有与储集层相接触的一定距离内的烃类才能排出来,这段厚度就是生油层排烃的有效厚度。油气在储层中由高势区向低势区运移的过程中遇到圈闭时,进入其中的油气就不能继续运移,而聚集起来形成油气藏的过程。是指地质历史时期曾经是广阔的有利于有机质大量繁殖和保存的封闭或半封闭的沉积区。成熟烃源岩有机质丰度高,体积大,并能提供充足的油气源,形成具有工业价值的油气聚集。58.(有利)生储盖组合:生储盖组合是指烃源层、储集层、盖层三者的组合型式。有利生储盖组合是指三者在时、空上配置恰当,有良好的输导层,使烃源层生成的油气能及时地运移到储集层聚集,盖层的质量和厚度能确保油气不致于散失。是指在具有油气来源的前提下,能聚集并保存维油气的圈闭。体能持液相的最高温度称为该物质的临界温度。临界温度时该物质气体液化所需要的最低压力。指在某一特定地史时期,长期不断下沉接受沉积物堆积的地貌单元。有良好的生储盖组合和圈闭条件,并且已经发生油气生成、运移和聚集,发现工业性的油气聚集的沉积盆地,称含油气盆地。64.一级构造单元:隆起、凹陷和斜坡都是底盘起伏而形成的构造,是盆地内最6高一级的构造,通称一级构造。级构造在盆地的展布并不是孤立的和杂乱无章的,而是按一定的规律成群、成带出现,这些群和带的规模,处于一级构造和三级构造之间,通称二级构造。地内沉积盖层因褶皱和断裂活动而形成的构造。定义为是一个自然的系统,包含活跃的烃源岩及所有已形成的油、气藏,并包含油、气藏形成时所必不可少的一切地质要素及作用。沉积盆地中受同一个二级构造带所控制的,油气聚集条件相似的一系列油气田的总和。地表同一产油面积上地下所有油气藏的总和,我们称为油气田。地表上层(深约 20~130m)之下,地温随埋藏深度而有规律的增加,现将深度每增加 100m 所升高的温度,称为地温梯度。下多孔介质中流体的压力称为地层压力。温度:在常温常压下见到的包裹体往往含气相与液相两种流体,在冷热台上升温加热,在显微镜下可见两相转化为单相流体,这时纪录的温度即为均一温度。二、油气特征分析中有哪些应用?在石油中,不同碳原子数正烷烃相对含量呈一条连续的分布曲线,称为正烷烃分布曲线。不同类型原油的正烷烃分布特点不同:(1)未成熟的石油,主要含大分子量的正构烷烃;(2)成熟的石油中,主要含中分子量的正构烷烃;(3)降解的石油中,主要含中、小分子量的正构烷烃。根据主峰碳数位置及形态,可将正烷烃分布曲线分为三种基本类型:7A、主峰小于 主峰区较窄,表明低分子正烷烃高于高分子正烷烃,代表高成熟原油;B、主峰大于 峰区较宽,奇数和偶数碳原子烃的分布很有规律,二者的相对含量接近相等,代表未成熟或低成熟的原油;C、主峰区在25 之间,主峰区宽,代表成熟原油。 应用:与成油母型、成油环境及演化程度密切相关,能反映三者的情况。并被广泛的应用于石油的成因和油源对比研究。相有机质形成的石油:高碳数(>烷烃多;海相有机质(菌藻类)形成的石油:低碳数(<烷烃含量多。代老、埋深大,有机质演化程度较高的石油:低碳数正烷烃多;有机质演化程度较低的石油:正烷烃碳数偏高。微生物强烈降解的原油:正烷烃被选择性降解,一般含量较低,低碳数的更少。如何鉴别海相原油和陆相原油?)1)颜色:从白色、淡黄、黄褐、深褐、墨绿色至黑色。(2)比重:是指一大气压下,20℃石油与 4℃纯水单位体积的重量比,用 3)石油的粘度:代表石油流动时分子之间相对运动所引起的内摩擦力大小。(4)荧光性:石油在紫外光照射下可产生延缓时间不足 10的发光现象,称为荧光性。海相 陆相以芳香—中间型和石蜡—环烷型为主,饱和烃占 25—70%,芳烃占 25—60%。以石蜡型为主,饱和烃占 60—90%,芳烃占10—20%。含蜡量低 含蜡量高含硫量高 含硫量低V/ V/同位素 δ 13海相环境,而且,V/年代越老,比值越小,可能由于 V 较 稳定;1. 简述凝气藏形成的基本条件。层温度介于烃类物系的临界温度于临界凝结温度之间,地层压力超过该温度时的露点压力,这种物系才可能发生显著的逆蒸发现象。所以随着储集层的埋深加大,地层压力和地层温度都会随之增加。当地层温度达到油—气物系的临界温度后,地层压力愈大,油—气物系愈易转化为单相气态,大大促进了地下深处储集层内的油气运移和聚集,形成凝析气藏。42.简述含油气系统的研究内容。1、基本要素:含油气系统的基本要素包括源岩、储集岩、盖层及上覆岩层。源岩、储集岩、盖层是含油气系统存在的最基本要素;2、关键时刻:关键时刻是指含油气系统中大部分油气生成13、含油气系统展布范围:关键时刻的含油气系统,其区域展布范围由活跃烃源岩及所有来自该源岩的常规和非常规油、气藏、油气显示的界线所圈定;4、持续时间:持续时间是指形成一个含油气系统所需的时间;5、保存时间:保存时间是指烃类在该系统内被保存、改造或被破坏的时间段,它在油气生成3.论述油气分布的主要控制因素。控制沉积盆地中油气赋存规律的因素有:利于油气的生成和保存;积相带控制油气的富集程度;、盖、运、圈、保诸条件在时空上的有机匹配,是油气聚集成为油气藏的关键。44. 油田水的主要水型及特征。苏林根据 -、和 、 +6 种阴、阳离子的相对含量,以 l、 (三个成因系数,把天然水划分为四种基本类型。它们分别是大陆水中的硫酸钠型(、重碳酸钠型() ,海水中的氯化镁型() ,深层水中的氯化钙型() 。苏林认为,在油田剖面上部以重碳酸钠型为主,随着埋深增加,过渡为氯化镁型,最后成为氯化钙型。油田水的水化学类型以氯化钙型为主,重碳酸钠型次之,硫酸钠型和氯化镁型较为罕见。45.试述生油理论的发展。从十八世纪七十年代以来,对油气成因的认识基本上分为无机成油和有机成油学说两大学派。生油理论经历了从无机生油理论成烃理论的发展历程。最终有机成油理论占据了主要地32位,并逐渐完善。无机生油论也有许多证据,正在讨论和探索之中。46. 论述有机质向油气转化的现代模式及其勘探意义。 (试述干酪根成烃演化机制)有机成烃是个连续过程,分四个阶段:A、生物化学生气阶段——成岩作用阶段。在深度0~1500 米,温度:60℃~180℃,粘土矿物作为催化剂,对有机质的吸附能力加大,加快了有机质向石油转化的速度,降低有机质成熟的温度。 热催化作用结果: 长链烃类裂解成小分子烃,烯烃含量相对减少,异构烷烃、环烷烃、芳香烃含量相对增多。C、热裂解生凝析气阶段,在 H:>3500~4000m,T:180℃~250℃。大量 C—态烃急剧减少,上趋于零,8 的轻烃将迅速增加。D、深部高温生气阶段 ,在 H>6000~7000m, T>250 ℃ 。石油潜力枯竭,残余的少量烷基链,已经形成的轻质液态烃和重质气态烃在高温下继续裂解形成大量的热力学上的最稳定的甲烷。 干酪根的结构进一步缩聚形成富碳的残余物质— —碳沥青或石墨。对不同的沉积盆地而言,由于其沉降历史、地温历史及原始有机质类型的不同,可能只进入了前二或三个阶段,并且每个阶段的深度和温度界限也可能略有差别。此外,由于源岩有机显微组成的非均质性,不同显微组成的化学成分和结构的差别,决定了有机质不可能有完全统一的生烃界线,不同演化阶段可能存在不同的生烃机制。成、运移、聚集)中的作用。油气生成、运移过程中起到重要作用:33(1)欠压实使孔隙流体的排出受到不同程度的延缓,如果流体的排出正好被推迟到主要生油时期,则将对油气初次运移起到积极作用。(2)欠压实还使更多的水较长时期处于高压下,这有利于促进有机质的热成熟,也有利于油气在水中的溶解。(3)欠压实地层中流体的异常高压是驱使油气进行初次运移的潜在动力,这种异常高压远远超过一般正常压实地层的剩余压力,使岩层产生微裂隙,给油气运移创造更好的条件。2、压实使非烃源岩层成为最好的压力封闭盖层,从而阻止油气向上运移,促进了油气的聚集过程。 48. 生储盖组合的类型(1)根据三者之间的时空配置关系,可划分为四种类型:正常式组合:生下、储中、盖上侧变式组合:指由于岩性、岩相在空间上的变化而导致的生、储、盖在横向上渐变而构成。顶生顶盖式(顶生式):生油层与盖层同属一层,储层位于下方。自生、自储、自盖式:本身具生、储、盖三种功能于一身。(2)根据生油层与储集层的时代关系划分为新生古储式、古生新储式和自生自储式三种型式。(3)根据生、储、盖组合之间的连续性可将其分为连续性沉积的生、储、盖组合和不连续的生、储、盖组合。49. 简述岩性油气藏的主要类型及形成的沉积背景。岩性圈闭是指储集层岩性变化所形成的圈闭,其中聚集了油气,就成为岩性油气藏。主要为上倾尖灭油气藏和透镜体油气藏两类。其形成可在沉积过程中形成,亦可在成岩过程中形成。沉积过程中,因沉积环境或动力条件的改变,岩性在横向上会发生相变。当砂34岩层向一个方向上变薄,直至上下层面相交于一点即尖灭在泥岩中,形成岩性尖灭圈闭,若向两边尖灭则形成透镜体圈闭。在成岩和后生作用期间,因次生作用改造亦可形成岩性圈闭。透镜体岩性圈闭和油气藏:透镜体岩性圈闭四周均为非渗透性岩层,无溢出点,圈闭的大小受非渗透性围岩所限,难以形成大规模的油气藏。上倾尖灭型岩性圈闭和油气藏:上倾尖灭型岩性油气藏上倾方向为非渗透性岩层遮挡,油气仍成层状分布,圈闭的闭合面积由通过溢出点的储集层构造等高线和岩性尖灭线所圈定,两者在平面上必须闭合才能形成圈闭。50. 断层油气藏形成的机理、基本特征和主要类型。断层在地质历史发展过程中的不同时期或者同一断层在不同的位置,常起着封闭或通道(或破坏作用)两种截然相反的作用。对油气藏的形成至关重要。断层的开启与封闭情况是复杂的,必须用历史的观点和全面的观点去分析和认识它。有的断层在形成期或活动期一般是开启的,在非活动期亦可能是开启的,也可是封闭的,这取决于它的影响因素。一条断层,在纵向和横向的不同部位,因所受地质条件的不同,可以是封闭的,亦可以是开启的(指同一时刻) 。 断层油气藏形成条件:1)断层在纵横向是封闭的;2)断层位于储层的上倾方向;3)在平面上封闭断层与构造等高线或地层尖灭线,或单独、或与后一、二者能组成侧向封闭的闭合线,即能圈定出一定的闭合面积。 主要类型:.交叉断层断块油气藏;4.多断层复杂断块油气藏;5.逆断层油气藏。实作用。压实作用结果使原生孔隙度降低。2.胶结作用。胶结物的含量、成份、类型对储集性有影响。含量高,粒间孔隙被充填,减少原生孔隙,连通性变差,物性变差。泥质、钙性较好;纯钙质、硅质或铁质胶结的岩石致密,物性差。胶结类型由接触35式→接触→孔隙式→孔隙→基底式→基底式物性逐渐变差。3.溶解作用。粗粒、孔隙水多或含有有机酸的砂岩,能溶解孔喉中的碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐,改善储层物性。4.交代作用。物性的改变要视被交代物结果而定。5.重结晶作用。物性的改变要视重结晶结果而定。52. 沉积有机质的生化组成主要有哪些?对成油最有利的生化组成是什么? 对沉积有机质来源提供最多的生化组成是:类脂化合物、蛋白质、碳水化合物和木质素。类脂物质的特征是抗腐力较强,能在各种地质条件下保存起来,其元素组成和分子结构最接近于石油烃,是生成油气的主要原始物质。 53. 简述石油的元素组成、馏分及组分。 石油的主要元素组成是 C、H 其次是 O、 S、N,此外,还有其它微量元素。石油的馏分:是利用组成石油的化合物具有不同沸点的特性,加热蒸馏,将石油切割成不同沸点范围(即馏程)的若干部分,每一部分就是一个馏分。馏分:分为轻馏分如石油气、汽油,中馏分如煤油、柴油、重瓦斯油,重馏分如润滑油、渣油等。 石油的组分:石油化合物的不同组分对有机溶剂和吸附具有选择性溶解和吸附性能,选用不同有机溶剂和吸附剂,将石油分成若干部分,每一部分就是一个组分,分别为油质、苯胶质、洒精苯胶质及沥青质。1)油质:凡能溶解于中性有机溶剂,不被硅胶所吸附,浅黄色粘性油状物。2)胶质:能溶解于中性有机溶剂,被硅胶所吸附,主要溶于苯,属暗色的油状物。3)沥青质:用石油醚分离,得到一种不溶于石油醚的物质暗黑色)碳质:石油中不溶于有机溶剂的非烃化合物。54. 简述石油中化合物组成的类型及特征。36答:A. 称脂肪烃类) ,通式为 一般在常温常压下 1~4 个碳原子(C 1~烷烃呈气态;含五到十六个碳原子正烷烃呈液态;十七个以上碳原子的高分子烷烃呈固态。据组成碳环的碳原子数分为三员环、四员环、五员环……。苯环的化合物,其结构特点是分子中含有苯环结构,属不饱和烃。根据其结构,可分为单环、多环和稠环三类。B. 非烃化合物1.含硫化合物:它在石油中的含量变化较大,从万分之几到百分之几。2.含氮化合物:分为碱性和非碱性两种,一般含量为万分之几至千分之几。3.含氧化合物:一般只有千分之几,个别石油可高达 2~3%。可分为酸性和中性两类。石油地质学的研究对象是什么?石油地质学:又称石油及天然气地质学,是研究地壳中油气藏及其形成原理和分布规律的一门科学。研究对象:油气藏。盆、成烃、成藏研究是石油地质学的三大主要内容。油气藏的形成条件可归纳为:生、储、盖、圈、运、保,所以本课程根据由浅到深可归纳为以下四部分内容:37①油气藏的基本要素:流体、生储盖层、圈闭。②油气藏形成的基本原理:生成、运移、聚集。③油气藏成藏分析:成藏条件、保存与破坏。④含油气盆地及油气分布规律和控制因素。在工业及交通运输上,作为燃料,称为工业的血液;②在轻纺工业上,作为石油化工原料,称为工业食粮;③在农业上,为农机燃料,化肥、农药的原料,是良田沃土;④在军事上,为战略资源和物质基础。 大海上及沙漠勘探,从海上和沙漠地区寻找发现油气藏。用高新科技,加大深部勘探力度,从较深部位寻找油气藏。然气水合物也成为前景巨大的新能源而日益受到关注。
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