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西安石油大学石油工程概论2石油地质_图文

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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75 1 石油地质( 6学时) 地质学: 是研究地球历史、构造及其生命形成, 尤其是记载岩石形成、演化的学科。 地质学的研究内容非常复杂。 石油地质学: 是研究地壳中 油气藏及其形成和分布规律 的学科, 是应用地质学的一个分支学科,它是应石油工业发展需要而建立起来的新学科。 石油地质工作者的 基本任务 就是综合运用石油地质学等多学科的知识和理论 寻找 出更多更大的油气田、 查明 油气资源分布,为高速发展的石油工业奠定基础。75 2 第一节 沉积岩和地质构造 第二节 油气的生成 第三节 油气藏的形成 石油地质 ( 6学时)油气 是研究的 主体 ,而油气又存在于 客体 中;岩石是地球的组成部分,故首先从 地球 开始着手进行研究。本章对油气的形成、运移、保存中的基本过程及概念进行介绍。75 3地壳 是地球最外的一圈,深度范围为 0~ 35地球表层的坚硬固体外壳,主要由 富含硅和铝的硅酸盐类岩石 组成。地壳由海洋和陆地所构成。海洋覆盖了地球表面 3/ 4的面积。地幔 指深度范围为 35~ 2900 占地球总体积的 83% 。主要是铁镁硅酸盐 、 金属氧化物及金属硫化物 。油气 (主体 )→ 岩石 (客体 ) → 地球地核 :2900千米以下。 主要由铁、镍( 5%~ 20%)等高磁性物质组成,因此地磁来源于地核。地球的内部结构 (据物理特性分层 )3圈层结构 (0~ 35~ 2900~ 6371537亿年 (混沌 理 论 )6亿年 50万年75 4 地壳 三大类组成 岩石 ( : 岩浆岩 、 变质岩和沉积岩在自然界中天然产出的岩石碎块 , 通常称其为 石头 ( l) 岩浆岩 : 岩浆岩是由 岩浆冷凝 而成的岩石 。岩浆 (在很深的地下 ,随着巨大压力 , 在地壳构造运动作用下 , 它可以沿着地壳 裂隙 渗涌到地壳的上层或直接喷出地面 ( 火山爆发 ) , 由于压力下降 , 岩浆中挥发性物质大量逸出 , 温度也逐渐下降 , 岩浆逐渐冷凝 、 结晶成为岩浆岩 , 如 玄武岩 、 花岗岩 等 。岩石是 油气 居留的环境和必要条件 ,如同氧气与人类。居留环境的好坏直接影响油气储量大小和产出量高低,因而必须研究岩石及其形态。75 5常见岩浆岩花岗岩 闪长岩灰长石 流纹岩75 6( 2)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。75 7常见变质岩大理岩万寿红和大白花75 8( 3) 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 。 沉积岩主要分布在 岩石圈的上部和表层部分 。陆地大约 3/ 4被沉积物 (岩 )所覆盖着,而海底几乎 全部 被沉积物 (岩 )所覆盖。但从体积而言,沉积岩约占岩石圈体积的 5%, 而岩浆岩及变质岩约占 95%。 沉积岩中蕴藏着丰富的矿产,如 金、银、铜、铁、锡 等绝大部分 金属矿产 都蕴藏在沉积岩中, 非金属矿产 如石油也生成于沉积岩,而且 绝大部分储存在沉积岩中 。75 9三种岩石的转化75 10 在岩浆岩、变质岩和沉积岩三种类型的岩石中, 沉积岩覆盖地表面积的60%以上 。 据统计,世界上已经发现的 油气田 分布 在 沉积岩 中。 在各个地质时代的沉积盆地中,无论是 海相沉积盆地或陆相沉积盆地 都发现了大油气田。 “ 没有盆地便没有石油 ” ,沉积盆地是生成石油和天然气的母体。 天生盆地必有油 ,天生我材必有用 中国四大地貌盆地:塔里木盆地(维吾尔语即 “ 无缰之马 ” , 53万 准噶尔盆地( 38万 柴达木盆地(蒙古语即 “ 盐泽 ” , 22万 四川盆地( 20万 75 11§ … 形成阶段之一 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 。 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 。75 12§ … 形成阶段之二 地质上把风化产物离开母岩而向新地区移动的过程称做 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 。75 13§ 积岩和地质构造 沉积物变成 坚固岩石 需要一个成岩过程 , 即 形成岩石 的过程 。 成岩主要包括 3类: 压实作用 , 胶结作用和重结晶作用 。( l) 压实作用随着沉积物一层一层地堆积 , 沉积物的重量 越来越大 , 孔隙会逐渐减小 , 孔隙中的水分逐渐被挤出 , 颗粒排列更加紧密 , 这种松散沉积物失去水分紧密排列的作用叫 压实作用 。… 形成阶段之三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。如石灰岩就是 碳酸钙( 的沉淀。… 形成阶段之四75 14§ 沉积岩和地质构造( 2)胶结作用碎属物质沉积时,颗粒之间有孔隙,孔隙内充满着 胶体溶液 ,随着物理化学条件的变化, 难溶胶体物质 沉淀在颗粒之间,把颗粒 粘结 起来,这就叫 胶结作用 。起粘结作用的物质叫 胶结物 ,常见的胶结物有钙质、泥质、硅质、铁质等。( 3) 重结晶作用沉积物中某些细小颗粒 , 重结晶变为 较大颗粒以及重新排列 称为重结晶作用 。75 15二 . 主要的 沉积岩分类沉积岩碎屑岩粘土岩化学岩砾岩砂岩粉砂岩泥岩页岩石灰岩白云岩分类 1沉积岩一般可大致分为 碎屑岩、粘土岩和化学岩 三大类 。复杂分类75 16§ 碎屑岩是由 碎屑物质 ( 矿物碎屑或岩石碎屑 ) 经压实 ﹑ 胶结而形成的岩石 。 就好像 米花糖或萨琪玛 一样 , 由大米粒 ( 碎屑物质 ) 和糖浆( 胶结物 ) 两部分组成 。 米花糖或萨琪玛 的米粒之间由糖浆胶结 , 但米粒之间不是完全被糖浆添塞 , 是有孔隙的 。 碎屑岩也一样 , 碎屑颗粒之间除了胶结物还有 一定的孔隙 , 石油和天然气就 储存 在孔隙之中 。 碎屑物质 有石英 、 长石 、 云母 、 岩屑及少量的重矿物 , 胶结物质 有铁质 、 硅质 、 钙质 、 泥质等 。二 . 主要的 沉积岩分类75 17§ 积岩和地质构造 按碎屑颗粒 大小 , 碎屑岩分为砾岩 ( 100~ 、 砂岩 ( 粉砂岩 ( 。 碎屑岩是最重要的石油储集岩 , 例如 大庆油田 、 辽河油田和胜利油田主要是 砂岩油层 , 而克拉玛依油田则常见 砾岩油层 。砂岩75 18§ 粘土岩主要是由 粘土矿物 组成的岩石 。 粘土矿物是粒径 小于 其主要矿物成分为高岭石 、 蒙脱石 、 水云母等 。 粘土岩的分布范围广泛 , 约占沉积岩总量的 60% 。 粘土岩又分为 泥岩和页岩 , 侧面 ( 垂直剖面 ) 看像书页一样呈薄层叠置状( 称页理 ) 的叫页岩 , 没有页理的叫泥岩 。 粘土岩由于颗粒太细 , 渗透性差 , 一般不能成为储油岩 , 但它是 重要的生油岩 , 因为其中可含大量 成油物质 — 有机质 。 个别情况下 , 粘土岩裂缝发育 , 也可以成为储集岩 。75 19§ 最常见的化学岩是 碳酸盐岩 , 它又可分为 石灰岩和白云岩 , 前者的主要成分是 后者的主要成分是 碳酸盐岩沉积于 广阔的海底 , 因此分布面积广 , 厚度大 。 从世界 石油储量 上看 , 碎屑岩储层和碳酸盐岩储层 各占一半 。 国外主要是碳酸盐岩油层 , 在我国较少 , 如四川 、 新疆 、 部分陕北地区等油田 。75 20§ 就像不同人有 不同相貌 一样 , 不同沉积环境中所形成的沉积岩具有不同特征 , 用 “ 沉积相 ” 这个术语描述 沉积环境和沉积岩特征 。 在沉积环境中起决定作用的是 自然地理条件 , 根据 自然地理条件 的不同 ,可对沉积相进行分类 , 分为 3类 :海相地层 、 陆相地层 、 海陆过渡相地层三 . 1) 陆相 :沉积岩的形成环境之一 陆相是指在 大陆环境 上形成的沉积相 , 细分为残积相 、 山麓相 、 河流相 、 湖泊相 、 沼泽相 、 冰川相等 。湖泊相泥质岩具有良好的生油条件 , 河流相和湖泊相是油气储集的良好场所 。75 21§ 积岩和地质构造( 3) 海陆过渡相 :沉积岩的形成环境之三 凡处于海陆过渡地带的各种沉积相 , 统称海陆过渡相 , 包括泻湖相 、三角洲相等 。( 2) 海相 :沉积岩的形成环境之二 海相即海洋沉积相 , 细分为滨海相 、 浅海相 、 半深海相和深海相 。 世界大油田中 , 海相油田占大多数 , 而 我国主要是陆相沉积盆地 。早在 20世纪初叶 , 外国学者错误认为: “ 中国贫油 ” 。 “ 陆相生油 ” 论卓有成效地指导了我国油气田的迅速发现 , 促进了我国石油 、 天然气工业的迅速发展 。 目前 , 全球已发现的 油气储量 90%存在于海相地层里 , 而中国有 450万 平方公里的海相地层 。( 1) 陆相 :沉积岩的形成环境之一75 22沉积构造的形态 层面构造:岩层 顶面 的特殊痕迹 。 层理构造:岩层 侧面上 具纹理 。积环境特征 ( 水深 、 水流速度 、 水流方向和气候 ) 在 岩层外表形态 上的反映 。沉积形成环境决定外貌特征 → 沉积构造 (即岩层外表形态 )。75 23( 1)层面构造 - 沉积构造形态之一常见的有波痕 、 干裂 、 雨痕 、 雹痕 、 生物钻孔和动物足迹等 。75 24水平层理( 2)层理构造 - 沉积构造形态之二常见的有四种 , 即水平层理 、 波状层理 、 单向斜层理和交错层理 。75 25 若某一凹陷区域逐渐随着 地壳下降,接受沉积,水体逐渐加深 ,沉积物由粗到细,即先沉积的较粗(在下面),后沉积的较细(在上面),在地层剖面由下向上 岩性由粗到细。 一般把自下而上由粗到细的 沉积韵律 叫 正韵律 (上细下粗) 。 如果地壳由下降变为慢慢上升,水体由深变浅,沉积物由细变粗,所形成的地层由下向上岩性由细到粗 。 把自下而上由细到粗的 沉积韵律 叫 反韵律( 上粗下细 ) 。 沉积岩的韵律:是指 相似岩性的岩石 在地层 垂直 剖面上呈 周期重复 的规律。一个正韵律和一个反韵律组成一个 沉积旋回 。 沉积的韵律性决定了一套含油层系往往 具有多个油层 。6 地层 是地壳历史发展过程中在一定地质时间内所形成的 岩石 的总称。通常把组成地壳的 层状岩石 统称为 岩层 ,在确定这些岩层形成的 先后顺序和形成时代 时,则称这些岩层为 地层 。 地层 就是具有一定层位或形成时间的 岩层 。 地层 ←→ 岩层 ←→ 岩石与矿物岩石 :指各种地质作用下,由一种或几种 矿物 所组成的有规律的集合体。矿物 :指在一定地质条件下,地壳中的化学元素结合成具有一定化学成分和物理性质的 单质和化合物 。四 7 “ 界 ” 是较大的地层单位,其对应的地质时期称为 “ 代 ” ;一个界又细分为几个系,其对应的地质时期为 “ 纪 ” 。 一个系再细分为下统、中统和上统,对应的地质时期为早世、中世和晚世。 “ 界、系、统 ” 是国际通用地层单位。在某些地区,一个统的厚度很大,为了研究方便,根据沉积相和岩性的变化又划分出多个组。 长庆 油田 : 中生 界 三叠 系 上 统 延长 组。 长庆靖边 气田 : 古生 界 奥陶 系 下 统 马家沟 组地层单位界 系 统地质时期代 纪 世新生代 第四纪第三纪中生代白垩纪侏罗纪三叠纪古生代二叠纪石炭纪泥盆纪志留纪奥陶纪寒武纪75 28 地质时期是连续的,中间无缺失。而地层在一个地区 可以有缺失 ,即是说在某一个时间里 地壳上升 没有沉积地层。 原油生成的地质时期从震旦到第四系地层中都有油气的分布, 原油 多数集中在 中生代和新生代沉积的地层中 ,占全部储量的 92%~只有 8%~ 布在古生代。 天然气生成的地质时期以 中生代和古生代 为主,占总储量的 90%,古生代所占比例明显高于新生代(第三系)。75 29 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 的 , 但由于地壳是不断运动的 ( 地壳运动 ) , 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 。 地壳运动引起的沉积水平岩层形成各种形态的运动叫 构造运动 。 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 。五 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: 沿某一方向的 垂直剖面图 ,用以表示该剖面上各个岩层的展布形态。 构造等高线图: 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的图幅,又称 构造平面图 。分为 3类 :单斜构造、 褶皱构造和断裂构造75 31( 1)单斜构造: 地质构造 基本 形态之一单向倾斜 的岩层叫单斜构造,它是由于地层 差异升降 形成的。75 32§ 积岩和地质构造( 2) 褶皱构造地质构造 基本 形态之二 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 。75 33 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 ,例如大庆油田、沙特阿拉伯的加瓦尔油田、科威特的布尔干油田都是 背斜油气藏 。75 34( 3)断裂构造 : 地质构造 基本 形态之三 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。东非大裂谷 裂谷是大型区域性断裂构造之一75 35非洲峡谷75 36断层与油气的关系有两重性 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,如胜利石油管理局的东辛油田就是断块油藏。75 37 断裂构造分为两大类: (1)断层; (2)裂缝: 未发生明显相对位移在 裂缝 形成的两个断面一般 没有或很少发生相对位置 的移动。裂缝可以向任何一个方向延伸,就像 裂纹 可以向任何一个方向裂开一样。75 38含有断层的构造等高线图如果有断层 , 则岩层的 连续性被切断 , 所以平面构造图上的 等值线被断层线错开 。75 39§ 沉积岩和地质构造 沉积盆地是指在一定特定时期,沉积物的堆积速度明显大于其周围区域。 沉积物主要沉积在 沉积盆地 中,在沉积盆地中形成 沉积岩 。 沉积盆地(地质历史上)与地貌盆地 有一定差别。 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 。 含油气盆地: 指具有油气生成、运移、聚集和保存条件,即含有工业型油气藏的 沉积盆地 。3. 区域地质构造75 40 世界上大约有 600个沉积盆地,其中 160个已开采了油气, 240个进行了部分勘探,还有 200个完全没有勘探。 我国陆上沉积盆地共有 236个,其中面积大于 10万 个,即:塔里木盆地、鄂尔多斯盆地、松辽盆地、渤海湾盆地、四川盆地、柴达木盆地、准噶尔盆地、藏北盆地和二连盆地,总面积 208万 5 41图 2域综合大剖面示意图 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 拗陷和隆起 。 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 。75 42 拗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。胜利油田分布于渤海湾盆地的济阳拗陷。 隆起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。 凹陷和凸起一个隆起或一个拗陷又可以按其 基底起伏形态 分成若干个凹陷和凸起,拗陷内的凹陷沉积厚度最大 ,是重要的生油区。胜利油田济阳拗陷中的东营凹陷和沾化凹陷。75 43§ 油气的生成一 . 石油成因学说石油与天然气的成因 ,在学术界有三种观点:41.无机成因说 时间 : 18世纪后期至 20世纪中叶 分支 :碳化说、宇宙说、岩浆说和陨石说等: 核心 (油气是与生命活动无关的无机物生成的,是宇宙天体中简单的碳、氢化合物或地下深处岩浆中所含的碳、氢以无机方式合成的 )  事例门捷列夫油气无机合成途径重金属碳化物+水-高温合成 → 金属氧化物+石油蒸气75 45 随着石油工业的发展和科学的进步,发现石油绝大部分是从 沉积盆地 发现而开采出来的。 对石油化学组成的详细分析也发现,石油化学组分中存在着大量的 只有生物体内部 才有的有机物。 沉积盆地是 蓄水 的地方,而 水 是生物存活的必须物质之一。大量有机质的存在就是油气生成的物质基础。 无机成因的油气数量有限因此,产生有机成因学说。75 462.有机成因说 时间 :较无机成因学说稍晚 分支 :早期生油说 晚期生油说  核心 (低等古生物 是生成油气的原始物质:古生物种类及数量庞大,繁殖快,地球存在生命的历史长 ) 古生物: 是地史时期即人类有文字记记载以前生存在地球上的生物。古今生物一般以全新世 (距今 1万年) 开始为界。 事例10亿年就曾有生命,生存过的生物至少有 5~ 10亿种5亿年前的寒武纪三叶虫 有机转化 → 油气75 472.有机成因说 根据油气有机成因理论, 生物体 是生成油气的原始物质。 普遍认为 低等生物 是形成石油的沉积有机质的 主要贡献者 。生物遗体的软体部分除了一部分腐烂变成二氧化碳逸散后,剩下的部分一起随泥沙沉积下来形成有机质,其中有一种特殊的有机质叫 干酪根 ,它既不溶于酸,也不溶于碱,又不溶于水和有机溶剂, 性能特别稳定,是一种高分子有机化合物。 干酪根 就是生成石油和天然气的物质源泉,其赋存于生油层之中,在特定温度、压力、催化剂等条件下就转化成为石油和天然气,即 石油是沉积物的干酪根在成岩过程的晚期经过热解生成的 。75 4875 493. 油气成因二元论 尽管晚期有机成因学说被大多数人所接受 , 但在目前已经开发的油气田中 , 确实找到了无机成因的石油和天然气 , 于是诞生了石油成因的二元论 。 成因的二元论: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 。 二元论 拓展了人们的思维天地 , 但目前还处于科学研究的 初期阶段 ,它也正被越来越多的人所接受 。75 50 内因 :丰富的有机质 外因: 还原环境 、 温度 、 压力 、 时间 、 催化作用等其中 , 还原环境 是油气的生成过程中最重要的条件二 . 油气生成的条件75 51§ 油气的生成 还原环境即 缺氧环境 , 如果是氧化环境 , 有机物就会 被氧化生 成 就不会形成石油了 , 因此油气生成的 基本前提 是具有丰富有机质的 堆积 、保存和其周围所处的还原环境 。 地点: 浅海区 和内陆较大的封闭或半封闭的 湖特点:水域水体较宁静 , 矿物养料丰富 , 生物体大量繁殖并大量死亡后生物遗体能够连续堆积并被保存 还原环境保证了堆积的有机质 免受或少受 分解破坏 , 同时又有新的沉积物连续覆盖 , 这就造成了有利于 向烃类转化 的条件 。( 1) 还原环境75 52§ 油气的生成 温度是有机质向石油转化又一重要条件 , 温度到一定下限 , 有机质才能大量向石油转化 , 这个 温度称为生油门限 。 一般认为生油门限为 60℃ , 最适宜有机质转化的温度范围为 60~ 210℃ 。各地的均不同 地温梯度 ( 地球内部是个巨大的热源体 , 深度每增加 100米 , 地层相应增高的温度 , 3℃ / 100米 ) 成熟点 (生油门限所在的深度 , 东部的松辽盆地生油门限深度仅 1200米 ,西部达 2000~ 3000米 ) 成熟度 ( 用镜质体反射率 低成熟 、 成熟 、 过成熟阶段 ( 2) 温度75 53图 2机质向油气的转化过程 在温度与时间的 综合作用 下,有利于油气生成并保存的盆地是 年轻的热盆地 (地温梯度高)和 古老的冷盆地 ;否则,或未达成熟阶段,或已达破坏阶段,均为油气勘探不利区75 54( 3) 压力一定的压力对形成石油有促进作用( 4) 时间有机质转化成石油的 速度较慢 , 所需时间以 百万年 计 。 一般说来 , 温度越高 , 有机质转化成石油所需的时间较短;温度较低 , 所需的时间较长 。( 5) 催化作用 细菌和 粘土岩中的 粘土矿物 是加速有机质向石油转化的 催化剂 在催化剂作用下加速化学反应: 生物遗体加速分解 , 并使分散有机质成为 结构稳定 的烃类 。 细菌在油气生成过程中的 作用实质 是将有机质中的 O、 S、 N、 来 , 使 C、 富集 起来 , 并且细菌作用时间愈长这种作用进行得就愈彻底 。。75 55 粘土岩中富集 大量 放射性物质:铀 、 钍 等 , 沉积物所含水在 α 射线轰击产生大量游离氢 , 产生提供给 油气转化 时的所需的富氢作用 。 另外 3个作用: 促进地壳的形成和演化 , 促进生物体发展 、 进化和灭绝 ,加速油气转化过程 。( 6) 放射性作用75 56§ 油气的生成三 生物化学气细菌的厌氧发酵 , 纤维素降解  又称生物成因气 , 如沼气 。2、 油型气低等生物的沉积有机质生成 , 或者由石油在高温下裂解而成 , 如油藏气 、 气藏气 。 3、 煤型气源于高等生物的沉积有机质 , 如瓦斯 。4、 无机成因气岩浆活动和岩石变质作用形成的气体 。 4种成因类型:生物化学气、油型气、煤型气和无机成因气。天然气的形成与石油有所区别75 57§ 气藏的形成一 分为 3个形成阶段:油气生成、油气运移聚集、油气藏动态保存 . 本节只讲后 2阶段75 58§ 油气藏的形成一 运移原因:石油和天然气都是流体,生成后就具有流动的趋势。 运移方向: 致密 生油岩 孔隙性和渗透性 较好的储集岩油气在生油岩中生成后,由于生油岩很 致密 ,没有储集能力,那么生成的油气要向相邻的 孔隙性和渗透性 较好的储集岩中转移。 运移作用力:构造力、浮力和水动力 运移终点:有遮挡条件的场所(圈闭) 聚集并形成 油气藏进入储集岩层中的油气在运移作用力下沿 岩层上倾方向 运移,遇到有遮挡条件的场所(圈闭)就会停止运移,聚集在那里,形成 油气藏 ;在不利条件下,则可能通过断裂或其他因素运移至地表而 散失掉 。75 59§ 油气藏的形成 一是从 生油岩 ( 烃源岩 ) 转移到 储集岩 中 , 叫初次运移; 二是进入 储集岩 后的运移 , 叫二次运移 。 油气运移是油气藏形成过程中的重要纽带生成期就已经开始,一直贯穿到油气藏的形成、调整或后期被破坏的整个过程 油气运移的两个过程:图 2次运移和二次运移及油气散失示意图75 60二 .“ 生、储、盖 ” 组合 “ 生 ” 指生油岩(层), “ 储 ” 指储集岩(层), “ 盖 ” 指盖层 “ 生、储、盖 ” 组合是指生油岩(烃源岩)、储集岩和盖层在空间上的搭配形式。( 1)生油岩 能够提供工业价值石油的生烃岩石叫 生油岩或烃源岩 。生油岩组成的地层叫 生油层 ,属于同一套沉积体系的生油层和非生油层叫 生油岩系 。盆地内某一生油层系分布的区域叫做 生油区或油源区 。 水体宁静(缺氧)、有丰富低等水生生物的 沉积地区 ,如半深湖-深湖相、浅海相、海湾相和泻湖相等提供了 物质基础 ,这些地区以泥质岩类或碳酸盐岩为主,故 理想的生油岩都是 泥质岩和碳酸盐岩 。 生油岩的分布范围决定着油气藏的分布 。75 储集层:孔隙性和渗透性较好 、 能够 储存 石油和天然气 , 并且当开采时石油和天然气能够从里面 流出 来的岩层 。 储集空间:孔隙、洞穴、裂缝油气是在储集空间中储集和流动的 储集岩石类型:碎屑岩和碳酸盐岩我国绝大多数油田是砂岩油田,国外多数是碳酸盐岩油田。 适合储集岩发育的沉积环境河流相、山麓相、滨海相、滨湖相和三角洲相。75 为了使储集层中的油气 不逸散掉 , 在储集层的上方需要有一套致密的、不渗透的地层 把储集层中的油气保护起来 , 阻止 油气向上渗漏或扩散,这种致密、不渗透的保护层就叫做盖层。 特点:盖层要有一定的厚度,盖层的分布要稳定,盖层还要求不受地壳运动的破坏。75 63 地质圈闭:指储集层中能够阻止油气运移,并使油气聚集的一种 场所 ,通常由 储集层、盖层和遮挡物 三部分组成 . 特点:具备 遮挡、封闭条件并具有储集能力 ,可阻止油气继续运移,使其聚集起来形成油气藏。 重要性:圈闭是油气藏可能的所在地,是石油工作者要寻找的主要对象。 形成前提不能晚于油气大量运移的时间,否则它就不能捕获油气不能离油源区太远,否则也不利于捕获油气 有效圈闭 :圈闭 形成时间和分布位置 能够有利于捕获油气。三.地质圈闭75 64 圈闭取决于地质构造条件,它 能够 阻止油气向上和侧向运移。 地质圈闭分成 四大类 :构造圈闭、地层圈闭、岩性圈闭、混合型圈闭75 65 ( 1) 背斜圈闭储集层 正上方 有盖层封盖 , 测方有 弯曲的盖层 遮挡 , 形态如倒扣的锅 1.构造圈闭由地壳运动使地层发生变形(褶皱)或变位(断裂)而形成的圈闭。构造圈闭是世界上 发现最多,最常见的一种圈闭。如背斜圈闭、断层圈闭75 66 ( 2) 断层圈闭储集层 正上方 有盖层封盖 , 侧方 有 断层遮挡 ( 油层与断层面另一方的非渗透岩石对接 ) 。75 67 2.地层圈闭因地壳升降运动引起 地层超覆、沉积间断或风化剥蚀 等形成的圈闭。如地层不整合圈闭或地层超覆圈闭( 1)不整合圈闭不整合面 与构造因素或岩性因素结合形成的圈闭。古潜山圈闭是不整合面下的一种重要圈闭类型,在渤海湾地区广泛发育,是我国重要的油藏勘探目标之一。不整合接触与不整合面一套地层形成后,由于地壳抬升,暴露地表遭受风化剥蚀,一定时期后,该区再次下降,接受沉积,沉积另一套岩层,这两套地层 时间上是不连续的 ,它们之间的接触关系叫 不整合接触 ,其接触面叫 不整合面 。分类:如果这两套岩层相互平行,叫 平行 不整合;如果这两套地层相互相交,叫 角度 不整合。75 68( 2 )地层超覆圈闭水进时 (一般是由于地层下降 )沉积范围不断扩大,较新沉积层覆盖了较老地层,原在拗陷边部的侵蚀面沉积了孔隙性砂岩,后在其上 沉积了不渗透性泥岩 ,就形成了地层超覆圈闭。75 69 3.岩性圈闭在沉积盆地中,由于沉积条件的改变或成岩作用而造成储集层在 横向上发生岩性变化 ,并为不渗透岩层遮挡而形成的圈闭。岩性圈闭主要是由 储集层岩性的变化 形成的,其变化既可以是沉积造成,也可以是成岩作用等引起。岩性圈闭的分布与 沉积环境 有着极为密切的关系。75 70上述圈闭类型是三种 基本 的圈闭类型,此外,还有由它们 彼此相结合 而形成的复合圈闭。 4.复合(混合型)圈闭由多种因素(构造、地层等) 共同作用 而形成的复杂圈闭。存在于各个含油气盆地 中,并在实际勘探中日益显示出它的重要性。我国的渤海湾地区有大量这类圈闭形成的油气藏。75 71四、形成油气藏的条件 圈闭会因 构造运动 而扩大或被破坏,这决定了油气藏的规模在变化,故油气藏是处于动态保存中的。 世界最大的油田,地质储量(即总储量)超过 100亿吨,中国最大的大庆油田,石油地质储量超过 40亿吨 。 油气聚集 成藏的 4个 基本条件 :充足的油气来源、良好的生储盖组合、有效的圈闭、良好的保存条件)75 72 ( 1)充足的油气来源是形成储量丰富的油气田的重要前提。松辽盆地能形成大庆油田,是由于盆地有巨厚的、质量优良的生油层和大型生油凹陷。 ( 2)良好的生、储、盖组合生油层上下有物性良好的储集层,生油层生成的油气能及时地运移到储集层中,并具有良好的运移通道,油气能通畅地向圈闭运移和聚集;而性能良好的盖层,则能保证储集层中的油气不逸散。 ( 3)有效的圈闭在油气运移前形成、并处在油气运移通道上的圈闭。 ( 4)良好的保存条件在漫长的地质历史中,油气藏可 能遭到各种因素的破坏,地壳运动剧烈的地区,圈闭被破坏,储集层遭到剥蚀风化等,使油气散失,造成油苗或沥青,我国西北地区的 “ 油砂山 ” 、 “ 黑油山 ” 、 “ 石油河 ” 等等,皆是油气散失的产物。油气聚集 成藏的 4个 基本条件75 73五 . 油气藏是地壳上油气聚集的基本单元,是油气勘探的对象。 油藏、气藏和油气藏 油气藏:单一圈闭中具有同一压力系统和统一油气水界面的油气聚集。 只有单相油存在的称为油藏,只有单相气存在的称为气藏。75 气 、 水的分布 油气藏中同时存在 油、气、水三相油气进入圈闭前,圈闭常常是充满水体的,油气进入后只能将部分水驱出。 油气水在圈闭内因 密度差异而分成三个层次最轻的气在上面,较重的油在中间,最重的水在下面。 两类油气藏类型 (据水层在油藏中的分布范围) : 底水 /边水油气藏75 闭成因 ,油气藏又分为 3种( 1)构造油气藏 其储油气圈闭由 构造运动 形成,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。断层油气藏也常见,如新疆克拉玛依油田主要是断层油气藏。( 2)非构造油气藏 其储油圈团是由 沉积作用或成岩作用 形成的,主要包括地层 /岩性油气藏。( 3)复合油气藏 受 多种因素 控制的油气藏称为复合油气藏75 76大量的油气藏在地壳上的分布有无规律?六 . 油气藏分布规律 方位分布方面 东西 半球分布 : 主要集中于东半球; 南北 半球分布:主要集中在北半球 资源分布轮廓方面: 在地壳上分布非常普遍 , 但蕴藏量却 很不平衡 全世界 160个产油盆地中 , 只有 6个盆地 发现储量超过 70亿吨石油 或当量天然气 , 这 6个盆地的总储量占世界已发现石油总储量的 65% 。 产油气层系的地质时期方面 : 各个时期层系均有 , 但蕴藏量不均衡 。 油: 中生界占 , 新生界的 , 古生界占 。  气: 中生界 、 古生界 、 新生界 。  产油层的岩性方面 以砂岩 、 石灰岩及白云岩最重要 , 占世界油气总储量 99% 以上 。75 77 油气在空间和时间上呈不均匀分布:这与地壳演化历史和沉积特征有关 含油气盆地的地质特征虽都不完全相同,但有 2点共识 : 1.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 2、 生油凹陷内部及其周边的圈闭 是油气藏分布的 有利地带。 油气藏的形成 是石油地质研究的 核心问题 。油气藏的形成过程就是在各种成藏要素的 有效匹配下, 油气从分散到集中的转化过程。 油气藏的形成和分布是 生、储、盖、运、圈、保 多种地质要素 综合作用的结果 。
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