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习题油气田开发地质

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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1、用有机成因理论简述淡水湖泊沉积对油气藏形成的有利条件(12 分)?答题要点:(1)阐述有机成因的基本思想;阐述淡水湖泊沉积相带特征;(3)阐述油气藏形成的基本条件;(4)用油气藏形成的基本条件结合淡水湖泊沉积相带特征阐述生油气条件、储层条件和圈闭条件。2、用有机成因理论简述三角洲相对油气藏形成的有利条件(12 分)?答题要点:(1)阐述有机成因的基本思想;阐述三角洲沉积相带特征;(3)阐述油气藏形成的基本条件;(4)用油气藏形成的基本条件结合三角洲沉积相带特征阐述生油气条件、储层条件和圈闭条件。3、用有机成因理论简述生物礁相对油气藏形成的有利条件(12 分)?答题要点:(1)阐述有机成因的基本思想;阐述生物礁沉积相带特征;(3)阐述油气藏形成的基本条件;(4)用油气藏形成的基本条件结合生物礁沉积相带特征阐述生油气条件、储层条件和圈闭条件。4、简述碳酸盐岩古潜山油气藏的特点和高产的地质原因(10 分)?答题要点:特点是新生古储,油水分布不受地层界面控制,油气产量高;高产的地质原因是古潜山圈闭的储层遭受了强烈的风化剥蚀,储层形成了众多的、连通的次生孔逢,其渗透性极好。5、简述水下古隆起带聚集油气的有利条件(10 分)答题要点:水下古隆起是盆地内部的正向单元,沉积物颗粒粗,具有良好的储集性能;水下古隆起临近生油凹陷,离油源近,是油气运移的指向所在;水下古隆起长期继承性发展,形成的圈闭早。6、请简述地壳运动的主要形式(10 分) 。答:可分为升降运动和水平运动:升降运动形成大型的构造隆起和拗陷,引起正断层和高角度断层,使陆地和海洋相对上升或下降。水平运动是地壳物质平行地球表面的运动,常形成强烈的褶皱、断裂和变质作用,在地形上形成高山峻岭。7、请问岩石遭受风化作用后所产生的风化物有哪几种类型(10 分)?答:碎屑物质:包括岩石碎屑和矿物碎屑。溶解物质:化学风化和生物风化后产生的真溶液物质。不溶残积物:母岩在分解过程中新形成的不溶物质。8、背斜弯曲度大的地方有哪几个部位?都具有些什么特点(10 分)?答:背斜弯曲度大的地方有构造长轴延伸方向、构造高点范围以内、轴线发生扭曲的部位、岩层倾角突然变化的陡带、背斜的倾伏端。都具有张裂缝集中发育的特点。9、怎样识别张裂缝(10 分)? 答:有张开的裂口,裂缝面粗糙不平,裂缝面上无擦痕,常分布于褶曲的轴部、转折端及附近,且与岩层面垂直,裂缝中常为别的物质充填,形成岩脉或矿脉。10、怎样识别剪裂缝(10 分)? 答:剪裂缝在地层中呈对出现,其中一组比另一组发育,两组相互交叉,交角近于 90 度。通常具有封闭的裂口,裂缝面平直光滑,延伸较远,方向稳定。裂缝面上常见岩块运动的痕迹,如擦痕滑动的沟槽等。11、在野外如何判断断层的存在(10 分)? 答:观察断层擦痕和断层角砾岩,有柱状片状矿物的定向排列;岩层露头突然中断,或者沿走向不同岩性的岩层突然接触,造成构造上不连续,产状突变;有地层的重复或缺失;地形上有断层崖、谷、湖、泉等12、在井下如何判断断层的存在(10 分)?答:根据地层的重复和缺失情况来判断。但必须区别以下两种情况,即当地下为倒转背斜时,钻井剖面中也会出现地层重复现象,其二是当地层超覆时,也会造成地层的缺失;根据标准层标高的变化确定断层;近距离内同层厚度突变;钻井过程中的井漏、井塌等现象可作参考。13、论述沉积环境与沉积岩特征的辨证关系 10 分)?答:沉积环境是形成沉积岩特征的决定因素,沉积岩特征则是沉积环境的物质表现。前者是形成后者的基本条件,后者乃是前者发展变化的必然结果。14、你怎样理解沉积相概念?举例说明(12 分) 。答:沉积相是沉积岩形成时的古地理环境及在该环境下形成的沉积岩物特征的综合。 “相”与环境密切相关。一定的沉积环境具一定的沉积特征,即形成一定的沉积相组合。反之一种特定的沉积相组合,又是在特定的沉积作用下形成的,因此,它“标记”了特定的沉积环境。例如:三角洲水下分流河道因频繁改道分叉、迁移、冲刷,故在剖面中反映出冲刷面频繁出现。故它“印”有三角洲水下分流河道的环境“标记” 。15、论述河流相的主要鉴定标志 (12 分) 。答:具有定向水流层理特征,有定向层理,即前进式水流的板状交错层理、槽状交错层理、楔状交错层理、平行层理;在同一旋回内粒度递变为正粒序。细层、层系、层系组内都为正粒序递变。厚度下大上小,滞留微相底部有明显的冲刷面;具二元结构及多阶构造;无海相化石,在河床亚相中有植物茎干化石,指相化石硅化木;因为中酸性水介质,故缺少海绿石、菱铁矿、绿泥石等含二价铁的自生矿物。曲流河道砂体呈双凸形或底凸顶平的透镜状;上游方向与冲积扇衔接,下游方向与湖泊、三角洲、海岸相邻接;还有一些暴露标志,如泥裂、结核、波痕等。16、论述碎屑湖泊相与油气的关系 (12 分) 。答:常具有油气生成和储集的良好条件。深湖和半深湖亚相,地处还原和弱还原环境,适于有机质的保存和向石油的转化,是良好的生油环境。在这种环境中形成的暗色粘土岩可成为良好的生油岩系。浅湖亚相和湖泊三角洲亚相,地处氧化及弱氧化环境,生油条件较差,但常发育有厚度大而分布广的砂岩体,距油源区近,是油气储集的有利相带。滨湖亚相为氧化环境,因沉积厚度小,变化大,分布不稳定,缺少泥岩盖层,离生油区远,一般生储油条件都差。湖泊三角洲亚相中的三角洲砂体是良好的储集层。17、浅海陆棚相的一般特征及与油气的关系(12 分) 。答:位于波基面以下,大陆坡内缘以上,水深约 200 米;宽缓,坡度小于4 度;水动力条件随深度发生变化,潮汐作用影响极弱;生物大量繁殖,尤以底栖生物较多,但随深度加深而减少,以致藻类生物绝迹。浅海陆棚相的生物繁盛,有机质丰富,且适合大量有机质堆积,埋藏,并有利于储集岩的发育,为油气的生成和聚集提供了良好的条件。18、简述何谓机械沉积分异作用及其分异规律(10 分) 。答题要点:随着水流速度由大到小有规律的变化,碎屑物质根据其粒度、密度、形状和矿物成分的不同,在重力的影响下,按一定顺序沉积的现象,称为机械沉积分异作用。碎屑物质的粒度分异特别明显,大颗粒多沉积在河流的上游地段,小颗粒则依次沉积在中、下游地段,搬运的时间和距离越长,沉积分异作用越彻底。沿搬运方向颗粒逐渐变小,磨圆、分选变好;机械沉积分异作用的结果主要形成了砾岩、砂岩、粉砂岩和粘土岩的分异。19、简述何谓化学沉积分异作用及其分异规律(10 分) 。答题要点:化学沉积分异作用包括胶体溶液物质和真溶液物质在沉积过程中,根据其化学元素的活泼性或溶解度的不同,按一定的顺序沉积下来,这个过程称为化学沉积分异作用或化学分异作用。真溶液物质的溶解度是控制其沉积作用的根本因素。真溶液物质的溶解度越大越难沉积;反之,溶解度越小,则容易沉积。各种溶解物质化学沉积分异的大致顺序为:氧化物→磷酸盐→硅酸盐→碳酸盐→硫酸盐及卤化物,并形成各种重要的沉积矿物和化学岩。20、简述变质作用的类型和主要特征(10 分) 。答题要点:变质作用主要类型有接触变质主要、动力变质作用和区域变质作用三类。接触变质作用是发生在侵入岩体与围岩的接触带上的变质作用,由于温度的增加或者因从岩浆里析出的大量挥发组分和热水溶液的作用,引起围岩矿物成分、结构、构造,甚至化学成分的变化,变质范围随侵入体的温度、大小和围岩性质而有所不同。变质带宽度从数米至几千米,一股情况下,围岩的变质程度距侵入体越远越弱。动力变质作用的影响因素以构造应力为主,而温度和静压力的作用较弱,主要发生在构造运动强烈的构造带中,因此分布的范围很狭窄,常沿断裂带呈带状分布,动力变质作用常使原岩产生破碎、变形、重结晶的变质作用。区域变质作用是指在大范围内,由于温度、压力和化学活动性流体等因素的综合作用下而产生的变质作用。变质范围一般长数百或数千千米,宽数十或数百千米。区域变质作用由多种因素引起,其结果使岩石发生重结晶作用,并形成很多变质矿物。21、简述砂岩的成分分类名命名(10 分) 。答题要点:砂岩成分分类方案较常用的是 4 组分体系,即根据石英、长石石、岩屑和粘土杂基的相对含量分类。首先按基质含量将砂岩分为纯净砂岩(通称砂岩)和混杂砂岩(简称杂砂岩)两大类。前者基质含量小于 15%,后者基质含量大于 15%。在砂岩和杂砂岩中,再按石英、长石、岩屑的 3 个端元组分的相对含量进行分类,分为长石砂岩类(杂砂岩),长石含量大于或等于 25%,且岩屑的含量少于 25%;岩屑砂岩类(杂砂岩),岩屑含量大于或等于 25%,且长石屑的含量少于 25%;石英砂岩(杂砂岩)类,石英含量大于或等于 50%,且长石和岩屑的含量均少于 25%。22、简述孔隙式胶结与接触式胶结的异同(10 分) 。答题要点:孔隙胶结的填隙物含量少,充填于颗粒之间的孔隙中,形成颗粒支撑结构;颗粒之间多呈点状接触,填隙物为成岩期或后生期的化学沉淀产物。接触胶结,为颗粒支撑结构,颗粒之间为点接触或线接触。胶结物含量少,分布于颗粒彼此接触之处。故相同之处是均为颗粒支撑,胶结物含量较少;主要不同是接触胶结的胶结物只分布在颗粒的接触点附近,而孔隙胶结除了颗粒接触点周围有胶结物外,颗粒间的孔隙中也存在胶结物。0)答:油气藏的开发地质特征概括起来可以包括以下九个方面:①储层的构造形态、倾角、断层分布及其封闭性、裂缝的发育程度;②储集层的岩性、岩石结构、几何形态、连续性、储油能力和渗流能力的空间变化,即储层各项属性的非均质性;③隔(夹)层的岩性、厚度及空间变化;④储层内油、气、水的分布及相互关系;⑤油、气、水物理化学性质及其在油田内的变化;⑥油气藏的压力、温度场;⑦水体大小、天然驱动方式及能量;⑧石油储量;⑨与钻井、开采、集输工艺有关的其它地质问题;0)答:①宏观非均质性(层内非均质性、平面非均质性和层间非均质性)②微观非均质性(孔隙喉道的非均质性、微观孔隙结构)③流体非均质性④储层非均质性的影响因素⑤0)答:①井网控制不住的地区,水驱控制程度差,油层动用不好,多形成剩余油富集区。如注采井网中的非主流区,注水二线地区中间井排水线汇合处的“滞留区”,远离注水井的边、脚地区,生产井网稀、单井控制储量大的地区等,这些地区注入水作用较弱,易形成剩余油富集。②条带状砂体的主体带部位层厚,渗透率也大,往往是注入水优先推进和强水淹区;而砂体的边缘、边角、尖灭线附近往往是水淹不到的剩余油富集区。③断层附近油层动用不好,存在“滞留区”;裂缝存在时,注入水沿裂缝水串,使大量的原油仍饱含在孔隙和微裂缝中采不出来而形成“滞留区”。④油层大面积连片分布地区,注入水控制强,剩余油低;油层零星分散分布的地区剩余油含量高。⑤油层微幅度构造中的正向构造,如小高点、小鼻状凸起、小构造阶地等多为水淹程度低的剩余油分布区;而负向构造,如小沟槽、小凹地等多为水淹程度较高的地区。0)答:①一个独立的开发层系必需具备一定的储量,保证油井能达到一定的生产能力。油层数少,厚度小,产能会低些;但层数多,厚度大,层间矛盾也会大些。因此,必需根据油田的具体情况,作到两者兼顾。②同一开发层系内的油层性质应相近,主要要求油层的渗透率相近,原油粘度相近,油层的压力和分布状况不能相差太大。③两个开发层系之间应具有良好的隔层,保证注水开发条件下,各层系间严格地分开,防止不同层系之间发生水串,一个开发层系应是一个水动力系统。如果两个开发层系之间串通,必然相互影响其开发效果。关于隔层的厚度界线,应以保证不水串为原则。④同一开发层系内单油层应相对集中,开采层段不宜过长和分散,以利于井下工艺措施的顺利进行。总之,开发层系划分的粗细程度应全面考虑,不能太粗,也不宜过细。如果开发初期划分过粗,开采中往往矛盾较多,在开发中后期再来调整也很复杂。当然划得过细,钻得井很多,单井产量低,增加了油田初期的投资,地面地下管理也有困难。一个油田开发层系划分的粗细程度是一个值得讨论的问题。0 分)答:(1)油层埋藏的深度和构造形态油层埋藏的深度和构造形态是油田注水首先考虑的问题,浅油层(深度小于100m)和深油层(深度大于 5000m)的注水问题应慎重研究。油层太浅,难以承受很高的注水压力,注水压力可能压破地层或压开延伸到地面的裂缝面;油层太深,注水压力太大,注水成本太高。构造形态是确定注水井位和注水井网的重要因素,构造太平缓和太陡都对注水不利。(2)断层和裂缝断层对油田注水有一定影响,若断层是封闭的或放射状的,则适合注水和控制,可按断块进行注采设计。若断层是敞开的,这种断层会破坏注水效果,特别是出现连续敞开雁列式断层对注水效果的影响更为严重,甚至会完全破坏注水效果。裂缝是裂缝性储集层的基本特征,不管是哪种性质的裂缝,在裂缝性储集层中注水,其驱油机理与单孔隙储层(或均质地层)的驱油机理不同。裂缝中是水驱油的过程,裂缝的水与基质孔隙中的油是水油的交换过程,与单孔隙储层水驱油的概念截然不同。国内外都有裂缝性储层注水成功的实例,关键是如何布置注水井的位置,控制注入速度。若裂缝具有明显的方向性,裂缝之间有一定的距离,并钻有生产井。这时水沿裂缝走向注入油层,使注水井与生产井不直接由裂缝沟通,迫使注入水沿垂直裂缝面的方向移动,这样夹在中间地段油层的原油就可能受到正常的驱替作用 (3)岩性和物性不管砂岩或石灰岩(包括老地层)都可作为注水层。对砂岩油层则主要考虑孔隙度、渗透率、连续性和矿物成分。石灰岩油藏注水所受限制更多,但影响注水效果的主要因素是裂缝(包括溶洞)。①孔隙度在确定是否适合注水时,孔隙度本身不是控制因素,其所以重要是因为与储油量有关。孔隙度高并不能保证采收率高。孔隙度较低的砂岩由于具有控制水排油过程的良好特性,故注水采收率完全可能比高孔隙度地层更好。一般地说,孔隙度较低时,为了获得同样的单位地层厚度采收率,起主要作用的还是其他注水因素。②渗透率在研究注水时,渗透率是重要因素,也是基本因素之一。对于某个特定油田,要作具体分析。如油层埋藏很浅和很深的油田,注水需要较高的渗透率。在不均匀的砂岩中,渗透率变化大。注入水容易通过高渗透带从注水井向生产井突进,使得低渗透率的油层中的油不能采出。渗透率变化小,则水线在油层内可均匀推进。一般在低渗透砂岩中注水需要较高的注水压力或较小的井距。试验表明,低渗透率砂岩在相同的总注水量条件下,注水压力愈高则采收率愈高。在中深油田中,能有效地进行注水,渗透率高并不是唯一条件,只要渗透性均匀,也能获得好的注水效果。由于沉积的原因,渗透率变化具有方向性,渗透率变化通常可根据井的压力和产量资料加以探测。如果水平方向的渗透率比垂直方向高,则对注水有利。因为水能沿水平方向向生产井移动,而不会沿高渗透带乱窜。同样,在砂岩体中出现一些页岩条带时,将会阻碍注入水在油层中上下窜流。(4)砂体的连续性从注水井到受影响的生产井之间的渗透率必须是连续的。井分散在井网中,从整个油田的观点看,油层的若不连续(砂岩透镜体)可能使注入水的影响范围缩小。当注水井只布置在油田翼部时,要求油层的渗透率必须是完全连续的。若油层不连续,则注水方案可能受到严重影响,甚至造成失败。(5)孔隙结构和沉积韵律一般来说,孔隙结构均匀的岩石,渗透率变化小,注水效果较好。反之,渗透率变化大,影响注水效果。砂岩颗粒的形状比颗粒粗细对采收率影响大,砂粒愈圆,则不连通的孔隙愈少,因此可被水驱的油愈多。颗粒粗的砂岩,渗透率较高,对注水有利。正因为这样,正韵律沉积的油层下部砂岩颗粒较粗,渗透率较好,注水见效快,水淹早;上部砂岩颗粒较细,相对来说渗透率较差,注水见效慢,采油后含油饱和度较高。但细粒砂岩渗透率通常比较均匀,也是有利注水的重要方面。(6)原油的粘度原油粘度也是选择油田注水的重要条件,当油水粘度比太大时,开发效果不好。一般来说,当地下原油粘度大于 ,该油藏已不适宜注水,最好采用热力采油。(7)矿物成分的敏感性在评价油层注水时,粘土矿物和黄铁矿含量是个很重要的因素。油层中伊利石和蒙脱石的百分含量直接关系到油层是否适合于注淡水。如果要保持油层的渗透率不变,则油层中的粘土物质必须永远保持体积不变。粘土膨胀会降低渗透率。粘土遇到淡水通常会膨胀,而遇到盐水则不会膨胀。显然,在有淡水源的地区,必须特别注意油层中的粘土含量。蒙脱石矿物中,又以钠蒙脱石的膨胀性最大,遇水膨胀后的体积可为原体积的 8~10 倍。一般用膨润度(膨润度是指粘土膨胀后增加的体积占原始体积的百分数)来衡量粘土膨胀大小的指标。粘土膨胀的大小与水的性质有关,通常淡水使粘土膨胀远比咸水大得多。在地层及其所含流体中,还要了解黄铁矿和钡的含量。黄铁矿与先前进入油藏或注入水中所含的空气或氧气会形成腐蚀性硫酸,使得日后会出现设备腐蚀的问题。钡与硫化物混合,则产生不溶性硫酸钡,对油层有严重的堵塞作用并可能大大降低产量。
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