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石油地质学考试中国石油大学精品复习资料

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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石油地质学复习要点- 1 石油、天然气、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。 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。即水中各种离子、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 .简述石油的元素组成: 组成石油的化学元素主要是碳、氢、氧、氮、硫。 碳含量 为:84氢含量为:11~14%,平均 13%;两元素在石油中一般占 95~99%,剩下的硫、氮、氧及微量元素的总含量一般只有 1~4% ,其中,氧:一般小于 硫:小于 1%,平均 氮:小于 含硫量小于 1%的为低硫原油,含硫量大于 1%的为高硫原油。常以 为贫氮和高氮石油的界线。石油中还发现微量元素,构成了石油的灰分。已发现的 33 种微量元素按其含量多少和常见程度列举如下:铁(钙(、镁(硅(铝(钒(V)、镍(铜(、锑(锰(锶(、钡(硼(B)、钴(、锌(钼 (铅(锡(、钠(钾(K)、磷( P)、锂(、氯(铋(铍(、锗(银(砷(镓(、金(、钛(铬(镉(构成了石油的灰粉。在这些微量元素中,最引起石油地质学者重视的是 V、种元素,它们含量高,分布普遍并具有成因意义。近年来,石油灰分中的 V、量及其比值( V/被用来确定生油岩相、油源对比以及研究油气运移等问题。2. 简述石油中化合物组成的类型及特征。在近代实验室中,用液相色谱可将石油划分为烃类化合物:正构烷烃、异构烷烃、环烷烃、芳烃和非烃化合物及沥青质。1 正构烷烃 属饱和烃,在常温常压下, 1~4 个碳原子(烷烃为气态,5~16 个碳原子(16)的烷烃为液态,17 个碳原子以上( 的高分子烷烃皆呈固态。石油地质学复习要点- 2 1~个别报导曾提及见到 烷烃,但大部分正烷烃碳数≤油中多数占 体积) ,轻质石油可达 30%以上,而重质石油可小于 15%。其含量主要取决于:相原油含量多,海相原油含量少。用正烷烃分布曲线来判断原油的成熟度。石油中正构烷烃的来源:现代生物:如细菌、藻类。含脂类的植物或蜡质(主要在高等植物的叶、孢子花粉、果实) 。有机质的演变、分解。 2、异构烷烃石油中的异构烷烃以≤主,且以异戊间二烯烷烃最重要。其特点是在直链上每4 个碳原子有一个甲基支链。在沉积物和原油中以植烷、姥鲛烷、降姥鲛烷、异十六烷及法呢烷的含量最高。研究和应用最多的是植烷和姥鲛烷。 来源:有人认为是植物的叶绿素的侧链—植醇或色素演变而来,为生物标志化合物。因此,同源的石油所含异戊间二烯类烷烃类型和含量都十分接近。因此,常用于油源对比标志(指纹化合物) ,近来也用于沉积环境研究。 3、环烷烃由许多围成环的多个次甲基(成。组成环的碳原子数可以是大于 3 的任何数,相应称为三员环、四员环、五员环等。石油中的环烷烃多为五员环或六员环。其含量与成熟度有关:成熟度低→高,由多环→单、双环。一般,单、双环占环烷烃的 三环占环烷烃的 20%;四、五环占环烷烃的 25%。原油中大于四环的环烷烃一般具有很高的旋光性,所以没成熟的原油旋光性高。多环环烷烃与四环的甾族化合物和五环的三萜稀类化合物很相似,被作为有机成因的主要证据之一。 4、芳香烃芳香烃其特征是分子中含有苯环结构,属不饱和烃。根据其结构不同可分为单环、多环、稠环三类芳香烃。单环芳烃是指分子中含有一个苯环的芳香烃,包括苯及其同系物;多环芳烃是指分子中含两个或多个独立苯环的芳香烃;稠环芳香烃是指分子中含两个或多个苯环,彼此之间共用两个相邻碳原子稠合而成的芳香烃。在石油的低沸点馏分中,芳香烃含量较少,且多为单环芳香烃,如苯、甲苯和二甲苯。随沸点升高,芳香烃含量亦增多,除单环芳香烃外,出现双环芳香烃,如联苯。在重质馏分中还可能出现稠环芳香烃,如萘和菲,蒽的含量较少。5、非烃化合物 主要是含硫、氮、氧三种元素的有机化合物,主要集中在石油的高沸点馏分中。 含硫化合物:最重要的非烃化合物,存在于中、重馏分中。主要有硫醇(、硫化物((包括硫醚 硫醚) 、二硫化物(以及噻吩衍生物。此外,还有元素硫、硫化氢。硫来自有机物的蛋白质和围岩的含硫矿物石膏等 含氮化合物:主要集中在胶质—沥青质中。石油中含氧化合物可分为碱性和中性两大类。碱性含氮化合物主要是吡咯、吲哚、咔唑的同系物及酰胺等。原油中含有具有重要意义的中性含氮化合物,即卟啉化合物,它是石油有机成因的重要生物标志物。卟啉是以 4个吡咯环为基本结构,由 4 个次甲基(桥键连接的含氮化合物。在石油中卟啉常与金属V、Ni 络合形成有机络合物,它比较稳定,易保存,具有极强的吸光性和荧光性。卟啉本身在高温或氧化条件下易分解,说明石油是在温度不高、还原环境下形成,卟啉还易被粘土吸附,可应用于油气运移研究。石油地质学复习要点- 3 要有酸性和中性两大类。酸性含氧化合物中有环烷酸、脂肪酸及酚,总称石油酸;中性含氧化合物有醛、酮等,其含量较少。 酸性含氧化合物中环烷酸最多,占酸性物质 90%以上,易与碱金属作用生成环烷酸盐,极易溶于水,因此,油田水中环烷酸可作为一种含油气性直接标识。3 何谓正构烷烃分布曲线?在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:A、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。 正烷烃分布特点与成油原始有机质、成油环境和成熟度有密切关系,因此这些特征已被广泛用于鉴别生油岩和研究石油的成熟度。4 简述 角图解的石油分类原则及类型。 石油的分类方法常因目的而异,地球化学家和地质学家注重原油组成及其与生油岩和演化作用的关系。代表性的分类方案是 978)提出的,该分类采用三角图解,以烷烃、环烷烃、芳烃+N、 S、O 化合物作为三角图解的三个端元。石油地质学复习要点- 4 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/碳同位素 δ13C 值2 时,中细粒砂岩,孔隙度随 大而缓慢下降;粗粒和极细粒砂岩,加时,孔隙度基本不变。立方体排列:堆积最松,孔隙度最大,渗透率最高;斜方体排列:孔隙直径较小,渗透率低。磨圆度增高,储集物性变好。(3)杂基含量对原生孔隙的影响杂基:指颗粒直径小于 非化学沉淀颗粒。代表沉积环境能量,在沉积作用的影响因素中最重要的因素是杂基含量。杂基含量高,一般代表分选差,平均粒径也较小,喉道小,多为杂基支撑,孔隙结构差,其孔隙、渗透性也差。2、成岩后生作用对砂岩储层物性的影响(1)压实作用:包括早期的机械压实和晚期的化学压溶作用。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)交代作用和重结晶作用:物性的改变要视被交代物和重结晶结果而定。集体类型)及主要特征?答:1) 、冲积扇砂砾岩体在干旱、半干旱气候区,山地河流进入平原,在山的出口堆积而形成的扇形砂砾沉积体。岩性为砾、砂和泥质组成的混杂堆积,粒度粗,分选差,成份复杂,圆度不好。物性特征:孔隙结构中等,各亚相带的岩性特征有差别,因此其渗透性和储油潜能也有变化。其中以扇中的辫状河道砂砾岩体物性较好,若邻近油源,可形成油气藏。2) 、河流砂岩体岩性由砾、砂、粉砂和粘土组成,以砂质为主,成分复杂,分选差滩砂岩体(属称点砂坝):发育于河流中、下游弯曲河道内侧(凸岸) ,为透镜状,由下到上,粒度由粗到细的正粒序。中部储油物性较好,向上、向两侧逐渐变差。河床砂砾岩体(属称心滩):沿河道底部沉积。平面呈狭长不规则条带状,走向一般与海岸线垂直或斜交;剖面上呈透镜状,顶平底凸。物性一般中部好,向顶、向两侧变差。渗透率变化较大。3) 、三角洲砂岩体三角洲是河流入湖或入海口流速降低而形成的扇形沉积体,以砂岩为主,岩性偏细。可分三个亚相带,各亚相带主要的砂体有:三角洲平原:分流河道砂岩体,以粉砂岩、砂岩为主,偏细。三角洲前缘:水下分流河道;河口砂坝:细、粉砂,分选好;远砂坝:粉砂、细砂和少量粘土。石油地质学复习要点- 13 状砂:砂质纯,分选好。以前缘带的砂坝砂岩体和前三角洲的席状砂岩体,分选好,粒度适中,为三角洲储集层最发育的相带。4) 、湖泊砂岩体平行湖岸成环带状分布滨湖相、浅湖相、深湖相,砂体集中于滨湖区和浅湖区,这两区颗粒受波浪的淘洗,粒度适中,分选、磨圆好,胶结物多为泥质,浅湖区为泥质和钙质混合,相对来讲,浅湖区砂体物性优于滨湖区。湖泊砂岩体为我国多数油田的储集层类型。5) 、滨海砂岩体滨海区由于波浪、沿岸流、潮汐、风的作用,破坏附近的三角洲可形成沿岸线呈带状、串珠状分布的砂坝;由于海水的频繁进退可形成超覆与退覆砂岩体。滨海砂洲:平行海岸线分布。平面上呈狭长带状,形成较好的生储组合。剖面上呈底平顶拱的透镜状,由下到上粒度变粗。向上物性变好,向海一侧砂岩与页岩分界明显,渗透性好;向陆一侧砂岩渐变为页岩和粘土,富含泥质,渗透性变差。走向谷砂岩体:在海进过程中的海岸上,沿单面山古地形陡崖或断层陡阶走向分布的滨海砂岩体,岩性以中、细砂为主,分选磨圆好,松散,物性好。6) 、浊流砂岩体浊流携带大量的泥砂在大陆斜坡到深海平原形成的扇形堆积体。由根部到前缘,由下部到上部,沉积物由粗变细,分选由差变好,前方和上部是分选较好的砂质沉积,可构成良好的储集层,浊积砂岩体发育在深水泥岩之中,有丰富的油源,构成了油气藏面积不大,但油层厚,储量大。7) 、风成砂岩体在大陆沙漠区、河岸附近,可形成风成砂丘。由成份纯、圆度好、分选佳、胶结弱的砂粒组成,无泥质夹层,厚度大,孔隙渗透性好,最有利的碎屑岩储集体。在陆相沉积中,湖成(海岸)砂岩体往往同河床、三角洲、冲积扇、风成砂体混在一起,不同时期,不同成因的砂岩体有时连成一片,形成一个历时层状砂岩体。酸盐岩储集层按储集空间可分为哪几种类型?其物性的影响因素是什么?答:碳酸盐岩储集层的孔隙类型:(一)原生孔隙1、粒间孔隙 多存在于粒屑灰岩,特征与砂岩的相似,不同之处是,易受成岩后生作用的改变,常具有较高的孔隙度。另外,有的由较大的生物壳体、碎片或其它颗粒遮蔽之下形成的孔隙,称遮蔽孔隙,也属粒间孔隙。2、粒内孔隙 是颗粒内部的孔隙,沉积前颗粒在生长过程中形成的,有两种:生物体腔孔隙:生物死亡之后生物体内的软体腐烂分解,体腔内未被灰泥充填或部分充填而保留下来的空间。多存在于生物灰岩,孔隙度很高,但必须有粒间或其它孔隙使它相通才有效。鲕内孔隙:原始鲕的核心为气泡而形成。石油地质学复习要点- 14 物骨架孔隙4、生物钻孔孔隙5、鸟眼孔隙(二)次生孔隙1、晶间孔隙 2、角砾孔隙3、溶蚀孔隙 根据成因和大小,包括以下几种:粒内溶孔或溶模孔、粒间溶孔、 晶间溶孔、岩溶溶孔洞。4、裂缝 依成因可分为:①构造裂缝 ②非构造裂缝:成岩裂缝、风化裂缝、压溶裂缝。碳酸盐岩储集层按储集空间分类类型及其物性影响因素:1). 孔隙型储集层(包括孔隙 影响因素:孔隙型储集层储集空间多以原生粒间- 晶间孔隙为主,影响其发育的因素取决于原来岩石的沉积特征(沉积环境) ,即类似于碎屑岩储集层,其孔隙度、渗透率大小与粒度、分选、磨圆、杂基含量以及造礁生物发育程度。2). 溶蚀型储集层 影响因素:碳酸盐岩溶解度:其它条件相同时,成分越纯正,易溶,溶解度从大到小是石灰岩>白云岩>泥灰岩(即与 Ca/成正比) ;从结构构造来看,粗晶、厚层石灰岩比细晶、薄层灰岩易溶。地下水的溶蚀能力:取决于地下水的 量、度、压力。水中含 有机酸时,水呈酸性,下降,碳酸盐岩溶解度增大。3). 裂缝型储集层 影响因素:岩性控制因素:成份较纯,脆性大,裂缝发育,泥质含量高,裂缝不发育。结构构造上,质纯粒粗、结晶粗的裂缝发育,薄层裂缝密度较大,但规模较小,易产生层间缝和层间脱空;厚层裂缝密度小,但规模较大,以立缝和高角度斜缝为主。构造的控制作用:在构造强烈部位构造裂缝发育。长期持续上升的区域,局部构造高点、长轴、倾没端、断层及断裂带附近裂缝发育。地下水的控制作用:地下水活跃的地区,构造裂缝溶解,扩大裂缝的作用。4). :碳酸盐岩与碎屑岩相比,由于其化学性质不稳定,容易遭受剧烈的次生变化,通常经受更为复杂的沉积环境及沉积后的变化。有以下几点区别:(1) 、碳酸盐岩储集层储集空间的大小、形状变化很大,其原始孔隙度很大而最终孔隙度却较低。因易产生次生变化所决定。(2) 、碳酸盐岩储集层储集空间的分布与岩石结构特征之间的关系变化很大。以粒间孔等原生孔隙为主的碳酸盐岩储层其空间分布受岩石结构控制,而以次生孔隙为主的碳酸盐岩储层其储集空间分布与岩石结构特征无关系或关系不密切。(3) 、碳酸盐岩储集层储集空间多样,且后生作用复杂。构成孔、洞、缝复合的孔隙空间系统。石油地质学复习要点- 15 -(4) 、碳酸盐岩储集层孔隙度与渗透率无明显关系。孔隙大小主要影响孔隙容积。总之,碳酸盐岩储层的主要特点:储集空间发育具不均一性或突变性,也称各向异性。:1) 盖层较致密,岩石孔径小,渗透性差;无或少开启裂缝,即使产生裂缝,由于其可朔性较好,也容易弥合成为闭合裂缝;盖层具较高的排替压力。2) 异常高地层压力:地层中孔隙流体由于承受了部分上覆地层的有效压应力,使得流体具有高于静水压力的异常压力,称为异常高地层压力。异常压力带也能阻止油气向上逸散而成为盖层。3) 烃浓度封闭:是指具有一定的生烃能力的地层,以较高的烃浓度阻滞下伏油气向上扩散运移。烃源岩烃浓度高,常常具有烃浓度封闭,也具有物性封闭,随生烃量的增大会产生超压封闭,作为盖层封闭性更好。第四章 圈闭和油气藏一、名词解释1.圈闭(:是储集层中能聚集并保存油气的场所。它的两个基本要素是储集层和封闭条件。2.、油气藏(是相当数量的油气在单一圈闭中的聚集,在一个油气内具有统一的压力系统和统一最基本的油、气、水界面,是地壳中的油气聚集单元。3.、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。4、 背斜油气藏(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。5、 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(。6、 裂缝性背斜圈闭:在背斜构造控制下,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7、 刺穿圈闭:地下岩体(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。8、 地层圈闭(由于储集层的岩性在横向上发生变化或地层层序产生沉积中断被非渗透性岩层所封闭而形成的闭合油气低势区称为地层圈层油气闭,在其中聚集了烃类之后则称为地藏。9、 不整合圈闭( 指储集层的上倾方向直接与不整合面相切封闭而形成的圈闭。聚集油气后称为不整合油气藏。10、岩性圈闭(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。11、水动力圈闭:在水动力作用下,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。若其中聚集了油气就是水动力油气藏。石油地质学复习要点- 16 出点:是指圈闭容纳油气的最大限度的点位。若低于该点高度,油气就溢向储集层上倾方向。13、油气藏高度:是指油气藏顶到油气水界面的最大高差。14、流体势:单位质量的流体相对于基准面所具有的总机械能。 二、问答题1、度量圈闭和油气藏的参数圈闭的大小取决于有效容积,由闭合面积、闭合高、储集层的有效厚度和有效孔隙度等参数决定。①溢出点:是指圈闭容纳油气的最大限度的点位。若低于该点高度,油气就溢向储集层的上倾方向。②闭合点:从另一角度来描述溢出点的特征,意即闭合的最低点,低于该点位置,圈闭就不存在了(不闭合) ,或超出圈闭的范围。③闭合度(是指圈闭顶点到溢出点的等势面垂直的最大高度。④闭合面积(在静水条件下是通过溢出点的构造等高线所圈定的封闭区的面积,或者更确切地说,是通过溢出点的水平面与储集层顶面及其他封闭面(如断层面、不整合面、尖灭带等)所交切构成的封闭区(面积) 。在动水条件下,是通过溢出点的油气等势面与储集层顶面非渗透性盖层联合封闭的闭合油气低势区。⑤有效孔隙度:根据实验室、测井资料的统计分析求得。⑥储集层有效厚度:按照有效储集层的孔隙度、渗透率分级的标准,扣除储集层中非渗透性夹层而剩余的厚度。 油气藏的度量:①油气藏高度:是指油气藏顶到油气水界面的最大高差。②油气柱高度:是指油气的最高点到最低点的海拨高度。③含油边界和含油面积油(气)水界面与储集层顶、底面的交线称为含油边界。其中与顶面的交线称为外含油(气)边界,与底面的交界称为内含油(气)边界。若储集层厚且油水界面较高,与其底面不相交时,只有外含油边界。由相应含油边界所圈定的面积分别称为内含油面积和外含油面积。④气顶和油环前述油气藏中油、气、水具有气居顶、油居中,水在下的分布特征,气居顶称为气顶。油在气水之间,平面上是环带状分布,称油环。这种情况下,气柱高度等于油气藏顶到油气界面的垂直距离,油环高度等于油气藏高度减去气柱高度。2、圈闭及油气藏类型划分的依据、主要类型封闭条件对圈闭形成和类型起着决定性作用,其中以储集层上方和上倾方向的非渗透性封闭最为重要,是决定圈闭性质和类型的主要因素。圈闭的分类就是以起主导作用的封闭因素为基础,结合储集层的特点而制定的。可将圈闭分为:构造、地层、水动力和复合圈闭四大类。3、背斜油气藏的成因类型及特征(1)褶皱作用形成的背斜圈闭和油气藏主要在侧压力挤压作用下而形成。这类背斜多见于褶皱区,背斜轴向一般与区域构造线平行;两翼倾角较大,不对称,靠近褶皱山一侧较另一侧缓;闭合高度较大,且伴生有断层。区域上这种背斜分布在褶皱区的山前坳陷及山间坳陷,常成排成带出现。(2)与基底活动有关的背斜圈闭和油气藏在地台区由于基底断块上升,使上覆地层隆起而形成同生背斜构造。其特点是:直接覆于基底之上的地层弯曲较显著,有时还可遇到受基底断裂控制的继承性断裂,向上地层弯曲渐趋平缓,而后逐渐消失;两翼地层倾角缓,闭合度小,闭合面积大,此类背斜常成带分布,组成长垣或大隆起。(3)与同生断层有关的逆牵引背斜圈闭和油气藏石油地质学复习要点- 17 位于同生断层的下降盘,多为小型宽缓不对称的短轴背斜,靠近断层一翼陡,远离断层一翼缓,轴线与断层线近于平行,常沿断层成串分布。背斜高点距断层较近,一般为 里;且高点向深部逐渐偏移,偏移轨迹大体上与断层面平行。背斜的形态、宽度等均受同生断层的控制。断层面弯曲度越大,背斜形态线越趋穹窿状,倾角越缓。(4)与塑性流动物质有关的背斜圈闭和油气藏由于地下塑性地层受不均衡压力作用,向着压力降低的上方流动,使上覆地层弯曲形成的背斜圈闭。地下塑性地层常见的有盐岩和泥岩类,其中尤以盐岩占主要。(5)与剥蚀作用及压实作用有关的差异压实背斜和油气藏在古侵蚀面上常存在各种地形突起,它可以是结晶的基岩,致密坚硬的沉积岩或生物礁块等。当接受新的沉积时,在突起部分的上覆沉积物较薄,而周围的沉积物则较厚,由于突起和其周围沉积物厚度的不同,负荷悬殊,在成岩过程中,差异压实的结果在突起的部位形成了背斜构造,这种背斜通常称为披盖背斜,它反映了下伏古地形突起的分布范围和形状,但其闭合度则比古地形突起的高度小,并向上递减直至消失;在成因上很难与基底隆起有关的背斜区分开。4、断层油气藏形成机理、基本特征和主要类型机理:形成机理:断层油气藏形成的关键是断层具有封闭作用。断层的封闭作用是指由于断层的存在使油气在纵、横向上都被封闭而不致逸散,最后聚集成油气藏。从纵向上断层的封闭性取决于断层带的封闭程度,这主要取决于以下四个因素:①断层的性质与产状。②断层带内矿物的沉淀。③断层段穿地层的岩性特征。④断层被沥青封堵。断层在横向上封闭与否,主要取决于断层两次渗透性地层是否能够直接接触,如果断层两侧的渗透性岩层不直接接触,就可起封闭作用;反之,如果断层两侧的渗透性岩层直接接触,则不能起封闭作用。断层两侧的渗透性地层是否可以直接接触主要取决于断层断距的大小以及断层两侧岩性组合的接触关系。基本特征:断层油气藏的基本特征主要是沿断层附近储集层因岩层被挤压破裂而渗透性变好好;断层的发育使油气藏复杂化,构造断裂带内的油气藏被断层切割为许多断块,分隔性强,各断块内含油层位、含油高度、含油面积很不一致;油气常富集在断层靠油源一侧。主要类型:根据断层与储集层的平面组合关系,可将断层圈闭分为以下四种基本类型1 弯曲或交错断层与单斜构造结合组成的圈闭和油气藏2 三个或更多断层与单斜或弯曲岩层结合形成的断层或断块圈闭和油气藏3 单一断层与褶曲(背斜的一部分)结合形成的断层圈闭和油气藏4 逆和逆掩断层与背斜的一部分结合形成的逆(或逆掩)断层圈闭和油气藏5.论述断层封闭的因素及其在油气藏形成中的作用。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,常起着封闭或通道两种截然相反的作用。对油气藏的形成至关重要。(1) 封闭作用封闭作用是指由于断层的存在,使油气在纵、横向上都被密封而不致逸散,其结果是形成油气藏。断层是否起封闭作用取决于断层本身是否封闭和断层两盘岩性的接触关系。断层本身的封闭性决定于断层带的紧密程度,它与断层的性质、断层角砾岩和断层泥是否存在以及断层带中流体的情况有关。一般来说,挤压性断层较张性断层封闭性强一些;断层带中断层泥的存在常使断层产生封闭作用;而断层角砾岩的存在常具有一定的渗透作用,另外,地下水通过时,水中沉积物质沉淀,使破碎带胶结或油气沿开启断裂运石油地质学复习要点- 18 于原油氧化,形成固体沥青而堵塞断层通道,也可起封闭作用。断层横向上是否封闭则取决于断距的大小及断层两盘岩性的接触系。若断层使储层上倾方向完全与非渗透性岩层相接,则为完全封闭;上倾方向的上方部分与非渗透层相接,则为部分封闭与渗透层相接,则为不封闭。(2) 通道作用断层另一种作用是破坏原生油气藏,成为油气运移的通道。其结果是油气运移至浅处,若遇圈闭可形成次生油气藏;若无遮挡油气逸散至地面而散失。6.试述地层油气藏类型、特点及其分布。根据不整合圈闭形成条件及储层特征可将地层圈闭和油气藏分成:地层超覆圈闭和油气藏、不整合面下不整合圈闭和油气藏、古潜山圈闭和油气藏、基岩油气藏。1)地层超覆圈闭和油气藏 在不整合面上由于地层超覆沉积的砂岩体直接与不整合面接触,不整合面从下面与储集层上倾方向相切,并对储集层上倾方向起支撑和封闭作用。储集层的下倾方向则为水体或非渗透性岩层联合封闭。(2)不整合面下不整合圈闭和油气藏 不整合面在储集层上面对储集层上倾方向进行封闭,储层两侧仍为不渗透岩层封闭。油气藏为层状,闭合面积由通过溢出点的储层构造等高线和储层剥蚀线形成的闭合区来决定。它是原来的古构造(如背斜、单斜)被剥蚀掉一部分,后又被新的沉积物所覆盖而形成的。有时也称它为潜伏剥蚀构造油气藏。 (3)古潜山圈闭和油气藏 是由长期遭受风化剥蚀的古地形突起被上覆不渗透岩层所覆盖形成圈闭条件,油气聚集其中而形成的。油源来源于古潜山外部,经构造断裂、物理风化和化学风化作用使不同岩类组成的“潜山”储集体遭受风化、淋滤、溶蚀作用而形成渗透性良好的缝网裂缝系统成为油气聚集的空间,而不整合面及断层面等供油通道,则成为古潜山油气藏形成的必要条件。油气藏呈块状分布,不受层位控制。也称潜伏剥蚀突起油气藏。 (4)基岩油气藏基岩油气藏:指油气储集于沉积岩基底结晶岩系中的油气藏。实际上它是属于特殊类型的古潜山油气藏。7.简述岩性油气藏的主要类型及形成的沉积背景。岩性圈闭可以划分为三种基本的类型,即储集层上倾尖灭圈闭、储集岩透镜体圈闭和生物礁圈闭。(1)透镜体(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。储集层可以是碎屑岩和碳酸盐岩。碎屑岩透镜体岩性油气藏主要发育在岸带附近,常见的有河道砂体,三角洲分流河道砂体,沿岸带分布的河口坝、堡坝砂体。另外,碳酸盐岩透镜体主要主要形成于碳酸盐岩滩坝、由于白云化作用或溶蚀作用形成的高孔渗性的透镜体储集体(成岩圈闭)(2)上倾尖灭型(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。上倾尖灭型岩性油气藏储层多以碎屑岩为主,也有碳酸盐岩储集层。从岩性油气藏的储层类型来看此类油气藏的发育背景多在正向构造的围翼、端部或负向构造的斜坡上,也就是湖进湖退比较频繁的岸带。发育的沉积类型与透镜体岩性圈闭类似,前缘或侧翼、滨岸砂坝、水下扇的前缘或侧翼等。(3)礁型圈闭和油气藏礁型圈闭:是指礁组合中具有良好孔、渗性的储集岩体被周围非渗透性岩层和下伏水体联合封闭而形成的圈闭。礁后相:位于生物礁向陆一侧,一般是礁后泻湖,主要为石油地质学复习要点- 19 灰岩、砂岩、页岩及硬石膏等的互层沉积;礁核相:是生物礁的主体,主要由生物格架岩和生物粘结岩组成,空隙十分发育;礁前相:生物礁前面向海一侧,生物礁在海浪的冲击下形成塌积岩和礁前角砾岩,也具有发育的空隙。再向海就过渡为以沉积灰色到黑色的页岩和石灰岩为特征的盆地相。由于海水的进退,生物礁空隙发育的礁核和礁前相可以分别被不渗透性的盆地相页岩或礁后相的蒸发岩所覆盖,形成生物礁圈闭。8.试述古潜山油气藏与基岩油气藏的异同点。古潜山圈闭和油气藏是由长期遭受风化剥蚀的古地形突起被上覆不渗透岩层所覆盖形成圈闭条件,油气聚集其中而形成的。基岩油气藏:指油气储集于沉积岩基底结晶岩系中的油气藏。实际上它是属于特殊类型的古潜山油气藏。相同点:二者的储集空间、运移通道、油藏特征相同。都拥有渗透性良好的缝网裂缝系统作为油气聚集的空间,都拥有不整合面及断层面等供油通道,油气藏呈块状分布,不受层位控制。区别主要在于:①储集层类型,古潜山为沉积岩裂缝、溶蚀孔洞为主要的储集空间;基岩油气藏为变质结晶岩,构造运动和风化作用产生的裂缝为其主要的储集空间。②油气来源,古潜山油气藏油气可来源于比潜山时代新的生油岩,也有与潜山同时代或比潜山老的生油岩;而基岩油气藏的油气只能来源于不整合面以上的沉积岩系的生油岩,不可能来源于基岩下面的生油岩。9.水动力油气藏形成的基本原理。水动力圈闭:在水动力作用下,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水动力圈闭的形成机制:940)将单位质量的流体所具有的机械能之和定义为流体的势(Φ),也就是说,流体在其达到势能最低值以前,总是在各自力场的支配下,由各自的高势区向低势区流动。由油、气、水的势能公式:Φ w = g·Z + P/ρ w Φ o = g·Z + P/ρ o Φ g = g·Z + P/ρ g 和静水柱压力:P = ρ w·H·静水条件下,定值,U 为常数,油气势只与高程 Z 成反比,油气等势线与构造等高线平行,构造高部位为低势区。在动水条件下,水流方向降低,为一变量。油气势取决于水动力 高程 Z 。由 定的 ho、值线构成的闭合区为水动力圈闭的位置。在静水条件下,油气藏中的油水界面或气水界面都是水平面,因此在没有闭合度的构造挠曲部位不能形成圈闭。在动水条件下,如果水流的方向是从地层的上倾方向流向地层)183(9(0 在净浮力和水动力的合力作用下,油水界面或气水界面将发生倾斜吗,使本来不具备圈闭条件的构造挠曲形成了圈闭,这样的圈闭就是水动力圈闭,如果其中聚集了油气就是水动力油气藏。第五章 石油和天然气的运移一、名词解释油气运移: 指石油、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。初次运移: 是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 。油气二次运移:是指油气脱离生油岩后,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。异常高地层压力:地层中孔隙流体由于承受了部分上覆地层的有效压应力,使得流体具有高于静水压力的异常压力,称为异常高地层压力。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。排烃效率:是指烃源岩排出烃的质量与生烃的质量百分比。烃源岩中排出油气的效率是很低的。浮力: 石油和天然气的运移浮力是阿基米德浮力。石油地质学中常将浮力与重力同时考虑,并将浮力与重力的代数和称为净浮力 二、问答题1.论述油气初次运移的主要动力因素。A、压实作用的动力因素正常压实作用正常压实:在上覆沉积负荷作用下,沉积物通过不断排出孔隙流体,如果流体能够畅通地排出,孔隙度能随上覆负荷增加而作相应减小,孔隙流体压力基本保持静水压力,则称为正常压实或压实平衡状态。欠压实作用如果由于某种原因孔隙流体的排出受到阻碍,孔 隙度不能随上覆负荷的增加而相应减少,孔隙流体压力常具有 高于静水压力的异常值,这种压实状态就称为欠压实或压实不平衡。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B、热力作用的动力因素由于水、油、气受热膨胀,在热力作用下泥岩孔隙流体体积趋于增大。这部分由热膨胀而增加的孔隙流体在渗透性好的条件下可及时地排出,否则就推迟排出,而产生异常高压,成为油气初次运移的动力。热力作用的温度升高,还是烃源岩有机质降解出更多的烃类,促使初次运移的发生C、烃类及非烃气体生成的作用石油地质学复习要点- 21 产生大量的水和非烃气体(主要是 ,而这些流体的体积大大超过原来干酪根的体积,因此引起页岩孔隙流体压力大幅度的提高,使异常高压进一步增强,导致微裂缝的产生,使石油进入渗透性的载岩和储集层。干酪根产生的 以大量溶于石油,从而降低石油的粘度和表面张力,改善石油的流动性,提高排烃效率,有利于油气运移。另外,饱和有 体的孔隙水,在一定的压力和温下可以容载更多的烃类以水相方式运移出生油层。D 粘土矿物的脱水作用粘土矿物成岩作用过程中,在热力作用下蒙脱石转变为伊利石时,可释放出粘土矿物结晶格架水,作为油气运移的载体。E 扩散作用 生油层中含烃浓度比周围岩石大,烃的扩散方向由生油层指向围岩,与油气运移的方向一致,因此它是进行初次运移的一种动力石油和天然气的运移2.论述异常高压产生的原因及在油气藏形成中的作用。同上3.油气初次运移的相态有哪些?其相态演变方式。1、水溶相运移分子溶液即石油或天然气分子完全溶解于孔隙水中成为溶液状态进行初次运移。胶体溶液的分散粒子不是单分子,而是有机酸(子聚合体,它们的分子一端有亲油的烃链,另一端有亲水的极性键,以起到对烃增溶的作用。2、游离相运移油相运移是油气呈游离的油相从烃源岩中渗流排出。烃源岩进入压实的晚期,随着烃类不断生
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