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第二章 石油地质_图文2639347

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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第二章 石油地质(石油和天然气地质学的简称,包括油气田地质学、调查和勘探油气的各种地质学、地球物理学和地球化学的原理和方法,以及油气田开发的地质学原理和工艺技术等内容 )第一节 沉积岩和地质构造• 地球已存在 46亿年。地球半径约 6300千米。由表及里分为地壳、地幔和地核三个部分。地壳厚度平均为 16千米,地幔介于地壳底面 2900千米深度,聪 2900千米知道地心部分成为地核。• 地壳右三大类岩石组成:岩浆岩、变质岩、沉积岩。世界上发现的油气田 是分布在沉积岩中。• 油气田一般分布在沉积盆地中• 沉积岩的形成:① 风化和剥蚀② 搬运③ 沉积④ 成岩第二节 油气的生成• 油气成因问题,在原始物质、客观环境及转化 条件等方面,长期存在争论。• 一 油气成因学说• 根据在生油气原始物质问题上观点的差异,石油成因理论分:• 无机成因说• 有机成因说• 油气成因二元论油气藏的生成包括三个阶段:油气生成 、 油气运移 、 油气藏动态保存油气成因无机成因说有机成因说油气成因二元论油气的生成理论• 出现于 18世纪后期至 20世纪中叶,包括 碳化说、宇宙说、岩浆说、变质说等。• 认为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。(一)、无机成因说• 碳化说 :• 1866年由法国著名化学家 M·伯塞洛特提出。他经过实验后认为,在高温下, 者遇水即成乙炔,进而合成高级碳氢化合物;• 1877年,俄国化学家门捷列夫以碳化铁实验制造碳氢化合物成功,并认为石油是存在于地下碳化铁和水生成的,从此创立了此假说。无机成因学说• 宇宙说:• 由俄国学者索洛夫于 1889年首次提出。他认为当星云凝集逐步固结演化形成地幔和地壳的过程中,地球还处于可塑性的熔融状态,星云或原始大气中甲烷、二氧化碳等气体随地球的冷却二被吸附并凝结在地壳上部,在沿裂隙想地表运移的过程中聚集起来,形成了油藏。无机生成学说(二)、油气有机成因说石油是生物(包括动植物、微生物等)死亡后演变而成 。证据 1:几乎所有的油气田,都是在沉积盆地的沉积岩中发现的。证据 2:生物体中三个组成部分 水化合物、脂肪,可在一定条件下形成与石油碳氢化合物相类似的物质。证据 4:从油母页岩(即生油岩)提炼石油(即人造石油)。证据 3: 在石油中发现了血红素和叶绿素等有机物质,前者来自动物的血液,后者来自植物的叶绿素;石油具有的旋光性,也是生物具有的特征。海相生油学说浅海之中生活着极小的动物 ——“浮游生物 ” ,每年都有大量的浮游生物死去并且沉到海底。河流又把大量枯萎的植物和淤泥带到海洋,植物和浮游生物混合在一起,然后淤泥和盐分又把它们覆盖起来,于是在海底形成一种沉积物。当这些植物和动物腐烂时,沉积物中就开始生成油和气。油气有机成因说保存下来的生物有机质平均仅为其原始产量的 右氧化分解生化分解生物吞食有机质的沉积20世纪 30年代, 潘钟祥 等首次提出了陆相生油学说陆相湖盆是陆地上相对低洼的汇水处,众多的溪流所携带的陆源、有机碎屑和营养物质源源不断注入湖内,为水生生物的生长和繁衍创造了条件,生长发育的浮游藻类和微生物死亡后便同高等植物的碎屑被埋藏,转化为石油。陆相生油学说油气有机成因说(三 )、油气成因二元论• 既可以是有机物转变而来,也可以由无机物转变而来。• 例如一些地区为什么找到了大约 15亿年前形成的石油?而按照传统的石油地质与生物学理论,当时的生物量似乎并不足以形成石油。为什么在不含生物的地层中也能找到石油?比如加拿大阿尔伯塔省的阿塔巴斯河区和美国堪萨斯的克拉富特 ——— 普鲁斯 油田,都是在没有富含生物的沉积岩层。二、 油气生成的条件• 石油生成除了有丰富的有机质外,还必须具备一定的外界条件。这些外界条件包括 还原环境、温度、压力、时间、催化作用 等。• 原环境 既缺氧环境,如果是氧化环境,有机物会被氧化成 不会形成石油了。因此油气生成的基本前提是具有丰富的有机质的堆积、保存和其周围所处的还原环境。近海三角洲地区,河流带来大量的 有机物 ,为生物提供了大量的养料,使生物更加繁盛,这些生物死后不经过长距离搬运即可沉积于海底或湖底,底层水流停滞的还原环境保证了推挤的有机质免受或少受分解破坏,同时又有新的沉积物练习覆盖,这就造成了有利于向烃类转化的条件。 温度是有机物质向石油转化又一重要条件,温度到一定下限,有机物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℃ ,最适宜有机物质转化的温度为 60— 120 ℃ 。• 随着沉积物埋藏深度的增加,上覆地层厚度增大,沉积物的温度、压力随之升高;压力升高将促使化学反应,此外,压力升高也可促进大分子烃类加氢转化为较小分子的烃类,所以 较高的压力将有利于生油过程的经行。• 地质条件下有机质转化为石油的速度较慢,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。• 细菌和黏土岩中的黏土矿物是加速有机质向石油转化的催化剂。油气生成所需要的细菌 ,随生油母质不同而有差异。在还原环境中,细菌 能分解沉积物中的有机质,而产生沥青质。三、天然气成因类型天然气的形成与石油有所区别,它有很多成因类型,包括生物化学气、油型气、煤型气和无机成因气。细菌的厌氧发酵使纤维素降解形成甲烷( 二氧化碳等气体。要由来自低等生物的沉积有机质生成,自高等生物的沉积有机质生成的气体。以甲烷为主,含有一些非烃类气体。截止 2008年底,我国发现千亿方以上大气田 15个,其中 13个是煤成气田 。布于宇宙空间的可燃气体。第三节 油气藏的形成一、 油气运移油气运移即油气在地下的 流动 ,或在地下因自然因素所引起的 位置移动 。按油气运移所发生的场所可分为 初次运移和二次运移。初次运移 —— 油气自生油层向储集层中的运移。二次运移 —— 油气进入储集层之后的一切运移。• 1、生油岩 : 凡能生成并提供具有工业价值的石油和天然气的岩石,称为烃源岩(或生油岩)。由烃源岩组成的地层叫生油层。一般为暗色 、 细粒 、 富含有机质和微体生物化石 , 并且常含指示还原环境的分散状黄铁矿 , 偶尔可见原生油苗 。岩性特征二、“生、储、盖”组合2、储集层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,与生油层相比,演示颗粒较大,有空隙和裂缝,有溶洞发育。• 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者扩散,这种 致密的、不渗透 的地层就叫做盖层。储集层与盖层关系图三、油气藏的形成油气经过初次和二次运移,在储集层运移的途中遇到地质圈闭就会聚集起来,常将聚集了一定规模的油气圈闭称为 油气藏 。油气藏形成后,如果发生构造运动,使原来的圈闭扩大,则油气藏有可能进一步充满油气;如果构造运动是原来的圈闭破坏,则其中的油气将重新运移,可能散失,也可能聚集到新的圈闭中。由于地壳是不断运动的,所以油气藏形成后并不是一成不变的,而是处于一个动态的保存油气的过程中。地质圈闭• 地质圈闭 是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、盖层和遮挡物四部分组成。地质圈闭具备遮挡、封闭油气的条件并具有储集油气的能力,课阻止油气继续运移,使其聚集起来形成油气藏。因此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。四 、形成油气藏的条件• 将聚集了一定规模的油气圈闭称为油气藏。形成有商业开发价值的油气藏,具备的四方面基本条件:1. 充足的油气来源2. 良好的 生、储、盖 组合3. 有效的圈闭4. 良好的保存条件五、 油气藏中油、气、水的分布油气藏中不仅有油、气还有水,由于油气水的密度不同,其在圈闭内进一步分成三个层次:最轻的气在上面,较重的油在中间,最重的水在下面。根据水层在油藏中的分布范围,油藏可分为底水油藏和边水油藏两种。底水油气藏中水在油层的下部,边水油气藏中水在油气藏的四周。
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