石油地質學課程總結

2021-08-08 18:48:33 字數 5812 閱讀 1259

一、緒論

1、石油地質學又稱石油及天然氣地質學,是研究地殼中油氣藏及其形成原理和分布規律的

一門科學。

2、石油的特點:石油熱值高,比重低。石油燃燒充分且易引燃。具流動性。開採容易,成

本低,投產快。用途廣泛。

3、石油的作用:工業的血液工業食糧良田沃土戰略資源

4、學習石油地質學的主要任務就是:掌握油氣藏的基本特徵、形成原理、產出狀態、分布

規律,用以指導油氣田的調查、勘探,以便更有效地發現和探明地下油氣藏。

5、石油地質學的內容:生、儲、蓋、圈、運、保

6、石油地質學是一門專業基礎課,綜合性強,需要的知識面廣,必須全面地綜合地質、地

球化學、岩石礦物學、構造地質學、地史學、水文地質學和數學、物理等多種學科的知識,才能深入認識和掌握油氣藏的特徵,真正學好石油地質學。

二、第一章油氣藏中的流體—石油、天然氣和油田水

1、石油(又稱**)—crude oil:一種存在於地下岩石孔隙介質中的由各種碳氫化合物

與雜質組成的,呈液態和稠態的油脂狀天然可燃有機礦產。

2、石油的組成

石油的元素組成:碳、氫、氧、氮、硫

灰分:微量元素,構成了石油的灰分。

石油的組分組成:油質、苯膠質、酒精苯膠質及瀝青質。

石油的化合物組成:正構烷烴、異構烷烴、環烷烴、芳烴,和非烴化合物及瀝青質。

**的成熟度:

未成熟的石油,主要含大分子量的正構烷烴;

成熟的石油中,主要含中分子量的正構烷烴;

降解的石油中,主要含中、小分子量的正構烷烴;

**中大於四環的環烷烴一般具有很高的旋光性,所以沒成熟的**旋光性高。

3、石油的物理性質

顏色:從白色、淡黃、黃褐、深褐、墨綠色至黑色

比重:是指一大氣壓下,20℃石油與4℃純水單位體積的重量比,用d420表示。一般介於0.

75~0.98之間。通常把比重大於0.

90的稱為重質石油;小於0.90的稱為輕質石油。

石油的粘度:代表石油流動時分子之間相對運動所引起的內摩擦力大小。

溶解性:石油難溶於水,但卻易溶於多種有機溶劑。

凝固和液化:石油凝固和液化的溫度範圍是隨其組成而變化的,無固定數值。

凝固點:**失去流動能力的最高溫度稱為凝固點。含高分子的烴越多,凝固點

越高。導電性:石油是不良導體,在地下屬高電阻。

4、石油的分類

代表性的分類方案是tissot和welte(1978)提出的,該分類採用三角圖,以烷烴、環烷烴、芳烴+n、s、o化合物作為三角**的三個端元。分為六種型別。

5、海陸相**的基本區別

海相陸相

以芳香—中間型和石蠟—環烷型為主,飽和烴佔25—70%,芳烴佔25—60%。以石蠟型為主,飽和烴佔60—90%,芳烴佔10—20%。

含蠟量低含蠟量高

含硫量高含硫量低

v/ni>1v/ni<1

碳同位素δ13c值》-27‰碳同位素δ13c值<-29‰

7、天然氣:廣義上指岩石圈中存在的一切天然生成的氣體。石油地質中研究的主要是沉積

圈中以烴類為主的天然氣。

8、凝析氣藏和濕氣氣藏的區別:

凝析油中含大量的輕質烴類,重質烴類較少,呈淡黃色,剛開採是伴生氣較多,隨著氣藏不斷開採,伴生氣越來越少;濕氣氣藏含的氣體多,凝析氣藏含的氣體少

8、天然氣的物理性質:

比重:在標準狀態下,單位體積天然氣與同體積空氣的重量比,即天然氣的比重。

粘度:天然氣的粘度與其化學組成及其所處的環境有關。

蒸氣壓力:氣體液化時所需施加的壓力稱蒸氣壓力。

溶解性:在相同的條件下,天然氣在石油中的溶解度遠大於在水中的溶解度

熱值:每立方天然氣燃燒時所發出的熱量稱為熱值

9、油田水:從廣義上理解,油田水是指油田區域(含油構造)內的地下水,包括油層水和

非油層水。狹義的油田水是指油田範圍內直接與油層連通的地下水,即油層水。

三、第二章儲集層和蓋層

1、儲集層:凡具有一定的連通孔隙,能使液體儲存,並在其中滲濾的岩層,稱為儲集層。

儲集層中儲集了油氣稱含油氣層;投入開採後稱產層。

2、儲集層的基本特徵是具孔隙性和滲透性

按岩石孔隙大小,有超毛細管孔隙、毛細管孔隙和微毛細管孔隙三類。

原生孔隙是指:沉積作用過程中碎屑顆粒與顆粒之間的支撐作用形成的孔隙,如粒間孔隙。

次生孔隙是指在成岩作用過程中或成岩以後形成的孔隙,如溶蝕孔隙.

3、絕對孔隙度和相對孔隙度

絕對孔隙度:巖樣中所有孔隙空間體積之和與該巖樣總體積的比值。是衡量岩石孔隙的發育程度。

有效孔隙度:指彼此連通的,且在一般壓力條件下,可以允許液體在其中流動的超毛細管孔隙和毛細管孔隙體積之和與岩石總體積的比值。

4、滲透性:指在一定的壓差下,岩石允許流體通過其連通孔隙的性質。對於儲集層而言,

指在地層壓力條件下,流體的流動能力

5、岩石的滲透率,國際單位為μm2,常用單位為達西

6、絕對滲透率

絕對滲透率:單相液體充滿岩石孔隙,液體不與岩石發生任何物理化學反應,測得的滲透率稱為絕對滲透率k。

有效滲透率:儲集層中有多相流體共存時,岩石對每一單相流體的滲透率稱該相流體的

有效滲透率。油氣水分別用ko、kg、kw表示。

相對滲透率:對每一相流體區域性飽和時的有效滲透率與全部飽和時的絕對滲透率之比值,稱為該相流體的相對滲透率。

7、孔隙結構:指岩石所具有的孔隙和喉道的幾何形狀、大小、分布以及相互關係。

8、壓汞曲線法

原理:由於孔喉細小,當兩種或兩種以上互不相溶的流體同處於岩石孔隙系統中或通過岩石孔隙系統滲流時,必然發生毛細管現象,產生乙個指向非潤濕相流體內部的毛細管壓力pc。

方法:在不同壓力下,把非潤濕相的汞壓入岩石孔隙系統中,根據所加壓力與注入岩石的汞量,繪出壓力與飽和度關係曲線,稱為毛細管壓力曲線或壓汞曲線。按公式算出某一壓力下的孔喉等效半徑,結合岩石的總孔隙度資料,作出孔喉等效半徑分布圖。

根據以上兩圖,可以對岩石的孔隙結構進行定量評價

1排驅壓力(pd):表示非潤濕相開始注入巖樣中最大連通喉道的毛細管壓力,在曲線壓力最小的拐點。排驅壓力越小,說明大孔喉越多,孔隙結構越好。

2喉半徑集中範圍與百分含量:反映了孔喉半徑的粗細和

分選性,孔喉粗,分選好,其孔隙結構好。毛細管壓力曲線上,曲線平坦段位置越低,說明集中的孔喉越粗;平坦段越長,說明孔喉的百分含量越大。

3飽和度中值壓力

4最小非飽和的孔隙體積百分數(smin%)

四、第三章圈閉和油氣藏

圈閉:是儲層中阻止油氣繼續向前運移,並能聚集和儲存油氣的場所。

圈閉要能起到以上作用,必須具備三個組成部分:①儲層;②蓋層;③一定的遮擋條件。

油氣藏:是相當數量的油氣在單一圈閉中的聚集,在乙個油氣藏內具有統一的壓力系統和統一的油、氣、水介面,是地殼中最基本的油氣聚集單元。

溢位點:是指圈閉容納油氣的最大限度的點位。若低於該點高度,油氣就溢向儲集層的上傾方向。

閉合點:從另一角度來描述溢位點的特徵,意即閉合的最低點,低於該點位置,圈閉就不存在了(不閉合),或超出圈閉的範圍。

閉合高度:是指圈閉頂點到溢位點的等勢面垂直的最大高度。

閉合面積:在靜水條件下是通過溢位點的構造等高線所圈定的封閉區的面積。在動水條件下,是通過溢位點的油氣等勢面與儲集層頂面非滲透性蓋層聯合封閉的閉合油氣低勢區。

油氣藏高度(h):是指油氣藏頂到油氣水介面的最大高差。

油氣柱高度(h):是指油氣的最高點到最低點的海撥高度。

五、第四章石油和天然氣的生成與烴源巖

沉積岩中分散有機質的組成:烴類瀝青乾酪根

沉積有機質:通過沉積作用進入沉積物中並被埋藏下來的那部分有機質稱為沉積有機質。

乾酪根:不能溶解於有機溶劑的固體分散有機質

乾酪根:為沉積岩中所有不溶於非氧化的酸、鹼和非極性有機溶劑的分散有機質(2023年,亨特)。

ⅰ型乾酪根:稱腐泥型,富含脂肪族結構,富氫貧氧,h/c高,一般為 1.5~1.7,而o/c低,一般小於0.1,生烴潛力為0.4~0.7。

ⅱ型乾酪根:富含脂肪鏈及飽和環烷烴,也含有多環芳香烴及雜原子官能團。h/c較高,約 1.

3~1.5,o/c較低,約0.1~0.

2,生烴潛力為0.3~0.5。

ⅲ型乾酪根:稱腐殖型。富含多芳香核和含氧基團。h/c低,通常小於 1.0,而o/c高,可達0.2~0.3,生烴潛力為0.1~0.2。

門限溫度:隨著埋藏深度的增加,當溫度公升高到一定的數值,有機質才開始大量轉化為石油,這個溫度界限稱為門限溫度(生油門限)。

門限深度:與門限溫度相對應的深度稱為門限深度(成熟點)。

石油的生成分三個階段:

成岩作用階段——未成熟階段

深成作用階段——成熟階段

變質作用階段——過成熟階段

六、第五章石油和天然氣的運移

油氣運移:指石油、天然氣在某種自然動力的驅使下在地殼中發生位置的轉移。

初次運移:為油氣自生油巖向儲集巖中的運移;

二次運移:為油氣在鄰近生油層的儲集層中的運移以及形成第一次油氣聚集;

三次運移:油氣聚集後由於外界條件的變化,油氣再次發生的運移稱為三次運移。

油氣初次運移的動力因素:

1、壓實作用的動力因素

正常壓實

欠壓實2、熱力作用的動力因素

3、烴類及非烴氣體生成的作用

4、粘土礦物的脫水作用

5、擴散作用

七、第六章油氣聚集與油氣藏的形成

油氣聚集:就是指油氣在儲層中由高勢區向低勢區運移的過程中遇到圈閉時,進入其中的油氣就不能繼續運移,而聚集起來形成油氣藏的過程。

單一圈閉油氣聚集的原理:

1.滲濾作用

2.排替作用

油氣差異聚集原理:

油氣差異聚集:靜水條件下,如果在油氣運移的主方向上存在一系列溢位點自下傾方向向上傾方向遞公升的圈閉

條件:油氣源充足和蓋層封閉能力足夠大

自上傾方向的空圈閉向下傾方向變為純油藏→油氣藏→純氣藏的油氣分布特徵。

油氣藏形成的條件:

1、油氣源條件

2、生、儲、蓋組合和傳輸條件

3、圈閉條件

4、儲存條件

必須具備的基本條件是充足的油氣源,良好的儲集層和有利的生儲蓋組合條件,

有效的圈閉及必要的儲存條件。

成烴坳陷:是指地質歷史時期曾經是廣闊的有利於有機質大量繁殖和儲存的封閉或半封閉的沉積區;成熟烴源巖有機質豐度高,體積大,並能提供充足的

油氣源,形成具有工業價值的油氣聚集。

有利的生儲蓋組合:是指三者在時、空上配置恰當,有良好的輸導層,使烴源層生成的油氣能及時地運移到儲集層聚集;蓋層的質量和厚度能確保油氣不

致於散失。

有效圈閉:是指在具有油氣**的前提下,能聚集並儲存油氣的圈閉。

八、第七章含油氣盆地與油氣聚集單元

一級構造:隆起、拗陷和斜坡,是底盤起伏而形成的構造,盆地內最高一級的構造。

**構造:盆地內沉積蓋層因褶皺和斷裂活動而形成的構造,如背斜、向斜、斷層等,這是盆地最低一級的構造,是油氣聚集的基本單元。

二級構造有背斜褶皺帶、單斜撓曲帶、斷裂構造帶等

含油氣盆地與一般沉積盆地的差異是,含油氣盆地具有油氣生成、運移並聚集成工業油氣藏的特徵,而最本質的特徵是生油

九、第八章油氣分布與控制因素

控制沉積盆地中油氣賦存規律的因素有:

(1)穩定的大地構造環境;(2)沉積體系、沉積相帶控制;(3)長期繼承性古隆起;(4)生、儲、蓋、運、圈、保諸條件在時空上的有機匹配。

持續沉降以及沉降和沉積速度互補是烴源巖形成的條件

不整合面上下有豐富的油氣聚集,聚集在不整合面之下的比之上的更多:

1、長期的風化剝蝕使使不整合面附近地層孔隙性增強。

2、不整合常為油氣長距離運移的通道

3、不整合是聯絡生油巖和儲集巖的橋梁。

4、不整合面常是大範圍的沉積間斷,巖相突變介面,可以作為油氣運移的遮擋面,形

成不整合圈閉和油氣藏。

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石油與天然氣地質學 複習題 第一章油氣藏中的流體 石油 天然氣 油田水 一 名詞解釋 石油 石油的灰分 組分組成 石油的比重 石油的螢光性 天然氣 氣頂氣 氣藏氣 凝析氣 凝析油 固態氣水合物 煤型氣 煤成氣 煤層氣 油田水 油田水礦化度 二 問答題 1.簡述石油的元素組成。2.簡述石油中化合物組成...

第10章石油地質學

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