《油藏地质》PPT课件.ppt
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1、绪 论l油藏地质学定义油藏地质学定义l油藏地质学是关于油藏形成、油藏地质特征、油藏在开发中的地质变化的理论和研究方法的学科。其研究时段起自油藏发现或基本探明以后,直至油田开发完全结束,其间勘探开发人员所做的油藏地质及与油藏地质紧密相关的部分油藏工程工作,均属油藏地质学研究范畴。l油藏地质学研究的内容油藏地质学研究的内容l1石油及油藏的形成:一般规律,概述,内容来源于石油地质学l2油藏特征的认识描述:核心内容,重点。内容来源于油矿地质学、开发地质学及其它l3油藏在开发中的地质变化与剩余油分布:一般涉及,内容来源于开发地质学及其它绪 论l油藏地质在油气田开发中的地位和作用油藏地质在油气田开发中的地
2、位和作用l(一一)、石油勘探开发的基本过程、石油勘探开发的基本过程l预预探探阶阶段段找油提供油藏1-几年(1-3)生储评价,成藏条件研究,指出有利勘探方向与目的层l详详探探阶阶段段探明油藏提交开发储量1-几年(1-2)钻探取资料,油藏描述,试采及开发试验,编制开发方案l开开发发建建设设阶阶段段实施开发方案提供产能1-3年钻开发井,油建,编制射孔方案,l开开发发生生产产阶阶段段获取采收率提供商品原油20-50年以上动态分析,开发管理,静态研究,开发研究,调整,提高采收率研究l(二二)、油藏地质在油气田开发中的地位和作用、油藏地质在油气田开发中的地位和作用l对于石油工程人员来说,不懂油藏地质,只能
3、算外科医生;熟悉油藏地质,可以说是通内、外两科。l油藏地质在开发中的作用:l1)分析研究油藏地质与注采动态规律,制定油田开发生产方案与增产措施,l2)分析评价油田开采效果与措施效果,指导油田开发生产管理,等等 第一章 石油生成 1、石油的组成及性质l一、石油的组成一、石油的组成l(一一)元素组成元素组成l碳、氢、硫、氮、氧、微量元素碳、氢、硫、氮、氧、微量元素lC:8497%lH:1114%l(二二)石油的烃类组成石油的烃类组成l1.烷烃(又名脂肪烃,烷烃(又名脂肪烃,CnH2n+2,属饱和烃)属饱和烃)l2。环烷烃。环烷烃l3。芳香烃。芳香烃l(三)化合物组成(三)化合物组成l1、含硫化合物
4、、含硫化合物l2、含氮化合物、含氮化合物l3、含氧化合物、含氧化合物l二、石油的定义二、石油的定义l天然产出的、液态的以烃类为主的混合物,元素组成以天然产出的、液态的以烃类为主的混合物,元素组成以C、H元素为主。元素为主。石油的物理性质l三、三、石油的物理性质石油的物理性质l(一)颜色:浅黄色黑,但深色石油居多l(二)密度:d20:0.751.00,也有1.0者(伊朗、加州、墨西哥,l我国孤岛馆陶组石油:0.931.026。前苏联苏拉汉石油0.71)美国、加拿大API度=141.5/15.5C时的比重131.5(高者轻,低者重)l(三)粘度:0.5mPa.s以下数十万mPa.sl受温度影响极大
5、,压力加大亦有增加。l(四)荧光性(紫外线照射下发光)l多环芳烃及非烃引起发光,饱和烃则不发光。荧光分析(十分灵敏)l轻质油:浅兰色;l胶质多者:绿黄;l沥青质多者:褐色。l(五)溶解性l烃类难溶于水,易溶于氯仿,四氯化碳,苯,石油醚等溶剂。l天然气在地层水中的溶解度:0.7-3.5m3/m3受压力影响大,其余均小天然气l(一)天然气的定义(一)天然气的定义天天然然产产出出的的、气气态态的的以以烃烃类类为为主主的的混混合合物物,元元素素组组成成以以C、H元元素素为主。为主。l(二)(二)天然气的组成天然气的组成l1、烃类l2、非烃l(三)(三)天然气的物理性质天然气的物理性质l1密度l2粘度l
6、3溶解性l4热值l(四)天然气的赋存状态(四)天然气的赋存状态l1气藏气(干气)气藏气(干气)lC1一般大于一般大于95%,重烃气含量极少(,重烃气含量极少(14%)天然气赋存状态lN2为主的气藏10%(美、威利斯顿盆地,恰尔松与凯宾克里克气田气:N2:8090%)lCO2或H2S为主的气藏1%(欧州东部潘农盆地气田,米哈依气田下潘农组天然气CO2达95%)l2气顶气(湿气,富气)l重烃含量可达百分之几几十(仅次于甲烷)l3溶解气l重烃含量变化大:2080%l原始溶解气油比变化大:几上千m3/m3l此外,水中溶解气亦应注意:0.0几5m3/m3l压力溶解度矿化度溶解度l4凝析气l当地下温度压力
7、超过临界条件后,液态烃逆蒸发形成凝析气。l一般埋深较大(3千4千米以下),采出过程中析出凝析油。l5天然气水合物l甲烷水合物,高压、一定温度下:甲烷分子封闭在水分子所形成的固体晶格中。l6水溶气2 石油的生成l一.油气成因l(一)无机生油说l1.碳化合物说,门捷列夫(1876)lFeC+H2OFe3O4+“CH”l2.宇宙说(索可洛夫1889)lC+H“CH”l3.岩浆说(库得梁采夫,1949)lC+H“CH”l(二)有机生油理论:早期生油说、晚期生油说油气的生成l二生油物质二生油物质l(一)有机物成油证据l1.沉积岩中的油气田:占99.9%l2.油气的地质年代分布与有机质分布状况吻合(煤、油
8、页岩等)l3.近代的海、湖相沉积中发现了有机质向油气的转化4.油气化学成分的复杂多样性及C/H比值(5.98.5之间)的大致一致性与生物有机质相关性好l5.已知油气层温度大多100,极少超过140,说明低温生成l(二)近代生油研究认为:l沉积物成岩晚期后生初期沉积物中的不溶有机质(干酪根)油、气岩石中有机质:可溶于有机溶剂的部分,称沥青(约占10-20%);l不溶于一般有机溶剂的部分,称干酪根(约占80-90%)l干酪根中:C:76.4%,H:6.3%,O:11.1%,S+N:少量。干酪根干酪根 lI型:H/C高,O/C低,来源水生高等漂浮生物(藻类),主要生成石油,生油潜力大。以含类脂化合物
9、为主,直链烷烃很多,多环芳烃及含氧官能团少。lIII型:H/C低,O/C高,来源陆生高等植物,主要生成天然气,生气潜力大。以多环芳烃及含氧官能团为主,饱和烃很少。lII型:水生低等漂浮生物陆生l植物,其余性质介于两者之间。油气的生成l三生油条件l(一)古地理环境与地质条件l1、古地理环境:浅海区、海湾、泻湖、深湖半深湖区l2、地质条件:l(1)、稳定下沉:接受沉积,需要还原环境l(2)、补赏平衡:沉降速度与沉积速度要平衡油气的生成l(二)物理化学条件l1细菌作用:还原环境,厌氧细菌的作用,使得有机物中的O、N、S成分分解,使C、H富集,形成有机化合物。l2温度:60-210,与时间互为补充l温
10、度升高能加速化学反应的进行。l3压力l(压力:10-30MPa,但不必要)l4催化剂:粘土矿物l粘土矿物是天然的催化剂,粘土矿物吸附两种或两种以上的矿物,使它们相互作用而形成新的化合物。油气的生成l四生油过程l1、生物化学生气阶段l(温度T:1060l深度:白云岩泥灰岩)l(2)地下水的溶解能力(CO2含量高者溶解能力强)l(3)地貌、气候、构造因素的影响碳酸盐岩储集层l三碳酸盐岩的裂缝l(一)碳酸盐岩的裂缝类型l1、成岩缝l由压实、失水收缩、干裂、重结晶形成,但缝小。l2、构造缝l相对大、直、光,方向性强。l3、溶蚀洞缝l有较小的,但也有巨大的洞缝,与地下水的活动有关。碳酸盐岩储集层l(二)
11、碳酸盐岩裂缝发育的控制因素(二)碳酸盐岩裂缝发育的控制因素l1、岩性因素(脆性)l(1)岩石成分:脆性由大到小:l白云岩、泥质白云岩石灰岩、白云质灰岩泥灰岩l(2)岩石结构l质纯粒粗的碳酸盐岩脆性大,易产生裂缝。l(3)厚度及组合l厚度小裂缝发育,薄互层也易产生裂缝。厚层碳酸盐岩缝少但缝大l2、构造因素l受应力作用控制。l四川局:一占(高点)三沿(沿长轴、沿断层、沿扭曲)碳酸盐岩储集层l四碳酸盐岩储层类型l(一)孔隙型碳酸盐岩储集层l沙特:加瓦尔(Q可:107亿)砂屑灰岩,钙藻、有孔虫,21%,K4000l伊拉克:基尔库克(Q可:21.4亿)生物礁。l(二)裂缝型碳酸盐岩储集层l伊朗:加奇沙兰
12、(阿斯马利灰岩,单井日产1.3万吨)。l(三)溶蚀型碳酸盐岩储集层:放空,井喷。任丘:1000t/dl(四)复合型碳酸盐岩储集层 盖层与生储盖组合 l一、盖层一、盖层l(一)盖层定义及特征l1、定义l位于储集层之上,能封隔储集层中的流体,免于向上逸散的岩层。l2、盖层特征:封隔性l(1)、岩性致密,无裂缝,渗透率极低l(2)、具较高的排驱压力l极细粘土粒径(mm)0.0001排驱压力(MPa)4l粘土0.1l(二)盖层岩性l页岩、泥岩、岩盐、石膏、致密灰岩l据克莱姆(1977年)统计,世界上334个大油气田的盖层为:l页岩、泥岩占65%l岩盐、石膏占33%l致密灰岩占2%l欠压实的粘土l(三)
13、盖层封隔性:要求一定的厚度l松辽(泥岩):20ml高木顶气田:10m(石膏)l长垣坝气田:6m(石膏)生储盖组合l二、生储盖组合l1、概念l剖面上紧密相邻的包括生油层、储集层、盖层的有规律的组合。l2、基本类型l(1)、正常式:下生、中储、上盖(我国多数油田)l(2)、侧变式:生储同层,低生侧储上盖(克拉玛依、乌尔禾系)l(3)、顶生式:顶生底储、生盖同层(任丘)l(4)、自生自储自盖式(川南二迭系石灰岩的某些气藏)生储盖组合的常用类型l生油层中生成的油气向储集层输导能力取决于生储层接触关系、接触面积河输导通道。一般来说,生油层与储集层直接接触,且接触面积大,输导能力就强;输导层两端压差大,孔
14、隙连通性好,形状简单,输导能力强;盖层排替压力大,岩性致密,孔隙直径小,连通差,无裂缝,盖层质量好。第三章 油气运移 l一一.油气运移的概念:油气运移的概念:l1.初次运移:生油层中生成的油气,自生油层向储集层中的运移l2.二次运移:油气进入储集层后的一切运移l二油气初次运移二油气初次运移l(一)初次运移的时间l初次运移:与生油同时或略后,边生边移l(二)初次运移的通道:l微裂缝(沉积岩脱水会产生类似水力压裂的作用)l(一)初次运移物理状态及运载体l1.状态:主要呈原有相态,少量的溶解状态l2.载体:水(泥页岩压实挤出渗向渗透层),甲烷气(1979赫得伯格)油气运移 l(四)初次运移的动力l1
15、.压实作用l2.水热增压作用(热膨胀)l3.渗透压作用:流体:盐度低盐度高l盐度:泥页岩中部低,边部高l4.粘土脱水:蒙脱石伊利石l(五)油气初次运移的方向与距离l上下垂直运动为主,横向运动不易;距离可能不大,10-20m左右油气运移油气运移l三油气二次运移l(一)二次运移的动力l1.构造运动力,倾斜,褶皱,断裂l2.静水压力,浮力l3.动水压力l(二)二次运移的时间l生油期后的第一次构造运动时期l(三)二次运移的通道与距离l1.通道:连续的储集岩层,裂缝,断裂,不整合面l2.距离:一般都在50km以内,我国克拉玛依达80kml(四)二次运移的主要指向l阻力最小的方向,如凹陷附近的隆起带及斜坡
16、带,断层及水动力条件影响,垂直向上 第四章 圈闭与油气藏l一基本概念l1、圈闭l适于油气聚集成藏的场所(三要素:储集层、盖层、遮挡物)l圈闭与油气藏l2、油气藏l油气在单一圈闭中的聚集。具工业开采价值者,称工业油气藏。l(单一圈闭之单一主要是指受单一要素所控制,在单一储集层中,在同一面积内,具有统一的压力系统,统一的油水边界)。l3、油气田l同一构造背景下的一系列油气藏。圈闭与油气藏l二圈闭度量l1、溢出点l流体充满圈闭后,开始溢出的点。l2、闭合面积l通过溢出点的构造等高线所圈出的面积。l3、闭合高度l圈闭的最高点到溢出点的海拔高差。l4、最大有效容积l圈闭的最大有效容积V=FH圈闭与油气藏
17、l(三)油气藏的度量l1、油气藏高度、油气藏高度:油藏最高点与油水界面的高差。l2、气顶高度、气顶高度:l3、含油高度、含油高度:l4、含(气)油边缘、含(气)油边缘:油水界面与储集层顶面的交线称含油边缘或含油外边缘。油水界面与储集层底面的交线称含水边缘或含油内边缘。l5、含油面积、含油面积:含油边缘所圈定的面积。圈闭与油气藏l三.油气藏中油气水分布l(一)单个油气藏中的油气水分布(重力分异)l1底水油藏l2边水油藏l3气顶油环油藏 圈闭与油气藏l(三)一系列圈闭中油气的聚集l伊朗西南部扎格罗斯山山前坳陷分布着三排背斜构造共计11个圈闭,有气藏、油气藏、油藏和充满水的空圈闭,油气水的分布随圈闭
18、溢出点海拔增高为:l气藏-油气藏-油藏-水l1953年加拿大学者W.C.lGussow格索第一次提出“油气差异l聚集原理”,油气藏形成的基本条件l一充足的油气来源一充足的油气来源l充足是指生成并提供工业数量的油气,对于一个盆地来说,取决于:l(1)生油岩的体积(2)有机质的丰度和类型l(3)有机质的成熟度和转化率(4)生油岩的排烃效率l二有利的生储盖组合二有利的生储盖组合l所谓有效是指生油层生成的油气能有效地向驱向储集层。这就要求:l(1)生油层与储集层接触面积大l(2)储层的孔隙连通性好l(3)盖层的排驱压力大l三有效的圈闭三有效的圈闭l有效性是指在具有油气来源的情况下,圈闭聚集油气的实际能
19、力。l(1)形成时间早l如我国西部酒泉盆地的老君庙背斜,形成于中生代,而油气运移是在上新世。(2)距油源区近l“近水楼台先得月”,否则,圈闭可能是空的、无效的。l四必要的保存条件四必要的保存条件l地壳的抬升、风化剥蚀l非封闭断层的切割l强烈的水动力冲刷油气藏的分类油气藏的分类一、油气藏分类的目的一、油气藏分类的目的l1、分析油气藏形成的控制因素,研究油气藏形成的条件和分布规律;l2、掌握不同类型油气藏的特点,选择合理的勘探开发方案。l二、油气藏分类方案二、油气藏分类方案l关于油气藏的分类,各国石油地质学家都作了大量的工作,提出了各种各样的分类方案。概括起来主要有下面七个方面:l1、圈闭形态分类
20、:层状块状透镜状5、圈闭成因、油气藏形态分类:l2、储集层岩类:砂岩碳酸盐岩变质岩6、圈闭成因分类:l3、储量及产量大小:巨型大型中型小型7、遮挡类型分类:l4、油气水性质:稀油稠油l这些分类方案各有特点,但多使用不便。在上述方案中,以圈闭成因分类方案为较好,因为圈闭是决定油气藏形成的基本条件。l三、油气藏分类的原则三、油气藏分类的原则l1、分分类类的的科科学学性性:分类方案必须充分反映圈闭的成因、油气藏形成的基本条件,反映各种不同类型油气藏之间的区别和联系。l2、分分类类的的实实用用性性:分类能有效的指导油气藏的勘探和开发工作,并且比较简单实用。这就要求分类必须简明易懂、避免繁琐、便于使用。
21、对油气藏应该是科学的划分,高度的概括。油气藏分类l四、按圈闭成因对油气藏的分类四、按圈闭成因对油气藏的分类l(一)构造油气藏:l1定义:l油气在以构造因素为主的圈闭中的聚集。构造圈闭是由于地壳运动使地层发生变形(褶皱)或变位(断裂)所形成l2类型:l(1)背斜油气藏(2)断层油气藏l(3)岩体刺穿油气藏(泥火山、盐体、岩浆)(4)裂缝性油气藏l(二)地层油气藏l1定义:l油气在以地层因素为主的圈闭中的聚集。l地层圈闭是指因储集层岩性横向变化或纵向沉积连续性中断而形成的圈闭。l2.类型l1.岩性油气藏2.不整合油气藏l(三三).其它岩类油气藏:其它岩类油气藏:(三个亚类)l1.水动力圈闭油气藏2
22、.成岩圈闭油气藏3.水溶气藏油气藏的分类 储层特征研究l一、一、储层研究的重要性储层研究的重要性l1储层研究是油藏描述的核心l2油层是油田开发的目标、对象l3油藏开发的成败主要取决于储层研究程度l二储层研究的内容二储层研究的内容l1岩石性质:岩石类型、矿物组成、粒度分选、胶结情况、粘土矿物含量等l2储层空间展布:砂层厚薄、平面展布、沉积微相特征l3储集空间特征:孔隙类型及分布、孔隙演化、孔隙结构特征、孔隙度与渗透率分布l4储层非均质性:微观非均质性、宏观非均质性l5储层地质模型l6储层评价储层特征研究l三储层研究的级次三储层研究的级次l1孔隙规模的描述:孔隙喉道分布,粘土基质,颗粒排列方向等l
23、2样品规模的描述:岩石结构,矿物学特征,岩石物性,岩石与流体的相互作用特征l3单层规模的描述:粒度韵律性,高渗段位置,沉积构造的垂向演变,夹层,微裂缝,渗透率非均质程度l4砂体规模的描述:砂体几何形态及各向连续性,连通性,孔隙度、渗透率的平面非均质性l5层系规模的描述:沉积旋回性,砂层钻遇层数,砂岩比,层间非均质性,高低渗透层的剖面配置,隔层情况,构造裂缝。l四、储层研究的基本方法四、储层研究的基本方法l1、地质分析方法:常规物性、压汞、铸体、电镜扫描等。l2、测井方法l3、三维地震l4、动态方法l5综合应用油藏描述的地质资料l一、钻井地质资料l一、岩屑录井资料l(一)、资料录取过程l1确定迟
24、到时间(计算、实测)la.计算:T=V环空/Q=(/4)(D2d2)H/Qlb实测:红砖块或白瓷碎片加入泥浆中l2捞砂样、清洗l3照荧光l4烘晒l5鉴别l6描述油藏描述的地质资料l(二二)、岩屑描述内容、岩屑描述内容l1、岩性(颜色、定名、含有物)l2、结构(粒度、分选、胶结物)l3、荧光(颜色、级别、产状)l4、含油程度(颜色、级别、含油岩性、百分含量、饱满程度)l5、化石(类型、属种、丰富程度、环境)l6、裂缝(次生矿物或成分含量、结晶程度)l7、孔洞(同上)油藏描述的地质资料l二、岩芯录井资料二、岩芯录井资料l(一)、取芯井段的确定l1、新探区,第一批井:发现良好油气显示应取心l2、详探
25、井:按设计取心l3、开发井:一般不取心,也有设计取心的l4、检查井:按设计取心l5、其它井:地质目的l(二)、岩芯录井过程lA、卡准深度位置lB、出筒整理lC、描述lD、归位校深油藏描述的地质资料l(三三)、岩芯描述内容、岩芯描述内容l1、收获率(井段、进尺、芯长、收获率)l2、岩性(颜色、定名、含有物、素描图)l3、结构(粒度、分选、胶结物)l4、构造(层理类型、层面特征)l5、裂缝(类型、宽度、长度、密度、填充程度、充填物成分、缝壁特征和层面关系、缝洞连通情况)l6、孔洞(类型、大小、密度、填充程度、连通情况)l7、接触关系l8、化石l9、层面倾角l10、荧光(颜色、级别、产状)l11、含
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