地球物理测井.ppt
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1、第2章石油地质勘探石油地质勘探第2章 石油地质勘探2.1 2.1 石油的物化性质石油的物化性质2.2 2.2 油气生成与聚集油气生成与聚集2.3 2.3 油气藏与油气田油气藏与油气田2.4 2.4 我国的含油气盆地我国的含油气盆地2.5 2.5 油气勘探油气勘探2.1 石油的物化性质2.1.1 2.1.1 石油的化学组成石油的化学组成2.1.2 2.1.2 石油的物理性质石油的物理性质2.1.3 2.1.3 天然气的化学组成天然气的化学组成2.1.4 2.1.4 天然气的物理性质天然气的物理性质2.1 石油的物化性质2.1.1 2.1.1 石油的化学组成石油的化学组成1 1)石油的元素组成)石
2、油的元素组成 主要由主要由碳、氢碳、氢两种元素组成:两种元素组成:碳碳约占约占8080一一8888;氢氢约占约占1010一一1414;氧、硫、氮氧、硫、氮约占约占0.30.3一一7 7。石油中若石油中若碳、氢碳、氢元素含量元素含量高高,且,且碳碳氢值低氢值低,则油质,则油质好好;若;若氧、硫、氮氧、硫、氮元素含元素含量量高高,则油质相对较,则油质相对较差差。2.1 石油的物化性质2.1.1 2.1.1 石油的化学组成石油的化学组成2 2)石油的化合物组成)石油的化合物组成 烃类化合物烃类化合物(即碳氢化合物)是石油(即碳氢化合物)是石油主要成分,约占主要成分,约占8080以上。以上。含有含有氧
3、、硫、氮的化合物氧、硫、氮的化合物(非烃化(非烃化合物)有时可达合物)有时可达3030。不利于石油的开采、炼。不利于石油的开采、炼制和加工。制和加工。2.1 石油的物化性质2.1.1 2.1.1 石油的化学组成石油的化学组成3 3)石油的组分组成)石油的组分组成 根据石油成分被不同溶剂选择溶解及被介质选择根据石油成分被不同溶剂选择溶解及被介质选择吸附的特点,将石油的组成分成相近的组,称为吸附的特点,将石油的组成分成相近的组,称为“组组分分”,每个组分内包含性质相似的一部分化合物。,每个组分内包含性质相似的一部分化合物。i 油质油质ii 胶质胶质iii 沥青质沥青质iv 碳质碳质2.1 石油的物
4、化性质2.1.1 2.1.1 石油的化学组成石油的化学组成3 3)石油的组分组成)石油的组分组成i 油质油质 由碳氢化合物组成的淡色粘性液体(是由碳氢化合物组成的淡色粘性液体(是石油主要成分)石油主要成分)油质含量高,石油质量相对较好。油质含量高,石油质量相对较好。油质中含有油质中含有石蜡石蜡,是一种熔点为,是一种熔点为37377676的的烷烃,呈淡黄色或黄褐色。石蜡含量高时石油易烷烃,呈淡黄色或黄褐色。石蜡含量高时石油易凝固,油井易结蜡,不利于开采。凝固,油井易结蜡,不利于开采。2.1 石油的物化性质2.1.1 2.1.1 石油的化学组成石油的化学组成3 3)石油的组分组成)石油的组分组成
5、ii 胶质胶质 粘性或玻璃状的固体物质,主要粘性或玻璃状的固体物质,主要成分是碳氢化合物,但氧、硫、氮含量增多。成分是碳氢化合物,但氧、硫、氮含量增多。石油中胶质含量少,约为石油中胶质含量少,约为1 1,是渣油的,是渣油的主要成分。主要成分。2.1 石油的物化性质2.1.1 2.1.1 石油的化学组成石油的化学组成3 3)石油的组分组成)石油的组分组成 iii沥青质沥青质 黑色固体,沥青质比胶质含碳氢化黑色固体,沥青质比胶质含碳氢化合物更少,含氧、硫、氯化合物更多。合物更少,含氧、硫、氯化合物更多。胶质和沥青质称为石油的重分子组分,是非碳胶质和沥青质称为石油的重分子组分,是非碳氢化合物比较集中
6、的部分。含量高时,石油质量氢化合物比较集中的部分。含量高时,石油质量变差。变差。iv碳质碳质 碳质以碳元素状态存在于石油内,含碳质以碳元素状态存在于石油内,含量很少,称残碳。量很少,称残碳。2.1 石油的物化性质2.1.2 2.1.2 石油的物理性质石油的物理性质1 1)颜色)颜色 石油一般呈石油一般呈棕色、褐色棕色、褐色或或黑色黑色,也有无色,也有无色透明的凝析油。胶质、沥青质含量愈高,颜色愈深。透明的凝析油。胶质、沥青质含量愈高,颜色愈深。因此,石油颜色越谈,质量越好。因此,石油颜色越谈,质量越好。2)2)密度密度 标准条件下标准条件下(20,0.101MPa)每立方米原每立方米原油质量油
7、质量原油密度,一般在原油密度,一般在0.790.95 g/cm3。3)3)粘度粘度 地下采出的石油在提炼前称地下采出的石油在提炼前称原油原油。在地层条件下测得的原油粘度叫地层粘度,地层粘度在地层条件下测得的原油粘度叫地层粘度,地层粘度大于大于50 mPaS、密度大于、密度大于0.92的原油称为的原油称为稠油稠油。2.1 石油的物化性质2.1.2 2.1.2 石油的物理性质石油的物理性质4 4)凝固点)凝固点 原油失去流动性的温度或开始凝固原油失去流动性的温度或开始凝固时的温度称为凝固点,原油中含蜡少,重组分含时的温度称为凝固点,原油中含蜡少,重组分含量低者凝固点低,利于开采和集输。凝固点在量低
8、者凝固点低,利于开采和集输。凝固点在40以上的原油称为凝油。以上的原油称为凝油。5)5)溶解性溶解性 石油难溶于水,但易溶于有机溶剂。石油难溶于水,但易溶于有机溶剂。石油可与天然气互溶,溶有天然气的石油,粘度石油可与天然气互溶,溶有天然气的石油,粘度小,利于开采。小,利于开采。2.1 石油的物化性质2.1.2 2.1.2 石油的物理性质石油的物理性质6 6)荧光性)荧光性 石油在紫外线照射下会发出一石油在紫外线照射下会发出一种特殊的光亮,称为石油的荧光性。借助荧种特殊的光亮,称为石油的荧光性。借助荧光分析可鉴定岩样中是否含有石油。光分析可鉴定岩样中是否含有石油。7)7)导电性导电性 石油为非导
9、电体,电阻率很高,石油为非导电体,电阻率很高,这种特性成为电法测井划分油、气、水层的这种特性成为电法测井划分油、气、水层的物理基础。物理基础。2.1 石油的物化性质2.1.3 2.1.3 天然气的化学组成天然气的化学组成 通常所说的天然气是指油田气和气通常所说的天然气是指油田气和气田气。田气。天然气是在地壳中生成的一种可燃天然气是在地壳中生成的一种可燃有机矿物,是以气态碳氢化合物为主的有机矿物,是以气态碳氢化合物为主的可燃混合气体。可燃混合气体。2.1 石油的物化性质2.1.3 2.1.3 天然气的化学组成天然气的化学组成甲烷甲烷(CH4)、乙烷乙烷(C2H6)、丙烷丙烷(C3H8)和和丁烷丁
10、烷(C4H10)其中其中甲烷甲烷含量可达含量可达8080以上以上。此外还含有少。此外还含有少量的量的COCO2 2、COCO、H H2 2S)S)及及N N2 2)、0 02 2、H H2 2。天然气中,天然气中,乙烷乙烷以上的烃称为以上的烃称为重烃重烃,依重烃含量,依重烃含量将天然气分为将天然气分为干气干气和和湿气湿气两种。两种。干气干气中中甲烷甲烷含量含量9595,但含有,但含有5%5%10%10%以上以上乙烷、丙烷、丁烷等重烃。乙烷、丙烷、丁烷等重烃。湿气湿气常与油共生,是常与油共生,是油田或气田中的气。油田或气田中的气。2.1 石油的物化性质2.1.4 2.1.4 天然气的物理性质天然
11、气的物理性质 天然气无色,有汽油味,可燃。天然气物天然气无色,有汽油味,可燃。天然气物理性质指其理性质指其密度、粘度密度、粘度和和溶解性溶解性。1)1)密度密度 天然气密度为天然气密度为0.60.61.01.0g/mg/m3 3,湿气含,湿气含重烃多,密度大于干气。重烃多,密度大于干气。2)2)粘度粘度 天然气天然气00时的粘度为时的粘度为0.012mPaS0.012mPaS。3)3)溶解性溶解性 天然气溶于石油和水,且更容易天然气溶于石油和水,且更容易溶于石油。溶于石油。2.2 油气生成与聚集2.2.1 2.2.1 地壳地壳1 1)地球的构造)地球的构造特特点点:具具层状结构层状结构,密度密
12、度随随深度深度而增加而增加。2.2 油气生成与聚集2.2.1 2.2.1 地壳地壳1 1)地球的构造)地球的构造地球自生成至今已有地球自生成至今已有45456060亿年,平均半径为亿年,平均半径为637lkm637lkm。地球内部可分为地核、地幔和地壳三个。地球内部可分为地核、地幔和地壳三个同心排列的圈层,各圈层物理状况可参见下表:同心排列的圈层,各圈层物理状况可参见下表:圈层圈层深度深度(km)(km)密度密度(g/cm(g/cm3 3)压力压力(MPaMPa)温度温度()()地壳地壳332.72.9900151000地幔地幔29003.325.6613680015002000地核地核637
13、19.7116360000720002.2 油气生成与聚集1 1)地球的构造)地球的构造位置位置名称名称(方式方式1)1)成分成分状态状态厚度厚度1 1(k km)m)厚度厚度2 2(k km)m)名称名称(方式方式2)2)成分成分状态状态地表地表地心地心地壳地壳岩石岩石固态固态4040100100岩石圈岩石圈岩石岩石固态固态地幔地幔岩石岩石固态固态或或融熔融熔态态30003000300300软流圈软流圈岩石岩石融熔融熔态态26002600地幔地幔地核地核金属金属融熔融熔态态3000300030003000地核地核铁金属铁金属融熔融熔态态2.2 油气生成与聚集2.2.1 2.2.1 地壳地壳2
14、 2)地壳的组成)地壳的组成 地壳厚度各处并不相等。最厚处达地壳厚度各处并不相等。最厚处达707080 80 kmkm,最薄处只有,最薄处只有5 56km6km,平均为,平均为33km33km。地壳由岩石组成,岩石依成因的不同可分地壳由岩石组成,岩石依成因的不同可分为为火成岩、变质岩火成岩、变质岩和和沉积岩沉积岩三大类。三大类。2.2 油气生成与聚集2.2.2 2.2.2 岩石岩石1)1)火成岩火成岩 又名岩浆岩,是高热的岩浆冷凝后形又名岩浆岩,是高热的岩浆冷凝后形成的岩石,呈块状,无层次,致密而坚硬,成的岩石,呈块状,无层次,致密而坚硬,如花岗岩、玄武岩、正长石等。如花岗岩、玄武岩、正长石等
15、。2.2 油气生成与聚集2.2.2 2.2.2 岩石岩石2)2)沉积岩沉积岩 由火成岩、变质岩和早期形成的沉积岩,经风由火成岩、变质岩和早期形成的沉积岩,经风吹、雨打、温度变化、生物作用等被剥烛、粉碎、吹、雨打、温度变化、生物作用等被剥烛、粉碎、溶解形成碎屑物质及溶解物质,再经风力、水流、溶解形成碎屑物质及溶解物质,再经风力、水流、冰川、海洋搬运至低凹处沉积下来,越积越厚,经冰川、海洋搬运至低凹处沉积下来,越积越厚,经压实、固结而形成了沉积岩。沉积岩有层次、孔隙、压实、固结而形成了沉积岩。沉积岩有层次、孔隙、裂缝和溶洞,并有各种古代动植物残骸遗迹形成的裂缝和溶洞,并有各种古代动植物残骸遗迹形成
16、的化石。化石。2.2 油气生成与聚集2.2.2 2.2.2 岩石岩石3)3)变质岩变质岩 由沉积岩或火成岩在地壳内部的物理化学因由沉积岩或火成岩在地壳内部的物理化学因素如高温、高压、岩浆的风化等影响下,改变了素如高温、高压、岩浆的风化等影响下,改变了原来的成分和结构,变质成为新的岩石,如石灰原来的成分和结构,变质成为新的岩石,如石灰石变质为大理石等,称变质岩。石变质为大理石等,称变质岩。三大岩种与成因名称成因例备注火成岩火成岩岩浆冷却岩浆冷却形成形成花岗岩花岗岩 玄武岩玄武岩结晶颗粒结晶颗粒粗粗,大陆大陆地壳地壳主要岩主要岩种种结晶颗粒结晶颗粒细细,海洋海洋地壳地壳主要岩主要岩种种地壳地壳最常
17、最常见见岩岩种种沉积岩沉积岩沉沉积积作用形成作用形成砾岩、砾岩、砂岩、砂岩、页岩、页岩、石灰岩石灰岩沉沉积积物物颗颗粒粒最大最大沉沉积积物物颗颗粒粒中等中等沉沉积积物物颗颗粒粒最小最小生物生物遗遗骸或水中骸或水中碳酸钙沉淀碳酸钙沉淀地表地表最常最常见见岩岩种种变质岩变质岩岩石因岩石因地壳变动地壳变动被被深深埋受埋受高温高高温高压压经经物理物理变化变化(矿物种类矿物种类或或颗颗粒粒大小大小)形成形成大理石大理石板岩板岩由石灰岩由石灰岩变质变质2.2 油气生成与聚集2.2.2 2.2.2 岩石岩石三大岩种图样三大岩种图样 2.2 油气生成与聚集2.2.3 2.2.3 沉积岩沉积岩 石油和天然气生成
18、在沉积岩中,绝大多数储石油和天然气生成在沉积岩中,绝大多数储藏在它的孔隙、裂缝和溶洞里。藏在它的孔隙、裂缝和溶洞里。而在火成岩和变质岩中则很少有石油和天然而在火成岩和变质岩中则很少有石油和天然气存在。气存在。1)1)沉积岩种类及特点沉积岩种类及特点 沉积岩可分为沉积岩可分为砂岩砂岩、泥岩泥岩、石灰岩石灰岩三种三种2.2 油气生成与聚集2.2.3 2.2.3 沉积岩沉积岩2)2)砂岩砂岩 普通的砂粒被泥质或石灰质胶结成为砂岩。普通的砂粒被泥质或石灰质胶结成为砂岩。依颗粒直径不同可分为以下几种:依颗粒直径不同可分为以下几种:砂岩名称砂岩名称砾石砾石粗砂岩粗砂岩中砂岩中砂岩细砂岩细砂岩粉砂岩粉砂岩颗
19、粒直径颗粒直径(mm)10.510.250.50.10.250.010.12.2 油气生成与聚集2.2.3 2.2.3 沉积岩沉积岩2)2)砂岩砂岩 砂岩的特点:砂岩的特点:具有孔隙,可以储存油、气、水等流体。岩石具有孔隙,可以储存油、气、水等流体。岩石孔隙体积与岩石总体积之比称孔隙体积与岩石总体积之比称孔隙度孔隙度;由于岩石存在孔隙,在压力作用下能通过油、由于岩石存在孔隙,在压力作用下能通过油、气、水,这种性质称为岩石的气、水,这种性质称为岩石的渗透性渗透性。砂岩。砂岩(孔孔隙大隙大)和灰岩和灰岩(裂缝发育裂缝发育)都是渗透性好的岩石。都是渗透性好的岩石。2.2 油气生成与聚集2.2.3 2
20、.2.3 沉积岩沉积岩3)3)泥岩泥岩 泥岩的特点:泥岩的特点:普通的颗粒直径小于普通的颗粒直径小于0.01mm的泥土经成岩作的泥土经成岩作用而形成。用而形成。呈块状的称呈块状的称泥岩泥岩。呈薄片层状的称为呈薄片层状的称为页岩页岩。富含石油质的页岩称富含石油质的页岩称油页岩油页岩,可以提炼石油,可以提炼石油2.2 油气生成与聚集2.2.3 2.2.3 沉积岩沉积岩4)4)石灰岩石灰岩 石灰岩的特点:石灰岩的特点:石灰岩俗称石灰石,主要成分为碳酸钙,呈石灰岩俗称石灰石,主要成分为碳酸钙,呈块状,致密而坚硬。块状,致密而坚硬。由于地壳的运动作用和地下水的侵蚀,常有由于地壳的运动作用和地下水的侵蚀,
21、常有裂缝和溶洞,石油和天然气即储存其中。裂缝和溶洞,石油和天然气即储存其中。2.2 油气生成与聚集2.2.4 2.2.4 地质构造地质构造 由于地壳发生升降、挤压褶皱及水平移动,由于地壳发生升降、挤压褶皱及水平移动,使原来一层层平铺着的沉积岩发生变形,形成地使原来一层层平铺着的沉积岩发生变形,形成地壳的各种构造。壳的各种构造。1)1)背斜构造背斜构造 是指岩层是指岩层向上弯曲的褶曲,其核部向上弯曲的褶曲,其核部地层比外圈地层老。地层比外圈地层老。2.2 油气生成与聚集2.2.4 2.2.4 地质构造地质构造2)2)向斜构造向斜构造 是指岩层向下弯曲的褶曲,其核部地是指岩层向下弯曲的褶曲,其核部
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