第一章石油地质与勘探.ppt
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1、第一章第一章 石油地质与勘探石油地质与勘探地壳石油的化学组成和物理性质油气生成与聚集油气藏与油气田我国的含油气盆地油气勘探第一章第一章 石油地质与勘探石油地质与勘探l一、地壳一、地壳 l1、地壳的组成、地壳的组成l地球自生成至今已有地球自生成至今已有4560亿年亿年,平均半径为平均半径为637lkm。l地球内部可分为地核、地幔和地壳三个同心排列的地球内部可分为地核、地幔和地壳三个同心排列的圈层。圈层。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332.72.9900151000地幔29003.325.6613680015002
2、000地核63719.711636000072000l特特点点:l层状层状结构结构。l密度密度、压力随、压力随深度深度增加增加。地球的构造l結構結構位置位置名称名称(方方式式1)成分成分状态状态厚度厚度1(Km)厚度厚度2(Km)名称名称(方式方式2)成分成分状态状态地表地表地心地心岩石岩石固态固态40100岩石岩石固态固态岩石岩石固态固态或或融熔融熔态态3000300岩石岩石融熔融熔态态2600金属金属融熔融熔态态30003000铁金属铁金属融熔融熔态态地壳地壳地幔地幔地核地核岩石圈岩石圈軟流圈軟流圈地幔地幔地核地核第一章第一章 石油地质与勘探石油地质与勘探l地壳厚度各处并不相等。最厚处达地
3、壳厚度各处并不相等。最厚处达70一一80 km,最薄处只有,最薄处只有56km,平均为,平均为33km。l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、变质岩和沉积岩火成岩、变质岩和沉积岩三大类。三大类。l(1)火成岩火成岩 又名岩浆岩,是高热的岩浆冷凝又名岩浆岩,是高热的岩浆冷凝后形成的岩石,呈块状,无层次,致密而后形成的岩石,呈块状,无层次,致密而坚硬,如花岗岩、玄武岩、正长石等。坚硬,如花岗岩、玄武岩、正长石等。第一章第一章 石油地质与勘探石油地质与勘探l (2)沉积岩沉积岩 由火成岩、变质岩和早期形成的沉积岩,由火成岩、变质岩和早期形成的沉积岩,经
4、风吹、雨打、温度变化、生物作用等被剥烛、粉碎、经风吹、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、冰川、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,经压实、固结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、裂缝和溶洞,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化石。并有各种古代动植物残骸遗迹形成的化石。第一章第一章 石油地质与勘探石油地质与勘探l (3)变质岩变质岩 由沉积岩或火成岩在地壳内部的物理由沉积岩或火成岩在地壳内部的物理化学因素
5、如高温、高压、岩浆的风化等影响下,改变了化学因素如高温、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,如石灰石变质原来的成分和结构,变质成为新的岩石,如石灰石变质为大理石等,称变质岩。为大理石等,称变质岩。岩石l三大三大岩种与岩种与成因成因名称名称成因成因例例备注备注_岩浆冷却岩浆冷却形成。形成。花岗岩 玄武岩结晶颗粒结晶颗粒_,_地壳地壳主要岩主要岩种种结晶颗粒结晶颗粒_,_地壳地壳主要岩主要岩种种_最常最常见见岩岩种种_沉積作用形成。沉積作用形成。砾岩、页岩、砂岩、石灰岩沉沉积积物物颗颗粒粒_沉沉积积物物颗颗粒粒_沉沉积积物物颗颗粒粒_生物遺骸或水中生物遺骸或水中碳酸
6、钙沉澱碳酸钙沉澱_最常見岩最常見岩种种_岩石因岩石因_被埋入地底受被埋入地底受_经经_变化变化(矿物种类矿物种类或或颗粒颗粒大小大小)形形成。成。大理石板岩由石灰岩由石灰岩变质变质火成岩火成岩沉沉积积岩岩变质变质岩岩物理高高温温高高压压地壳变动地壳变动粗粗细细大陆大陆海洋海洋最大最大中等中等最小最小地壳地壳地表地表岩石l三三大大岩岩种种图图样样第一章第一章 石油地质与勘探石油地质与勘探l石油和天然气生成在沉积岩中,绝大多数储藏在石油和天然气生成在沉积岩中,绝大多数储藏在它的它的孔隙、裂缝和溶洞孔隙、裂缝和溶洞里。里。l而在火成岩和变质岩中则很少有石油和天然气存而在火成岩和变质岩中则很少有石油和
7、天然气存在。在。l2沉积岩种类及特点沉积岩种类及特点l沉积岩可分为沉积岩可分为砂岩、泥岩、石灰岩砂岩、泥岩、石灰岩三种:三种:l(1)砂岩)砂岩 普通的砂粒被泥质或石灰质胶结成为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:砂岩。依颗粒直径不同可分为以下几种:第一章第一章 石油地质与勘探石油地质与勘探l 砂岩的特点:砂岩的特点:l 具有孔隙,可以储存油、气、水等流体。具有孔隙,可以储存油、气、水等流体。l 岩石孔隙体积与岩石总体积之比称岩石孔隙体积与岩石总体积之比称孔隙度孔隙度;l 由于岩石存在孔隙,在压力作用下能通过油、气、由于岩石存在孔隙,在压力作用下能通过油、气、水
8、,这种性质称为岩石的水,这种性质称为岩石的渗透性渗透性。l 砂岩砂岩(孔隙大孔隙大)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。第一章第一章 石油地质与勘探石油地质与勘探l(2)泥岩泥岩 普通的普通的颗粒直径小于颗粒直径小于0.01mm的泥土经的泥土经成岩作用而形成。成岩作用而形成。l呈块状的称呈块状的称泥岩泥岩。l泥岩呈薄片层状的称为泥岩呈薄片层状的称为页岩页岩。l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。第一章第一章 石油地质与勘探石油地质与勘探l(3)石灰岩石灰岩 石灰岩俗称石灰石,主要成分为碳酸石灰岩俗称石灰石,主要成分
9、为碳酸钙,呈块状,致密而坚硬。钙,呈块状,致密而坚硬。l由于地壳的运动作用和地下水的侵蚀,常有裂缝由于地壳的运动作用和地下水的侵蚀,常有裂缝和溶洞,石油和天然气即储存其中。和溶洞,石油和天然气即储存其中。第一章第一章 石油地质与勘探石油地质与勘探l3、地质构造、地质构造l 由于地壳发生升降、挤压褶皱及水平移动,使由于地壳发生升降、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,形成地壳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。的各种构造。(1)背斜构造背斜构造 是指岩是指岩层向上弯曲的褶曲,层向上弯曲的褶曲,其核部地层比外圈地其核部地层比外圈地层老。层老。第一章第一章 石油
10、地质与勘探石油地质与勘探l (2)向斜构造向斜构造 是指岩层向下弯曲的褶曲,其核是指岩层向下弯曲的褶曲,其核部地层比外圈地层新。部地层比外圈地层新。l(3)单斜构造单斜构造 岩层向单一方向倾斜。岩层向单一方向倾斜。l(4)断层断层 岩层由地壳运动而断裂,在断裂两侧的岩层由地壳运动而断裂,在断裂两侧的岩层发生了显著的相对位移,这种断裂称为断层。岩层发生了显著的相对位移,这种断裂称为断层。第一章第一章 石油地质与勘探石油地质与勘探l二、石油的化学组成和物理性质二、石油的化学组成和物理性质l石油是在地壳中所形成的石油是在地壳中所形成的液态可燃有机矿物液态可燃有机矿物,具,具有流动性,成分极为复杂。有
11、流动性,成分极为复杂。l1.石油的元素组成石油的元素组成l 石油主要由石油主要由碳、氢碳、氢两种元素组成:两种元素组成:l 碳碳约占约占80一一88;l 氢氢约占约占10一一14;l 氧、硫、氮氧、硫、氮约占约占0.3一一7。l 石油中若石油中若碳、氢碳、氢元素含量高,且元素含量高,且碳氢碳氢值低,值低,则油质好;若则油质好;若氧、硫、氮氧、硫、氮元素含量高,则油质相元素含量高,则油质相对较差。对较差。第一章第一章 石油地质与勘探石油地质与勘探l2石油的化合物组成石油的化合物组成l 石油中石油中碳、氢、氧、硫、氮碳、氢、氧、硫、氮等元素,一般都是等元素,一般都是以以化合物化合物形式存在。分为两
12、大类:形式存在。分为两大类:l 一类是烃一类是烃,即,即碳氢化合物碳氢化合物,是石油主要组成,是石油主要组成部分,约占部分,约占80以上。以上。l 另一类是含有氧、硫、氮的化合物另一类是含有氧、硫、氮的化合物,或称为,或称为非非烃化合物烃化合物。氧、硫、氯三种元素在石油中含量虽。氧、硫、氯三种元素在石油中含量虽然很少,但它们的化合物在石油中的含量然很少,但它们的化合物在石油中的含量(质量质量)有时可达有时可达30不利于石油的开采、炼制和加工。不利于石油的开采、炼制和加工。第一章第一章 石油地质与勘探石油地质与勘探l3石油的组分组成石油的组分组成l 根据石油成分根据石油成分被不同溶剂选择溶解及被
13、介质选被不同溶剂选择溶解及被介质选择吸附择吸附的特点,将石油的组成分成相近的组,称的特点,将石油的组成分成相近的组,称为为“组分组分”,每个组分内包含性质相似的一部分,每个组分内包含性质相似的一部分化合物。有以下组分:化合物。有以下组分:l(1)油质油质 油质为碳氢化合物组成的、淡色粘性液油质为碳氢化合物组成的、淡色粘性液体,是石油的主要组成部分。油质含量高,石油体,是石油的主要组成部分。油质含量高,石油质量相对较好。质量相对较好。l 油质中含有石蜡油质中含有石蜡,是一种,是一种熔点为熔点为3776的烷的烷烃,呈淡黄色或黄褐色。石蜡含量高时石油易凝烃,呈淡黄色或黄褐色。石蜡含量高时石油易凝固,
14、油井易结蜡,不利于开采。固,油井易结蜡,不利于开采。第一章第一章 石油地质与勘探石油地质与勘探l(2)胶质胶质 胶质主要成分是碳氢化合物,但氧、硫、胶质主要成分是碳氢化合物,但氧、硫、氮含量增多,一般为粘性或玻璃状的固体物质。氮含量增多,一般为粘性或玻璃状的固体物质。石油中胶质含量少,约为石油中胶质含量少,约为1,是渣油的主要成是渣油的主要成分。分。l(3)沥青质沥青质 沥青质比胶质含碳氢化合物更少,含沥青质比胶质含碳氢化合物更少,含氧、硫、氯化合物更多,为黑色固体物质。氧、硫、氯化合物更多,为黑色固体物质。l 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
15、化合物比较集中的部分。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。l(4)碳质碳质 碳质以碳元素状态存在于石油内,含量碳质以碳元素状态存在于石油内,含量很少,称残碳。很少,称残碳。第一章第一章 石油地质与勘探石油地质与勘探l4石油的物理性质石油的物理性质l 石油的物理性质包括石油的物理性质包括颜色、密度、粘度、凝固点、溶颜色、密度、粘度、凝固点、溶解性、荧光性解性、荧光性等。等。l(1)颜色颜色 石油一般石油一般呈棕色、褐色或黑色呈棕色、褐色或黑色,也有无色透明,也有无色透明的凝析油。胶质、沥青质含量愈高,颜色愈深。因此,的凝析油。胶质、沥青质含量愈高,颜色愈深。因
16、此,石油颜色越谈,质量越好。石油颜色越谈,质量越好。l(2)密度密度 标准条件下标准条件下(20,0.101MPa)每立方米原油每立方米原油质量质量原油密度,一般在原油密度,一般在0.79一一0.95gcm3。l(3)粘度粘度 地下采出的石油在提炼前称原油。地下采出的石油在提炼前称原油。l在地层条件下测得的原油粘度叫地层粘度,地层粘度大在地层条件下测得的原油粘度叫地层粘度,地层粘度大于于50 mPas、密度大于、密度大于0.92的原油称为稠油。的原油称为稠油。第一章第一章 石油地质与勘探石油地质与勘探l(4)凝固点凝固点 原油失去流动性的温度或开始凝固时的温度原油失去流动性的温度或开始凝固时的
17、温度称为凝固点,原油中含蜡少,重组分含量低者凝固点低,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。l(5)溶解性溶解性 石油难溶于水,但易溶于有机溶剂。石油可石油难溶于水,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,粘度小,利于开采。与天然气互溶,溶有天然气的石油,粘度小,利于开采。l(6)荧光性荧光性 石油在紫外线照射下会发出一种特殊的光亮,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。借助荧光分析可鉴定岩样中是否含称为石油的荧光性。借助荧光分析可鉴定岩样中是否含有石油。
18、有石油。l(7)导电性导电性 石油为非导电体,电阻率很高,这种特性成石油为非导电体,电阻率很高,这种特性成为电法测井划分油、气、水层的物理基础。为电法测井划分油、气、水层的物理基础。第一章第一章 石油地质与勘探石油地质与勘探l三、天然气的化学组成和物理性质三、天然气的化学组成和物理性质 l天然气也是在地壳中生成的一种可燃有机矿物,是天然气也是在地壳中生成的一种可燃有机矿物,是以气以气态碳氢化合物为主的可燃混合气体态碳氢化合物为主的可燃混合气体。通常所说的天然气。通常所说的天然气是指油田气和气田气。是指油田气和气田气。l1.天然气的化学组成天然气的化学组成l甲烷甲烷(CH4)、乙烷乙烷(C2H6
19、)、丙烷丙烷(C3H8)和和丁烷丁烷(C4H10),其中,其中甲烷含量可达甲烷含量可达80以上以上。此外还含有少量的二氧。此外还含有少量的二氧化碳化碳(CO2)、一氧化碳、一氧化碳(CO)、硫化氢、硫化氢(H2 S)及氮及氮(N2)、氧氧(02)、氢、氢(H2)。l天然气中,天然气中,乙烷以上的烃称为重烃乙烷以上的烃称为重烃,依重烃含量将天然,依重烃含量将天然气分为气分为干气干气和和湿气湿气两种。两种。l干气中甲烷含量干气中甲烷含量95,但含有,但含有5%10%以上乙烷、丙以上乙烷、丙烷、丁烷等重烃。烷、丁烷等重烃。湿气常与油共生,是油田或气田中的湿气常与油共生,是油田或气田中的气。气。第一章
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