钻井地质基础知识.ppt

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1、钻井地质基础知识钻井地质基础知识中原石油工程有限公司录井公司中原石油工程有限公司录井公司 C CO ON NT TE EN NT TS S一、地质年代及地层一、地质年代及地层二、岩石基础知识二、岩石基础知识三、构造基础知识三、构造基础知识四、石油地质基础知识四、石油地质基础知识钻井地质基础知识钻井地质基础知识 一、地质年代及地层一、地质年代及地层 地质，地质，即地壳的成分和结构。根据生物即地壳的成分和结构。根据生物的发展和地层形成的顺序，按地壳的发展的发展和地层形成的顺序，按地壳的发展历史划分的若干自然阶段，叫做历史划分的若干自然阶段，叫做地质年代地质年代。(一一)地质年代地质年代 地质年代单

2、位地质年代单位由宙、代、纪、世、期五由宙、代、纪、世、期五个级别和一个自由使用的时间单位个级别和一个自由使用的时间单位“时时”组成。组成。“宙宙”、“代代”、“纪纪”、“世世”是是 国国际性际性的时间单位，的时间单位，“期期”是是大区域性大区域性的时间单位，的时间单位，“时时”是是地方性地方性的时间单位。的时间单位。一、地质年代及地层一、地质年代及地层宙宙:是地质年代分期的第一级，分为隐生宙是地质年代分期的第一级，分为隐生宙（现已改称太古宙和元古宙）和显生宙。（现已改称太古宙和元古宙）和显生宙。代：代：是国际上通用的最大单位。一个代相当于是国际上通用的最大单位。一个代相当于形成一个界地层所经历

3、的时间。形成一个界地层所经历的时间。纪：纪：是国际上通用的第二年代单位。纪是代的是国际上通用的第二年代单位。纪是代的一部分，代表形成一个系的地层所经历的时间。一部分，代表形成一个系的地层所经历的时间。(一一)地质年代地质年代世：世：是国际上通用的第三年代单位，是国际地质年代表中最小的时间单位。是国际上通用的第三年代单位，是国际地质年代表中最小的时间单位。世是纪的一部分，相当于形成一个统的地层所经历的时间。世是纪的一部分，相当于形成一个统的地层所经历的时间。期：期：是全国性的或大区域性的地质年代单位。世分为期，期是世的一部分，是全国性的或大区域性的地质年代单位。世分为期，期是世的一部分，相当于形

4、成一个阶的地层所经历的时间。相当于形成一个阶的地层所经历的时间。(二二)地层地层 地球自形成以来经历了漫长的历史，至今已有地球自形成以来经历了漫长的历史，至今已有4040多亿年了。在它历多亿年了。在它历史发展的每一阶段，地球表面都有一套相应的地层形成。史发展的每一阶段，地球表面都有一套相应的地层形成。地层：地层：在一定地质时间内形成的岩层或岩石组合。在一定地质时间内形成的岩层或岩石组合。地层既是一个地层既是一个物质物质概念，同时也具有概念，同时也具有时间时间概念，是地壳发展历史的物概念，是地壳发展历史的物质记录。质记录。一、地质年代及地层一、地质年代及地层 (三三)年代地层单位年代地层单位 年

5、代地层单位年代地层单位指在特定的指在特定的时间间隔内形成的全部地层。时间间隔内形成的全部地层。目前国际上通用的地层四级目前国际上通用的地层四级单位是宇、界、系、统，此单位是宇、界、系、统，此外外全国性或大区域性全国性或大区域性的单位的单位是阶，以及是阶，以及地方性的小区域地方性的小区域的群、组、带等单位。的群、组、带等单位。一、地质年代及地层一、地质年代及地层 (三三)年代地层单位年代地层单位界：界：是国际上通用的是国际上通用的最大的最大的地层单位，相地层单位，相当于一个代时间内形成的地层。根据地壳当于一个代时间内形成的地层。根据地壳运动和同位素年龄资料把运动和同位素年龄资料把隐生宇隐生宇分为

6、分为太古太古界和元古界界和元古界两个界。根据生物演化把两个界。根据生物演化把显生显生宇宇划分为划分为古生界、中生界、新生界古生界、中生界、新生界。系：系：是国际上通用的是国际上通用的第二级第二级地层单位。系地层单位。系是界的一部分，相当于一个纪的时间内形是界的一部分，相当于一个纪的时间内形成的地层。成的地层。统：统：是国际上通用的是国际上通用的第三级第三级地层单位。统地层单位。统是系的一部分，相当于一个世的时间内形是系的一部分，相当于一个世的时间内形成的地层。成的地层。阶：阶：是是全国性和大区域性的全国性和大区域性的地层单位。相地层单位。相当于一个期的时间内形成的地层。当于一个期的时间内形成的

7、地层。一、地质年代及地层一、地质年代及地层 一、地质年代及地层一、地质年代及地层 地壳时时刻刻都在运动着。同一地区在某一时期可以是以上升运动为主，地壳时时刻刻都在运动着。同一地区在某一时期可以是以上升运动为主，形成高地，遭受风化剥蚀；另一时期可能是以下降运动为主，形成洼地，接受形成高地，遭受风化剥蚀；另一时期可能是以下降运动为主，形成洼地，接受沉积，这样就使得先后形成的地层之间具有不同的接触方式，即沉积，这样就使得先后形成的地层之间具有不同的接触方式，即地层接触关系地层接触关系。最基本的地层接触关系有最基本的地层接触关系有整合和不整合整合和不整合两种。不整合又分为两种。不整合又分为平行不整合平

8、行不整合和和角度角度不整合。不整合。一、地质年代及地层一、地质年代及地层(四四)地层的接触关系地层的接触关系 整合接触：整合接触：是指沉积物连续堆积，无沉积间断或无重大沉积间断，上下两是指沉积物连续堆积，无沉积间断或无重大沉积间断，上下两套地层产状完全一致，彼此平行或大致平行。其特点是岩性与生物演化连续、套地层产状完全一致，彼此平行或大致平行。其特点是岩性与生物演化连续、渐变，为沉积区持续稳定下降背景下的沉积。渐变，为沉积区持续稳定下降背景下的沉积。一、地质年代及地层一、地质年代及地层4.1 4.1 整合接触整合接触 平行不整合：平行不整合：先沉积的和后沉积的地层之间是平行叠置的，但并不连续，

9、先沉积的和后沉积的地层之间是平行叠置的，但并不连续，具有沉积间断，称为平行不整合。具有沉积间断，称为平行不整合。其特点是其特点是新老地层产状一致，沉积出现间断，新老地层产状一致，沉积出现间断，岩性和古生物演化突变。岩性和古生物演化突变。角度不整合：角度不整合：新老地层之间产状不是平行叠置的，而是成一定角度相接触，新老地层之间产状不是平行叠置的，而是成一定角度相接触，且具有沉积间断，称为角度不整合。且具有沉积间断，称为角度不整合。其特点是其特点是新老地层产状不一致，沉积出现新老地层产状不一致，沉积出现间断，岩性及生物演化突变。间断，岩性及生物演化突变。一、地质年代及地层一、地质年代及地层4.2

10、4.2 不整合接触不整合接触：沉积缺失，层序有间断、即部分地层无沉积或虽有沉积但却沉积缺失，层序有间断、即部分地层无沉积或虽有沉积但却被剥蚀。分为平行不整合和角度不整合两种类型。被剥蚀。分为平行不整合和角度不整合两种类型。一、地质年代及地层一、地质年代及地层平行不整合平行不整合角度不整合角度不整合交错层理交错层理 地层的地层的产状产状是指地层在地壳中的空间位置及其状态。在野外所见的地层有是指地层在地壳中的空间位置及其状态。在野外所见的地层有水平的、倾斜的、或直立的，这些都是它们的产状。水平的、倾斜的、或直立的，这些都是它们的产状。一、地质年代及地层一、地质年代及地层(五五)地层的产状要素地层的

11、产状要素1 1、地层的走向：、地层的走向：岩层面与水平面的交线叫走向线。岩层面与水平面的交线叫走向线。一个岩层面上可以有无数条不同高度、相互平行的一个岩层面上可以有无数条不同高度、相互平行的走向线走向线。走向线的方位角叫岩层的。走向线的方位角叫岩层的走向走向。它指出岩。它指出岩层在空间的水平延伸方向。层在空间的水平延伸方向。2 2、地层的倾向：、地层的倾向：沿岩层倾斜面向下所引的与走向沿岩层倾斜面向下所引的与走向线相垂直的直线，称线相垂直的直线，称真倾斜线真倾斜线，它在水平面上的投，它在水平面上的投影线称真倾向，简称影线称真倾向，简称倾向倾向。它指出岩层向深度的延。它指出岩层向深度的延伸方向。

12、倾向与走向的方位角，二者相差伸方向。倾向与走向的方位角，二者相差9090。3 3、地层的倾角：、地层的倾角：岩层的真倾斜线与其在水平面上岩层的真倾斜线与其在水平面上的投影线之问的夹角，叫岩层的的投影线之问的夹角，叫岩层的真倾角真倾角，简称岩层，简称岩层倾角。倾角指出岩层倾斜程度的大小。倾角。倾角指出岩层倾斜程度的大小。图图1-1 1-1 地层要素示意图地层要素示意图AB-AB-地层的走向线地层的走向线 OD-OD-地层的真倾斜线地层的真倾斜线ODOD-地层的倾向地层的倾向 -地层的倾角地层的倾角 在野外，岩层露头完整，地层倾角测量方在野外，岩层露头完整，地层倾角测量方便，可直接用地址罗盘等工具

13、丈量。但在井便，可直接用地址罗盘等工具丈量。但在井下数千米深的情况下，无法直接测量，且地下数千米深的情况下，无法直接测量，且地层层面多为曲面，倾角大小不一。因此，区层层面多为曲面，倾角大小不一。因此，区域上井下不同深度和层位的地层倾向和倾角域上井下不同深度和层位的地层倾向和倾角主要从地震剖面上，根据地震反射波的形态，主要从地震剖面上，根据地震反射波的形态，通过时深转换，计算得出，但精度不高。钻通过时深转换，计算得出，但精度不高。钻井完钻后，可进行井完钻后，可进行SHDTSHDT测井，较准确地测量测井，较准确地测量地层倾角，为后续井施工提供依据。地层倾角，为后续井施工提供依据。一、地质年代及地层

14、一、地质年代及地层(六六)地层倾角对地层厚度的影响及计算地层倾角对地层厚度的影响及计算 一、地质年代及地层一、地质年代及地层(六六)地层倾角对地层厚度的影响及计算地层倾角对地层厚度的影响及计算6.1 6.1 地层倾角对地层厚度计算的影响地层倾角对地层厚度计算的影响 在地层为水平状态时，计算出的铅直厚度在地层为水平状态时，计算出的铅直厚度即为地层的真实垂厚即为地层的真实垂厚。但地层具有一定倾角。但地层具有一定倾角时，未能考虑井眼轨迹与地层倾向、倾角之时，未能考虑井眼轨迹与地层倾向、倾角之间的关系，计算出的铅直垂就有可能大于或间的关系，计算出的铅直垂就有可能大于或小于地层的真实垂厚（见图小于地层的

15、真实垂厚（见图1-21-2）。）。当井眼轨迹与地层倾向相同时当井眼轨迹与地层倾向相同时，计算出的，计算出的地层铅直厚度大于地层真实垂厚；反之，则地层铅直厚度大于地层真实垂厚；反之，则小于地层真实垂厚。小于地层真实垂厚。因此，因此，在已知地层倾角时，在已知地层倾角时，计算地层真实计算地层真实厚度应在实测井斜数据中加上（倾向相同时）厚度应在实测井斜数据中加上（倾向相同时）或减去地层倾角（倾向相反时），或减去地层倾角（倾向相反时），即可得出即可得出地层真实厚度。地层真实厚度。图图1-2 1-2 定向井地层垂厚计算示意图定向井地层垂厚计算示意图 一、地质年代及地层一、地质年代及地层6.2 6.2 水平

16、井地层倾角计算方法水平井地层倾角计算方法a.a.利用预测垂直深度和实际垂深差来计算地层利用预测垂直深度和实际垂深差来计算地层倾角倾角如上图：如上图：地层倾角地层倾角 ArctanArctan（ADADABAB）/CD/CD），），其中其中ABAB是已知的，可由邻井资料或厚度分布是已知的，可由邻井资料或厚度分布图得出，图得出，ADAD是测量值。是测量值。ACAC两点的水平距离可两点的水平距离可由两点间距离公式求出。由两点间距离公式求出。b.b.利用电阻率曲线，计算地层倾角利用电阻率曲线，计算地层倾角 PD PD和和ATAT有不同的探测范围，在有不同的探测范围，在接近非目的层时会有不同的反映，接近

17、非目的层时会有不同的反映，利用探测范围的差别及电阻率利用探测范围的差别及电阻率PDPD和和ATAT相应的不同，即可定量计算目的相应的不同，即可定量计算目的层层面的倾角。层层面的倾角。一、地质年代及地层一、地质年代及地层6.6.2 2 水平井地层倾角计算方法水平井地层倾角计算方法c.c.利用上下自然伽玛计算地层倾角利用上下自然伽玛计算地层倾角 如上图：利用自然伽玛的如上图：利用自然伽玛的探测范围探测范围、伽玛探测器的伽玛探测器的水平位移水平位移，井眼倾角井眼倾角，就可计算出目的层倾角就可计算出目的层倾角d.d.当同一地层界面重复钻遇时当同一地层界面重复钻遇时 不同钻遇点不同钻遇点A A、B B的

18、垂深差、位的垂深差、位移差与地层界面组成的移差与地层界面组成的ABCABC，通，通过井斜数据计算出三角形的两个直过井斜数据计算出三角形的两个直角边角边垂深差垂深差h1h1和位移差和位移差h2h2，反正切，反正切计算出的计算出的，即为地层倾角，即为地层倾角。一、地质年代及地层一、地质年代及地层(六六)地层倾角对地层厚度的影响及计算地层倾角对地层厚度的影响及计算实例分析：实例分析：XX-XX-平平2 2井通过导眼钻探得知油层垂厚为井通过导眼钻探得知油层垂厚为1.5m1.5m，水平段钻进时采用，水平段钻进时采用8989井井斜钻穿目标层，进尺斜钻穿目标层，进尺18m18m。底界出层后，增斜钻进又从底界

19、入层（见下图）。第一。底界出层后，增斜钻进又从底界入层（见下图）。第一次进出层的井眼轨迹、油层垂厚与油层顶面组成次进出层的井眼轨迹、油层垂厚与油层顶面组成ABCABC（见图（见图1-71-7）。已知斜边）。已知斜边ABAB长长18m18m，一个直角边，一个直角边BCBC长长1.5m1.5m，使用反正弦可算出，使用反正弦可算出CABCAB为为4.84.8，地层倾角则等于，地层倾角则等于CABCAB减去井眼轨迹与水平线的夹角减去井眼轨迹与水平线的夹角1 1，即为，即为3.83.8。增斜后，钻头从底界入层，。增斜后，钻头从底界入层，则则B B、D D为同一界面的为同一界面的2 2个点，个点，2 2点

20、之间的垂深差为点之间的垂深差为7.64m7.64m，位移差为，位移差为119.69m119.69m，使用方，使用方法一计算出的地层倾角为法一计算出的地层倾角为3.73.7，两种方法计算出的结果基本一致。，两种方法计算出的结果基本一致。二、岩石基础知识二、岩石基础知识地壳地壳是由岩石组成的，所以又叫岩石圈。是由岩石组成的，所以又叫岩石圈。岩石岩石是由一种或几种矿物按一定规律组成的集合体。是由一种或几种矿物按一定规律组成的集合体。按照按照成因成因的不同，岩石可分为的不同，岩石可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。三大类。沉积岩沉积岩主要分布于地壳最表层，从地表到地下两公里范围内

21、，沉积岩约占主要分布于地壳最表层，从地表到地下两公里范围内，沉积岩约占75%75%；岩浆岩和变质岩岩浆岩和变质岩约占约占25%25%。从地表到深度。从地表到深度1515公里范围内，则沉积岩只占公里范围内，则沉积岩只占5%5%。石油主要是储存在沉积岩里。石油主要是储存在沉积岩里。(一一)岩石的概念及分类岩石的概念及分类 二、岩石基础知识二、岩石基础知识 1 1、岩浆岩的概念及分类。、岩浆岩的概念及分类。岩浆岩岩浆岩是地下深处的岩浆侵是地下深处的岩浆侵入地壳或喷出地表冷凝而成的入地壳或喷出地表冷凝而成的岩石。岩浆岩的种类很多，目岩石。岩浆岩的种类很多，目前已知有一千余种。岩浆岩分前已知有一千余种。

22、岩浆岩分类的主要根据一方面是岩石的类的主要根据一方面是岩石的化学成分、矿物成分，另一方化学成分、矿物成分，另一方面是岩石的产状、结构和构造面是岩石的产状、结构和构造（见右图）。（见右图）。按照岩石按照岩石形成的部位形成的部位分为分为深成岩、浅成岩和喷出岩深成岩、浅成岩和喷出岩。(二二)岩浆岩岩浆岩 二、岩石基础知识二、岩石基础知识 2 2、岩浆岩的一般特征。、岩浆岩的一般特征。岩浆岩既然是天然岩浆冷凝生成的，因此在矿物岩浆岩既然是天然岩浆冷凝生成的，因此在矿物成分、结构、构造、产状等方面必有别于变质岩和沉积岩。其主要特征如下成分、结构、构造、产状等方面必有别于变质岩和沉积岩。其主要特征如下:(

23、二二)岩浆岩岩浆岩(1)(1)岩浆岩大部分为岩浆岩大部分为块状的结晶岩石块状的结晶岩石，部，部分为玻璃质结构的岩石。分为玻璃质结构的岩石。(2)(2)岩浆岩中岩浆岩中具有特有的矿物和构造具有特有的矿物和构造，如，如霞石、白榴石、条纹长石、气孔构造和霞石、白榴石、条纹长石、气孔构造和杏仁构造等。杏仁构造等。(3)(3)岩浆岩体岩浆岩体无层理无层理，一般与围岩有明显，一般与围岩有明显的界线；围岩与岩浆岩接触处常见的界线；围岩与岩浆岩接触处常见热变热变质现象。质现象。(4)(4)岩浆岩体中常含有围岩的碎块即岩浆岩体中常含有围岩的碎块即“捕捕虏体虏体”。(5)(5)岩浆岩中岩浆岩中没有生物化石没有生物

24、化石。二、岩石基础知识二、岩石基础知识 3 3、主要的岩浆岩。、主要的岩浆岩。(1)(1)超基性岩类：橄榄岩、超基性岩类：橄榄岩、苦橄玢岩、金伯利岩苦橄玢岩、金伯利岩(2)(2)基性岩类：辉长岩、辉基性岩类：辉长岩、辉绿岩、玄武岩绿岩、玄武岩(3)(3)中性岩类：闪长岩、闪中性岩类：闪长岩、闪长玢岩、安山岩长玢岩、安山岩(4)(4)酸性岩类：花岗岩、花酸性岩类：花岗岩、花岗斑岩、流纹岩岗斑岩、流纹岩(二二)岩浆岩岩浆岩玄武岩玄武岩安山岩安山岩花岗岩花岗岩金伯利岩金伯利岩辉绿岩辉绿岩 二、岩石基础知识二、岩石基础知识 1 1、变质作用及变质岩的概念。、变质作用及变质岩的概念。随着地壳的不断演化，

25、地球上已形成的岩石随着地壳的不断演化，地球上已形成的岩石(岩浆岩、沉积岩、变质岩岩浆岩、沉积岩、变质岩)所处的地质环境（指温度、压力、化学活动性流体所处的地质环境（指温度、压力、化学活动性流体的影响及经历的时间）也在不断变化，为了适应新的地质环境，它们的矿物成的影响及经历的时间）也在不断变化，为了适应新的地质环境，它们的矿物成分、结构、构造通过物理分、结构、构造通过物理-化学条件也会发生改变。这种由地球内力作用促使化学条件也会发生改变。这种由地球内力作用促使矿物成分及结构构造变化的作用称为矿物成分及结构构造变化的作用称为变质作用变质作用。(三三)变质岩变质岩 由变质作用形成的岩石由变质作用形成

26、的岩石叫做叫做变质岩变质岩。变质岩可根。变质岩可根据原来岩石的类型划分为据原来岩石的类型划分为两大类：由岩浆岩变质形两大类：由岩浆岩变质形成的岩石称为成的岩石称为正变质岩正变质岩；由沉积岩变质形成的岩石由沉积岩变质形成的岩石称为称为副变质岩副变质岩。二、岩石基础知识二、岩石基础知识2 2、变质岩的分类。、变质岩的分类。根据变质作用根据变质作用的类型可将变质岩划分为以下五类：的类型可将变质岩划分为以下五类：(1)(1)动力变质岩类动力变质岩类。指由动力变质。指由动力变质作用形成的岩石。作用形成的岩石。(2)(2)区域变质岩类区域变质岩类。指由区域变质。指由区域变质作用形成的岩石。作用形成的岩石。

27、(3)(3)混合岩类。混合岩类。指由混合岩化作用指由混合岩化作用形成的岩石。形成的岩石。(4)(4)接触变质岩类。接触变质岩类。指由接触变质指由接触变质作用形成的岩石。作用形成的岩石。(5)(5)交代变质岩类。交代变质岩类。指由气指由气-液变质液变质作用形成的岩石。作用形成的岩石。(三三)变质岩变质岩构造角砾岩构造角砾岩千枚岩千枚岩片麻岩片麻岩蛇纹岩蛇纹岩 二、岩石基础知识二、岩石基础知识 沉积岩沉积岩是在地表或接近地表的条件下，由母岩是在地表或接近地表的条件下，由母岩(岩浆岩、变质岩和早期形岩浆岩、变质岩和早期形成的沉积岩成的沉积岩)风化剥蚀的产物经搬运、沉积和固结而成的岩石。风化剥蚀的产物

28、经搬运、沉积和固结而成的岩石。2.1.2.1.沉积岩的分类。沉积岩的分类。根据沉积岩形成作用分类如下：根据沉积岩形成作用分类如下：(四四)沉积岩沉积岩 二、岩石基础知识二、岩石基础知识 粘土岩主要由直径小于0.01mm的粘土矿物含量大于50组成的沉积岩。它的岩性特征主要由粘土矿物决定。粘土岩是分布最广的沉积岩，它约占沉积岩总量的60。粘土岩是最主要的生油岩，同时还可作为良好的盖层。2.2 2.2 粘土岩粘土岩 二、岩石基础知识二、岩石基础知识碎屑岩碎屑岩是由碎屑成分和填隙物成分（包括杂基和胶结物）是由碎屑成分和填隙物成分（包括杂基和胶结物）组成的岩石，组成的岩石，碎屑成分占碎屑成分占50%50

29、%以上。它是沉积岩中分布很广的岩石，是以上。它是沉积岩中分布很广的岩石，是主要储油岩石主要储油岩石之一。按照碎屑颗粒直径大小分类见下表之一。按照碎屑颗粒直径大小分类见下表2.3 2.3 碎屑岩碎屑岩名称名称砾岩砾岩粗砂岩粗砂岩中砂岩中砂岩细砂岩细砂岩粉砂岩粉砂岩泥岩泥岩颗粒直颗粒直径径mm11-0.50.5-0.250.25-0.10.1-0.010.01砾岩砾岩细砂岩细砂岩粉砂岩粉砂岩 二、岩石基础知识二、岩石基础知识 碳酸盐岩主要由碳酸盐岩主要由方解石及白云石方解石及白云石两种碳酸盐矿物组成。两种碳酸盐矿物组成。以方解石为主称为以方解石为主称为石灰岩石灰岩，以白云石为主称为，以白云石为主称

30、为白云岩白云岩。这就是碳酸盐岩的最基本。这就是碳酸盐岩的最基本类型。类型。在我国碳酸盐岩约占沉积岩总面积的在我国碳酸盐岩约占沉积岩总面积的5555，尤其是在西南区，尤其是在西南区(滇、黔、川、湘、滇、黔、川、湘、桂、鄂桂、鄂)等分布更广。碳酸盐岩是重要的生油岩和储油岩。从世界范围来说，碳酸盐等分布更广。碳酸盐岩是重要的生油岩和储油岩。从世界范围来说，碳酸盐岩油田的储量约占世界总储量的岩油田的储量约占世界总储量的5757，而产量约占世界总产量的，而产量约占世界总产量的6060。2.4 2.4 碳酸盐岩碳酸盐岩 三、构造基础知识三、构造基础知识 在油气田勘探和开发的实践中，常常发现沉积岩已经不是水

31、平的，而是改变了它在油气田勘探和开发的实践中，常常发现沉积岩已经不是水平的，而是改变了它的原始产状，成为各种不同的构造形态，有的倾斜、有的弯曲、有的甚至被断开。我的原始产状，成为各种不同的构造形态，有的倾斜、有的弯曲、有的甚至被断开。我们把由于地壳运动，使岩石发生永久形变，改变其原始产状，形成的褶皱、断裂、劈们把由于地壳运动，使岩石发生永久形变，改变其原始产状，形成的褶皱、断裂、劈理等，统称为理等，统称为地质构造地质构造。石油和天然气勘探开发的实践证明，地质构造是油气运移、。石油和天然气勘探开发的实践证明，地质构造是油气运移、聚集和保存的基本地质条件之一。聚集和保存的基本地质条件之一。(一一)

32、地质构造的概念地质构造的概念 三、构造基础知识三、构造基础知识 褶皱的概念及分类。褶皱的概念及分类。褶皱构造是指岩层受力变形产生的一系列连续的弯曲。岩层褶皱构造是指岩层受力变形产生的一系列连续的弯曲。岩层的连续性完整性没有遭到破坏，它是岩层在地壳运动中产生地应力的作用下，塑性变的连续性完整性没有遭到破坏，它是岩层在地壳运动中产生地应力的作用下，塑性变形的结果。褶皱中的每一个独立的弯曲叫形的结果。褶皱中的每一个独立的弯曲叫褶曲褶曲。褶曲分为。褶曲分为背斜褶曲和向斜褶曲背斜褶曲和向斜褶曲两种基两种基本类型本类型(二二)褶皱构造褶皱构造 背斜褶曲背斜褶曲(简称简称背斜背斜)的的特点是：岩层向上弯曲，

33、特点是：岩层向上弯曲，核心部分岩层时代较老，核心部分岩层时代较老，两翼地层时代较新；一般两翼地层时代较新；一般情况下两翼岩层的倾向相情况下两翼岩层的倾向相背朝外。向斜褶曲背朝外。向斜褶曲(简称简称向斜向斜)的特点是：岩层向的特点是：岩层向下弯曲。核心部分岩层时下弯曲。核心部分岩层时代较新，两翼地层时代较代较新，两翼地层时代较老；一般情况下两翼岩层老；一般情况下两翼岩层倾向相向朝内。倾向相向朝内。三、构造基础知识三、构造基础知识 1 1、裂缝的概念。、裂缝的概念。地壳中的岩层受力后而发生形变，除了发生褶皱变动外，当岩石地壳中的岩层受力后而发生形变，除了发生褶皱变动外，当岩石所受的力超过了岩石本身

34、的抗压强度时，岩层的连续性和完整性受到破坏而发生断裂，所受的力超过了岩石本身的抗压强度时，岩层的连续性和完整性受到破坏而发生断裂，形成断裂构造。根据岩层遭受破坏以后，形成断裂构造。根据岩层遭受破坏以后，断裂构造两侧岩层沿着断裂面有无明显的相断裂构造两侧岩层沿着断裂面有无明显的相对位移，可将断裂构造分为对位移，可将断裂构造分为裂缝和断层裂缝和断层两种基本类型两种基本类型。裂缝是指岩层中的一种破裂，。裂缝是指岩层中的一种破裂，破裂面两侧的岩块没有发生显著的相对位移。破裂面两侧的岩块没有发生显著的相对位移。2 2、裂缝的分类。、裂缝的分类。按照裂缝的力学成因分为张裂缝和剪裂缝两种。按照裂缝的力学成因

35、分为张裂缝和剪裂缝两种。张裂缝：张裂缝：在张应力作用下形成的裂缝叫张裂缝。张裂缝总是稍微张开的，裂缝面粗糙在张应力作用下形成的裂缝叫张裂缝。张裂缝总是稍微张开的，裂缝面粗糙不平，常呈锯齿状（见下图左）。不平，常呈锯齿状（见下图左）。剪裂缝：剪裂缝：岩层在剪应力作用下所形成的裂缝叫剪裂缝。剪裂缝产状较稳定，延伸较远。岩层在剪应力作用下所形成的裂缝叫剪裂缝。剪裂缝产状较稳定，延伸较远。裂缝面紧闭，平直光滑，常有错动的痕迹和擦痕等（见下图右）。裂缝面紧闭，平直光滑，常有错动的痕迹和擦痕等（见下图右）。(三三)裂缝裂缝 三、构造基础知识三、构造基础知识 岩层受力破裂后，破裂面两侧岩块发生了显著的位移，

36、这种断裂构造叫岩层受力破裂后，破裂面两侧岩块发生了显著的位移，这种断裂构造叫断层断层。断层直接影响油气的运移和聚集，油气藏的形成和破坏，极大地增加石油勘探和断层直接影响油气的运移和聚集，油气藏的形成和破坏，极大地增加石油勘探和油田开发工作的复杂性。油田开发工作的复杂性。(四四)断层断层 1 1、断层要素。断层要素。断层构造的基本组断层构造的基本组成部分叫断层要素。成部分叫断层要素。断层面：断层面：指断层两侧的岩块沿它滑动指断层两侧的岩块沿它滑动的破裂面。的破裂面。断层线：断层线：指断层面与地面的交线。即指断层面与地面的交线。即断层面在地面的出露线。断层面在地面的出露线。断盘：断盘：指断层两侧的

37、岩块。如果断层指断层两侧的岩块。如果断层面是倾斜的，位于断层面以上的断盘面是倾斜的，位于断层面以上的断盘叫上盘，位于断层面下面的断盘叫下叫上盘，位于断层面下面的断盘叫下盘。盘。断距：断距：指断层面两侧岩块相对移动的指断层面两侧岩块相对移动的距离。距离。三、构造基础知识三、构造基础知识 1 1）在垂直于被错断地层走向的剖面上。）在垂直于被错断地层走向的剖面上。断距断距地层断距：断层两盘被错断的相当层间的垂直距离地层断距：断层两盘被错断的相当层间的垂直距离（hoho）。）。铅直地层断距铅直地层断距：相当层间的铅直距离（：相当层间的铅直距离（hghg）。）。水平地层断距水平地层断距：相当层间的水平距

38、离（：相当层间的水平距离（hfhf）。）。2 2）在垂直于断层走向的剖面上。）在垂直于断层走向的剖面上。视地层断距：视地层断距：断层两盘被错断的相当层间的垂直距断层两盘被错断的相当层间的垂直距离（离（hoho）。）。视铅直地层断距：视铅直地层断距：相当层间的铅直距离（相当层间的铅直距离（hghg）。）。视水平地层断距：视水平地层断距：相当层间的水平距离（相当层间的水平距离（hfhf）。）。断层走向断层走向 平行于地层走向：断距平行于地层走向：断距=视断距视断距 不平行时：视断距不平行时：视断距 断距断距 三、构造基础知识三、构造基础知识 正断层：正断层：上盘相对下降，下盘相对上升的断上盘相对下

39、降，下盘相对上升的断层称为正断层。主要是由于张应力和重力作用形层称为正断层。主要是由于张应力和重力作用形成的成的 。2 2、断层的分类、断层的分类 逆断层：逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降的断上盘相对上升，下盘相对下降的断层叫逆断层。逆断层主要是由于水平方向的挤层叫逆断层。逆断层主要是由于水平方向的挤压作用形成的压作用形成的 。平移断层：平移断层：断层两盘沿断层面走向相对错动断层两盘沿断层面走向相对错动的断层叫平移断层。断层面近于直立，断层线的断层叫平移断层。断层面近于直立，断层线较平直。主要是水平剪切作用形成的较平直。主要是水平剪切作用形成的 。扭转断层：扭转断层：断层以垂直断层面的直线为

40、旋转断层以垂直断层面的直线为旋转轴做旋转运动的断层叫扭转断层。在扭转轴两轴做旋转运动的断层叫扭转断层。在扭转轴两边，边，一边为正断层，另一边为逆断层。同一条一边为正断层，另一边为逆断层。同一条断层在不同的地段其断距是不等的断层在不同的地段其断距是不等的 。三、构造基础知识三、构造基础知识 钻井过程中，如果井型为直井或定向井的井眼轨迹与断层面倾向相反时，钻遇正钻井过程中，如果井型为直井或定向井的井眼轨迹与断层面倾向相反时，钻遇正断层，地层层序出现缺失；钻遇逆断层，地层层序出现重复断层，地层层序出现缺失；钻遇逆断层，地层层序出现重复3 3、断层效应、断层效应 当定向井的井眼轨迹与断层面倾向相同，当

41、定向井的井眼轨迹与断层面倾向相同，但井眼轨迹的倾角小于断层面倾角时，钻遇但井眼轨迹的倾角小于断层面倾角时，钻遇正断层，地层层序出现重复；钻遇逆断层，正断层，地层层序出现重复；钻遇逆断层，地层层序出现缺失地层层序出现缺失.四、石油地质基础知识四、石油地质基础知识 石油是以液态形式存在于地石油是以液态形式存在于地下岩石孔隙中的可燃有机矿产。下岩石孔隙中的可燃有机矿产。在地下油气藏中的石油无论在成在地下油气藏中的石油无论在成分上和相态上都是极其复杂的混分上和相态上都是极其复杂的混合物。合物。在成分在成分上以烃类为主，含上以烃类为主，含有数量不等的非烃化合物及多种有数量不等的非烃化合物及多种微量元素；

42、微量元素；在相态上在相态上以液态为主，以液态为主，溶有大量的烃类气体及少量非烃溶有大量的烃类气体及少量非烃类气体，并溶有数量不等的烃类类气体，并溶有数量不等的烃类和非烃类的固态物质。和非烃类的固态物质。(一一)石油的概念及组成石油的概念及组成 四、石油地质基础知识四、石油地质基础知识(一一)石油的概念及组成石油的概念及组成 1 1、石油的元素组成。、石油的元素组成。石油没有确定的化学成分，因而也就没有确定的元素组成。但石油没有确定的化学成分，因而也就没有确定的元素组成。但它的元素组成局限在一定范围之内。据统计，石油的平均元素组成为它的元素组成局限在一定范围之内。据统计，石油的平均元素组成为:碳

43、碳84.5%84.5%、氢、氢13.0%13.0%、硫、硫1.5%1.5%、氮、氮0.5%0.5%、氧、氧0.5%0.5%。碳、氢两元素在石油中占绝对优势，一般在。碳、氢两元素在石油中占绝对优势，一般在95%-95%-99%99%，平均为，平均为97.5%97.5%。2 2、石油的的化合物组成。、石油的的化合物组成。按其化合物元素的成分按其化合物元素的成分可分为两大类：一类为碳和氢元素形成的化合物，可分为两大类：一类为碳和氢元素形成的化合物，叫碳氢化合物（烃），在石油中占叫碳氢化合物（烃），在石油中占80%80%以上；另一以上；另一类为含氧、硫、氮的化合物，称为非碳氢化合物类为含氧、硫、氮的化

44、合物，称为非碳氢化合物（非烃），在石油中一般含量为（非烃），在石油中一般含量为10%20%10%20%，为石，为石油的杂质部分。油的杂质部分。3 3、石油的组分、石油的组分。石油的组分是指组成石油的物。石油的组分是指组成石油的物质成分。根据石油中不同化合物对不同溶剂及吸质成分。根据石油中不同化合物对不同溶剂及吸附等表现出来的不同特点，利用不同的方法将石附等表现出来的不同特点，利用不同的方法将石油组成分成性质相近的油组成分成性质相近的“组组”。每一组分内包含。每一组分内包含性质相似的一部分化合物，一般分为油质、胶质、性质相似的一部分化合物，一般分为油质、胶质、沥青质、炭质共四组。沥青质、炭质共四

45、组。四、石油地质基础知识四、石油地质基础知识(二二)油气生成的物质基础及条件油气生成的物质基础及条件 根据油气有机成因理论，石油和天然气来源于有机物质。晚期成因学说认为，根据油气有机成因理论，石油和天然气来源于有机物质。晚期成因学说认为，生成油气的原始物质是沉积岩中的那些不溶于有机溶剂的分散有机质生成油气的原始物质是沉积岩中的那些不溶于有机溶剂的分散有机质-干酪根干酪根，而干酪根是原始有机质在成岩作用阶段经过而干酪根是原始有机质在成岩作用阶段经过生物化学作用和缩聚作用生物化学作用和缩聚作用形成的。形成的。干酪根的成分十分复杂，由于不同干酪根的来源和经历千差万别，其成分也干酪根的成分十分复杂，由

46、于不同干酪根的来源和经历千差万别，其成分也不相同。国内外研究表明，干酪根是一种相对分子质量高的聚合物，没有固定的不相同。国内外研究表明，干酪根是一种相对分子质量高的聚合物，没有固定的化学成分，主要由化学成分，主要由C C、H H、O O和少量和少量S S、N N组成。在结构上主要由具有芳香结构的组成。在结构上主要由具有芳香结构的核和具有脂肪族链状结构的支链组成，研究表明，干酪根生成油气的过程，实际核和具有脂肪族链状结构的支链组成，研究表明，干酪根生成油气的过程，实际上就是干酪根核上连接着的化学键发生断裂使支链从核上脱落的过程。上就是干酪根核上连接着的化学键发生断裂使支链从核上脱落的过程。四、石

47、油地质基础知识四、石油地质基础知识(二二)油气生成的物质基础及条件油气生成的物质基础及条件 近年来，世界各国的油气勘探经验和许多学者的重要研究成果证明，温度和时间是在近年来，世界各国的油气勘探经验和许多学者的重要研究成果证明，温度和时间是在油气生成全过程中至关重要的一对因素，其他因素如细菌、催化剂、放射性物质等也有一油气生成全过程中至关重要的一对因素，其他因素如细菌、催化剂、放射性物质等也有一定的影响。定的影响。在地层内石油之所以能够生成，必须具备在地层内石油之所以能够生成，必须具备两个条件两个条件：一是一是必须具有丰富的有机物质，必须具有丰富的有机物质，二是二是必须有使有机物质向石油转化的还

48、原环境。大量的实践证明，只有丰富的有机物质，必须有使有机物质向石油转化的还原环境。大量的实践证明，只有丰富的有机物质，而无向石油转化的环境，石油就不能形成。反之，虽然有良好的向石油转化的环境，而无而无向石油转化的环境，石油就不能形成。反之，虽然有良好的向石油转化的环境，而无丰富的有机物质，同样石油也不能形成。所以上述两个条件是缺一不可的，任缺其一，石丰富的有机物质，同样石油也不能形成。所以上述两个条件是缺一不可的，任缺其一，石油都无法生成。至于生成石油量的多少，则与两个条件的好坏以及两者之间有效配合密切油都无法生成。至于生成石油量的多少，则与两个条件的好坏以及两者之间有效配合密切相关。相关。四

49、、石油地质基础知识四、石油地质基础知识 烃源岩是指富含有机质、在地质历史过程中生成并排出了或者正在生成和排出石油和天然气烃源岩是指富含有机质、在地质历史过程中生成并排出了或者正在生成和排出石油和天然气的岩石。由烃源岩组成的地层称为烃源层或生油层。的岩石。由烃源岩组成的地层称为烃源层或生油层。(三三)生油层（烃源岩）的岩性特征生油层（烃源岩）的岩性特征 按生油层的岩性特征，按生油层的岩性特征，一般是粒细、色暗、富含有机质和微体生物化石的岩石，其中常含原一般是粒细、色暗、富含有机质和微体生物化石的岩石，其中常含原生分散状黄铁矿和游离沥青质。常见的烃源岩可分为粘土岩类、碳酸盐岩类和煤系烃源岩。生分散

50、状黄铁矿和游离沥青质。常见的烃源岩可分为粘土岩类、碳酸盐岩类和煤系烃源岩。1 1、粘土岩类烃源岩。、粘土岩类烃源岩。以泥岩、页岩为主，其次为砂质泥岩及粉砂质泥岩等。这些岩石一般是以泥岩、页岩为主，其次为砂质泥岩及粉砂质泥岩等。这些岩石一般是在浅海、海湾、泻湖、内陆湖深水湖泊等较为安静的环境中形成的。这样的沉积环境有利于生在浅海、海湾、泻湖、内陆湖深水湖泊等较为安静的环境中形成的。这样的沉积环境有利于生物的大量繁殖，也有利于有机物质的保存和向石油转化。物的大量繁殖，也有利于有机物质的保存和向石油转化。四、石油地质基础知识四、石油地质基础知识 2 2、碳酸盐岩类烃源岩。、碳酸盐岩类烃源岩。包括包括