采油地质基础知识第一部分

1、 第一节第一节 石油和天然石油和天然气基础知识气基础知识 一、石油的基础知识一、石油的基础知识 （一）石油的组成（二）石油的物理性质二、天然气基础知识二、天然气基础知识（一）天然气的组成和分类（二）天然气的物理性质 三、油田水三、油田水 （一）油田水的化学成分（二）油田水的产状（三）油田水的物理性质（四）油田水的类型四、石油天然气的生成、四、石油天然气的生成、运移及储集知识运移及储集知识（一）油气的生成（二）油气运移 （三）生油层、储集层及其特征1、元素组成2、烃类组成 3、组分组成4、馏分组成 主要由碳、氢及少量氧、硫、氮等元素组成。碳的含量80-88，氢10-14，碳、氢的总和大于95，碳

2、、氢比介于5.9-8.5之间。碳、氢两种元素在石油中组成各种复杂的碳氢化合物，即烃类存在，是石油组成的总体。氧、硫、氮等元素，总量一般不超过1，个别可达到5-7。 微量元素30余种，以钒、镍为主，约占微量元素的50-70。 元素组成元素组成 凡是仅由碳、氢两种元素组成凡是仅由碳、氢两种元素组成的化合物，称为碳氢化合物，简的化合物，称为碳氢化合物，简称称“烃烃”，石油主要由三类烃类，石油主要由三类烃类组成，烷烃、环烷烃、芳香烃。组成，烷烃、环烷烃、芳香烃。 烃类组成烃类组成组分组成组分组成 利用石油中化合物的不同组分对有机溶剂和吸附剂具有选择性溶解和吸附的特性，将石油分成若干部分，每一部分就是一

3、个组分。（1 1）油质：）油质：石油的主要组分，含量约65-100，由烃类（几乎全部为碳氢化合物）组成的淡色油脂状液体，荧光反应为浅蓝色，可溶于石油醚而不被硅胶吸附，主要是饱和烃和一部分低分子芳香烃。油质含量的高低是评价石油质量好坏的重要标志。含量越高，质量越好。（2 2）胶质：）胶质：粘稠状的液体或半固体，颜色为浅黄褐色。密度1-1.07g/m3，可溶于石油醚、笨、三氯甲烷、四氯化碳等有机溶剂，可被硅胶吸附，荧光反映为淡黄色，多为环烷烃和芳香烃类组成。平均分子量比油质大。由于石油的蒸发和氧化，致使其中的胶质含量增加，轻质石油中的胶质含量一般不超过4-5，重质石油中可达20以上。石油呈褐色或黑

4、褐色的原因之一，就是因为胶质存在。（3 3）沥青质：）沥青质：为暗褐色或黑色脆性的固体物质，温度高于300度时则分解成气体和焦炭。组成元素与胶质基本相同。只是碳氢化合物减少了，而氧硫氮的化合物多了，密度大于1 g/m3，高分子化合物含量增加，具有较大的分子量。不溶于石油醚及酒精、汽油，而溶于苯、三氯甲烷、二硫化碳、氯仿等有机溶剂，可被硅胶吸附，荧光反映为深黄褐色，在石油中沥青质含量很少，一般小于1，个别情况可达3-3.5。（4 4）碳质：）碳质：黑色固体物质，石油中的非烃化合物，不具荧光，不溶于有机溶剂，也不被硅胶吸附，在石油中含量很少或无。是不含双键或三键的烃烃。由于碳原子是四价的，氢原子是

5、一价的，如果碳原子除了用一个键互相连接，其他的键都被氢原子占满，叫做饱和烃，饱和烃叫做“烷”，就是“完”全的意思，各键完全被氢原子占据。 石油在升温过程中，当增加到一定温度时，石油中的某些组分就由液体变为气体而蒸馏出来，这种在一定温度下蒸馏出来的组分称为馏分。随温度不同，馏分的产物也有所不同。石油组分是衡量石油品质的标志之一，质量好的石油含油质高。胶质和沥青质的存在增加了石油的结蜡性，并使石油产品的颜色加深，对石油的炼制是不利的。 馏分组成馏分组成温度产品95以下轻汽油40-180航空汽油250汽车汽油120-240重汽油200-315煤油270-300润滑油190-350柴油350柏油一、石

6、油的基础知识一、石油的基础知识 （一）石油的组成（二）石油的物理性质二、天然气基础知识二、天然气基础知识（一）天然气的组成和分类（二）天然气的物理性质 三、油田水三、油田水 （一）油田水的化学成分（二）油田水的产状（三）油田水的物理性质（四）油田水的类型四、石油天然气的生成、四、石油天然气的生成、运移及储集知识运移及储集知识（一）油气的生成（二）油气运移 （三）生油层、储集层及其特征1 1、地面条件下、地面条件下2 2、地层条件下、地层条件下 ：变化范围很广，从暗色到浅色都有。与胶质、沥青质含量有关，含量越高，颜色越深。一般轻质油的颜色微带黄橙色，且又透明；重质油多呈黑色。：较轻质的石油带有芳

7、香味，而浓黑的石油多带柏油味，含硫氮化合物的石油有一股臭鸡蛋味。：是在0.101Mpa的压力条件下，20 的石油的质量与4 下纯水质量之比值，为无因次量。一般介于0.75-0.98之间。我国多介于0.82-0.92之间。通常相对密度大于0.9的石油称为重质石油，小于0.9的称为轻质石油。大小取决于石油的化学成份，含烃类多的相对密度小，含胶质和沥青质多的相对密度大。 地面条件下地面条件下物理性质物理性质1 12 23 3地面条件下地面条件下物理性质物理性质：是对流体流动性能的量度。石油分子发生相对位移时所受到的阻力或内摩擦力称为粘度。一般与石油的化学组成、温度、压力及溶解气量等有关。低分子量的烷

8、烃、环烷烃含量多，粘度就低；高分子化合物含量高，则石油粘度高；石油粘度随温度升高而降低，随压力加大而增高；石油中溶解气量增加使粘度降低。所以轻质石油粘度比重质石油粘度低，地层中石油粘度比处于地面条件下的低。粘度这个参数对于了解油、气运移，油井动态分析，石油开采储运都有重要的参考价值。 ：石油在纯水中的溶解度很低。石油在水中的溶解度在温度、压力升高时会增大，当水中无机组分含量增加时，烃类的溶解度则降低。石油易溶于有机溶剂。可根据石油溶解性简易鉴定岩石中有无微量的石油存在。4 45 5地面条件下地面条件下物理性质物理性质 导电性导电性：具有极高的电阻率，是一种非导体。如岩石孔隙中存在石油，则其中所

9、含矿化水就少，所以含油岩石的电阻率比仅含水的岩石电阻率高。 荧光性荧光性：石油在紫外光照射下产生荧光，这种特性称为石油的荧光性。石油发光现象取决于其化学结构。石油中的多环芳烃及非烃能引起发光，饱和烃则不发光。轻质油的荧光为浅蓝色，含胶质较多的石油呈绿色或黄色荧光，含沥青较多的石油或沥青质则为褐色荧光。石油溶于有机溶剂发光颜色不受溶剂性质影响，而发光强度随石油或沥青物质的浓度而发生变化。石油发荧光现象非常灵敏，溶剂中只要有时万分之一的石油或沥青物质，就可借助荧光用肉眼发现。因此，在石油勘探中常用荧光分析检验岩样中是否含油，并可粗略确定其含量高低。6 67 7 石油中以溶解状态和悬浮状态存在的石蜡

10、占石油质量的百分数称为石油的含蜡量。含蜡量多时，石油相对密度也较大，也可使井底和井筒结蜡，给采油工作带来困难。 将液体石油冷却到失去流动性时的温度称为凝固点。凝固点高低与石油组分有关，主要取决于含蜡量的多少，含蜡量高，则凝固点高。 石油能将偏振光的振动再旋转一定角度的能力。石油的旋光角一般为几分之一度到几度之间。不同的石油旋光性亦有所不同，具左旋右旋之分，绝大部分石油的旋光角向右旋移，仅有少数左旋。因为只有有机化合物才具有旋光性，所以石油的旋光性是“石油有机生成说”的有力证据之一。 地面条件下地面条件下物理性质物理性质8 89 91010地层条件下地层条件下物理性质物理性质 （1 1）相对密度

11、和粘度）相对密度和粘度:在地层条件下，石油的相对密度与石油中溶解的天然气量、地层压力和温度有关。石油中溶解天然气量多则相对密度小，在其他条件不变的情况下，相对密度随温度的升高、溶解天然气量增加而降低。在地下1500-700米处，石油的粘度通常仅为地表粘度的50左右。 （2 2）原始气油比）原始气油比:在原始地层条件下，每1t石油中溶解的天然气量。大小取决于天然气和石油的成分、温度和压力条件。石油中溶解的天然气量多，能使石油的相对密度和粘度减小，体积增大。 石油储集在地下储油岩石内，油层的压力和温度比地面高得多，并且油层中的石油又总是溶解一定数量的天然气，因而地下石油与地面条件下的石油的物理性质

12、大不相同。 对于有气顶的油藏来说，饱和压力等于原始地层压力；饱和压力的大小与石油和天然气的性质有关。天然气含量是决定饱和压力大小的一个重要因素，而地层温度也有一定的影响。如果原油性质、温度基本相同，气油比高者，则饱和压力就大；如原油轻质成分少、重质成分多时，溶解的天然气量少，则饱和压力就低。当温度增加时，饱和压力也随之增加。（3 3）饱和压力：）饱和压力：地层条件下物理性质地层条件下物理性质 在油层条件下，当地层压力高于一定数值后，天然气就会完全溶解于石油中，地下的油、气就处于单项液相状态。当地下石油已为天然气所饱和，则多余的天然气就会聚集在油藏上部形成气顶，地下的油气就处于两相。当油田投入开

13、发后，地层压力逐渐降低，压力降到某一数值以后，原来溶解在石油中的天然气就不断的分离出来，把从石油中分离出的一个气泡时的压力称为石油的饱和压力。定义影响因素 影响体积系数的因素有压力、温度及石油中溶解的天然气量。其中溶解天然气量对石油体积变化起着主要作用。由于油层一般处于高温高压下，溶解的天然气量和油层温度对体积系数的影响，远远超过弹性压缩的影响，故地层条件石油的体积比地面脱气后的体积要大，一般石油体积系数均大于1。体积系数是计算石油地质储量，进行油田动态分析常用的基本参数之一。 （4 4）体积系数：）体积系数：地层条件下物理性质地层条件下物理性质地层条件下石油的体积与其在标准状况下地面脱气后石

14、油体积之比值。定义定义影响因素影响因素一、石油的基础知识一、石油的基础知识 （一）石油的组成（二）石油的物理性质二、天然气基础知识二、天然气基础知识（一）天然气的组成和分类（一）天然气的组成和分类（二）天然气的物理性质 三、油田水三、油田水 （一）油田水的化学成分（二）油田水的产状（三）油田水的物理性质（四）油田水的类型四、石油天然气的生成、四、石油天然气的生成、运移及储集知识运移及储集知识（一）油气的生成（二）油气运移 （三）生油层、储集层及其特征 由多种气态物质组成的混合物。 大多数油田气和气田气的主要组成成分是烃类气体，尤其甲烷通常占很大比例一般含量都大于80。 已烷以上的烃类气体称为重

15、烃，是天然气中的主要可燃成分。 除上述烃类气体外，还含有少量二氧化碳、氮气、氧气、氢气、硫化氢、一氧化碳等气体和及少量氦、氩等惰性气体，这些不可燃成分影响天然气的热值。 天然气的组成天然气的组成1、根据重烃含量分类天然气天然气的分类的分类类型主要化学成分含量重烃含量是否与石油伴生特点干气甲烷98以上很少否可单独形成纯气藏，也可由煤田气、沼泽气聚集而成。湿气甲烷80-90之间超过10-20是湿气有微弱的汽油味，燃烧时火焰呈黄色；通入水中，水面常出现彩色油膜。干气燃烧时火焰呈蓝色，通入水中无油膜出现。伴生气化学成分中甲烷含量在80以下的气体。2、根据矿藏分类一般情况下相对密度在0.58-1.6之间

16、的多为干气，在1.6以上的多为湿气。 气田气：天然气中主要含甲烷，约占80-98，重烃气体很少，约占0-5，不含戊烷或戊烷以上的重烃，或含量甚微。 油田气：天然气中主要成分除甲烷外，乙烷与乙烷以上的重烃较多，在5-10以上，与石油共生，又称为石油气。 凝析气：天然其中除含有大量甲烷外，戊烷或戊烷以上的烃类含量也较高，含有汽油和煤油成份。主要是由于油气藏的埋藏深度加大，处于高温、高压下的碳氢化合物为单项气态，采到地面后，由于温度、压力降低而发生凝结，由原来单项气态的碳氢化合物转为液态石油。 煤成气：天然气中除含有大量甲烷外，重烃气体含量很少，但有较多的二氧化碳气。根根据据矿矿藏藏分分类类天然气基

17、础知识天然气基础知识 （1）相对密度：是指在标准状况下（温度0度，压力为0.101Mpa），单位体积天然气的质量与同体积空气的质量之比值，为无因次量。一般0.6-1.0之间，比空气轻，随重烃含量增加而变大。密度可以反映出天然气的气体组分。一般天然气液化后，体积缩小1000倍。（二）天然气的物理性质（二）天然气的物理性质通常天然气是无色的，具有汽油味或硫化氢味。（2）粘度：天然气的粘度是指天然气在流动时，分子间所产生的内摩擦力。粘度是以分子间相互碰撞的形式体现出来的。在压力接近0.101Mpa的情况下，随温度的增高而增大，这是由于气体分子运动强度增加，使分子碰撞次数增加，而导致粘度增大。天然气的

18、粘度受气体组成、温度、压力的影响。但在高压与低压下，其变化规律是不同的，在高压时（大于3.0975MPa），压力变化是影响粘度的主要因素，天然气的粘度随压力增加而增加，随温度的升高而降低。这是由于在高压时气体密度加大，分子与分子间紧密靠近，这时气体的粘度具有类似于液体的性质。烃类气体比非烃类气体粘度小。在低压下，气体的粘度几乎与压力无关，随温度的增加而增大。（3）溶解度：在一定压力下，气体在单位体积石油（或水）中的溶解量称为该气体在石油中的溶解度。当温度不变时，单组分的气体，在单位体积溶剂中的溶解度与绝对压力成正比。各种不同成分的气体，在同一温度、压力及同一石油中的溶解度是不同的，一般相对分子

19、质量较大的气体，溶解度也较大。压力增大则天然气的溶解度也随之增大，温度增加则溶解量减少。当石油中溶有天然气时，可降低石油的密度、粘度及表面张力，使石油的流动性增大。天然气也可溶于水中，但较在石油中的溶解能力小10倍。在地下水中的溶解量，随着含盐量增多而减少。（二）天然气的物理性质（二）天然气的物理性质（4）压缩系数：一定质量的气体，当压力改变时，则气体的体积发生变化。变化量的大小与压力的变化值有关，与原始气体体积的大小有关，也与气体的性质有关。在相同温度压力下，1mol（分子）真实气体天然气的体积与理想气体的体积之比，称为天然气的压缩系数。一般用高压物性试验方法测定。因真实气体比理想气体更容易

20、压缩，故压缩系数小于1。压缩系数是气田开采中计算气层压力必不可少的数据之一。（理想气体：分子本身的线度与分子之间的平均距离相比可忽略不计，除碰撞的瞬间，分子之间以及分子与容器壁之间都无相互作用。）（5）体积系数：相同质量的天然气，在地层条件下所占的体积，与地面标准条件下所占的体积之比，为天然气的体积系数。（二）天然气的物理性质（二）天然气的物理性质（6）临界温度和临界压力：每种气体都有一特定的温度，高于此温度时不管加多大压力都不能使该气体转化为液体，这个特定温度称为临界温度。在临界温度时，使气体液化所需的最低压力称为临界压力。临界温度和临界压力随着化学组成的不同而变化。一、石油的基础知识一、石

21、油的基础知识 （一）石油的组成（二）石油的物理性质二、天然气基础知识二、天然气基础知识（一）天然气的组成和分类（二）天然气的物理性质 三、油田水三、油田水 （一）油田水的化学成分（二）油田水的产状（三）油田水的物理性质（四）油田水的类型四、石油天然气的生成、四、石油天然气的生成、运移及储集知识运移及储集知识（一）油气的生成（二）油气运移 （三）生油层、储集层及其特征 三、油田水三、油田水是指油气田区域内的地下水，包括油层水和非油层水。 定定义义广义广义狭义狭义指油田范围内储集油气的地层中的地下水，即油层水，与油气共存于岩石的孔隙中。 研研究究意意义义 由于油层水在地质历史时期与油气长期接触，因

22、此在性质方面，与地表水不同。在油、气田开发阶段，油田水的动态和成分对判断井下情况，分析井间关系，进而合理利用天然驱动能量，都是必不可少的。油田水的深度、压力及含盐量，对钻井过程中的工程措施和钻井液保护都是重要的资料。 含量最多的阳离子K、Na、Ca、Mg、阴离子Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-、还含有一些特有的微量元素。其中碘、溴、锶、硼、钡等。它们与油气没有直接关系，但若含量甚高，则表明是油气保存的有利地质环境，所以可作为找油气的间接标志。（一）油田水的化学成分组成矿化度 矿化度矿化度表示油层中含盐量的多少，表示1L水中主要离子的总含量，也就是矿物盐类的总浓度，水中各种离子、分子和

23、化合物的总含量。以水加热至105，蒸发后所剩残渣质量或离子总量来表示，单位mgL。油田水的矿化度一般都较高，这是由于油田水埋藏地下深处，长期处于停滞状态，缺乏循环交替所致。矿化度资料对确定流体运动方向、圈定有利油气聚集区带以及对油气田开发均有重要参考价值。1、底水：是在油气层底部，托着油气的水。油水（气水）界面仅与油气层顶面相交。2、边水：是聚集在油气层低处，从油气层边缘包围着油气的地下水，油水（气水）界面与油气层顶、底面相交。3、夹层水：夹在同一油气层中的较薄而面积不大的地下水。（二）油田水的产状（二）油田水的产状根据油田水与油气分布的相对位置1 1、密度及粘度：、密度及粘度： 因油田水含盐

24、类多，使密度及粘度均比纯水高。含盐量越高，则密度及粘度越大；温度升高，粘度则降低。2 2、颜色与透明度：、颜色与透明度： 油田水通常带色并混浊不清，含硫化氢时，呈淡青绿色；含铁质胶状体时，带淡红色、褐色或淡黄色。3 3、嗅觉和味觉：、嗅觉和味觉： 油田水中混有少量石油时，往往具有汽油或煤油味；当含有硫化氢时，常常使水有臭蛋味；溶有氯化钠时，具有咸味；溶有硫酸镁时，具有苦味。（三）油田水的物理性质（三）油田水的物理性质1 1、硫酸钠水型、硫酸钠水型地表水多属此类，此类水是在大陆环境下形成的。分布于油田垂向剖面的上部，在横向上多分布于供水区。是环境封闭条件差的反映，不利于油气的聚集和保存。NaCl

25、1（ Na- Cl)SO412 2、重碳酸钠水型、重碳酸钠水型PH常大于8，为碱性水。属大陆环境下形成的。在油气田区分布广泛，分布于油气田垂向剖面的下部。 NaCl1（ Na- Cl)SO4 13 3、氯化镁水型、氯化镁水型为海洋环境形成的。多为过渡类型，在封闭环境中，常向氯化钙转化。通常存在于油气田的内部。NaCl1（ Cl- Na)Mg 14 4、氯化钙水型、氯化钙水型在地壳深部环境中形成的。它代表水所处的环境封闭性好，有利于油气聚集和保存。PH在4-6之间，为酸性水。在油气田广泛分布。NaCl1（ Cl- Na)Mg 1（四）油田水的类型（四）油田水的类型油田水化学成分的形成取决于所处的

26、地质环境，从一些典型的盐类可以反映出油田水形成的地质环境，苏林分类分为四种水型： 地下水对油气田的形成、保存和破坏都有影响，对油气的有机组分溶解、元素的交换等都有作用，使人们可利用地下水中的有机组分、微量元素、地下水的脱硫作用和水型，进行探区含油气远景预测。（1）利用地下水中有机组分预测含油气性。地下水中的有机组分，既是油气形成的物质来源，又可能是油气藏二次溶解、扩散的产物。水中含有机质是含油性的标志。（2）地下水中微量元素组分可作为含油性的间接标志。（3）高矿化度的氯化钙和重碳酸钠型水可作为含油性的标志。 在动态分析中，经常根据油田水的水型和总矿化度来判断油井的见水情况。另外，同一油区中，不

27、同油层中水的类型和矿花度也有差异，可应用水分析资料分析多层生产的油井所见水的出水层位。油田水在油气田勘探中的作用油田水在油气田勘探中的作用一、石油的基础知识一、石油的基础知识 （一）石油的组成（二）石油的物理性质二、天然气基础知识二、天然气基础知识（一）天然气的组成和分类（二）天然气的物理性质 三、油田水三、油田水 （一）油田水的化学成分（二）油田水的产状（三）油田水的物理性质（四）油田水的类型四、石油天然气的生成、四、石油天然气的生成、运移及储集知识运移及储集知识（一）油气的生成（二）油气运移 （三）生油层、储集层及其特征现代和古代沉积岩的调查结果表明，浅海区、海湾、泄湖区以及内陆湖泊的深湖

28、半深湖区适于生物生活和大量繁殖，特别是前三角洲地区，河流带来大量有机物，为生物提供了大量的养料，使生物更加繁盛。所以上述地理环境中的沉积物具有丰富的有机物，这样的地区水体较宁静，氧气含量低，具有还原环境，有利于有机物的保存，是生成石油的有利地理环境。上述一些有利的地理环境能否出现并长期保持，是受地壳运动所控制的，这样的地区应该具备地壳长期持续稳定下沉，而沉积速度又与地壳下降速度相适应，且沉积物来源充足。下降时间长，沉积物厚度就大，包含在沉积物中的有机质总量也多。随着埋藏深度不断加大，长期保持着还原环境，压力、温度也逐渐增高，有利于促使有机质快速向石油转化。（一）油气的生成（一）油气的生成1 1

29、、生油条件、生油条件2、生油过程（1 1）古地理环境和地质条件：）古地理环境和地质条件： 细菌作用：细菌作用：细菌是地球上分布最广、繁殖最快的一种生物。在沉积细菌是地球上分布最广、繁殖最快的一种生物。在沉积物中细菌对有机物的分解作用，主要是在沉积以后的初期进行的，在还原物中细菌对有机物的分解作用，主要是在沉积以后的初期进行的，在还原环境里，细菌能分解沉积物中的有机质而产生沥青质，所以说细菌的活动环境里，细菌能分解沉积物中的有机质而产生沥青质，所以说细菌的活动在有机质成油过程中起着重要的作用。在有机质成油过程中起着重要的作用。 温度：温度：随着沉积物埋藏深度的增加，温度也随之增高，有机质在地随着

30、沉积物埋藏深度的增加，温度也随之增高，有机质在地热作用下形成烃类，随着温度的增高和时间的增加，烃类的产率也增高。热作用下形成烃类，随着温度的增高和时间的增加，烃类的产率也增高。在温度增高过程中所形成的产物成分也随着改变，在较高温度下，轻烃的在温度增高过程中所形成的产物成分也随着改变，在较高温度下，轻烃的含量增加。如果温度不断升高，作用时间延长，热解的产物将是气态物质含量增加。如果温度不断升高，作用时间延长，热解的产物将是气态物质和碳质残渣。油气生成所需要的温度，随生油母质不同而有差异，已探明和碳质残渣。油气生成所需要的温度，随生油母质不同而有差异，已探明的油层多低于的油层多低于100100度，

31、这也说明生油过程不需要特高的高温条件。度，这也说明生油过程不需要特高的高温条件。 压力：压力：沉积物埋藏的深度随着地壳下降而不断加深，上覆地层厚度沉积物埋藏的深度随着地壳下降而不断加深，上覆地层厚度不断增大，温度压力也随着升高。压力升高可以促使有机质向石油转化的不断增大，温度压力也随着升高。压力升高可以促使有机质向石油转化的进行，促进加氢作用使高分子烃变成低分子烃，使不饱和烃变成饱和烃。进行，促进加氢作用使高分子烃变成低分子烃，使不饱和烃变成饱和烃。 催化剂：催化剂：能加速有机质的转化，沉积岩中粘土矿物分布广泛，是天能加速有机质的转化，沉积岩中粘土矿物分布广泛，是天然的催化剂。然的催化剂。（2

32、 2）物理化学条件）物理化学条件沉积物埋藏不深时，细菌比较发育，有机质在细菌的作用下发生分解，生成大量的气态物质，如气态烃、二氧化碳、氮气等，因此又称为生气阶段。有机质经过生物化学分解作用后，同时生成复杂的高分子固态化合物，称为干酪根。后期由于温度、压力和催化剂等因素开始发生影响，可生成一定数量的液态烃类。其中包括少量从有机质继承下来的液态烃类。2 2、生油过程、生油过程（1 1）初期）初期生油阶段：生油阶段：（2 2）主要）主要生油阶段：生油阶段：（3 3）热裂解）热裂解生气阶段：生气阶段：随着埋藏深度的增加，温度和压力不断升高，细菌活动逐渐减弱，进入地热主导作用阶段，主要是干酪根在温度、压

33、力作用下发生热催化降解和聚合加氢等作用生成烃类，不仅有气态烃，而且有大量的液态烃，故称主要生油阶段。此阶段的生油作用开始时逐渐的，后来比较迅速，随着演化的发展，氧硫氮等杂元素减少，原油的相对密度、粘度降低，胶质、沥青质不断减少，轻质馏分增加，原油的性质变好。随着沉积物埋藏深度的进一步加深，有机质经受着更高的温度和压力的作用，发生深度裂解，以生气态烃为主，因此称为热裂解生气阶段。研究石油生成阶段性的意义，不仅可以判断有无石油的生成，而且还可以推论石油存在的可能性。上覆沉积物负荷所造成的压力称为地静压力。随着沉积盆地基底不断下降和沉积作用的不断进行，沉积物的堆积越来越厚，于是上覆沉积物的地静压力也

34、会越来越大，当达到一定程度时，早期沉积物逐渐被压缩，开始成岩并将其空隙间所含水及少量石油天然气挤出来，向低压区的孔隙空间运移。在沉积物紧结成岩过程中，油气从生油层向邻近储集层发生同期运移的过程中，地静压力的作用是极为重要的。（二）油气运移（二）油气运移油气在地壳内的任何流动1 1、油气运移的动力因素、油气运移的动力因素2 2、油气运移的过程、油气运移的过程（1）地静压力（2）构造运动力（3）水动力（4）浮力（5）毛细管力充满地层中的水在流动过程中所产生的力，称为水动力。在水动力的作用下，油气将随水的活动一起运移。但是水动力因素对油气有两种完全不同的作用，一方面可以使油气聚集起来，一方面也可以是

35、聚集起来的油气遭到破坏。地壳在运动过程中，无论水平运动或升降运动，都会在岩石内部表现出大小和方向各异的应力活动，他们超过一定的岩石强度，就会使岩石变形变位，造成各种褶皱和断裂，并同时驱使沉积岩中所含的流体发生运移。同时构造运动力能够造成各种通道，为油气运移创造了极为有利的条件。液体对浸在液体里的物体有向上托起的力，这种力叫做浮力。当气体进入饱含水的储集层后，油气水就会按其密度不同进行分异，天然气最轻居上部；石油居中；水最重，在下部。由于地壳运动，在倾斜的地层里，更有利于浮力发挥作用。（4 4）浮力）浮力（5 5）毛细管力）毛细管力在毛细管内，使液面上升或下降的作用力称为毛细管力。液面上升还是下

36、降，决定于液体对管壁的润湿程度。若润湿，则上升。液体具有尽可能缩小其表面的趋势，在地下充满油气水的岩石中，由于油水对岩石孔隙管壁界面张力不同，润湿程度也不同。一般水比石油容易润湿岩石。因此在岩石孔隙中，当油与水接触时，界面向水突出，毛细管力指向油。孔隙细小的泥质岩与孔隙较大的砂岩接触时，泥质岩中的石油将被砂质岩中的水排替出来，进入砂岩中。这就是毛细管力的作用。1、油气运移的动力因素、油气运移的动力因素在生油层中生成的石油和天然气，自生油层向储集层的运移称为初次运移。生油层中生成的石油和天然气，最初是呈分散状态存在于生油层中的，要生成有工业价值的油气藏，就必须经过运移和聚集的过程，一般认为，初次

37、运移的介质是生油层中间隙水，随着上覆沉积负荷的逐渐增大，而促使油气运移的作用力主要是地静压力，次要是毛细管力。对于油气在初次运移过程中的物理状态，即可以成胶状分散的微滴在溶液或气体中移动，也可以呈真溶液状态运移。2 2、油气运移的过程、油气运移的过程油气进入储集层以后，在储集层内的运移。进入储集层中的油气在浮力水动力等因素的作用下，向一切压力较低处发生大规模的运移，并在局部压力平衡处聚集起来。二次运移包括单一储集层内的运移和从这一储集层向另一储集层运移的两种情况。假如油气聚集以后，该地区又发生多次构造运动，则每次构造运动对油气的进一步运移和聚集都产生一定的作用。油气二次运移的主要时期，也就是油

38、气聚集和油气藏形成的主要时期。油气二次运移的主要外力作用是动压力、水动力和浮力。（1 1）初次运移）初次运移（2 2）二次运移）二次运移生油层中含有大量的有机质及丰富的生物化石，尤其以含大量的、呈分散状的浮游生物为主。（三）生油层、储集层及其特征（三）生油层、储集层及其特征生油层及其特征具有生油条件，且能生成一定数量石油的地层。生油层是有机物质堆积、保存，并被转化成油气的场所，生油层可以是海相的，也可以是陆相的沉积地层。定定义义特特点点（1 1）颜色）颜色一般较深，多呈深灰色、灰色和灰绿色（2 2）岩石类型）岩石类型主要有暗色泥质岩和碳酸盐岩。暗色泥质岩类包括暗色页岩、泥岩、砂质泥岩等，这些岩

39、石为还原或弱还原环境的产物。碳酸盐岩类包括含有大量有机质的生物灰岩、礁块灰岩，暗色泥质灰岩、灰岩、白云岩。此外，暗色粉砂岩也可以生油。（3 3）有机质）有机质（4 4）含指向矿物）含指向矿物生油层常含有原生指向矿物，如菱铁矿、黄铁矿，它们是弱还原或还原环境下的产物。岩层中呈分散状态的沥青物质是有机物质向油、气转化的产物，是油气运移以后残留的杂质组分，它的存在是岩层有过油气生成的物证。（5 5）地球化学指标）地球化学指标1）碳2）铁的还原系数3）还原硫4）石油类沥青的含量是有机物质的主要成分，所以岩屑中机碳含量的多少，能够间接的反映地层中有机物质含量的多少，我国陆相泥质生油层有机碳含量达0.4%

40、以上就具备了生油条件，碳酸盐岩类生油层有机碳含量一般为0.2%0.3%。能够说明沉积物形成过程中环境的氧化还原的强度，通常用K值表示。K越小，环境的还原程度越低；K指越大，环境的还原程度越强。我国主要的陆相生油层，其K值为0.220.43，为陆相弱还原亚相和还原亚相的沉积。指硫酸盐被有机物还原的产物（有机硫除外），还原硫含量越高，环境的还原程度越强，一般认为还原硫含量小于0.1%属于氧化环境，还原硫大于0.1%属于还原环境。荧光沥青的含量：它是用氯仿作溶剂浸泡岩样，岩石中的分散沥青即溶于氯仿中，然后用荧光系列对比法便可测到沥青的含量。生油层荧光沥青含量一般分为万分之几，非生油层则占十万分之几。

41、氯仿沥青含量：岩样在盐酸处理前用氯仿抽检出来的物质，能比较准确地代表岩样中溶于氯仿的沥青物质含量。有效孔隙度：那些互相连通，并在一般压力条件下流体可在其中流动的孔隙体积与岩石总体积之比。在石油勘探、开发界所用的孔隙度都是指有效孔隙度。差（5-10）中（10-20）好（20-25）很好（25-30）储集层及其特征定定义义特特点点（1 1）孔隙性）孔隙性（2 2）渗透性）渗透性凡是能够储集和渗滤流体的岩层，称为储集层。如果储集层中含有油气，称为“含油气层”；含有工业价值油气的储集层，称为“油层”；已投入开发的油层，称为“产层”。1 1）孔隙度）孔隙度2）影响孔隙度大小的因素1）达西定律2）渗透率的

42、分类3）影响渗透率的因素绝对孔隙度：岩石所有孔隙空间和该岩样总体积的百分比（三）生油层、储集层及其特征（三）生油层、储集层及其特征2 2）影响孔隙度大小的因素）影响孔隙度大小的因素砂岩粒度因素胶结物因素胶结类型因素如果砂岩粒度均匀，颗粒直径大，则孔道就大，孔隙度也就大；如果砂岩粒度不均匀，则可能出现大颗粒之间充填小颗粒的现象，使孔隙变小。砂岩主要胶结物为泥质和灰质，灰质中主要是石灰质和白云质。通常用胶结物在岩石中的含量来表示岩石的胶结程度。一般来说，泥质胶结的岩石孔隙度比灰质胶结的岩石孔隙度要大。胶结物在砂岩中的分布状况以及与碎屑颗粒的接触关系，称为胶结类型。基底胶结：砂岩颗粒埋藏在胶结物中，

43、胶结物含量高，岩石颗粒不接触或接触减少，孔隙率很低。孔隙胶结：胶结物充填于颗粒之间的孔隙中，颗粒呈支架状接触。因此孔隙胶结的孔隙率大于基底胶结接触胶结：胶结物含量很少分布于颗粒相互接触的地方，颗粒呈点状或线状接触的地方，颗粒呈点状或线状接触。它的孔隙率最高。 流体在多孔介质中渗流时，其流量与介质的横截面积、介质两端的压力差成正比，而与流体的粘度、介质的长度成反比。KQuL/（A(p1-p2)）Q：在p1-p2下通过岩样的流体的流量，m3/su：通过流体的粘度（Pa.s） L：岩样的长度（m）A：岩样的横截面积（m2） p1，p2：流体通过介质以前和以后的压力储储油油岩岩石石的的渗渗透透性性定定

44、义义特特点点1 1）达西定律）达西定律2 2）分类）分类岩石在一定压差下允许流体通过的能力。渗透性的好坏是以渗透率来表征的。3 3）影响渗透）影响渗透率的因素率的因素绝对渗透率绝对渗透率有效渗透率有效渗透率相对渗透率相对渗透率岩石孔隙的大小岩石孔隙的大小岩石颗粒的均匀程度岩石颗粒的均匀程度胶结物含量的多少胶结物含量的多少（三）生油层、储集层及其特征（三）生油层、储集层及其特征油层岩石的渗透率大小对储油岩层的物理性质影响极大，渗透率越大，油在油层中越容易流动，反之则差。因此它是衡量或者说是反映油层产油能力的一个重要参数。绝绝对渗对渗透率透率有有效渗效渗透率透率相相对渗对渗透率透率渗渗透透率率分分

45、类类（三）生油层、储集层及其特征（三）生油层、储集层及其特征在一种流体存在的情况下，依据达西公式求得的渗透率称为绝对渗透率，只与岩石本身的渗透性能有关。通常用干燥的空气来测定岩石的绝对渗透率。 在多相流体共存的情况下，岩石对其中某一种流体的渗透率，在多相流体共存的情况下，岩石对其中某一种流体的渗透率，称为有效渗透率，又称相渗透率。有效渗透率不仅与岩石本身的称为有效渗透率，又称相渗透率。有效渗透率不仅与岩石本身的渗流能力有关，也与其中流体的相数和流体本身性质有关。渗流能力有关，也与其中流体的相数和流体本身性质有关。有效渗透率与绝对渗透率的比值。多相渗流时，岩石的有效渗透率有效渗透率与绝对渗透率的

46、比值。多相渗流时，岩石的有效渗透率与相对渗透率不仅与岩石的绝对渗透率有关，而且还与岩石孔隙喉与相对渗透率不仅与岩石的绝对渗透率有关，而且还与岩石孔隙喉道中的流体饱和度有关。当某项流体的饱和度低于其临界值时，此道中的流体饱和度有关。当某项流体的饱和度低于其临界值时，此时该项流体的有效渗透率与相对渗透率均为时该项流体的有效渗透率与相对渗透率均为0 0，不发生渗流；当其饱，不发生渗流；当其饱和度达到或超过临界值时，该项流体才能流动，并随流体饱和度的和度达到或超过临界值时，该项流体才能流动，并随流体饱和度的增加，其有效渗透率与相对渗透率逐渐增大，直至全部饱和，其有增加，其有效渗透率与相对渗透率逐渐增大

47、，直至全部饱和，其有效渗透率等于绝对渗透率，其相对渗透率等于效渗透率等于绝对渗透率，其相对渗透率等于1 1为止。为止。3 3）影响渗透率的因素）影响渗透率的因素岩石孔岩石孔隙的大小隙的大小岩石颗粒岩石颗粒的均匀程度的均匀程度胶结物含胶结物含量的多少量的多少岩石孔隙越大，则渗透率越高，反之则低。岩石颗粒均匀，则渗透率较高，反之则低。胶结物含量多时，则使孔隙、孔道变小，渗透率降低，反之则高。对于疏松、渗透性好的油层，以加固井底附近油层岩石的防砂技术为主；对于致密、渗透性差的油层，采用压裂方法改善井底渗透率；对于胶结物含量高的油层，可采用酸化的方法提高渗透率。（三）生油层、储集层及其特征（三）生油层

48、、储集层及其特征（3 3）储油气岩层的含油气性和含油气饱和度）储油气岩层的含油气性和含油气饱和度含油饱含油饱和度和度在储油岩石的有效孔隙体积内，在储油岩石的有效孔隙体积内，原油所占的体积百分数。原油所占的体积百分数。原始含油原始含油饱和度饱和度油层尚未开发时，原始地层压力下油层尚未开发时，原始地层压力下测得的含油饱和度。我们把在油田测得的含油饱和度。我们把在油田开发过程中某个阶段取得的含油、开发过程中某个阶段取得的含油、含水饱和度叫做目前含油、含水饱含水饱和度叫做目前含油、含水饱和度，它是了解油田开发的一项重和度，它是了解油田开发的一项重要参数。要参数。（三）生油层、储集层及其特征（三）生油层、储集层及其特征储集储集层的层的非均非均质性质性定定义义分分类类油气储