石油工程概论

1、课程名称：石油工程概论 班号：013081学号：01308117姓名：张鹏伟 成绩:题目：浅述一些地质类型对石油勘探的指示意义主要内容: 石油地质类型是对石油勘探有着重要意义的地质构成，按照产生油气田的作用不 同，分为生油层、储集层、碎屑储集层等不同的构造功能结构，这些结构对石油的形成和储藏有着 不同的意义，而且这些石油地质类型在不同的地质区域有着不同的组成和特征，通过对这些特征的 研究是勘探石油的重要指向。关键词地质类型；石油；勘探；天然气前言：经过30多个学时的学习，我对石油勘探有了一点基本的认识，下面浅述一些地质类型 对石油勘探的指示意义浅述一些地质类型对石油勘探的指示意义一个地区的地壳

2、运动是多周期性的，因而形成的沉积也具有多旋回性。多旋回的沉积可以形成 不同时期的一系列生、储、盖组合。所以，要研究清楚一个地区的含油气情况，首先就要从研究区 域构造条件对生、储、盖组合的分布、形成条件的控制作用入手，研究地壳运动的周期性、沉积的 旋回性以及基底结构对它们的影响。最后在纵向上确定生、储、盖层的层位及其相互关系在横向上 了解它们的变化规律，明确有利的生油区和含油区。石油生成与存储1.1生油层在石油开发中，将能够生成并提供具有使用价值的石油和天气的岩石统称为生油气岩，或者烃 源岩、生油岩。由烃源岩结构组成的底层，也就是通常所说的生油层。从岩性的分类上看，能够作 为生油层的岩性主要有两

3、个类型，泥质岩和碳酸盐岩。泥质岩主要包括的是暗色的富含有机质的泥 岩、页岩、粘土岩；碳酸盐岩中的生油层岩主要是灰色、深灰色的沥青灰岩、隐晶质灰岩、生物灰 岩、泥灰岩、豹斑岩为主。从沉积环境或者岩相看，一般在有利于生物大量繁殖、保存，且有利于 生油岩发育的环境是最有利于产生石油的。1.2储集层岩层两个条件：第一，要具备可以容纳流体物质的空间，即孔隙；第二，具备渗透和过滤流体的能 力，即孔隙间的联通性，以保证流体可以在其中流动。所以石油地质上定义储集层为：能够容纳和 渗滤流体的岩层即称之为储集层。分布集中且广泛的储集层主要有碎屑岩类、碳酸盐岩类，此外还 有火山岩、变质岩、泥岩等。1.2.1碎屑岩储

4、集层是目前发现的最重要的储集层类型，实际上已发现的石油储量中，约有半 数以上的石油和3/4的天然气储存在碎屑岩中。我国发现的中、新生代陆相盆地的油气储集层大多 数都是碎屑岩。碎屑岩储集层的主要构成是砾岩、砂岩。1.2.2碳酸盐岩储集层主要构成是：石灰岩、白云岩、生物碎屑灰岩等，是除了碎屑岩外的重 要储集层。碳酸盐储集层通常可以分为孔隙、溶洞、裂缝3种。1.3盖层盖层的发育层位和分布范围可以直接影响到油气田的位置和区域。因此，石油地质中对盖层的 勘察也是石油勘探的重要依据。一般的盖层岩石类型有：泥页岩、盐岩、膏岩、致密灰岩等。一些地质类型与石油勘探新中国成立60多年来，石油天然气勘查工作取得了辉

5、煌的成果，并自主创新建立了七大油气地质 理论，即:构造体系控油理论、隐蔽油气藏成藏理论、古生代海相成油理论、叠合盆地成油理论、前陆 盆地成藏理论、天然气成藏理论及火山岩成藏理论等2.1火山活动在中国油气田形成中的重要作用2.1.1火山活动在中国油气田形成中的重要作用前人的论述最早提出石油无机生成假说的俄罗斯化学家M.B.罗蒙诺索夫指出：油气的成因与火 山活动有关，同时还指出了石油是煤在地热作用下干馏产生的。H.A.库德粱采夫指出：在很多黑曜 岩、火山浮石、火山灰中含有大量的石油沥青。在布留恩的实验中所提取出来的沥青，在黑曜岩中 达0.0015%，在浮石中达0.08%（质量百分比），若根据这种计

6、算，在1 km3的岩浆中就可以提取 出1.5X1082X108 t的石油。显然，石油并不是在所有的岩浆中生成的，而只是在某些以基性 成分为主的岩浆中生成的。在美国和大多数西方国家，认为所有工业性油气藏和煤矿完全为生物成 因的有机论是如此肯定，以致对它的任何偏离都被这方面的大多数专家认为是极成问题的。油气勘 探的战略和方法均以这种理论为基础，资源量预测通常根据严格局限于这种理论导出的思想方法进 行，这种预测对世界经济已经有深刻影响。但是，仔细研究时，出现很多很难用有机论观点解释的 细节问题。例如：在火山岩和变质岩中发现非氧化碳；已确定的生物成因标志只占干酪根的百 分之几；对行星系发生与演化的现代

7、研究清楚地表明，碳主要呈包括烃类在内的非氧组分形式的 低温冷凝物凝聚在一起，地球形成时，也应获得某种数量低温冷凝物，因为没有它们不可能发生水、 氮和其他挥发性组分的脱气作用；近来在金刚石中发现的液体包裹体证明，一定量的甲烷存在于 能形成金刚石的深度，研究表明，不同比例的CH4、CO2、水和氮气被高压封存和阻留在金刚石的 细小孔隙中，鉴于高压，不可能是以后向内排入的；在温度、压力和催化剂参与下，由CH4可以 直接形成重烃；甲烷和其他烃类的地质分布及其与各种稀有元素的共生关系表明了有趣的、相当 复杂的历史。众所周知，甲烷和氦伴生，已知氦象其它惰性气体一样，在地壳岩石中不可能有集中 的来源。翁文波先

8、生在1948年曾指出：扎赉诺尔地区，于不整合在花岗岩之上的侏罗系岩层中总共 钻了 33 口井。揭示了几层连续的玄武岩层。下部玄武岩的每个杏仁孔内象地面显示一样都含有沥青。 在侏罗系底砾岩杏仁状玄武岩的砾石里也含有沥青，并含有软沥青片，直径约5 cm.在112.5 m的深 度，发现一些难以抽动的稠油。不论是沥青还是石油都是随着玄武岩的喷发带上来的，或者石油是 从推测的下伏含油层通过断裂运移而来的，这一点尚未得到证实总结国内外文献发现，火山活动在石油与天然气的生成中确实存在着不可忽视的作用；并且石 油与天然气的生成还有一次性生成与可以再生的“两种属性”有生物生成、有机生成、无机生成与 合成生成等“

9、四种机制”；有草本植物生烃、木本植物生烃、有机质大地热流热演化生烃等T6 种模型”与“数十种模式”的多元生烃理论。2.1.2火山活动在油气藏形成中的作用（1）油气的运移火山活动形成的岩浆带来的热能；火山活动形成的热能。这两种热能为沉积盆 地提供了独具的热源，促进生油气层中含结晶水的粘土矿物，在热作用下脱水而促进排烃。油气自 生成层中排泄出来进入渗流通道后，向圈闭进行运移的动力是流体压力。而流体压力的高低，取决 于埋藏深度赋予的位能及地温赋予的热动能。由于火山活动带来的热源，较之无火山活动的盆地和 地区多了一种热源，促使油气运移的热动能多了一份。因此，火山活动有利于油气的运移。（2）油 气的储集

10、火山活动为沉积盆地带来的热液流体，携有pH值小于或等于4的弱酸性功能，对热液经 过的孔隙通道进行酸化处理，使之增加孔隙度和渗透率，从而有利于油气的储集。火山活动为沉积 盆地送来的岩浆冷凝后成为火山岩或结晶岩。这些岩层或岩体都可以成为油气的储集层。（3）油气 的盖层火山活动为沉积盆地送来了岩浆，同时也送来了火山灰沉积。这种岩性除粒度微小之外，还 有遇水膨胀并分散的特点。正是由于火山灰具有这些特点，在充满地下水的沉积盆地中，沉凝灰岩 具有可塑的性质。因此，火山灰形成的沉凝灰岩是可与膏盐层相提并论的上佳盖层。（4）油气的聚 集火山活动发生在沟通地球深部的深大断裂发育的盆地，发生在地球壳体上的这些深大

11、断裂，成为 盆地及其内部构造区划的边界条件。盆地形成时期，在拉张伸展运动体制下形成沉降的边界条件是 它；盆地回返时期，在挤压运动体制下形成褶皱或块断隆升的边界也是它。这种早期沉降后期隆升 的反转构造，对油气田的形成十分有利。早期沉降形成厚的沉积，沉降区的地温较高，因此成为有 利的生油气区；后期隆升，又成为油气聚集的构造圈闭，成为油气田形成要素配伍最佳的区域，对 油气田的形成十分有利。而早期隆起、后期凹陷的负反转构造区也有利于油气保持；负反转构造区 内由花岗岩风化壳形成的基岩突起，即是良好的油气储集层又是良好的油气圈闭，松辽盆地的肇州 西气藏就是好例证。2.2裂谷盆地深层石油地质特征与油气成藏条

12、件裂谷盆地是指沉积盆地在地质演变的某个阶段经历了裂谷时期的盆地，这类盆地通常具有双断 或单断、热流值较好、控盆断裂，断穿盆地基底等特征。此类盆地在不同级别的断裂作用影响下一 般多出现坳隆相间、凹凸相邻的构造格局,并且均经历过快速沉降到稳定沉降的转换。通常快速沉降 的裂陷期充填了巨厚的沉积物，生成的油气在具备良好的生储盖条件下进入背斜、断块、不整合及岩 性等圈闭中，形成油气藏。裂谷盆地勘探已为全球油气工业提供了近1/3的油气发现1,因此裂谷盆地 是世界上重要的含油气盆地之一。2.2.1裂谷盆地的典型石油地质特征（1）衰亡裂谷盆地油气资源丰富。（2）大型油气藏（田）主要分布在中、新生界。（3）沉积

13、快、热流 值高、含油气丰度高。（4）油气主要分布在裂谷盆地的中心和边缘。5）深大断裂对油气运移具有控制 作用。（6）深层油气资源主要分布在古老的被动大陆。（7）多构造旋回控制了多含油气层系的形成与 分布。2.2.2裂谷盆地深层油气藏形成条件（1）深层油气藏形成的烃源岩：大型裂谷盆地深层油气藏的烃源岩主要是白垩系的泥页岩，其他则多分布于石炭系、侏罗系、新生界中的暗色泥页岩碳酸盐岩则较少。一般前 裂谷期的烃源岩主要为生油的I型,在某些地方为生油和生气的II型;同生裂谷期的烃源岩则类型多 样,可以是生油型（I型）、生油气型（II型）及生气型（III型）。深层地层中烃类的聚集基本上经历两个过 程:一是

14、早期浅层形成的油藏被改造;二是深层分散有机质不断经受深成变质作用而生成新的油气，并 运移聚集成藏。对烃类生成和运移的许多综合分析表明，在某些盆地的47 km深度内，烃源岩仍发生 生烃和运移过程。在此研究深度内，烃源岩的潜力取决于分散有机质的成因类型（2）深层油气藏的储层特点影响因素：近些年来，许多国家都获得了关于深层烃类储集层的大量资料。储集岩的类型和孔 渗储集性能是由沉积环境、成岩作用及构造演化所决定的。事实上随深度的变化储集层的物性主要 取决于:（1）机械压实作用，这是普遍的也是重要的因素;（2 ）胶结作用、连续重结晶作用及充填作用等;（3） 溶解作用、喀斯特作用、减密作用和裂缝的形成;（

15、4）压溶作用下碎屑颗粒的溶解;（5）混合水化学作用, 比如白云岩化作用、硅化作用及方解石化作用等;（6）异常高压对有效压力起着减荷作用，并促进深层储集体的保存。孔隙型储集体：在碎屑岩储层中占有重要的地位。在不同深度的砂岩中存在大量的次生孔隙目 前已证实至少有1/3砂岩油气层的孔隙是次生的。砂岩中次生孔隙的发现，从理论上为寻找深层油气 藏提供了依据，扩大了油气勘探领域，同时深层油气勘探的发展也大大促进了碎屑岩储集体的研究。（3）裂缝和溶洞型储集体裂缝和溶洞是碳酸盐岩储层中的主要储集类型。2.2. 3深层油气藏的盖层特点有关深层油气藏的盖层目前注意得仍很不够，但不可否认，深层油气藏的盖层是一个不能

16、缺少的 必备条件,尤其对于深层气来说，一个成藏的重要条件是必须有盖层直接覆盖在渗透层上。2. 2.4深层油气藏的油气运移与圈闭裂谷盆地深层油气藏其油气生成多在白垩纪一第三纪,从而主要的运移成藏期在第三纪,一般是 白垩纪的烃源岩到第三纪时其埋深温度足够大，到达油气形成的生油窗,生成的油气沿不整合、断裂等 运移到储层及圈闭中。不整合面和断层是油气运移的重要通道，其运移的距离一般不会太大，且多为垂 向运移。油气聚集的时期是由烃源岩的排烃期决定的，而烃源岩、运移通道、圈闭、运移动力及它们 之间的相互作用共同导致油气的聚集。2.3断陷盆地与油气成藏条件在断陷发育阶段，构造差异性不仅控制了盆地的形态和延伸

17、方向，而且控制了盆地的水系格局、河 流规模、沉积作用和沉积体系4。一般在盆地主构造方向形成的水系其沉积物搬运距离、发育规模 和输砂量较大，因此，在盆地长轴方向的两端多表现为正常三角洲沉积体系。盆地两侧短轴方向均受主 断层控制。在盆地短轴缓侧,斜坡坡度较大，湖岸离山麓近，河流搬运距离短，输砂量较正常三角洲少，因 此表现为辫状三角洲沉积体系;在盆地短轴陡侧，由于坡度陡，水体直接濒临盆地边缘山体,山麓粗碎屑 物直接入湖形成扇三角洲沉积体系，而在沉积过程中,随着盆地构造形式的差异,不同时期的三角洲纵 向上互相叠复，又可以形成不同的沉积相组合模式。按断陷盆地不同成因类型的三角洲沉积体系，相应 可划分出砂

18、体的两种展布模式:诸如三角洲平原分流河道、前缘水下分流河道等的砂体,一般沿物源方 向与湖岸垂直或成高角度相交，作纵向系列分布，砂体规模较大;而像河口坝砂体等,一般平行岸线展布, 作以我国东部某断陷盆地为例,该盆地T1组处于断陷发育阶段,T1组顶面界面上断裂较多，断裂延伸 长，延伸方向主要呈北东向和近南北向展布，总的构造趋势呈西北和东南高，东西方向呈凹隆相间的特 点,断陷规模由东北向西南逐渐扩大,具有多物源的特征。在T1组沉积时期，沿盆地长轴南北方向两侧 形成正常三角洲沉积体系，而沿盆地短轴东部陡侧形成扇三角洲沉积体系，沿盆地短轴西部缓侧形成 辫状三角洲沉积体系。在断陷盆地的短轴方向上从盆地的陡

19、坡与缓坡指向盆地中心的物源一般都与 断块走向垂直，例如从该盆地的短轴陡坡指向盆地中心的扇三角洲沉积物源与该断块南北走向垂直， 造成沿物源分布的扇三角洲沉积砂体与沿该断层分布的井排交叉，在井间表现为平面上和剖面上岩 性、岩相变化大，对比困难。三角洲前缘水下分流河道砂体顺着物源方向展布与湖岸垂直相交河口坝 砂体平行岸线展布。2.4近海含油气盆地构造和油气地质条件含油气盆地的构造特征和油气地质条件决定和影响着油气的生成、运移、聚集并调整和控制了 各含油气盆地的油气最终成藏和油气田的定型分布。因此了解中国近海含油气盆地的基本地质条件 和构造特征对盆地的油气勘探开发有重要的指导作用。2.4.1盆地类型及

20、发育特征中国近海盆地大都形成于在中生代以来太平洋板块向欧亚板块的持续俯冲产生的弧后伸展作用 背景下，主要的含油气盆地则分布在大陆架部位。渤海湾盆地是受第三纪为主幕的裂陷作用影响形成 的裂谷型断陷盆地,具有典型裂谷盆地的双层结构,即古近纪的裂陷和新第三纪的裂后热沉降形成的 坳陷。其他几个主要含油气盆地都分布在大陆边缘带。其中，南黄海盆地总体发育在内陆海范围，构造 上发育于大陆地壳之上，形成于裂陷作用背景,属于裂陷盆地。北部湾盆地发育背景与之类似,属于内 陆海断陷盆地。东海陆架盆地和南海边缘诸盆地是最典型的大陆边缘盆地东海盆地在其沉降历史中 曾有多次的反转和大的间断，属于陆架边缘裂陷-弧后盆地。南

21、海北部边缘盆地是与南海的扩张同步形 成的。2.4.2盆地的基本构造特征中国近海盆地大多形成于裂陷作用背景下，演化过程中常伴有不同程度的基地断裂的走滑和地 块的旋转。盆地内各级构造发育,一级构造以坳陷和隆起为主，亚一级级构造主要为各种凸起和凹陷。 除此之外,近海盆地内还发育有大量的以断裂（断层）和各种背斜（包括牵引背斜、鼻状背斜、披覆背斜 等）为主的二级构造带和局部构造。以渤海湾盆地和珠江口盆地为例渤海湾盆地内发育一级构造单元 5个包括:黄骅坳陷、济阳坳陷、渤中坳陷、下辽河坳陷和堤宁隆起;亚一级构造凸起13个，凹陷15个, 初步查明有50个二级构造带和各类圈闭345个。珠江口盆地自北向南划分为4

22、个一级构造带和18 个二级构造单元。据不完全统计，现已圈定359个局部构造或圈闭,其中以断裂构造和披覆背斜为主。2.4.3近海盆地的油气地质条件（1）油气的生成条件中国近海油气的成因分为陆相和海相,并以陆相为主。多数盆地以早第三纪的始新世一早渐新世 断陷湖盆沉积期发育的一套以深湖一半深湖相（或湖湾沼泽相）富含有机质的厚层暗色泥岩（有的还夹 厚层的煤系地层）为主力生烃层系,中一晚渐新世断陷一坳陷期发育的河湖相泥岩为次要生烃层系，烃 源岩层系多而且厚度大，如渤海湾盆地烃源岩厚达500-2000m。盆地内除深湖区沉积中心产生的干酪 根是腐泥型外，其他地区大多生成II型（混合型）干酪根和斜坡边缘区域的

23、III型（腐植型）干酪根7。近 海盆地海相生油气生烃母质多为腐泥型干酪根。因此近海盆地烃源岩具有多样性如近海盆地已经证 实的主要气源岩就有三类,分别为半深海相泥岩、煤系泥岩和裂陷期的湖相泥岩。近海盆地烃源岩生 烃潜力大，按照烃源岩等级划分标准，中国近海盆地始新一下渐新统内的烃源岩均为好生油岩,中一上 渐新统烃源岩为中等一好生烃岩。（2）油气的储集条件近海油气盆地油气储集层以新生代河一湖相碎屑岩储集层为主，其次为浅海相、海相三角洲砂 岩、礁灰岩储层及前第三系基岩潜山储集层。中国近海各盆地均富含储集物性中一优良的储集层系 （普遍发育24套）,而且不乏高孔渗储层。这些储集层系厚度大,分布广，而且时间

24、跨度大，从前第三系 至第四系均有发育。近海盆地优良而丰富的储集岩层为油气的储集奠定了良好的基础。（3）油藏的盖层条件近海盆地盖层岩性主要为泥岩一泥质岩类，该类盖层孔隙细小，排替压力大，具有较强的物性封闭 能力，是比较理想的盖层岩性。更重要的是近海盆地含油和含气区发育有良好的区域性盖层，这些区域 盖层遍布在含油气盆地或凹陷的大部分地区,厚度大，面积广而且分布较稳定，对盆地或凹陷内的油气 聚集和保存起重要作用。据统计,中国近海盆地区域性盖层之下封闭着盆地内60%85%以上的油气地质储量，勘探已证实的气区所发现的天然气储量都集中分布于 这些区域盖层以下。东海盆地以北诸盆地主要发育第三系陆相沉积盖层而

25、海相盖层主要分布于南海 北部诸盆地。（4）油气的圈闭条件近海盆地发育的二级构造中的隆起和局部构造（如断层和背斜）在盆地内部形成了大量的圈闭，例 如渤海湾盆地具有圈闭345个，南黄海盆地468个。这些圈闭许多位于盆地凹陷区内及其附近,而这些 凹陷往往是盆地或区块的沉积中心，油源丰富,是成熟烃源岩的主要分布区。油气形成以后就可以就近 聚集在附近的圈闭中。可见，近海盆地中大量的构造和圈闭以及这些圈闭的较高有效性是盆地内油气 聚集成藏的有利条件。近海盆地的圈闭及形成的油藏主要分为三大类:背斜圈闭与背斜油气藏，包括 挤压背斜圈闭、潜山披覆背斜圈闭和逆牵引背斜圈闭;断层圈闭与断层油气藏,主要是断鼻圈闭和断

26、 块圈闭;潜山背斜和潜山油气藏。（5）油气的运移和聚集近海盆地内发育有大量断裂和区域不整合面，这些断裂和区域不整合面是油气运移的重要通道。 盆地内的油气在通过孔隙和微裂缝等进行初次运移的同时，还通过这些长期活动的深大断裂、区域性 不整合面及具良好物性的砂岩输导层等横向及纵向通道发生二次运移，纵向上从埋深数千米的主力 生烃层向浅层、横向上从几十（甚至上百）千米之外的生烃凹陷向区域性运移指向的隆起或凸起区运移 （如珠江口盆地东部）,直至在适当圈闭处聚集成藏。例如近海盆地大部分的上第三系及其以上地层基 本不具备生烃能力，但许多地区渐新统及其以上层系的油气富集程度是中一上始新统主力生烃层系 的好几倍，

27、这就说明盆地内许多浅层圈闭中的油气实际上由深部成熟的烃源岩系运移而来。2.4.4盆地构造对油气生成和分布的影响盆地类型影响油区和气区的分布。中国近海沉积盆地可划分为“内带”与“外带”两部分内带 发育典型的裂谷型盆地，裂陷期是主要烃源岩发育期,裂后期烃源岩演化程度不高，裂后晚期进入生油 高峰，一般以生油为主。外带盆地（坳陷）在早期裂陷沉积的基础上，裂后期也发生快速沉降，裂陷期与裂 后期两套烃源岩的热演化程度都较高,以生气为主,是中国近海天然气资源集中分布区。盆地内发育的 大量凹陷往往是重要的沉积地区，其面积大、沉积厚度巨厚，富含优质烃源岩，加上沉降幅度大,基底有 足够的埋深,使烃源岩可以进入油气

28、窗范围形成油气，所以往往形成富生烃凹陷。根据“源控论”和石 油系统理论研究取得的进展及实际勘探结果，油气盆地中的油气资源量往往就集中在这些富生烃凹 陷及其周围。大部分油田的分布都靠近生烃凹陷，其距离一般不超过数十千米。而盆地中隆起的高点课程名称：石油工程概论 班号：013081学号：01308117姓名：张鹏伟 成绩: 可能是油气聚集的部位。局部构造是继烃源岩、生烃中心、二级构造带和隆起之后的第三层次影响 盆地油气分布的因素，它们控制着油气田的位置和范围。背斜和断层形成的各种类型构造圈闭是中国 近海盆地内油气聚集的主要部位,烃源岩生成的油气最终通过运移聚集到这些圈闭中形成油气藏。断 裂和不整合面则除了作