石油天然气地质和勘探

1、.wd.wd.wd.第一章石油、天然气、油田水的成分和性质第一节 石油沥青类概述第二节 石油的成分与性质第一章石油、天然气、油田水的成分和性质第三节 天然气的成分与性质第四节 油田水的成分与性质第五节 重质油和固体沥青第六节 石油沥青类中的碳、氢等同位素第二章 石油和天然气的形成第一节 油气成因假说概述第二章 石油和天然气的形成第二节 油气有机成因有关问题一、生成油气的原始物质二、促使油气生成的因素三、有机质成烃演化过程第二章 石油和天然气的形成第三节 烃源岩研究第二章 石油和天然气的形成第四节 天然气成因及其特征第三章 储集层和盖层第一节 储集层储集岩体第三章 储集层和盖层第二节 盖层和生储

2、盖组合第四章 石油和天然气的运移第一节 概 述第二节 油气初次运移第四章 石油和天然气的运移第三节 油气二次运移第四节 地下流体势分析第五章 油气聚集及油气藏的形成第一节 圈闭和油气藏概述第五章 油气聚集及油气藏的形成第二节 油气藏形成的 基本条件第五章 油气聚集及油气藏的形成第三节 油气聚集机理第五章 油气聚集及油气藏的形成第四节 油气藏形成时间确实定第六章 圈闭与油气藏的类型第一节 概 述第二节 构造圈闭与构造油气藏第六章 圈闭与油气藏的类型第三节 地层圈闭与地层油气藏第四节 岩性圈闭与岩性油气藏第五节 水动力圈闭与水动力油气藏第六节 复合圈闭与复合油气藏第七章 地温场、地压场、地应力场与

3、油气藏形成的关系第一节 地温场与油气藏形成的关系第七章 地温场、地压场、地应力场与油气藏形成的关系第二节 地压力场与地层压力预测第七章 地温场、地压场、地应力场与油气藏形成的关系第三节 地应力场及其与油气藏形成的关系第七章 地温场、地压场、地应力场与油气藏形成的关系第四节 异常压力流体封存箱第七章 地温场、地压场、地应力场与油气藏形成的关系第五节 固态气水合物的形成与分布第六节 凝析气藏的形成与分布第八章 油气聚集单元第一节 含油气盆地及其分类第二节 油气聚集单元划分第八章 油气聚集单元第三节 含油气系统简介第九章 油气资源分布与评价第一节 油气分布特点概述第九章 油气资源分布与评价第二节 我

4、国油气资源分布轮廓第三节 世界油气资源分布轮廓第九章 油气资源分布与评价第四节 主要类型盆地的石油地质特征第九章 油气资源分布与评价第五节 油气资源评价第十章 油气田勘探第一节 概 述第十章 油气田勘探第二节 油气勘探的程序及任务第一章 石油、天然气、油田水的成分和性质第一节 石油沥青类概述第二节 石油的化学成分与物理性质第三节 天然气的化学成分与物理性质第四节 地层水的化学成分与物理性质第五节 重质油、沥青砂和固体沥青简介第六节 石油和天然气中的C、H、S、O、N同位素第一节 石油沥青类概述Petroleum asphalts，Petroleum bitumens天然气、石油及其固态衍生物，

5、统称石油沥青类。1根据在有机溶剂中的选择性溶解，将石油沥青类分为四组分：1油质Oily溶于石油醚而不被硅胶吸附局部。主要由饱和烃和局部低分子量芳烃组成的淡色粘性液体或蜡状固体。2苯胶质Benzene resin；Benzene gum用苯从硅胶中解析产物。分子量3001000，非烃、芳烃，暗色胶状混合物。3酒精苯胶质Alcohol-benzene resin；Alcohol-benzene gum用酒精苯从硅胶中解析产物。分子量3001000，非烃，芳烃，暗色胶状混合物。4沥青质Bitumin；Asphaltum；Pitch溶于氯仿而不溶于石油醚或正已烷的局部。分子量更高上千、上万、甚至上百万

6、，构造更复杂，非烃，暗褐色黑色沥青状无定形固体。2.用液相色谱别离可得四族分：饱和烃、芳烃、非烃、沥青质3、石油炼制中根据油气沸点，划分出假设干种馏分组成：馏分名称沸点碳原子数化合物轻馏分石油气530C25第二节 石 油一、石油的化学成分1.元素组成1 组成石油的化学元素主要有：C、H、O、S、N重量百分比一般为：C84-87%；H10-14%；O+N+S1-4%。 S含量有环境指示意义，石油中S含量平均为0.65%重量，其中 海相、近海陆相、陆相碳酸盐岩和蒸发岩半咸咸水:S高1%；内陆相淡水:S低2%高硫原油；S0.5%低硫原油；S0.5-2%含硫原油2微量元素： V、Ni高且V/Ni1海相

7、；V/Ni250或氧化条件下，卟啉即被破坏、分解、所以一般石油中存在卟啉，说明石油形成和经受的温度都不高于250，所以地层越老卟啉越少。二、原理的物理性质1.颜色在透射光下，大多数石油是黑色的，但也有淡黄色、无色、黄褐、深褐、黑绿色等。原油颜色深浅与芳烃、非烃含量有关：假设芳烃非烃含量高，颜色深；反之，颜色浅。2.比重在我国和前苏联，原油比重用d420表示，是指1atm下，20单位体积原油与4单位体积纯水的重量比。一般d420=0.750.98，变化较大。0.9重质油；0.9轻质油美国用API度American Petroleum Institute、西欧用波美度表示原油比重。API度和波美度

8、与d420在数值上正好相反，前者越大，后者越小，油质越轻。3.粘度：Viscosity三种表示方式：绝对粘度：t；运动粘度Vt=t /比重；相对粘度恩氏粘度EtA.原油的比重、粘度的影响因素：化学成分：烃C数或者芳烃、含S、N、O化合物非烃：d420，。同C数烃的d420、：烷环烷210沸点的馏分。在沸点210的馏分中：令：S饱和烃；P烷烃石蜡烃；N环烷烃，那么SPN；令AA芳烃含N.S.O化合物胶质，沥青质；以P、N、AA作为三角图解的三端元，同时参考含硫量，作三角图解。烃类成分含量含硫量类型S50%AA50%P40%，且PN1%：石蜡型P40%，且N40%：石蜡环烷型PN，且N40%：环烷

9、型S50%AA50%P10%1%：芳香中间型P10%且N25%，1%：芳香环烷型P10%且N25%，1%：芳香沥青型四、海陆相石油的 基本区别海相石油：以芳香中间型和石蜡环烷型为主，V/Ni1。饱和烃占2570%，芳烃占2560%；高硫1%、低蜡5%。陆相石油：以石蜡型为主，局部石蜡环烷型。V/Ni1。饱和烃占6090%，芳烃占1020%；高蜡5%、低硫1%。第三节天然气一、化学组分分类成分：烃气：C14为主，CH4最多，可溶有少量C5、C6等。CH495%，C25%，贫干气；CH495%，C25%，富湿气；非烃气：N2、CO2、CO、H2S、H2、微量惰性气体无氧气。二、产状类型根据气体在地

10、下存在的状态分：聚集型、分散型两大类，具体有以下几类：气藏气、气顶气、溶解气、凝析气、煤层气、固态气水合物。1.气藏气：纯气藏中的气体。可为烃气，也可能为非烃气。2.气顶气：油气藏中呈游离气顶产出的天然气。湿气、成因、分布均与石油有关。3.凝析气：地下高T高PT180250：一定T、P范围内，假设油气藏中气多油少，局部低C数液态烃可溶于烃气或者逆蒸发成气。这种气叫凝析气。采至地面过程中，随T、P，这局部气可凝结析离成轻质油，称凝析油Condensates。4.溶解气：油溶气湿气，C2可达40%；水溶气CH4、N2、C2气、CO2少一样条件下，天然气在石油中溶解度远大于在水中溶解度。5.煤层气：

11、煤层吸附气或游离状态天然气。6.固态气水合物：高P低T条件下，CH4等气体分子被封闭冻结在水分子扩大晶格中，形成固体物，称固态气水合物。气水合物的形成条件中最重要的是必须存在液态水，其次是温度、压力条件。极地、冻土带、深海沉积物分布区。能形成水合物的烃类气体有：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷。正丁烷较少。第四节 油田水广义上：指油气田区域内的地层水。油层水、非油层水狭义上：指油气田区域内的油层水。油层水：带色、混浊、比重1，有H2S味或者汽油味，导电。含MgSO4时有苦味。非油层水：a.上层水；b夹层水；c.下层水油层水：d.底水；e.边水一、来源：沉积水、渗入水、深成水。二、矿化度单位体积水中所含溶

12、解状态的固体物质总量。即单位体积水中各种离子，元素及化合物总含量。用g/l、mg/l、ppm百万分之一表示。三、化学组成1.无机盐类：主要有以下阴、阳离子阳离子： Na(K)Ca2、Mg2阴离子：Cl-、HCO3-、SO42-、含CO322.有机组分：主要有环烷酸、酚、苯等，据此可进展地化勘探。3.溶解气：CO2、CO、N2、CH4、C2无O24.微量元素：Sr、Ba、Fe、Al等，有20多种。四、水型水型成因系数毫克当量%Na/ClNa-Cl/SO4Cl-Na/Mg深成水、油田水CaCl2型101偶：地表水MgCl2型101海水、盐湖水NaHCO3型110油田水高矿化度地表淡水低度Na2SO

13、4型110地表淡水第五节重质油和固体沥青一、重油和沥青砂重油：在原始油层温度下，脱气原油粘度为100-10000103Pas，或在标准条件下密度为0.934-1.00g/cm3的原油。沥青砂超重油：在储层条件下，粘度为大于10000mPas，或在标准条件下密度大于1.00g/cm3的原油。1、元素组成：与常规原油相比，1氧、硫、氮等元素含量高。2更富含微量元素，高于常规原油几倍至几十倍。2、化合物组成烃类含量低一般小于60%，非烃、沥青质含量高1030%。3、物理性质由于重油和沥青砂比常规油的高分子烃和杂原子化合物含量高,在物理性质上,具有比重大、粘度大、含胶量高、含蜡量低、凝固点低等特点。二

14、、固体沥青石油的固态衍生物。指油气在热力和氧化、细菌生物化学作用下，次生变化的产物。物理分异产物地蜡高氮沥青贫胶沥青风化产物软沥青地沥青石沥青硬沥青脆沥青腐殖化产物酸性碳质沥青腐质碳质沥青变质产物碳质沥青黑沥青焦性沥青碳沥青次石墨其中：石蜡Paraffin：主要由碳原子数1736的高分子分子量约300600正构烷烃组成的常温下似虫蜡的白色半透明固体。地蜡Ozokerite：主要由高分子异构烷烃、长链环烷烃、及碳原子数3753的正构烷烃组成的在常温下似蜂蜡的黄色棕褐色固体分子量约500700。地蜡在石油中一般处于溶解状态。软沥青Maltha：指由富含环烷烃和芳香烃的重质石油轻质组分散失被氧化而成

15、的粘稠状液体到半固体产物。其密度为0.971.00g/cm3。地沥青Asphaltite，Asphalt：由软沥青进一步软化成呈粘性的树脂状无定形固体产物。其熔点高于100。石沥青Rock asphalt：由地沥青进一步氧化或碳化变质而成的具明亮松脂状光泽和贝壳状断口的黑色固体产物。其熔点约在80320。碳质沥青Carboit：由地沥青、石沥青遭受变质作用的黑色固体产物。其熔点高于300，不溶于或稍溶于有机溶剂。碳沥青Anthraxolite：一种变质程度很高、含碳95%以上的黑色坚硬固体，既不熔化，也不溶于有机溶剂。第六节 石油沥青类中的C、H等同位素一、同位素的 基本概念在化学元素周期表上

16、占同一位置，具一样质子数(Z)和不同中子数(N)的元素的原子，称为该元素的同位素。换言之，同位素是原子核内具一样数量的带正电质子而原子量不同的原子。1、稳定同位素原子核构造不会自发改变的同位素。例如C612、C613质量大者称重同位素，质量小者称轻同位素。2、放射性同位素即不稳定同位素，系指那些能自发进展蜕变(即改变自己的原子量)，形成质子数不同的新原子的同位素。1、碳稳定同位素1、稳定碳同位素分馏同位素分馏：同位素在两种同位素比值不同的物质间的重新分配作用。碳同位素分馏即为两种有不同C12/C13比值的物质之间发生的同位素转移和分配作用。1同位素交换反响不发生化学反响，只在不同物质分子之间发

17、生的C12、C13两种同位素的重新分配作用。例：C12O2+C13H4C13O2+C12H42光合作用的动力效应植物在进展光合作用时，吸收CO2和H2O，致使自身富集C12，而C13相对减少。3热力和化学反响的动力效应CC键的稳定性如下：C13C13C13C12C12C12所以：低温条件下形成的烃类，富集C12，而到后期较高温条件下形成的烃类，那么相对富集C13。4物理化学效应蒸发作用：使气相富集轻同位素C12，液相浓缩富集重同位素C13。扩散作用：先行扩散局部富集C12，剩余局部富集C13。2、油气中的稳定碳同位素组成1丰度表示方法13C或C12/C13比值C12/C13PDB=1123.710-52分布特点A、原油中：13C一般为2233。其中海相原油13C值高2227，陆相原油13C较低2733。B、年代越老的原油，C12越富集，C13越少。C、一般地：由饱和烃芳烃非烃，13C逐渐增大。分子量小的13C小，分子量大的13C