石油地质学绪论和第一章_第1页
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本文由175蹈贡献ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看。石油地质学PetroleumGeologyGeologyofPetroleum绪论石油地质学的任务和内容?中国油气勘探简史?油气地质勘探的发展方向第一节石油地质学的任务和内容一、石油地质学的任务地下天然形成的由各种碳氢化合物石油(Petroleum和少量杂质组成的可燃有机矿产关于石油的一些基本术语第一节石油地质学的任务和内容一、石油地质学的任务原油(原油(Crudeoil和天然气(Naturalgas和天然气(石油和天然气(石油和天然气(oilandgas石油油气((Petroleum油气(oilandgas烃类(烃类(hydrocarbons关于石油的一些基本术语现代石油和天然气主要应用(三种用途:现代石油和天然气主要应用(三种用途:动力燃料(能源动力燃料(能源化工原料润滑油料世界与我国能源结构的对比世界中国石油4019.8煤2671.6天然气水电23.82.72.16.5核能7.51979年预测年预测国家将油气资源与粮国家将油气资源与粮水资源一同列为食、水资源一同列为影响经济社会可持续发展和社会安全的三发展和社会安全的三大战略资源。大战略资源。油气勘探的三大基础理论学科:油气勘探的三大基础理论学科:沉积学(沉积岩石学,岩相古地理沉积学(沉积岩石学,岩相古地理构造地质学(大地构造学、构造地质学构造地质学(大地构造学、构造地质学石油地质学(包括地球化学石油地质学(包括地球化学石油地质学的任务(回答二个主要问题:石油地质学的任务(回答二个主要问题:是哪些因素(条件①是哪些因素(条件控制着地下石油和天然气的形成与分布?和天然气的形成与分布?解决:地下油气资源形成与分布的控制因素解决:到哪里去寻找油气资源?②到哪里去寻找油气资源?解决:解决:油气资源的分布规律的问题二、石油地质学研究的内容①地下的油气是如何生成的?地下的油气是如何生成的?②地下油气是如何储存的?地下油气是如何储存的?(储集层盖层、圈闭和油气藏(储集层、盖层、圈闭和油气藏储集层、③油气在地下是如何运移的?油气在地下是如何运移的?(油气藏是如何形成的?油气藏是如何形成的?油气藏是如何形成的④油气在地质历史过程中能否保存下来⑤油气分布规律二、石油地质学研究的内容石油地质学研究的基本问题石油地质学的活的灵魂生、储、盖、圈、运、保①成烃石油地质学的三大核心课题②成藏③油气分布规律二、石油地质学研究的内容石油地质学是研究地下油气生成和油气藏形成的基本原理以及油气分布规律的一布规律的一门学科石油地质学的定义第二节中国油气勘探简史一、史书中关于石油的记载1.周代《易经》1.周代《易经》周代“泽中有火”、“上火下泽”、“火在水上”泽中有火”火在水上”泽中有火上火下泽”地理志》2.汉代《汉书?地理志》汉代《汉书地理志地表油苗晋代张华著《博物志》晋代张华著《博物志》唐代李延寿著《北史?西域传》唐代李延寿著《北史西域传》西域传3.北宋沈括《梦溪笔谈》提出“石油”3.北宋沈括《梦溪笔谈》提出“石油”科学术北宋沈括语第二节1.天然气开采天然气开采中国油气勘探简史二、解放前的石油工业2000多年前四川自流井开采天然气2000多年前四川自流井开采天然气1835年:兴海井,井深1001.4m1835年兴海井,井深1001.10011840年磨子井,井深1200m1840年:磨子井,井深1200m1200二、解放前的石油工业2.石油勘探我国第一口油井:台湾苗栗(1878年我国第一口油井:台湾苗栗(1878年井深120m,日产油0.75t井深120m,日产油0.75t120m大陆第一口油井:大陆第一口油井:延长1延长1号井1907年10日(1907年9月10日井深80m,日产原油1.5t井深80m,日产原油1.5t80m二、解放前的石油工业1913年美孚石油公司石油地质调查,年美孚石油公司:石油地质调查年美孚石油公司石油地质调查,打井7口打井口,未获工业价值油流E.Blackwelder(1922:(:《中国和西伯利亚的石油资源》中国和西伯利亚的石油资源》提出“中国贫油论”提出“中国贫油论”二、解放前的石油工业1937年1月发现独山子油田年月发现独山子油田二、解放前的石油工业1939年8月11日:老君庙油田年月日1938年冬,年冬,年冬地质学家孙健地质学家孙健与严爽、初与严爽、靳锡庚和工人邢长仲等一行9长仲等一行人在戈壁开始钻探石油。钻探石油。二、解放前的石油工业1939年8月11日:老君庙油田年月日1938年冬,年冬,年冬地质学家孙地质学家孙健初与严爽健初与严爽、靳锡庚和工人邢长仲等一行9人在等一行人在戈壁开始钻探石油。探石油。二、解放前的石油工业3.解放前发现的油气田和石油储量解放前发现的油气田和石油储量4个油田出磺坑、延长、独山子、个油田:出磺坑延长、独山子、个油田出磺坑、老君庙;老君庙;7个气田自流井、石油沟、圣灯山个气田:自流井石油沟、个气田自流井、锦水、竹东、牛山、锦水、竹东、牛山、六重溪累计探明石油储量2900万吨,年万吨,从1904年-1948累计探明石油储量年累计探明石油储量万吨累积产油278.5万吨。1949年生产原油万吨。万吨。年生产原油12万吨累积产油万吨年生产原油万吨。二、解放前的石油工业石油地质人员:余人余人,石油地质人员:20余人,钻井工程师:多人钻井工程师:10多人地球物理和采油工程师:人地球物理和采油工程师:10人翁文波、李德生、张传淦、卞美年、翁文波、李德生、张传淦、卞美年、田在艺4.解放前中国的石油地质学解放前中国的石油地质学1941年潘钟祥:首次提出了陆相生油的理论年潘钟祥:年潘钟祥1947年黄汲清和翁文波提出“陆相生油、多层含油理论”年黄汲清和翁文波提出“年黄汲清和翁文波提出陆相生油、多层含油理论”1948年翁文波:评价了中国的石油远景年翁文波:年翁文波三、新中国的石油工业石油稳定增长期天然气高速增长期石油高速发展期1978年原油年产突破1978年原油年产突破1亿吨年原油年产突破1恢复和探索期1965年实现了原油自给1965年实现了原油自给1993年成为原油净进口国1993年成为原油净进口国1997年原油产量达到亿吨1997年原油产量达到1.6亿吨年原油产量达到1.650年代50年代60~70年代60~70年代80年代以后80年代以后解放后中国石油工业的发展可以划分为三个阶段三、新中国的石油工业180001600014000产量((万吨120001000080006000400020000195019601970198019902000解放后中国石油工业的发展可以划分为三个阶段三、新中国的石油工业解放后中国石油工业的发展可以划分为三个阶段1.第一阶段:初创阶段(1950-1959第一阶段:初创阶段(第一阶段年代前半期油气勘探的特点:(11950年代前半期油气勘探的特点:年代前半期油气勘探的特点准噶尔盆地南缘。西部鄂尔多斯盆地①油气勘探集中在中:1.第一阶段:初创阶段(1950-1959第一阶段:初创阶段(第一阶段年代前半期油气勘探的特点:(11950年代前半期油气勘探的特点:年代前半期油气勘探的特点②手段落后:手段落后:老三样和千米钻机;老三样和千米钻机;③方法落后:方法落后:找油苗,查构造填构造图找油苗,查构造,填构造图④勘探效果差1.第一阶段:初创阶段(1950-1959第一阶段:初创阶段(第一阶段(21950年代后半期年代后半期两大变化①地质认识的提高区域大地构造稳定地区找大油气田②勘探技术的进步:勘探技术的进步:综合勘探方法,综合勘探方法,地震勘探方法的应用1.第一阶段:初创阶段(1950-1959第一阶段:初创阶段(第一阶段(21950年代后半期年代后半期勘探效果①克拉玛依大油田的发现1955年10月29年月日克1号井发日克号井发现,并开始全国并开始全国第一个石油会战,到1958年探到年探明地质储量2明地质储量亿吨1.第一阶段:初创阶段(1950-1959第一阶段:初创阶段(第一阶段(21950年代后半期年代后半期②川中会战勘探效果发现7个小油田发现个小油田:个小油田龙女寺、蓬莱镇、龙女寺、蓬莱镇、南充、合川、南充、合川、罗渡、营山、广安营山、2.第二阶段:高速发展时期(1960-1985第二阶段:高速发展时期(第二阶段(1石油勘探的战略东移石油勘探的战略东移①国民经济发展的需要②地质认识的提高③勘探技术的进步2.第二阶段:高速发展时期(1960-1985第二阶段:高速发展时期(第二阶段(2石油勘探的重大发现石油勘探的重大发现①1959年9月26日松基3井发现大庆油田2.第二阶段:高速发展时期(1960-1985第二阶段:高速发展时期(第二阶段(2石油勘探的重大发现石油勘探的重大发现②渤海湾盆地油气勘探接连取得突破济阳坳陷:1961年4月年月济阳坳陷15日华井日华8井日华黄骅坳陷:1963年12月年月黄骅坳陷黄3井井辽河坳陷:1965年7月年月辽河坳陷辽2井井冀中坳陷:1975年7月年月冀中坳陷3日任井日任4井日任东濮凹陷:1975年年东濮凹陷2.第二阶段:高速发展时期(1960-1985第二阶段:高速发展时期(第二阶段(2石油勘探的重大发现石油勘探的重大发现藏勘探取得突破③陕甘宁盆地中生界岩性油气2.第二阶段:高速发展时期(1960-1985第二阶段:高速发展时期(第二阶段(2石油勘探的重大发现石油勘探的重大发现二连盆地(二连盆地(1981④江汉“三线”找油大会江汉“三线”战⑤东部中小盆地勘探南阳(1971、泌阳凹陷(1976江汉盆地3.第三阶段:稳定发展时期(1986第三阶段:稳定发展时期(第三阶段(1石油勘探出现的问题及战略石油勘探出现的问题及战略30000产量25000需求量石油后备储量不足储量效益越来越差油田规模逐渐变小西部盆地勘探程度低,度低,资源丰富产量、需求量(万吨2000015000100005000019501960197019801990200020103.第三阶段:稳定发展时期(1986-第三阶段:稳定发展时期(第三阶段(1石油勘探出现的问题及战略石油勘探出现的问题及战略稳定东部发展西部油气并举拓展海外3.第三阶段:稳定发展时期(1986-第三阶段:稳定发展时期(第三阶段(2西部探区石油勘探成果西部探区石油勘探成果塔河三级储量合油田:探明19191919克95939189拉1919191999949290和塔东轮2大田北河南气河北塘三田大部油叠,气第田系田三,油29系塔气51(,白中田,62垩40系石亿方凝炭析系,油气富集带-计6亿14多亿吨吨,。3.第三阶段:稳定发展时期(1986-第三阶段:稳定发展时期(第三阶段(2西部探区石油勘探成果西部探区石油勘探成果②吐哈盆地1989年1月5日台参井试油获日产油35m3,气4145m3,发现鄯善油田年月日台参井试油获日产油日台参1井试油获日产实现侏罗系煤系地层的石油勘探获重大突破。实现侏罗系煤系地层的石油勘探获重大突破。3.第三阶段:稳定发展时期(1986-第三阶段:稳定发展时期(第三阶段(2西部探区石油勘探成果西部探区石油勘探成果③准噶尔盆地扩大西北缘,扩大西北缘,储量上升到13储量上升到亿发现盆地东部、东部、腹部含油气区白垩系勘探获得突破3.第三阶段:稳定发展时期(1986-第三阶段:稳定发展时期(第三阶段(2西部探区石油勘探成果西部探区石油勘探成果④柴达木盆地1958年年冷湖油田1960-70发现第四系生物气田1977年以后,西部第三系油气田3.第三阶段:稳定发展时期(1986-第三阶段:稳定发展时期(第三阶段(3天然气勘探成果天然气勘探成果①鄂尔多斯盆地1989年6月陕参井发年月陕参月陕参1井发现下古靖边大气田。现下古靖边大气田。探明储量2896.16亿m3亿明储量上古生界苏里格大气田,到2003年底已探明年底已探明天然气储量5336亿m3,亿天然气储量成为我国最大的气田3.第三阶段:稳定发展时期(1986-第三阶段:稳定发展时期(第三阶段(3天然气勘探成果天然气勘探成果②塔里木盆地发现克拉2、迪那2气、迪那气田、和田河气田已探明天然气近6千然气近千亿方。亿方。3.第三阶段:稳定发展时期(1986-第三阶段:稳定发展时期(第三阶段(3天然气勘探成果天然气勘探成果③四川盆地川东高陡构造区石炭系勘探获得突破,勘探获得突破,发现一系大型气田;气田;川东北三叠系鲕滩气田勘探的突破。勘探的突破。四川盆地已探明天然气6871亿方亿方3.第三阶段:稳定发展时期(1986-第三阶段:稳定发展时期(第三阶段(3天然气勘探成果天然气勘探成果④中国近海盆地莺歌海-莺歌海-琼东南盆地发现气田、崖13-1气田、-气田东方1-气田气田、东方-1气田、乐东1-气田乐东-1气田东海盆地发现一批中小型气田近海区石油勘探突破三、新中国的石油工业形成四大含油气区建成24个油建成个油气生产基地发现688个油个油发现气田建成输油管线1.13万km、万、输气管线1.18输气管线万km2008年原油年原油年产量达1.89年产量达亿吨,居世界亿吨,第5,天然气,760亿m3.亿中国油气勘探成果第三节油气勘探的方向一、难:油气勘探难度越来越大二、深:向深层发展三、新:新地区、新领域、新类型新地区、新领域、四、向海洋发展第一章石油、天然气、石油、天然气、油田水的成分和性质?石油的成分和性质?天然气的成分和性质?油田水的成分和类型?石油的同位素组成第一节石油的成分和性质一、石油的组分和族分1.石油的组分(oilcomponent石油的组分(组分是根据石油中的不同成分在不同溶剂中的选择性溶解对石油成分进行的分类中的选择性溶解对石油成分进行的分类选择性溶解石油的组分分为油质、胶质、石油的组分分为油质、胶质、沥青质油质常用的有机溶剂:石油醚、洒精-常用的有机溶剂:石油醚、苯、洒精-苯、氯仿(1)油质:能溶于石油醚而不被硅胶吸附的部分。)油质:能溶于石油醚而不被硅胶吸附的部分。(2)胶质:用苯和洒精-苯从硅胶上解吸(溶解))胶质:用苯和洒精-苯从硅胶上解吸(溶解)下的石油部分。又可分为苯胶质和洒精-苯胶质。下的石油部分。又可分为苯胶质和洒精-苯胶质。(3)沥青质:能溶于氯仿,但不溶于石油醚、苯)沥青质:能溶于氯仿,但不溶于石油醚、和洒精-苯的部分。和洒精-苯的部分。2.石油的族分(oilcomponent)石油的族分(按石油中化合物组成对石油成分的一种分类,按石油中化合物组成对石油成分的一种分类,分为饱和烃、芳香烃、非烃和沥青质四部分。分为饱和烃、芳香烃、非烃和沥青质四部分。饱和烃四部分二、石油的化学组成1.石油的元素组成(Elementalcomponent).石油的元素组成((1)主要元素:)主要元素:):10%~14%氢):~):83%~88%、(H):碳(C):):~、(2)次要元素:)次要元素:)、氮、硫(S)、氮(N)、氧(O))、(3)微量元素(灰分):)微量元素(灰分):59种元素:如钒(V)、镍(Ni)种元素:如钒()、)、镍种元素二、石油的化学组成表1-1国内外某些石油的元素组成石油产地大庆油田(萨尔图混合油)中国胜利油田(101混合油)胜利油田孤岛地区大港油田江汉油田(混合油)克拉玛依油田(混合油)前苏联雅雷克苏乌克兰老格罗兹内卡拉一布拉克文图拉(加利福尼亚州)美国科林加(加利福尼亚州)博芒特(得克萨斯州)堪萨斯州元素组成,%C85.7486.2684.2485.6783.0086.1380.6184.6086.4287.7784.0086.4085.7084.20H13.3112.2011.7413.4012.8113.3010.3614.0012.6212.3712.711.711.0013.000.40.600.701.600.452.610.451.70S0.110.802.200.122.090.041.050.140.321.25N0.150.410.470.230.470.251.630.288.971.250.680.461.20O0.692.石油的烃类组成(Hydrocarbons).石油的烃类组成((1)烷烃(Alkanes))烷烃()CnH2n+2C1-C4为气态烃为气态烃C5-C16的直链烷烃呈液态的直链烷烃呈液态C17+呈固态呈固态异戊间二烯型烷烃植烷(、、、四甲基十六烷植烷(Phytane):2、6、10、14-四甲基十六烷)姥鲛烷(姥鲛烷(Pristane):2、6、10、14-四甲基十五烷)、、、四甲基十五烷(2)环烷烃(Cycloalkanes))环烷烃()含有碳环结构的饱和烃组成环的碳原子数:①组成环的碳原子数:三员环、四员环、五员环、三员环、四员环、五员环、六员环碳环的数目:②碳环的数目:单环烷烃、双环烷烃、单环烷烃、双环烷烃、三环烷烃多环烷烃CCCCCCCCCCCCCC重要环烷烃:环己烷、环戊烷、甲基环己烷、③重要环烷烃:环己烷、环戊烷、甲基环己烷、二甲基环戊烷(3)芳香烃(Aromatics))芳香烃()含有苯环的碳氢化合物单环芳香烃:单环芳香烃:分子中含有一个苯环多环芳香烃:多环芳香烃:分子中含有两个或两个以上的独立苯环稠环芳香烃:稠环芳香烃:分子中含有两个或两个以上的相连的苯环3.石油的非烃组成(nonhydrocarbons).石油的非烃组成()(1)含硫化合物(sulfurcompounds))含硫化合物()高硫石油:高硫石油:S>2%低硫石油:S<0.5%低硫石油:硫醇类():硫基化合物硫醇类(-SH):硫基化合物):硫醚类():):硫醚基化合物硫醚类(-S-):硫醚基化合物噻吩类:噻吩类:含有一个硫原子和四个碳原子的不饱和五员环的化合物含硫石油:含硫石油:S=0.5%-2%page6(2)含氮化合物(nitrogencompounds))含氮化合物()碱性含氮化合物:吡啶、喹啉、碱性含氮化合物:吡啶、喹啉、异喹啉等非碱性含氮化合物:咔唑、非碱性含氮化合物:咔唑、卟啉等卟啉可以用于说明石油的有机成因咔唑可以用于研究石油的运移方向(3)含氧化合物(oxygencompounds))含氧化合物()酸性氧化物:环烷酸、脂肪酸(酸性氧化物:环烷酸、脂肪酸(R-COOH))中性氧化合物:中性氧化合物:酚、醛(R-CO-H)和酮(R-CO-R))和酮()三、石油的物理性质1.颜色(colour)颜色(颜色)淡黄色、淡黄色、无色黑色、深綠色、黄褐色、黑色、深綠色、黄褐色、2.密度(density)密度(密度)绝对密度相对密度:20℃的石油与℃相对密度℃的石油与4℃同体积水的重量比值轻质油:<轻质油:d<0.87重质石油(重油):>0.93重质石油(重油):>):>(0.75-1.00)中等石油(正常石油):d=中等石油(正常石油):=0.87-0.93):2.密度(density)密度(密度)141.5?131.5美国:API=15.5摄氏度时的密度140?130欧洲:波美度=15.5摄氏度时的密度波美度10.020.030.040.050.0API10.020.130.240.350.4密度1.00000.93330.87500.83250.77783.粘度(viscosity).粘度()反映石油流体内摩擦力的参数,反映石油流体内摩擦力的参数,动力粘度单位:厘泊)单位:Pa?S或mPa.S(1mPa.s=1厘泊)或(厘泊正常原油的粘度:<50mPa.s正常原油的粘度:重质油的粘度:重质油的粘度:50-10000mPa.s(稠油)(稠油)沥青粘度:>沥青粘度:>10000mPa.s:>4.荧光性(fluorescence).荧光性()在紫外光照射下发光的性质荧光由多环芳香烃和非烃所发,荧光由多环芳香烃和非烃所发,饱和烃不发光5.旋光性(rotarypolarization).旋光性()当偏光通过石油时,当偏光通过石油时,使偏光面发生旋转的性质6.石油的溶解性(solubility).石油的溶解性()石油难溶于水,石油难溶于水,易溶于有机溶剂第二节天然气的成分和性质一、天然气的概念天然气是指一切自然界天然生成的气体与油田或气田有关的可燃气体,与油田或气田有关的可燃气体,其成分以烃类为主二、天然气的成分烃类气体为主少量非烃气体(N2、CO2或H2S))1.烃类气体(hydrocarbons).烃类气体()甲烷(甲烷(CH4)重烃气(重烃气(C2-C4)湿气:重烃气湿气:重烃气>5%干气:重烃气<5%干气:重烃气<2.非烃气体(nonhydrocarbons).非烃气体()N2:0.4%-12.5%H2S:不含或极微量:CO2:<4%-5%惰性气体三、天然气的性质1.相对密度相对密度标准状况下,标准状况下,单位体积天然气与同体积空气质量之比2.粘度与成分、压力、与成分、压力、温度有关0℃时:0.31×10-3mPa.s:℃×20℃时:12×10-3mPa.s℃三、天然气的性质3.天然气的溶解性天然气可以溶于石油和水中4.天然气的扩散性(diffusion)扩散作用是物质在浓度梯度的作用下,扩散作用是物质在浓度梯度的作用下,自发地发生的从高浓度区向低浓度区转移,发地发生的从高浓度区向低浓度区转移,以达到浓度平衡的一种物质传递过程第三节油田水的成分和类型page7一、油田水及其化学组成油田水(油田水(oilfieldwater)::指油田范围内直接与油层连通的地下水1.无机组成(inorganiccomponents).无机组成()无机离子:无机离子:Cl-Na+Mg++Ca++HCO3-SO4-2微量元素:微量元素:碘、溴、硼、钡、锶、铵等第三节油田水的成分和类型一、油田水及其化学组成2.有机组成(organiccomponents).有机组成()烃类:气态烃(C1-C4)、苯、甲苯)、苯烃类:气态烃(酚、有机酸:有机酸:甲酚、邻甲酚、环烷酸、甲酚、邻甲酚、环烷酸、脂肪酸二、油田水的类型水的性质形成环境苏林分类的原则:的原则:Cl-Na+Ca++Mg++HCO-SO-2)(34四种水型:硫酸钠(Na2SO4)型四种水型:硫酸钠(重碳酸钠(重碳酸钠(NaHCO3)型氯化镁(氯化镁(MgCl2)型氯化钙(氯化钙(CaCl2)型二、油田水的类型1.如果mNamCl>1,即mNa>mCl(Na2SO4或NaHCO3)

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