2000年题库答案(石油地质学)

一、名词解释油气藏：是地壳上油气聚集的基本单元，是油气在单一圈闭中的聚集。具有统一的压力系统和油、气、水界面。油气聚集带：同一个二级构造带中，互有成因联系、油气聚集条件相似的一系列油气田的总和。油气田：系受单一局部构造单位所控制的同一面积内的油藏、气藏、油气藏的总和。干酪根：沉积岩中所有不溶于非氧化性的酸、碱和非极性有机溶剂的分散有机质。干酪根是一种重要的成油母质。圈闭：适合于油气聚集、形成油气藏的场所，称为圈闭。包括储盖层及侧向遮挡层。生油门限：随着沉积有机质埋藏深度加大，地温相应增高，当温度升高到一定数值，有机质才开始大量转化为石油，这时的有机质热演化程度称为有机质的生油门限。也有人把此时的温度称为生油门限。生油窗：液态烃生成的主要成熟度区间，相当于镜质体反射率值0.5%～1.2%。相渗透率：在多相流体存在时，岩石对其中每相流体的渗透率称为相渗透率或有效渗透率。异常压力：高于或低于相应深度静水压力的地层孔隙流体压力，称为异常压力。10．含油气盆地：凡是地壳上具有统一的地质发展历史，发育着良好的生、储、盖组合及圈闭条件，并已发现油气田的沉积盆地，称为含油气盆地。11．地温梯度：将深度每增加100m所升高的温度,称为地温梯度(或地热增温率),以℃/100m表示。12．流体势：地下单位质量（或单位体积）流体相对于基准面所具有的机械能的总和定义为流体势13．排替压力：就是岩样中非润湿相流体排驱润湿相流体所需的最小压力。14．有效孔隙度：是指那些互相连通的，且在一般压力条件下，可以允许流体在其中流动的孔隙体积之和与岩石总体积的比值，以百分数表示之。15．地层圈闭：地层圈闭是指储集层由于纵向沉积连续性中断而形成的圈闭，即与地层不整合有关的圈闭。16．凝析气藏：在地下深处高温高压条件下的烃类气体,经采到地面后,温度、压力降低,反而凝结为液态,成为凝析油,这种气藏就是凝析气藏。17．氯仿沥青“A”：岩样未经酸（HCI）处理，用氯仿抽提出的产物，称为氯仿沥青“A”。18．固态气体水合物：在特定的压力和温度条件下，甲烷气体分子天然地封闭在水分子的扩大晶格中，呈固态结晶化合物，称为固态气体水合物，亦称冰冻甲烷。19．圈闭闭合面积：流体充满圈闭后，开始溢出的点，称圈闭的溢出点。 通过溢出点的构造等高线所圈出的面积，称该圈闭的闭合面积。二、简答题油气藏破坏的主要因素有哪些？答：在地质历史中已经形成的油气藏能否存在，决定于在油气藏形成以后是否遭受破坏改造。导致油气藏破坏的主要因素有：（1）地壳运动地壳运动可以导致油气藏完全破坏；地壳运动破坏了圈闭条件，储盖层遭到剥蚀风化，油气大量散失。地壳运动也可导致油气再分配，形成次生油气藏；例如断层破坏了圈闭的完整性，油气发生再运移和再聚集。（2）岩浆活动当高温岩浆侵入油气藏，会把油气烧掉，把圈闭破坏，在这种情况下,大规模岩浆岩的活动将最终导致油气藏的破坏。 （3）水动力环境 活跃的水动力环境可以把油气从圈闭中冲走，导致油气藏破坏。因此，一个相对稳定的水动力环境，是油气藏保存的重要条件之一。（4）生物降解作用什么是干酪根？干酪根主要类型及其主要特点。答：干酪根是指沉积岩中所有不溶于非氧化性的酸、碱和非极性有机溶剂的分散有机质。干酪根是一种重要的成油母质。根据元素分析，将干酪根划分为三种主要类型：I型干酪根，Ⅱ型干酪根，Ⅲ型干酪根：I型干酪根：原始氢含量高和氧含量低，以含类脂化合物为主，富含直链结构，多环芳香烃及含氧官能团很少。生油潜能大。Ⅱ型干酪根：原始氢含量较高，但稍低于I型干酪根，以富含多环结构为特征，含中等长度直链结构，也含多环芳香烃及杂原子官能团；Ⅲ型干酪根：原始氢含量低和氧含量高，以含多环芳香结构及含氧官能团为主，饱和烃链很少；来源于陆地高等植物。与Ⅰ、Ⅱ型相比，对生油不利，但埋藏到足够深度时，可成为有利的生气来源。影响圈闭有效性的因素主要有哪些？答：圈闭的有效性就是指在具有油气来源的前提下圈闭聚集油气的实际能力。影响圈闭有效性的主要因素有如下几方面。 （1）圈闭形成时间与油气区域性运移时间的关系 只有那些在油气区域性运移以前或同时形成的圈闭，对油气的聚集才是有效的。（2）圈闭位置与油源区的相应关系 一般情况下，圈闭所在位置距油源区愈近，愈有利于油气聚集，圈闭的有效性愈高。特殊情况下，若油气供给充足，运移条件好，远离油源区的圈闭仍可为有效圈闭。 （3）水压梯度和流体性质对圈闭有效性的影响只有油（气）水界面倾角小于岩层倾角时，油（气）才能在圈闭中聚集起来，形成油气藏。否则，在强烈的水动力条件下，油（气）水界面倾角大于岩层倾角时，油（气）聚集就会遭受破坏，不能形成油气藏。 由于天然气比石油的密度小的多，因此，在相同的水动力条件下，对同一圈闭而言，气-水界面倾角可能小于圈闭水流方向一翼的岩层倾角,天然气能聚集而成气藏，该圈闭对气体的聚集就是有效的。而油-水界面的倾角则可能等于或大于圈闭水流方向一翼的岩层倾角，石油就会被水冲走，结果该圈闭被水充满，对石油聚集无效。（4）后期改造衡量有机质成熟度的主要指标有哪些（答3种以上）？答：镜质体反射率（Ro）、热变质指数、干酪根的颜色及H/C-O/C原子比关系、TTI、碳优势指数（CPI）、奇偶优势指数（OEP）、自由基含量，镜状体反射率，沥青反射率。油气主要生成阶段及其对应的Ro范围。答：有机质向石油和天然气的转化可划分为四个逐步过渡的阶段：生物化学生气阶段，Ro≤0.5%-0.7%；热催化生油气阶段，0.5%-0.7%〈Ro≤1.2%；热裂解生凝析气阶段，1.2%〈Ro〈2.0深部高温生气阶段，Ro≥2.0%天然气主要成因类型及其甲烷碳同位素特征。答：（1）无机成因气，δ13C1＞-30‰。（2）生物化学气，δ13C1范围从-55～-100‰多数在-60～-80‰。（3）油型气，石油伴生气偏轻，δ13C1约为-55～-45‰，凝析油伴生气偏重，δ13C1约-50～40‰。过成熟的裂解干气，δ13C1≥-35～-40‰。（4）煤型气，煤型气的δ13C1一般在-25～-42‰。构造圈闭的主要类型。答：构造圈闭进一步分为背斜圈闭、断层圈闭、裂缝圈闭以及岩体剌穿接触圈闭。其中背斜圈闭又细分为挤压背斜圈闭、基底差异升降背斜圈闭、披覆背斜圈闭、底辟拱升背斜圈闭、滚动背斜圈闭。地层圈闭的主要类型。答：地层圈闭是指储集层由于纵向沉积连续性中断而形成的圈闭，即与地层不整合有关的圈闭。地层圈闭进一步分为地层不整合遮挡圈闭、地层超覆圈闭、生物礁圈闭。评价烃源岩有机质丰度的主要指标有哪些？答：目前常用的有机质丰度的指标主要包括有机碳含量(TOC)、烃源岩热解参数(生烃潜量，S1+S2)、氯仿沥青“A”和总烃(HC)含量等。油气藏形成的基本条件。答：油气藏形成最基本的条件是：（1）充足的油气来源，（2）有利的生、储、盖组合，（3）有效的圈闭（4）必要的保存条件。只有具备了这四个条件，油气藏才能够形成与保存。11．影响碎屑岩储集物性的基本因素。答：碎屑岩储集性质的好坏是由碎屑岩的沉积环境及成岩环境所决定的。（1）沉积作用对储集物性的影响沉积作用对碎屑颗粒的矿物成分、碎屑颗粒的粒度和分选程度、碎屑颗粒的排列方式和圆球度、填集的杂基含量等方面都起着明显的控制作用。这些因素对储集性质都起着程度不等的影响。（2）成岩后生作用对储集层物性的影响=1\*GB3①压实作用，包括早期的机械压实和晚期的压溶作用，均使的岩石变致密，物性变差。=2\*GB3②胶结作用，胶结物的成分、含量及胶结类型对储集性质的影响较大。=3\*GB3③溶解作用，在地下深处，由于孔隙水成分的变化，导致充填孔隙的方解石或其他碳酸盐类矿物以及长石、火山岩屑等碎屑颗粒被溶蚀，使孔隙度增大，储集物性得到改善。这种次生溶蚀孔隙对改善储层物性的重要性近年来受到愈来愈多的重视。非构造圈闭的主要类型。答：非构造圈闭主要包括地层圈闭和岩性圈闭。地层圈闭进一步分为地层不整合遮挡圈闭、地层超覆圈闭、生物礁圈闭。岩性圈闭进一步分为砂岩透镜体圈闭和岩性上倾尖灭圈闭。背斜圈闭的主要类型。答：背斜圈闭主要分为挤压背斜圈闭、基底差异升降背斜圈闭、披覆背斜圈闭、底辟拱升背斜圈闭、滚动背斜圈闭。油气差异聚集的条件及特点。答：油气差异聚集的必备条件是： (1)具有区域性较长距离运移的条件，要求具区域性的倾斜；储集层岩相岩性稳定，渗透性好；区域运移通道的连通性好。 (2系列圈闭的溢出点海拔依次增高。 (3)油气源供应区位于盆地中心带，即油气源位于系列圈闭的下倾方向；且有足够数量的油气补给。(4)储集层中充满水，石油和游离气是同时一起运移的。油气差异聚集的特点： (1)在离供油气区最近，溢出点最低的圈闭中，在气源充足的前提下，形成纯气藏；相离稍远的，溢出点较高的圈闭中，可能形成油气藏或纯油藏；在溢出点更高，距油源区更远的圈闭中，可能只含水。 (2)一个充满了石油的圈闭，仍然可以作为有效的聚集天然气的圈闭。但是，一个充满了天然气的圈闭，则不再是一个聚集石油的有效圈闭了。 (3)若油气按比重分异比较完善，则离供油区较近，溢出点较低的圈闭中，聚集的石油或天然气的比重应小于距油源区较远、溢出点较高的圈闭中的油或气的比重。 (4)所形成的纯气藏、油气藏、纯油藏的数目，取决于油气来源供应的充分程度，及圈闭的大小和数目。 凝析气藏形成的基本条件。答：凝析气藏是指在地下深处高温高压条件下的烃类气体,经采到地面后,温度、压力降低,反而凝结为液态,成为凝析油,这种气藏就是凝析气藏。凝析气藏的形成条件：(1)在烃类物系中气体数量必须胜过液体数量,才能为液相反溶于气相创造条件。(2)地层埋藏较深,地层温度介于烃类物系的临界温度与临界凝结温度之间,地层压力超过该温度时的露点压力,这种物系才可能发生显著的逆蒸发现象。松辽盆地的主要生油层及产层。答：松辽盆地的主要生油层及产层为下白垩统。什么叫圈闭？圈闭有哪几个要素？答：适合于油气聚集、形成油气藏的场所，称为圈闭。圈闭的三要素：(1)储集层；(2)盖层；(3)阻止油气继续运移，造成油气聚集的遮挡物，它可以是盖层本身的弯曲变形，如背斜；也可以是另外的遮挡物，如断层、岩性变化等。什么叫油气田，主要类型有哪些？答：油气田系受单一局部构造单位所控制的同一面积内的油藏、气藏、油气藏的总和。将油气田划分为两大类：砂岩油、气田类和碳酸盐岩油、气田类砂岩油、气田类又细分为背斜型砂岩油、气田、单斜型砂岩油、气田、刺穿构造型砂岩油、气田、不规则带状砂岩油、气田、砂岩古潜山油、气田碳酸盐岩油、气田类又细分为大型隆起碳酸盐岩油、气田、裂隙型碳酸盐岩油、气田、生物礁型碳酸盐岩油、气田、碳酸盐岩古潜山油、气田。什么叫油气聚集带，主要类型有哪些？答：油气聚集带为同一个二级构造带中，互有成因联系、油气聚集条件相似的一系列油气田的总和。油气聚集带随所处大地构造位置的不同而呈现各种类型：（1）在地壳的相对稳定区域，较平缓的大型长垣或隆起，形成背斜型的油气聚集带。（2）在地壳的相对活动区域，形成挤压背斜型的油气聚集带。（3）在沉积盆地的边缘地带常形成大单斜油气聚集带。（4）在海相沉积盆地的边缘，可以形成生物礁块油气聚集带。（5）古潜山油气聚集带多分布在地台区。（6）盐丘、泥火山等刺穿构造油气聚集带，分布在膏盐相沉积、粘土岩相沉积和断裂发育区。盖层封闭的基本机理毛管压力封闭（物性封闭）空隙流体异常高压封闭烃浓度封闭三、论述题试从生油母质类型、油气生成动力因素、油气生成的阶段等方面论述干酪根晚期热降解成烃理论的基本要点。（15分）答：干酪根晚期热降解生烃理论的基本思想：在成岩作用晚期或后生作用初期，沉积岩中的不溶有机质（即干酪根），在埋深达到门限值后，干酪根成熟，热降解生成大量液态石油和天然气。干酪根是很重要的生油母质。根据元素分析，将干酪根划分为三种主要类型：I型干酪根，Ⅱ型干酪根，Ⅲ型干酪根。I型干酪根以含类脂化合物为主，直链结构很多，生油潜能大。Ⅱ型干酪根以具多环烃结构为特征，生油潜能中等。Ⅲ型干酪根以含多环芳香结构及含氧官能团为主，与Ⅰ、Ⅱ型相比，对生油不利，但埋藏到足够深度时，可成为有利的生气来源。影响有机质向石油及天然气转化动力因素有温度、时间、催化剂、放射性等，其中温度和时间是主要的影响因素。有机质向石油和天然气的转化过程具有明显的阶段性。可划分为四个逐步过渡的阶段：生物化学生气阶段、热催化生油气阶段、热裂解生凝析气阶段及深部高温生气阶段。（1）生物化学生气阶段：从有机质被埋藏开始至门限深度为止。埋深〈1500米，温度介于10~60℃，以细菌活动为主，有机质尚未成熟。在缺乏游离氧的还原环境内，厌氧细菌非常活跃，生物起源的沉积有机质发生生物化学降解、化学降解作用。有机质除形成少量烃类和挥发性气体以及早期低熟石油外，大部分转化成干酪根保存在沉积岩中。（2）热催化生油气阶段：埋藏深度超过1500~2500米，进入门限深度，相当于后生作用阶段前期，有机质经受的地温升至60~180℃，干酪根成熟。促使有机质转化的最活跃因素是热催化作用。在热催化作用下，干酪根发生热降解，产生大量的石油和湿气，成为主要的生油时期，常称为“生油窗”。（3）热裂解生凝析气阶段：当沉积物埋藏深度超过3500~4000米，地温达到180~250℃，则进入后生作用阶段后期，此时地温超过了烃类物质的临界温度，干酪根达到高成熟阶段。主要反应是大量C-C链断裂。主要产物是凝析气和湿气。（4）深部高温生气阶段：当深度超过6000~7000米，沉积物已进入变生作用阶段，温度超过了250℃，以高温高压为特征，有机质达到过成熟。这个阶段出现了全部沉积有机质热演化的最终产物干气甲烷和碳沥青或石墨。试从源岩条件、储盖层发育、油气运移条件、圈闭发育特征等方面论述三角洲相油气富集的主要原因。答：前三角洲的泥岩是有利的生油相带，有机质丰富，既有水生有机质，又有河流带来的陆缘有机质。三角洲前缘各种砂体（水下分流河道、河口坝、远砂坝、前缘席状砂等）和三角洲平原的分流河道砂是有利的储集体。三角洲平原的河流间湾和沼泽的泥岩，在三角洲推进过程中覆盖在各种前缘砂体之上，成为有利的盖层。前缘砂体直接插入前三角洲泥岩中，指状交叉，排烃条件和二次运移条件好。三角洲在推进过程中容易形成滚动背斜，而且岩性圈闭发育。试从作用阶段、排烃动力、排烃通道、排烃相态等方面论述压实排烃和微裂缝排烃两种主要初次运移方式的基本内容。答：（1）压实排烃在未熟－低熟阶段，源岩层埋深不大，生成油气的数量少，源岩孔隙水较多，渗透率相对较高，部分油气可以溶解在水中呈水溶状态，部分可呈分散的游离油气滴，在压实作用下，随压实水流，通过源岩孔隙运移到运载层或储集层中。（2）微裂缝排烃在成熟－过成熟阶段，源岩层已被压实，孔隙水较少，渗透率较低，源岩排液不畅，有机质大量生成油气，孔隙水不足以完全溶解所有油气，大量油气呈游离状态，同时，欠压实作用、蒙脱石脱水作用、有机质生烃作用以及流体热增压作用等各种因素导致孔隙流体压力不断增加形成流体异常高压，成为排烃的主要动力。当孔隙流体压力很高、导致源岩产生微裂缝，这些微裂缝与孔隙连接，形成微裂缝－孔隙系统，在异常高压驱动下，油气水通过微裂缝－孔隙系统向源岩外涌出，当排出部分流体后压力下降，微裂缝闭合。待压力恢复升高和微裂缝重新开启后，又发生新的涌流。因此，这一阶段是油气水以一种间歇式、脉冲式（不连续）方式进行的混相涌流。试述石油与天然气形成条件的差异。答：天然气与石油在成因上既有密切联系又有显著区别，在形成条件上天然气更为广泛、迅速、容易。生成条件石油天然气原始有机质以低等动物、植物中的类脂化合物、蛋白质、碳水化合物为主。比石油的原始有机质更广泛，除生油的原始物质可生气外，高等植物中的木质纤维也可生气。此外，天然气还可有无机来源。生成环境必须在乏氧的还原或强还原环境中才有利于生油。除还原或强还原环境外，在有氧气存在的弱还原环境中也可生成天然气。生成过程（1）成