地球物理测井课件

第2章石油地质勘探第2章石油地质勘探1第2章石油地质勘探2.1石油的物化性质2.2油气生成与聚集2.3油气藏与油气田2.4我国的含油气盆地2.5油气勘探第2章石油地质勘探2.1石油的物化性质22.1石油的物化性质2.1.1石油的化学组成2.1.2石油的物理性质2.1.3天然气的化学组成2.1.4天然气的物理性质2.1石油的物化性质2.1.1石油的化学组成32.1石油的物化性质2.1.1石油的化学组成1）石油的元素组成主要由碳、氢两种元素组成：

碳约占80％一88％；

氢约占10％一14％；

氧、硫、氮约占0.3％一7％。

石油中若碳、氢元素含量高，且碳／氢值低，则油质好；若氧、硫、氮元素含量高，则油质相对较差。2.1石油的物化性质2.1.1石油的化学组成1）石油42.1石油的物化性质2.1.1石油的化学组成2）石油的化合物组成

烃类化合物（即碳氢化合物）是石油主要成分，约占80％以上。

含有氧、硫、氮的化合物（非烃化合物）有时可达30％。不利于石油的开采、炼制和加工。2.1石油的物化性质2.1.1石油的化学组成2）石油52.1石油的物化性质2.1.1石油的化学组成3）石油的组分组成根据石油成分被不同溶剂选择溶解及被介质选择吸附的特点，将石油的组成分成相近的组，称为“组分”，每个组分内包含性质相似的一部分化合物。i油质ii

胶质iii

沥青质iv

碳质2.1石油的物化性质2.1.1石油的化学组成3）石油62.1石油的物化性质2.1.1石油的化学组成3）石油的组分组成i油质由碳氢化合物组成的淡色粘性液体（是石油主要成分）油质含量高，石油质量相对较好。油质中含有石蜡，是一种熔点为37～76℃的烷烃，呈淡黄色或黄褐色。石蜡含量高时石油易凝固，油井易结蜡，不利于开采。2.1石油的物化性质2.1.1石油的化学组成3）石油72.1石油的物化性质2.1.1石油的化学组成3）石油的组分组成ii胶质粘性或玻璃状的固体物质，主要成分是碳氢化合物，但氧、硫、氮含量增多。石油中胶质含量少，约为1％，是渣油的主要成分。

2.1石油的物化性质2.1.1石油的化学组成3）石油82.1石油的物化性质2.1.1石油的化学组成3）石油的组分组成iii沥青质黑色固体，沥青质比胶质含碳氢化合物更少，含氧、硫、氯化合物更多。

胶质和沥青质称为石油的重分子组分，是非碳氢化合物比较集中的部分。含量高时，石油质量变差。iv碳质

碳质以碳元素状态存在于石油内，含量很少，称残碳。2.1石油的物化性质2.1.1石油的化学组成3）石油92.1石油的物化性质2.1.2石油的物理性质1）颜色石油一般呈棕色、褐色或黑色，也有无色透明的凝析油。胶质、沥青质含量愈高，颜色愈深。因此，石油颜色越谈，质量越好。

2)密度

标准条件下(20℃，0.101MPa)每立方米原油质量——原油密度，一般在0.79～0.95g/cm3。

3)粘度

地下采出的石油在提炼前称原油。在地层条件下测得的原油粘度叫地层粘度，地层粘度大于50mPa·S、密度大于0.92的原油称为稠油。2.1石油的物化性质2.1.2石油的物理性质1）颜色102.1石油的物化性质2.1.2石油的物理性质4）凝固点原油失去流动性的温度或开始凝固时的温度称为凝固点，原油中含蜡少，重组分含量低者凝固点低，利于开采和集输。凝固点在40℃以上的原油称为凝油。

5)溶解性石油难溶于水，但易溶于有机溶剂。石油可与天然气互溶，溶有天然气的石油，粘度小，利于开采。2.1石油的物化性质2.1.2石油的物理性质4）凝固112.1石油的物化性质2.1.2石油的物理性质6）荧光性石油在紫外线照射下会发出一种特殊的光亮，称为石油的荧光性。借助荧光分析可鉴定岩样中是否含有石油。7)导电性石油为非导电体，电阻率很高，这种特性成为电法测井划分油、气、水层的物理基础。2.1石油的物化性质2.1.2石油的物理性质6）荧光122.1石油的物化性质2.1.3天然气的化学组成通常所说的天然气是指油田气和气田气。天然气是在地壳中生成的一种可燃有机矿物，是以气态碳氢化合物为主的可燃混合气体。2.1石油的物化性质2.1.3天然气的化学组成132.1石油的物化性质2.1.3天然气的化学组成甲烷(CH4)、乙烷（C2H6)、丙烷(C3H8)和丁烷(C4H10)

其中甲烷含量可达80％以上。此外还含有少量的CO2、CO、H2S)及N2)、02、H2。天然气中，乙烷以上的烃称为重烃，依重烃含量将天然气分为干气和湿气两种。

干气中甲烷含量﹥95％，但含有5%～10%以上乙烷、丙烷、丁烷等重烃。湿气常与油共生，是油田或气田中的气。2.1石油的物化性质2.1.3天然气的化学组成甲烷(142.1石油的物化性质2.1.4天然气的物理性质天然气无色，有汽油味，可燃。天然气物理性质指其密度、粘度和溶解性。1)密度天然气密度为0.6～1.0g/m3，湿气含重烃多，密度大于干气。2)粘度天然气0℃时的粘度为0.012mPa·S。3)溶解性天然气溶于石油和水，且更容易溶于石油。2.1石油的物化性质2.1.4天然气的物理性质152.2油气生成与聚集2.2.1地壳1）地球的构造特点：

具层状结构,

密度随深度而增加。2.2油气生成与聚集2.2.1地壳1）地球的构造特点162.2油气生成与聚集2.2.1地壳1）地球的构造地球自生成至今已有45～60亿年，平均半径为637lkm。地球内部可分为地核、地幔和地壳三个同心排列的圈层，各圈层物理状况可参见下表：圈层深度(km)密度(g/cm3)压力(MPa)温度(℃)地壳332.7～2.990015～1000地幔29003.32～5.661368001500～2000地核63719.71～16360000720002.2油气生成与聚集2.2.1地壳1）地球的构造圈层172.2油气生成与聚集1）地球的构造位置名称(方式1)成分状态厚度1(km)厚度2(km)名称(方式2)成分状态地表地心地壳岩石固态40100岩石圈岩石固态地幔岩石固态或融熔态3000300软流圈岩石融熔态2600地幔地核金属融熔态30003000地核铁金属融熔态2.2油气生成与聚集1）地球的构造位置名称(方式1)成分182.2油气生成与聚集2.2.1地壳2）地壳的组成地壳厚度各处并不相等。最厚处达70～80km，最薄处只有5～6km，平均为33km。地壳由岩石组成，岩石依成因的不同可分为火成岩、变质岩和沉积岩三大类。2.2油气生成与聚集2.2.1地壳2）地壳的组成192.2油气生成与聚集2.2.2岩石1)

火成岩

又名岩浆岩，是高热的岩浆冷凝后形成的岩石，呈块状，无层次，致密而坚硬，如花岗岩、玄武岩、正长石等。2.2油气生成与聚集2.2.2岩石1)火成岩202.2油气生成与聚集2.2.2岩石2)

沉积岩

由火成岩、变质岩和早期形成的沉积岩，经风吹、雨打、温度变化、生物作用等被剥烛、粉碎、溶解形成碎屑物质及溶解物质，再经风力、水流、冰川、海洋搬运至低凹处沉积下来，越积越厚，经压实、固结而形成了沉积岩。沉积岩有层次、孔隙、裂缝和溶洞，并有各种古代动植物残骸遗迹形成的化石。2.2油气生成与聚集2.2.2岩石2)沉积岩212.2油气生成与聚集2.2.2岩石3)

变质岩

由沉积岩或火成岩在地壳内部的物理化学因素如高温、高压、岩浆的风化等影响下，改变了原来的成分和结构，变质成为新的岩石，如石灰石变质为大理石等，称变质岩。

2.2油气生成与聚集2.2.2岩石3)变质岩22三大岩种与成因名称成因例备注火成岩岩浆冷却形成花岗岩玄武岩结晶颗粒粗，大陆地壳主要岩种结晶颗粒细，海洋地壳主要岩种地壳最常见岩种沉积岩沉积作用形成砾岩、砂岩、页岩、石灰岩沉积物颗粒最大沉积物颗粒中等沉积物颗粒最小生物遗骸或水中碳酸钙沉淀地表最常见岩种变质岩岩石因地壳变动被深埋受高温高压经物理变化(矿物种类或颗粒大小)形成大理石板岩由石灰岩变质三大岩种与成因名称成因例备注火成岩岩浆冷却形成花岗岩结晶颗232.2油气生成与聚集2.2.2岩石三大岩种图样

2.2油气生成与聚集2.2.2岩石三大岩种图样242.2油气生成与聚集2.2.3沉积岩石油和天然气生成在沉积岩中，绝大多数储藏在它的孔隙、裂缝和溶洞里。而在火成岩和变质岩中则很少有石油和天然气存在。1)沉积岩种类及特点沉积岩可分为砂岩、泥岩、石灰岩三种2.2油气生成与聚集2.2.3沉积岩石油和天252.2油气生成与聚集2.2.3沉积岩砂岩普通的砂粒被泥质或石灰质胶结成为砂岩。依颗粒直径不同可分为以下几种：砂岩名称砾石粗砂岩中砂岩细砂岩粉砂岩颗粒直径(mm)>10.5～10.25～0.50.1～0.250.01～0.12.2油气生成与聚集2.2.3沉积岩砂岩砂岩名称砾石262.2油气生成与聚集2.2.3沉积岩砂岩砂岩的特点：具有孔隙，可以储存油、气、水等流体。岩石孔隙体积与岩石总体积之比称孔隙度；由于岩石存在孔隙，在压力作用下能通过油、气、水，这种性质称为岩石的渗透性。砂岩(孔隙大)和灰岩(裂缝发育)都是渗透性好的岩石。2.2油气生成与聚集2.2.3沉积岩砂岩272.2油气生成与聚集2.2.3沉积岩3)泥岩泥岩的特点：普通的颗粒直径小于0.01mm的泥土经成岩作用而形成。呈块状的称泥岩。呈薄片层状的称为页岩。富含石油质的页岩称油页岩，可以提炼石油2.2油气生成与聚集2.2.3沉积岩3)泥岩282.2油气生成与聚集2.2.3沉积岩4)石灰岩石灰岩的特点：石灰岩俗称石灰石，主要成分为碳酸钙，呈块状，致密而坚硬。由于地壳的运动作用和地下水的侵蚀，常有裂缝和溶洞，石油和天然气即储存其中。2.2油气生成与聚集2.2.3沉积岩4)石灰岩292.2油气生成与聚集2.2.4地质构造由于地壳发生升降、挤压褶皱及水平移动，使原来一层层平铺着的沉积岩发生变形，形成地壳的各种构造。1)背斜构造

是指岩层向上弯曲的褶曲，其核部地层比外圈地层老。2.2油气生成与聚集2.2.4地质构造302.2油气生成与聚集2.2.4地质构造2)向斜构造

是指岩层向下弯曲的褶曲，其核部地层比外圈地层新。3)单斜构造

岩层向单一方向倾斜。4)断层

岩层由地壳运动而断裂，在断裂两侧的岩层发生了显著的相对位移，这种断裂称为断层。2.2油气生成与聚集2.2.4地质构造2)向斜构造312.2油气生成与聚集2.2.5油气的生成与聚集自17世纪以来油、气的成因一直是石油地质界研究的课题，经长期探索，到19世纪60年代形成“晚期生油理论”——认为石油天然气是由古代生物遗体在适宜的自然环境和地质条件下生成的。古代陆地上的动、植物遗体，被水流带到内陆湖泊、海湾盆地，与原来水中的生物一起混同泥沙沉积下来形成有机淤泥，已形成的淤泥又被后沉积的泥沙层覆盖，和空气隔绝处于缺氧还原环境。随着岁月流逝，有机淤泥中的有机物质经过一系列复杂的物理化学变化，就转变成石油或天然气。2.2油气生成与聚集2.2.5油气的生成与聚集322.2油气生成与聚集1)油气的生成在数亿年前，大量的浮游生物及动植物死亡之后他们的残骸，堆积在海底下逐渐形成沉积物。这些埋藏在沉积盆地内的动植物残骸，在缺氧环境下经细菌作用将碳水化合物中的氧逐渐消耗掉，再随着埋藏深度的增加，温度与压力也相对提高，经过数百万年后，有机物逐渐受热裂解出油气。但是并不是每一个沉积盆地都可以产生油气，要看生油岩层所含油母质的种类及其成熟度而定。由于沉积环境的不同，则有形成气态的天然气、液态的石油与固态的煤炭差异。一般而言，可以生油的岩层称为生油层如页岩、泥岩。2.2油气生成与聚集1)油气的生成在数亿年前，332.2油气生成与聚集油气的生成

（有机成因说）2.2油气生成与聚集油气的生成342.2油气生成与聚集2)油气的聚集当油气形成后，因生油岩层通常无适当的孔隙可储积油气，它必须储存在多孔隙，且这些孔隙必需互相连通的岩层里，如砂岩、石灰岩等。油气从生油层第一次移栖到储油层靠的是毛细管作用。再因油、气、水比重之不同而产生的浮力及压力梯度作用，作第二次移栖。整个移栖的路途中，如遇到适当的地质封闭构造，则油气将大量的聚集在此封闭构造内，而形成具有经济价值的油气田。2.2油气生成与聚集2)油气的聚集当油气形成后352.2油气生成与聚集2.2油气生成与聚集362.3油气藏与油气田2.3.1油气藏有机淤泥中的有机物质，在成岩过程中逐渐转化成石油或天然气，此有机淤泥层称为生油层。

生油层中分散存在的石油或天然气，当遇有适宜的因闭地质构造时，便发生运移和聚集，形成油气藏。油气藏是同一圈闭内具有同一压力系统的油气聚集。2.3油气藏与油气田2.3.1油气藏372.3油气藏与油气田2.3.1油气藏凡储存的油、气量较多，在当前的技术条件和经济条件下，具有开采价值的油气藏称为工业油气藏。聚集油、气的构造称为储油构造，由不渗透的岩层把聚集的油、气圈闭起来，依储油构造类型，其所聚集的油气藏可分为三大类：2.3油气藏与油气田2.3.1油气藏凡储存的382.3油气藏与油气田2.3.1油气藏1)构造油气藏

由背斜储油构造，以及断层遮挡储油构造等所圈闭的油气聚集，称为构造油气藏。

背斜储油构造断层遮挡储油构造1—油；2一气；3一水；1一油；2—气；3一水；4—不渗透泥岩盖层；4一砂岩；5一泥岩；5一不渗透泥岩底层6一不渗透断层2.3油气藏与油气田2.3.1油气藏1)构造油气藏392.3油气藏与油气田2.3.1油气藏2)地层油气藏

由地层超覆储油构造及地层遮挡储油构造等所圈闭的油气聚集，称为地层油气藏。

地层超覆储油构造地层遮挡储油构造1一油；2一气；3一水；l—油；2一气；3一水；4一泥岩；5—变质岩基底4一不渗透岩层2.3油气藏与油气田2.3.1油气藏2)地层油气藏402.3油气藏与油气田2.3.1油气藏3)岩性油气藏

由岩性圈闭所聚集的油气称岩性油气藏，其特点是油源是单一的，油气是原生的。岩性圈闭储油结构1—被圈闭的油砂岩层；2—不渗透泥层

圈闭中只聚集储存石油和水的叫油藏；圈闭中只聚集储存天然气的叫气藏。圈闭中石油和天然气同时聚集储存的叫油气藏。2.3油气藏与油气田2.3.1油气藏3)岩性油气藏412.3油气藏与油气田2.3.2油气田从石油地质意义上说，油气田是指单一局部构造、同一面积内油藏、气藏、油气藏的总和。若该局部构造范围内只有油藏称油田；若只有气藏称气田；同一油气田可以是一种类型的油气藏，也可以是多种类型的油气藏。人们通常所说的大庆油田、胜利油田、四川气田等则主要是从地理意义上或指行政管理单位而言。实际上，它们内部含有多个地质意义上的油田或气田。2.3油气藏与油气田2.3.2油气田从石油地422.4我国的含油气盆地在漫长的地质历史时期内，不断下沉接受沉积的地区称为沉积盆地。具有油气生成和聚集条件，并发现具有工业油气藏的沉积盆地称为油气盆地。我国富含油气资源，含油气盆地约有50个。其中主要的有：松辽盆地、渤海湾盆地、塔里木盆地、准葛尔盆地、鄂尔多斯盆地、四川盆地和海域含油气盆地。2.4我国的含油气盆地在漫长的地质历史时期内432.4我国的含油气盆地松辽盆地、渤海湾盆地、塔里木盆地、准葛尔盆地、鄂尔多斯盆地、四川盆地和海域含油气盆地。中国油气资源分布状况：------分散2.4我国的含油气盆地松辽盆地、渤海湾盆地、塔里木盆442.5油气勘探

要找到地下的油气藏，就要进行油气的勘测与探查。油气勘探方法和技术，随着生产经验的积累和科学技术的进步，得到不断发展和完善。目前进行油气勘探的主要方法和技术有4种，即地面地质法、地球物理法、遥感技术和钻探法。2.5油气勘探要找到地下的油气藏，就要进行452.5油气勘探2.5.1地面地质法直接观察地表的地质现象，寻找是否有露在地面的“油气苗”，研究岩石、地层情况，分析地下是否有储油构造。在边远新区进行地质调查时，这种方法仍可发挥一定作用。

地球物理法自诞生之日起就始终和最新的技术成就相关联，是一种应用高新技术的勘探方法，包括地球物理勘探和地球物理测井。2.5.2地球物理法2.5油气勘探2.5.1地面地质法直接观察地462.5油气勘探2.5.2地球物理法1)地球物理勘探由于不同岩石具有不同的物理性能，如密度、磁性、弹性等。在地面上利用多种专用的精密仪器进行测量，了解地下地质构造情况，判断是否有储油构造，即地球物理勘探法。地球物理勘探法包括重力勘探、磁力勘探、电法勘探和地震勘探。2.5油气勘探2.5.2地球物理法1)地球物理勘探472.5油气勘探2.5.2地球物理法1)地球物理勘探

近年来，不断吸取物理、数学、地学、电子学和计算机技术发展的最新成就，地震勘探技术得到了迅猛发展，成为地质油气勘探的一种主要方法。地震勘探既能在地表条件恶劣、地下地质条件复杂的新区寻找新的油气资源，也能在老油区寻找后备储量、提高采收串，已成为降低勘探风险，提高开发效益的现代化技术手段

。2.5油气勘探2.5.2地球物理法1)地球物理勘探482.5油气勘探2.5.2地球物理法2)地球物理测井

地球物理测井在油气勘探和开发领域都发挥着重要作用，是油气勘探、开发中采用的一种高新技术手段。通俗地说，地球物理测井，是采用专用的测井仪器，如数控测录系统等，沿井眼自上而下测录地层的各种物理性能曲线．应用解释技术对测井曲线进行综合分析解释，以正确地识别地层，了解地层含油、气、水的情况，为寻找油气藏和开发油气田提供科学依据。2.5油气勘探2.5.2地球物理法2)地球物理测井492.5油气勘探2.5.