石油地质基础

砂岩储层有效 孔隙度5～30％， 一般10～20％。 碳酸盐岩储层的 孔隙度一般＜5％。
39
渗透率
渗透性：在一定的压差下，岩石允许流体通过其连通孔 隙的性质。
K=Q·μ·L/F·△P
K－渗透率，μ m2； Q－流量，m3/s；
μ－粘度，Pa ·s; L－长度，m； F－截面积，m2； △P－压力差。
据统计资料表明，虽然世界上大多数油田都分布在沉积岩之中， 但在 某些国家和地区由于特定的地质条件，也发现了少量的油、气田 是以 岩浆岩为油气储集层。例如日本的新泻盆地中的一些油、气田， 其 油、气就储集在石英安山岩、石英粗面岩之中。还有我国的胜利 油田 特也定在花岗岩、玄武岩中发现了良好的油、气显示。事实说明，在18
尚月平
井下培校
一、石油、天然气 二、岩浆岩、变质岩、沉积岩 三、油气的生成 四、生油层、储集层和盖层 五、油气运移、圈闭、油气藏 六、油水井完成方法
2
石油的概念
石油是天然生成的以碳 氢化合物为主的液态混合物， 是可燃有机产物之一。成分 上以烃类（碳氢化合物）为 主，含有数量不等的非烃化 合物及多种微量元素。相态 上以液相为主，溶有大量烃 气及少量非烃气，并溶有数 量不等的烃类和非烃类的固 态物质。
①碎屑物质： 这类物质主要是岩石或矿物颗粒。这些颗粒性质上较稳定，多数为矿
物颗粒，如石英、长石、云母等，少数为岩石碎屑，简称为岩屑。 ②溶解物质： 矿物中那些易溶解的成分，如K、Na、Ca、Mg等遇水便发生溶解。
还有一些胶体，呈悬浮状态存在于水中，如SiO2、Al2O3等。这些物 质虽然没有溶解，但却可随水而去。 ③残余物质 主要是转移性能较低的化学成分，如Si、Fe、Al等所形成的风化残余 物质，如高岭石、水白云母、铝土矿等。
3
石油的元素组成
碳、氢及少量其他元素组成。 C：80~88％，H：10~14％，S：1.5％，N：0.55，O：0.5％。
石油的化合物组成
石油中的碳和氢以各种类型的碳氢化合物的形式存在，按结构分
为烷烃，环烷烃，芳香烃
某种石油：烷烃25％，环烷烃50％，芳香烃17％，沥青质（非烃） 8％
4
石油的馏分组成
气的保存也是不利的。但在特定的地质条件下，变质岩的裂缝 和片理间隙（片理与片理之间）是完全可以储存油气的。如我 国甘肃酒泉西部盆地的鸭儿峡油田，基岩油藏的石油就是储集 在志留系的具有裂缝的变质岩之中。
20
变质岩类
片麻岩
21
沉积岩
下古生界寒武系张夏组
22
沉积岩
概念：沉积岩是在地壳表层的常温、常压条 件下，主要由母岩的风化产物及其它 物质（如火山物质、宇宙物质 等），经搬运、沉积和成岩作用形 成的岩石。
油岩之一。
①碎屑岩的物质成分：由碎屑物质和胶结物两部分组成。 〈1〉碎屑物质
碎屑物质包括矿物碎屑和岩石碎屑。矿物碎屑主要是石英、长石，其次是云母， 还有少量的重矿物。岩石碎屑是指母岩经机械破碎后形成的仍保持母岩成分和 结构特征的岩石碎块。
〈2பைடு நூலகம்胶结物 把碎屑颗粒粘结起来形成碎屑岩，这种起粘结作用的物质，叫胶结物。 常见的胶结物有以下四种： 泥质胶结物 多呈土状，比较疏松。 钙质胶结物 多呈灰白色，滴盐酸反应剧烈。 硅质胶结物 多呈灰色，坚硬，小刀刻不动，滴盐酸不起反应。 铁质胶结物 多呈红色或红褐色，坚硬。 此外，还有石膏、白云石、绿泥石等胶结物。
2、非烃：常见的有H2S、CO2、N2、CO、H2。
14
物理性质
天然气的相对密度
天然气的相对密度指在标准状态下，单位体积的天然气与空气质 量之比。
15
天然气的溶解度
天然气能不同程度地溶于水和油。溶解的数量取 决于天然气和溶剂的成分，气体压力，温度。
烃类气体在石油中的溶解度比水中大。在标准状 态下，甲烷在石油中的溶解系数为0.3，比水中大9倍。 在较高压力下，石油可溶解数百倍于自身体积的天 然气。
4、碳质：碳质是黑色固体物质不具荧光，不溶于有机 溶剂，也不被硅胶所吸附。
7
轻质油 相对密度≤0.87
中质油
0.87＜相对密度 ≤0.90
重质油
0.90＜相对密度 ≤0.934
稠油
0.934＜相对密度8 ，地 面粘度＞100 mPa·s。
物理性质
石油的颜色
石油的颜色有白色、淡黄、褐黄、深褐、淡红、棕色、 黑绿色、黑色。原油颜色深浅主要取决于胶质、沥青质的含 量，胶质、沥青质含量越高，原油颜色越深。
29
沉积岩的分类
〈3〉胶结类型 胶结物在岩石间存在的形式叫胶结类型。根据胶结物在岩石中
的分布状况，颗粒的接触关系，胶结物与颗粒之间的相对数量， 可分为以下三种基本类型 基底胶结 :胶结物含量很多，碎屑颗粒孤立地分散在胶结物之 中，彼此互不接触或极少接触。此种胶结对储集油气不利。 孔隙胶结 : 胶结物含量较基底式少，分布于颗粒孔隙之中，颗 粒间多以支架式接触。此种接触对储集油、气较有利。 接触胶结 : 胶结物含量很少，只分布于颗粒接触处，粒间常呈 镶嵌式接触。对储集油气最有利。 ③碎屑岩的类型:砾岩、砂岩、粉砂岩三大类
12
石油的旋光性 当偏光通过石油时，偏光面会旋转一定 的角度，这种特性称为石油的旋光性．
13
天然气的概念
广义上，天然气是指天然存在于自然界的一切气体。石油天然气 地质学研究的是存在于岩石中的以碳氢化合物为主的气体。
天然气的组成
1、烃类：以甲烷为主，含量一般为大于70%，其次是乙烷，丙 烷、丁烷以及重烃。
称为碳酸盐岩。它的分布较广，既是生油岩、又可 作为储油岩。目前世界上近一半的石油和天然气属 于碳酸盐岩型。常见类型有石灰岩类、白云岩类两 种。
31
沉积岩的分类
碳酸盐岩
它是由方解石和白云石等碳酸盐矿物组成的 沉积岩称为碳酸盐岩。它的分布较广，既是 生油岩、又可作为储油岩。目前世界上近一 半的石油和天然气属于碳酸盐岩型。常见类 型有石灰岩类、白云岩类两种。
烃类气体不同组分在石油中的溶解度也不相同。
16
三大岩类
岩浆岩
沉积岩 变质岩
17
岩浆岩
1、 定义：岩浆是地下天然形成的、富含挥发组分、高温粘稠的硅 酸盐熔融体。当岩浆在一定地质作用下，侵入地壳或喷 出地表，经冷凝结晶形成的岩石称岩浆岩。
2、组成岩浆岩的主要矿物有：石英、长石、云母、角闪石、辉石 等。 3、 岩浆岩的种类：常见的有花岗岩、玄武岩、安山岩、橄榄岩等。
石油是多种复杂化合物的混合物,而每一种化 合物都有一定的沸点.因此用蒸馏的方法可 以把石油中不同沸点的化合物分离切割出来. 在不同温度下蒸馏出来的产品称为石油的馏 分.显然,在石油蒸馏时,随着温度的升高,沸 点低的馏分首先分离出来.
5
石油的馏分产物
沸点
分馏部分及产物
150℃
汽油
150～300℃
煤油
沉积岩的形成： 分为四个阶段：风化、搬运、沉积和成岩。
23
三大岩类
24
•沉积岩是相应各种环境条件的物质记录 沉积环境
风化、剥蚀 (物理、化学)
↓
沉积物(岩)特 征
（因） （果）
搬运 (水流、风力，磨圆、分选) 沉积 (多次沉积)
成岩
25
风化作用
构成地壳的岩石当它暴露在地表时，在大气、温度和生物的联合影响 下，就会使原来岩石的物理性质和化学成分发生改变，这种现象称为 风化。引起岩石风化的地质作用称为风化作用。经风化作用的破坏使 原来的岩石遭受到了破坏，而产生了新的物质——这就是风化产物。 这些风化产物包括：碎屑物质、溶解物质、残余物质。
32
无机成因说 有机成因说
必须具有丰富的有机质
有利于有机质向石油转化 的条件
33
必须具有丰富的有机质: 类脂化合物 蛋白质 碳水化合物 干酪根
34
沉积岩中的有机质在埋藏过程中之间转变为干酪根。
干酪根：沉积岩中不溶于碱、非氧化型酸和非极性有
干
机溶剂的分散有机质。与干酪根相对应，岩石中可溶于有
酪 机溶剂的部分叫沥青。
柴油
300℃以上
润滑油
凡士林
石蜡
沥青 6
石油的组分组成
1、油质：是由烃类（几乎全部为碳氢化合物）组成的淡 色粘性液体，荧光显示为天蓝色。
2、胶质：胶质是粘性的或玻璃状的半固体或固体物质。 颜色有淡黄、褐红、黑色等；荧光显示为黄色、
棕黄色或浅褐色。
3、沥青质：沥青质是暗褐色至深黑色的脆性固体物质。 荧光显示为褐色。
石油的相对密度
石油相对密度：指标准条件（20℃和0.1MPa)下,原油密 度与4 ℃ 纯水密度的比值。石油相对密度一般为0.75～0.98。 石油相对密度主要取决于化学组成，与溶解气量、压力、温 度也有关系。
9
石油的导电性
石油的电阻率为109～1015Ω·m，与高矿化度油田水（电 阻率为0.02～0.1Ω·m ）和沉积岩（电阻率为1～104Ω·m ）相 比，可视为无限大。
d、成岩作用： 沉积作用的结果，在大陆的低洼地区和海洋沉积了许多松散的
沉积物。经过复杂的物理、化学变化，使疏松的沉积物变成坚 硬的岩石的作用称为成岩作用。 松散的沉积物经过以上四个阶段就演变为固结的沉积岩。
28
沉积岩的分类
碎屑岩
沉积岩按其成因不同可划分为碎屑岩、粘土岩、碳酸盐岩三大类。 碎屑岩： 主要由碎屑物质和胶结物组成的沉积岩称为碎屑岩。它是主要的储
通常采用动力粘度（又称绝对粘度），单位为Pa·s。
粘度大小主要取决于石油的化学组成。粘度随温度升高、 溶解气量增加而降低。
石油的溶解性
石油能溶于多种有机溶剂，如四氯化碳、正己烷。 石油在水中的溶解度很低，当水中饱和CO2和烃气时，石油的 溶解度明显增加。
11
凝固点 由于温度下降，由液态石油开始凝固为固态 时的温度称为凝固点。石油凝固点的高低与 石油中重质组分的含量有关，特别与石蜡的 含量有关，含蜡量越高，其凝固点越高。相 反，石油中轻质组分含量高则凝固点就低。
26
搬运作用
风化剥蚀的产物，通过流动的介质（风、流 水、冰川等），将它们从原地搬运到沉积区 的作用，称为搬运作用。它与剥蚀作用往往 是由同一种动力来进行的。例如：风可以把 风化产物剥蚀下来，同时又把剥蚀下来的碎 屑携带搬运。
27
沉积作用
母岩经风化和剥蚀作用的产物，在搬运过程中，由于搬运介质 物理化学条件的改变，使被搬运物质从搬运介质中沉淀出来， 这种作用称为沉积作用。沉积作用无论在陆地还是海洋中都可 以进行，但主要的沉积场所是海洋和陆地上的河流、湖泊。
30
沉积岩的分类
粘土岩
主要由粘土矿物组成的岩石叫粘土岩。主要矿物成 分为高岭石、蒙脱石、水云母等。粘土岩中含有大 量的有机质，因此它们是十分重要的生油岩。另外， 如果粘土岩成岩致密，颗粒极细，具有良好的封闭 作用，也可作为盖层，防止油气散失。
c、碳酸盐岩 它是由方解石和白云石等碳酸盐矿物组成的沉积岩
根
干酪根在沉积有机质中的含量可占70％～90％，甚至
更高。
干酪根的元素组成中以C为主，H和O也有很重要的地 位，还有N、S等。有机质生油主要是干酪根相沥青和烃 类的转化过程。
35
有利于有机质向石油转化的条件: 还原环境 温度 时间 压力 催化作用 细菌活动
36
生油层
定义:凡能够生成并提供具有工业价值的石油和天 然气的岩石,称为生油气岩.由生油气岩组成的地层, 称为生油层.
石油的荧光性
石油在紫外光照射下可产生荧光。石油中只有不饱和烃及其 衍生物具有荧光性。随发荧光物质的种类和浓度的不同而呈现不 同的荧光颜色和强度，用荧光灯可鉴定岩石中微量石油和沥青类 物质的存在。
10
石油的粘度
粘度值代表石油流动时分子之间相对运动所引起的内摩 擦力大小。粘度大流动性差，反之流动性好。
生油气层的岩石类型： 1、 粘土岩类生油层：由粘土矿物组成，一
般不能储油，是良好的生油层和盖层。 2、碳酸岩盐类生油层：以石灰岩、生物灰
岩和泥灰岩为主。
37
储集层
储层
储层（储集层）：凡 是能够储集和渗滤流体的 岩层。
38
孔隙度
总孔隙度：岩石全部孔隙体积和岩石总体积的百分比。
有效孔隙度：岩石中互相连通的孔隙体积和岩石总体积 的百分比。
岩浆岩类储层
喷发岩 侵入岩
岩浆
19
变质岩
概念：在地球内力地质作用下，由于物理、化学条件的改变， 使早期已形成的岩石（岩浆岩、沉积岩或变质岩）在固 体状态下，发生成分、结构及构造等方面变化的作用， 称变质作用。由变质作用形成的岩石叫做变质岩。
常见的变质岩：有大理岩、片麻岩、石英岩、千枚岩等。 变质岩与岩浆岩一样也不能有油气的生成，同时变质作用对油