第二章 石油地质
合集下载
石油地质学 第二章 储集层及盖层之一
0.01 0 5 10 15 20 25
1000
渗透率（10-3 μm2 ）
孔隙度（%）
100 10 1 0.1
陕北斜坡某油田长6油层组孔—渗关系
0.01 0.001 0 5 10 15 20 25 30
孔隙度（%）
陕北斜坡某油田延9油层组孔—渗关系
四、孔隙度与渗透率的关系
一般地，孔隙度相同时，孔、喉小的比孔喉大的渗透率 低，孔喉形态简单的比复杂的渗透率高。 从孔隙和喉道的不 同配置关系，可使储层呈现不同的性质，主要有： ①孔隙较大，喉道较粗，一般表现为孔隙度大，渗透率高； ②孔隙较大，喉道较细，一般表现为孔隙度中等，渗透率低； ③孔隙较小，喉道较粗，一般表现为孔隙度低～中等，渗透 率中等一偏低；
主要与岩石本身有关。
2、绝对渗透率（absolute permeability）：K
从理论上讲，岩石的绝对渗透率只反映岩石本身的 特性，而与测定所用流体性质及测定条件无关。一般来 说，孔隙直径小的岩石比孔隙直径大的岩石渗透率低， 孔隙形状复杂的岩石比形状简单的岩石渗透率低。这是 因为孔隙直径越小，形状越复杂，单位面积孔隙空间的 表面积越大，则对流体的吸附力、毛细管阻力和流动摩 擦力也越大。
第二章 储集层和盖层
刚才我们讲到油储存在储层中，由于油气的密度较小， 会受到浮力的作用，有向上流动的趋势，这时候如果没有 岩层阻止其向上流动，我们可以想象一下会发生什么情况？ 会一直逸散到地表，所以，要想让油能储集在储集层中， 必要要有能够阻止其向上逸散的岩层，这就是接下来要介 绍的盖层所行使的职能。 所谓的盖层就是位于储集层的上方、能够阻止油气向 上逸散的细粒、致密岩层叫做盖岩，也习惯地叫做（封） 盖层。通常会见到那些岩石能作为盖层呢？一般一些致密 的粉砂质泥岩、泥岩、盐岩、膏岩等常常作为盖层。
1000
渗透率（10-3 μm2 ）
孔隙度（%）
100 10 1 0.1
陕北斜坡某油田长6油层组孔—渗关系
0.01 0.001 0 5 10 15 20 25 30
孔隙度（%）
陕北斜坡某油田延9油层组孔—渗关系
四、孔隙度与渗透率的关系
一般地，孔隙度相同时，孔、喉小的比孔喉大的渗透率 低，孔喉形态简单的比复杂的渗透率高。 从孔隙和喉道的不 同配置关系，可使储层呈现不同的性质，主要有： ①孔隙较大，喉道较粗，一般表现为孔隙度大，渗透率高； ②孔隙较大，喉道较细，一般表现为孔隙度中等，渗透率低； ③孔隙较小，喉道较粗，一般表现为孔隙度低～中等，渗透 率中等一偏低；
主要与岩石本身有关。
2、绝对渗透率（absolute permeability）：K
从理论上讲，岩石的绝对渗透率只反映岩石本身的 特性，而与测定所用流体性质及测定条件无关。一般来 说，孔隙直径小的岩石比孔隙直径大的岩石渗透率低， 孔隙形状复杂的岩石比形状简单的岩石渗透率低。这是 因为孔隙直径越小，形状越复杂，单位面积孔隙空间的 表面积越大，则对流体的吸附力、毛细管阻力和流动摩 擦力也越大。
第二章 储集层和盖层
刚才我们讲到油储存在储层中，由于油气的密度较小， 会受到浮力的作用，有向上流动的趋势，这时候如果没有 岩层阻止其向上流动，我们可以想象一下会发生什么情况？ 会一直逸散到地表，所以，要想让油能储集在储集层中， 必要要有能够阻止其向上逸散的岩层，这就是接下来要介 绍的盖层所行使的职能。 所谓的盖层就是位于储集层的上方、能够阻止油气向 上逸散的细粒、致密岩层叫做盖岩，也习惯地叫做（封） 盖层。通常会见到那些岩石能作为盖层呢？一般一些致密 的粉砂质泥岩、泥岩、盐岩、膏岩等常常作为盖层。
石油地质学第二章 矿物与岩石
白色， 白色，含铁呈褐色
玻璃光泽
3.5-4
白色， 土状、细粒片状、 白色，含杂质其他 土状、细粒片状、鳞 贝壳状或粗糙状断 土状或蜡状光泽 片状或块状集合体 色调 口
2
第三节 岩浆岩、变质岩与沉积岩
一、岩浆岩 1.物质成分 物质成分
SiO2 是 最 重 要 的 成 分。 是 岩 石 酸 性 程 度 （ 基 性 程 度） 的 标 志。 超基性岩 基性岩 中性岩 酸性岩 SiO2<45% 橄榄岩 SiO2=45～53% 辉长岩 ～ SiO2=53～66% 闪长岩 ～ SiO2>66% 花岗岩
光泽 解理与断口 硬度 土状或 贝壳状或 蜡状光 粗糙状断 泽 口 鉴定特征
土状、 土状、细 白色， 粒片状、 白色，含 粒片状、 杂质其他 鳞片状或 色调 块状集合 体
2
光泽和可 塑性
多种含水硅酸盐矿物的混合物。主要化学组成是 多种含水硅酸盐矿物的混合物。主要化学组成是Al2O3和SiO2两种氧化物
金属光泽
半金属光泽
金刚光泽
玻璃光泽
三、矿物的物理性质
2.力学性质 力学性质
（1）硬度 ） 矿物抵抗机械作用(刻画、压入、研磨）的能力。 矿物抵抗机械作用 刻画、压入、研磨）的能力。 刻画
摩氏硬度表
硬度等级 1 2 3 4 5 代表矿物 滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 硬度等级 6 7 8 9 10 代表矿物 正长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石
第二章 矿物与岩石
第一节 矿物的形态与物理性质
第二节 常见矿物及其鉴定特征 第三节 岩浆岩、变质岩与沉积岩
第一节 矿物的形态与物理性质
一、矿物的概念
天然产出的、具有一定的化学成分、结晶构 造、外部形态和物理性质的元素或化合物，是 岩石的基本组成单位。
4 石油地质与勘探
“地下深外有重金属碳化物（碳化铁等）与水作用 可产生烃类。” 宇宙说的依据是宇宙天体中发现碳氢化合物，它是宇宙 所固有的。在地球形成的初始阶段，碳氢化合物已经存 在于气圈当中。之后，随地球的冷却而被吸附并凝结在 地壳上部，在沿裂隙向地表运移的过程中聚集起来，形 成油气藏。
3.岩浆说 1949年，原苏联学者库德梁采夫提出：
滨海 浅海（陆棚） 半深海（陆坡）深海（深海平原）
高能环境、海水 进退频繁，沉积 物粗不利于繁殖 、堆积和保存。
水体营养丰富，阳 光充足、水体较安 水体营养不足、生物不发育， 静，最有利于生物 生物遗体下沉经历巨厚水体 大量繁殖。 大部分遭到氧化，而且陆源 有机质很少。
2.岩相古地理条件
深度适当、面积较大、有机质丰富的水体、低等还原环境 还原环境即缺氧环境，如果是氧化环境，有机物就会被 氧化生成二氧化碳和水，就不会生成石油。
重金属化合物＋水
高温 高压
金属化合物＋石油蒸汽
他根据在实验室可以通过无机物合成途径得到碳氢化合物的结果， 提出石油是地下深处的重金属化合物与下渗的地下水相互作用生成， 提出了上述的反应方程。反应生产的石油蒸汽在上升的过程中冷凝 在地层的孔隙中，这就是石油生成的碳化说。
2.宇宙说 1889年，俄国学者索可洛夫提出：
形成过程：
生物有机组分
生物化学及化学降解
较小碎片
缩合作用、聚合作用
腐殖物质
失去O2 H2O NH3
成 岩 作 用
干酪根
酐酪根的形成
生 物 体
死亡
(藻类、细菌、浮游生物和高等植物)
生物体中的有机质 首先转化为一种特 殊的物质-干酪根， 它既不溶于酸，也 不溶于水和有机溶 剂，性能特别稳定。 主要存在于生油层 中，其主要成分是 碳、氢两种元素。 是在成岩作用晚期 经过热解而生成。
3.岩浆说 1949年，原苏联学者库德梁采夫提出：
滨海 浅海（陆棚） 半深海（陆坡）深海（深海平原）
高能环境、海水 进退频繁，沉积 物粗不利于繁殖 、堆积和保存。
水体营养丰富，阳 光充足、水体较安 水体营养不足、生物不发育， 静，最有利于生物 生物遗体下沉经历巨厚水体 大量繁殖。 大部分遭到氧化，而且陆源 有机质很少。
2.岩相古地理条件
深度适当、面积较大、有机质丰富的水体、低等还原环境 还原环境即缺氧环境，如果是氧化环境，有机物就会被 氧化生成二氧化碳和水，就不会生成石油。
重金属化合物＋水
高温 高压
金属化合物＋石油蒸汽
他根据在实验室可以通过无机物合成途径得到碳氢化合物的结果， 提出石油是地下深处的重金属化合物与下渗的地下水相互作用生成， 提出了上述的反应方程。反应生产的石油蒸汽在上升的过程中冷凝 在地层的孔隙中，这就是石油生成的碳化说。
2.宇宙说 1889年，俄国学者索可洛夫提出：
形成过程：
生物有机组分
生物化学及化学降解
较小碎片
缩合作用、聚合作用
腐殖物质
失去O2 H2O NH3
成 岩 作 用
干酪根
酐酪根的形成
生 物 体
死亡
(藻类、细菌、浮游生物和高等植物)
生物体中的有机质 首先转化为一种特 殊的物质-干酪根， 它既不溶于酸，也 不溶于水和有机溶 剂，性能特别稳定。 主要存在于生油层 中，其主要成分是 碳、氢两种元素。 是在成岩作用晚期 经过热解而生成。
石油地质学 第二章_烃源岩
丝质体
②根据干酪根的显微组成划分类型
T=（100A+50B-75C-100D）/100
A、B、C、D 分别为腐泥组、壳质组、镜质组和惰质组的含量
T >80 Ⅰ型 T =80-40 Ⅱ1型 T=40-0 Ⅱ2型 T<0 Ⅲ 型
②根据干酪根的显微组成划分类型 Ⅰ型干酪根
②根据干酪根的显微组成划分类型
(2）氯仿沥青“A”
干酪根(Kerogen)：沉积岩中所有不溶于非氧化性的 酸、碱和非极性有机溶剂有机质。干酪根是沉积有 机质的主体，约占总有机质的80~90%。
氯仿沥青“A”(Bitumen)： 岩石中可溶于有机溶剂的部分。 常用的有机溶剂为氯仿，可溶有 机物称为氯仿沥青“A”。
氯仿沥青“A”组分 利用石油中化合物
（1）有机质干酪根 化学分类
根据干酪根样品的 C、H、O元素分析 将干酪根划分为三 种主要类型： I 型、 Ⅱ型、 Ⅲ型
( 2 )显微组分分析方法 ①干酪根的显微组成 用光学方法对干酪根组分形态进行的描述 ——用反射光观察干酪根（煤岩学方法）
❏ 腐泥组： 包括无定形体和藻类体，富氢组分
主要来源于藻类或藻类被改造的残余
第二章
现代油气成因理论 ——油气生成模式
有机生油学说：干酪根成烃模式
原始生物物质
油
气
干酪根
油气是怎样生成！
《石油地质学》研究目的
◆ （1）沉积盆地是否含油气？
◆
——油气是哪里生成的？
◆ （2）油气藏在哪里？
◆ （3）有多少油气？
油 气 来 源
P1
P1泥岩为什么能够生油？
排2油藏
?
J1泥岩生油？
（二）烃源岩地球化学研究 ——烃源岩的判识
②根据干酪根的显微组成划分类型
T=（100A+50B-75C-100D）/100
A、B、C、D 分别为腐泥组、壳质组、镜质组和惰质组的含量
T >80 Ⅰ型 T =80-40 Ⅱ1型 T=40-0 Ⅱ2型 T<0 Ⅲ 型
②根据干酪根的显微组成划分类型 Ⅰ型干酪根
②根据干酪根的显微组成划分类型
(2）氯仿沥青“A”
干酪根(Kerogen)：沉积岩中所有不溶于非氧化性的 酸、碱和非极性有机溶剂有机质。干酪根是沉积有 机质的主体，约占总有机质的80~90%。
氯仿沥青“A”(Bitumen)： 岩石中可溶于有机溶剂的部分。 常用的有机溶剂为氯仿，可溶有 机物称为氯仿沥青“A”。
氯仿沥青“A”组分 利用石油中化合物
（1）有机质干酪根 化学分类
根据干酪根样品的 C、H、O元素分析 将干酪根划分为三 种主要类型： I 型、 Ⅱ型、 Ⅲ型
( 2 )显微组分分析方法 ①干酪根的显微组成 用光学方法对干酪根组分形态进行的描述 ——用反射光观察干酪根（煤岩学方法）
❏ 腐泥组： 包括无定形体和藻类体，富氢组分
主要来源于藻类或藻类被改造的残余
第二章
现代油气成因理论 ——油气生成模式
有机生油学说：干酪根成烃模式
原始生物物质
油
气
干酪根
油气是怎样生成！
《石油地质学》研究目的
◆ （1）沉积盆地是否含油气？
◆
——油气是哪里生成的？
◆ （2）油气藏在哪里？
◆ （3）有多少油气？
油 气 来 源
P1
P1泥岩为什么能够生油？
排2油藏
?
J1泥岩生油？
（二）烃源岩地球化学研究 ——烃源岩的判识
石油地质学-第二讲石油天然气生成
无机成因论
1、碳化说：
§1油气成因理 论
俄国门捷列夫1876年提出，他认为把石油起源同煤相联系的 提法与实际观察到的剖面有矛盾，根据实验室可以通过无机合 成途径得到碳氢化合物的实验结果，提出石油是地下深处的重 金属碳化物与下渗的地下水相互作用生成的。反应方程可以表 示为：
重金属碳化物+水→金属氧化物+石油蒸汽
研究确信，油气能够在早期低温条件下形成并聚集在早期形成的圈闭中。 古勃金也认为生油是从有机软泥或生物软泥中开始的，以后就一直不停地 在有机岩夹层和围岩层的成岩变化过程中完成。在整个过程中温度并不特别高 ，在厌氧细菌的参与下，液态石油或半液态石油是在软泥或没有完全变硬的岩 层里开始形成的；当岩层在上覆重荷下逐渐压实时，随着压力的增加，石油和 水被挤入疏松岩层--砂岩、石灰岩层内（И.М.Губкин,1937）。
有机成因论
4、早期成油说
§1油气成因理 论
早期成油说认为沉积物所含原始有机质在成岩过程中
逐渐转化为石油和天然气，并运移到邻近的储集层中去。 理由主要有：
➢在近代海洋湖泊沉积物中发现了有机物质的烃类转化的过程；
➢在实验室用细菌作用于有机质得到了比甲烷重的烃类；
➢研究发现，微生物的活动随埋藏深度增加迅速减弱以至停止。 因此，提出某些细菌是有机质加氢去羧基转变为类石油的媒介 。
石油中普遍存在生物成因信息，如姥鲛烷、 植烷、甾烷等，石油也不能在高温下保存 等。
有机成因论
§1油气成因理 论
早在无机成因说提出的同时，有机成因说也相继提出一些观
点和证据。有机成因的主要证据：
（1）世界上已经发现的油田99.9%都分布在沉积岩中； （2）从前寒武纪至第四纪更新世的各时代岩层中均发现了石油 （3）世界上既没有化学成分完全相同的两种石油，也没有成分 完全不同的石油；
石油地质学 第二章石油成因理论PPT课件
H占6.3％、O占11.1％和及少量的S、N。
不同类型原始物质干酪根成分、结构和 特征也不相同，因此，对干酪根的研究是 相当复杂的。
16
第二节 生成油气的物质基础
三.生油的原始物质－干酪根镜下特征
17
第二节 生成油气的物质基础
三.生油的原始物质－干酪根镜下特征
18
第二节 生成油气的物质基础
四. 干酪根类型
3
第一节 油气成因理论
石油成因
无机
有机
一．石油的无机成因学说
石油的有机成因说盛行于19世纪中叶，较为有代表性的
学说有三个：
碳化说（门捷列夫的学说影响最大－19世纪中期）
石油是在地下深处的重金属碳化物与下渗的水相互作
用所形成的，经化学反应生成的蒸汽在冲向地壳的过程中
冷凝在地层孔隙里，在有一上覆的非渗透层遮挡时，可集
中形成油气藏。
4
第一节 油气成因理论
宇宙成因说（索柯洛夫－19世纪晚期）
某些天体中发现有碳氢化合物，它们是宇宙中所固有的，在地 球处于熔融状态时，气圈中就存有碳氢化合物，后来随着地球的 冷却，而被吸附并凝结在地壳的上部，在沿着裂缝溢向地表的过 程中，便可以形成油气藏。
岩浆说（库德梁采夫－20世纪50～70年代）
2．晚期成油学说
20世纪60年代以后,一些学者研究表明现代沉积中的烃和古代岩
石中的烃在分布和化学结构上有着本质上的差别。岩石、原油中烃
的含量比生物沉积中烃的含量高很多,岩石、原油中高碳数烃具明显
奇数碳优势消失的特征；而生物沉积中高碳数正烷烃则存在明显的
奇数碳优势。因此，认为石油是有机质在成岩作用的晚期生成的。
1. 油气生成的物质基础 2. 油气生成的地质环境及动力条件 3. 有机质演化阶段及成烃模式 4. 天然气的成因类型及其识别 5. 生油层地质—地球化学研究与油气源对比
不同类型原始物质干酪根成分、结构和 特征也不相同，因此，对干酪根的研究是 相当复杂的。
16
第二节 生成油气的物质基础
三.生油的原始物质－干酪根镜下特征
17
第二节 生成油气的物质基础
三.生油的原始物质－干酪根镜下特征
18
第二节 生成油气的物质基础
四. 干酪根类型
3
第一节 油气成因理论
石油成因
无机
有机
一．石油的无机成因学说
石油的有机成因说盛行于19世纪中叶，较为有代表性的
学说有三个：
碳化说（门捷列夫的学说影响最大－19世纪中期）
石油是在地下深处的重金属碳化物与下渗的水相互作
用所形成的，经化学反应生成的蒸汽在冲向地壳的过程中
冷凝在地层孔隙里，在有一上覆的非渗透层遮挡时，可集
中形成油气藏。
4
第一节 油气成因理论
宇宙成因说（索柯洛夫－19世纪晚期）
某些天体中发现有碳氢化合物，它们是宇宙中所固有的，在地 球处于熔融状态时，气圈中就存有碳氢化合物，后来随着地球的 冷却，而被吸附并凝结在地壳的上部，在沿着裂缝溢向地表的过 程中，便可以形成油气藏。
岩浆说（库德梁采夫－20世纪50～70年代）
2．晚期成油学说
20世纪60年代以后,一些学者研究表明现代沉积中的烃和古代岩
石中的烃在分布和化学结构上有着本质上的差别。岩石、原油中烃
的含量比生物沉积中烃的含量高很多,岩石、原油中高碳数烃具明显
奇数碳优势消失的特征；而生物沉积中高碳数正烷烃则存在明显的
奇数碳优势。因此，认为石油是有机质在成岩作用的晚期生成的。
1. 油气生成的物质基础 2. 油气生成的地质环境及动力条件 3. 有机质演化阶段及成烃模式 4. 天然气的成因类型及其识别 5. 生油层地质—地球化学研究与油气源对比
第二章.石油成因理论
第一节 油气成因理论
中间产物 干酪根 沥青
沉积物中的有机质在成岩作用的过程中，逐渐地转化成 沉积物中的有机质在成岩作用的过程中， 为可溶有机溶剂中的沥青与不溶于有机溶剂中的干酪根 沥青与不溶于有机溶剂中的干酪根两大 为可溶有机溶剂中的沥青与不溶于有机溶剂中的干酪根两大 部分。 部分。 20世纪60年代后期，一些前苏联学者倾向于把沥青视为生 世纪60年代后期， 世纪60年代后期 成石油的直接源泉。 成石油的直接源泉。 20世纪70年代西欧的一些学者认为干酪根为生油的母质， 世纪70年代西欧的一些学者认为干酪根为生油的母质， 世纪70年代西欧的一些学者认为干酪根为生油的母质 而沥青为干酪根热解过程的中间产物。 而沥青为干酪根热解过程的中间产物。
第一节 油气成因理论
成油时间 早期 晚期
在石油有机形成理论建立之后， 在石油有机形成理论建立之后，争论的焦点转为石油是成 岩早 还是成岩晚期生成的。 晚期生成的 期还是成岩晚期生成的。 20世纪50年代 早期成油主张相当活跃,当时， 20世纪50年代，早期成油主张相当活跃,当时，斯密特在现代沉积 世纪50年代， 物中发现了烃类，包括液态烃， 物中发现了烃类，包括液态烃，得出了石油是在沉积的早期形成的 理论,突破了30～40年代特拉斯克关于现代沉积物不存在烃类的著 理论, 突破了30～ 40年代特拉斯克关于现代沉积物不存在烃类的著 30 名研究,这是一个飞跃的突破。为此，斯密特曾获得了诺贝尔奖。 名研究,这是一个飞跃的突破。为此，斯密特曾获得了诺贝尔奖。 因为早期生成的烃与晚期生成的烃无论在数量上或是在质量上均 有较大的差别。最近的一、二十年来，菲利比.蒂索、 有较大的差别。最近的一、二十年来，菲利比.蒂索、阿尔伯莱切特 等对生油剖面的详细研究表明，当母岩埋深到一定的温度和深度时， 等对生油剖面的详细研究表明，当母岩埋深到一定的温度和深度时， 有机质才能产生成熟的石油烃。同时也承认，在成岩作用的晚期是 有机质才能产生成熟的石油烃。同时也承认， 石油的主要生成期，但不排除早期转换所做的准备。 石油的主要生成期，但不排除早期转换所做的准备。
石油地质基础(第二章)
2021/6/12 12
石油地质基础
2.矿物的断口
矿物的断口 矿物晶体受外力敲击 或挤压后将发生破裂。如果是严格沿着一 定结晶方向破裂，破列成凹凸不平的破裂 面，这种断面称为断口。 （1）钜齿状 （2）贝壳状 （3）参差状
2021/6/12 13
石油地质基础
3.矿物的硬度
矿物的硬度矿物对外来刻划和摩擦的抵抗能力称为硬度。
• 用途
2021/6/12 24
石油地质基础
图2-4 石英晶形
2021/6/12 25
石油地质基础
六、含氧盐类
1．硅酸盐类 1）橄榄石(Mg，Fe)2[SiO4] • 化学组成 MgＯ 40～50％，FeO 5～20％。常含形态 晶形呈短柱状、厚板状，但不常见，通常为粒状集
第二节 矿物的物理性质
一、矿物的形态
矿物形态是指矿物的单体及集合体形状而言。 自然界大多数矿物是晶质矿物，常以晶体(即具 有格子构造的固体)的形态出现，具有一定的规 则外形。
（一）一向延长 （二）二向延长 （三）三向延长
2021/6/12 8
石油地质基础
二、矿物的光学性质
1.矿物的颜色 （1）自色 （2）他色 （3）假色
有规律的排列，形成一定的格子构造的固体 。
（2）非结晶质：凡是矿物内部质点(分子、原子、
离子)作无规律的排列，不具格子构造的固体 。
2021/6/12 2
石油地质基础
2）晶体的形状——单形与聚形 （1）单形 指一个晶体的形体。
图2-1 常见单形
2021/6/12 3
石油地质基础
（2）聚形
• 指由两个或两个以上的单形相聚合而成的
等杂质。
• 形态 晶形呈立方体和立方体与八面体的聚形，集合
石油地质基础
2.矿物的断口
矿物的断口 矿物晶体受外力敲击 或挤压后将发生破裂。如果是严格沿着一 定结晶方向破裂，破列成凹凸不平的破裂 面，这种断面称为断口。 （1）钜齿状 （2）贝壳状 （3）参差状
2021/6/12 13
石油地质基础
3.矿物的硬度
矿物的硬度矿物对外来刻划和摩擦的抵抗能力称为硬度。
• 用途
2021/6/12 24
石油地质基础
图2-4 石英晶形
2021/6/12 25
石油地质基础
六、含氧盐类
1．硅酸盐类 1）橄榄石(Mg，Fe)2[SiO4] • 化学组成 MgＯ 40～50％，FeO 5～20％。常含形态 晶形呈短柱状、厚板状，但不常见，通常为粒状集
第二节 矿物的物理性质
一、矿物的形态
矿物形态是指矿物的单体及集合体形状而言。 自然界大多数矿物是晶质矿物，常以晶体(即具 有格子构造的固体)的形态出现，具有一定的规 则外形。
（一）一向延长 （二）二向延长 （三）三向延长
2021/6/12 8
石油地质基础
二、矿物的光学性质
1.矿物的颜色 （1）自色 （2）他色 （3）假色
有规律的排列，形成一定的格子构造的固体 。
（2）非结晶质：凡是矿物内部质点(分子、原子、
离子)作无规律的排列，不具格子构造的固体 。
2021/6/12 2
石油地质基础
2）晶体的形状——单形与聚形 （1）单形 指一个晶体的形体。
图2-1 常见单形
2021/6/12 3
石油地质基础
（2）聚形
• 指由两个或两个以上的单形相聚合而成的
等杂质。
• 形态 晶形呈立方体和立方体与八面体的聚形，集合
第二章 石油地质
质和微体生物化石，并且常含指示还原环
境的分散状黄铁矿，偶尔可见原生油苗。
2、储集层
能够储存石油和天然气，并且当开采时石油和天 然气能够从里面流出来的岩层，与生油层相比，演 示颗粒较大，有空隙和裂缝，有溶洞发育。
• 3.盖层 • 为了使储集层中的油气不逸散掉，在储 集层的上方需要有一套致密的、不渗透的地层 把储集层中的油气保护起来，阻止油气向上渗 漏或者扩散，这种致密的、不渗透的地层就叫 做盖层。
• 碳化说： • 1866年由法国著名化学家M· 伯塞洛特提出。 他经过实验后认为，在高温下，CO2与碱金属 作用可生成碳化物，后者遇水即成乙炔，进而 合成高级碳氢化合物； • 1877年，俄国化学家门捷列夫以碳化铁实验制 造碳氢化合物成功，并认为石油是存在于地下 碳化铁和水生成的，从此创立了此假说。
证据4：从油母页岩（即生油岩）提炼石油（即人造石油）。
油气有机成因说
海 相 生 油 学 说
浅海之中生活着极小的动物——“浮游生物”，每年都 有大量的浮游生物死去并且沉到海底。河流又把大量 枯萎的植物和淤泥带到海洋，植物和浮游生物混合在 一起，然后淤泥和盐分又把它们覆盖起来，于是在海 底形成一种沉积物。当这些植物和动物腐烂时，沉积 物中就开始生成油和气。
地质圈闭
• 地质圈闭是指储集层中能够阻止油气运移， 并使油气聚集的一种场所，通常由储集层、 盖层和遮挡物四部分组成。地质圈闭具备 遮挡、封闭油气的条件并具有储集油气的 能力，课阻止油气继续运移，使其聚集起 来形成油气藏。因此圈闭是油气藏可能的 所在地，是石油工作者要寻找的主要对象。
四 、形成油气藏的条件
第三节 油气藏的形成
一、 油气运移
油气运移即油气在地下的流动，或在地 下因自然因素所引起的位置移动。按油气 运移所发生的场所可分为初次运移和二次 运移。
境的分散状黄铁矿，偶尔可见原生油苗。
2、储集层
能够储存石油和天然气，并且当开采时石油和天 然气能够从里面流出来的岩层，与生油层相比，演 示颗粒较大，有空隙和裂缝，有溶洞发育。
• 3.盖层 • 为了使储集层中的油气不逸散掉，在储 集层的上方需要有一套致密的、不渗透的地层 把储集层中的油气保护起来，阻止油气向上渗 漏或者扩散，这种致密的、不渗透的地层就叫 做盖层。
• 碳化说： • 1866年由法国著名化学家M· 伯塞洛特提出。 他经过实验后认为，在高温下，CO2与碱金属 作用可生成碳化物，后者遇水即成乙炔，进而 合成高级碳氢化合物； • 1877年，俄国化学家门捷列夫以碳化铁实验制 造碳氢化合物成功，并认为石油是存在于地下 碳化铁和水生成的，从此创立了此假说。
证据4：从油母页岩（即生油岩）提炼石油（即人造石油）。
油气有机成因说
海 相 生 油 学 说
浅海之中生活着极小的动物——“浮游生物”，每年都 有大量的浮游生物死去并且沉到海底。河流又把大量 枯萎的植物和淤泥带到海洋，植物和浮游生物混合在 一起，然后淤泥和盐分又把它们覆盖起来，于是在海 底形成一种沉积物。当这些植物和动物腐烂时，沉积 物中就开始生成油和气。
地质圈闭
• 地质圈闭是指储集层中能够阻止油气运移， 并使油气聚集的一种场所，通常由储集层、 盖层和遮挡物四部分组成。地质圈闭具备 遮挡、封闭油气的条件并具有储集油气的 能力，课阻止油气继续运移，使其聚集起 来形成油气藏。因此圈闭是油气藏可能的 所在地，是石油工作者要寻找的主要对象。
四 、形成油气藏的条件
第三节 油气藏的形成
一、 油气运移
油气运移即油气在地下的流动，或在地 下因自然因素所引起的位置移动。按油气 运移所发生的场所可分为初次运移和二次 运移。
石油地质学第2章4
孔隙类型
表 2-16 火山岩储集空间类型(据赵澄林等，1997)
§5 特殊岩类储层
一、岩浆岩储层特征
济阳坳陷义北地区亦发现了浅层侵入的辉绿岩体，如 义13井与罗15井，侵入沙三段下部灰色泥岩和油页岩 中的浅层辉绿岩中有油层或油气显示。侵入岩储层的 孔隙类型主要有：①原生孔隙有晶间孔隙和矿物解理 缝；②溶蚀孔隙有晶间溶蚀孔隙、溶蚀孔隙及矿物晶 体表面蜂窝状小溶孔；③裂隙(缝)包括构造裂隙和构造 微裂隙。侵入岩储层由于裂隙发育不均匀并具一定的 方向性，岩心孔隙度变化很大，储层的非均质性强。
§5 特殊岩类储层
一、岩浆岩储层特征
（3）成岩裂缝：是岩浆冷凝、结晶过程中形成的裂缝。其成因是：熔浆冷凝过程 中构造运动反复出现，就会在熔岩体内造成裂缝；冷凝、未冷凝的熔岩在底部熔浆 继续上涌时破坏其上部熔岩，在熔岩内造成裂缝；冷凝的熔浆因重力作用由高处向 低处移动形成拉开裂缝。 成岩裂缝在喷出熔岩内多见或比较发育，其突出特点是：裂缝均呈开张式；虽呈面 状裂开，但裂开规模不大；裂开部分只呈拉开而不错动，裂开面可见柔性变形痕迹。 （4）风化裂缝：喷出地表的熔岩或因拾升露出而接近地表的岩体，因风、降雨、 气温等作用使岩石、矿物发生裂开，这种裂缝也可有较大规模。 （5）竖直节理：呈岩株、岩基等形状产出的次火山岩岩体常见该种裂缝。其形成 与岩浆的自身冷凝有关，裂缝多是竖直的，在岩体内呈放射状或同心圆状。 （6）柱状节理：喷出地表的熔岩其柱状节理呈竖直状，该种节理可能延伸数十米。 火山岩的储集空间还可以按照成因划分为原生储集空间和次生储集空间两类，以苏 北闵桥地区为例，其储集空间类型及特征见表2-16。
§5 特殊岩类储层
一、岩浆岩储层特征
（7）晶内孔：多见于斑晶内，主要是由晶内破裂面（如解理、裂理）溶 蚀作用而成。浅色、暗色、不透明矿物中均见该种孔隙。 （8）熔蚀孔：是矿物部分或全部被熔蚀而留下的孔隙，浅色、暗色和金 属矿物都见到有被熔蚀而留下的孔隙，在次火山岩中常见。 （9）胀裂孔：在深部结晶的矿物随熔浆运移至浅部或近地表处，由于压 力骤降和温度的变化，晶体发生胀裂形成的孔隙．多见于次火山岩中的 长石斑晶内。 （10）塑流孔：冷凝呈塑性状态的熔浆再发生运移、翻转，熔浆塑性表 面相接触而留下一些不能弥合的孔隙是塑流孔。其特点是孔隙间常有玻 璃质、金属矿物相连接。
石油地质学第二章-2-成烃模式
深度每增加100米所增加的温度（℃）数值叫地 温梯度。含油盆地常见的地温梯度以2—5℃居多。
温度对有 机质的转 化作用主 要表现在 两方面：
① 促进不溶有机质（即生油母质干酪根）的 热降解（所谓热降解就是指高分子化合物 在热作用下分子键破裂形成低分子化合 物的作用）。
② 加速有机质向烃类转化的反应速度，决定 烃的数量。
生油阶段的起始温度一般不低于50℃，终止温度不高于 175℃，这也就是地壳中的生油过程所局限的生油温度或深度 范围。
据世界油田统计，多数油田储存在65.6℃—148.9℃之间， 此液态烃出现的温度范围又叫做液态窗口。
由上可见，温度在有机质生烃过程中有着决定性的作用， 是有机质生烃的主要作用因素。研究表明母质生成石油的数 量与温度呈指数关系。
在湖泊里，最有利于油气母岩（生油岩）形成的地理环境不是滨 湖—沼泽区，也不是浅湖区，而是半深—深湖区。另外，湖泊三角洲的 前三角洲，也是非常有利的油气母岩（生油岩）形成相带。
最有利于油气形成的主要古地理环境有：浅海、半深湖—深湖、三 角洲相三个沉积区带。
（三）古气候条件：
古气候条件直接影响着生物的发育，温暖潮湿的气候 条件有利于生物的繁殖和发育，是油气母质形成的有利条件 之一。
勘探实践证明，无论海相还是陆相都可出现适宜油气形成的岩相 古地理条件。
在海相环境的滨海区，海水进退频繁，氧气自由进入，对有机质保 存十分不利；深海区有机质供给十分有限；只有浅海区，水体宁静，有 机质供给充分，最有利于油气母岩（生油岩）的形成。特别是泻湖，海 湾和前三角洲相是最有利的油气母岩（生油岩）形成环境。
1、 细菌：
细菌 温度 时间 催化剂
按其生活习 性可以分为:
喜氧细菌 厌氧细菌
1) 喜氧细菌:喜氧细菌生活在沉积物的表层，它 对有机质主要起破坏分解作用。
温度对有 机质的转 化作用主 要表现在 两方面：
① 促进不溶有机质（即生油母质干酪根）的 热降解（所谓热降解就是指高分子化合物 在热作用下分子键破裂形成低分子化合 物的作用）。
② 加速有机质向烃类转化的反应速度，决定 烃的数量。
生油阶段的起始温度一般不低于50℃，终止温度不高于 175℃，这也就是地壳中的生油过程所局限的生油温度或深度 范围。
据世界油田统计，多数油田储存在65.6℃—148.9℃之间， 此液态烃出现的温度范围又叫做液态窗口。
由上可见，温度在有机质生烃过程中有着决定性的作用， 是有机质生烃的主要作用因素。研究表明母质生成石油的数 量与温度呈指数关系。
在湖泊里，最有利于油气母岩（生油岩）形成的地理环境不是滨 湖—沼泽区，也不是浅湖区，而是半深—深湖区。另外，湖泊三角洲的 前三角洲，也是非常有利的油气母岩（生油岩）形成相带。
最有利于油气形成的主要古地理环境有：浅海、半深湖—深湖、三 角洲相三个沉积区带。
（三）古气候条件：
古气候条件直接影响着生物的发育，温暖潮湿的气候 条件有利于生物的繁殖和发育，是油气母质形成的有利条件 之一。
勘探实践证明，无论海相还是陆相都可出现适宜油气形成的岩相 古地理条件。
在海相环境的滨海区，海水进退频繁，氧气自由进入，对有机质保 存十分不利；深海区有机质供给十分有限；只有浅海区，水体宁静，有 机质供给充分，最有利于油气母岩（生油岩）的形成。特别是泻湖，海 湾和前三角洲相是最有利的油气母岩（生油岩）形成环境。
1、 细菌：
细菌 温度 时间 催化剂
按其生活习 性可以分为:
喜氧细菌 厌氧细菌
1) 喜氧细菌:喜氧细菌生活在沉积物的表层，它 对有机质主要起破坏分解作用。
石油工程概论课件石油地质
2.2 油气生成与聚集
1) 油气的生成
（有机成因说）
2.2 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。
砂岩名称 颗粒直径
(mm)
砾石 >1
粗砂岩 中砂岩 细砂岩 粉砂岩
0.5～1
0.25～ 0.5
0.1～ 0.25
0.01～ 0.1
2.2 油气生成与聚集
2.2.3 沉积岩
2)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、
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。
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）石油的组分组成
第二章 石油地质
3、地球成因说 板块构造学说 地壳象一个聚集在一起的板块，在地质作用过 程中，这些板块在移动，从而改变其形状。它们相 互交盖、又彼此分离。
大陆漂移学说 在3亿年前地球上只有一个原始大陆和大洋， 大约在2亿年前，这块原始大陆四分五裂，陆块开 始漂移散开，逐渐形成现在的七大洲和四大洋
4、地层岩石分类 岩石的分类 岩石分为岩浆岩、变质岩、 沉积岩三大类 (1) 岩浆岩
• 渗透性：孔隙空间之间是相互连通的，其允许 流体通过的能力用渗透率度量。 L QL k A Ap P1 P2 Q 对于储集层，渗透率为1至1000毫达西。渗透 率的高低决定了油气井产量的大小。 • 储集层的类型： 砂岩：发现的40%的油气储集在砂岩中。 灰岩：发现的50%以上的油气储集在灰岩中。 其他岩石（如变质岩、泥岩等）：这类储集层所 占比例很小。
性。
基本类型：断层、裂缝
断层
岩石沿断裂面发生显著的相对位移的断裂构造叫断层。 断层在油气层中分布相当广泛，其规模大小不一。对油气 聚集有着不同的影响。 ●断层要素：断层面(破碎带)、断层线、断盘、断距
断盘：断层面两侧的岩层或岩体称为断层两盘。当断 层面倾斜时，位于断层面上方的断盘叫上盘，位于断层面 下方的断盘叫下盘；当断层面直立时，可按其相对于断层 面的方位分别称为东、西、南、北盘。 沿断层面相对上升的断盘叫上升盘，相对下降的断盘 叫下降盘。 断层面 断层线
状构造。层理是沉积岩最重要的特征之一，
3 圈闭 能阻止油气逃逸油藏岩石的地质构造 常见的储层圈闭有两种:构造圈闭和地层圈闭 • 构造圈闭：
包 括
背斜圈闭、穹隆岩颈圈闭和断层圈闭
是由地层的剪切和偏移作 用形成的。断层圈闭的有效性 取决于断层封闭的有效性 其封闭可以由与渗透层 错位移动的不渗透层所形成， 也可以由断层地带本身的不 渗透性断层泥所形成
石油地质学 第二章 2
3．烃浓度封闭
由于盖层具有高的烃浓度而阻挡或减缓了气藏烃类的扩散损失，这样的封闭作 用称为烃浓度封闭
天然气扩散的动力：浓度差
天然气扩散的方向： 高浓度区 低浓度区
C1<C2: C1>C2：
天然气从气藏（储层）向盖层扩散散失
天然气从盖层向储层（气藏）扩散， 气藏中的天然气被封闭——烃浓度封闭机理 C1 C1 C2
静水压力：Pw=h· ρw·g 异常压力分异常高压和异常低压。 异常高压，简称超压 超压值：地层压力与静水压力的差值，△P
（2）盖层（泥岩）超压的特点：
超压
泥岩中部超压值高。 泥岩顶底超压值低
超压的作用方向： 指向盖层顶底面， 与盖层毛细管力的方 向一致。
?
Ze 正常压力
Z
异常高压
Z
超压加强了物性封闭的封闭能力
（2）孔喉半径中值r50、毛细管压力中值Pc50
r50：S
Hg＝50%所对应的孔喉半径值。
注意： r50 不是孔喉半径平均值
Pc50：S
值。
Hg ＝ 50% 所对应的毛管压力
实际生产中，Pc50是油气产出能力的标 志。 •Pc50↑→偏向细歪度→岩石越致密→ 生产能力下降； •Pc50↓→偏向粗歪度→岩石渗透性越 好→生产能力高。
大厚度的盖层对封闭油气是有利的:
①减小孔隙连通机会，增强封闭性能 ②不易被小断层错断而形成连通的裂缝 ③易于形成超压
4．盖层的连续性
盖层的分布范围:面积大形成有效封闭的可能性越大
四、盖层封闭的相对性
1）封闭能力的相对性
储盖层的相对差异
2）封闭油气水的相对性
不同机理封闭效果不同
3）封闭性在微观与宏观的差异性
石油地质学第二章1
储集物性好：三角洲、 储集物性好：三角洲、滨岸相 较好：扇三角洲， 较好：扇三角洲， 水下扇、 水下扇、重力流
沉积相是控制储集层孔隙发育和物性好坏最基本的因素
2．成岩作用阶段原生孔隙的损失 ．
破坏或消灭砂岩孔隙的主要成岩作用有： 破坏或消灭砂岩孔隙的主要成岩作用有：
（1）胶结作用对物性的影响 ）胶结作用对物性的影响
河南
川中
香溪群
川西北
须家河组 延长组 延安组 沙河街
1—5 9—15 15—25 15—25
＜0.1 0.1—5 5—300 2—500
晶间孔 杂基内微孔隙 杂基内微孔隙、 杂基内微孔隙、拉间孔 粒间孔、 粒间孔、杂基内微孔隙
鄂尔多斯 华北
第二节 碎屑岩储集层
碎屑岩储集层：砂岩、砂砾岩、砾岩、粉砂岩等。 碎屑岩储集层：砂岩、砂砾岩、砾岩、粉砂岩等。 世界油气总储量的50%以上储存在碎屑岩储集层 以上储存在碎屑岩储集层 世界油气总储量的
2. 渗透率 渗透率(permeability)
达西定律： 达西定律： Q = K ⋅
L P1 S P2
(P1 − P2 ) ⋅ S
µL
当单相液体呈层状流通过孔隙性介质时， 当单相液体呈层状流通过孔隙性介质时，在单位时 间内通过岩石截面积的流量与岩样两端的压力差和 截面积成正比， 截面积成正比，而与液体通过岩石的长度和液体的 粘度成反比。 粘度成反比。
储集层和盖层
(reservoir and caprock)
第一节 岩石的孔隙性和渗透性
一、储集层和盖层的概念 储集层：能够储存流体， 储集层：能够储存流体， 储存流体 并且能渗滤 渗滤流体的岩层称为储集层 并且能渗滤流体的岩层称为储集层 孔隙性决定着岩层储存油气的能力 孔隙性决定着岩层储存油气的能力
第02章 石油和天然气的成因
中的沉积有机质
随无机质点一起沉积并保存下来的 那部分生物有机质，称沉积有机质，又 叫地质有机质。
沉积有机质的来源： 原地有机质、 异地有机质 、再沉积有机质
1.沉积有机质的分布特点
——总量很大，分布很不均衡。
①不同岩性中分布不均匀。 泥质岩多：2.1%±；砂岩0.05%；碳酸盐岩0.29%。
原子比 H/C 1.68 1.66 1.39 1.44 1.37 1.32 1.34 1.43 1.25 1.33 1.34 1.30 0.96 0.84 0.79 0.93 0.92 0.99 O/C 0.16 0.14 0.03 0.12 0.13 0.08 0.08 0.12 0.20 0.17 0.14 0.13 0.14 0.09 0.15 0.23 0.22 0.19
藻类体（腐泥组） 800 ×
孢子体1（来自菌类）， 反射荧光下观察，600×
角质体（壳质组） 800×
木栓体（壳质 组） 60×
结构镜质体1 （多无荧光）
胶质镜质体
丝质体（惰质组） （亮点：无机矿物）
5．干酪根的分类
根据原始生物和成矿方向的不同，有机质分：
有机质类型 腐泥型有机质 腐殖型有机质 原始生物 富含类脂的孢子和 水生浮游生物 富含木质素、纤维 素的陆生高等植物 主要成矿方向 石油、油页岩、 腐泥煤 甲烷气、 腐殖煤
4.干酪根的显微组成
组
以透射 光为基 础的干 酪根显 微组分 分类
分
亚 组 分 无定形—絮状，团粒状，薄膜状有机质 藻质体 孢粉体—孢子、花粉、菌孢 树脂体
腐泥组
壳质组
角质体 木栓质体 表皮体
镜质组 惰质组
结构镜质体 无结构镜质体 丝质体
各显微组分的来源及生油潜力
随无机质点一起沉积并保存下来的 那部分生物有机质，称沉积有机质，又 叫地质有机质。
沉积有机质的来源： 原地有机质、 异地有机质 、再沉积有机质
1.沉积有机质的分布特点
——总量很大，分布很不均衡。
①不同岩性中分布不均匀。 泥质岩多：2.1%±；砂岩0.05%；碳酸盐岩0.29%。
原子比 H/C 1.68 1.66 1.39 1.44 1.37 1.32 1.34 1.43 1.25 1.33 1.34 1.30 0.96 0.84 0.79 0.93 0.92 0.99 O/C 0.16 0.14 0.03 0.12 0.13 0.08 0.08 0.12 0.20 0.17 0.14 0.13 0.14 0.09 0.15 0.23 0.22 0.19
藻类体（腐泥组） 800 ×
孢子体1（来自菌类）， 反射荧光下观察，600×
角质体（壳质组） 800×
木栓体（壳质 组） 60×
结构镜质体1 （多无荧光）
胶质镜质体
丝质体（惰质组） （亮点：无机矿物）
5．干酪根的分类
根据原始生物和成矿方向的不同，有机质分：
有机质类型 腐泥型有机质 腐殖型有机质 原始生物 富含类脂的孢子和 水生浮游生物 富含木质素、纤维 素的陆生高等植物 主要成矿方向 石油、油页岩、 腐泥煤 甲烷气、 腐殖煤
4.干酪根的显微组成
组
以透射 光为基 础的干 酪根显 微组分 分类
分
亚 组 分 无定形—絮状，团粒状，薄膜状有机质 藻质体 孢粉体—孢子、花粉、菌孢 树脂体
腐泥组
壳质组
角质体 木栓质体 表皮体
镜质组 惰质组
结构镜质体 无结构镜质体 丝质体
各显微组分的来源及生油潜力
石油地质与勘探
易形成喀斯特地形。碳酸盐岩在地壳中分布仅次于泥质岩和 砂岩，约占沉积岩总面积的 20％，是重要的生油岩和储集岩。世 界上与碳酸盐岩有关的石油和天然气储量占总储量的 50％，产量 约占总产量的60％。 ４）其他类
如蒸发岩、生物沉积岩（油页岩和煤）及各种Ｐ、Ｓ i、Ａl、 Mn 质岩等。
碎屑岩
粘土岩
碳酸盐岩
4、生油岩 地壳中具备有生油条件的地层
石油、天然气的运移
油气运移
油气在地壳中的移动。
初次运移 指生油层中生成的油气向附近储集层中的运移
二次运移
是指生油层中生成的油气进入储层后的一切 运移。它包括了油气在储层内部的运移，也 包括了沿着断层通道从一个储层进入到另一 个储层沙漠地区？
重庆科技学院石油工程学院 制作
第二章 石油地质与勘探
石油地质基础 油气的生成和聚集 油藏流体 油藏压力 油气勘探
第一节 石油地质基础
５－７０km，富含铝、 硅、镁及其他轻元素 的物质固化而形成薄 岩石地壳。
最重的组分（铁，镍） 沉在地球的中心
厚度约2865公里，是 地球内部体积最大、 质量最大的一层，主 要由致密的造岩物质
岩体应足够大
孔隙要能容纳 足够体积的烃 是可渗透性
砂岩
碳酸 盐岩
圈闭
圈闭
能阻止石油和天然气逃逸油藏岩石的地质构 造。
储层圈闭
构造圈闭 地层圈闭
是储层变形所形成的圈闭。
是由地壳升降运动引起海进、 海退、沉积间断、剥蚀风化 等，形成超覆不整合、侵蚀 角度不整合、平行不整合等， 其上部为非渗透性地层覆盖 所构成。
油气藏
储集层岩石的物理性质
由许多具有微小通道或孔隙的固体所 组成的岩层，其内饱含着流体。
必须具有一定的构造和形状以保存油或 天然气，即以某种方式封闭或圈闭住油、 气，防止逃逸。
如蒸发岩、生物沉积岩（油页岩和煤）及各种Ｐ、Ｓ i、Ａl、 Mn 质岩等。
碎屑岩
粘土岩
碳酸盐岩
4、生油岩 地壳中具备有生油条件的地层
石油、天然气的运移
油气运移
油气在地壳中的移动。
初次运移 指生油层中生成的油气向附近储集层中的运移
二次运移
是指生油层中生成的油气进入储层后的一切 运移。它包括了油气在储层内部的运移，也 包括了沿着断层通道从一个储层进入到另一 个储层沙漠地区？
重庆科技学院石油工程学院 制作
第二章 石油地质与勘探
石油地质基础 油气的生成和聚集 油藏流体 油藏压力 油气勘探
第一节 石油地质基础
５－７０km，富含铝、 硅、镁及其他轻元素 的物质固化而形成薄 岩石地壳。
最重的组分（铁，镍） 沉在地球的中心
厚度约2865公里，是 地球内部体积最大、 质量最大的一层，主 要由致密的造岩物质
岩体应足够大
孔隙要能容纳 足够体积的烃 是可渗透性
砂岩
碳酸 盐岩
圈闭
圈闭
能阻止石油和天然气逃逸油藏岩石的地质构 造。
储层圈闭
构造圈闭 地层圈闭
是储层变形所形成的圈闭。
是由地壳升降运动引起海进、 海退、沉积间断、剥蚀风化 等，形成超覆不整合、侵蚀 角度不整合、平行不整合等， 其上部为非渗透性地层覆盖 所构成。
油气藏
储集层岩石的物理性质
由许多具有微小通道或孔隙的固体所 组成的岩层，其内饱含着流体。
必须具有一定的构造和形状以保存油或 天然气，即以某种方式封闭或圈闭住油、 气，防止逃逸。
石油地质(第二章)
在自然界中天然产出的岩石碎块，通常称其为石头（stone）
（l）岩浆岩：岩浆岩是由岩浆冷凝而成的岩石。
岩浆(magma)处在很深的地下， 随着巨大压力，在地壳构造运动作 用下，它可以沿着地壳裂隙渗涌到 地壳的上层或直接喷出地面（火山 爆发），由于压力下降，岩浆中挥 发性物质大量逸出，温度也逐渐下 降，岩浆逐渐冷凝、结晶成为岩浆 岩，如玄武岩、花岗岩等。
从体积而言，沉积岩约占岩石圈 体积的5％，而岩浆岩及变质岩约占 95％。
沉积岩中蕴藏着丰富的矿产，如 金、银、铜、铁、锡等绝大部分金 属矿产都蕴藏在沉积岩中，非金属 矿产如石油也生成于沉积岩，而且 绝大部分储存在沉积岩中。
•第二章
常见的几种沉积岩:
石油地质
砂岩
页岩
自然金
自然铜
•第二章
石油地质
• 第二章
石油地质
若某一凹陷区域逐渐随着地壳下降，会接受沉积。
洪水时 干旱时 平 时
洪水时 在由下向上的剖面上：沉积物由粗到细，即先沉积的较粗（在下 面），后沉积的较细（在上面）。
如果地壳由下降变为慢慢上升，水体由深变浅，沉积物由细变粗。 上述沉积特征称为沉积岩的韵律。 指相似岩性的岩石在地层垂直剖面上呈周期重复的规律。
•第二章
石油地质
一. 沉积岩的形成
流水等将砂石碎屑搬运到湖海中堆积。 颗粒大的先沉积，颗粒小的被带到较远的地方才沉积。
•第二章 一. 沉积岩的形成
1.风化和剥蚀……形成阶段之一
2.搬运……形成阶段之二 3.沉积……形成阶段之三
石油地质
风化剥蚀产物在搬运过程中会沉积下来。
4.成岩……形成阶段之四
•第二章 二. 主要的沉积岩分类
（l）岩浆岩：岩浆岩是由岩浆冷凝而成的岩石。
岩浆(magma)处在很深的地下， 随着巨大压力，在地壳构造运动作 用下，它可以沿着地壳裂隙渗涌到 地壳的上层或直接喷出地面（火山 爆发），由于压力下降，岩浆中挥 发性物质大量逸出，温度也逐渐下 降，岩浆逐渐冷凝、结晶成为岩浆 岩，如玄武岩、花岗岩等。
从体积而言，沉积岩约占岩石圈 体积的5％，而岩浆岩及变质岩约占 95％。
沉积岩中蕴藏着丰富的矿产，如 金、银、铜、铁、锡等绝大部分金 属矿产都蕴藏在沉积岩中，非金属 矿产如石油也生成于沉积岩，而且 绝大部分储存在沉积岩中。
•第二章
常见的几种沉积岩:
石油地质
砂岩
页岩
自然金
自然铜
•第二章
石油地质
• 第二章
石油地质
若某一凹陷区域逐渐随着地壳下降，会接受沉积。
洪水时 干旱时 平 时
洪水时 在由下向上的剖面上：沉积物由粗到细，即先沉积的较粗（在下 面），后沉积的较细（在上面）。
如果地壳由下降变为慢慢上升，水体由深变浅，沉积物由细变粗。 上述沉积特征称为沉积岩的韵律。 指相似岩性的岩石在地层垂直剖面上呈周期重复的规律。
•第二章
石油地质
一. 沉积岩的形成
流水等将砂石碎屑搬运到湖海中堆积。 颗粒大的先沉积，颗粒小的被带到较远的地方才沉积。
•第二章 一. 沉积岩的形成
1.风化和剥蚀……形成阶段之一
2.搬运……形成阶段之二 3.沉积……形成阶段之三
石油地质
风化剥蚀产物在搬运过程中会沉积下来。
4.成岩……形成阶段之四
•第二章 二. 主要的沉积岩分类
中国石油地质学(2012版第二部分)
非 均质 无规 律 的地 质聚 合物
缩合作 用和 非溶解 作用
富 非酸 腐 殖酸 腐 殖质
游 离烃及有 关 化合 物
干酪根
地球化 学化 石
2、干酪根降解4个阶段
未成熟阶段 （immature）
阶段:从有机质从开始堆积之后，就进入了该阶段。 深度范围一般小于1000m，温度介于10-60℃，相当于 沉积物的成岩作用阶段和碳化作用的泥炭—褐煤阶段， Ro<0.5%。 机理:本阶段中有机质除了一部分被动物消耗掉外， 以细菌作用和水解作用为主。特别是在缺氧还原条件下 厌氧细菌对沉积有机质进行选择性分解，从而使原来的 脂肪、蛋白质、糖水化合物等生物聚合物转化为苯酚、 氨基酸、单糖等生物化学单体，部分被分解为CO2、 CH4、NH3、H2S等分子。
沉积有机质在自然中的演化进程
第二节 中国陆相油气的生成
1、陆相生油层形成的地质背景
陆相生油气层和海相生油气层一样，是由一定水体环境中沉积的富含 有机质的岩类生成的。它的形成与湖泊的发育、生物的演化繁殖密不可 分。
海西构造幕末期，由于组成中国大陆的板块间多次挤压、聚合、增生， 中国大陆面积急剧增加，为大规模的湖泊形成创造了条件。从石炭纪开 始，适应陆地、湖泊、沼泽环境的生物大量出现，成为陆相生油气层有 机质的丰富来源。 大陆面积的增加，适应内陆湖沼环境生物的迅速发展，使中国从二叠 纪开始大量发育陆相生油气层。 由于组成中国大陆各板块间的多期活动，地形、气候的不断变化，陆 相湖泊从二叠纪开始发育，中生代规模最大，单个湖泊面积可大于10× 104km2。新生代时期大型湖泊减少，以近1×104km2的中型湖泊为主。
第二节 中国陆相油气的生成
（1）潮湿气候条件下的淡水一微咸水湖相生油气层 这类生油气层主要发育于晚三叠世和晚白垩世， 以鄂尔多斯盆地的延长组第三段(T3Y3)和松辽盆地的 青山口组(K2q)为代表，在构造上属非补偿型。沉积 岩性特点是大套富含有机质的黑色页岩夹油页岩， 化石丰富，见有鲕状灰岩和泥灰岩，基本上不含煤 层和膏盐类。 这类生油气层沉积之前，气候较为干燥，在低洼 地往往发育着以红色为主的河流冲积平原堆积物， 相当于鄂尔多斯盆地的纸坊组(T2z)、松辽盆地的泉 头组(K1q)。随后气候渐趋潮湿，水体日益扩张和加 深，出现湖盆发育的全盛时期，生物繁茂，沉积了 该盆地的主要生油气层。尔后，湖盆逐渐萎缩衰亡， 湖水变浅，沉积物变粗，洼地逐渐被泥砂填塞，最 终演变为河流泛滥平原，结束了这一时期的湖相沉 积。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2、沉积岩的形成
• • • • 风化和剥蚀作用阶段 搬运作用阶段 沉积作用阶段 成岩作用阶段
压式作用 胶结作用 重结晶作用
流水等将砂石碎屑搬运到湖海中堆积。 颗粒大的先沉积，颗粒小的被带到较远的地方才沉积。
喀斯特地貌石林（2-3 亿前形成）
华山剥蚀，8亿年前形成
3、主要沉积岩类型
砾岩 砂岩 粉砂岩 泥岩 页岩 石灰岩 白云岩
石油工业概论
——重点要点总结
第二章 石油地质
1、岩石的概念及分类 2、沉积岩的形成 3、主要沉积岩类型 4、沉积环境及地质特征 5、地层单位和地质年龄 6、地质构造 7、区域地质构造 8、油气生成学说
9、油气生成条件 10、天然气成因类型
11、油气运移和聚集 12、生、储、盖组合 13、地质圈闭 14、油气藏生成条件 15、油气藏的分布规律 16、总结
• • • • 生物化学气 油型气 煤型气 无机成因气
11、油气运移和聚集
• 初次运移
动力：压实作用和异常压力， 通道：孔隙、微层理面和微裂缝 方向：生油岩运移到储集岩
• 二次运移：
动力：在构造力、浮力和水动力 通道：孔隙、裂缝、断层和不整合面 方向：沿岩层上倾方向运移，遇到有遮挡条件的场所就 会停止运移，聚集在那里。
• 拗陷
凸起 凹陷
区域综合大剖面示意图
8、油气生成学说
• 石油的无机成因学说
油气是由宇宙天体中简单的碳、氢化合物或地下岩浆深处所含 的碳、氢以无机方式合成。
• 石油的有机成因学说
生物体是生成油气的原始物质，各种生物体的化学组分均可参 与生油。油气是地质历史上由分散在沉积岩中的生物体有机转化 而成。
1、岩石的概念及分类
• 岩石：所谓的岩石是指由一种或几种矿物所组成的有规 律的矿物集合体。 • 矿物：指在一定地质条件下，地球中的化学元素结合成 具有一定化学成分和物理化学性质的单质或化合物。 • 组成地壳的岩石主要有三大类 岩浆岩（火成岩）：是指岩浆侵入地面火喷出地表经冷却 温度、压力等） 作用下变质而形成的新岩石。 沉积岩：沉积岩就是原来的母岩（岩浆岩、变质岩和沉积 岩）遭受风化剥蚀，经搬运、沉积和成岩作用而 形成的岩石。
12、生、储、盖组合
• 生油岩：泥质岩、碳酸盐岩 • 储集岩：碎屑岩、碳酸盐岩
能够储存石油和天然气，并且当开采时石油和天然气能 够从里面流出来的岩层叫储集层。油气就是在储集岩层的孔 隙、洞穴、裂缝之中储集和流动的。
• 盖层：页岩、泥岩、石膏等
在储集层的上方需要有一套致密的、不渗透的地层把储 集层中的油气保护起来，阻止油气向上渗漏或扩散，这种致 密、不渗透的保护层就叫做盖层。
• 地质时间单位：代
显生宙
中生代 侏罗 纪 三叠 纪
……
古生 代 ……
6、地质构造
• 单斜构造 • 褶皱构造
背斜构造 向斜构造
正断层
• 断裂构造 裂缝 断层
逆断层
平移断层
• 沉积盆地：是指在一定特定时期，沉积物的堆积 速率明显大于周围区域，并具有较厚沉积物的构 造单元。 • 隆起
凹陷 凸起
7、区域地质构造
背斜圈闭 断层圈闭
• 地层圈闭 • 岩性圈闭
15、油气藏的主要分布规律
• 沉积厚度大、面积广的晚元古代以后的沉 积盆地都有希望发现油气藏。 • 生油凹陷内部及其周边的圏闭是油气藏分 布的有利地带。
16、总结
油气藏的 形成和分布 是生、储、 盖、运、圈、 保多种地质 要素综合作 用的结果。
碎屑岩 生成和储 存石油的 沉积岩 泥质岩 化学岩
生物化学岩 ： 煤、油页岩、 生物礁
4、沉积环境及地质特征
沉积相
陆相 海相 海陆过渡相
水平层理
沉积构造
层面构造 层理构造
反应低能沉积环境 交错层理
沉积韵律 沉积旋回
反应高能沉积环境
5、地层单位和地质年龄
• 地层单元 ：界 系
纪
地质年代表
宙
代 纪 第四 纪 新生代 新近 纪 古近 纪 白垩 纪
13、油气藏生成条件
• 充足的油气来源
• 良好的生、储、盖结合（确保良好的运移 通道，且储集层中的油气不会逸
• 有效地圈闭（在油气运移前生成、并处于 油气通道上方）
• 良好的保存条件（防止因其他因素造成的 油气散失） • 按油气水的分布：边水型和底水型
14、地质圈闭
• 地质圈闭：指储集层中能够阻止油气运移， 并使油气聚集的一种场所（简称圈闭）。 • 构造圈闭
晚期生油说：生物体中的有机质先转化为干酪根，沉积物埋藏 到较大深度，到了成岩作用晚期，干酪根成熟热解而生成石油。
• 油气成因二元论
9、油气生成条件
• 还原环境 • 温度
一般认为生油门限为60℃（最石油有机质转化的温度范围 60-210℃）。
• • • •
压力 时间 催化作用 放射性作用。
10、天然气成因类型