石油地质

2.2 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。
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 结晶颗粒粗，大陆地壳主要岩种 结晶颗粒细，海洋地壳主要岩种 玄武岩 地壳最常见岩种 沉积物颗粒最大 砾岩、 沉积物颗粒中等 砂岩、 沉积物颗粒最小 页岩、 生物遗骸或水中碳酸钙沉淀 石灰岩 地表最常见岩种 大理石 由石灰岩变质 板岩
2.1 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。
2.2.1 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
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) 地壳 温度(℃)
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
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。
ห้องสมุดไป่ตู้ii 胶质
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
iii沥青质 黑色固体，沥青质比胶质含碳氢化
2.2 油气生成与聚集
2.3 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， 当遇有适宜的圈闭地质构造时，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
沉积岩 沉积作用形成
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
变质岩
2.2 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(9.25)
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。
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
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。
背斜构造—— 北京延庆硅化木国家地质公园
向斜构造——平顶山
断层
穹隆
2.2 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。
第2章 石油地质勘探
第2章 石油地质勘探
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 石油的物化性质 油气生成与聚集 油气藏与油气田 我国的含油气盆地 油气勘探 油气田勘探阶段
2.1 石油的物化性质
2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 石油的化学组成 石油的物理性质 天然气的化学组成 天然气的物理性质
2.2 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
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 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。
i ii iii iv
油质 胶质 沥青质 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
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。
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
0.1～ 0.25
0.01～ 0.1
2.2 油气生成与聚集
2.2.3 沉积岩
（1）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。 砂岩可作为油气储集层。
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0.79～0.95 g/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50 mPa· 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
2.1 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。 天然气溶于石油和水，且更容易
3)溶解性
溶于石油。
2.2 油气生成与聚集
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
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。
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
2.1.2 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。
2.2 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。
地幔
地核
33 2900 6371
2.7～2.9 3.32～5.66 9.71～16
900 15～1000 136800 1500～2000 360000 72000
2.2 油气生成与聚集
1）地球的构造
名称 位臵 (方式1) 地表 地壳 成分 状态 厚度1 厚度2 名称 成分 (km) (km) (方式2) 状态 40
2.1 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
2.2 油气生成与聚集
2.2.3 沉积岩 （3）石灰岩（碳酸盐岩）
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。 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％。
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
2.1.3 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。
碎屑岩
粘土岩
碳酸盐岩
2.2 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
2)向斜构造
层比外圈地层新。 是指岩层向下弯曲的褶曲，其核部地
1)沉积岩种类及特点
沉积岩可分为砂岩(碎屑岩)、泥岩（粘土岩）、 石灰岩（碳酸岩盐）三种
2.2 油气生成与聚集
2.2.3 沉积岩
（1）砂岩(碎屑岩)
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 颗粒直径 (mm) 砾石 粗砂岩 中砂岩 细砂岩 粉砂岩
>1
0.25～ 0.5～1 0.5
地幔
岩石 固态 岩石 固态或 融熔态 金属 融熔态
100
300
岩石圈
软流圈
岩石 固态 岩石 融熔态
3000
2600
3000 3000
地幔
地核
地心
地核
铁金属 融熔态
2.2 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70～80 km，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
2.2.3 沉积岩
（2）泥岩（粘土岩）
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。 粘土岩是分布最广的沉积岩，约占沉积岩总量 的60—70%，是重要的生油岩和油气藏的盖层。