《高等石油地质学》第1章-现代油气成因地质
第一章 油气形成与烃源岩分布
第一节 油气成因热点问题讨论
五、优质源岩产烃问题 1.背景
(1)有效烃源岩产烃一直是广泛接受的观点 (2)从排烃角度认为过厚的烃源岩可能不利
于排烃 (3)烃源岩厚度对烃源岩致关重要
五、优质源岩产烃问题
2、新的发现
(1)国外许多盆地发育的烃源岩厚度不大,但丰度非常高 (阿尔伯达盆地,西伯利亚盆地)。阿尔伯达盆地 西部落基山前(Banff)考察结果(2002年9月)
二、二次生烃问题
3 、二次生烃模式
(4)在起始成熟度进入一次连续生烃“生油门 限”的前提下,二次生烃历程中普遍存在 两个生油高峰。其中第二个生烃高峰为二 次生烃的高峰。
(5)二次生烃作用的生烃“死线”与一次连续 生烃基本一致,均在Ro (3.5%~4.0%)间。
(6)二次生烃的上述特征和演化规律严格受生 烃动力学的控制。
1.泥岩孔隙度与热成熟度的理论关系
2)泥岩孔隙度演化
随着埋藏深度增大、孔隙度逐渐变小事实使Athy(1930)、Rubey和 Hubbert(1959)先后认识到泥岩孔隙度与深度之间为指数关系:
Φ Φ0ebz
(6-4)
其中,Φ为孔隙度,Φ0为地表平均隙度,z 是埋深,b为经验系数。作 者虽未说明他为什么要选用这种形式来拟合他的数据,但自从这以后,
(4)在起始成熟度进入一次连续生烃“生油门限” 的
前提下,二次生烃历程中普遍存在两个生油高峰
(5)二次生烃作用的生烃“死线”与一次连续 生
烃基本一致,均在Ro (3.5%~4.0%)间
三、 深部超压环境对生烃的抑制作用
1 . 问题的理论依据
(1)有机质热解生烃,是固态干酪根向液态烃转化 的化学反应过程,过高的压力必然阻止反应的 进行。
石油地质学第1章 石油、天然气、油田水的成分和性质
衍生物的存在而产生荧光的这种特性,被称作石 油的荧光性。
石油的荧光性取决于它的化合物组成: 石油中的饱和烃不发光。
6.石油的旋光性
当偏振光通过石油时,石油能使其振动面 旋转一个角度,石油的这种特性称旋光性。
石油具有旋光性的原因: 源于生物体的某些有机化合物分子结构不对称, 具有手征性。
分的重量或体积百分含量来表示石油的组成,称为石油的馏
分组成。
3
石油的馏分组成: 石油沥青类的馏分组成
馏分名称 轻 石油气 馏 汽油 分 中 馏 分 煤油 柴油 沸点 <35 ℃ 35-190℃ 190-260℃ 260-320℃ 碳原子数 C1-C4 C5-C12 化合物 烷烃、环烷烃
C12-C14 烷烃、环烷烃为主,含有 C14-C18 芳烃和含S、N、O 化合物。 C19-C25 高碳数大分子量环烷烃、 芳烃和含S、N、O 化合物。 >C25
《石油天然气地质与勘探》
第一章 石油、天然气及油田水的基本特征
石油(包括油气沥青): 是指在地壳岩石空隙(孔、洞、缝)中天然生 成的,以液态烃为主的可燃有机矿产。 天然气: 广义上指自然界存在的一切气体。油气地质上 指的是在地壳岩石空隙(孔、洞、缝)中天然生成 的,以气态烃为主的可燃有机矿产。
(四பைடு நூலகம்海、陆相石油化学成分上的基本区别
A、海相石油:
以芳香-中间型和石蜡-环烷型为主,V/Ni >1 。饱和烃占25 - 70% ,芳烃占25 -60%;高硫(>1%)低蜡(<5% )。
B、陆相石油:
以石蜡型为主,部分石蜡-环烷型。V/Ni <1。饱和烃占60-90% ,芳烃 10 -20%;高蜡(> 5%)、低硫(<1%)。
《石油地质学》绪论和第一章
三、新中国的石油工业
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18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000
0
1950
1960
1970
1980
1990
2000
解放后中国石油工业的发展可以划分为三个阶段
三、新中国的石油工业
解放后中国石油工业的发展可以划分为三个阶段
三、新中国的石油工业
石油稳定增长期 天然气高速增长期
石油高速发展期
1993年成为原油净进口国
1978年原油年产突破1亿吨 1997年原油产量达到1.6亿吨
恢复和探索期 1965年实现了原油自给
50年代
60~70年代
80年代以后
解放后中国石油工业的发展可以划分为三个阶段
1.第一阶段:初创阶段(1950-1959)
绪论
• 石油地质学的任务和内容 • 中国油气勘探简史 • 世界油气勘探简史 • 油气勘探的发展方向
现代石油和天然气主要应用(三种用途): 动力燃料(能源) 化工原料 润滑油料
世界与我国能源结构的对比
世界 中国
石油 40
19.8
煤 26 71.6
天然气 水电 23.8 2.7 2.1 6.5
核能 7.5
1.第一阶段:初创阶段(1950-1959)
(2)1950年代后半期
勘探效果
②川中会战
发现7个小油 田:龙女寺、 蓬莱镇、南充、 合川、罗渡、 营山、广安
2.第二阶段:高速发展时期(1960-1985) (1)石油勘探的战略东移
①国民经济发展的需要 ②地质认识的提高 ③勘探技术的进步
2.第二阶段:高速发展时期(1960-1985)
《高等石油地质学》第1章 有机质热演化程度地球物理预测
END !
第一章 现代油气 成因进展
专题一:有机质热演化程度地球物理预测
问题的提出
探井一般钻在相对高部位,深洼陷中井很少; 取心的井一般比较少,实测的RO数据有限; 一口井中取心的井段有限,实测RO数据不是很多; RO数据决定有无油气或油气的类型,现有方法有
困难。
是否能够从地震数据中直接提取有机质热演化程震大剖面 627 基干地震大剖面
传统TTI模拟方法的局限性:
埋藏史恢复中的剥蚀量计算 古地温恢复方法
有机质热演化程度地球物理预测 ?
--有机质热演化程度
有机质热演化程度地球物理预测-理论基础
泥岩孔隙度演化
专题一:有机质热演化程度地震预测
ε=ΔФ
有机质热演化程度地震预测-理论基础
东营凹陷沙四上段镜质体反射率(Ro)预测平面图
思考题
1、为什么要预测有机质的热成熟度? 2、有机质成熟度有哪几种预测方法? 3、常规的TTI法在应用中存在哪些实际问题? 4、泥质孔隙度变化的主要影响因素是什么? 5、超压带中的泥岩是否还是符合幂函数关系? 6、为什么说泥质孔隙度与其热成熟度有理论关系?
通用模型的转换
烃源岩成熟度预测—— Ro与孔隙度之间存在幂函数关系
烃源岩成熟度预测—— 东营凹陷沙四段成熟度声波测井预测
Ro (%)
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
10
20
30
40
50
60
70
Φ (%)
Ro = 4.030262722*Φ -0.6280455129 R2 = 0.847609
石油地质学第1章
§3油气的生成
二、油气生成的物质基础
1、沉积有机质 按照油气有机成因理论,生成油气的核心是生物
物质,生物死亡后的残体经沉积作用埋藏于水下沉积 物中,经过一定的生物化学、物理化学变化形成石油 和天然气。通过沉积作用进入沉积物中并被埋藏下来 的那部分有机质叫沉积有机质。组成沉积有机质的生 物化学组成包括类脂化合物、蛋白质、碳水化合物以 及木质素4类。
§3油气的生成
无机成因论
3、岩浆说
4、高温生成说 5、蛇纹石化生油说
原苏联库得梁采夫提出,他 认为在许多天体上发现碳氢 化合物,火山喷发岩中也发 现有沥青,甚至于在岩浆岩 中也找到有为数极少的石油, 这些石油的形成同基性岩浆 冷却时碳氢化合物的合成有 关,正是因为这是在高温高 压下形成,才会使许多不饱 和碳氢化合物被聚合成饱和 的碳氢化合物。
第一章:石油天然气的生成
•石油的组成及其物理化学特征 •天然气的组成及其物理化学特征 •石油天然气的生成
两种成因论之争 油气生成的物质基础 油气生成的主要母质 油气生成的阶段性及其产物 烃源岩类型 天然气成因类型简介
§1石油的组成及
一、定义
其物理化学特征 石油(oil)是什么?简单地说,
石油是指赋存于地下岩石孔隙中,以
§ 1石油的组成 及其物理化学特
征
三、物理性质
颜色:无色→淡黄色→黄褐色→深褐色→ 黑绿色→黑色。无色石油有的是一种轻质 油,甚至可以即采即用;有的是油气运移 过程中吸附效应。
密度:石油相对密度变化较大,一般均小 于1.0,对应于上述的颜色,浅色的相对密 度低,深色的相对密度高。
粘度:衡量石油流动性能的指标。一般来 说受地下温度、压力和成分影响较大,温 度升高粘度降低,压力增大粘度也增加, 密度大的石油粘度相对也较大。
现代油气成因理论综述.doc
前言石油和天然气的成因问题是石油地质学的前缘学科之一,也是石油地质的热门话题。
因为不仅涉及到油气成因理论的创新,而且关系到深部油气的勘查方向和最大程度扩大能源储备的问题。
对于油气成因,除了“生物成因论”和“地幔成因论”之外,尚有“地幔热柱成因论”、“宇宙尘石油雨成因论”、“地下放电放光成因论”、“古陨石坑成因论”等等概括地说,就是“有机”和“无机”的成因争论。
20世纪中期,我国大庆油田在陆相有机成因理论的指引下,发现了世界上最大的中、新生代陆相油田,突破了“中国贫油论”的束缚,取得了辉煌的成绩。
近年来由于我国冀东南堡大型油田、四川盆地普光大型海相油田、松辽盆地徐家园子油田火山岩气田的发现,无疑是对单一的“生物成因论(有机成因论)”提出了挑战。
然而石油成因理论不仅关系到生命起源等重大科学问题,而且对于石油勘探工作有着实际的指导意义。
有机生油论指导我们找到了目前绝大多数的油气资源,然而无机成因油气田的不断发现,以及无机生油论取得的一些令人瞩目的研究成果,使我们不得不重新审视生油理论,以求解放思想,拓宽视野,在新领域探寻石油资源。
现在认为石油基本上是无机成因的,而天然气的成因却是二元的即有机成因和无机成因。
油气成因理论应该是不断发展、不断进步、不断丰富的过程。
上世界七十年建立的油气有机成因理论极大地推动了石油工业的发展,指导地质学家们发现了众多的油气田。
但是油气的无机成因理论也在发展丰富取得了一些列的成就。
以及一些无机成因的油气田的发现更是极大地鼓舞了长期坚持油气可以无机形成的地质学家,进一步推动了有机无机成因理论的发展。
同时也有一些理论认为尤其是两种机制同时作用的结果,即油气中的碳元素来自生物有机质即为有机成因,而油气中的氢元素部分却是来自无机自然界的。
更有一些理论运用地球动力学的模式直接打破了油气传统的有机或者无机成因划分,将二者融为一体运用地球动力学模式进行分析和研究进而指导油气田的勘探。
一.油气有机成因油气的有机成因理论包括早期生油说和晚期干酪根热降解。
8刘震--高等石油地质
五、低勘探条件烃源岩早期预测
2
第
10
周
星期五
下午5-6节
第二章油气成藏机理进展
一、排烃模式
二、储层非均质下午5-6节
第二章油气成藏机理进展
三、盆地流体动力
1、盆地地温-地压系统
2、流体势及古流体势分析
3、异常流体压力预测
2
文献阅读
及综述题
目(二)
第
11
周
星期五
下午5-6节
第二章油气成藏机理进展
四、油气输导系统
五、油气运移模式
2
第
12
周
星期三
下午5-6节
第二章油气成藏机理进展
六、油气成藏期次与成藏过程
七、油气成藏模式划分
2
第
12
周
星期五
下午5-6节
第三章油气空间展布规律
一、源控论
二、复式油气聚集带
三、油气分布新理论讨论
四、成藏主控因素与油气分布规律关系讨论
2
第
16
周
星期五
下午5-6节
课程考试
考试
2个小时
.
备注:1.在开学后一周内提交电子和书面文档。
2.多名教师授课,应在备注栏内注明任课教师姓名和课时分配。
文献阅读报告课堂讨论(二)
(1)选择性课堂报告
(2)课堂讨论
2
第
15
周
星期五
下午5-6节
第六章岩性油气藏综合勘探方法
一、岩性圈闭识别问题
二、岩性圈闭评价问题
三、岩性圈闭成藏机理问题
2
第
16
周
星期三
下午5-6节
石油地质学课件——第二章 现代油气成因理论
3FemCn+4mH2O——mFe3O4+C3nH3m
2、 宇宙说:1889年俄国索柯洛夫:碳氢化合物 是宇宙所固有的,在地球处于熔融阶段时即已存在 于气圈之中了,以后地球冷却被吸附凝结在地壳上 部形成油气藏。
3、岩浆说:苏联库德梁采夫(1949,10),在纪念宇宙 说六十周年时突然由有机说的观点转变为无机说,认 为地球深处的岩浆中,含有C、H,还有O、N、S及石 油中其他灰分元素。在6000℃—12000℃下,C、H可 形成甲基,到3000—4000℃可形成次甲基,随着温度 降低,可形成甲基,最后形成甲烷,甲炔基可聚合形 成各种烃,在温度、压力适合时形成石油。
原始母质->油气?
3.涉及学科多:由于分离及鉴定手段的限制,目前对石油组份 的了解尚不充分。
石油的成因问题,关系到油气的勘探方向,所以,多年来,它 一直吸引着许多国家地质学家、生物化学家和地球化学家。
二、油气成因分两大学派
从十八世纪七十年代以来,对油气成因的认识基本上分 为无机成油和有机成油学说两大学派。
以上重要事实的存在,大大促进了石油有机生成 理论的发展。特别是近代物理、化学、生物、地质学 等基础理论的发展,及色谱、光谱、质谱、电子显微 镜、同位素分析等先进技术手段的广泛采用,为应用 有机地球化学知识来解决油气成因问题创造了条件, 推动了石油生成现代科学理论的日臻完善。
石油有机成油理论
晚期成油理论广泛为国际石油界所接受, 同时“未熟—低熟”油(早期成油)不断被发现, 早期成油说和晚期成油说也结合起来,形成一个统
高等石油地质学课件1-生成理论
迈
斯
生 成 和 地 质 时 间 关 系 图
欧 德 地 区 生 油 岩 的 埋 藏 史
以
及
烃
类
五. 有效烃源岩评价
• 1. 烃源岩评价主要内容 • (1)烃源岩地质特征:岩性,颜色,厚
度,沉积环境
• (2)烃源岩地球化学特征: • 有机质丰度:有机碳含量,氯仿沥青含量 • 有机质类型:腐泥型、腐殖-腐泥型、腐
• 二次生烃特点:
• (1)烃源岩一次生烃后仍具有生烃潜力;
• (2)一次生烃与二次生烃间隔时间很长,剥 蚀间断时间通常在上亿年;
• (3)一次生烃过程生成的油气早已散失,商 业性油气聚集来自二次生烃过程。
• (4)二次生烃里程显现出迟滞性,起始成熟度 增高,二次生烃峰位成熟度有规律性后移.
哈
西
• 干酪根是石油的主要前驱物质; • 沉积岩必须达到一定埋深(温度),即
门限深度(温度),才能大量生成石油;
• 油气生成数量取决于干酪根的类型及其 所经历的地质时间和温度。
•
• 将油气生成、有机质演化分为四个阶段: • (1)生物化学生气阶段 • (2)热催化生油气阶段 • (3)热裂解生凝析气阶段 • (4)深部高温生气阶段
油,小于0.2为未熟油。
• 5. 低熟油的分布特征 • 分布广泛,多与陆相沉积或陆源有机质有关。
具有早期生烃和分期生烃特点。
• 不是每个盆地都有低熟油,必须具备特定的 有机母质和适宜的沉积-成岩环境,才能形 成低熟油。
• 湖盆范围小,邻近物源区,有机质搬运距离 短,沉积速率高,有利于各种沉积有机质的 堆积和保存。
• 多数情况下,煤系和气藏相联系。
• 澳大利亚的吉普斯兰盆地、印度尼西亚 的库特盆地、北海默里盆地发现了与中、 新生界煤系地层有关的重要油气田;
石油地质学要点整理
绪论1、石油地质学的主要任务是阐述油气在地壳中的形成过程,产出状态以及分布规律2、1)研究石油的基本特征:包括石油的化学组成和物理性质,以及石油伴生物——天然气及水的基本特征。
2)研究油气的生成:包括生成油气的原始物质是什么,这些原始物质是在什么环境和什么因素作用下演化为石油的等。
3)研究油气运移规律:包括引起油气运移的动力有哪些,油气运移时的状态如何等等。
4)研究油气聚集的条件及各种油气藏的特征。
5)研究油气藏聚集破坏的因素及再次运移聚集的规律性。
3、石油地质学的三大基石:盆地构造、盆地沉积、石油探测技术三方面的知识第一章石油、天然气、油田水的成分和性质第一节石油的成分和性质1、石油:是以液态形式存在于地下岩石孔隙中的可燃有机矿产。
(在成分上以烃类为主,含有数量不等的非烃化合物及多种微量元素。
在相态上以液态为主,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)石油中C、H两元素占绝对优势。
次为O、N、S。
2、石油中的化合物组成归纳起来,主要可分为烃和非烃两大类,具体包括:(烃类)①正构烷烃;②异构烷烃;③环烷烃;④芳香烃;(非烃类)⑤含氮、硫、氧化合物。
3、在石油烷烃中,异构烷烃中最重要的是异戊间二烯型,该烷烃是生物成因标志化合物,应用最多的是植烷和姥鲛烷。
同源的石油所含异戊间二烯型烷烃类型和含量都十分相近,常用于油源对比。
4、用环戊烷和环己烷的比值可以估计石油生成时的地下温度,比值高,成生温度低,否则相反。
在原油中,多环环烷烃的含量随成熟度增加而明显减少,高成熟度原油以1-2环烷烃为主。
5、石油样品中I、II类初级氢原子的丰度比值称为芳烃结构分布指数,简称ASI值。
这一特征值可直接用于鉴定有机质成熟度。
成熟生油岩的ASI值>0.86、石油中的非烃是指石油所含的硫、氮、氧及金属原子的化合物,它们对石油的质量有重要的影响。
其中,最为重要的是卟啉,是石油成因分析的有力证据。
石油地质学课件 第一章石油天然气地层水
17
石油的分馏
石油气 汽油
常
煤油
压 加 石油 200℃ 热 360℃ 炉 塔 重油
柴油 减 加 压 热 渣油 塔 炉 润滑油
18
石油的馏分组成: 石油的馏分组成:
馏分名称 轻 石油气 馏 汽油 分 中 馏 分 沸点 <35℃ <35℃ 35-190℃ 35- 190℃ 碳原子数 C1-C4 C1C5C5- C12 化合物 烷烃、环烷烃 烷烃、
目前石油中已鉴定出的烃类化合物超过425种。
7
1.烃类化合物 . (1)烷烃( Paraffin alkane,石蜡烃,脂肪族烃,CnH2n+2 ) ,石蜡烃,脂肪族烃,
常 温 常 压 下
C1-C4(甲烷 丁烷)——气态 甲烷–丁烷 丁烷) 气态 C5-C16(戊烷 十六烷)——液态(直链烷烃) 戊烷–十六烷 十六烷) 液态( 液态 直链烷烃) ≥C17——固态 ——固态
5
2.微量元素 2.微量元素
除上述5种主要元素外,通过对石油的灰分进行分析, 除上述5种主要元素外, 通过对石油的灰分进行分析,还识 别出50多种微量元素 其含量变化从十万分之几到万分之几, 别出50多种微量元素,其含量变化从十万分之几到万分之几, 50多种微量元素, 它们与自然界有机物的微量元素组成十分接近, 它们与自然界有机物的微量元素组成十分接近,被作为石油有 机成因的证据之一。 机成因的证据之一。 其中,钒(V)和镍(Ni)两元素分布普遍并具成因意义。 钒 和镍(Ni)两元素分布普遍并具成因意义。
(二)石油的组分组成
原油化合物的不同组分,对有机溶剂和吸附剂具有选择 性溶解和吸附性能。根据这一特性,可以选用不同有机溶剂 和吸附剂,将原油分成若干部分,每一部分就是一个组分。 考虑到轻馏分部分具有较强的挥发性,在储存、运输过 程中常因保存条件不同,造成人为的较大误差,因此对石油 中的组分进行分离之前,要先对石油进行蒸馏,去掉沸点低 于210℃的轻馏分,一律取沸点大于210℃的馏分(即拔顶原 油)进行组分分离。
《石油地质学》课程教学大纲
本科生课程大纲课程属性:公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能,课程性质:必修、选修一、课程介绍1.课程描述:石油地质学是研究地壳中油气成因、油气成藏基本原理和富集规律的一门学科,属矿床学的一个分支,是石油、天然气地质勘探和开发领域的重要基础理论课程。
本课程内容包括石油天然气是如何生成的?石油天然气储存在地下哪些岩层中?呈流体状态的石油天然气是如何运移聚集在一起的?石油天然气聚集在什么地方?石油天然气为什么能够保存至今?即石油天然气的成因、成藏及分布规律问题。
本课程是对大学阶段所学基础地质学或普通地质学、构造地质学、沉积岩石学等专业基础科和专业课的升华与拓展应用,是培养学生综合应用地震、测井、构造、地球化学等地质和地球物理知识、手段进行含油气目标勘探设计和评价的关键环节,同时也是培养物探工程师运用地质思维针对具体地质目标进行综合地球物理勘探设计、处理及解释的重要基础。
2.设计思路:本课程以控制石油天然气成藏的“生、储、盖、圈、运、保”六大地质要素为主线,采用课堂理论讲授、典型案例实训和专题讲座引导相结合的方式,使学生在认识- 1 -石油天然气在社会、国民经济稳定和可持续发展中重要地位的基础上,重点掌握石油天然气的生成运移、储集保存、聚集成藏的基本要素、概念和理论,并了解致密砂岩气、页岩气、天然气水合物等特殊石油天然气藏的基本特征和勘探开发现状,培养同学们将所学的普通地质学、沉积岩石学、构造地质学理论知识与地球物理勘探方法技术相结合综合进行地下含油气目标勘探与评价的能力,使同学们掌握石油天然气地质勘探的基本工作技能和方法。
本课程内容主要包括石油天然气的成分和性质、石油天然气的生成与烃源岩、石油天然气的储层与盖层、圈闭与油气藏、石油天然气的运移、石油天然气的聚集和保存及石油天然气藏相关理论进展七部分内容,环环相扣、学以致用,穿插地震、测井及有机地球化学等处理技术与测试手段在油气勘探中的应用实例,介绍相关理论进展,提升同学们学习石油天然气勘探系列专业课程的兴趣,引导学生自主学习、探索并适应学科发展。
石油地质学油气成因理论及烃源岩PPT课件
3FemCn+4mH2O→mFe3O4+C3nH8m
碳化物说认为,在地球形成时期,温度很高,使碳和铁变为 液态,互相作用而形成碳化铁。由于它们密度较大,被保存在地 球深处。后来,地表水沿地壳断裂向下渗透,与碳化铁作用产生 碳氢化合物,后者又沿着断裂上升到地壳的冷却部分。有些碳氢 化合物浸透了岩石,形成油页岩、藻煤等;有些碳氢化合物在地 表附近受到氧化,形成地沥青等产物;如果碳氢化合物上升到地 壳比较冷却的部分,冷凝下来形成石油,并在孔隙性岩石中聚集 便可形成油藏。
五十年代,P.V史密斯,G.T菲力普等研究取得了宝贵 成果,证实为有机质生成油、气。
第11页/共202页
三、油气有机成因证据
1.世界99.9%以上石油都产自沉积岩,而在大片火成岩、变质 岩出露地区,没有工业石油;
2.从前寒武纪至第四纪更新世的各时代地层都有石油。在地壳 上的出现,与地史上生物的发育和兴衰密切相关,具有一致性; 在油气田剖面中,含油气层位总与富含有机质层位有依存关系;
第20页/共202页
第二节 生成油气的物质基础
成一 、 生 油 气 母 质 及 其 化 学 组
1、脂类(Lipids)
又称类脂化合物,它们包括的范围很广,其中包括一些化学结构和 化学成份不相同,但物态和物理性质与油脂相似的化合物,如磷脂、脂 肪、蜡、甾类、萜类等化合物,它们是生物维持生命活动不可缺少的物 质之一。尽管它们的化学组成不同,但它们也有共性,即不溶于水而溶 于低极性的有机溶剂中。动植物的脂肪是最重要的脂类,它们分布于动 物的皮下组织、植物的孢子、种子及果实中,细菌和藻类也含有丰富的 脂类。
《石油地质学》课程笔记
《石油地质学》课程笔记第一章绪论1.1 石油和天然气在现代社会中的地位石油和天然气是现代社会最重要的化石能源,对于全球经济发展和社会进步具有举足轻重的作用。
它们不仅是能源的主要来源,还是化学工业、农业、医药、制冷和运输等行业不可或缺的原材料。
随着全球经济的快速增长,石油和天然气需求持续增加,导致资源紧张和价格波动。
因此,石油和天然气资源的勘探、开发和利用成为各国政府和企业关注的焦点。
1.2 我国油气地质与勘探发展简史我国石油和天然气的开发利用历史悠久,早在公元前就有关于石油和天然气的记载。
20世纪初,我国开始引进西方的地质理论和勘探技术,开展油气资源的调查和勘探。
新中国成立后,我国油气地质与勘探事业取得了举世瞩目的成就。
1950年代,发现了大庆、胜利等大型油田,使我国成为石油生产大国。
此后,我国在陆地和海域油气勘探不断取得突破,形成了多个重要的油气产区。
1.3 世界油气地质与勘探发展简史世界油气地质与勘探的发展历程与人类对能源的需求密切相关。
19世纪初,人们开始使用煤油作为照明燃料,推动了石油勘探的兴起。
随着内燃机的发明和应用,石油需求激增,促使勘探技术不断进步。
20世纪初,地质学家们提出了油气成因理论,为油气勘探提供了科学依据。
此后,地震勘探、钻井技术、油气藏评价等技术的突破,使得油气勘探领域不断扩大,发现了大量油气田。
第二章石油、天然气、油田水的基本特征2.1 石油的元素组成石油是一种复杂的混合物,主要由碳(C)和氢(H)两种元素组成,碳的含量约占83%至87%,氢的含量约占11%至14%。
此外,石油中还含有少量的硫(S)、氮(N)、氧(O)和微量金属元素等。
2.2 石油的化合物组成石油中的化合物主要包括烷烃、环烷烃和芳香烃。
烷烃是石油中含量最高的化合物,主要包括甲烷、乙烷、丙烷等。
环烷烃包括环戊烷、环己烷等。
芳香烃包括苯、甲苯、二甲苯等。
2.3 石油的馏分组成与组分组成石油可以通过蒸馏分离成不同的馏分,主要包括:轻馏分(液化石油气、汽油)、中馏分(柴油、煤油)、重馏分(润滑油、沥青)和残余油(重油、渣油)。
石油地质 第1章 第3节+第4节
地下水的 沉造地壳最重要的外动力地质作用。影响海洋地质作 用的最主要的因素包括海浪、潮汐、洋流等
波浪作用形成的砂砾质海岸
海岸带的海蚀作用
4) 冰川的地质作用 冰川是大陆上缓慢流动着的巨大冰体。冰川流动时对地表 产生破坏,并将破坏产物搬运、沉积下来
加拿大Nerutsoq冰川
石油地质勘探概论
Introduction of Petroleum Geology and Exploration
地球资源与信息学院油气资源系 刘华
2008年10月-12月
第一章
地质学基础概述
第一节 地球 第二节 地壳的物质组成 第三节 地质作用及岩石记录 第四节 古生物和地质年代学
第三节
地质作用及岩石记录
地质年代地球初期发展阶段地壳形成之前太古代界ar早元古代界pt1晚元古代界pt2元古代界pt菌藻类时代寒武纪系?奥陶纪系o无脊椎动物时代至今仍在发展演化加里东期志留纪系s鱼类时代泥盆纪系d石炭纪系c孢子植物时代海西期二叠纪系p古生代界pz印支期三叠纪系t侏罗纪系j爬行动物时代两栖动物时代燕山期白垩纪系k中生代界mz古近纪系e新近纪系n哺乳动物时代被子植物时代裸子植物时代喜山期23801401952302703203754405506001700205030004000第四纪系q新生代界kz动物界植物界构造运动距今年龄百万年纪系代界地质年代表地质年代表3
3)变质岩的物性特征
变质岩的化学成分主要受原岩的影响,但有时也受变质 作用的影响,如交代作用。 与岩浆岩和沉积岩相比,变质岩的矿物成份复杂的多, 既有共有的矿物类型,又有其自身独具的矿物类型。在变 质岩中出现何种矿物,受原岩化学成分和变质条件的控制。 变质岩中主要矿物与岩浆岩相同。
自身独特的矿物--红柱石、刚玉、石墨、蛇纹石等。
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1.埋深较浅(从沉积界面到数百米乃至1500m深处);
2.温度较低,介于10—60℃; 3.以细菌活动为主,与沉积物的成岩作用阶段基本相符,
相当于碳化作用的泥炭-褐煤阶段;
4.在缺乏游离氧的还原环境内,厌氧细菌活跃,生物起源 的沉积有机质被选择性分解,转化为分子量更低的生 物化学单体(如苯酚、氨基酸、单糖、脂肪酸等), 部分有机质被完全分解成CO2、CH4、NH3、H2S和H2O等 简单分子;
(三)热裂解生凝析气阶段特征
1.沉积物埋深起过3500~4000m; 2.地温达到180~250℃,则进入后生作用阶段后
期,相当于碳化作用的瘦煤~贫煤阶段; 3.此时地温超过了烃类物质的临界温度,除继续
断开杂原子官能团和侧链,生成少量水、二氧 化碳和氧外,主要反应是大量C-C链断裂,包 括环烷的开环和破裂,液态烃急剧减少;
(这个现象在中科院地球化学研究所的实验室中 获得证实;同时,在野外也得到肯定(四川盆 地威远隆起震旦系白云岩中见到石油热演化的 最终产物甲烷和固态沥青))
一、现代油气成因的一般模式
二、存在的问题
1.在生物化学生气阶段,现代沉积物中烃类含量 太低,不足以成为已知油气的烃源。与之相反, 与现代沉积物相比较,不同地质时代沉积岩中 烃含量却显著增加,这表明沉积物在浅埋过程 中,生烃作用异常明显(Hunt,1961)。
(四) 深部高温生气阶段特征
1.当深度超过6000~7000m,沉积物已进入变生 作用阶段,达到有机质转化的末期,相当于半 天烟煤-无烟煤的高度碳化阶段;
2.温度超过250℃,以高温高压为特征;
3.已形成的液态烃和重质气态烃强烈裂解,变成 热力学上最稳定的甲烷;
4.这个阶段生成干气甲烷和碳沥青或次石墨。
第二节 低熟油气和煤成油理论
一、低熟油气形成机理
(一) 六种成因
1、树脂体早期生烃机理 2、木栓质体早期生烃机理 3、陆源有机质细菌改造作用早期生烃机理 4、高等植物蜡质早期生烃机理 5、藻类类脂物早期生烃机理 6、富硫大分子有机质早期降解生烃机理
7.可以富集形成特大型气藏,具有很高经济价值。
(二)热催化生油气阶段特征
1.沉积物埋藏深度超过1500~2500m,进入后生作用 阶段前期;
2.地温升至60~180℃,相当于长焰煤~焦煤阶段; 3.促使有机质转化的最活跃因素是热催化作用; 4. 干酪根发生热降解,杂原子(O、N、S)的键破裂,
产生CO2、H2O、NH3、H2S等挥发性物质逸散,同时 获得大量低分子液态烃和气态烃; 5.有机质大量转化为石油和湿气,成为主要的生油时 期,即“生油窗”;
(3)泰国彭世洛盆地诗丽吉油田第三系烷基原油 (Lawwongngam和Philp,1991)
(4)印度上阿萨姆盆地中新统环烷-芳香基原油 (Divedi等1991)
(5)美国加利福尼亚沿岸圣玛丽亚盆地中新统蒙特 利尔高硫重油(Orr,1986)
上述烃类虽然在产状、物理性质和化学组成不尽 相,但它们均属低成熟度范畴,不可能是干酪 根晚期热降解的产物,运用Tissot的生烃演化理论 模式既无法阐明其烃机理,也不能解决其资源评 价及勘探实践。
(一)生物化学生气阶段特征
5.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;
6.形成的产物 (1)以甲烷为主,甲烷含量在95%以上,属于干气; (2)缺乏轻质(C4~C8)正烷烃和芳香烃; (3)高分子量正烷烃C22~C24范围内有明显奇数碳优势; (4)环烷烃中1~6环均有,但四环分子显畸峰; (5)芳香烃以高分子量化合物为主,显示萘和多核芳香 烃双峰; (6)甲烷稳定碳同位素值异常低,介于-85%~-55%。
(三)热裂解生凝析气阶段特征
4.产物特征: (1)C25以上高分子正烷烃含量渐趋于零; (2)只有少量低碳原子数的环烷烃和芳香烃; (3)相反低分子正烷烃剧增,主要是甲烷及其气态同系物,
在地下深处呈气态,采至地面随后温度、压力降低, 反而凝结为液态烃质石油,即凝析油并伴有温气, 进入成熟时期。 5.这个阶段烃类反应的性质可分为两种作用: (1)石油热裂解:高温下脂肪族结构破裂为小分子,芳烃浓 缩; (2)石油热催化:高温下贫氢石油产生缩合反应,主要形成 固态残渣,并使石油中脂肪族相对增加而杂原子减 少。 6. 凝析气和湿气的大量生成,主要与高温下石油裂解作用 有关,而石油焦化及干酪根残渣热生成的气体量则 是有限的。
第一章 现代油气成因进展
第一节 干酪根晚期成因理论 第二节 低熟油气和煤成油理论 第三节 油气成因热点问题讨论
第一章 现代油气成因进展
第一节 干酪根晚期成因理论
一、现代油气成因的一般模式
Tissot等(1971,1984)建立干酪根热降解生
烃模式,简称为干酪根晚期生烃学说。
油气形成演化过程一般划分为四个逐步过渡的
2.发现未成熟的石油:
(1)1969年开始的国际深海钻探计划(DSDP), 先后在墨西哥湾、西太平洋和西地中海的中生 界和更新统沉积物岩心中发现了未成熟的运移 石油、沥青和烃类气体( Davis和 Brey, 1969; Mclver, 1971,1973)。
二、存在的问题
(2)加拿大波弗特-马更些盆地第三系的天然气、原 油 和 凝 析 油 为 低 熟 烃 类 ( Snowdon,1980;Snowdon 和Powell,1982)
(二)热催化生油气阶段特征
6.生成的烃类与石油非常相似,但与原始有机 质有了明显区别:
(1)正烷烃碳原子数及分子量递减;
(2)奇数碳优势消失;
(3)环烷烃和芳香烃碳原子数也递减;多环 及 多芳核化合物显著减少。
7.在其他条件相同的情况下,树脂体和高含硫 的海相有机质往往成熟较早;藻质体生烃能 力量强;腐殖型有机质同样可以成为生油母 质,只不过成熟较晚、生气较多而已。
阶段,即: (1)生物化学生气阶段; (2)热催化生油气阶段; (3)热裂解生凝析气阶段; (4)深部高温生气阶段
理论特点 干酪根母质 晚期 高温 热降解
干酪根主要类型划分图
干酪根
不溶于有机酸的具有复杂机构的固态有机质
干酪根是由不同显微组分所组成 !
一、现代油气成因的一般模式