油气藏开发地质

油气藏开发地质

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1.石油、天然气的概念

石油：地下天然产出的气态（天然气）、液态（石油）、固态（沥青）的烃类混合物。

原油：以液态形式存在于地下岩石孔隙中的可燃有机矿产。

2.石油的元素组成与化合物组成

组成石油的化学元素依次为：碳、氢、硫、氮、氧、微量元素。

微量元素：（构成石油的灰分），含量极微（万分之几），但可多至30余种，如：Fe、Ca、Mg、Si、Al、V、Ni……其中钒、镍含量及比值（V/ Ni）已用于石油成因及运移研究。

石油的化学组成按其化学结构可分为烃类和非烃两大类，其中烃类包括烷烃、环烷烃和芳烃，石油非烃组成—S、N、 O化合物。

异戊间二烯型烷烃是由叶绿素的侧链-植醇演化而成,因此作为石油有机成因的标志化合物—“指纹”化合物。

3.石油的主要馏分和组分

馏分：根据沸点范围的不同切割而成的不同部分。

轻馏分：碳数低，分子量小的烷烃、环烷烃组成。

中馏分：中分子量和较高碳数的烷烃、环烷烃，含有一定数量的芳烃及少量含N、S、O化合物。

重馏分：大分子量和高碳数环烷烃、芳烃、环烷芳烃和含N、S、O化合物。

组分：对不同有机溶剂的溶解、吸附性质不同而分离出来的产物。

油质：饱和烃＋芳香烃，溶于有机溶剂，硅胶不吸附，荧光天蓝色。

胶质：芳香烃＋非烃化合物，部分有机溶剂溶解，硅胶吸附，含量与石油密度有关，荧光黄色、棕黄色、浅褐色。

沥青质：脆性固体物质，稠环芳烃＋烷基侧链的高分子，少数有机溶剂溶解，硅胶吸附，荧光呈褐色。

荧光性：石油在紫外光照射下产生荧光的特性。

4.天然气的主要赋存形态

气藏气（干气，贫气）：烃类气体单独聚集成藏，不与石油伴生。

气顶气（湿气，富气）：与油共存于油气藏中呈游离态气顶产出的天然气。

溶解气（dissolved gas）：地层条件下溶解在石油和水中的天然气。

凝析气（condensate gas）：当地下温度压力超过临界条件后，液态烃逆蒸发形成凝析气。----湿气，采出过程中反凝析出凝析油。

天然气水合物：甲烷水合物，高压、一定温度下：甲烷分子封闭在水分子所形成的固体晶格中----冰冻甲烷。

水溶气：天然气在水中溶解度很小；但地层水大量存在，水溶气资源不可忽视。

5.干酪根的概念和化学分类

干酪根：沉积物或沉积岩中不溶于碱、非氧化型酸和非极性有机溶剂的分散有机质。

Ⅰ型干酪根：单细胞藻类（海藻）残体组成，富含脂类化合物，H/C高，O/C 低，含大量脂肪族烃结构（链式结构为主），少环芳烃和含氧官能团，生成液态石油潜力大，油页岩属此类。典型腐泥质类型（sapropelic）。最大转化率 80％。

Ⅱ型干酪根：介于Ⅰ、Ⅲ之间，过渡性，来源于海洋飘浮植物及浮游动物，具多环饱和烃结构。生油气潜能介于二者之间。类脂型（liptimitic）。

Ⅲ型干酪根：源于富木质素和碳水化合物的高等陆源植物碎屑形成的，H/C 低，O/C高，多环芳香烃结构为主，生油潜力小，天然气的主要母质。典型腐殖质类型（humic）。最大转化率 30％。

6.石油生成的条件与生油过程

石油生成的条件:

1.油气生成需要的基本地质条件：足够数量和一定质量的原始有机物质、一定的堆积速度、长期稳定下沉的构造环境

2.有利于油气生成的构造条件：地质历史时期中曾经发生长期持续下沉的地区、下沉速度与沉积物沉积速度大致相当

3.油气生成的岩相古地理条件：形成沉积有机质的主要场所是海洋、湖泊

4.使有机质向油气转化的因素:细菌、温度、时间、催化剂、放射性。

石油生成的过程：

1.未成熟阶段

温度：10-60℃。

主要作用因素: 生物化学作用

（细菌、酵素）

有机质演化过程:

在还原环境中，沉积有机质被部分分解，产生CO2、CH4、NH3、H2S、H2O 等;同时形成更为稳定的干酪根。

主要烃类产物：生物化学甲烷

2.成熟阶段

温度：60-180℃。

主要作用因素：热降解作用。

（催化剂、温度）

有机质演化过程：干酪根在热力作用下逐步向油气转化。随温度持续增高，生油反应的速度和生油量显着增大，直至达到生油高峰。此后，生油量开始明显减少，生气量相应迅速增大。至约180℃后，干酪根的生油潜力枯竭，只能生成气态烃类。

3.过成熟阶段

温度：>180-250℃。

有机质转化末期。此阶段已生成的液态烃和重质气态烃强烈分解，转变成最稳定的甲烷，以及碳质残渣（碳沥青或石墨）。

7.生油岩定义、主要岩类及岩性特征

生油岩：在天然条件下曾经产生和排出烃类并已形成工业性油气聚集的细粒沉积。

粘土岩类生油岩：

1．岩类：泥岩（mudstone）、页岩（shale）、粘土岩（clay rock）

2．特征：

- 颜色较暗，以灰色、灰黑色、灰绿色为主（有机质丰富）。

- 生物化石丰富，沉积环境安静、缺氧，水体稳定。

- 富含分散状原生黄铁矿，水平层理。

碳酸盐岩类生油层：

1.岩类：石灰岩（limestone），生物灰岩（biosparite），泥灰岩（micrite）。

2.特征：- 岩性主要为低能环境下形成的隐晶－粉晶灰岩。

- 颜色较深，多为灰色、深灰色、褐灰色。

- 含生物化石丰富，含原生黄铁矿。

剩余有机碳含量：指岩石中残留的有机碳含量。

8.储集层概念、特征、主要类型

储集层：凡是能够储存和渗滤流体的岩层。

含油气层：储集了一定数量的石油或天然气的储集层。

油层：具有工业价值的含油气层。

产层：已经开采的具有工业价值的含油气层。

特征：

1.孔隙性: 具有能够储存油气的孔隙空间的性质，反映储集油气的能力大小

2.渗透性：在有压差存在的条件下,岩石本身容许流体通过的性能，反映产出油

气能力的大小

类型：

按岩石类型分：碎屑岩储集层、碳酸盐岩储集层、其它储集层（火山岩储集层、结晶岩储集层、泥质岩储集层）

9.碎屑岩的储集空间类型

原生粒间孔隙和次生溶蚀孔隙构成主要的储渗空间；裂缝在少数情况下可对渗透性能的改善起重要作用。