石油地质学课件(沐风书苑)
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石油地质学-第3章圈闭和油气藏PPT课件
不整合覆盖圈闭
非
构
• 岩性圈闭
造
岩性尖灭圈闭
圈 闭
透镜体圈闭( 原生圈闭和次生成岩圈闭）
• 复合圈闭
• 特殊类型圈闭
水动力圈闭
固 体 水 合 物 圈第闭6页/共99页
4.圈闭的度量
①溢出点： 油气充满圈闭后，油气开始流出的点 ②闭合度(闭合高度)：
圈闭的最高点与溢出 点之间的海拔高差
③闭合面积： 通过溢出点的储层顶面构造等高线所 圈出的面积。
底辟幅度800m
第41页/共99页
江汉盆地潜江 凹陷
4. 披覆背斜圈闭和披覆背斜油气藏
(1)圈闭形成机理：覆盖在古突起上，存在差异压实作用 (2)基本特点：
①地层厚度顶薄翼厚，地层倾角顶平翼稍陡，背斜倾角向 上变缓
②背斜幅度下部层位大,上部层位 小;闭合度也是下部大，上部小
③闭合面积下小上大
(3)分布特点：
第12页/共99页
2、油气藏的特点
单一圈闭中的油气聚集，具有统一的压力系统， 统一的油（气）水界面
“单一圈闭” ：单一的储集层(体)、
统一的压力系统、
统一的油气水界面
油气藏与油气田的区别
第13页/共99页
3.油气藏中油气水分 布
由于密度差异,油气分布在水之上.
（1）油气藏：
气在上，油居中，水在下 存在油－气界面、油－水界面
逆牵引
拉张作用在靠近断层附近形成了 空间，沉积物重力导致下滑。与 正常拖曳作用的结果相反。
(2)逆牵引背斜圈闭基本特点：
①位于同生断层的下降盘，与同生断层相伴生
②小型短轴背斜，靠近断层的一翼稍陡，另一斜圈闭和逆牵引背斜油气藏
(2)基本特点： ③背斜高点向深部偏移轨迹平行于断层面 ④常有反向调整断层 ⑤背斜轴线与断层线大致平行，沿断层成串出现
石油地质学第一章油气水的组成和性质精品PPT课件
（四）、馏份组成（Fractions）
根据各馏份沸点不同进行蒸馏区分（据潘钟祥等，1986）
（蒸馏） 馏分
切割温度℃
轻馏分
石油气 ＜35
汽油 C5~11 35-190
中馏分
煤油C9~16 190-260
柴油 C13~23 260-320
重瓦斯 油
320-360
重馏分 润滑油 渣油 360-530 ＞530
21-окт-20
8
第一节 原油的成分和性质
3、芳香烃（Aromatics）
分子中含有苯环的烃类，属不饱和烃。 单环芳烃（含一个苯环） 多环芳烃（含两个以上独立苯环） 稠环芳烃 (含两个以上苯环, 彼此通 过共用两个相邻碳原子稠合而成） 原油中1～3环的苯、萘和菲系列含量 最高，占芳香馏分的70％左右，而 四环以上的芳烃仅占不到10％。
原油（Crude Oil）：是石 油的基本类型，赋存在地 下储集层内，在常温、常 压条件下呈液态的。
21-окт-20
2
第一节 原油的成分和性质
二、原油的化学组成 （一）、元素组成（Elemental composition）
世界上各油田所产原油的性质虽然千差万别，但它们的元素组成是 一致的，基本是由碳、氢、硫、氮、氧五种元素组成，而且主要是碳和 氢。它们在原油中含量的一般范围是：
最重要：异戊二烯型烷烃（植烷，姥鲛烷）生物标志化合物 。
2，6，10，14-四甲基十六烷(植烷)
2，6，10，14-四甲基十五烷(姥鲛烷)
2，6，10-三甲基十五烷(降姥鲛烷)
2，6，10-三甲基十三烷(异十六烷) ：
2，6，10-三甲基十二烷(法呢烷)
常见类异戊二烯型烷烃结构示意图
石油地质学简介课件
绪论
五．世界石油资源的储产形势
地球石油的蕴藏量是相当丰富的，但分布不均匀，中东是石油最丰 富的地区，大约拥有世界总储量的54％；拉丁美洲为13％；非洲为8％； 其余分布在北美、东南亚、北海、西西伯利亚、欧洲东部及我国东北等 地。
近年来世界石油的年总产量徘徊在30亿吨左右，中东占世界总产量 的1/3，前苏联和美国各占世界总产量的20％和15％。
第一节 石油
1.石油的元素组成 原油中氮含量平均值为0.094％,90％以上样品氮含量小于0.2％。 以N含量0.25％为界限，将原油分为高氮原油和低氮原油。 2.原油的馏分和组分
原油的馏分 原油的馏分是利用组成石油的化合物具有不同沸点的特性，加 热蒸馏，将原油切割成不同沸点范围的若干部分，每一部分就是一 个馏分。
绪论
石油地质学前沿热点问题
在研究油藏形成与分布各项石油地质基础条件中，理论上涌现出来 的许多需要继续努力解决的重要问题：
1.陆相生油理论
我国北到内蒙古二连，南到广西白色，东到近海大陆架，西到新疆， 已经发现并开发了数百个油气田。目前，我国石油产量的90%、天然气 产量的50%均产自陆相油气田。但在生油理论方面还有许多领域未开展 深入的研究工作。
二．石油地质学的内容
主要内容就是研究石油和天然气的生成、运移、聚集、破坏 和再聚集这样一个过程，其体系如下：
阐明什么是石油和天然气及它们的特征，使其获得初步的 感性认识，随着认识的加深，从感性认识上升到理性认识。 系统讲授石油(天然气)的成因及形成油气藏的基本原理， 分析温度、压力对油气藏形成全的发展
主要表现在以下六个方面：
1．陆相生油理论 2．含油气盆地类型的划分
①中国东部受太平洋板块向欧亚板块俯冲的影响，在中、新生 代形成了一系列拉张型的裂谷盆地－松辽、渤海湾、东北－内蒙 裂谷盆地群。
高等石油地质学课件
28
天然气产量 （万亿m3）
2.16 2.22 2.32 2.23 2.32 2.32 2.36 2.48 2.50 2.62 2.63
22
天然气储量 （万亿m3）
1410.3 1397.1 1400.3 1440.4 1456.8 1457.3 1494.7 1543.6 1557.8 1720.7 1710.4
成本压力和勘探风险； （6）天然气发现比例增大，发展前景光明。
第12页，共21页。
第13页，共21页。
三、世界油气勘探对石油地质学的挑战
1．国内外勘探发展现状
（1）全球范围内油气勘探活动不断增加； （2）油气勘探理论与技术进步发挥了重要作用； （3）油气新发现不断涌现，产、储量稳步增长； （4）勘探目标日趋复杂，勘探难度越来越大；
第18页，共21页。
2．当前油气勘探的趋势
（4）大力寻找非构造油气藏
① 优质的构造圈闭变少； ② 薄砂体——高勘探地区； ③ 大型岩性圈闭——低勘探程度； ④ 地层不整合圈闭——叠合盆地； ⑤ 综合处理和解释技术+成藏机理
国内特点 第19页，共21页。
3．石油地质学的相关学科发展迅猛
（1）板块构造与盆地动力学； （2）含油气系统与资源评价； （3）层序地层学理论与储层分布预测； （4）储层流体动力学与油藏地球化学； （5）有机地球化学与化学动力学模型； （6）天然气地质学。
近十年世界石油探明储量变化情况
第11页，共21页。
三、世界油气勘探对石油地质学的挑战
1．国内外勘探发展现状
（1）全球范围内油气勘探活动不断增加； （2）油气勘探理论与技术进步发挥了重要作用； （3）油气新发现不断涌现，产、储量稳步增长； （4）勘探目标日趋复杂，勘探难度越来越大； （5）勘探成本不断降低，但继续面临着更大的
天然气产量 （万亿m3）
2.16 2.22 2.32 2.23 2.32 2.32 2.36 2.48 2.50 2.62 2.63
22
天然气储量 （万亿m3）
1410.3 1397.1 1400.3 1440.4 1456.8 1457.3 1494.7 1543.6 1557.8 1720.7 1710.4
成本压力和勘探风险； （6）天然气发现比例增大，发展前景光明。
第12页，共21页。
第13页，共21页。
三、世界油气勘探对石油地质学的挑战
1．国内外勘探发展现状
（1）全球范围内油气勘探活动不断增加； （2）油气勘探理论与技术进步发挥了重要作用； （3）油气新发现不断涌现，产、储量稳步增长； （4）勘探目标日趋复杂，勘探难度越来越大；
第18页，共21页。
2．当前油气勘探的趋势
（4）大力寻找非构造油气藏
① 优质的构造圈闭变少； ② 薄砂体——高勘探地区； ③ 大型岩性圈闭——低勘探程度； ④ 地层不整合圈闭——叠合盆地； ⑤ 综合处理和解释技术+成藏机理
国内特点 第19页，共21页。
3．石油地质学的相关学科发展迅猛
（1）板块构造与盆地动力学； （2）含油气系统与资源评价； （3）层序地层学理论与储层分布预测； （4）储层流体动力学与油藏地球化学； （5）有机地球化学与化学动力学模型； （6）天然气地质学。
近十年世界石油探明储量变化情况
第11页，共21页。
三、世界油气勘探对石油地质学的挑战
1．国内外勘探发展现状
（1）全球范围内油气勘探活动不断增加； （2）油气勘探理论与技术进步发挥了重要作用； （3）油气新发现不断涌现，产、储量稳步增长； （4）勘探目标日趋复杂，勘探难度越来越大； （5）勘探成本不断降低，但继续面临着更大的
石油地质学课件——第三章 储集层和盖层
孔喉越粗；平坦段越长，说明孔喉的百分含量越大。
孔隙结构定量评价
③饱和度中值压力：非润湿 相饱和度为50%时对应的毛细管 压力（Pc50%），与之对应的喉 道半径称为饱和度中值喉道半径 (r50）。Pc50%越低，r50越大， 则孔隙结构好。
④最小非饱和的孔隙体积百 分数（Smin%）：当注入汞的压 力达到仪器的最高压力时，仍没 有被汞侵入的孔隙体积百分数。 一般将小于0.04μm的孔隙称为 束缚孔隙。束缚孔隙含量愈大， 储集层渗透性能越差。
Pt=Vp/Vt*100% 按岩石孔隙大小，有超毛细 管孔隙、毛细管孔隙和微毛细 管孔隙三类。 有效孔隙度：指彼此连通的， 且在一般压力条件下，可以允许 根据孔隙度的大小可将砂岩储集层进行分级 液体在其中流动的超毛细管孔隙 和毛细管孔隙体积之和与岩石总体积的比值。
Pe=Ve/Vt*100%
(一) 岩石孔隙大小分类
渗透率与孔隙度的关系图
孔隙度与渗透率之间的关系
碳酸盐岩储集层：孔隙度 与渗透率无明显的关系。孔隙 大小主要影响其孔隙容积。因 为碳酸盐岩储集空间的分布与 岩石结构特征之间的关系变化 很大，不一定以原生孔隙为主， 有时可以是次生孔隙占主要的。
渗透率与孔隙度的关系图
五、流体饱和度
流体饱和度：油、气、水在储集岩孔隙中的含 量分别占总孔隙体积的百分数称为油、气、水的 饱和度。 在油藏中的油、水分布反映出毛细管压 力同油、水两相压力差相平衡的结果，在油藏的 不同高度上的油、水饱和度是变化的。
岩石结构对原生孔隙的影响
分选：粒度中值一定时：分选差的岩石，小颗粒充填大孔隙， 使孔隙度、渗透率降低；分选好的岩石，孔渗增高。孔隙度、渗 透率随着分选系数趋于1而增加，分选系数So<2时，各种粒径的砂 岩孔隙度、渗透率都随So增大而降低；分选系数So>2时，中细粒 砂岩，孔隙度随So增大而缓慢下降；粗粒和极细粒砂岩，So增加 时，孔隙度基本不变。
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。
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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
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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
石油地质学--油气分布规律与主控因素 ppt课件
580-600
980-1180
200-1810
储地层及油层气
年代 厚度 （M烃a源）岩（米）盖 层
岩主 性要剖油面 气田
沉积储 环境 层和油气 构造事件
烃源岩
岩性 盖层
含
N 2
N1
第 E3 三 系
E 2
50
E1 m
cp
Ks 2
白次 要
Kt 2
垩的
s- cn t c
ПК 系1 -6
主要a l的
ПК 7-17 a次
13
第一节 裂谷盆地油气分布
（2）断陷型裂谷盆地：储集体规模较小，横向变化大，储 集体成因类型多，有河道、 冲积扇、水下扇、扇三角洲、 三角洲、滩坝、湖底扇、浊积扇等砂体
1000 2000
河道砂
3000
4000 扇三角洲
5000
湖底扇
6000
陡坡带
前三角洲、前缘砂
SB
体
缓坡带
1000 2000 3000 4000 5000 6000
坳陷 断陷 裂谷盆地发展的两个阶段：断陷和坳陷
8
第一节 裂谷盆地油气分布
渤海湾盆地：古近纪单断型断陷盆地，新近纪和第四纪坳 陷型裂谷盆地
松辽盆地：侏罗纪断陷盆地（双断），白垩纪坳陷型盆地 9
第一节 裂谷盆地油气分布 （3）单断型裂谷盆地的构造分带
缓坡带、中央构造带、洼陷带、陡坡带
10
第一节 裂谷盆地油气分布
冲积平原
在西部为 相对深海、
在东部较
浅并发育 水下侵蚀
西部被动沉 降、沉降速 率向东增加
西 图尔塔斯、新米哈伊洛 塔夫达
伯柳林沃尔
利 伊尔比特
塔里茨
980-1180
200-1810
储地层及油层气
年代 厚度 （M烃a源）岩（米）盖 层
岩主 性要剖油面 气田
沉积储 环境 层和油气 构造事件
烃源岩
岩性 盖层
含
N 2
N1
第 E3 三 系
E 2
50
E1 m
cp
Ks 2
白次 要
Kt 2
垩的
s- cn t c
ПК 系1 -6
主要a l的
ПК 7-17 a次
13
第一节 裂谷盆地油气分布
（2）断陷型裂谷盆地：储集体规模较小，横向变化大，储 集体成因类型多，有河道、 冲积扇、水下扇、扇三角洲、 三角洲、滩坝、湖底扇、浊积扇等砂体
1000 2000
河道砂
3000
4000 扇三角洲
5000
湖底扇
6000
陡坡带
前三角洲、前缘砂
SB
体
缓坡带
1000 2000 3000 4000 5000 6000
坳陷 断陷 裂谷盆地发展的两个阶段：断陷和坳陷
8
第一节 裂谷盆地油气分布
渤海湾盆地：古近纪单断型断陷盆地，新近纪和第四纪坳 陷型裂谷盆地
松辽盆地：侏罗纪断陷盆地（双断），白垩纪坳陷型盆地 9
第一节 裂谷盆地油气分布 （3）单断型裂谷盆地的构造分带
缓坡带、中央构造带、洼陷带、陡坡带
10
第一节 裂谷盆地油气分布
冲积平原
在西部为 相对深海、
在东部较
浅并发育 水下侵蚀
西部被动沉 降、沉降速 率向东增加
西 图尔塔斯、新米哈伊洛 塔夫达
伯柳林沃尔
利 伊尔比特
塔里茨
石油地质学第三章地层与沉积相ppt课件
构造：分选和磨圆变好
构造：程度层理，泥岩 中见泥裂
按气候条件，可将冲积扇分为旱地扇和湿地扇
对比方面 河流性质 扇体半径 坡度 沉积特点
旱地扇
湿地扇
突发性、间歇性洪流 常年河流
1.5～8km，最大 25km 50～140km
较陡，3～10°
平缓，多＜1.5°
泥石流、漫流沉积发育， 以辫状河沉积为主
辫状河沉积相对较少
(3) 河漫亚相
粒度最细，粉砂岩和粘土岩为主 波状层理和程度层理。
三、湖泊相
在风力的直接作用下，湖泊的水面可构成较强的波浪。
λ/2 λ
2〕生物堆积学特征 类型和数量多
2. 湖泊堆积特征
(1) 堆积亚相的划分
老
新
2. 湖泊堆积特征
(2) 堆积亚相的特征
深湖—半深湖
2. 湖泊、河流相
2. 河流的亚相类型
二、河流相
2. 河流的亚相类型
(2) 堤岸亚相
岩性：以粒度细，细、粉砂岩
构造：小型交错层理为主，见 波状层理及程度层理，常见植 物碎片。
天然堤 决口扇
决口扇
细、粉砂岩组成，粒度比天然堤粗，小型交 错层理，见冲蚀和充填，植物化石碎片。
二、河流相
2. 河流的亚相类型
多河道（辫状指数﹥1） 辫状河 网状河
弯曲度: 指河道长度(l)与河谷长度(L)之比
辫状指数: 2×各河心滩总长/河道长(l)
二、河流相
2. 河流的亚相类型
二、河流相
2. 河流的亚相类型
(1) 河床亚相
岩性：以砂岩为主，次为砾岩， 河流堆积中最粗的
构造：层理类型多样，缺动物 化石，见植物碎片 岩体呈透镜状，底部见冲刷面。
构造：程度层理，泥岩 中见泥裂
按气候条件，可将冲积扇分为旱地扇和湿地扇
对比方面 河流性质 扇体半径 坡度 沉积特点
旱地扇
湿地扇
突发性、间歇性洪流 常年河流
1.5～8km，最大 25km 50～140km
较陡，3～10°
平缓，多＜1.5°
泥石流、漫流沉积发育， 以辫状河沉积为主
辫状河沉积相对较少
(3) 河漫亚相
粒度最细，粉砂岩和粘土岩为主 波状层理和程度层理。
三、湖泊相
在风力的直接作用下，湖泊的水面可构成较强的波浪。
λ/2 λ
2〕生物堆积学特征 类型和数量多
2. 湖泊堆积特征
(1) 堆积亚相的划分
老
新
2. 湖泊堆积特征
(2) 堆积亚相的特征
深湖—半深湖
2. 湖泊、河流相
2. 河流的亚相类型
二、河流相
2. 河流的亚相类型
(2) 堤岸亚相
岩性：以粒度细，细、粉砂岩
构造：小型交错层理为主，见 波状层理及程度层理，常见植 物碎片。
天然堤 决口扇
决口扇
细、粉砂岩组成，粒度比天然堤粗，小型交 错层理，见冲蚀和充填，植物化石碎片。
二、河流相
2. 河流的亚相类型
多河道（辫状指数﹥1） 辫状河 网状河
弯曲度: 指河道长度(l)与河谷长度(L)之比
辫状指数: 2×各河心滩总长/河道长(l)
二、河流相
2. 河流的亚相类型
二、河流相
2. 河流的亚相类型
(1) 河床亚相
岩性：以砂岩为主，次为砾岩， 河流堆积中最粗的
构造：层理类型多样，缺动物 化石，见植物碎片 岩体呈透镜状，底部见冲刷面。
石油地质学课件
存在于岩石表面,呈薄膜状,一般难自由移动. ③ 吸 附 水: 存在于岩石表面,呈薄膜状,一般难自由移动.
(二)油田水与油气藏的关系
边水: 边水:含油外边缘以外的水 底水:含油外边缘以内, 底水:含油外边缘以内,油 以下的水. 水接触面 以下的水.
(三)油田水的来源
沉积水:沉积物堆积过程中,保存岩石孔隙中的水. 沉积水:沉积物堆积过程中,保存岩石孔隙中的水.含 盐度与沉积时的古海( 盐度与沉积时的古海(湖)水盐度有关; 水盐度有关; 渗入水:大气淡水渗入到渗透层中形成,含盐度低( 渗入水:大气淡水渗入到渗透层中形成,含盐度低(分 布浅,局部). 布浅,局部). 深成水:地壳深部高温,高压,饱含气体的水, 深成水:地壳深部高温,高压,饱含气体的水,盐度 高.
2,石油的非烃类组成 ,
1)含硫化合物 )
硫是石油的重要组成元素之一,是一种有害杂质, 硫是石油的重要组成元素之一,是一种有害杂质,容易产生硫 化氢等对机器,管道,油罐的等金属造成损害. 化氢等对机器,管道,油罐的等金属造成损害.是评价石油质 量的重要指标. 量的重要指标.
高硫石油 : 含硫量 > 2% 含量分类 含硫石油 : 含硫量 0.5 2%之间 低硫石油 : 含硫量 < 0.5%,油价高
"d420":0.75~1.0之间 : 之间
石油,胶质,沥青质20-30% >0.934 重质石油,胶质,沥青质 % 轻质石油,胶质,沥青质<5% <0.934 轻质石油,胶质,沥青质
影响因素: 影响因素:
胶质, 胶质,沥青质含量 主要取决于化学组成 主要取决于化学组成 石油组分的分子量 溶解气数量 d420 d420 d420
CnH2n:单环,双环,三环及多环烷烃,石油中多为 单环,双环,三环及多环烷烃,
(二)油田水与油气藏的关系
边水: 边水:含油外边缘以外的水 底水:含油外边缘以内, 底水:含油外边缘以内,油 以下的水. 水接触面 以下的水.
(三)油田水的来源
沉积水:沉积物堆积过程中,保存岩石孔隙中的水. 沉积水:沉积物堆积过程中,保存岩石孔隙中的水.含 盐度与沉积时的古海( 盐度与沉积时的古海(湖)水盐度有关; 水盐度有关; 渗入水:大气淡水渗入到渗透层中形成,含盐度低( 渗入水:大气淡水渗入到渗透层中形成,含盐度低(分 布浅,局部). 布浅,局部). 深成水:地壳深部高温,高压,饱含气体的水, 深成水:地壳深部高温,高压,饱含气体的水,盐度 高.
2,石油的非烃类组成 ,
1)含硫化合物 )
硫是石油的重要组成元素之一,是一种有害杂质, 硫是石油的重要组成元素之一,是一种有害杂质,容易产生硫 化氢等对机器,管道,油罐的等金属造成损害. 化氢等对机器,管道,油罐的等金属造成损害.是评价石油质 量的重要指标. 量的重要指标.
高硫石油 : 含硫量 > 2% 含量分类 含硫石油 : 含硫量 0.5 2%之间 低硫石油 : 含硫量 < 0.5%,油价高
"d420":0.75~1.0之间 : 之间
石油,胶质,沥青质20-30% >0.934 重质石油,胶质,沥青质 % 轻质石油,胶质,沥青质<5% <0.934 轻质石油,胶质,沥青质
影响因素: 影响因素:
胶质, 胶质,沥青质含量 主要取决于化学组成 主要取决于化学组成 石油组分的分子量 溶解气数量 d420 d420 d420
CnH2n:单环,双环,三环及多环烷烃,石油中多为 单环,双环,三环及多环烷烃,
石油地质学概述课件
它和15.6℃时的相对密度（与水比）的关系：
由上式可知,API度愈大，相对密度愈小。目前，国际上把 API度作为 决定原油价格的主要标准之一。它的数值愈大，表示原油愈轻，价格 愈高。
API度分类是根据轻、重两个馏分来决定的。前一馏 分代表轻馏分(250~275℃，101.3KPa)。标准：API度≥40.0为 石蜡基，33.1~39.9为中间基，≤33.0为环烷基；
石油略轻于水，组成成份十分复杂：就其化学元 素而言，主要是碳元素和氢元素组成的多种碳氢化合物， 统称“烃类”。
组成
石环 中 蜡烷 间 基基 基 原原 原 油油 油
原油分类
硫含量
超低含高 低硫硫硫 硫原原原 原油 油 油 油
比重
轻中 重特 质质 质重 原原 原质 油油 油原
油
API度：美国石油学会制订的用以表示石油及石油产品密度的一种量度。 以 API度作为原油分类的基准。其标准温度为15.6℃(60ºF)，
石油地质学
授课教师：张小东
河南理工大学能源学院
绪论
石油地质学的任务和内容 中国油气勘探简史 油气地质勘探的发展方向
一、 石油地质学的任务和内容
1 石油地质学的任务
基本概念： 石油（petroleum）
石油又称原油，是从地下深处开采的棕黑色可燃 粘稠液体。主要是各种烷烃、环烷烃、芳香烃等各种碳 氢化合物和少量杂质组成的可燃有机矿产。也称原油 （crude oil）或黑色金子。
（储集层、盖层、圈闭和油气藏） （3）油气在地下的运移问题，即油气藏是如何形成的？ （4）地质历史过程中，油气能否保存下来的问题？ （5）油气在地下怎样分布，即油气的分布规律是什么？
石油地质学的基本问题：
石油地质学的 灵魂
由上式可知,API度愈大，相对密度愈小。目前，国际上把 API度作为 决定原油价格的主要标准之一。它的数值愈大，表示原油愈轻，价格 愈高。
API度分类是根据轻、重两个馏分来决定的。前一馏 分代表轻馏分(250~275℃，101.3KPa)。标准：API度≥40.0为 石蜡基，33.1~39.9为中间基，≤33.0为环烷基；
石油略轻于水，组成成份十分复杂：就其化学元 素而言，主要是碳元素和氢元素组成的多种碳氢化合物， 统称“烃类”。
组成
石环 中 蜡烷 间 基基 基 原原 原 油油 油
原油分类
硫含量
超低含高 低硫硫硫 硫原原原 原油 油 油 油
比重
轻中 重特 质质 质重 原原 原质 油油 油原
油
API度：美国石油学会制订的用以表示石油及石油产品密度的一种量度。 以 API度作为原油分类的基准。其标准温度为15.6℃(60ºF)，
石油地质学
授课教师：张小东
河南理工大学能源学院
绪论
石油地质学的任务和内容 中国油气勘探简史 油气地质勘探的发展方向
一、 石油地质学的任务和内容
1 石油地质学的任务
基本概念： 石油（petroleum）
石油又称原油，是从地下深处开采的棕黑色可燃 粘稠液体。主要是各种烷烃、环烷烃、芳香烃等各种碳 氢化合物和少量杂质组成的可燃有机矿产。也称原油 （crude oil）或黑色金子。
（储集层、盖层、圈闭和油气藏） （3）油气在地下的运移问题，即油气藏是如何形成的？ （4）地质历史过程中，油气能否保存下来的问题？ （5）油气在地下怎样分布，即油气的分布规律是什么？
石油地质学的基本问题：
石油地质学的 灵魂
石油地质学第4章PPT课件
2、烃类生成的增容作用
干酪根降解生油和生气导致的体积增大是形成超压的重 要因素之一，这非常有利于油气的排出。Robin（1985） 测量了生油岩内干酪根表面积的变化情况，其由1000m 处的10cm2/g变化到4000m处的35cm2/g，表面积增大 了3.5倍
§1油气初次运移 （Primary Migration）
二、油气初次运移的相态和载体
４、相态变化
有机质的不同演化阶段，油气运移相态会发生相应的变化。低 成熟阶段，由于埋深较浅，地层中原生水较多，生在的烃类相 对较少，此阶段源岩中含油气饱和度很低，油气运移以水溶相 为主；在生油气高峰阶段，一方面地层中自由水大量已排出， 孔隙度变小，另一方面烃类大量生成，油气饱和度超过临界饱 和度后就会以游离相（气溶相或油溶相）为主；随着演化程度 的增加，在凝析油气阶段中油气则以气溶相为主，过成熟阶段 则以游离相和扩散相为主运移。
1、压实作用（Compaction)
压实（Compaction）是沉积成岩过程中最为普遍的一 种现象，其最直观的结果是造成岩石孔隙度减小，密 度增大。当地层中达到压实平衡时，其中的流体压力 与静水压力相等（没有剩余压力），当沉积过程继续 发生，在其上发生沉积作用时，新沉积物负荷会使下 伏地层进一步压实，结果使原来地层中流体产生了超 过静水压力的剩余压力，在其作用下促使流体排出， 然后达到新的平衡状态。
图4-4 上覆沉积负荷下流体排出示意图
（据Magara，1978）
新地层 老沉积物
§1油气初次运移 （Primary Migration）
1、压实作用（Compaction)
压实作用对排烃的贡献表现在两个方面，其一是压实 作用排出大量孔隙水，随孔隙水要排出大量的溶解烃； 其二是孔隙度降低和大量水排出过程中，孔隙内部滞 留的烃类饱和度升高，有利于烃类达到残留烃临界饱 和度，促使游离相态烃类的大量排出。
干酪根降解生油和生气导致的体积增大是形成超压的重 要因素之一，这非常有利于油气的排出。Robin（1985） 测量了生油岩内干酪根表面积的变化情况，其由1000m 处的10cm2/g变化到4000m处的35cm2/g，表面积增大 了3.5倍
§1油气初次运移 （Primary Migration）
二、油气初次运移的相态和载体
４、相态变化
有机质的不同演化阶段，油气运移相态会发生相应的变化。低 成熟阶段，由于埋深较浅，地层中原生水较多，生在的烃类相 对较少，此阶段源岩中含油气饱和度很低，油气运移以水溶相 为主；在生油气高峰阶段，一方面地层中自由水大量已排出， 孔隙度变小，另一方面烃类大量生成，油气饱和度超过临界饱 和度后就会以游离相（气溶相或油溶相）为主；随着演化程度 的增加，在凝析油气阶段中油气则以气溶相为主，过成熟阶段 则以游离相和扩散相为主运移。
1、压实作用（Compaction)
压实（Compaction）是沉积成岩过程中最为普遍的一 种现象，其最直观的结果是造成岩石孔隙度减小，密 度增大。当地层中达到压实平衡时，其中的流体压力 与静水压力相等（没有剩余压力），当沉积过程继续 发生，在其上发生沉积作用时，新沉积物负荷会使下 伏地层进一步压实，结果使原来地层中流体产生了超 过静水压力的剩余压力，在其作用下促使流体排出， 然后达到新的平衡状态。
图4-4 上覆沉积负荷下流体排出示意图
（据Magara，1978）
新地层 老沉积物
§1油气初次运移 （Primary Migration）
1、压实作用（Compaction)
压实作用对排烃的贡献表现在两个方面，其一是压实 作用排出大量孔隙水，随孔隙水要排出大量的溶解烃； 其二是孔隙度降低和大量水排出过程中，孔隙内部滞 留的烃类饱和度升高，有利于烃类达到残留烃临界饱 和度，促使游离相态烃类的大量排出。
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。
石油地质学油气成因理论及烃源岩PPT课件
①碳化说（门捷列夫，1876），认为在地球内部水与金属 碳化物相互作用，可以产生碳氢化合物；
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。
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。
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组成
行业材料
16
石油气 汽油
常
煤油
压
柴油
加
加
减
石油 200℃ 热 360℃ 塔 重油 热
压
炉
炉
塔
润滑油 渣油
行业材料
17
原油
蒸馏
轻馏分
＞210℃馏分
气相色谱
用正己烷或 石油醚冲洗
饱和烃
可溶的
用正己烷溶解气 相色谱
不可溶的
烃类+胶质
柱色层法
用苯冲洗
用酒精-苯冲洗
沥青质
元素分析 红外光谱 核磁共振
芳烃
2. 三环占环烷烃的20%；
3. 四、五环占环烷烃的25%。
4. 原油中大于四环的环烷烃一般 具有很高的旋光性，所以没成熟 的原油旋光性高。多环环烷烃与 四环的甾族化合物和五环的三萜 稀类化合物很相似，被作为有机 成因的主要证据之一。
塔中45井 5293.6m
伽玛蜡 烷
塔中111井 4489.7m
25-降藿 烷
塔中11井 4418.4m
多环环烷烃与四环的甾族化合物和五环的三萜稀类 化合物很相似，被作为有机成因的主要证据之一。
单环 多环 多环
芳香烃（15%）
在石油的低沸点馏分中，芳香 烃含量较少，且多为单环芳香 烃，如苯、甲苯和二甲苯。随 沸点升高，芳香烃含量亦增多， 除单环芳香烃外，出现双环芳 香烃，如联苯。在重质馏分中 还可能出现稠环芳香烃，如萘 和菲，蒽的含量较少。
烷烃 烃
（O、S、N）
海相油
降解油ຫໍສະໝຸດ 陆 相 油正构烷烃（40%）
属饱和烃，在常温常压下，1～4个碳原子（C1～ C4）的烷烃为气态，5～16个碳原子（C5～C16）的 烷烃为液态，17个碳原子以上（C17＋）的高分子烷 烃皆呈固态。
轻质石油中正构烷烃可达30%以上，而重质石油 可小于15%。其含量主要取决于：
石油没有固定的化学成分和元素含量，但 元素含量有一定的范围。
行业材料
9
第二节 石油的成份和性质
一个油气藏中的流体按重力分异，气居顶 部，油居中，水在下面。三者共存于储集层 的孔隙系统中。
石油 油田水 天然气 稳定同位素
石油
一种存在于地下岩石孔隙介质中的由各种碳 氢化合物与杂质组成的，呈液态和稠态的油 脂状天然可燃有机矿产
氢
碳
氢
氧
硫
碳
氮
石油的元素组成
硫是一种有害元素。一般小于1%，平 均0.65%；对石油管具有强的腐蚀作 用，另外硫化氢气体有剧毒，对石油 开发十分不利。含硫量小于1%的为低 硫原油,含硫量大于1%的为高硫原油。
硫在油田发中是有害的元素
2003年重庆天然气井喷 轮南油田的油管客被
事故造成重大损失
腐蚀情况
含硫化合物
非烃化合物
石油中硫 来自有机 物的蛋白 质和围岩 的含硫矿 物石膏等
含氧化合物
非烃化合物
环烷酸（常为 环戊烷酸）占 酸性物质90% 以上，易与碱 金属作用生成 环烷酸盐，极 易溶于水，因 此，油田水中 环烷酸可作为 一种含油气性 直接标志。
碱性含氮化合物
非烃化合物
含氮化合物
非碱性含氮化合物
行业材料
2
第一章 石油沥青类的成份和性质
第一节 石油沥青类的概念和组份
第二节 石油的成份和性质 第三节 天然气的成份和性质 第四节 固体沥青的成份和性质
行业材料
3
第一节 石油沥青类的概念和组份
一、概念：天然气、石油及其固态衍生 物，统称为石油沥青类。
石油沥青类、煤类、油页岩，一部 分硫，都是自然界常见的可燃矿产，因 它们由古生物演变而来，故统称为可燃 有机矿产。
石油沥青类—石油地质学研究内容
三类：气态
可燃有 固态 液态
机矿产
油页岩 煤
有机质：由古代动物、植物遗体演变而来，
在有机溶剂中选择性溶解，分类：
1、氯仿沥青“A” 不加酸处理，氯仿抽提。
2、酒精—苯沥青
加酸处理，氯仿抽提。氯仿沥青“C”
石油沥青：
油质：溶于石油醚 胶质：溶于石油醚，且硅胶吸附 沥青质：不溶于石油醚
石油的元素组成
微量 元素
已发现的33种微量元素。他 们是
铁、钙、镁、硅、铝、钒、镍、 铜、锑、锰、锶、钡、硼、钴、 锌、钼、铅、锡、钠、钾、磷、 锂、氯、铋、铍、锗、银、砷、 镓、金、钛、铬、镉。
石油的
馏分
是利用组成石油的化合物具有不同沸点 的特性，加热蒸馏，将石油切割成不同 沸点范围（即馏程）的若干部分，每一 部分就是一个馏分
组成
可分为元素组成 、馏分组成 、组分组成 和
化合物组成 ，三者有相互关系 ； 依据石油
中各种结构类型化合物的含量，可对石油进
行分类 ；不同环境下生成的石油，比如海陆
相石油的特征有明显的区别 ；石油没有固
定的成分，因此石油没有确定的物理参数，
石油的物理性质 取决于它的化学组成。
行业材料
11
石油的元素组成 主要元素 碳（84%）、氢（13%）、氧、氮、 硫
非烃
气相色谱 色谱-质谱
色谱 色谱-质谱
元素分析 红外光谱 核磁共振
图1-10 原油组成分析流程图(据陈荣书，1994，有改动
行业材料
18
石油的
组分
利用石油在不同的有机溶剂中的溶解、 吸附情况，选用不同的有机溶剂和吸附 剂将石油分成不同的部分，以便进一步 研究。
组成
行业材料
19
石油的化合物组成
正构 异构烷 环烷烃 芳 烃 非烃化合物
1.生成石油的原始有机质的类型：陆相原油含量 多，海相原油含量少。
2.原油的成熟度：可用 正烷烃分来布判曲断线原油的
成熟度。
过成 熟
成熟 原油
未成 熟
23 30
正常原油
15
结构
异构烷烃（20%）
环烷烃（20%）
单双环 CnH2n
CnH2n-2
三环 CnH2n-4
多环
1. 一般，单、双环占环烷烃的 50—55%；
3、腐殖酸：存在于有机质转化的早期。C,H,O,N
4、殘留物质 干酪根
第一章 石油沥青类的成份和性质
第一节 石油沥青类的概念和组份
第二节 石油的成份和性质 第三节 天然气的成份和性质 第四节 固体沥青的成份和性质
行业材料
7
第二节 石油的成份和性质
石油的概念 石油：以液态形式存在于地下岩石孔隙中
的可燃有机矿产。成分上以烃类为主，并含有 非烃化合物及多种微量元素；相态上以液态为 主，并溶有大量烃气和少量非烃气以及固态物 质。
绪论
第一章 石油沥青类的成份和性质
第二章 石油和天然气的成因
第三章 储集层和盖层
第四章 石油和天然气运移
第五章 油气藏的形成基本条件
第六章 构造圈闭与构造油气藏
第七章 地层圈闭与地层油气藏
第八章 温度、压力与油气藏形成的关系
第九章 油气田及类型
第十章 地壳上油气聚集的分布规律
第十一章 石油和天然气的资源评价