石油地质课程设计

实习一生油岩有机质成烃演化曲线及成烃阶段划分一、实习目的富含有机质的细粒沉积物，随着被埋藏深度和温度的不断增加，其有机质经历复杂的生物化学和物理化学的变化，并逐步向油气转化。

由于不同埋深范围内促使有机质向烃类转化的营力不同，致使其转化的反应过程和主要产物有显著区别，且具有明显的阶段性。

生油岩有机质演化曲线的编制和成烃阶段的划分对含油气盆地油气成因理论的认识和研究，对指导油气勘探，计算生油量和评价区域含油气远景都具有十分重要的意义。

本次实习要求通过某盆地某一生油气层不同埋深所取样品的地球化学分析数据，运用学过的理论和方法，编制生油岩有机质成烃演化曲线，并进行成烃阶段的划分。

二、实习步骤及要求(1)在课前复习好有关有机质成烃演化以及烃源岩研究方法等章节的内容。

准备好实习用的坐标纸、三角板、铅笔和橡皮。

(2)阅读表1-1所提供的资料，初步了解某一生油气层各地球化学指标随埋藏深度或(温度)的增加而发生的变化规律。

(3)在坐标纸上以深度为纵坐标，各地球化学指标为横坐标编绘关系曲线（图1-1），比例尺：纵坐标：1:20000(深度)；横坐标：1cm=0.01[氯仿抽提物(g)/有机碳(g) ]，1cm=0.01[烃(g)/有机碳(g)]，1cm=0.2，1cm=0.1%（有机碳，%），1cm =10℃（古地温）。

注：CPI－岩石抽提物中奇、偶碳原子正烷烃的相对丰度，称为正烷烃奇偶优势比。

CPI 值<2.1，表示奇数正烷烃略占优势，说明岩石中有机质向石油转化程度高，否则，当CPI值＞2.1，说明奇数正烷烃有明显优势，说明岩石中有机质向石油转化程度低（参考教科书第二章有关内容）。

在深度轴上标明有机质各重要演化阶段的镜煤反射率(R0%)和古温度（℃）的分界值。

(4) 根据图1-1的关系曲线，划分有机质成烃的演化阶段（未成熟、成熟、过成熟阶段）。

对各演化阶段的基本特征加以简单的小结，并填入表学实1-2中。

三、实习作业：１．在坐标纸上按照要求完成图1-１；２．完成表1-２内容.注：已知地表平均温度10.5℃，古地温梯度为3.8℃/100m。

注:可以在计算机上用grapher程序完成该作业。

表1-2 某盆地生油气层有机岩成烃阶段划分特征分析注：表1-2重点描述的内容：描述烃源岩在各演化阶段的埋藏深度、热演化程度（即镜煤反射率和古地温）、及各地球化学指标特征及其变化规律（注意指标峰值对应的埋藏深度、热演化程度）。

实习二 TTI值的计算和应用一、实习目的石油成因研究证明，有机质成烃演化过程中温度和时间是主导因素。

当有机质被埋藏后随着深度和地温的增加，埋藏时间的延长，有机质将发生热演化，其成熟度会不断提高，当达到某一门限值时，才能大量生成石油，且成烃演化过程具有明显的阶段性。

1971年Lopatin 根据促使有机质成烃演化的温度和时间之间的相互关系，提出了一种定量计算有机质成熟度的方法，即时间—温度指数（TTI-Time Temperature Index）。

本次实习，根据选定的某油区一口井的地质剖面所建立的地质模型，定量计算特定生油层的TTI值，确定其成熟度（或演化阶段），为有机质成烃定量研究提供一方面的参数。

具体要求如下：（1）掌握特定的（或各个）生油层的顶、底面时间—埋深—地温关系图（即地质模型）的编图方法（如图2-1）；（2）明确TTI法的基本概念及求取TTI值的方法；（3）学会TTI值在有机质成烃定量研究中的应用和解释。

图2-1 A、B、C地层的地质模型图（据Waples，1980）二、TTI基本概念温度和时间是石油生成、演化和保存的重要因素。

基于上述思想，N.V.Lopatin于1971年提出一个根据时间、温度定量计算有机质成熟度的方法，即时间—温度指数（简称TTI 值）。

这个方法经Waples（1980）的补充和发展，在油气勘探中得到广泛应用。

用温度因子r和温度间隔指数n两个参数反映成熟度变化，其中温度因子r是反映成熟度与温度成指数关系，当温度每增加10℃，成熟度增加一倍。

温度因子r = r n =2n，以100～110℃为基准温度，令其n=0，对于任意温度T i，其对应的n=（T i-100）/10，温度因子r、间隔指数n和温度之间的关系见表2-1。

对于有机质，在经历的地质时间（Δt i）后，对于任意温度区间i内的成熟度表达为：此式表示成熟度与温度成指数关系，与时间呈线性关系。

由于有机质的成熟作用具有加和效应，在经历整个地质历史时期（Δt n），有机质的总成熟度（TTI）为各温度区间i内的成熟度（ΔTTI i）之和：n max ,n min分别是有机质经历的最高温度和最低温度的间隔数（以10℃为温度间隔）。

TTI值实际上相当于反映烃源岩成熟度的一个指标，其与镜质体反射率（R0，%）和色变指数的对应关系见表2-3。

计算出TTI值后，要赋予它特定的成熟度含义，才能应用TTI值确定成熟度。

Waples在广泛研究各油气盆地大量实际资料的基础上，给出油气生成和保存各个阶段的TTI值与镜质体反射率（R0，%）的对应关系，如表2-3。

三、实习步骤1．根据钻井剖面和测井资料（表2-4），编制地质模型图。

（1）在以纵坐标为深度、横坐标为时间的方格纸上，选择适当的比例尺（参考图2-1）做地层时间—埋深关系折线。

具体方法；根据钻井剖面和测井资料（表2-4），读取所计算的生油层位的底和顶面开始沉积的时间和埋深数据，二者在时间—埋深图上交汇处投点，再依次确定出其后各地质时代对应的埋深在在时间—埋深图上交汇处投点，将所有同一层位的底和顶面的投点分别联线，即为该层的时间—埋深关系折线（注意：是某个地质时间和当时的埋深，而不是生油层现在的时间和埋深）。

其它地层依此类推，即可得出一张不同生油层总的时间—埋深关系图。

（2）编制温度剖面。

在（1）的基础上，根据地温梯度和深度确定不同埋深的古地温（假设不同地质时期古地温不变），以10℃为温度间隔，编制温度剖面，最后形成时间—埋深—温度关系图，如地质模型（图2-1）。

应指出，在地层时代较新，连续沉积的地区，地质模型的建立较容易且可靠。

但在较复杂的地质发育史的地区，地层剥蚀厚度的求取和古地温的恢复相当困难，又是极其重要的探索性的工作，它直接影响到地质模型的可信度。

2．分别计算各研究层段不同时间间隔TTI值和累积的TTI值。

以100～110℃间隔为基数，指数n=0，其它间隔的指数如表2-1所列。

考虑到每升高10℃成熟度提高一倍的关系，选择γ=2。

从前面建立的地质模型图上读出某生油层顶、底面每经历一个温度间隔（即增加10℃）所需的地质时间，填入表2-5，按上述公式算出区间的TTI值，最后计算不同区间累加的TTI 值。

3．TTI值的解释和应用将计算获得各个层位不同时间内累加的TTI值，与表2-3参数对照，确定某生油层的生油窗即生油开始，生油高峰，生油结束的区间，分出未成熟带、成油带和成气带。

参考图2-2。

并根据所划分的生油窗，评价沙三段生油岩的生油特征，并填入表2-6中。

图2-2 利用TTI法在地质模型上确定烃类生成的时间图（据Waples，1980）四、用品方格纸15×30一张及常用文具（三角板、直尺、铅笔、橡皮）及计算器。

注：恒温层的温度为10℃，地温梯度3.5℃/100m。

实习三圈闭和油气藏类型的识别一、实习目的圈闭是油气聚集的场所，是形成油气藏的基本要素。

圈闭的类型及形成条件不仅对油气藏形成起着决定性的作用，而且对油气田的勘探和开发亦有重大的实际意义。

不同类型油气藏所采用的勘探方法及部署不同，开发方案也不同。

因此，正确的判断圈闭及可能的油气藏类型，对于石油地质工作者有着特别重要的意义。

本次实习的主要目的，是通过所给的储集层顶面或盖层底面的构造图、储集层分布图以及油气水分布图（图3-1～7），确定圈闭和油气藏类型，圈定圈闭的闭合面积，绘制圈闭和油气藏横剖面图，以便更好地理解和掌握圈闭和油气藏在平面图和横剖面图上的特点。

二、实习步骤和方法1、阅读图3-1～7构造等高线图及储集层分布图。

在平面图上找出溢出点位置（用字母C表示），圈定闭合面积（用斜线表示），计算闭合高度（用h表示），并将计算数据标在图上。

2、通过绘制给定剖面线的圈闭和油气藏横剖面图（图3-1～5），结合储集层分布的变化及油气水分布情况，确定圈闭及油气藏类型。

3、对照平面和剖面图建立立体概念，掌握并牢记不同类型圈闭和油气藏在平面和剖面上的图示。

三、实习用品铅笔、橡皮、直尺（或三角板）和方格纸。

图3-1-1 某油层顶面构造图1-正断层；2-油层顶面等高线；3-产气井；4-产油井；5-产水井；6-剖面线A区：油气藏类型：；闭合度：h= ；油柱高度：h o= ；气柱高度：h g= ；B区：油气藏类型：；闭合度：h= ；油柱高度：h o= ；气柱高度：h g= ；E区：油气藏类型：；闭合度：h= ；油柱高度：h o= ；气柱高度：h g= ；作业：绘制剖面图：图3-1-2 某油层顶面C—D剖面图图3—2—1 某地层底面构造图及其下伏油层等厚度图1-某地层顶面等高线（m）；2-储层等厚线（m）；3-产气井；4-产油井；5-产水井；6-剖面线油气藏类型：；闭合度：h= ；油柱高度：h o= ；气柱高度：h g= ；作业：绘制剖面图：图3—2—2某油层F—E剖面线横剖面图（纵比例尺：1：4000）图3—3—1 某区地层底面构造图及砂层等厚度图1—砂层所在地层顶面等高线（m）；2—砂层尖灭线；3—砂层等厚线（m）；4—剖面线作业：绘制剖面图：图3—3—1 某区地层A—B剖面线横剖面图（纵比例尺：1：4000）图3—4—1 某区砂层构造图及不整合面等高线图1—不整合面等高线（m）；2—某砂层顶面等高线（m）；3—某砂层侵蚀终止线；4—剖面线作业：绘制剖面图：图3—4—2 某区砂层P—Q剖面线横剖面图（纵比例尺：1：5000）图3—5 某区地层顶面构造图及砂层等厚度图1—地层顶面等高线（m）；2—砂层尖灭线；3—砂层等厚线A区：油气藏类型：；闭合度：h= ；B区：油气藏类型：；闭合度：h= ；图3—6 某区地层顶面构造及砂层分布图1—某地层顶面构造等高线（m）；2—砂层尖灭线；3—正断层A区：油气藏类型：；闭合度：h= ；B区：油气藏类型：；闭合度：h= ；D区：油气藏类型：；闭合度：h= ；图3—7—1 某油田砂层顶面构造及油藏分布图1—油水界线；2—砂层顶面高线（m）；3—剖面线作业：绘制剖面图：图3—7—2 某油层G—H剖面线横剖面图（纵比例尺：1：2000）实习四 流体势分析与油气运移一、实习目的分析运载层中流体势（包括水势、油势和气势）的空间展布特征，对于研究油气二次运移的主要方向，圈定油气聚集的有利部位，都具有非常重要的意义。