石油地质学作业答案

4.下图为某油田H油层顶面构造图，H油层为一厚约300米的砂岩层，1、2、3、4、 5、6、7号油井底水距油层顶面高度分别为100米，40米，50米，450米，300米，200 米，50米。8号井打在含水部位。要求：（1）确定各油藏油水界面的海拔标高，分析 说明图中共有几个油藏，画出各油藏的含油范围，确定各油藏的成因类型，求出各油 藏最大含油高度。（3）确定图中圈闭的数目，标出各圈闭溢出点、闭合范围，求出 各圈闭的闭合高度。（4）分析NE、NW向延伸的两组断裂的启封性，并简述其理由。
2.下图为X油田的一个构造剖面示意图。要求：（1）确定图中可能形成油气 藏的位置，在原图上用阴影画出油气藏（油水界面水平）；（2）对各油气藏用 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……编号，确定各油气藏的具体成因类型；（3）推测各油气藏所在 圈闭的形成次序；（4）将分析结果填入表Ⅱ-6-2中。
3.图Ⅱ-6-4为一N油田某砂岩储层的顶面构造图，砂岩厚50米，储集物性好，砂层由南西向 北东方向逐渐尖灭，北西向延伸的断层被北东向延伸的断层切割。砂层上下均为较厚的泥岩 层，1、2、3、4号井钻穿的砂层厚度分别为50米、40米、50米、30米；它们的含油高度（水 距油层顶面的高度）分别为10米、10米、30米、10米。要求： （1）确定图中各断块的含油边界，在构造平面图上画出各个油藏的含油范围； （2）确定图中油藏的数目以及各油藏的成因类型，对图上的油气藏加以编号，求出各个油藏 的油藏高度； （3）确定图中可识别出的圈闭数目并加以编号，确定各圈闭的溢出点、闭合范围、闭合高度 以及圈闭类型，并将溢出点、闭合范围在原图上标注出来； （4）将分析得到的有关圈闭和油藏的相关信息填入表Ⅱ-6-3中。
-
= =
(A e )
-
E RT
有机质成熟度（△ TTI ）的增加与温度（T）呈指数
关系，与时间（t）呈线性关系。
1.洛帕廷法计算TTI的原理和步骤
（1）根据有机质成熟度的增加与温度（T）呈指数关系，与时间（∆t） 呈线性关系，令温度因子γ=rn，时间因子为∆t（单位：百万年），则 ∆TTI= rn·∆t。 （2）叠加于埋藏史图上的温度剖面设置为每10℃为区间的地温网，则其 温度区间i =10～20℃、20～30℃、30～40℃、40～50℃、50～60℃、 60～70℃………。 （3）每个温度区间i内：沉积物经历的时间用时间因子∆ti表示，对应的 温度因子为rni，即温度每增高10℃，有机质成熟度增高r倍。则i内有机质 的成熟度增量：∆TTI= rni·∆ti。 （4）有机质成熟度是累加的、不可逆的，则对某一沉积单元来说，其总 的TTI即为它所经历的各i内TTI的增量的总和，即：
习题集
作业1、利用时间—温度指数（TTI）研究有机质的成熟度
★时间—温度指数：地质时期内沉积有机质在不
同的埋藏时间、温度条件下的成熟度。
原始有机物质在缺氧条件下沉积后，随着埋藏深度的 增加，地温增高和埋藏时间的增长，有机质会发生演化， 其成熟程度不断提高，其中时间和温度是石油生成与破坏 的两个重要因素。N.V洛帕廷根据温度和时间是促使有机 质演化的主导因素这一认识，提出用“时间—温度指数值” （TTI）来定量表示有机物质的成熟程度，TTI实际代表了 地质时期内不同类型的干酪根在不同的埋藏时间—温度条 件下的成熟度。
Ro（%）： TAI：
阶段: 未成熟 成熟 大量生油 生油高峰 生油结束 开始
保存40 API 保存50 API 保存湿气 石油极限 石油极限 极限
为了便于应用，通常将TTI值与常用的有机质成熟度指标——镜质体反射率（Ro）和 热变质指数（TAI）进行对比。因此，根据沉积盆地某区块或某井的地质资料，计算 各烃源岩层和储集层的现时TTI值，结合干酪根类型，即可判断烃源岩层的油气生成 进入了哪个阶段。
r1=21=2 r 2=22=4 r 3=23=8 r 4=24=16
………
m
rm=2m
（2） TTI法的计算 1）在时间—深度图上，根据地温分布，取10℃间隔， 作温度等值线。
2）在有温度等值线的时间—深度图上，迭合目的层 埋藏史图。
E
D
C B A
3）从上图中读出各温度区 间i内目的层所停留的时间 ∆ti，利用公式计算∆TTIi和 TTI，并列表。
（3）结果：随着运移距离的增加，由于饱和压力和气油比 降低横轴逐渐变短，而粘度和密度增加纵轴逐渐变长，于 是高压物性菱形图会从扁平菱形向方菱形、尖菱形变化。 因此可以很形象地根据图形的相对变化，确定出油气运移 的方向和距离。
• 利用原油物性分析油气运移方向：
随着运移，饱和压力和气油比逐渐降低、密度和粘度 逐渐增加。
B A
D
25
E
50
3.下图为X油田某储层的顶、底面构造图以及该储层上覆不整合面构造图。要求 标出圈闭溢出点的位置，画出闭合范围，求出圈闭的闭合高度，并确定圈闭成因 类型；假定油气充满圈闭，标出油水界面。
地层不整合面遮挡圈闭，闭合高度：135米
4.底图见石－资区井位图；数据见石－资区钻井资料数据表。要求：（1）应用 钻井资料编绘基岩顶面构造图及砂岩等厚图，并分析圈闭（油气藏）类型，确定圈 闭范围，求出最大闭合高度；（2）垂直构造长轴切一剖面，假设油气充满圈闭， 在剖面中标出油水界面。
作业二：有机地球化学法分析油气运聚 方向
一、习题目的 油气运移指向分析是依靠地质和地球化学证据， 判断油气运移的方向和距离以及油气的次生变化 的工作。一般根据生物标志化合物、碳同位素构 成、含氮化合物等地化指标，进行油源对比，追 索油气来源和油气运移方向；储层中原油的物性 变化和储层沥青的分布特征，也可帮助判断石油 运移方向。
砂岩上倾尖灭圈闭，闭合高度：160米
习题六 油气藏分析与度量
1.图Ⅱ-6-2为A油田某储层顶面构造图和油藏平面分布图。要求： （1）确定各油藏的成因类型和含油高度，将相关信息填入表Ⅱ-6-1中； （2）在厘米方格纸上绘制给定剖面线的构造油藏剖面图，图中标出油气藏范 围。
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油藏 编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
温度区间℃ ……… 70-80 80-90 90-100 指数值n ……… -3 -2 -1 温度因子γ=rn ……… r -3=2-3=0.125 r -2=2-2=0.25 r -1=2-1=0.5
100-110
110-120 120-130 130-140 140-150
0
1 2 3 4
r 0=20=1
2.下图为S油田某储层的顶面构造图，储层最大厚度均为50米。要求标出各圈闭 溢出点的位置和最大闭合范围，求出各圈闭的闭合高度，绘制给定剖面线的构造 剖面图，并确定各圈闭的成因类型。
E D
C
编号 A B C
圈闭 类型 背斜岩性 断层岩性 岩性上 倾尖灭 岩性上 倾尖灭 砂岩透 镜体
闭合 高度 100 100 25
TTI是应用比较广泛的一种成熟度指标，是以化学动力学中 的阿伦纽斯方程为基础，把干酪根热降解过程近似看成化学动 力学中的一级反应：
0 dC A / C A kdt
CA 0
E RT
CA
t
（K：反应速率常数，即降解率；A：频率因子） 由此得到：
TTI= 0 (A e ) dt=
即： ★
由于不同咔唑类异构体极性强弱不同，在油气运移过程中，随油气运移距离 的增加，不同结构类型的含氮化合物组成将发生运移分馏效应，主要表现在 以下几个方面： ①随着运移距离的增加，甲基咔唑类屏蔽型异构体相对富集，而裸露型和部 分屏蔽型化合物易被周围介质吸附，1甲基咔唑/4甲基咔唑，1甲基咔唑/3甲 基咔唑，其含量逐渐降低； ②随着油气运移距离的增加，咔唑系列相对于苯并咔唑系列富集； ③随着运移距离的增加，屏蔽型、半屏蔽型二甲基咔唑逐渐富集，其中1，8二甲基咔唑/1，4二甲基咔唑，1，8-二甲基咔唑/1，5二甲基咔唑，1，8-二 甲基咔唑/2，6二甲基咔唑等几个参数表现的比较明显。 ④由于地层对含氮化合物的吸附作用和地层水的溶解作用，使原油中性含氮 化合物的绝对浓度不断降低。
4）在图上划出生油窗（开始大量生油——生油结束）
TTI=15～160
（3）TTI法在油气勘探中的应用
1）预测圈闭中烃类的性质（油？气？）
2）确定烃源岩有机质成熟度；
3）确定生油窗
平面上：生油范围、有利生油气区； 剖面上：生油深度；时间上生油时间； 从而确定圈闭的含油气性。
TTI=15~160
2.利用原油物性分析油气运移方向基 本原理 （1）原理：
原油高压物性能反映地下油层的物性，因此根据地层 原油物性的相对变化可以定性地研究油气运移方向和距离 。原油在地下运移的过程中，沿运移方向地层原油物性发 生变化，在氧化作用占主导的前提下，一般有饱和压力和 气油比逐渐变低，密度和粘度逐渐增加的趋势。 （2）方法： 如果以饱和压力和气油比为横轴的两端、粘度和密度 为纵轴的两端，就可以把这四个指标连成一个菱形。
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………
………
………
………
………
TTI值的解释：
TTI:
TTI与Ro、TAI及有机质演化成烃、保存阶段的对应关系 ：
3 15 75 160 500 1000 1500 0.5 2.5 0.65 2.65 1.0 2.9 1.3 3.2 1.75 3.6 2.0 3.7 2.2 3.75
干气 干气 干气
油藏类型
油藏含油高 度
图Ⅱ-6-2 A油田某储集层顶面构造图及油藏平面图
闭合高度： H1=-175-(-275)=100m H2=-225-(-325)=100m H3=-270-(-325)=55m H4=-75-(-150)=75m H5=-75-(-150)=75m H6=-175-(-275)=100m H7=-125-(-225)=100m
1.利用含氮化合物分析油气运移方向基本原理
原油非烃中的含氮化合物被认为是目前研究石油运移最为有效的指标。利 用原油中的含氮化合物研究石油二次运移已成为当前地球化学研究领域的一 种新方法。最常用的是含氮化合物中的烷基咔唑类化合物。
第一类：1, 8位上的吡咯氢原子均被链烷 根据链烷基(常为甲基) 咔唑类化合物1～8位上取 基取代，形成N—H全屏蔽型结构，称之为 代基情况可把链基咔唑分为三类： 屏蔽型异构体。该类化合物极性小，与围 岩介质作用小，运移过程中不易被吸附， 其运移速度快，运移距离远，因此随着运 移距离的增大，其相对含量增加（图Ⅱ4-1）。 第二类：1, 8碳位上氢原子均未被烷基取 代，形成N—H全裸型结构，称之为裸露型 异构体。该类化合物极性较强，运移速度 慢，运移距离短，运移过程中容易被周围 介质吸附而损失，因此随着运移距离的增 大，其相对含量减小（图Ⅱ-4-1）。 第三类：1, 8位上任一氢原子被烷基取代， 形成N - H部分屏蔽型结构, 称之为半裸 露型异构体, 被吸附性介于上述两类之间 （图Ⅱ-4-1）。 图Ⅱ-4-1 链基咔唑类化合物的几种结构
TTI i min (t i )(r ni )
i max
式中，imax、imin为有机质所经历的最高和最低温度区间。
（5）选100～110℃为基准温度区间，其n=0，γ=r0=1。则向下：110～ 120℃，n=1；120～130℃，n=2；………；向上：90～100 ℃，n=－1； 80～90℃， n=－2；……… 各温度区间的温度因子
B 1号
A B A
-700 -750 -800 -850 water oil
闭合高度：250米 油藏高度：200米
？
习题五：圈闭分析与度量
• 相关理论： 溢出点
闭合高度
参数依据
有效厚度
闭合面积
1.下图为M油田某储层的顶面构造图，储层最大厚度均为50米。要求标出各圈闭溢 出点的位置和闭合范围，求出各圈闭的闭合高度，绘制给定剖面线的构造剖面图， 并确定各圈闭的成因类型。
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正断层上细线为上升盘，粗线为下降盘。
某层顶面 ∆TTIi、TTI计算表
温度区间i ℃ 10-20 温度因子γ=rn r -9=2-9=1/512 ∆ti（Ma） 5
∆TTIi= ∆ti · rni
5/512
TTI 5/512
20-30
30-40
r -8=2-8=1/256
r -7=2-7=1/128
10
5
10/256
5/128
25/512