石油勘探开发基础知识

什么是天然气
天然气－ 广义－所有气体 狭义－以烃类气体为主的天然气体 比重0.5~0.7 无色，有特殊气味
油在哪里
石油和天然气形成的母体
生物群落与有机物 有机物与干酪根－死亡的生物体在一定
条件下被微生物降解后残留下来得不溶的 部分；可溶的部分称为沥青。 有机质变为干酪根：细菌降解作用 干酪根变为石油：温度作用
中国油气勘探历程
勘探初期阶段 战略东移，突破松辽盆地 进军渤海湾，创建第二大石油基地 稳定东部，发展西部，油气并举，大力发展近海勘探，加强全国范围 内的区域勘探
油气勘探之一－揭开盆地的秘密
揭开盆地的秘密首先要搞清盆地的基底情况；通过地球物理勘探了解盆地的内部情况； 通过钻井了解第一性资料
石油储量：5% 石油产量：4.16% 天然气储量：45.98% 天然气产量：44.5% 石油储量：73.9% 石油产量：80.7% 天然气储量：22.7% 天然气产量：41.4%
东部含油气 区
东北、华北、 江淮、华南和 海域五个亚区
裂谷带拉张型盆地 松辽盆地、渤海湾盆地、江汉盆地、 黄海－苏北盆地；海上有北部湾、 莺歌海、琼东南、珠江口、东海、 太晚西部、男孩中央、太平－礼乐 滩等
大陆漂移
通过古地磁恢复、古生物化石、大陆间岩石层的对比、大洋底的钻探、大陆 架附近的岛弧研究证明大陆在漂移。 大陆漂移学说最难解决的问题：大陆漂移的动力的来源。
沧海变桑田
华北平原4亿年前是一片汪洋 青藏高原6千万年前是一片大海 地质作用改变了地球的物质组成、外部形态、内部构造；形成矿产资源
石头的来历与种类
祖国遍开石油花
东西分界－北起呼和浩特，南至南宁一线 我国西气东输战略的依据 东部石油是西部的3倍，而西部的天然气是东部的6.3倍
中国海疆油气分布
中国海域油气田主要分布在： 渤海湾盆地、东海盆地、台西 盆地、珠江口盆地、北部湾盆 地、莺歌海盆地、琼南盆地
目录
一、 人类家园的秘密
二、 形形色色的油气田
中国人创立并发展的“陆相生油理论”
1913年 1922年 1928年 1941年 美孚在中国勘探失败 美国强调中国陆相贫油 李四光指出“美孚的失败，并不能证明中国没有石油可办” 潘钟祥《中国陕北和四川白垩系陆相生油》 “陆相地层生油”理论诞生 20世纪50年代末 发现大庆油田
煤能生成石油天然气吗
上覆地层的压力（静压力）主要动力 地壳运动的压力（动压力） 毛细作用
油、气、水分家
油、水分离： 重力分异－比重不同 油、气分离： 储层的压力低于饱和压力
石油是怎样运进油藏的
有经济性矿藏的形成条件： 有充足的油气来源 有倾斜、弯曲的底层帮助油、气分离 有足够的压力推动油、气渗流 有合适的地方把油、气聚集起来
多姿多彩的油气“库”之四－隐蔽油气藏
指在油气勘探中难以识别和难以发现的油气藏
形成大型油气藏的特殊的地质条件
大型－石油储量在1亿吨以上的油田；气田储量在1000亿立方米 形成条件－ 拗陷（凹陷）油气资源丰度高 具有大型背斜或者大型复合式圈闭条件 发育多种类型大型砂岩体或生物礁等储集性良好的储层 凹陷中多沉积间断和不整合 大型同生断层发育 区域性分布良好的盖层
传统观点：煤与石油天然气“相克” 事实：新疆吐鲁番－哈密一带发现富含有机质的泥岩层，在其中发现油、气 条件：煤系所处的古地理环境 煤系中的有机显微组分含有一定比例的富氢组分 煤系达到适宜的温度和埋深条件
油气成因大争论
有机成因理论 无机成因理论
盖层、圈层和油气藏
油气藏－蓄积油、气，在压差作用下，油气可以通过 油气藏生成－地壳运动 油气藏的组成：生油（气）岩－储集岩－盖层与圈层 油气由生油层进入储油层的动力：
形形色色的中国大油田
油气田的破坏
油气田破坏分类
圈闭条件的破坏 储油层物理性质的改变引起的破坏 水动力条件改变引起的破坏 油气藏的氧化：水氧化、微生物氧化
圈闭条件的破坏
水动力条件改变引起的破坏
油气田的再生与演变
流失到地表，与其它物质反应，开始新的循环 油气田破坏 富含烷烃的烷族石油在地下冷却－ 地蜡 形成另外的矿藏 富含沥青质的石油进入地面被氧化－地沥青
地球各层组成
地壳： 矿产资源的聚集地； 大洋型地壳：6.5km； 大陆型地壳：30～70km
地幔：橄榄绿色的铁镁硅酸盐矿物； 不能钻到地幔，间接推断组成 3000～5000摄氏度；地下5000 米处 地核：铁质
漂移着的大陆
德国气象学家魏格纳－《海陆起源》：标志着完整的大陆漂移假说已经诞生
大陆漂移
目前所使用的勘探手段： 地面地质调查、各种地 球物理勘探方法、地球 化学勘探方法、浅钻井、 深钻井
油气勘探之二－判断盆地的含油性
如何判断盆地是否有石油： 分析岩层是否有生油层 分析岩层是否有储油层 岩层是否形成了储油的“圈闭”
油气勘探之三－找准主攻方向
深坳陷区及其周围油气是最丰富的
有利的生油地区
地质年表
鸿篇巨制的编年史
地球相对年龄的地质年代表：以生物演化为依据建立 时间概念：宙－代－纪－世－期 地层单位：宇－界－系－统－阶
地球绝对年龄：同位素测定法确定
地球史书中的特殊“文字”－化石
化石－保存在地质历史时期的岩层或沉积物中的生物遗体和遗迹。3％ 实体化石：保存了动物、植物遗体的全部或绝大部分 根据成因 铸模化石：通过挤压作用在底层的岩石表面留下的印模、铸模等 遗迹化石：动物生命活动中留下来的遗迹或者遗物 化石的作用：划分对比地层 客观反映所在地层新老顺序 重新塑造古环境 了解灭绝生物
区别
塔里木盆地
从南半球漂过来
目录
一、 人类家园的秘密
二、 形形色色的油气田
三、 油气是怎样找出来的
四、 资源与资源评价
什么是石油
石油是－ 主要由C、H两种元素组成的化合物的混合物， 赋存于地下岩石孔隙中的液态和气态可燃矿物。 其它元素占1％，约57种。 石油的组成－ 烃占97％～99％；非烃以S、N、O化合物 的形态存在于胶质的沥青中 石油是一种油脂状胶体，颜色棕褐、黑褐、黑绿 少有淡黄、白色；相对密度0.75~1.0 有石油的物质在紫外线照射下发荧光
祖国遍开石油花
油气大区 西部含油气 区 亚区 西北亚区、 青藏亚区 盆地类型 形成于造山带的挤压作用 准噶尔、塔里木、柴达木、藏北羌 塘等 储量 石油储量：14.37% 石油产量：18.5% 天然气储量：28.7% 天然气产量：14.4%
中部含油气 区
鄂尔多斯亚区、克拉通过渡型盆地 云贵川亚区 鄂尔多斯、四川、楚雄等
能够形成良好的储油层
深坳陷中的油气有良好的保存条件
油气勘探之四－解剖构造带，甩开钻探
石油勘探的实践经验说明，油气田在一个构造带的控制下，通常是成群、成带分布 着。一个构造带上的每个局部构造都是同一地质历史时期中形成的，它们有相同的地质 成因和共同的发展历史。所以当石油从深凹陷运移出来的时候，它不是单独进入某个构 造带，而是在一定面积内，由近到远、由低到高、进入各个构造。这样，当某一构造带 处于油源充足的深凹陷附近时油气可以运移到各个构造，使得构造带上的各个局部构造 都可能充填油气。在石油勘探中，在一个构造带上发现了油气田往往是发现一系列油气 田的开始。因此要全面部署，整体解剖，钻探构造带：
三、 油气是怎样找出来的
四、 资源与资源评价
我国是世界上最早使用石油和天然气的国家
3000多年前周代算起，《易经》中有记载，说明可燃的天然气在地表湖沼水 面上逸出气苗 2000年前，在中国西北地区人们就知道漂浮在水面的石油，遂收集盛入容器， 用以点灯；四川人就利用天然气煮盐 最早的采油井出现在宋代 到公元13世纪，人们开始对四川一带的浅层天然气进行了较大规模的开发利 用
形形色色的储层
油层－储藏石油的岩层 油层分类－ 砂岩油层 砾岩油层 泥岩裂缝油层 碳酸盐岩油层 基岩油层 火山岩油层
为什么有的地方多产石油有的地方多产天然气
我国现状：东部多产石油；西部多产天然气 原因－ 有机质类型的差异是决定是生油还是生天然气的最基本条件 石油－低等水生物 天然气－陆生高等植物 有机质的成熟度以及演化史是生成石油或天然气的关键因素 石油－成熟度不高 天然气－成熟度高 以前我国对天然气的石油地质特征不了解
天然气的成因
有机成因 无机成因 混合成因
天然气藏怎样装气
天然气对储层要求不高 对圈闭盖层要求高
油、气藏和油、气田
油、气藏－只具有理论意义，储存油、气的基本地质单元 油、气田－由多个油、气藏组成
油田、气田和凝析气田
油气田－ 存在纯气田，但不存在纯油田，所以油田与油气田统称为油田 凝析气田－ 这种气田中聚集的碳氢化合物在一定温度、一定压力的底层条件下是气 态物质；当温度和压力降到某一界限一下就变成液态（与其他物质不 同），这种现象成为“反凝析现象”，凝结的油成为凝析油。气田称为 凝析气田，在地面上为凝析油，所以成为凝析油田。
中国石油工业的发展史
1. 早期石油地质调查和对中国石油资源的评价 2. 中国近代石油地质调查
苍茫大地如何寻觅油迹
根据航空勘探 野外勘探 室内分析研究工作 详细勘查
中国石油工业的历史性转折点－松基三井喷油
1958年4月在东北成立了松辽石油勘探局全面投入地质调查工作，由于松 基一井和松基二井只发现了很薄的生油层，为了确定松基三井的位置，地质 专家经过日以继夜的分析，决定把基准井井位定在油气远景最好的地区，经 过翻阅大量的资料，确定了大同镇高台子附近的隆起是生油层最厚的地方， 又是凹中隆起，对油气生成、运移、聚集最为有利
岩石年龄的测定
计时的基本原理：天然放射性同位素的衰变规律 测定的地质事件或者宇宙事件的年龄：同位素地质年龄 国际地学界有影响的地质年代表： PTS年表 GTS年表 NDS年表 COSUNA年表 CGR年表 同位素地质年代学研究的局限性：绝大多数“同位素地质年龄”是从ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ火成岩或火山凝灰岩中测定的，而地球上相当多的是沉积岩。这对于石 油天然气行业是一个有挑战的课题
名称 定义 组成 海相 在海洋环境下形成的沉积相总称 陆相 在陆地环境下形成的沉积相总称
滨海相、浅海陆棚相、半深海相、 湖泊相、河流相、河湖过渡相、沼 深海相 泽相、火山沉积相 规模大 碳酸盐岩比例大 碎屑岩成分单一 部分海岸形成障壁岛沉积体系 浅海沉积相是良好的生油岩，滨 海沉积相是良好的储层 海相沉积全球具有可对比性 规模小 以碎屑岩为主 碎屑岩成分复杂 湖相的浅湖沉积几乎不能生油，深 湖相底层是良好的生油岩，滨湖沉 积的储集性能较海相差。 可对比性差
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探索地下石油奥秘－石油地质
2008年3月
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目录
一、 人类家园的秘密
二、 形形色色的油气田
三、 油气是怎样找出来的
四、 资源与资源评价
地球表面的圈层结构
大气圈 水圈 生物圈 岩石圈 石油与天燃气
地球是一只煮得不太熟的鸡蛋
通过钻深12千米的超深钻井、人工地震波的检测与解释等手段了解道地球内部的分层
沉积岩：石灰岩、砂岩、页岩 岩浆岩：又名火成岩 变质岩：由沉积岩和岩浆岩通过变质形成
从成因上分
有机矿藏聚集地－沉积岩
石油、天然气和煤都形成并大多聚集于沉积岩中，可在沉积岩中进行数千米的运移， 根据这些痕迹认识、了解石油的生成、云移、聚集、成藏的规律并进行开采的。 与石油、天然气、煤等有机矿藏有关的沉积岩：碎屑岩和碳酸盐岩
干酪根与石油－石油的生成是干酪根为
了适应环境不断调节、改造自身的过程
哪些条件有利于油气的形成
大地构造起决定性作用 需要适合油气生成的古地理条件和古气候条件 物理化学条件与生物化学条件
怎样确定能否生成石油的石头
生成石油的岩石往往存在于富含黑色（暗色）有机物质的沉积岩之中；这种沉积 物常赋存在沉积盆地的低洼处 可以生成油、气的岩石专业称为生油岩或烃源岩 判断方法： 观察颜色－深色 定量研究分析 有机质成熟度分析
什么是盆地
盆地－四周高中间低的地形 盆地的形成－地壳运动形成
地壳活动的踪迹－断层与褶皱
有断层的地方就有地震 有助于油、气向油、气 藏内的运移聚集又可把 已形成的油、气藏破坏 掉 褶皱与断层伴生
断层对油气藏的影响
海相沉积与陆相沉积之辨
沉积相－一定的沉积环境及在此环境中沉积的沉积岩（沉积物）特征的综合。
多姿多彩的油气“库”之一－构造油气藏
构造运动使储油层发生褶皱、断裂等形变形成的圈闭条件的油气藏 分为背斜油气藏和断层油气藏等
多姿多彩的油气“库”之二－地层油气藏
经过沉积间断以后新沉积的不渗透地层形成的油气藏，由沉积岩作用和构 造作用相结合形成的。
多姿多彩的油气“库”之三－岩性油气藏
岩性油气藏的圈闭条件是由储油层本身的岩石性质变化造成的