第5章 2地层温度与压力

四川隆昌某气田 四川隆昌某气田构造剖面及地温剖面 某气田构造剖面及地温剖面
4、影响地温场分布的主要因素
实际资料表明，地温场是很不均一的。 实际资料表明，地温场是很不均一的。 影响地温场的主要因素有 影响地温场的主要因素有： 大地构造性质、基底起伏、岩浆活动、岩性、 大地构造性质、基底起伏、岩浆活动、岩性、 盖层褶皱、断层、地下水活动、烃类聚集 等。 盖层褶皱、断层、地下水活动、 但是，起主导作用和具全局性影响的因素是： 但是，起主导作用和具全局性影响的因素是： 的因素是
大地构造的性质，
如：地壳的稳定程度及地壳的厚度等。 地壳的稳定程度及地壳的厚度等
4、影响地温场分布的主要因素
⑴ 大地构造性质
大地构造性质及所处构造部位是决定区域地温场基 大地构造性质及所处构造部位 是决定区域地温场基 本背景的最重要 控制因素： 最重要的 本背景的最重要的控制因素： 大洋中脊---高地温； ---高地温 ● 大洋中脊---高地温；
●
地温异常与重力异常相当吻合--重力异常是基岩埋深的反映： --重力异常是基岩埋深的反映： 重力异常是基岩埋深的反映 两者的低值区同处于凹陷内部 两者的低值区同处于凹陷内部、 低值区同处于凹陷内部、 两者的高值区同处于凹陷的边部 基岩潜山凸起带 两者的高值区同处于凹陷的边部和基岩潜山凸起带。 高值区同处于凹陷的边部和 ---地温分布在平面上与基底起伏密切相关。 地温分布在平面上与基底起伏密切相关 在平面上与基底起伏密切相关。
3、地温场与油气分布的关系
⑵ 油气分布与地温、地温梯度 油气分布与地温、
统计资料表明，油田分布深度在600 5000m之间； 600～ 统计资料表明，油田分布深度在600～5000m之间； 多数在1500 3000m 1500～ 多数在1500～3000m。 相应地温为60～150℃，且大多数不超过100℃。 地温为60 不超过100℃ 相应地温为60～150℃，且大多数不超过100℃。
● ● ● ●
海沟部位---低地温； 海沟部位---低地温； ---低地温 海盆部位---一般地温； ---一般地温 海盆部位---一般地温； 稳定的古老地台区---较低地温； 稳定的古老地台区---较低地温； ---较低地温 中新生代裂谷区---较高地温。 ---较高地温 中新生代裂谷区---较高地温。
外推法求静止地层温度
2、地温场的分布特征
地温梯度在纵向上 平面上都具有明显的规律性变化。 地温梯度在纵向上、平面上都具有明显的规律性变化。 纵向上、 都具有明显的规律性变化
⑴ 地温梯度的纵向变化
下表为东营凹陷6口井的系统井温资料。 下表为东营凹陷6口井的系统井温资料。
东营凹陷地温梯度纵向变化表
测温井号 东风 1 东风 2 坨 29 滨 99 滨 258 滨试 6 实测井段／m 1050～3050 500～4900 1650～2500 1500～2500 900～1500 950～1575 3.87 4.32 地温梯度 / (℃／l00m) N 3.63 3.32 Ed-Es3 3.61 4.03 3.63 3.76 5.02 5.73 3.00 2.55 2.16 Es4 -Ek 前寒武纪
第二节 地层温度
二、地温场研究
1、地温测量
关井实测； 关井实测； 外推法
2、地温场特征
地温梯度的纵向变化； 地温场平面展布 地温梯度的纵向变化；
3、地温场与油气分布的关系
4、影响地温场分布的因素
3、地温场与油气分布的关系
⑴ 地温与油气生成
★
●
较高的地温对于油气生成十分重要。 一般而言，单位面积上探明储量： 一般而言，单位面积上探明储量：
国内部分地区地温梯度资料(据西北大学编《石油地质》) 油田或盆地 地温梯度／℃/100m 2.2～2.3 2.3 (2.6) 2.2～2.4 (2.7) 2.75 (2.8) 油田或盆地 松辽盆地(K1) 大庆油田 济阳坳陷(E+N) 冀中坳陷(Z) 地温梯度/℃/100m 3.1～4.8 (6.2) 4.5～5.0 3.1～3.9 3.7 (4.2)
第二节 地层温度
一、概述
研究地层温度的主要意义 地壳的地温带划分 地温梯度与地温级度
二、地温场研究
地温测量
地温场特征 地温场与油气分布的关系 影响地温场分布的主要因素
一、概述
1、研究地层温度的主要意义
① 现代生油理论认为地温是有机质向油气演化过程中最 现代生油理论认为地温是有机质向油气演化过程中最 为重要、最有效的因素； 为重要、最有效的因素； ② 理论和实际资料研究证明，油气田上方常常存在地温 理论和实际资料研究证明，油气田上方常常存在 常常存在地温 正异常，利用地温场的局部正异常可以寻找油气田 地温场的局部正异常可以寻找油气田； 的正异常，利用地温场的局部正异常可以寻找油气田； ③ 地热是一种宝贵的热能资源，具有成本低、使用简便、 地热是一种宝贵的热能资源 具有成本低、使用简便、 宝贵的热能资源， 污染小等优点。 污染小等优点。
地温级度：在恒温带之下， 地温级度：在恒温带之下， 地温每增高1℃ 1℃时 地温每增高1℃时，深度的增 加值，计算公式： 加值，计算公式：
H Dt = t − to
右图为根据东营凹陷 右图为根据东营凹陷133 东营凹陷133 口预探井资料编绘的地温与 口预探井资料编绘的地温与 深度关系图。从该图可得地 深度关系图。从该图可得地 温与深度的线性关系式 温与深度的线性关系式：
t = 0.036H +14
▲ ▲
地温梯度：3.6℃/100m 地温梯度：3.6℃/100m 平均地面温度： 平均地面温度：14℃
东营凹陷地温与深度关系图
（据杨绪充，1984） 据杨绪充，1984）
★
地球的平均地温梯度3℃/100m --正常地温梯度。 3℃/100m --正常地温梯度 正常地温梯度。 ＜3℃/100m--地温梯度负异常； 3℃/100m--地温梯度负异常 地温梯度负异常； ＞3℃/100m--地温梯度正异常。 3℃/100m--地温梯度正异常 地温梯度正异常。
温度与深度关系图
⑵ 地温场平面展布
整体来看，地温异常的平面分布明显受区域构造和大断 明显受区域构造 整体来看，地温异常的平面分布明显受区域构造和 的控制；地温梯度等值线与区域构造轮廓基本一致。 区域构造轮廓基本一致 层的控制；地温梯度等值线与区域构造轮廓基本一致。
陈南断层
东营凹陷地温梯度(℃/100m)等值线图 杨绪充， 东营凹陷地温梯度(℃/100m)等值线图(杨绪充，1984) (℃/100m)
500 1000 1500 2000 2500
40
60
80
100 120
140 160
稍高
滨试6 滨258
较高
坨29 滨99 东风1
深 度 3000 /m
3500 4000 4500
稍低
较低
东风2
这种变化主要受各段 这种变化主要受各段 热导率控制 岩石热导率控制。 岩石热导率控制。
东营凹陷系统测温井温度与深度关系图 东营凹陷系统测温井
准噶尔盆地(T-J) 酒泉盆地(E+N) 四川盆地(J) 陕甘宁盆地(J)
注：括号中的数值为最大地温梯度值。
第二节 地层温度
二、地温场研究 1、地温测量 2、地温场特征 3、地温场与油气分布的关系 4、影响地温场分布的因素
1、地温测量
⑴ 关井实测：在打开油层的第一批探井中实测。 在打开油层的第一批探井中实测。 第一批探井中实测 关井，待井内流体温度与围岩原始温度一致时测量。 关井，待井内流体温度与围岩原始温度一致时测量。 ⑵ 外推法：测温前，循环井内泥 测温前，
高梯度值区(＞4℃/100m) 比中梯度值区(2～4℃/100m)高9倍， 4℃/100m) (2～4℃/100m) 比低梯度值区(＜2℃/100m)高120倍。 2℃/100m 120倍
●
天然气单位面积上的探明储量： 天然气单位面积上的探明储量：
高值区比中值区高5.6倍 高值区比中值区高5.6倍； 比低值区高28倍 比低值区高28倍。
3、地温梯度与地温级度
地温梯度：在恒温带之下，埋藏深度每增加100m地温增高 100m 在恒温带之下，埋藏深度每增加100 的度数。计算公式如下： 的度数。计算公式如下：
t − to G= ×100 H
G--地温梯度，℃/100m； --地温梯度，℃/100m 地温梯度 --井深 处的温度， t--井深H 处的温度，℃； --平均地面温度 恒温带温度， 平均地面温度或 to--平均地面温度或恒温带温度，℃； --井下测温点与恒温带深度之差 井下测温点 深度之差， H--井下测温点与恒温带深度之差，m。
地壳厚度对地温也有重要影响。 如我国东部地区地壳普遍薄于西部， 如我国东部地区地壳普遍薄于西部，故东部各盆地的 地温及地温梯度一般均高于西部。 地温及地温梯度一般均高于西部。
中国东西向地壳厚度变化与地温关系示意图(据王钧等，1990) 据王钧等，
⑵ 基底起伏
●
由于基底的热导率往往高于盖层 由于基底的热导率往往高于盖层， 基底的热导率往往高于盖层， 深部热流向基底隆起处集中， ---深部热流向基底隆起处集中 ---深部热流向基底隆起处集中， 使基底隆起区具有高热流、高地温梯度特征， 基底隆起区具有高热流、高地温梯度特征， 具有高热流 特征 坳陷(凹陷区)具有低地温特征。 坳陷(凹陷区)具有低地温特征。 低地温特征
计下循环泥浆耗时 浆，计下循环泥浆耗时 t；循环停止 下入温度计，并计下钻井液停止 后，下入温度计，并计下钻井液停止 或研究深度) 循环后到温度计到井底(或研究深度) 的时间△ 最后， 的时间△t；最后，起出温度计并读 测量次数3次以上) 取温度(测量次数3次以上)。将直线外推 t/(t+△ 到无限远时间(△t/(t+△t)=1)，直线 与纵轴交点为静止地层压力。 与纵轴交点为静止地层压力。
温 度/℃
根据井温资料可编制井温 根据井温资料可编制井温 与深度关系图，了解地温梯 与深度关系图，了解地温梯 度在纵向上的变化： 度在纵向上的变化：
上第三系稍高， 上第三系稍高， 3.61～4.08℃/100m 3.61～4.08℃/100m； 下第三系Ed Ed- 较高； 下第三系Ed-Es3较高； 下第三系Es 稍低， 下第三系Es4-Ek稍低， 2.55℃/100m 2.55℃/100m； 前寒武系较低，2.16℃/100m 前寒武系较低，2.16℃/100m
一、概述
2、地壳的地温带划分
根据地下温度变化，常把地壳划分为下4个地温带： 根据地下温度变化，常把地壳划分为下4个地温带：
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温度日变化带：该带温度受每天气温的影响， 该带温度受每天气温的影响 受每天气温的影响， 该带深度范围一般为1 该带深度范围一般为1～2m。 温度年变化带：该带温度受季节性的气温变化影响， 该带温度受季节性的气温变化影响 受季节性的气温变化影响， 15～ 深度变化范围一般为15 30m左右。 深度变化范围一般为15～30m左右。 30m以下深度 不受季节性气温变化的影响。 深度， 恒温带：30m以下深度，不受季节性气温变化的影响。 增温带：恒温带之下，地层温度随埋深增加而升高。 恒温带之下，地层温度随埋深增加而升高。
源自文库
⑶ 油气田位置与地温场分布关系
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含油气盆地内地温低的一般为油田 地温高的一般为 含油气盆地内地温低的一般为油田，地温高的一般为气田 地温低的一般为油田， 的一般为气田 油藏周围的温度比油藏本身要低； 油藏周围的温度比油藏本身要低； 气藏分布的构造高点处地温明显升高。 气藏分布的构造高点处地温明显升高。 的构造高点处地温明显升高
东营凹陷布格重力异常(mGal)图(据杨绪充，1984) mGal)图 据杨绪充，
东营凹陷地温梯度(℃/100m) 东营凹陷地温梯度(℃/100m)等值线图(杨绪充，1984) 地温梯度(℃/100m)等值线图 杨绪充，
⑶ 岩浆活动
岩浆活动对现今地温场的影响 主要从2方面考虑： 岩浆活动对现今地温场的影响，主要从2方面考虑： 对现今地温场的影响， 考虑 ① 岩浆侵入或喷出的地质年代： 岩浆侵入或喷出的地质年代： 时代越新，所保留的余热就越多， 时代越新，所保留的余热就越多，对现今地温场的 影响就越强烈 越强烈， 可能形成地热高异常区。 影响就越强烈，有可能形成地热高异常区。 ② 侵入体的规模、几何形状及围岩产状和热物理性质等 侵入体的规模、几何形状及围岩产状和热物理性质等 冷却速率与岩浆侵入体半径的平方成反比 与岩浆侵入体半径的平方成反比； 如：冷却速率与岩浆侵入体半径的平方成反比； 冷却的延续时间与岩体半径平方成正比： 冷却的延续时间与岩体半径平方成正比： ---岩体半径增大1 岩体半径增大 冷却时间延长 延长4 ---岩体半径增大1倍，冷却时间延长4倍。