2.石油地质

2.搬运……形成阶段之二

沉积岩和地质构造
地质上把风化产物离开母岩而向新地区移动的过程称做搬运。 进行搬运的载体有流水、风、冰川等，最普遍的是流水搬运。
风化产物最常见的是以碎屑物质形式搬运，此外在流水中还有 溶解形式和胶体形式的搬运。
75
12
§2.1 沉积岩和地质构造
3.沉积……形成阶段之三 风化产物经过一定时间和距离的搬运之后，由于搬运力逐渐减小或物 理化学条件的改变，被搬运的物质从搬运的载体中分离，而沉积下来，形 成沉积物的过程，称为沉积。如石灰岩就是碳酸钙（CaCO3）的沉淀。 4.成岩……形成阶段之四

中生代
侏罗纪 三叠纪 二叠纪
石炭纪
古生代 泥盆纪 志留纪 奥陶纪 寒武纪


长庆靖边气田：古生界奥陶系下统马家沟组
75
27

地质时期是连续的，中间无缺失。而地层在一个地区可以
有缺失，即是说在某一个时间里地壳上升没有沉积地层。

原油生成的地质时期 从震旦到第四系地层中都有油气的分布，原油多数集中 在中生代和新生代沉积的地层中，占全部储量的92%～ 94.88%，只有8%～5.13%分布在古生代。


75
18
§2.1 3.化学岩

沉积岩和地质构造
最常见的化学岩是碳酸盐岩，它又可分为石灰岩和白云岩，前者的主要
成分是CaCO3，后者的主要成分是CaCO3· MgCO3。

碳酸盐岩沉积于广阔的海底，因此分布面积广，厚度大。 从世界石油储量上看，碎屑岩储层和碳酸盐岩储层各占一半。国外主要 是碳酸盐岩油层，在我国较少，如四川、部分陕北地区等油田。

天然气生成的地质时期 以中生代和古生代为主，占总储量的90%，古生代所占比 例明显高于新生界（第三系）。
75
28
五.地壳运动和地质构造
地层在空间上的展布形态叫地质构造。 在不受外力影响的情况下，沉积岩层是水平的，但由于地壳是不断运 动的（地壳运动），包括垂向升降运动、横向拉伸和挤压运动，使本 来水平的地层倾斜、弯曲或发生断裂，各种各样的地层形态形成不同 的地质构造。 地壳运动引起的沉积水平岩层形成各种形态的运动叫构造运动。 地质构造与油气藏分布密切相关，它控制油气运移的方向，并提供油 气聚集的场所。
75
4
常见岩浆岩
花岗岩
闪长岩
75
5
灰长石
流纹岩
（2）变质岩
变质岩是原来的岩石在外界条件（温度﹑压力等）作用下变质而形成 的新岩石。常见的变质岩有大理岩（可以做装饰材料）和石英岩等。
75
6
常见变质岩
75
大理岩
万寿红和大白花
7
（ 3 ）沉积岩：沉积岩就是原来的母
岩（岩浆岩、变质岩和沉积岩）遭 受风化剥蚀，经搬运、沉积和成岩 作用而形成的岩石。


75
1
Chapter 2
石油地质（6学时）
本章对油气的形成、运移、保存中的基本过程及概念进行介绍。
第一节 沉积岩和地质构造 第二节 油气的生成 第三节 油气藏的形成 油气是研究的主体，而油气又存在于客体--岩石之中；岩石是地球 的组成部分，故首先从地球开始着手进行研究。
75
2
油气(主体)→岩石(客体) →地球
75
10
§2.1
沉积岩和地质构造
1.风化和剥蚀……形成阶段之一
暴露地表的岩石，经风吹雨淋，温度升降、生物破坏、大气氧 化等联合影响，岩石发生物理、化学成分的变化，这种自然现象 称为风化。

具有能量的介质如流水、风、冰川等将风化表层从母岩体上剥 离，使岩石新鲜面暴露，这种作用就叫剥蚀。

75
11
§2.1
75
22
（1）层面构造－沉积构造形态之一
常见的有波痕、干裂、雨痕、雹痕、生物钻孔和动物足迹等。
75
23
（2）层理构造－沉积构造形态之二
常见的有四种，即水平层理、波状层理、单向斜层理和交错层理。
水平层理
75
24
3.沉积韵律和沉积旋回
若某一凹陷区域逐渐随着地壳下降，接受沉积，水体逐渐加深， 沉积物由粗到细，即先沉积的较粗（在下面），后沉积的较细（在 上面），在地层剖面由下向上岩性由粗到细。一般把自下而上由粗 到细的沉积韵律叫正韵律（上细下粗）。 如果地壳由下降变为慢慢上升，水体由深变浅，沉积物由细变粗， 所形成的地层由下向上岩性由细到粗。把自下而上由细到粗的沉积 韵律叫反韵律（上粗下细）。 沉积岩的韵律：是指相似岩性的岩石在地层垂直剖面上呈周期重 复的规律。
陆相是指在大陆环境上形成的沉积相，细分为残积相、山麓相、河流相、湖泊

相、沼泽相、冰川相等。
75
20
§2.1 沉积岩和地质构造
（1）陆相：沉积岩的形成环境之一
（2）海相：沉积岩的形成环境之二 海相即海洋沉积相，细分为滨海相、浅海相、半深海相和深海相。 世界大油田中，海相油田占大多数，而我国主要是陆相沉积盆地。 早在20世纪初叶，外国学者错误认为：“中国贫油”。“陆相生油”论 卓有成效地指导了我国油气田的迅速发现，促进了我国石油、天然气工业 的迅速发展。 目前，全球已发现的油气储量 90%存在于海相地层里，而中国有 450万平 方公里的海相地层。 （3）海陆过渡相：沉积岩的形成环境之三
宇宙137亿年(混沌理论)--地球46亿年--人类250万 年 地球的内部结构(据物理特性分层) 3圈层结构(0～35～2900～6371km）
地壳是地球最外的一圈， 深度范围为0～35km， 是地球表层的坚硬固体 外壳，主要由富含硅和 铝的硅酸盐类岩石组成。 地壳由海洋和陆地所构 成。海洋覆盖了地球表 面3／4的面积。
75
8
三种岩石的转化 75
9
在岩浆岩、变质岩和沉积岩三种类型的岩石中，沉积岩覆盖地表面积的 60％以上。 据统计，世界上已经发现的油气田99.9％都分布在沉积岩中。 在各个地质时代的沉积盆地中，无论是海相沉积盆地或陆相沉积盆地都 发现了大油气田。“没有盆地便没有石油”，沉积盆地是生成石油和天然 气的母体。 天生盆地必有油，天生我材必有用 中国四大地貌盆地：塔里木盆地（维吾尔语即“无缰之马”，53万km2 ）、准噶尔盆地（38万km2）、柴达木盆地（蒙古语即“盐泽”，22万km2 ）和四川盆地（20万km2）。
75
14
二. 主要的沉积岩分类
沉积岩一般可大致分为碎屑岩、粘土岩和化学岩三大类。
分类1
砾岩 砂岩 粉砂岩 泥岩 页岩 石灰岩 白云岩
复杂分类
碎屑岩
沉积岩
粘土岩
化学岩
75
15
§2.1 二. 主要的沉积岩分类 1.碎屑岩

沉积岩和地质构造
碎屑岩是由碎屑物质（矿物碎屑或岩石碎屑）经压实﹑胶结而形成的 岩石。就好像米花糖或萨琪玛一样，由大米粒（碎屑物质）和糖浆 （胶结物）两部分组成。
35Km
2900Km
地核:2900千米以下。主要 由铁、镍（5%～20%）等高 磁性物质组成，因此地磁来 源于地核。
地幔指深度范围为 35 ～ 2900km 的圈层，占地球总体积的 83 ％。 主要是铁镁硅酸盐、金属氧化 物及金属硫化物。
75
3
岩石是油气居留的环境和必要条件，如同氧气与人类。居留环境的好坏 直接影响油气储量大小和产出量高低，因而必须研究岩石及其形态。
地壳三大类组成岩石（rock） ：岩浆岩、变质岩和沉积岩
在自然界中天然产出的岩ຫໍສະໝຸດ Baidu碎块，通常称其为石头（stone）
（l）岩浆岩：岩浆岩是由岩浆冷凝而成的岩石。
岩浆 (magma) 处在很深的地下， 随着巨大压力，在地壳构造运动作 用下，它可以沿着地壳裂隙渗涌到 地壳的上层或直接喷出地面（火山 爆发），由于压力下降，岩浆中挥 发性物质大量逸出，温度也逐渐下 降，岩浆逐渐冷凝、结晶成为岩浆 岩，如玄武岩、花岗岩等。
Chapter 2

石油地质
（6学时）
地质学：是研究地球历史、构造及其生命形成，尤其是记载岩石形 成、演化的学科。地质学的研究内容非常复杂。 石油地质学：是研究地壳中油气藏及其形成和分布规律的学科，是 应用地质学的一个分支学科，它是应石油工业发展需要而建立起来 的新学科。 石油地质工作者的基本任务就是综合运用石油地质学等多学科的知 识和理论寻找出更多更大的油气田、查明油气资源分布，为高速发 展的石油工业奠定基础。
75
19
§2.1沉积岩和地质构造 三. 沉积岩的形成环境 1.沉积相

就像不同人有不同相貌一样，不同沉积环境中所形成的沉积岩具有不同 特征，用“沉积相”这个术语描述沉积环境和沉积岩特征。 在沉积环境中起决定作用的是自然地理条件，根据自然地理条件的不同， 可对沉积相进行分类，分为3类：海相地层、陆相地层、海陆过渡相地层 （1）陆相：沉积岩的形成环境之一
75 26
地层单位
界
地质时期
系
统

代 新生代
纪
第四纪 第三纪 白垩纪
世

“界”是较大的地层单位，其对应的地 质时期称为 “代”；一个界又细分为几 个系，其对应的地质时期为“纪”。
一个系再细分为下统、中统和上统，对 应的地质时期为早世、中世和晚世。 “界、系、统”是国际通用地层单位。 在某些地区，一个统的厚度很大，为了 研究方便，根据沉积相和岩性的变化又 划分出多个组。 长庆油田：中生界三叠系上统延长组

砂 岩
75
17
§2.1
2.粘土岩

沉积岩和地质构造
粘土岩主要是由粘土矿物组成的岩石。 粘土矿物是粒径小于0.01mm的极细物质，其主要矿物成分为高岭石、蒙脱 石、水云母等。粘土岩的分布范围广泛，约占沉积岩总量的60％。 粘土岩又分为泥岩和页岩，侧面（垂直剖面）看像书页一样呈薄层叠臵状 （称页理）的叫页岩，没有页理的叫泥岩。 粘土岩由于颗粒太细，渗透性差，一般不能成为储油岩，但它是重要的生 油岩，因为其中可含大量成油物质—有机质。个别情况下，粘土岩裂缝发 育，也可以成为储集岩。

沉积物变成坚固岩石需要一个成岩过程，即形成岩石的过程。

成岩主要包括3类：压实作用，胶结作用和重结晶作用。
（l）压实作用 随着沉积物一层一层地堆积，沉积物的重量越来越大，孔隙会 逐渐减小，孔隙中的水分逐渐被挤出，颗粒排列更加紧密，这种松 散沉积物失去水分紧密排列的作用叫压实作用。
75 13
§2.1

凡处于海陆过渡地带的各种沉积相，统称海陆过渡相，包括泻湖相、 三角洲相等。
75 21
形成环境决定外貌特征 →沉积构造(即岩层外表形态)。
2.沉积岩的沉积构造
沉积构造是沉积环境特征（水深、水流速度、水流方向 和气候）在岩层外表形态上的反映。 沉积构造的形态 层面构造：岩层顶面的特殊痕迹 层理构造：岩层侧面上具纹理
米花糖或萨琪玛的米粒之间由糖浆胶结，但米粒之间不是完全被糖浆 添塞，是有孔隙的。碎屑岩也一样，碎屑颗粒之间除了胶结物还有一 定的孔隙，石油和天然气就储存在孔隙之中。 碎屑物质有石英、长石、云母、岩屑及少量的重矿物，胶结物质有铁 质、硅质、钙质、泥质等。


75
16
§2.1 沉积岩和地质构造

按碎屑颗粒大小，碎屑岩分为砾岩（100～l.0mm）、砂岩（1.0～0.1mm） 和粉砂岩（0.1～ 0.01 mm ）。 碎屑岩是最重要的石油储集岩，例如大庆油田、辽河油田和胜利油田主 要是砂岩油层，而克拉玛依油田则常见砾岩油层。
沉积岩和地质构造
（2）胶结作用 碎属物质沉积时，颗粒之间有孔隙，孔隙内充满着胶体溶液， 随着物理化学条件的变化，难溶胶体物质沉淀在颗粒之间，把颗粒粘 结起来，这就叫胶结作用。 起粘结作用的物质叫胶结物，常见的胶结物有钙质、泥质、硅 质、铁质等。 （3）重结晶作用
沉积物中某些细小颗粒，重结晶变为较大颗粒以及重新排列称 为重结晶作用。
一个正韵律和一个反韵律组成一个沉积旋回。沉积的韵律性决定 了一套含油层系往往具有多个油层。
沉积的韵律性决定了一套含油层系往往具有多个油层。 75
25
四.地层单位和地质年龄
地层是地壳历史发展过程中在一定地质时间内所形成的岩石的 总称。 通常把组成地壳的层状岩石统称为岩层，在确定这些岩层形 成的先后顺序和形成时代时，则称这些岩层为地层。 地层就是具有一定层位或形成时间的岩层。 地层 ←→岩层←→岩石与矿物 岩石:指各种地质作用下，由一种或几种矿物所组成的有规律 的集合体。 矿物:指在一定地质条件下，地壳中的化学元素结合成具有一 定化学成分和物理性质的单质和化合物。
沉积岩主要分布在岩石圈的上部和表层部 分。陆地大约3／4被沉积物(岩)所覆盖着， 而海底几乎全部被沉积物(岩)所覆盖。但从 体积而言，沉积岩约占岩石圈体积的5％，而 岩浆岩及变质岩约占95％。 沉积岩中蕴藏着丰富的矿产，如金、银、 铜、铁、锡等绝大部分金属矿产都蕴藏在沉 积岩中，非金属矿产如石油也生成于沉积岩， 而且绝大部分储存在沉积岩中。