石油地质学

速增长的趋势还将继续下去。
天然气勘探获得了重大进展，相继发现了南海莺-
琼盆地的崖13-1、鄂尔多斯盆地发现的靖边、塔里木 盆地的克拉2等一大批大气田，探明天然气储量快速增 长。 海洋石油勘探获得了前所未有的快速发展，产量 迅速增长，1996年超过1500万吨，2003年中国海洋石 油产量3336万吨。目前已成为保持我国石油产量增长 的主要领域。积极开拓海外石油勘探开发市场，在南 美、中亚、非洲、中东等地区已取得重要成果或有了 良好的开端。
老君庙一井 纪念碑
老君庙油 田地质图
2）解放前发现的油气田和石油储量
四个油田：台湾苗栗出磺坑、陕西延长、新疆独山子、甘肃老君庙 七个气田：四川的石油沟、圣灯山、自流井，台湾的锦水、竹东、 牛山、六重溪。
中国近代天然原油产量统计表(1904～1935年)
1904~1948年，累 计探明石油储量 2900万t，累计产 油278.5万吨。 1949年生产原油 不足7万吨。
石油地质学研究的是狭义的天然气，指与油田和气体有 关的可燃气体，成份以气态烃为主，多与生物成因有关。
石油、天然气的重要性： 重要燃料：石油和天然气具有热值高、燃烧充分、流动 性强、运输方便、成本较低等特点，是极为重要的燃料， 汽车、火车、飞机、轮船多以其产品为动力燃料，金属和 非金属的冶炼也以石油和天然气为能源。几乎所有的转动 机械都以石油产品为润滑材料。因此，石油被誉为工业的 “血液”、机器的“粮食”。 化工原料：石油组分多样，具有裂化、合成等化学性能。 主要原料：涤纶、维尼纶、合成羊毛、塑料制品 基础原料：耐高温、高压、防腐、防水、抗氧化等制品。 其他：医药、农药、化肥、炸药等。 石油的最终产物—沥青：道路铺设、防渗材料、电气绝 缘材料及橡胶产品的填充剂 石油全身都是宝，是“液体的金子”。
原油分类
组成 石 蜡 基 原 油 环 烷 基 原 油 中 间 基 原 油 超 低 硫 原 油 硫含量 低 硫 原 油 含 硫 原 油 高 硫 原 油 轻 质 原 油
比重 中 质 原 油
重 质 原 油 特 重 质 原 油
API度：美国石油学会制订的用以表示石油及石油产品密度的一种量度。 以 API度作为原油分类的基准。其标准温度为15.6℃(60ºF)，它
识的提高和勘探技术的进步。
（2）石油勘探的重大发现
1955年松基3号获得工业性
气流，发现了大庆油田，实现了中国石油工业发展史上历 史性的重大突破，也标志着我国石油勘探进入了第二个大 的阶段。
渤海湾盆地油气勘探突破 1961年在渤海湾盆地东营凹陷的华8井喷油，1962年在营 2井获高产油流，发现和证实了胜利油田。 1964年勘探主力从松辽盆地转移到渤海湾盆地，相继发 现和建成了胜利、大港、辽河、华北、中原等石油生产基地。 特别是1975年华北任丘古潜山油田的发现，打开了石油勘探
国家将油气资源与粮食、水资源一 同列为影响国民经济社会可持续发
展，以及社会安全的三大战略资源
油气勘探的三大基本理论：
沉积学（沉积岩石学、岩相ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ地理）
构造地质学（大地构造学、构造地质学）
石油地质学（包括地球化学）
石油地质学： 作为矿床学的一个分支，是在石油和天然气勘 探领域及开采的大量实践中总结出来的一门新兴 学科。是石油及天然气勘探领域的重要理论基础。 是研究地下油气生成和油气藏形成的基本原理 以及油气分布规律的一门学科。
2）石油地质理论
形成了具有中国特色的陆相盆地石油地质理论（陆
相生油理论）以及陆相油气田富集分布规律出现两个重 要理论：
“源控论”（坳陷型盆地为主）：即生油区控制油 气田的分布和富集的理论； 复式油气聚集区带理论：通过总结了多断陷、多断 块、多含油气层系的陆相盆地，形成多种油气藏类型复 合连片聚集的特征的理论。
石油地质学的基本问题： 石油地质学的 灵魂
生、储、盖、圈、运、保
研究的三大核心课题： （1）成烃
（2）成藏
（3）油气分布规律
二 中国油气勘探简史
1、有关记载 1）周代《易经》（5000 or 7000年前） “泽中有火”、“上火下泽”、“火在水上”，阐明了 可燃的天然气在地表湖沼水面出露的火苗 2）汉代《汉书· 地理志》、晋代《博物志》等
“侑水、可蘸”、“石漆水”等描述地表油苗
3）唐代《元和郡县志》（公元758～814） “猛火油炸” 4）北宋沈括《梦溪笔谈》（公元1086年－1093年 ） 第一次提到“石油”，油烟做墨
2、解放前的石油工业 1）油气开采 天然气开采： 2200多年前，四川自流井开采天然气，到了宋末元初，已 经形成规模开采 1840年，四川自贡的磨子井，井深1200m，三叠系嘉陵江 统灰岩第三组深部主气层。日产气量超过40万m3 石油勘探： 第一口油井：“苗1井 ”，1878年，台湾北部苗栗县，井深 120m，日产0.75t。当时的台湾苗栗油矿聘请两名美国技师， 购进美国顿钻钻机一套钻成的，也是中国第一口顿钻井。
的新领域。出现了“新生古储”的概念。
同时，全国其他地区石油勘探工作也蓬蓬勃勃展开。相 继在四川、江汉、陕甘宁、苏北等盆地进行了较大规模的石 油勘探，发现了一大批油气田。
1961年4月16日，胜利油气区第一口工业油流 井—华8井及纪念碑
胜利油气区1962年9月23日，营2井获高产油流
第三阶段：稳定发展阶段
塔克拉玛大沙漠腹地中的石油钻井
（3）深层油气勘探
随着深层地震和钻井技术的发展，4000米以下的深层油 气资源已成为重要勘探领域。尤其是在一些多层系含油气地 区，开展深部层系的油气勘探已取得重要突破。 （4）隐蔽油气藏勘探
在一些勘探程度较高的地区，在容易找到的构造油气藏， 主要是背斜和断层油气藏都已发现之后，较难发现的岩性、 地层油气藏为主体的隐蔽油气藏就成为主要的勘探目标。 一般大型构造油气藏在勘探的早期基本即可被发现，而
生油中心控制着油气分布
图 济阳凹陷下第三系生油中心与油气富集关系（东营凹陷部分） 1—地层剥蚀线，2—生烃强度等值线，3—油田
三 油气地质勘探发展趋势
1）世界油气勘探动向
新区—勘探程度较低的地区
海洋 – 勘探领域扩大，深水勘探 老油区挖潜 -- 隐蔽油气藏勘探
深层勘探—深层天然气勘探、科学探索
硫含量为基准的原油分类
超低硫原油 S<0.1 低硫原油 ≥0.1-0.5 含硫原油 ≥0.5-2.0 高硫原油 ≥2.0
以密度为基准的原油分类（20°C） 轻质原油 d<0.8661 中质原油 0.86610.9162 重质原油 0.91620.9968 特重质原油 ＞0.9968
天然气（natural gas）：广义上自然界一切天然生成的气体, 常为各种气体化合物或气态元素的混合物，成因复杂，产 状多样。 大气 根 表层沉积物中的气体 据 三大类岩石中的气体 存 在 海洋中的气体 的 环 地幔排出气 境 宇宙气
非常规油气勘探 –煤层气、甲烷水合物 总趋势：充分运用新技术、新方法和新理论，降 低勘探风险和成本，提高效益。
（1）新区油气勘探
新区是寻找大型油气田的主要领域，是一个国家石油 生产持续增长的基础。只有新区不断有重大发现，才能
接替老油区的产量递减，才能使一个国家石油生产保持 可持续性发展。
（2）海洋油气勘探 随着海洋地球物理勘探和海上钻井技术装置的发展， 人类向海洋进军的步伐加快，海洋石油勘探不仅可在浅 海大陆架钻探，甚至可到更深的水域开展勘探，从而为 人类开辟了更加广阔的油气勘探领域。现有近百个国家 开展了海上油气勘探，其中，45个国家找到了约450个油 气田。
和15.6℃时的相对密度（与水比）的关系：
由上式可知,API度愈大，相对密度愈小。目前，国际上把 API度作为 决定原油价格的主要标准之一。它的数值愈大，表示原油愈轻，价格 愈高。
API度分类是根据轻、重两个馏分来决定的。前一馏分代 表轻馏分(250~275℃，101.3KPa)。标准：API度≥40.0为石蜡 基，33.1~39.9为中间基，≤33.0为环烷基； 后一馏分代表重馏分(275~300℃，5.33KPa)，标准是： API度≥30.0为石蜡基，20.1~29.9为中间基，≤20.0为环烷基。 如若轻、重馏分均为石蜡基时，则称为石蜡基原油；若 轻馏分为石蜡基，重馏分为中间基，则称为石蜡-中间基原油， 反之则称为中间-石蜡基原油。以此类推共得九种原油。
大陆第一口油井： 延长1号井，1907年6月5 日至9月6日完钻，是延长 油矿聘用日本技师和7名技 工,购进日本顿钻钻机完成 的。井深80m，日产1.5t。
1913年美孚石油公司：在陕北延长及其周围地区进行作了100平方千 米的地质勘查，在延长、肤施（今延安等地钻井7口，耗资 250万元，最后宣告失败。
石油地质学
授课教师：张小东
河南理工大学能源学院
绪论
石油地质学的任务和内容
中国油气勘探简史
油气地质勘探的发展方向
一、 石油地质学的任务和内容
1 石油地质学的任务
基本概念：
石油（petroleum）
石油又称原油，是从地下深处开采的棕黑色可燃粘 稠液体。主要是各种烷烃、环烷烃、芳香烃等各种碳氢 化合物和少量杂质组成的可燃有机矿产。也称原油 （crude oil）或黑色金子。 石油略轻于水，组成成份十分复杂：就其化学元素 而言，主要是碳元素和氢元素组成的多种碳氢化合物， 统称“烃类”。
1922年，美国斯坦福大学教授布莱克威尔德来到中国调查地质，写了
《中国和西伯利亚的石油资源》一文，下了“中国贫油”的结论。从 此，“中国贫油论”就流传开来。
石油地质学家孙健初等于1937年在新疆发现了独山子油田，1938年 在甘肃玉门开发出了老君庙油田。为实践上证实中国可以从陆相地 层中找到石油提供了先期准备。
20世纪80年代中后期至今，我国石油勘探进入稳定东
部、发展西部、油气并举、大力发展海洋勘探和积极开拓 海外石油勘探开发市场的新阶段。 在东部深化勘探的同时，重点加强了西部地区，特别 是塔里木、准噶尔、吐哈、柴达木和鄂尔多斯盆地的油气
勘探工作。
经过近20年的艰苦努力，发现了一大批新油田，保证 了我国原油产量的稳定增长，西部盆地探明石油储量较快
两大变化：
地质认识提高。区域大地构造稳定区域找大油气田； 勘探技术提高。综合勘探、地震勘探方法的应用。 1955年克拉玛依大油田的发现，川中会战发现了龙女 寺、蓬莱镇等7个小油田。
第二阶段（1960~1985）：高速发展阶段
从1959年大庆油田的发现到20世纪80年代中期，我国石 油勘探进入快速发展阶段。 （1）石油勘探东移 国民经济发展需要，地质认 大庆油气区发现井—松 基3井及纪念碑
初创阶段（1950~1959）；
高速发展阶段（1960~1985）； 稳定发展阶段（1985~今）。
第一阶段（1950~1959）：初创阶段 （1）1950年代前半期的特点
油气勘探集中在西部：准噶尔盆地和鄂尔多斯盆地；
手段落后，千米钻机； 方法落后：找油苗、查构造、填构造图； 勘探效果差。 （2）50年代后半期的特点
石油地质学的主要任务（回答两个问题）：
（1）哪些因素（条件）控制着地下石油、天然气 的形成和分布？ 解决：地下油气资源形成和分布的控制因素
（2）哪里可以找到油气资源？
解决：油气资源的分布规律的问题
2 石油地质学的内容
（1）地下油气的成因，即油气如何形成？
（2）地下油气的储存问题，即油气是如何储存的？ （储集层、盖层、圈闭和油气藏） （3）油气在地下的运移问题，即油气藏是如何形成的？ （4）地质历史过程中，油气能否保存下来的问题？ （5）油气在地下怎样分布，即油气的分布规律是什么？
中国近代天然原油产量统计表(1936～1949年)
3）解放前中国的石油地质学
1941年潘钟祥：首次提出了陆相生油理论； 1947年黄汲清和翁文波提出了“陆相生油、多层含油理论” 1948年翁文波发表了“从定碳比看中国石油远景”，并对 全国石油的远景作了评价。 2、新中国的石油工业及理论 1）石油工业 三个阶段：
寻找大量的、单个规模较小的隐蔽油气藏是中高勘探成熟区 油气勘探的主要任务。
济阳坳陷上报隐蔽型油气藏探明储量对比图
80.00%
69.5% 68.3% 74.2%
73.5%