石油工程概論第三章油氣勘探工程1

第三章油氣勘探方法與原理??????引言一、地質(zhì)法二、地球物理法三、地球化學(xué)法四、鉆井法小結(jié)

3.1油氣勘探方法簡(jiǎn)介引言世界油氣勘探史

油氣苗階段背斜構(gòu)造理論階段

美國(guó)地質(zhì)學(xué)家懷特于1861年提出隱蔽油氣藏理論階段

美國(guó)石油地質(zhì)學(xué)家萊復(fù)生于1966年提出?油氣勘探工作就是要尋找油氣存在的標(biāo) 志，然后再進(jìn)行下一步的工作。油氣存 在的標(biāo)志可分為直接標(biāo)志和間接標(biāo)志。?直接標(biāo)志主要有：油氣苗、井下含油顯引言3.1油氣勘探方法簡(jiǎn)介示、熒光顯示、氣測(cè)異常等；?間接標(biāo)志也稱地質(zhì)環(huán)境標(biāo)志，主要有： 生油巖體、圈閉、生物礁相帶、水文地 質(zhì)及水化學(xué)標(biāo)志、地球物理和地球化學(xué) 標(biāo)志、有利成油帶等。一、地質(zhì)法?地質(zhì)法是油氣勘探工作中貫徹始終的基本工 作方法，其研究?jī)?nèi)容十分廣泛，不僅包括油 氣地質(zhì)勘探中的一切基本問題，如：地面露 頭區(qū)巖性、地層、構(gòu)造、含油氣性研究、井 下地質(zhì)研究，以及地球物理、地球化學(xué)等方 法成果解釋的地質(zhì)依據(jù)等，而且還研究區(qū)域 和局部的油氣藏形成條件，如生油層條件、 儲(chǔ)油條件、運(yùn)移條件、圈閉及保存條件，以 確定油氣藏是否存在及遠(yuǎn)景評(píng)價(jià)。?地質(zhì)法發(fā)展起了野外地質(zhì)調(diào)查技術(shù)、油氣地質(zhì)專題研究技術(shù)等。

野外地質(zhì)調(diào)查技術(shù)在新疆三塘湖盆地，有一個(gè)含油構(gòu)造名為“拯陸背斜”，紀(jì)念新疆石油地質(zhì)調(diào)查處處106地質(zhì)隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)遭遇強(qiáng)寒流遇難。一、地質(zhì)法一、地質(zhì)法

確定古湖泊、古海洋尋找油氣田的四大步驟

定盆地查凹陷 找圈閉的范圍查明生油凹陷的位置 尋找地質(zhì)圈閉

探油氣鉆探油氣田野外地質(zhì)調(diào)查技術(shù)野外地質(zhì)調(diào)查技術(shù)步驟1：普查步驟2：詳查步驟3：細(xì)測(cè)一、地質(zhì)法

野 外 地 質(zhì) 調(diào) 查 五 項(xiàng) 任務(wù)

搞清一個(gè)地區(qū)的地層狀況 發(fā)現(xiàn)地質(zhì)圈閉和調(diào)查其他地質(zhì)構(gòu)造狀況 發(fā)現(xiàn)和調(diào)查油氣苗狀況 采集樣品提出有利的找油地區(qū)及可供鉆探的地質(zhì)圈閉二、地球物理法?地球物理勘探法是根據(jù)地質(zhì)學(xué)和物理學(xué)的原理， 利用電子學(xué)和信息論等領(lǐng)域的新技術(shù)建立起來(lái)的 一種間接尋找油氣的方法。它利用各種物理儀器 在地面、空中或地下觀測(cè)地殼上的各種物理現(xiàn)象， 根據(jù)物理現(xiàn)象的變化推斷地下的地質(zhì)構(gòu)造特點(diǎn)， 尋找可能的儲(chǔ)油、儲(chǔ)氣構(gòu)造。?地球物理勘探法發(fā)展起了遙感技術(shù)、重力勘探技 術(shù)、磁力勘探技術(shù)、電法勘探技術(shù)、地震勘探技 術(shù)、地球物理測(cè)井技術(shù)等。野外地質(zhì)

遙感地質(zhì)

近距離觀察遠(yuǎn)距離觀察根據(jù)電磁波理論、應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)，不直接與研究對(duì)象接觸，從高空或遠(yuǎn)距離通過遙感器對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行特殊處理的方法。1、遙感技術(shù)

現(xiàn) 代 遙 感 技術(shù)

被動(dòng)遙感，簡(jiǎn)稱遙感主動(dòng)遙感，簡(jiǎn)稱遙測(cè)如同人物照相如同X光透視1、遙感技術(shù)

按照地質(zhì)工作的需要，采取合適的遙感器所拍攝下來(lái)的衛(wèi)星照片，就能夠把地形和各種巖石分布、地質(zhì)現(xiàn)象、構(gòu)造現(xiàn)象等一覽無(wú)余地記錄下來(lái)，還能把地下一定深度的地質(zhì)構(gòu)造等反映出來(lái)，經(jīng)過地質(zhì)解釋和繪制工作，就成為勘探人員所需要的“地質(zhì)圖”。?裸露區(qū)可以通過符合地質(zhì)體概念的判析，而獲得直觀的地質(zhì)信息。?覆蓋區(qū)則通過地貌、水系、土壤及植被類型的相關(guān)分析，獲得深部的地質(zhì)信息。1、遙感技術(shù)?如油氣藏在地下油層壓力下，烴類通過蓋層而滲漏到地表，被土 壤濾至空間，當(dāng)達(dá)到一定濃度時(shí)，在適宜的溫度條件下，形成漂 浮在油氣田上空的霧狀體。由于霧狀體對(duì)太陽(yáng)發(fā)射的電磁波在可 見譜段有較強(qiáng)的反射能量，進(jìn)而構(gòu)成圖像上的渲暈狀亮區(qū)。密度較大的巖體可以使地球重力場(chǎng)發(fā)生一種微弱、但可以察覺到的變化，這種變化叫重力異常。2、重力勘探重力勘探

大約在一百多年前，人們才開始把地面重力加速度的變化和地球內(nèi)部物質(zhì)密度不均勻性聯(lián)系在一起，由此產(chǎn)生了重力測(cè)量。2、重力勘探技術(shù)其中的正異常，通常叫重力高，是沉積巖厚度小、基底抬升高的凸起或隆起；其中的負(fù)異常，通常叫重力低，是沉積巖厚度大、基底埋藏深的凹陷，是有利生油區(qū)。在渤海找到的幾個(gè)大油田，都在重力高所反映的凸起上。圖3-3重力勘探尋找的背斜構(gòu)造磁局部地區(qū)發(fā)生變化形成磁異常。

3、磁力勘探技術(shù)

組成地殼的巖石有著不同的磁性，可以產(chǎn)生各不相同的磁場(chǎng)，它使地球磁場(chǎng)在

力 勘探

飛機(jī)攜帶的航空磁力儀，可在不同高度的 飛行中測(cè)量地面磁力值的變化圖4-4磁力勘探尋找的背斜構(gòu)造及油氣分布的預(yù)測(cè)。

3、磁力勘探技術(shù)火成巖、變質(zhì)巖磁性比較大， 而沉積巖一般幾乎沒有磁性

實(shí)質(zhì)和主要任務(wù)

利用儀器測(cè)定這些磁異常，研 究它與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系，根據(jù) 磁異常特征作出關(guān)于地質(zhì)情況

4、電法勘探技術(shù)根據(jù)不同巖層具有不同的導(dǎo)電性的特點(diǎn) 來(lái)研究地下構(gòu)造形態(tài)的方法

電 法 勘探

大地電流法垂向測(cè)深法

通過測(cè)定地球內(nèi)部的天然電流 大小來(lái)研究地下構(gòu)造人工向地下通入電流（即人工電場(chǎng)），

再在地面上測(cè)定人工電場(chǎng)的電位變化實(shí)質(zhì)是測(cè)定巖石的電阻率檢波器可以敏感到儀器旁邊一根小草的搖擺5、地震勘探技術(shù)地震勘探三部 曲

圖7-2地震勘探野外采集示意圖野外資料采集室內(nèi)資料處理地震解釋?地震波是在巖層中傳播的彈性波一、地震勘探基本原理5、地震勘探技術(shù)?用人工制造的、可移動(dòng)的、可控制振動(dòng)能量 大小的地震波進(jìn)行的地質(zhì)探測(cè)叫地震勘探。?地震波傳播的幾種方法：反射波法、折射波法、透射波法一、地震勘探基本原理

地5、地震勘探技術(shù)圖地震反射示意圖震基本地下巖層性質(zhì)不同，傳播的速度不同原理遇到不同巖層的界面，即會(huì)產(chǎn)生反射波或折射波，返回地面勘探地下巖層一般是成層分布的，尤其是沉積巖的一、地震勘探基本原理5、地震勘探技術(shù)?地震子波在繼續(xù)傳播過程中，嚴(yán)格講，它 的幅度和形狀都會(huì)發(fā)生變化。但在許多情 況下，可以粗略地認(rèn)為地震子波形狀基本 不變，只是幅度會(huì)因種種原因而衰減。在 地震勘探中把地震子波看作組成一道地震 記錄的基本元素。?地震勘探的原理，也可以理解為就是利用 地震子波從地下地層界面反射回地面時(shí)帶 回來(lái)的旅行時(shí)間和形狀變化的信息，用以 推斷地下的地層構(gòu)造和巖性。5、地震勘探技術(shù)二、地震勘探方法5、地震勘探技術(shù)一維地震勘探?維是構(gòu)成幾何空間理論的基本概念。構(gòu)成空 間的每一個(gè)因素（如長(zhǎng)、寬、高）叫做一維。?將檢波器由深至淺放在井中不同深度，每改 變一次深度在井口放一炮，記錄地震波由炮 點(diǎn)直接傳到檢波器的時(shí)間，這種只在一口井 中觀測(cè)的方法叫一維地震勘探。?它能測(cè)出該井孔中地層的速度，借此可以確定各個(gè)地層的深度和厚度。?二維地震是研究沿地面的一條直線方向和地下深度方向兩者 構(gòu)成的平面內(nèi)的構(gòu)造情況，有深度和水平距離兩個(gè)坐標(biāo)，所 以叫二維地震。二、地震勘探基本方法5、地震勘探技術(shù)二維地震勘探?將多個(gè)檢波器與炮點(diǎn)按一定的規(guī)則沿一直線（稱測(cè)線）排列， 在測(cè)線上打井、放炮和接收。采集完一條測(cè)線再采集另一條 測(cè)線。最后得出反映每條測(cè)線垂直下方地層變化情況的剖面 圖（二維剖面圖）。二、地震勘探基本方法5、地震勘探技術(shù)三維地震勘探?三維地震是在地面兩個(gè)方向上研究 地下深度方向上的地下構(gòu)造情況， 即觀測(cè)地下三維空間內(nèi)每一個(gè)點(diǎn)的 反射。三維地震炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)一般 不在一條直線上，通常是一個(gè)炮點(diǎn) 激發(fā)，若干條測(cè)線同時(shí)接收地下空 間內(nèi)各個(gè)點(diǎn)的反射。?二維地震是用一系列一定間隔的垂 直切面來(lái)研究地下的三維構(gòu)造。這 種垂直切面叫做剖面。二、地震勘探基本方法5、地震勘探技術(shù)?三維地震則是將多道（必 要時(shí)可達(dá)上千道、上萬(wàn)道） 檢波器布成十字狀、方格 狀、環(huán)狀或線束狀等，炮 點(diǎn)與檢波點(diǎn)在同一塊面積 上，形成面積形狀接收由 地下返回地面的地震波。1000米以上二、地震勘探基本方法

布置預(yù)探井

二維地震

5、地震勘探技術(shù) 布置評(píng)價(jià)井三維地震剖面是固定的有限的可以任意切割 不同方向測(cè)線間距 測(cè)網(wǎng)

20~50米按一定規(guī)律布置成 方格狀或環(huán)狀二、地震勘探基本方法

時(shí)間推移地震勘探5、地震勘探技術(shù)四維地震勘探

在同一塊三維勘探工區(qū)，在相距 一定時(shí)間（可能相隔幾個(gè)月或幾年） 后用相同的采集和處理方法將所得的 三維地震勘探成果進(jìn)行比較。

猶如將人物傳記的立體電影一幀幀放一遍， 細(xì)看每幀之間的不同就可以看出人物的成 長(zhǎng)一樣。用這種方法研究油氣田開采前后三維資料之間的差異就能得出油田的開采情況，找出尚未開采或漏采的剩余油區(qū)，達(dá)到以少鉆井、低成本、多采油的目的。?井下地層是由各類巖石組成，不同的巖石具有不同的物理化學(xué)性質(zhì)。6、測(cè)井技術(shù)?地球物理測(cè)井學(xué)以地質(zhì)學(xué)、物理學(xué)、 數(shù)學(xué)為理論基礎(chǔ)，采用計(jì)算機(jī)信息技 術(shù)、電子技術(shù)及傳感器技術(shù)，設(shè)計(jì)出 專門的測(cè)井儀器，沿著井身進(jìn)行測(cè)量， 得出地層的各種物理、化學(xué)性質(zhì)、地 層結(jié)構(gòu)及井身幾何特性等各種信息， 為石油天然氣勘探、油氣田開發(fā)提供 重要數(shù)據(jù)和資料。SPResistivity

6、測(cè)井技術(shù)測(cè)井設(shè)備由測(cè)井地面儀器、絞車和電纜組成，通過電纜把下井儀器放到井底，在提升電纜過程中進(jìn)行測(cè)量。

WellLog目的是確定油氣水層、儲(chǔ)集層物性、地層中縫洞、孔的 分布、地層傾角變化等。電法測(cè)井6、測(cè)井技術(shù)不同的巖石和巖石孔隙中所含的流體不同，它們的導(dǎo)電性也不同。利用這一特點(diǎn)認(rèn)識(shí)巖石性質(zhì)的測(cè)井方法，叫電法測(cè)井，包括自然電位測(cè)井、電阻率測(cè)井、感應(yīng)測(cè)井等。DTUSFT14040GRAPI0200不同地層中各種巖石的結(jié)構(gòu)不同，聲波在其中的阻抗不同，因此聲的傳播速度、聲能衰減或聲波的相位等受到變化，這就是巖石結(jié)構(gòu)反應(yīng)的聲學(xué)特性。用聲波研究沿井剖面的異常來(lái)測(cè)定各種巖石性質(zhì)的測(cè)井方法叫做聲波測(cè)井。聲波測(cè)井6、測(cè)井技術(shù)SPHI%301041004200CALIXIN616各種巖石都能或多或少地放射γ射線，這種γ射線在各種巖石中穿透的能力是不相同的。同時(shí)，如果用中子去轟核測(cè)井（放射性測(cè)井）6、測(cè)井技術(shù)擊巖石，也可以接收到γ射線，而且在各種巖石中所接收到的γ射線也不相同。因此，可以利用這些發(fā)現(xiàn)來(lái)認(rèn)識(shí)和區(qū)分井內(nèi)各種巖石的性質(zhì)、油田的地質(zhì)構(gòu)造和油層的結(jié)構(gòu)。地層測(cè)試6、測(cè)井技術(shù)?地層測(cè)試技術(shù)是油氣勘探驗(yàn) 證儲(chǔ)層流體性質(zhì)、求出地層 產(chǎn)能最為直接的方法之一。 其在流體性質(zhì)識(shí)別、油氣水 界面及油氣藏類型的確定、 油氣藏性質(zhì)的研究和砂體橫 向連通性的預(yù)測(cè)等方面都有 應(yīng)用。井徑測(cè)井6、測(cè)井技術(shù)由于不同巖石的膠結(jié)程度、堅(jiān)硬性、可溶性和可塑性等種種差別，造成井徑大小的差異。井徑測(cè)井資料是判別巖性，劃分巖性界面和計(jì)算固井水泥用量的依據(jù)。?通常一種測(cè)井只能得出一種巖石物理參數(shù)，為 了求得各種巖石物理參數(shù)進(jìn)行綜合分析與應(yīng)用， 就要用多種測(cè)井方法進(jìn)行測(cè)量。6、測(cè)井技術(shù)?通過對(duì)這些測(cè)井曲線進(jìn)行綜合分析，求得地層 的厚度、孔隙度、含油飽和度、滲透率，可較 準(zhǔn)確劃分出油、氣、水層，給出地下油氣藏的 分布范圍和空間形態(tài)，對(duì)一口井做出綜合評(píng)價(jià)。 為石油勘探開發(fā)提供可靠的依據(jù)。三、地球化學(xué)法?地球化學(xué)勘探法簡(jiǎn)稱油氣化探，是 利用化學(xué)分析方法對(duì)巖石、土壤、 氣體和水中的各種成分進(jìn)行分析， 測(cè)定地下油氣的擴(kuò)散所引起的各種 化學(xué)、物理化學(xué)和生物化學(xué)的變化， 分析地下油氣存在與分布情況，尋 找油氣礦產(chǎn)資源的一種方法。地球 化學(xué)勘探法發(fā)展起了地球化學(xué)勘探 技術(shù)。三、地球化學(xué)法利用化學(xué)、物理化學(xué)和生物化學(xué)來(lái)研究與油氣藏有關(guān)的氣體成分、烴類含量、稀有金屬、細(xì)菌種屬等異常的方法。其主要方法有：氣體測(cè)量法、發(fā)光瀝青法、水化學(xué)法和細(xì)菌法等。油氣化探具有可利用多方法、多指標(biāo)綜合勘探解釋烴類存在的特點(diǎn)。?鉆井是油氣田勘探工作必不可少的手段。四、鉆井法

只有通過鉆井手段才能最終確定油氣藏 是否存在，以及是否具有工業(yè)油氣流。?按照勘探階段的區(qū)別和研究目的的不同，探井可以分為科學(xué)探索井、參數(shù)井、預(yù)探井、評(píng)價(jià)井等類型。?鉆井法發(fā)展起了錄井技術(shù)、測(cè)試技術(shù)等。入口泥漿密度傳感器測(cè)試數(shù)據(jù)泥漿參數(shù)泵沖鉆井參數(shù)實(shí)時(shí)對(duì)話視頻傳輸?shù)刭|(zhì)參數(shù)錄井參數(shù)1、錄井技術(shù)數(shù)據(jù)采集模塊采集模塊采集模塊采集模塊ClientServer系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程任務(wù)一：了解地層巖性，了解鉆探地區(qū)有無(wú)生油層、儲(chǔ)集層、蓋層、火成巖等。任務(wù)二：了解地層含油氣情況，包括油氣性質(zhì)、油氣層壓力、含油氣豐滿程度等。1、錄井技術(shù)綜合錄井儀錄取的資料豐富，共計(jì)6大類，其中有有31條曲線和3種樣品。通過對(duì)各種不同參數(shù)的檢測(cè)、記錄、整理、分析、計(jì)算，達(dá)到對(duì)地層進(jìn)行含油氣的初步評(píng)價(jià)