石油地質(zhì)學(xué)重點(diǎn)整理

第1章石油概念：石油（Petroleum）是以液態(tài)形式存在于地下巖石孔隙中的可燃有機(jī)礦產(chǎn)。（石油是由各種碳?xì)浠衔锱c少量雜質(zhì)組成的液態(tài)可燃礦產(chǎn)）類型：石蠟型、環(huán)烷型、石蠟-環(huán)烷型、芳香-中間型、重質(zhì)降解原油（芳香瀝青質(zhì)型、芳烴環(huán)烷型）逆蒸發(fā)原理：當(dāng)?shù)叵聹囟葔毫Τ^臨界條件后，液態(tài)烴逆蒸發(fā)形成凝析氣。當(dāng)油層中烴類系統(tǒng)的溫度（或壓力）介于臨界溫度（或壓力）和臨界凝析溫度（或壓力）區(qū)間，凝析油發(fā)生的等溫增壓（或等壓降溫）反常氣化現(xiàn)象。烴類純物質(zhì)的相態(tài)：在溫度一定時(shí)，隨壓力增加，體積縮小，到達(dá)露,松后，壓力不變而體積繼續(xù)縮小，直到泡點(diǎn)B后，壓力增大體積變化甚微，露點(diǎn)A為開始液化的點(diǎn)，泡點(diǎn)B為完全液化的點(diǎn)，A-B為氣液兩相共存區(qū)段，其對應(yīng)的壓力為飽和蒸汽壓，大小取決與溫度，溫度升高，A-B線段逐漸縮小，直到臨界點(diǎn)K。多組分烴類相態(tài)及凝析氣藏的形成：多組分烴類物系相態(tài)圖與烴類純物質(zhì)的相態(tài)圖不同，其露點(diǎn)線和泡點(diǎn)線交繪于臨界點(diǎn)K，所圍區(qū)域?yàn)闅庖簝上喙泊鎱^(qū)，臨界凝析壓力點(diǎn)K2和臨界凝析溫度點(diǎn)K1之間為逆凝析區(qū)，在該區(qū)內(nèi)，低壓條件下（B3）為氣態(tài)，壓力增大到（B2）后，壓力增大液相反而減小，到B1點(diǎn)則完全氣化，這與正常蒸發(fā)概念完全相反，稱為逆蒸發(fā)，相反的過程稱為逆凝結(jié)，凝析氣（油）藏的形成正是逆蒸發(fā)（逆凝結(jié)）相態(tài)轉(zhuǎn)變的結(jié)果。臨界凝析溫度點(diǎn)K1：多組分相態(tài)中，不管壓力多大，凡高于此溫度便不能形成液體。臨界凝析壓力點(diǎn)K2：多組分相態(tài)中，不管溫度高低，凡高于此壓力便不能形成氣體。海陸相石油的區(qū)別內(nèi)容握相石油陶恰石油石油類電芳香」中間型、石蠟T烷型為主以石蠟型為主，筋分為石蠟T烷型石蟠含量低?5%)高（普遍>5%）窿含量RI低微耋元素V>Ni含量高，目V、Ni含量低，且C同位素6,3C>-27%k6℃<-29^第2章總孔隙度（絕對孔隙度）（total/absoluteporosity）：巖樣中所有孔隙空間總體積與該巖樣總體積的比值，以百分?jǐn)?shù)表示：①二VX100%

tVr有效孔隙度（effectiveporosity）巖樣中相互連通的、在一般壓力條件下可以允許流體在其中流動(dòng)的孔隙空間總體積與該巖樣總體積的比值，以百分?jǐn)?shù)表示：①=工X100%

eVr常簡稱為“孔隙度”；儲(chǔ)量計(jì)算的重要參數(shù)；儲(chǔ)集層大多在10-20%碎屑巖孔隙類型Schmidt等參照研究程度較高的碳酸鹽巖孔隙類型（結(jié)構(gòu)類型），結(jié)合碎屑巖的具體特點(diǎn)，將碎屑巖中孔隙類型分為5種類型：1）粒間孔隙局限于粒間的孔隙。2）特大孔隙按照Schmidt的標(biāo)準(zhǔn)，超過相鄰顆粒直徑1.2倍的孔隙屬于特大孔隙。3）鑄?？紫妒侵干皫r中具有一定特征幾何形狀的介殼碎屑、碳酸鹽粒屑、結(jié)晶礦物（如鹽、石膏、菱鐵礦等）被溶蝕后，仍保持原組構(gòu)外形的那些孔隙。4）組分內(nèi)孔隙一切組分，如顆粒、雜基、膠結(jié)物內(nèi)出現(xiàn)的孔隙，都屬于這一類。組分內(nèi)孔隙可以是原生的（沉積的和沉積前的），也可以是成巖過程及其后新生的。5）裂縫與碳酸鹽巖相比，碎屑巖儲(chǔ)集層中的裂縫較為次要，但也不可忽視，當(dāng)沿裂縫發(fā)生較強(qiáng)烈溶蝕作用時(shí)，它的作用就十分重要。砂巖體概念：在某一沉積環(huán)境下形成的具有一定形態(tài)、巖性和分布特征，并以砂質(zhì)為主的沉積巖體。碳酸鹽巖儲(chǔ)集層的儲(chǔ)滲特性儲(chǔ)集空間類型多、成因復(fù)雜，次生改造作用明顯；溶蝕孔隙和（或）裂縫的發(fā)育程度常成為影響儲(chǔ)滲性能的關(guān)鍵因素；物性分布常表現(xiàn)出較強(qiáng)的非均質(zhì)性，同一產(chǎn)層常常高產(chǎn)井、低產(chǎn)井、干井交叉出現(xiàn)，井間干擾明顯；鉆井中常出現(xiàn)鉆具放空，鉆速加快，井漏，井涌，井噴等現(xiàn)象。蓋層封閉油氣的機(jī)理.物性封閉（毛管壓力封閉）一一依靠地層巖石地毛細(xì)管壓力對油氣運(yùn)移起阻止作用。P=包㈣=075。表面張力；0潤濕角；p排替壓力；R蓋層最大連通喉道半徑cRR c cc c毛細(xì)管封閉的兩種主要形式是斷層封閉和蓋巖封閉。.超壓封閉（異常高壓封閉）異常高壓：指地層孔隙流體壓力大于對應(yīng)深度的靜水柱壓力；超壓封閉：依靠異常高流體壓力封閉油氣的機(jī)型；形成原因：巨厚泥巖層在壓實(shí)過程中，水不能順利排出，造成泥巖中部滯留水形成異常高壓（欠壓實(shí)undercompaction結(jié)果），與下伏儲(chǔ)集層形成孔隙流體壓力差，從而將油氣封閉于泥巖層（蓋層）之下。.烴濃度封閉一一指具有一定生烴能力的地層，以較高的烴濃度阻滯下伏油氣向上擴(kuò)散運(yùn)移主要是對以擴(kuò)散方式向上運(yùn)移的油氣起作用。擴(kuò)散原因：濃度差擴(kuò)散方向：高濃度向低濃度生油層生烴出現(xiàn)高濃度，向上下擴(kuò)散，阻止下伏儲(chǔ)集層油氣向上擴(kuò)散。故，烴源巖作為蓋層，既有烴濃度封閉，又有毛管壓力封閉，有時(shí)也有異常高壓封閉，封閉效果更好。第3章沉積有機(jī)質(zhì)的化學(xué)組成（原始生化組成）沉積有機(jī)質(zhì)源于生命物質(zhì)及其代謝產(chǎn)物，其生物化學(xué)組成除水以外，主要由脂類、碳水化合物、蛋白質(zhì)和木質(zhì)素等4類生物化學(xué)聚合物組成。脂類：狹義主要是動(dòng)植物的油脂；廣義包括油脂、固醇類、萜類、烴類和色素，也稱為類脂；它們共同特征是不溶于水，但溶于極低性的有機(jī)溶劑如氯仿、四氯化碳、乙醚、苯和丙酮；其特點(diǎn)一是抗腐能力強(qiáng)；二是化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)都最接近石油（只要去掉少量的氧）；蛋白質(zhì)：是組成細(xì)胞的基礎(chǔ)物質(zhì)，在動(dòng)物組織中含量最高（＞50%干重），低等植物中的含量高于高等植物；蛋白質(zhì)只要經(jīng)過去竣基和去氨基后便可形成烴類；構(gòu)成了生物體中大部分含氮化合物；容易受喜氧細(xì)菌破壞，不利保存；在酸、堿和酶的作用下發(fā)生水解變成氨基酸；碳水化合物：是單糖或單糖的聚合體的總稱；包括有葡萄糖、淀粉、纖維素、幾丁質(zhì)等；是植物的主要組成，動(dòng)物中數(shù)量較少；作為烴母質(zhì)，碳水化合物以其豐富的數(shù)量而引人注意；有些實(shí)驗(yàn)證明，碳水化合物被氫還原后可以得到烴類；但是另一方面，碳水化合物大多易被喜氧細(xì)菌消耗或被水解，難以保存下來，較為穩(wěn)定的纖維素是成煤的重要母質(zhì)之一；木質(zhì)素：僅存在高等植物中，是一種貧氫、富碳、富氧、富含芳環(huán)結(jié)構(gòu)的高分子聚合物；具有比纖維素還強(qiáng)的抗腐能力，是成煤的重要母質(zhì)，也可生成天然氣，也可能是石油中芳烴的母質(zhì)之一。干酪根：沉積巖中不溶于堿、非氧化型酸和一般有機(jī)溶劑的分散有機(jī)質(zhì)。（2011試卷）沉積巖中所有不溶于非氧化性的酸、堿和非極性溶劑的分散有機(jī)質(zhì)。（Hunt）演化階段：成巖作用階段：主要是氧的損失，O/C減少最快，形成CO2、h2o為主；退化作用階段：主要是氫的損失，H/C減少最快，形成烴類；變生（交替）作用階段：O、H基本損失掉，C高度富集。沉積有機(jī)質(zhì)演化階段劃分方案：按油氣生成機(jī)理和主要產(chǎn)物特征來劃分：生物化學(xué)生氣階段熱催化生油氣階段熱裂解生濕氣階段高溫生干氣階段按有機(jī)質(zhì)成熟度進(jìn)行劃分：（有機(jī)質(zhì)的熱演化程度）未成熟階段（immaturestage）R0<0.5%成熟階段（maturestage）R0=0.5%-1.2%高成熟階段（high-maturestage）R0=1.2%-2.0%過成熟階段（overmaturestage）R0>2.0%烴源巖：烴源巖：能夠生成油氣，并能排出油氣的巖石稱為烴源巖（油源巖，氣源巖）有效烴源巖：能夠生成油氣，并能排出足以形成商業(yè)性油氣聚集油氣的巖石稱為有效烴源巖烴源層：由烴源巖組成的地層稱為烴源層第4章油氣運(yùn)移：油氣運(yùn)移：地殼中的石油、天然氣在各種自然因素作用下所發(fā)生的位置移動(dòng)。初次運(yùn)移：油氣自生成后從烴源巖中向外排出的過程，是烴源巖內(nèi)的運(yùn)移；二次運(yùn)移：油氣脫離烴源巖后在儲(chǔ)集層或其他滲透性介質(zhì)中的一切運(yùn)移，包括烴源巖外的所有運(yùn)移過程；油氣初次運(yùn)移與二次運(yùn)移運(yùn)移特征上的區(qū)別和聯(lián)系：1）介質(zhì)環(huán)境初次運(yùn)移：石油初次運(yùn)移開始的溫度和深度一般大于石油大量生成的溫度和深度。烴源巖中異常壓力是相當(dāng)普遍的，主要是由于烴源巖巖性致密，壓實(shí)過程中排液不暢而造成欠壓實(shí)，從而保持異常高壓，對連續(xù)厚度巨大的烴源巖尤其如此。另外，干酪根降解成烴也是產(chǎn)生異常高壓的一個(gè)原因。二次運(yùn)移：環(huán)境是孔隙空間、滲透率較大的滲透性多孔介質(zhì)，對油氣的毛細(xì)管壓力較小，便于孔隙流體（包括水、油、氣）活動(dòng)；砂質(zhì)沉積物由于質(zhì)點(diǎn)堅(jiān)硬，在壓實(shí)過程中主要表現(xiàn)為顆粒的再排列，所以壓縮性小，且孔隙度的減小很快趨于穩(wěn)定；二次運(yùn)移的孔隙度一般在10%—30%左右。2）運(yùn)移的相態(tài)初次運(yùn)移：根據(jù)有沒有游離態(tài)的烴劃分為水溶相和游離相兩大基本相態(tài)。普遍認(rèn)為油氣初次運(yùn)移以連續(xù)的游離烴相為主。油在水中的溶解度過低，水不能大量溶解原油。對于天然氣而言，在地下的溫度和壓力下，溶解度增加較大。如果源巖水量多，可能以水溶相為主；若水量較少，則可能以游離相態(tài)為主。油氣究竟以何種相態(tài)運(yùn)移，取決于溫度、壓力、孔隙大小及油、氣、水的相對含量等。表現(xiàn)在有機(jī)質(zhì)演化的不同階段，油氣運(yùn)移的相態(tài)可能不同。二次運(yùn)移：目前普遍認(rèn)為石油的二次運(yùn)移主要為游離相，天然氣可呈水溶相。油氣進(jìn)入儲(chǔ)層后的物理、化學(xué)環(huán)境的變化（孔隙增大、壓力變小、孔隙水多）。二次運(yùn)移的不同時(shí)期游離相石油的相態(tài)有所差異。深層氣溶相運(yùn)移的石油，到淺層會(huì)發(fā)生凝析而轉(zhuǎn)變成為油相。3）運(yùn)移的動(dòng)力和阻力初次運(yùn)移：剩余壓力（超過靜水柱壓力的那部分壓力）。產(chǎn)生剩余壓力的原因（即動(dòng)力）有壓實(shí)作用、欠壓實(shí)作用、蒙脫石脫水、有機(jī)質(zhì)的生烴作用、流體熱增壓、滲析作用、其它作用（構(gòu)造應(yīng)力、毛細(xì)管壓力，擴(kuò)散作用、碳酸鹽固結(jié)和重結(jié)晶作用）等。毛細(xì)管力的作用一般表現(xiàn)為阻力。僅在烴源巖層與儲(chǔ)層的界面上才表現(xiàn)為動(dòng)力。由于兩者的毛管壓力差的（合力）指向儲(chǔ)層，從而推動(dòng)油氣向儲(chǔ)層排出。兩相界面上毛細(xì)管力指向潤濕性小的流體，一般情況下，水比石油容易潤濕巖石，油水接觸時(shí)，界面向水突出，毛細(xì)管力指向石油。（阻力）二次運(yùn)移：浮力（同體積的油、氣與水的重量之差）是二次運(yùn)移中的主要驅(qū)動(dòng)力。阻力一當(dāng)石油由大孔隙進(jìn)入小孔隙，或由孔隙進(jìn)入喉道時(shí)，油體大、小兩端的毛管壓力因半徑不同，小的一端毛管壓力較大，產(chǎn)生毛管壓差A(yù)Pc，油氣在運(yùn)移時(shí)必須克服毛細(xì)管阻力才得以運(yùn)動(dòng)。儲(chǔ)層中的水如果是靜止的，油氣不受水動(dòng)力影響；如果水是流動(dòng)的，則受水動(dòng)力影響。在地層傾斜情況下，存在水動(dòng)力沿地層上傾或下傾方向運(yùn)動(dòng)兩種情況，其作用亦可表現(xiàn)為阻力或動(dòng)力兩種結(jié)果。在背斜的一翼水動(dòng)力方向與浮力方向一致，起動(dòng)力作用；另一翼水動(dòng)力方向與浮力相反，起阻力作用。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)力可起到直接作用和間接作用。油氣的二次運(yùn)移是浮力、毛管阻力和水動(dòng)力等綜合作用的產(chǎn)物。4）運(yùn)移時(shí)期初次運(yùn)移：一般認(rèn)為油氣初次運(yùn)移的主要時(shí)期與烴源巖的主生油期相對應(yīng)。大規(guī)模的初次運(yùn)移只可能發(fā)生在油氣大量生成的同時(shí)或稍后二次運(yùn)移：是初次運(yùn)移的繼續(xù)，二者常常是連續(xù)過程，或者說幾乎是同時(shí)發(fā)生的。在此時(shí)，除少部分油氣會(huì)沿原有傾斜地層向上傾方向運(yùn)移，大部分會(huì)分布于水平地層的儲(chǔ)層頂部。大規(guī)模的二次運(yùn)移時(shí)期應(yīng)該是在主要生油期之后或同時(shí)發(fā)生的第一次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)時(shí)期。5）運(yùn)移的通道初次運(yùn)移：油氣初次運(yùn)移的主要途徑有孔隙、微層理面和微裂縫?？紫断到y(tǒng)是油氣初次運(yùn)移最基本的通道。目前，以微裂縫系統(tǒng)作為油氣初次運(yùn)移主要通道的觀點(diǎn)日益得到人們的承認(rèn)。二次運(yùn)移：主要通道為儲(chǔ)層的孔隙、裂縫、斷層和不整合面。油氣在縱向上的運(yùn)移通道為裂縫和斷層；橫向上的通道主要為風(fēng)化面及儲(chǔ)層的孔隙。6）運(yùn)移的方向初次運(yùn)移：指向相鄰儲(chǔ)集層、其他滲透性介質(zhì)一不整合面、斷層裂縫系統(tǒng)等二次運(yùn)移：靜水條件，進(jìn)入儲(chǔ)層中的油氣受浮力的作用下，有向上運(yùn)移的趨勢，但因上下受泥巖限制，只能向上傾方向作側(cè)向運(yùn)動(dòng)；動(dòng)水條件，如果動(dòng)水流為早期的壓實(shí)水流，其運(yùn)移方向與浮力方向一致，基本上是由下向上，由盆地中心向邊緣運(yùn)移；在后期由于外部水流滲入地層，其方向主要是由上往下，由盆地邊緣向盆地中心，與浮力方向往往不一致。但總的運(yùn)移規(guī)律是沿著阻力最小的方向運(yùn)移。7）運(yùn)移的距離初次運(yùn)移：取決于烴源巖和儲(chǔ)集層的解除關(guān)系、輸導(dǎo)能力；只有與儲(chǔ)層相接觸的一定距離內(nèi)的生油層中的烴才能有效地排出來，能有效地排出烴類的生油層厚度，稱為有效的厚度。一般在30m土。二次運(yùn)移：油氣運(yùn)移距離取決于動(dòng)力大小、通道伸引情況、構(gòu)造條件、巖相變化、油氣流體性質(zhì)、源巖供氣情況等多因素控制。如果巖相變化較大，而又缺乏其它合適的運(yùn)移通道，則油氣不能長距離運(yùn)移。8）運(yùn)移中成分的變化二次運(yùn)移：已知二次運(yùn)移中石油的高分子量成分以及極性成分易被礦物所吸附，而輕質(zhì)的和無極性成分則能較自由地通過。表現(xiàn)為沿油氣的運(yùn)移方向，油氣的化學(xué)成分和物性會(huì)發(fā)生一些變化。第5章圈閉：適合于油氣聚集，形成油氣藏的地質(zhì)場所圈閉溢出點(diǎn)：油氣充滿圈閉后最先開始向外溢出的位置點(diǎn)。圈閉的有效性：在具有油氣來源的前提下，圈閉聚集油氣的實(shí)際能力影響因素：圈閉有效容積的大?。河行莘e越大，越容易滿足形成商業(yè)性油氣聚集的要求；圈閉距油源區(qū)的遠(yuǎn)近：距油源區(qū)近的圈閉一般比距離遠(yuǎn)的圈閉有效性更高（源控論控制、油源豐富程度影響）；位于油氣運(yùn)移主要路徑上的圈閉有效性更高；圈閉形成時(shí)間的早晚：圈閉形成早于或同時(shí)于油氣區(qū)域性運(yùn)移的時(shí)間是有效的；地下水動(dòng)力條件的變化導(dǎo)致圈閉失去有效性：相對穩(wěn)定的水動(dòng)力條件是油氣藏保存的重要條件；動(dòng)水條件下，當(dāng)油水界面傾角小于圈閉順流一翼的地層傾角時(shí)，圈閉有效；同一圈閉在相同條件下，對油聚集有效，對氣肯定有效；對氣聚集有效，對油則不一定有效。油氣藏形成時(shí)間的分析方法：1.傳統(tǒng)地質(zhì)分析方法：烴源巖主要生、排烴期分析法：確定生油窗-主要生