采油工地质用.ppt

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1、开始,退出,采 油 地 质,概 述,我国石油工业的发展经历了四个阶段:一、探索成长阶段(20世纪50年代)：以1959年发现大庆油田为标志；二、快速发展阶段(20世纪6070年代)：主要是1965年结束对进口石油的依赖，实现自给，还相继发现并建成了胜利、大港、长庆等一批油气田，全国原油产量迅猛增长，1978年突破1亿吨大关，我国从此进入世界主要产油大国行列；,概 述,三、稳步发展阶段(20世纪80年代)：这一阶段石油工业的主要任务是稳定1亿吨原油产量。这十年间我国探明的石油储量和建成的原油生产能力相当于前30年的总和，油气总产量相当于前30年的1.6倍；四、战略转移阶段(20世纪90年代至今)

2、：90年代初我国提出了稳定东部、发展西部、开发海洋、开拓国际的战略方针，东部油田成功实现高产稳产，特别是大庆油田连续27年原油产量超过5000万吨，创造了世界奇迹；西部和海上油田、海外石油项目正在成为符合中国现实的油气资源战略接替区。,普通地质,地层单位,石油地质,油田开发地质,岩浆岩,变质岩,沉积岩,第一章 普通地质,地球的内部结构,一、地壳及其组成,地壳,地幔,地核,第一章 普通地质,二、沉积岩,1、定义：沉积岩是在地表或接近地表的条件下，由母岩的风化产物经搬运、沉积、固结而成。,分布：约占陆地表面积的3/4，沉积岩占77.3%，岩浆岩及 变质岩占22.7%。矿产：在沉积岩内分布着极丰富的

3、矿产，占世界矿产总量的70%75%。在我国的Al、Mn、P和2/3的Fe都蕴藏于沉积岩中或与沉积岩有关，尤其是被誉为“黑色金子”的石油就生于沉积岩且绝大多数储于沉积岩中。故沉积岩分布地区是我们找油气的有利地区。,第一章 普通地质,2、形成过程：包括、和 作用四个阶段。,风化作用,搬运作用,沉积作用,固结成岩,3、类型：,碎屑岩,粘土岩,碳酸盐岩,是重要的储油岩石之一,是重要的生油岩石,还可作为良好的盖层,既是重要的生油岩又是重要的储油岩,第一章 普通地质,（1）碎屑岩,是由母岩机械风化破碎的碎屑物质经压紧、胶结而成的岩石。,类型：,砾岩,砂岩,粉砂岩,第一章 普通地质,（2）粘土岩,主要由粒径

4、小于0.01mm的粘土矿物含量大于50%组成的沉积岩。,类型：,高岭石粘土岩,蒙脱石粘土岩,泥岩,按成分分类：,水云母粘土岩,按构造分类：,页岩,陶瓷、造纸、橡胶、耐火工业的重要原料,可塑性强，粘结性好，可作为钻井泥浆的原料,第一章 普通地质,（3）碳酸盐岩,主要由方解石及白云石两种碳酸盐矿物组成。以方解石为主称为石灰岩，以白云石为主称为白云岩。,类型：,石灰岩,白云岩,组成地壳的岩石分为三类:,岩浆岩,变质岩,沉积岩,碎屑岩,粘土岩,碳酸盐岩,砾岩,砂岩,粉砂岩,泥岩,页岩,石灰岩,白云岩,第一章 普通地质,第二章 地层单位,二、地层及地质时代单位,地层：在一定地质时间内所形成的岩石总称,地

5、壳上的全部地层，分为五大部分：,地球的历史分为：太古代、元古代、古生代、中生代、新生代，由于各个界或系的形成时间长短不同，因此各代或纪只是相对地质年代单位，而非绝对地质年代单位。,太古界、,元古界、,古生界、,中生界、,新生界。,第二章地层单位,1、地层单位,国际上通用的有四级：,宇、界、系、统,全国性的或大区域性的：,统、阶、期,地方性的：,群、组、段、带（又称为是岩石地层单位，具穿时性）,（以上地层单位主要是根据生物的发展演化阶段来划分的，又称为时间地层单位，具等时性）,相当于一个宙的时间形成的所有地层,相当于一个代的时间形成的所有地层,相当于一个纪的时间形成的所有地层,相当于一个世的时间

6、形成的所有地层,第二章地层单位,2、地质时代及地质时代单位,国际上通用的有四级：,宙、代、纪、世,全国性的或大区域性的：,世、期,地方性的：,时（时代、时期）,表明地层形成先后顺序的时间概念称为地质时代。,用以划分地球历史的单位称为地质时代单位。,相当于形成一个宇的地层所经历的时间,相当于形成一个界的地层所经历的时间,相当于形成一个系的地层所经历的时间,相当于形成一个统的地层所经历的时间,3、地层单位及地质时代单位的关系（见下表）,地层及地质时代单位对照表,第二章地层单位,3、地层代号,为了叙述和作图方便起见，地层系统的各个单元都用国际统一规定的符号来表示。其中界、系的符号基本上是采用拉丁文地

7、层单位名称的第一个字母或再加一个字母来表示的。如太古界以“Ar”表示，中生界以“Mz”表示，新生界以“Kz”表示，寒武系以“”表示，石炭系以“C”表示等。这种用以表示地层单元的符号称为“地层代号”。各界、系的代号见下表：,太古界Ar,第一章 普通地质,第二章 地层单位,第三章 石油地质,第四章 油田开发地质,第三章 石油地质,一、油气的生成及生油层,无机生成说、,有机生成说,有机生成说认为，作为生油的原始物质更有利，更重要。因为：低等生物繁殖力极强且数量也多；低等生物多为水生生物，死亡后容易被保存；另外它在地史上出现最早；其生物物体中富含。,低等生物,有机物质-脂肪和蛋白质,是各种烃类还是脂肪

8、和蛋白质？,？,（一）油、气的生成：石油的成因有两大学说：,第三章 石油地质,一般认为生油物质主要是，如浮游生物、珊瑚、藻类、各种微生物、介形虫、有孔虫等。,水生低等生物,有机物质为石油的生成提供了根据，有机质主要是指生活在地球上的生物遗体。要使 保存下来并转化成石油，还要有适当的外界条件。,1、生油条件:一是要有大量的有机质，二是要有使有机质转化为油气的还原环境。,有机物质,外界条件：1）古地理环境和地质条件,2）物理化学条件,第三章 石油地质,1）古地理环境和地质条件：,浅海区,现代和古代沉积岩的调查结果表明：、海湾、泻湖区及内陆湖泊的深湖-半深湖区是生成石油的有利的地理环境。,有利生油的

9、地理环境是否出现，并长期保持，是受地壳运动所控制。上述有利生油的地区应该具备地壳长期持续稳定下沉，而沉积速度又与地壳下降速度相适应，且沉积物来源充足。随着埋藏的深度不断加大，长期保持着还原环境，压力、温度也逐渐增高，有利于促使 快速向石油转化。,有机质,第三章 石油地质,2）物理化学条件：,细菌作用：,细菌是地球上分布最广、繁殖最快的一种生物。在沉积物中细菌对有机物的分解作用，主要是在沉积以后的初期进行的，在还原环境里，细菌能分解沉积物中的 而产生沥青质，所以说细菌的活动在有机质成油过程中起着重要的作用。,有机质,温度作用：,压力作用：,催化作用：,第三章 石油地质,2）物理化学条件：,细菌作

10、用：,温度：,随着沉积物埋藏深度的增加，温度也将随之增高，有机质在地热作用下形成烃类，随着温度的增高和时间的增加，烃类的产率也增高。在温度增高过程中所形成的产物成分也随着改变，在较高温度下，轻烃的含量增加。如果温度不断升高，作用时间延长，热解的产物将是气态物质（主要是CH4）和碳质残渣。油气生成所需要的温度，随生油母质不同而有差异，已探明的油层多低于100，这也说明生油过程不需要特高的高温条件。,第三章 石油地质,2）物理化学条件：,细菌作用：,温度：,沉积物埋藏的深度随着地壳下降而不断加深，上覆地层厚度不断增大，温度压力也随着升高。压力 可以促使有机质向石油转化的进行，促进加氢作用使高分子烃

11、变成低分子烃，使不饱和烃变成饱和烃。,压力：,升高,升高还是降低,第三章 石油地质,2）物理化学条件：,细菌作用：,温度：,催化剂的存在能加速有机质的转化，催化剂有两种：一种是无机催化剂（矿物盐类，如粘土矿物），一种是有机催化剂（如酵母），酵母催化能力强，对加速有机质分解，起重要作用。例如，在150200温度下，用硅酸铝作催化剂，可以使脂肪、氨基酸以及其他类脂肪化合物产生烃类化合物，当膨润土作催化剂时，加热到200，则会有烃类产生，沉积岩中粘土矿物分布广泛，是天然的催化剂。,压力：,催化剂：,第三章 石油地质,上述各种因素在有机物质分解和烃类的生成作用中，都在不同程度地起作用。总之，油气生成的

12、过程，就是 逐渐演化的过程，也是一个极其复杂的过程，是漫长地质时期综合作用的结果。,有机质,第三章 石油地质,2、生油过程：,（1）初期生油阶段：,（2）主要生油阶段：,沉积物埋藏 时，细菌比较发育，有机质在细菌的作用下发生分解，生成大量气态物质，如气态烃（CH4）、二氧化碳（CO2）、氮气（N2）等，因此又称为生气阶段。有机质经过生物化学分解作用后，同时生成复杂的高分子固态化合物，称为。后期由于温度、压力和催化剂等因素开始发生影响，可生成一定数量的液态烃类，其中包括少量从有机质继承下来的液态烃类。,（3）热裂解生气阶段：,不深,干酪根,第三章 石油地质,2、生油过程：,（1）初期生油阶段：,

13、（2）主要生油阶段：,随着埋藏深度的增加，温度和压力不断升高，细菌活动逐渐减弱，进入地热主导作用阶段，主要是 在温度、压力作用下发生热催化降解和聚合加氢等作用生成烃类，不仅有气态烃，而且有大量的液态烃，故称主要生油阶段。此阶段的生油作用开始是逐渐的，后来比较迅速，随着演化的发展，氧、硫、氮等杂元素减少，原油的相对密度、粘度降低，胶质、沥青质不断减少，轻质馏分增加，原油的性质变。,干酪根,好,第三章 石油地质,2、生油过程：,（1）初期生油阶段：,（2）主要生油阶段：,随着沉积物埋藏深度的进一步加深，有机质经受着更高的温度和压力的作用，发生深度裂解，以生成气态烃为主，因此称为热裂解生气阶段。,（

14、3）热裂解生气阶段：,研究石油生成的阶段性的意义，不仅可以判断有无石油的生成，而且还可以推论石油存在的可能性。,第三章 石油地质,（二）生油层其特征：,1、生油层：,具有生油条件，且能生成一定数量石油的地层称为生油层。生油层是有机物质堆积、保存，并被转化成油、气的场所，生油层可以是海相的也可以是陆相的沉积地层。,2、生油层的岩性、岩相特征：包括：颜色、岩石类型、富含有机质情况、含指相矿物情况、地球化学指标,第三章 石油地质,2）岩石类型：生油层的岩石类型主要有两种：暗色泥质岩和碳酸盐岩类。,3）有机质：生油层中含有大量的有机质及丰富的生物化石，尤其以含大量的、呈分散状的浮游生物为主。,4）含指

15、相矿物：生油层常含有原生指相矿物，如菱铁矿、黄铁矿，它们是弱还原或还原环境下的产物。,5）地球化学指标：,（1）有机碳的含量,（2）铁的还原系数,（3）还原硫,（4）石油类沥青的含量：,1）颜色：一般较深，多呈深灰色、灰色和灰绿色,二、油气运移：,石油和天然气都是流体，因而都能流动。油气在 内的任何流动，都称为油气运移。,1油气运移的动力因素,（1）地静压力：,地壳,（2）构造运动力：,（3）水动力：,（4）浮力：,（5）毛细管力：,简答,第三章 石油地质,四、油气的生成、运移和储集知识,1油气运移的动力因素,（1）地静压力：,上覆沉积物负荷所造成的压力称为地静压力。在地壳发展过程中，随着沉积

16、盆地基底不断下降和沉积作用不断进行，沉积物的堆积越来越厚，于是上覆沉积物的地静压力也会越来越大，当达到一定程度时，早期沉积物逐渐被压缩，开始成岩，并将其孔隙间所含水及少量石油、天然气挤出来，向低压区的孔隙空间运移。在沉积物压结成岩过程中，油气从生油层向临近储集层发生同期运移的过程中，的作用是极为重要的。,地静压力,四、油气的生成、运移和储集知识,1油气运移的动力因素,（1）地静压力：,（2）构造运动力：,也称动压力，地壳在运动过程中，无论水平运动或升降运动，都会在岩石内部表现出大小和方向各异的应力活动，它们超过一定的岩石强度，就会使岩石变形变位，造成各种褶皱和断裂，并同时驱使沉积岩中所含的流体

17、发生运移。同时构造运动力能够造成各种通道，为 创造了极为有利的条件。,油气运移,四、油气的生成、运移和储集知识,1油气运移的动力因素,（1）地静压力：,（2）构造运动力：,（3）水动力：,充满地层中的水在流动过程中所产生的力，称为水动力。在水动力的作用下，油气将随水的活动一起运移。但是水动力因素对油气有两种完全不同的作用，一方面可以使油气聚集起来，另一方面也可以使聚集起来的油气遭到破坏。,四、油气的生成、运移和储集知识,1油气运移的动力因素,（1）地静压力：,（2）构造运动力：,（3）水动力：,（4）浮力：,液体对浸在液体里的物体有向上托起的力，这种力叫做浮力。当气体进入饱含水的储集层后，油气

18、水就会按其密度不同进行分异，天然气最轻，居上部；石油居中；水最重，在下部。由于地壳运动，在倾斜的地层里，更有利于浮力发挥作用。,四、油气的生成、运移和储集知识,1油气运移的动力因素,（1）地静压力：,（2）构造运动力：,（3）水动力：,（4）浮力：,（5）毛细管力：,在毛细管内，使液面上升或下降的作用力称为毛细管力。液面上升还是下降，决定于液体对管壁的润湿程度。若润湿，则上升；不润湿，则下降。液体具有尽可能缩小其表面的趋势，在地下充满油、气、水的岩石中，由于油、水对岩石孔隙管壁界面的张力不同，润湿程度也不同。一般水比石油容易润湿岩石。因此在岩石孔隙中，当油与水接触时，界面 突出，毛细管力指向。

19、当孔隙细小的泥质岩与孔隙较大的砂岩接触时，泥质岩中的石油将被砂质岩中的水排替出来，进入砂岩中。这就是毛细管力的作用。,简答,向水,油,2、油气运移的过程：,1）初次运移：,2）二次运移：,在生油层中生成的石油和天然气，自生油层向储集层的运移称为初次运移。促使油气运移的作用力主要是地静压力，次要是毛细管力。对于油气在初次运移过程中的物理状态，既可以呈胶状分散的微滴在溶液或气体中移动，也可以呈真溶液状态运移。,第三章 石油地质,2、油气运移的过程：,1）初次运移：,2）二次运移：,油气的二次运移是指油气进入储集层以后，在储集层内的运移。进入储集层中的油气在浮力、水动力等因素的作用下，向一切压力较低

20、处发生大规模的运移，并在局部压力平衡处（圈闭内）聚集起来。油气二次运移的主要时期，也就是油气聚集和油气藏形成的主要时期。油气二次运移的主要外力作用是动压力、水动力和浮力。,第三章 石油地质,三、储集层及其特征：,凡是能够储集油气，并能使油气在其中 的岩层叫储集层。,流动,储层的基本特性：,孔隙性,渗透性,第三章 石油地质,1）储油层岩石的孔隙性,岩心中存在着肉眼难以看到的小孔，我们称这些小孔为岩石的孔隙，石油就储集在这些孔隙中，岩石所具有的这种特性叫孔隙性。孔隙性的大小用孔隙度来表示。孔隙度的大小决定油气的。,储量,第三章 石油地质,有效孔隙度：那些相互连通的、且在一般压力条件下允许流体在其中

21、流动的孔隙体积与岩石总体积之比称为岩石的有效孔隙度。以百分数表示。式中有效岩石的有效孔隙度；V有效岩石的有效孔隙体积，cm3。,简答,有效孔隙度可分为：差（510）、中（1020）、好（2025）和很好（2530）四个等级。,第三章 石油地质,胶结物,（2）影响孔隙度大小的因素：主要因素有以下三个。,砂岩粒度因素：粒度均匀，颗粒直径大，则孔道就大，也就大；如果砂岩粒度不均匀，孔隙度变小。胶结物因素：砂岩主要 为泥质和灰质，灰质中主要是石灰质和白云质。一般来说，泥质胶结的岩石孔隙度比灰质胶结的岩石孔隙度要。,大,孔隙度,第三章 石油地质,简答,胶结类型因素：,孔隙率最低,基底胶结：,孔隙胶结：,

22、接触胶结：,胶结物含量高，岩石颗粒不接触或接触很少，。,颗粒呈支架状接触。因此孔隙胶结的孔隙率大于基底胶结。,胶结物含量很少，分布于颗粒相互接触的地方，颗粒呈点状或线状接触。它的孔隙率最高。,第三章 石油地质,第三章 石油地质,2）储油层岩石的渗透性,渗透性,达西定律：流体在多孔介质中渗流时，其流量与介质的横裁面积、介质两端的压力差成正比，而与流体的粘度、介质的长度成反比。其公式为：,在一定的压差下，岩石本身允许流体（油、气、水）通过的性能称为岩石的，渗透性的好坏一般用渗透率来表示，渗透性的高低决定油气的。,产量,第三章 石油地质,式中 K渗透率，m2；A岩样的横截面积，m2；L岩样的长度，m

23、；通过流体的粘度，mPas；p1，p2流体通过介质以前和以后的压力，MPa Q在p1p2下通过岩样的流体的流量，m3/s。,第三章 石油地质,绝对渗透率,（3）渗透率的分类：可分为以下三类。绝对渗透率：岩石中只有一种流体通过，而这种流体又不会造成岩石孔隙结构上的变化，这时测出的岩石渗透率为。通常用干燥的空气来测定岩石的绝对渗透率。因此绝对渗透率又叫空气渗透率。现场岩心分析中所给的渗透率一般是指绝对渗透率。,第三章 石油地质,绝对,有效渗透率：当岩石中有两种或多种流体同时存在时，岩石对其中某一种流体的渗透率叫做岩石对这种流体的有效渗透率或相渗透率。,相对渗透率：有效渗透率与 渗透率之比叫相对渗透

24、率，用百分数表示。,第三章 石油地质,（4）影响渗透率的因素有以下几个：,岩石孔隙的大小：岩石颗粒的均匀程度：胶结物含量的多少：对于疏松、渗透性好的油层，以加固井底附近油层岩石的防砂技术为主；对于致密、渗透性差的油层，采用 方法改善井底渗透率；对于胶结物含量高的油层，可采取 的方法提高渗透率。,简答,压裂,酸化,第三章 石油地质,3）储油气岩层的含油气性和含油气饱和度,储油气岩层的 是指地下储集层中含有一定数量的油气。如果油层孔隙中石油含量多，则油层的含油性就。表示含油性好坏的指标是含油饱和度。,含油气性,好,（1）含油饱和度：含油饱和度是指在储油岩石的有效孔隙体积内，原油所占的体积百分数。,

25、第三章 石油地质,（2）原始含油饱和度：,原始含油饱和度,一般将油层中尚未开发时，原始地层压力下测得的含油饱和度称为。它是计算油田储量的重要参数。随着油田的开发，含油饱和度越来越低，含水饱和度越来越高，我们把在油田开发过程中某个阶段取得的含油、含水饱和度叫做目前含油、含水饱和度，它是了解油田开发的一项重要参数。,第三章 石油地质,4）储集层的岩石类型：,第三章 石油地质,通常分为三大类：,碎屑岩（砂、砾）岩储集层,碳酸盐岩储集层,岩浆岩和变质岩及泥页岩储集层,四、盖层及生储盖组合：,第三章 石油地质,盖层：是指位于储层之上的封隔储集层，避免其中油气上 逸散的保护层。,碎屑岩,常见盖层的岩性类型

26、：泥岩、页岩、盐岩、石膏和无水石膏等 泥岩和页岩盖层常于 储层相伴生，而盐岩、石膏和无水石膏则多与 储层共存。,碳酸盐岩,第三章 石油地质,生、储、盖组合：在地层剖面中，生油层、储集层和盖层 同时存在且紧密联系在一起的一套地层称为 一个生储、盖组合。,根据岩性特征，可将生、储、盖组合分为以下四种类型：正常式；侧变式；顶生式；自生、自储、自盖式。,五、圈 闭 及 油 气 聚 集,第三章 石油地质,圈闭：适合于油气聚集并形成油气藏的场所叫圈闭。圈闭的形成条件：圈闭的类型：主要有三种,盖层、,储集层、,遮挡物,构造圈闭：,地层圈闭：,岩性圈闭：,由于构造运动使岩层发生变形和位移造成的圈闭叫构造圈闭，

27、包括 圈闭和 遮挡圈闭。,由于地层因素造成遮挡条件的圈闭。,由于储集层岩性改变或岩性连续性中断而形成的圈闭。,背斜,断层,第三章 石油地质,油气藏形成的条件：有充足的油气来源 有利的生储盖组合 有效的圈闭 圈闭距油源区近 圈闭在油气运移的通道上,即要形成油气藏必须具备：等条件，缺少任何一个条件都不可能形成油气藏。,生、,储、,盖、,圈、,运、,保,（一）油气藏概念,六、油气藏概念及类型,第三章 石油地质,（一）油气藏的概念,油气藏的地质含义是，油气聚集。,凡是能够阻止油气继续运移，并能使油气聚集起来，形成油气藏的地质场所叫。它具备聚集油气的储集层，阻止油气逸散的盖层、底层，以及阻止油气向四周继

28、续运移和扩散的遮挡条件；生成的油气经过二次运移后，必须保存于 中方可形成油气藏。同一压力系统是指圈闭内各点的压力都可以向整个空间传递；所以圈闭容积（场所）的大小决定。,在同一圈闭内具有同一压力系统的,圈闭,圈闭,其中储存油气的数量,（一）油气藏概念,第三章 石油地质,（一）油气藏概念,（二）油气藏的类型,第三章 石油地质,圈闭中只聚集和储存石油和水的叫油藏，圈闭中只聚集和储存天然气的叫气藏。圈闭中既有油也有气的聚集就叫油、气藏。,根据圈闭的成因，油气藏分三大类：,构造油气藏,地层油气藏,岩性油气藏,（一）油气藏概念,1、构造油气藏,第三章 石油地质,构造油气藏是指油气在构造圈闭中的聚集，主要类

29、型有背斜油气藏、断层遮挡油气藏、裂缝性油气藏、盐丘油气藏和向斜油气藏，如图所示。,2、地层油气藏,第三章 石油地质,地层油气藏是指油气在地层圈闭中的聚集，一般有地层不整合遮挡油气藏、地层超覆遮挡油气藏、剥蚀隆起油气藏等，如图所示。,3、岩性油气藏,第三章 石油地质,岩性油气藏是指油气在由于储集层岩性的改变或岩性的连续性中断而造成的岩性遮挡圈闭中的聚集，主要有岩性尖灭油气藏、透镜状岩性油气藏等，如图所示。,由上述可知，(1)圈闭是油气藏形成的基本条件之一，圈闭的类型决定着油气藏的类型，圈闭的大小。(2)油气藏是地层中油气聚集的基本单位，是油气在 内，具有 和 的基本聚集。,直接影响其中的油气储量

30、,第三章 石油地质,单一圈闭,独立压力系统,统一的油水界面,（三）油气藏中油、气、水的分布,第三章 石油地质,在上,油气藏内油、气、水的分布具有一定规律，如在单一背斜圈闭内，由于重力分异作用，油、气、水的分布规律是气，油，水在油气，从而形成油气界面及油水界面，如图所示。,居中,在下,（含水边界）,油藏外边界,（含油边界）,油藏内边界,含油边界还是含水边界？,含油边界还是含水边界？,油、气、水在油气藏内的分布特征在油田开发中常用以下术语进行描述。,顶界,底界,顶面,1、油气边界,（1）外含油边界：油水界面与油层 的交线称为外含油边界，也叫含油边界。,（2）内含油边界：油水界面与油层 的交线称为内

31、含油边界，也叫含水边界。,（3）气顶边界：油气界面与油层 交线称为气顶边界。,（4）边水：在油藏四周最低处衬托着油藏的水叫。底水：在油藏下面托着油藏底部的水叫。,第三章 石油地质,边水,底水,2、含油面积(1）含油气面积：内（外）含油边界所圈闭的面积，称内（外）含油面积，外含油面积也常叫含油面积，对油气藏来讲即为含油气面积。(2）含气面积：气顶圈闭的面积称为含气面积。对于纯气藏，则为气水边界所圈闭的面积。,第三章 石油地质,3、油气藏高度,(1)油藏高度：油水边界到油藏最高点的高度，称为油藏高度。当有气顶时，油藏高度即为油水接触面与油气接触面之间的高度值。(2）气藏高度：气藏高度是指油气界面与

32、油气藏最高点的高度差。对于纯气藏，则为气水界面与气藏最高点的差。(3）油气藏高度：油藏高度与气顶高度之和为油气藏高度。,第三章 石油地质,七、石油的组成及物理性质：,第三章 石油地质,可分为：,碳氢化合物,天然石油：,人造石油：,是从油气田中开采出来的；,是从煤或油页岩中干馏出来的。,石油是一种以自然状态存在于岩石孔隙、裂缝、空洞中的可燃有机矿产，是一种以液态 为主的复杂的混合物。,石油一般呈棕黑色、深褐色、黑绿色等，也有无色透明的。石油有 味。,特殊的,含硫化氢时有臭味，含芳香烃而有香味,（一）石油的组成：,第三章 石油地质,1、石油的元素组成：主要是、，其中碳占83%87%，氢占1014%

33、，这两种元素占石油总成分的95%99%。其次是、，占0.3%7%，一般不超过1%。个别油田可达3%7%。是石油的杂质部分。另外还有少量的微量元素,如:铁、镍、钴、镁、钙、硅、锶、铅等。构成石油的灰分。,碳,氢,氧,硫,氮,2、化合物组成：,非烃类化合物：,第三章 石油地质,烃类化合物：,包括、。通式分别为：CnH2n+2、CnH2n、CnH2n-6。烷烃C1C4为气态，C5C16为液态，C17以上为固态。原油中烷烃的碳原子个数为 时，呈固态的碳氢化合物称为蜡。原油中含蜡的百分数称为含蜡量。石油中C5C10环烃较多。芳香烃多集中在高沸点 馏分中，但含量较少。,含氧、含硫、含氮化合物。,烷烃,环烷

34、烃,芳香烃,1642,3、组分组成：,（2）胶质：,第三章 石油地质,（1）油质：,是石油的，由碳氢化合物组成的淡色粘性液体。能溶于石油醚、氯仿中，但不能被硅胶吸附。,一般为褐色或黑色的粘性或玻璃状的半固体或固体物质，主要有碳氢化合物组成，但氧、硫、氮化合物增多。易溶于有机溶剂，能被硅胶吸附。一般轻质油中含量不超过4%5%，重质油中可高达20%以上。,主要组成部分,（4）炭质：,第三章 石油地质,（3）沥青质：,为褐色或黑色固体物质，含量一般在1%左右，不溶于石油醚及酒精。,以碳的元素状态分散在石油内，含量很少，不溶于有机溶剂。,油质的含量越高，石油质量。胶质、沥青质含量越高，石油质量。,越好

35、,越差,（二）地面石油的物理性质：,2、密度和相对密度：,第三章 石油地质,1、颜色：,有白、淡黄、黄褐、黑绿、黑色等。,原油密度是指单位体积原油的质量。单位是千克每立方米（kg/m 3)。原油的相对密度是指原油在20,0.101 MPa的标准状态下脱气原油的密度与温度为4时同样体积纯水密度之比值，为无因次量。一般介于 之间，0.9的叫重质原油。一般石油颜色越深，则相对密度越大。,0.751.0,3、粘度：,4、凝固点：,第三章 石油地质,地面原油的粘度是指脱气后的原油在流动时分子内部的摩擦力。单位。影响粘度的因素很多，在地层中的原油，由于温度高、压力高，且溶解有大量天然气，所以；而地面原油温

36、度低，溶解气少，所以粘度比地层条件下。如果原油粘度大于50mPaS,20时相对密度大于0.920时就叫稠油。,原油冷却到失去流动性时的温度称为。其高低与石油的组分有关，尤其是含蜡量。含蜡量越高 凝固点。凝固点变化范围较大，常在-5032间。,越高,毫帕秒（mPaS),粘度小,大得多,凝固点,5、荧光性：,6、溶解性：,第三章 石油地质,石油在紫外线照射下发射出一种特殊“光亮”的特性称荧光性。荧光性与石油的组分含量有关，不同组分有不同的荧光色调，油质色浅，为浅蓝或乳白色，胶质为黄色，沥青质为棕黄色或棕褐色。,石油溶于氯仿、四氯化碳、苯、石油醚、乙醇等有机溶剂。一般情况下。,7、导电性：,石油主要

37、由非极性碳氢化合物组成，为非导体，电阻率值很高。,不溶于水,地层条件下石油的物理性质：,第三章 石油地质,石油储集在地下储油层内，油层的压力和温度都比地面高得多，并且油层中的石油总是溶解一定数量的天然气，因而地下石油与地面条件下石油的物理性质大不相同。地层原油的物理性质，直接影响原油在地下的储存状况和流动性能。研究油田驱动类型，确定油田开采方式，计算油田储量，选择油井工作制度等都必须有准确的地层原油物性分析资料（也叫高压物性资料）作为依据。分析地层原油的物理性质，一般要取得以下几个参数。,1、相对密度和粘度：,2、溶解气油比：,第三章 石油地质,在地层原始状况下，单位质量（或体积）原油所溶解的

38、天然气量称为，单位是立方米每吨（t/m3）或立方米每立方米（m3/m3)。油井生产时，每采出1t原油伴随采出的天然气量称，单位是立方米每吨（m3/t)。,原始气油比,生产气油比,3、饱和压力：,第三章 石油地质,地层原油在压力降低到开始脱气时的压力称。原始饱和压力是指油田开采初期，地层保持在原始状况下测得的饱和压力。一般所说的饱和压力均是指原始饱和压力。它是确定开发决策的依据之一。单位为兆帕（MPa)。,饱和压力,4、溶解系数,在一定压力范围内，每增加单位压力时在单位质量原油中所溶解的天然气量叫。,溶解系数,5、体积系数,第三章 石油地质,是指地层条件下石油的体积与其在标况下地面脱气后石油体积

39、之比值称为。影响体积系数的因素有压力、温度及石油中的溶解天然气量。由于油层一般都处于高温、高压之下，地层石油中溶有大量的天然气，故地层条件下石油的体积比在地面脱气后的体积要大，一般均。体积系数是计算石油储量，进行油田动态研究常用的基本参数之一。,体积系数,1,6、原油收缩率：,7、原油压缩系数：,第三章 石油地质,一定质量的气体，当压力改变时，则气体的体积发生变化，变化量的大小与压力的变化值有关，与原始气体体积的大小有关，也与气体的性质有关。单位体积的地层原油的压力每增加或减小1Pa或1MPa时，体积的变化率称为压缩系数（又称压缩率），单位是每帕或每兆帕（Pa-1或MPa-1）。,地层原油采到

40、地面后，天然气逸出使体积缩小，收缩的体积占原体积的百分比称为收缩率。,八、天然气的组成及物理性质：,第三章 石油地质,2、组成及分类：元素组成：与石油相似，主要由碳、氢、硫、氮、氧及微量元素组成，也是以碳、氢为主，碳约占65%80%,氢约占12%20%。,1、定义：广义：自然界一切天然生成的气体。,狭义：是指和油田气、气田气有关的气体，是以碳氢化 合物为主的各种气体组成的混合气体。,化合物组成：,第三章 石油地质,惰性气体：极少量的氦、氩等惰性气体。,烃类气体：主要是（CH4，含量4298%)，其次是 等 重烃。当其含量超过 时，则称为干气；而 乙烷以上的重烃含量超过 时，称为湿气。干气多产自

41、，而湿气则多与石油伴生。,非烃类气体：、一氧化碳(CO)、氢(H2)、硫（S）和氮（N2）等气体。,甲烷,纯气藏,95%,5%,乙烷（C2H6)、丙烷（C3H8)、丁烷(C4H10),二氧化碳(CO2),分类：,第三章 石油地质,3、物理性质：天然气是以气态 为主的气体组成的混合气体。有的从独立的气藏中采出，有的是 被采出。天然气一般，有汽油味或硫化氢味，,按重烃含量分为：干气和湿气。,按矿藏分类：油田气、气田气、凝析气、煤田气,碳氢化合物,无色,易燃易爆，,且具有毒性。,伴生在石油中,（1）天然气的体积系数：,第三章 石油地质,（2）天然气压缩系数：是指压力每变化1MPa时气体体积的变化率，

42、单位是每帕或每兆帕（Pa-1或MPa-1),气体在油层条件下所占的体积与在标准状况（20和0.101MPa）下所占体积的比值，为无因次量，其值远小于1。,增大,（3）天然气粘度：是天然气流动时气体内部分子间的摩擦阻力，单位是毫帕秒（mPas）。一般随分子量增加而减小，而随温度、压力增加而。,（4）天然气密度和相对密度：,第三章 石油地质,单位体积气体的质量称天然气密度，单位是千克每立方米(kg/m3)。相对密度则是指在某一压力和温度下的天然气密度与在标准状况下同体积干燥空气的密度之比值，为无因次量。一般情况天然气的相对密度0.61.0之间，个别情况，由于重烃含量较高，相对密度大于1。天然气的大

43、小与分子量成正比。,九、地层（油田）水的性质：,第三章 石油地质,（一）地层水状态：地层水在岩石（油层）孔隙中呈 状态；油藏边水和底水呈 状态。,由于地层水在油藏中与油气有密切联系，所以它的存在状态及物理、化学性质都较复杂，对油田开发有很大的影响；在油田范围内发育的地下水称为。简单介绍各油田有共性的、常见类型地层水的物理性质和化学成分。,油水（气）混合,自由,油田水,（二）、地层（油田）水的化学成分及分类：,第三章 石油地质,地层水的化学成分十分复杂，所含离子种类繁多，其中最主要的是：阳离子：阴离子：另外还有碘（I）、溴（Br）、锶（Sr）、（Li）锂等微量元素离子。油田水的产状：根据油田水与

44、油气分布的相对位置，分为：边水、底水、夹层水。,Na+,K+、Ca 2+、Mg2+,Cl-,SO42-,C032-,HCO3-,地层（油田）水的水型：,第三章 石油地质,现场广泛应用的是苏林的成因分类法，是按水中几组主要离子，如Na+、Cl-、Mg2+、SO42-的当量比例为指标，将油田水划分为四种水型，用不同的的水型表示不同的地质环境。,硫酸钠（Na2SO4）水型,重碳酸钠（NaHC03）水型：,氯化镁（MgCl2）水型,氯化钙（CaCl2）水型,代表大陆环境，是环境封闭性差的反映，不利于油、气的聚集和保存,在油、气区广泛分布，它的出现一般可作为含油、气良好的标志 如河南油田下第三系核桃园组

45、、大庆、胜利沙河街组的水都属此型,海水多属此型。多为过渡类型，在封闭环境中要向CaCl2水型转变，因此多存在于油、气田内部。,在完全封闭的地质环境中，地下水与地表水完全隔离，不发生水的交替，水成分继续发生变化，出现新的盐类，从而使MgCl2水型转变为CaCl2水型。是环境封闭性好的表现，很有利于油气的聚集和保存，是含油气的良好标志。,油田常见地层水类型,第三章 石油地质,（三）地层（油田）水的物理性质：,第三章 石油地质,（1）外观颜色：地层水一般都带有颜色，并视其化学组成而定，通常是透明较差，呈混浊状。,（2）相对密度：是指单位地层水的密度与同条件下纯水的密度比值，为无因次量，由于地层水溶有

46、数量不等的盐类，矿化度一般较高，故相对密度多大于1，在 间不等。,（3）粘度：地层水粘度一般比纯水，温度对其影响较大，随温度升高粘度。,1.0011.050,高,降低,第三章 石油地质,（4）嗅味和味道：当水中含少量的石油时，常具有汽油或煤油味；含H2S时，常具有刺鼻的腐卵味；溶有NaCl时为咸味，含MgSO4则使水带苦味。,（5）导电性：油田水因含有各种离子，所以 导电。水中所含离子越多，导电性。纯水是不良导体。,能,越强,第一章 普通地质,第二章 地层单位,第三章 石油地质,第四章 油田开发地质,第一节 油田开发简介,第二节 开发方式及布井,第三节 油田开发的主要指标,油田开发基础知识,第

47、一节、油田开发简介,一、油田开发的概念,油田开发就是企业根据石油市场对原油生产的需求，从油田实际情况和生产规律出发，详探成果和，在综合研究的基础上，对具有工业价值油田，并对油田进行建设和投产，使其按预定的生产能力和经济效率实现长期稳产至开发结束。,油田开发基础知识,制定出合理的开发方案,必要的生产性开发试验,依据,油田开发一般都包括 阶段：（1）准备阶段开发前的详探、开发试验等；（2）开发设计和投产阶段油藏工程研究和评价、布井、指定注采方案和实施；（3）方案调整和完善阶段。,第四章 油田开发基础知识,三个,二、油田开发方案,油田开发方案就是上述开发设计和投产阶段的总体部署和设计，包括以下内容：

48、（1）油田地质情况；（2）储量计算；（3）开发原则；（4）开发程序；（5）开发层系、井网、开采方式、注采系统；（6）钻井及完井；（7）采油工艺技术；（8）油气水集输和处理等。,第四章 油田开发基础知识,三、油田开发原则,油田开发原则就是编制油田开发方案时，依据国家和企业对石油的需求，针对油田实际情况，制定出具体开采政策和界限。其具体规定一般如下：（1）采油速度和稳产期限；（2）开采方式和注水方式；（3）确定开发层系；（4）确定开发步骤；（5）确定合理的布井原则；（6）确定合理的采油工艺技术和增注措施。,第四章 油田开发基础知识,第二节、开发方式及布井,一、油田开发方式,油田开发方式是指依靠 开

49、发油田。它分为 和（如注水、气体、化学注入剂等）驱油两种。它是油田开发原则确定及层系划分时做出的选择。是目前多数油田选择的一种主要开发方式。下面以注水开发油田为例，结合布井重点介绍注水方式。,依靠天然能量驱油,人工补充能量,第四章 油田开发基础知识,哪种能量来驱油,人工注水开发,二、井网部署,井网部署就是指油气田的油、气、水井、等称为井网部署。,行列井网,面积井网,第四章 油田开发基础知识,井网的分布方式（注采系统）分为:和 两大类。,井网密度：是指单位面积上的油（水）井数（口/km2）或 每口油（水）井控制的面积（km2/口）。,排列分布方式,井数的多少,井距排距的大小,注意:井的深浅 井网

50、部署的范围。,不属于,井别：,是油田上根据钻井目的和开发的要求，把井分为不同类别，如探井、资料井、生产井、注水井、检查井、观察井、评价井等。,第四章 油田开发基础知识,探井：在经过地球物理勘探证实有希望的地质构造上，为 了探明地下情况，寻找油、气田而钻的井称为探井,资料井：为取得编制油田开发方案所需要的资料而钻的取 心井叫资料井。,生产井：用来采油的井叫生产井。,注水井：用来向油层内注水的井叫注水井。,第四章 油田开发基础知识,调整井：为挽回死油区的储量损失，改善断层遮挡地区注 水开发效果，以及调整横向上和纵向上采油效果 差别严重的开发区块所钻的井叫调整井。,在油由开发过程中为了检查油层开采效