地质基础知识讲稿.

第一节油、气、水的性质3、组分组成碳占80～88%，氢占10～14%还有少量氧、硫、氮等及微量元素C、H、O、N、S一、石油的组成及物理性质（一）石油的组成1、元素组成烃类化合物：主要由烷烃、环烷烃和芳香烃三种烃类组成。非烃类化合物2、化合物组成特征主要组成颜色相态荧光反应溶解性吸附性油质烷烃淡色液态浅兰色明亮荧光溶于石油醚不被硅胶吸附胶质环烷烃、芳香烃浅黄褐色半固态淡黄色半明亮荧光同上被硅胶吸附沥青质同上，但O、S、N化合物增多暗褐色或黑色固态褐色暗淡荧光不溶于石油醚溶于苯、CS2、CHCL3、CCL4被硅胶吸附碳质非烃类黑色固态无不溶于有机溶剂不被硅胶吸附1．颜色变化范围很广，从暗色到浅色都有。颜色的深浅取决于石油的组成。2．气味3．石油密度和相对密度石油密度是指单位体积石油的质量。石油的相对密度是指石油在温度为20℃时的密度与温度为4℃时纯水密度之比值。4．石油粘度石油在流动时，其内部分子之间产生的摩擦阻力称为石油粘度。单位为“毫帕•秒”。二、石油的物理性质5．饱和压力油田投入开发后，地层压力逐渐降低，当压力降到某一数值以后，原来溶解在石油中的天然气就不断地分离出来，从石油中分离出第一个气泡时的压力，称为石油的饱和压力。6.原始溶解气油比在地层原始状况下，单位质量（或体积）原油所溶解的天然气量称为原始气油比，单位是“立方米每吨或立方米每立方米”。7．体积系数地层条件下单位体积石油，与它在地面标准状况下脱气后的石油体积之比称为体积系数。8．弹性压缩系数弹性压缩系数是指压力每变化1兆帕时，地层原油体积的变化率。或者说压力每变化1兆帕时，单位地层原油体积的变化值。单位为兆帕分之一（MPa-1）。9．石油的凝固点石油冷却到失去流动性时的温度，叫石油的凝固点。10．石油溶解性指石油能够溶解在有机溶剂中的性质（即同类物互溶）。石油在水中的溶解度很低。但却易溶于许多有机溶剂，如氯仿、四氯化碳、苯、石油醚、醇等。11．石油导电性石油及其产品具有极高的电阻率，是不良的导电物质，所有它的导电性能很差。12．石油荧光性二、天然气的组成及物理性质在石油地质学中所指的天然气是以气态碳氢化合物为主的各种气体组成的混合气体。（一）天然气的化学组成1．元素组成与石油相似，以碳和氢为主，碳约占65％～80％，氢约占12％～20％。2．化合物组成以甲烷为主，其次是重烃气，并含有数量不等的氮气、二氧化碳、硫化氢、氧气、氢气及氦、氖、氩等惰性气体。干气：在气体成分中甲烷含量占95%以上，重烃气含量极少；湿气：甲烷含量低于95%。（二）天然气的物理性质1．天然气密度和相对密度单位体积天然气的质量称天然气密度，单位是“千克每立方米”。天然气的相对密度，指在标准状况下，单位体积天然气与同体积空气的质量之比。2．天然气粘度天然气的粘度是指气体内部相对运动时，气体分子内摩擦力所产生的阻力。粘度的大小与气体组成、温度、压力等参数有关，一般随分子量增大而减少，随温度和压力的增高而增大。天然气的粘度很小，比油或水的粘度低得多，在标准状况下仅为0.001～0.09mPa·S。3．体积系数气体在油层条件下所占的体积与在标准状况下所占体积的比值。单位是“立方米每立方米”。地下体积体积系数=——————地面体积4．弹性压缩系数弹性压缩系数是指压力每变化1兆帕时，气体体积的变化率。三、油田水的组成及物理性质油田水是指油、气田区域与油气藏有密切联系的地下水，往往与石油和天然气组成统一的流体系统。（一）油田水的化学组成常见的离子成分：阳离子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、H＋、Fe2+；阴离子：CI－、HCO3－、SO42－、CO32－等用总矿化度表示油田水中各种离子和化合物（不包括气体）的总含量，单位mg/L或g/L，数值越高说明水中的盐分越多。除离子成分外，尚有气体成分、有机组分及微量元素。（二）油田水的物理性质1．颜色油田水通常是带有颜色的，一般透明度较差，常呈浑浊状。2．气味3．相对密度相对密度多大于1。4．粘度油田水的粘度一般比纯水高，且随矿化度的增加而增加。5．导电性因为油田水中，常含有各种离子，所以油田水能够导电。第二节油气的生成和运移一、油气的生成石油成因理论可分为：无机成因说认为石油是自然界的无机物形成的。有机成因说分为早期成油说和晚期成油说。（一）生成油气的原始物质古生物、有机质、干酪根（二）生成油气的地质及动力条件经历一个加氢、去氧、富集碳的过程。地质条件：大地构造条件、古地理环境动力条件：主要有细菌作用、催化作用、热力作用及放射性作用等二、油气运移（一）油气初次运移石油和天然气自生油层向储集层的运移，称为初次运移。1、相态：油气溶解于水油气以原有的相态随水一起运移。2、油气初次运移的动力主要有压实作用、水热增压作用、粘土矿物脱水作用、甲烷气的作用等。（二）油气二次运移油气二次运移指的是石油和天然气进入储集层以后的各种运移。它包括油气在储集层孔隙中的运移；油气沿断层、裂缝和不整合面的运移以及由于油气藏破坏而使油气重新分布的运移。1.相态：除少量的油气以溶解的状态运移外，绝大部分油气以其原有的相态运移。2.动力和阻力构造运动力、浮力、水动力、毛细管力3.力的指向：由高压区指向低压区第三节储集层的性质凡是使油气在其孔隙、空洞、裂缝中流通、聚集、储存的岩层称为储集层。储集层的概念：一、储集层的孔隙性（一）孔隙的大小根据孔隙直径和裂缝宽度，以及对流体的作用，可将孔隙划分为三种类型。1．超毛细管孔隙。孔径大于0.5mm或裂缝宽度大于0.25mm。2．毛细管孔隙。孔隙直径在0.5mm～0.0002mm之间或裂缝宽度在0.25mm～0.0001mm之间。3．微毛细管孔隙。孔隙直径小于0.0002mm或裂缝宽度小于0.0001mm。储油层的主要特性石油在较高的压力和温度下，以流体状态存在于岩石的孔隙之中，因此原油的产量在很大程度上取决于储层的特性，它主要包括储油层岩石的孔隙性，渗透性和含油性。储油层的主要特性一、储油层的孔隙度岩石的孔隙体积与岩石的总体积之比叫岩石的孔隙度，是表示岩石中孔隙多少的指标。埋在地下的岩石，虽然受压力的作用和胶结物的粘结已经变得坚硬紧密。但是组成岩石的颗粒与颗粒之间仍有一定的孔隙，石油就是储存在这些小孔隙里。岩石的孔隙度分为绝对孔隙度和有效孔隙度。储油层的主要特性1、绝对孔隙度是指岩石全部孔隙的体积（包括不连通的孔隙在内）与该岩石总体积的比值。绝对孔隙度=（岩石全部孔隙体积/岩石的总体积）×100%2、有效孔隙度是指岩石中互相连通的孔隙体积与岩石总体积的比值。一般所指的孔隙度为有效孔隙度，用百分数表示。有效孔隙度=岩石互相连通的孔隙体积/岩石的总体积×100%孔隙度是计算储量和评价油层特性的一个重要指标，砂岩的孔隙度一般在0.25—0.35之间。储油层的主要特性3、影响孔隙度大小的因素(1)砂岩碎屑颗粒对孔隙度的影响如果砂岩粒度均匀，孔隙度就比较大；如果砂岩粒度不均匀，则可能出现大颗粒中间充填小颗粒的现象，使孔隙度变小。如果颗粒直径大，孔道也大，孔隙度也就大。储油层的主要特性3、影响孔隙度大小的因素(2)胶结物对孔隙度的影响砂岩主要胶结物是泥质和灰质。灰质中主要是石灰质和白云质。通常用胶结物在岩石中的含量来表示岩石的胶结程度。胶结物含量高，岩石比较坚硬；胶结物较少，岩石就比较疏松。灰质胶结比泥质胶结牢固。储油层的主要特性3、影响孔隙度大小的因素(3)胶结方式对孔隙度的影响胶结方式是指砂粒与胶结物之间的接触关系。第一种为基底式胶结，胶结物含量很多，碎屑都孤立地分散在胶结物中，彼此不相接触。此种胶结的储油物性最差。储油层的主要特性第二种为孔隙式胶结，胶结物含量较基底胶结少，胶结物多分布在碎屑颗粒之间的孔隙中，碎屑大都是互相接触的，但仍有孔隙，故其储油物性较好。储油层的主要特性第三种为接触式胶结，胶结物含量更少，只分布在碎屑岩颗粒接触的地方，其颗粒之间的孔隙常无胶结物，故其储油物性最好。储油层的主要特性二、储油岩的渗透性地下原油在一定的压差下，从岩石孔隙中流向井底，多孔岩石允许流体（油气水）通过的性质，称为岩石的渗透性。储油层的主要特性油井的产能与油层岩石的渗透性有着密切的关系，一般渗透性差的油层产能都比较低。当然油井的生产能力还与生产压差、油层厚度和原油性质有关。但渗透性的好坏是影响产能的一个重要因素。储油层的主要特性1、渗透率是指液体流过岩石的难易程度，是表示储油岩渗透性大小的指标。目前，国际上通用的渗透率单位是平方米，以符号m2来表示；或二次方微米，以符号µm2来表示。它们与达西、毫达西的关系为：1µm2=1.01325达西=1013.25毫达西。储油层的主要特性一、储集层的孔隙性孔隙是指储集层中未被固体物质所充填的空间部分孔隙性是指岩石具有孔隙的特性叫孔隙性（二）孔隙度1．绝对孔隙度岩样中所有孔隙空间体积之和与该岩样总体积的比值，称为该岩样的绝对孔隙度或总孔隙度。式中——绝对孔隙度，小数；——岩样中全部孔隙体积之和，m3；——岩样总体积，m3。tPVrV％100rPtVV2．有效孔隙度指那些参与渗流的，互相连通的孔隙总体积（即有效孔隙体积）与岩石总体积的比值。式中——有效孔隙度，小数；——岩样中有效孔隙之和，m3；——岩样总体积，m3。dtVrV％100rtdVV二、储集层的渗透性渗透性的概念：储集层的渗透性是指在一定的压差下，储集层本身允许流体通过的性能。1、绝对渗透率当单相流体充满岩石孔隙，流体不与岩石发生任何物理、化学反应，流体的流动符合达西直线渗滤定律时，所测得的岩石对流体的渗透能力称为该岩石的绝对渗透率。公式表示：110－PALQKKALPQ式中——岩石的绝对渗透率，m2；——岩样截面积，m2——岩样长度，m；——流体粘度，Pa·s；——岩样两端压力差，Pa；——压差为下的流量，m3/s2、有效渗透率所谓岩石有效渗透率是指当岩石孔隙为多相流体通过时，岩石对每一相流体的渗透率。3、相对渗透率某一相流体的相对渗透率是指该相流体的有效渗透率与绝对渗透率的比值。油、气、水的相对渗透率分别记为：KKKoroKKKgrgKKKwrw＜10＜10特低10～10010～15低100～50015～25中500～200025～30高＞2000＞30特高孔隙度/％级别表2－1砂岩储层物性级别表砂岩储层物性级别表渗透率/（×10－3m2）三、储集层的含油性地下储集层中含有一定数量的油气的性质叫储集层的含油性。1、含油饱和度（SO）指油层岩石孔隙中石油所占的体积与该岩石有效孔隙体积的百分比。2、含气饱和度（Sg）指岩石孔隙中天然气所占的体积与该岩石有效孔隙体积的百分比。3、含水饱和度（SW）指油层岩石孔隙中水的体积与该岩石有效孔隙体积的百分比。四、储集层的类型1.碎屑岩储集层碎屑岩储集层分布很广，从岩石类型上包括已经成岩的砾岩、砂岩、粉砂岩和未成岩的砾石层、砂层等。其储集空间主要是碎屑颗粒之间的空隙。2.碳酸盐岩储集层储集空间主要是次生的裂缝、溶洞3.其他类型的储集层这类储集层包括岩浆岩、变质岩、泥岩。第四节圈闭和油气藏一、圈闭圈闭是指储集层中能够阻止油气运移的，并使油气聚集的一种场所。形成圈闭所具备的三个条件：1.储集层2.盖层：是指位于储集层上方，能阻止储集层中油气向上逸散的岩层。3.遮挡物：是指从各方面直接防止油气散失的封闭条件。油气藏指在单一圈闭内，具有统一水动力系统的油气聚集体。主要指单一要素控制。即在同一个圈闭内，具有统一的压力系统，统一油水界面的油气聚集。二、油气藏含气边界含水边界含油边界水油气顶油气藏高度（一）油气藏的参数以背斜油气藏为例1.含油边界：油藏中油－水接触面与含油层顶面的交线。2.含水边界：油藏中油－水接触面与含油层底面的交线。3.含气边界：油藏中油－气接触面与油、气层顶面的交线。4.油气藏高度：指圈闭内储集层最高点到油、水接触面之间的海拔高差。5.含油、气面积：油藏中含油外边缘所圈定的面积为含油面积。含气边界所圈定的面积为含气面积。（二）油气藏的形成条件1.充足的油源