石油地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)講義PPT課件

1、需掌握的知識(shí)點(diǎn)第1頁/共53頁第一節(jié)第一節(jié) 地質(zhì)構(gòu)造及油氣藏地質(zhì)構(gòu)造及油氣藏 地質(zhì)構(gòu)造：是指地質(zhì)體本身所具有的形態(tài)特征。它是由地殼運(yùn)動(dòng)形成的。 由于地殼運(yùn)動(dòng)所引起的巖層變形和變位均稱為構(gòu)造變動(dòng)。由重力、流水和冰川等外力作用引起的巖層變形和變位均稱為非構(gòu)造變動(dòng)。 構(gòu)造變動(dòng)按其表現(xiàn)形式可分為兩類： 褶皺變動(dòng)和斷裂變動(dòng)。由褶皺變動(dòng)產(chǎn)生的構(gòu)造稱為褶皺構(gòu)造；由斷裂變動(dòng)產(chǎn)生的構(gòu)造稱為斷裂構(gòu)造。這兩者之間有著密切的聯(lián)系，往往是同時(shí)存在和相伴而生的。第2頁/共53頁一、地質(zhì)構(gòu)造一、地質(zhì)構(gòu)造 1、水平巖層、水平巖層 水平巖層是指巖層在成巖水平巖層是指巖層在成巖后，未遭受顯著的地殼運(yùn)動(dòng)影后，未遭受顯著的地殼運(yùn)動(dòng)影

2、響，或雖在長(zhǎng)期的地質(zhì)歷史時(shí)響，或雖在長(zhǎng)期的地質(zhì)歷史時(shí)間內(nèi)，經(jīng)過一次或多次地殼構(gòu)間內(nèi)，經(jīng)過一次或多次地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，但仍然保持著原來的造運(yùn)動(dòng)，但仍然保持著原來的產(chǎn)狀。產(chǎn)狀。一般認(rèn)為傾斜度不超過一般認(rèn)為傾斜度不超過5的巖層稱為水平巖層的巖層稱為水平巖層。如。如圖圖1-1所示。所示。（一）、巖層圖1-1第3頁/共53頁2、傾斜巖層 沉積巖在成巖過程中或成巖之后，由于受地殼運(yùn)動(dòng)的影響，使巖層發(fā)生傾斜，巖層的層面和水平面成一定角度，這樣的巖層稱為傾斜巖層，如圖1-2所示。圖1-2第4頁/共53頁3、巖層產(chǎn)狀要素巖層的產(chǎn)狀是指巖層在空間的產(chǎn)出狀態(tài)。 巖層產(chǎn)狀的三要素是：走向、傾向、傾角，如圖1-3所示。 第

3、5頁/共53頁走向：巖層的層面與任意水平面的交線叫走向線，走向線兩端所指的方向即為走向，它標(biāo)志著 巖層的延伸方向。走向線可以有無數(shù)條，但走向只有兩個(gè)，相差180。傾向：指巖層傾斜的方向。沿巖層傾斜面向下所引的與走向線相垂直的斜線稱為傾向線，它在水平面上的投影所指的方向稱為傾向。任意一個(gè)巖層面只有一個(gè)傾向。傾角：巖層層面與水平面之間的夾角，即巖層的傾向線與其在水平面上的投影線之間的夾角。第6頁/共53頁4、巖層厚度 巖層頂界面與底界面之間的最短距離稱為巖層厚度。頂界面到底界面之間的鉛垂距離叫鉛垂厚度。水平巖層的厚度與鉛垂厚度是相等的。傾斜巖層厚度永遠(yuǎn)小于鉛垂厚度。5、露頭 巖層在地表出露的部分叫

4、露頭。露頭可分為： 天然露頭：天然出露在地表的巖層露頭。 人工露頭：經(jīng)人工或機(jī)械挖掘出來的巖層露頭。第7頁/共53頁（二）褶皺構(gòu)造 水平巖層在地殼運(yùn)動(dòng)的過程中在構(gòu)造應(yīng)力的作用下，形成波狀彎曲但未喪失其連續(xù)完整性的構(gòu)造稱為褶皺構(gòu)造。褶皺構(gòu)造是地殼上是最常見的一種地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)。 褶曲是褶皺構(gòu)造中的一個(gè)彎曲，是組成褶皺構(gòu)造的最基本單位。兩個(gè)或兩個(gè)以上的褶曲組成褶皺。 褶曲的基本形態(tài)可分為背斜褶曲和向斜褶曲，二者相互依存，有時(shí)共處于一個(gè)體系之中，如圖1-4所示。第8頁/共53頁現(xiàn)實(shí)當(dāng)中的背斜與向斜背斜向斜第9頁/共53頁（三）斷裂構(gòu)造 當(dāng)巖層所受的力超過了巖石的強(qiáng)度，巖層的連續(xù)性和完整性遭受破壞而斷開

5、或錯(cuò)動(dòng)的現(xiàn)象稱為斷裂。巖層發(fā)生斷裂后形成的地質(zhì)構(gòu)造稱為斷裂構(gòu)造。 斷裂構(gòu)造分為裂縫和斷層兩類:1、裂縫 當(dāng)巖層受力發(fā)生斷裂后，斷裂面兩側(cè)巖體沿?cái)嗔衙鏇]有發(fā)生明顯位移的斷裂構(gòu)造稱為裂縫。按斷裂縫的產(chǎn)狀和巖石產(chǎn)狀的關(guān)系可分為走向裂縫、傾向裂縫和斜交裂縫，如圖1-5所示。油氣藏中存在的裂縫越多，注水開發(fā)時(shí)油層的水竄現(xiàn)象就越嚴(yán)重。第10頁/共53頁2、斷層1）斷層的概念： 當(dāng)巖石受力發(fā)生斷裂后，斷裂面兩側(cè)巖體沿?cái)嗔衙姘l(fā)生明顯位移的斷裂構(gòu)造稱為斷層。2）斷層的幾何要素：斷層面、斷層線、斷盤、斷距第11頁/共53頁3）斷層分類 根據(jù)斷層兩盤相對(duì)位移的方向分為正斷層、逆斷層和平移斷層三種，如圖1-7所示。第

6、12頁/共53頁其中： 正斷層：上盤相對(duì)下降，下盤相對(duì)上升的斷層。正斷層會(huì)使地層產(chǎn)生缺失現(xiàn)象。 逆斷層：上盤相對(duì)上升，下盤相對(duì)下降的斷層。逆斷層會(huì)使地層產(chǎn)生重疊現(xiàn)象。 平移斷層：兩盤沿?cái)鄬用孀呦蚍较蛳鄬?duì)移動(dòng)的斷層。斷層使地層失去連續(xù)性。一個(gè)油氣藏的地質(zhì)構(gòu)造并不是單一的，一般是褶皺、斷層、裂縫幾種構(gòu)造相伴而生。油氣藏中的裂縫和斷層越多，油田開采的難度就越大。裂縫越多，注水開發(fā)就越容易形成水竄，影響油藏的水驅(qū)油波及系數(shù)；斷層越多，油層就會(huì)不連續(xù)，使注入水受到遮擋，不能及時(shí)地補(bǔ)充地層能量。第13頁/共53頁二、油氣藏二、油氣藏（一）油氣藏的概念： 地下巖層中能夠聚集并儲(chǔ)藏石油和天然氣的場(chǎng)所，稱為油氣

7、藏。油氣藏是油氣聚集的基本單元，是油氣在單一圈閉中的聚集，具有統(tǒng)一的壓力系統(tǒng)和油水界面。 （二）油氣藏形成的條件： 油氣藏形成必須具備生、儲(chǔ)、蓋、運(yùn)、圈這五個(gè)條件。 生油層：生成油氣的物質(zhì)基礎(chǔ)。生油層是有機(jī)物質(zhì)堆積、保存并轉(zhuǎn)化成油氣的場(chǎng)所。 儲(chǔ)集層：有一定的孔隙度和滲透率的儲(chǔ)油氣層。 蓋層：緊鄰儲(chǔ)集層的不滲透巖層，起阻止油氣繼續(xù)向上逸散的作用。通常泥質(zhì)巖類、致密的石灰?guī)r、石膏等不滲透巖層都可作為良好的蓋層。 油氣運(yùn)移：油氣從生油層向儲(chǔ)集層運(yùn)移的過程。 圈閉：能阻止油氣繼續(xù)運(yùn)移并能使油氣聚集起來形成油氣藏的場(chǎng)所。圈閉由儲(chǔ)集層、蓋層、遮擋物三部分組成。 第14頁/共53頁（三）、油氣藏的類型 目前

8、國內(nèi)廣泛采用的油氣藏分類方法是以圈閉成因進(jìn)行分類，分為構(gòu)造油氣藏、地層油氣藏和巖性油氣藏三大類。1、構(gòu)造油氣藏： 構(gòu)造油氣藏是指油氣在構(gòu)造圈閉中聚集形成的油氣藏。構(gòu)造油氣藏又分為背斜油氣藏和斷層油氣藏。1）背斜油所藏：在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的作用下，地層發(fā)生彎曲變形，形成向周圍傾伏的背斜稱為背斜圈閉。在背斜圈閉中的油氣聚集稱為背斜油氣藏。背斜油氣藏?cái)鄬佑蜌獠氐?5頁/共53頁2、地層油氣藏 由于地層橫向上或縱向上連續(xù)性中斷而形成的圈閉稱為地層圈閉。油氣在地層圈閉中的聚集稱為地層油氣藏。3、巖性油氣藏 由于沉積條件的變化導(dǎo)致沉積巖巖性發(fā)生變化，形成巖性尖滅圈閉和透鏡體圈閉，其中聚集了油氣，就形成了巖性油氣藏

9、。描述油氣藏的有關(guān)術(shù)語：1、氣頂：油藏中的石油和天然氣是按密度的大小分布的，天然氣最輕，充滿在油氣藏的頂部，故稱為氣頂。由于各油藏的壓力和油氣的組成不同，有的油藏有氣頂（地層壓力小于飽和壓力），有的油藏沒有氣頂（地層壓力大于飽和壓力）。2、含油邊界、含水邊界、含氣邊界和油水過渡帶：油、氣、水在油藏中，由于油、氣、水的重力分異作用，頂部是天然氣，中間是原油，底部是水。氣與油的接觸面稱為油氣界面，油與水的接觸面稱為油水界面。油與水接觸面的內(nèi)邊界叫含水邊界，油與水接觸面的外邊界叫含油邊界。油與水接觸面的內(nèi)外邊界之間的區(qū)域稱為油水過渡帶。3邊水、底水和層間水：分布在油氣氣邊緣包圍原油的水稱為邊水；分布

10、在油氣層底部襯托原油的水稱為底水；在比較厚的油層中間存在的夾層水稱為層間水。第16頁/共53頁 第二節(jié)、沉積巖和沉積相第二節(jié)、沉積巖和沉積相一、沉積巖 沉積巖是在各種地質(zhì)作用下所形成的沉積物組成的巖石，約占地球表面的75%。石油和天然氣形成于沉積巖，并絕大部分儲(chǔ)存于沉積巖中。（一）沉積巖的構(gòu)造1、沉積巖的外貌特征，即各組成部分在空間排布和排列方式，稱為沉積巖的構(gòu)造其中最主要的構(gòu)造是層理，其次是層面構(gòu)造和巖石內(nèi)部構(gòu)造。2、層理類型：根據(jù)細(xì)層和層系界面的相對(duì)關(guān)系，將層理分為水平層理、波狀層理、斜層理和交錯(cuò)層理四種類型。（圖1-12層理類型示意圖 略）第17頁/共53頁（二）沉積巖的分類 根據(jù)沉積巖

11、的成分、沉積巖作用的方式和沉積的環(huán)境等，可將沉積巖分為碎屑巖、粘土巖和碳酸鹽巖三大類。1、碎屑巖：其中碎屑顆粒含量大于50%。碎屑巖是主要儲(chǔ)油巖石。我國油田大部分是砂巖儲(chǔ)油，世界上有50%的油田屬于砂巖儲(chǔ)油。2、粘土巖是由粘土礦物和粒徑小于0.01mm的巖石碎屑組成的沉積巖成分，占沉積巖含量的46%，是主要的生油巖石。3、碳酸鹽巖是由方解巖和白云巖等碳酸鹽礦物組成的沉積巖稱為碳酸鹽巖。它既是生油巖，又是儲(chǔ)油巖。目前，碳酸鹽巖類油田儲(chǔ)量約占世界石油總儲(chǔ)量的57%。我國華北、西南等地區(qū)的碳酸鹽巖地層十分發(fā)育，面積廣、層位多。第18頁/共53頁二、沉積相沉積相：是指在一定的沉積環(huán)境中形成的巖石組合。

12、沉積環(huán)境：是指巖石在沉積和成巖過程中所處的自然地理?xiàng)l件、氣候狀況、生物發(fā)育、沉積介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)及化學(xué)條件等。 不同的沉積相形成于不同的沉積環(huán)境。在沉積環(huán)境中起決定作用的是自然地理?xiàng)l件，依據(jù)自然地理?xiàng)l件的不同，沉積相可分為以下類型。陸相：陸相分為殘積相、山麓相、河流相、湖泊相、沼澤相、冰川相、 沙漠相。海相：海相分為濱海相、淺海相、半深海相和深海相。海陸過渡相：海陸過渡相分為湖相、三角洲相和沙洲、沙壩、沙嘴相。第19頁/共53頁第三節(jié)、石油的生成及油氣運(yùn)移第三節(jié)、石油的生成及油氣運(yùn)移一、石油、天然氣的生成 關(guān)于油氣的成因曾有兩種不同的學(xué)說，即有機(jī)成因?qū)W說和無機(jī)成因?qū)W說兩大派別。 無機(jī)成因?qū)W派

13、認(rèn)為：石油和天然氣是來自地球內(nèi)部的無機(jī)物質(zhì)，或者是來自宇宙中的碳?xì)湓兀?jīng)過復(fù)雜的化學(xué)作用，首先形成了甲烷，并在地球形成初期就已存在地球內(nèi)部，后來沿地殼的裂縫向上運(yùn)移，在運(yùn)移過程中聚合成高分子的烴類，并在巖層中聚集形成油氣藏。 有機(jī)成因?qū)W派認(rèn)為：人們?cè)陂L(zhǎng)期的開采和利用油氣的過程中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)絕大部分油氣田都分布于沉積巖中。油、氣的化學(xué)成分與沉積巖中有機(jī)質(zhì)的化學(xué)成分有很多共同之處。而且在地質(zhì)歷史時(shí)期中生物廣泛發(fā)展的階段，沉積巖中油、氣就越豐富。事實(shí)證明了油、氣是由有機(jī)質(zhì)生成的。 以下根據(jù)有機(jī)成因?qū)W說的觀點(diǎn)來闡述石油和天然氣的生成問題。第20頁/共53頁（一）生成油氣的原始物質(zhì) 油氣是由有機(jī)物質(zhì)在適當(dāng)

14、的地質(zhì)環(huán)境下，經(jīng)生物化學(xué)和物理化學(xué)作用生成的。有機(jī)物質(zhì)是指生活在地球上生物的遺體。 自然界中的生物種類繁多，它們?cè)诓煌潭壬隙伎梢宰鳛樯偷脑嘉镔|(zhì)。不同種類生物對(duì)油氣生成的意義不同，動(dòng)物優(yōu)于植物，低等生物優(yōu)于高等生物。因?yàn)榈偷壬锓敝沉O強(qiáng)，并且數(shù)量也很多；低等生物多為水生物，死亡后容易被保存。生油層中常見的微體古生物和介形蟲、鞭毛蟲、抱球蟲、放射蟲等是主要的生油物質(zhì)。第21頁/共53頁（二）油、氣生成的條件1.環(huán)境條件 要使大量有機(jī)質(zhì)堆積保存下來，需要生物的大量繁殖和周圍缺氧還原的條件，如淺海區(qū)、海灣、深湖和內(nèi)陸湖的深湖一半深湖區(qū)。確保有機(jī)質(zhì)不斷堆積，并處于還原環(huán)境，地殼必須長(zhǎng)期穩(wěn)定下降，

15、在堆積的沉積物不 斷被新的沉積物覆蓋。且沉積速度與地殼下降速度相適應(yīng)，才具有沉積厚度大、有機(jī)質(zhì)豐富并向石油轉(zhuǎn)化的有利條件。如松遼盆地總厚度達(dá)5000多米。2.物理化學(xué)條件 有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化成石油是一個(gè)復(fù)雜的生物化學(xué)和物理化學(xué)作用的過程，促使這一過程發(fā)生的因素有細(xì)菌的作用、溫度作用、壓力作用、催化劑作用等。1）細(xì)菌作用 在還原環(huán)境里，細(xì)菌能分解沉積物里的有機(jī)物質(zhì)而產(chǎn)生瀝青質(zhì)，所以說細(xì)菌的作用在成油過程中起著重要作用。2）溫度作用 隨著沉積物埋藏深度的增加，溫度也隨之增高，有機(jī)質(zhì)在地?zé)嶙饔孟滦纬蔁N類。隨著溫度的增高和時(shí)間的增長(zhǎng)，烴類的數(shù)量也增多。在較高溫度下，輕烴的含量增加，主要為氣態(tài)，則生油過程不需要

16、太高的溫度。已探明的油層多低于100。3）壓力作用 沉積物埋藏的深度隨著地殼下降而不斷加深，上覆地層厚度不斷增大，溫度壓力也不斷升高。壓力升高可促使有機(jī)質(zhì)向石油轉(zhuǎn)化的進(jìn)行。4）催化劑作用 催化劑的存在能加速有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化。粘土礦物就是很好的催化劑。第22頁/共53頁 （三）生油過程整個(gè)生油過程可劃分為三個(gè)階段：1.初期生氣階段：沉積物埋藏不深時(shí)，細(xì)菌比較發(fā)育，有機(jī)質(zhì)在細(xì)菌作用下發(fā)生分解，生成大量的氣態(tài)物質(zhì)。2.生油氣階段：隨著埋藏深度的增加，溫度和壓力不斷升高，細(xì)菌活動(dòng)逐漸減弱，進(jìn)入地?zé)嶂鲗?dǎo)作用階段。此階段有機(jī)質(zhì)不僅轉(zhuǎn)化成氣態(tài)烴，還有液態(tài)烴，困此是主要生油氣階段。3.熱裂解生氣階段：隨著沉積物埋

17、藏深度的進(jìn)一不加深，有機(jī)質(zhì)經(jīng)受著更高的溫度和壓力作用，發(fā)生深度裂解，以生成氣態(tài)烴為主，困此稱為熱裂解生氣階段。（四）生油巖 把地殼中具備有生油條件的地層均稱為生油巖。生油巖的巖相有淺海相、淺湖相、半深水湖-深水湖的暗色泥質(zhì)巖類。 生油巖的巖性為泥巖、頁巖、泥灰?guī)r、灰?guī)r、白云巖和生物灰?guī)r、碳酸鹽巖類。第23頁/共53頁二、石油、天然氣的運(yùn)移 油氣在地殼中的移動(dòng)稱為油氣的運(yùn)移。石油和天然氣都是流體，其生成與聚集之處往往不是同地。剛剛生成的油氣呈分散狀態(tài)保存在地層之中，通過運(yùn)移聚集成油氣藏。 根據(jù)油氣運(yùn)移與生油層的關(guān)系，可將油氣運(yùn)移分成初次運(yùn)移和二次運(yùn)移。油氣運(yùn)移的動(dòng)力因素有：地靜壓力、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)力、

18、水動(dòng)力、浮力和毛細(xì)管力。第24頁/共53頁1.初次運(yùn)移 初次運(yùn)移是指生油層中生成的油氣向附近儲(chǔ)層中的運(yùn)移。運(yùn)移狀態(tài)主要是成溶解狀態(tài)的油氣被水所攜帶而隨水流動(dòng)。動(dòng)力主要為地靜壓力和水動(dòng)力。運(yùn)移方向主要以垂向運(yùn)移為主，也可作側(cè)向運(yùn)移。2.二次運(yùn)移 二次運(yùn)移是指油氣進(jìn)入儲(chǔ)層后的一切運(yùn)移。它包括油氣在儲(chǔ)層內(nèi)部運(yùn)移，也包括了沿著斷層等通道從一個(gè)儲(chǔ)層進(jìn)入到另一個(gè)儲(chǔ)層的運(yùn)移。二次運(yùn)移方式主要是呈游離的相態(tài)以大片的油氣相進(jìn)行運(yùn)移。其動(dòng)力主要有構(gòu)造動(dòng)力、浮力、水動(dòng)力和毛細(xì)管力。運(yùn)移方向可以是垂向的，也可以是側(cè)向的。 總之，油氣要通過最短的途徑，從高壓區(qū)向低壓區(qū)移動(dòng)。第25頁/共53頁 第四節(jié)、第四節(jié)、 儲(chǔ)集層的

19、物理性質(zhì)儲(chǔ)集層的物理性質(zhì) 在地下能夠儲(chǔ)存和滲濾流體的巖層稱為儲(chǔ)集層。因此，儲(chǔ)集層具有孔隙性質(zhì)和滲透性兩個(gè)重要特性。儲(chǔ)集油氣的地層有砂巖地層和碳酸鹽巖地層，砂巖地層主要是孔隙儲(chǔ)油，碳酸鹽巖地層主要是裂縫和溶洞儲(chǔ)油。我國絕大部分油田都是砂巖地層，下面以砂巖地層為例介紹儲(chǔ)集層的物理性質(zhì)。一、儲(chǔ)集層的孔隙性（一）孔隙的概念： 砂巖巖石中未被膠結(jié)物充填的地方形成了孔隙。巖石中的孔隙有大有小，孔隙形狀錯(cuò)綜復(fù)雜，有的孔隙相互連通，有的孔隙孤立存在。1、孔隙按孔徑分類： 地層孔隙按孔徑的大小分為超毛細(xì)管孔隙、毛細(xì)管孔隙和微毛細(xì)管孔隙。其中超毛經(jīng)管孔隙和毛細(xì)管孔隙為地層的主要儲(chǔ)滲空間。 第26頁/共53頁2、孔

20、隙按連通性分類： 地層孔隙按連通情況分為有效孔隙和無效孔隙。 有效孔隙：是指相互連通的、流體在其中可以流動(dòng)的孔隙。地層的有效孔隙越多，油層的儲(chǔ)油性能越好，油層的產(chǎn)油能力就越強(qiáng)。 無效孔隙：是指那些互不連通的死孔隙、微毛細(xì)管孔隙和被微毛細(xì)管孔隙所包圍的孔隙，流體在其中不能流動(dòng)。（二）孔隙度1、孔隙度的概念：巖石中孔隙體積占巖石外表體積的百分?jǐn)?shù)稱為儲(chǔ)油巖石的孔隙度?？紫抖仁怯靡院饬?jī)?chǔ)油巖石孔隙的多少和孔隙的發(fā)育程度。其表達(dá)式為： 式中儲(chǔ)油巖石的孔隙度，%； Vp巖石中的孔隙體積； Vf巖石的外表體積。%VVfp第27頁/共53頁2、孔隙度的分類 孔隙度根據(jù)孔隙的連通情況分為有效孔隙度和絕對(duì)孔隙度。

21、 有效孔隙度：有效孔隙度是指巖石有效孔隙體積占巖石外表體積的百數(shù)。在沒有特指的情況下，所說的孔隙度一般都指有效孔隙度。一般在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用煤油法測(cè)得。 絕對(duì)孔隙度：絕對(duì)孔隙度是指巖石中總孔隙體積占巖石外表體積的百分?jǐn)?shù)?？捎脷怏w法測(cè)得，其計(jì)算公式為： 式中t絕對(duì)孔隙度，%； Vtp總孔隙體積；Vs固相顆粒體積。fafsfftptVVVVVVV1第28頁/共53頁3、孔隙度的影響因素 孔隙度的大小與組成巖石的顆粒大小有關(guān)，與顆粒的分選性有關(guān)，與膠結(jié)物的含量及膠結(jié)方式有關(guān)。 儲(chǔ)油砂巖（碎屑巖）的膠結(jié)方式有基底膠結(jié)、孔隙膠結(jié)和接觸膠結(jié)。其中接觸膠結(jié)孔隙度最大，孔隙膠結(jié)次之，基底膠結(jié)孔隙度最小。第29頁/共

22、53頁二、儲(chǔ)油巖石中的含流體飽和度 儲(chǔ)油巖石絕大部分是沉積巖，成巖后的孔隙空間完全被水所充滿。油氣由生油層形成后經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的油、氣運(yùn)移過程，油和氣將儲(chǔ)油層孔隙中的部分水驅(qū)走，油氣進(jìn)入儲(chǔ)油層巖石孔隙，占據(jù)部分原來被水所占據(jù)的孔隙空間，形成了具有油、水兩相或油、氣、水三相共存的油氣藏。 含油飽和度：巖石孔隙中飽和油的體積占孔隙體積的百分?jǐn)?shù)稱為含油飽和度。 含水飽和度：巖石孔隙中飽和水的體積占孔隙體積的百分?jǐn)?shù)稱為含水飽和度。 含氣飽和度：巖石孔隙中飽和氣的體積占孔隙體積的百分?jǐn)?shù)稱為含氣飽和度。第30頁/共53頁三、儲(chǔ)油巖石的滲透性 在采油過程中，油層流體要通過巖石的孔隙滲透到井底，流到井底液體量

23、的多少與儲(chǔ)油巖石的滲透性有關(guān)。在一定壓差下巖石允許流體通過的性質(zhì)稱為儲(chǔ)油巖石的滲透性。滲透性的大小用滲透率來衡量。（一）儲(chǔ)油巖石的滲透率1、絕對(duì)滲透率：當(dāng)巖石被一種流體100%所飽和，且流體和巖石不發(fā)生任何物化反應(yīng)時(shí)，巖石允許流體通過的能力稱為儲(chǔ)油巖石的絕對(duì)滲透率。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用高壓氮?dú)鉁y(cè)絕對(duì)滲透率。絕對(duì)滲透率可由達(dá)西定律求得：式中K儲(chǔ)油巖石的滲透率，m2； L巖心的長(zhǎng)度，cm； A巖心的截面積，cm2； Q通過巖心的流量，cm3/s； p巖心兩端的壓差，MPa； 流體的粘度，mPas。PALQK10第31頁/共53頁2、有效滲透率：當(dāng)巖心被兩種或兩種以上的流體所飽和時(shí)，巖石允許某種流體通過的能力

24、，稱為該相流體的有效滲透率（或相滲透率）。1）油的有效滲透率：2）水的有效滲透率：3）氣的有效滲透率：以上三式中： KO、KW、Kg分別為巖民對(duì)油、水、氣的有效滲透率， QO、QW、Qg分別為通過巖心油、水氣的體積流量， o、w、g分別為油、水、氣的粘度 ， P1、P2分別為巖心入口處和出口處壓力， 當(dāng)巖石中存在多相流體時(shí)，各相有效滲透率之和小于絕對(duì)滲透率。因?yàn)橄嗯c相之間存在著相界面和附加毛細(xì)管阻力；流動(dòng)時(shí)相互干擾；多相流量產(chǎn)生賈敏效應(yīng)；增加了附加阻力，使巖石對(duì)各相流體的滲透能力減小了。PALQKO10PALQKW1022212210PPALPQKggg第32頁/共53頁四、油藏的滲流方式 油

25、藏中流體的流動(dòng)是在多孔子介質(zhì)中進(jìn)行的，我們把流體通過油層多孔介質(zhì)的流動(dòng)稱為滲流。 油層流體從油層流向井底的滲流方式是多種多樣的。按流體的總體流動(dòng)方向可以把滲流方式分為單向流、平面徑向流和球面向心流三種。第33頁/共53頁 第五節(jié)、油藏流體的性質(zhì)第五節(jié)、油藏流體的性質(zhì) 油藏流體是指儲(chǔ)存在油藏中的油、氣、水。這些流體因儲(chǔ)存在具有高溫高壓的地層孔隙之中，并且溶解有天然氣，因此與地面原油的性質(zhì)存在很大差異。一、石油 石油是由各種碳?xì)浠衔锘旌隙傻囊环N油狀液體。（一）石油的物理性質(zhì)1、顏色：石油以其組成不同可呈黑綠色、棕黑色、深褐色，也有無色透明的和灰白色的。2、氣味：石油具有特殊氣味，含有H2S的具

26、有臭味，含芳香烴的具有芳香味。第34頁/共53頁（二）原油的高壓物性參數(shù)1、飽和壓力：在溫度不變時(shí)，地層原油壓力降低到開始脫氣時(shí)的壓力稱為飽和壓力。用“pb”表示。2、原始溶解氣油比：在地層原始狀況下單位質(zhì)量（或體積）原油所溶解的天然氣量稱為原始溶解氣油比，用“Rsi”來表示，其單位：m3/m3或m3/t。3、生產(chǎn)氣油比：油井生產(chǎn)時(shí)每采出一噸原油伴隨采出的天然氣量。單位m3/t。4、原油粘度：原油流動(dòng)時(shí)，其內(nèi)部分子間由于發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的摩擦阻力 稱為原油的粘度。一般用“o”表示，單位：mPa.s。原油粘度的影響因素：1）原油的成分：原油中重質(zhì)成分越多，原油的粘度越大；輕質(zhì)成分越多，原 油的

27、粘度越小。2）溫度的影響：溫度升高，原油的粘度降低。3）溶解氣量的影響：原油中溶解的氣量越多，原油的粘度越小。4）壓力的影響：當(dāng)?shù)貙訅毫Υ笥陲柡蛪毫r(shí)，壓力降低，粘度減?。划?dāng)?shù)貙訅毫π∮陲柡蛪毫r(shí)，壓力降低，粘度增大；當(dāng)?shù)貙訅毫Φ扔陲柡蛪毫?時(shí)， 粘度有最小值。第35頁/共53頁5、原油密度和相對(duì)密度1）原油的密度：?jiǎn)挝惑w積的原油所具有的質(zhì)量稱為原油的密度。 式中：原油的密度，kg/m3； M原油的質(zhì)量，kg； V原油的體積，m3。 2）原油的相對(duì)密度：石油行業(yè)規(guī)定20時(shí)的原油的密度與4時(shí)純水的密度之比為原油的相對(duì)密度。 式中：d相對(duì)密度，無量鋼量； o原油的密度； w4時(shí)純水的密度。6、原油

28、凝回點(diǎn)：原油冷卻到失去流動(dòng)性時(shí)的最高溫度為原油的凝固點(diǎn)。VMwod第36頁/共53頁7、原油體積系數(shù)：原油在地層條件下所占的體積與其在地面標(biāo)準(zhǔn)狀況下 所占的體積之比稱為原油的體積系數(shù)。 式中：Vo原油在地下所具有的體積； Vos原油在地面脫氣后所具有的體積。8、原油的壓縮系數(shù)：?jiǎn)挝惑w積的地層原油當(dāng)壓力每增加單位壓力時(shí)，原油體積的變化率稱為原油的壓縮系數(shù)。 式中：Co原油的壓縮系數(shù)，MPa-1； Vo壓力改變后原油體積的改變量，m3； P壓力的改變量，MPa。9、原油收縮率：地層油脫氣后，原油收縮的體積占原油體積的百分?jǐn)?shù)稱為原油收縮系數(shù)。osooVVBPVV1Cooo第37頁/共53頁10、溶解

29、系數(shù)：在一定壓力范圍內(nèi)壓力每改變單位壓力時(shí)，單位質(zhì)量（或體積）油所溶解的天然氣量稱為溶解系數(shù)。 式中溶解系數(shù)，m3/(tMPa)； Rsi溶解氣油比，m3/t； P壓力，MPa。（三）石油的化學(xué)性質(zhì) 原油主要含量是烴類，即烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴，并且以烷烴為主。另外含有少量的非烴類化合物，即氧、硫、氮的化合物。石油為C5-C16的烷烴，石蠟為C16-C64的烷烴，膠質(zhì)、瀝青質(zhì)為氧、硫、氮的化合物。 一般原油中都含有硫、石蠟、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)。原油中蠟的百分含量稱為含蠟量。原油中膠質(zhì)含量的百分?jǐn)?shù)稱為膠質(zhì)含量。膠質(zhì)能深于石油醚、笨、氯仿、乙醚和四氯化碳等有機(jī)溶劑中。原油中所含的暗褐色至黑色至黑色的脆性物

30、質(zhì)稱為瀝青質(zhì)，瀝青質(zhì)不溶于石油醚，能溶于笨、三氯甲烷和四氯化碳。不同的油氣藏原油中各種成分的含量不同。PRis第38頁/共53頁二、天然氣（一）天然氣的物理性質(zhì) 天然氣是以氣態(tài)碳?xì)浠衔餅橹靼ǚ菬N氣體在內(nèi)的多種氣體組成的混合氣體。1、燃燒性：天然氣當(dāng)達(dá)到著火點(diǎn)后就能馬上燃燒。2、爆炸性：天然氣在空氣中的含量達(dá)到5%-15%時(shí)，當(dāng)混合氣體遇到火源或強(qiáng)光照射就會(huì)發(fā)生爆炸。3、體積系數(shù)：天然氣在油層條件下所占的體積與其在地面標(biāo)準(zhǔn)狀況下所占的體積之比稱為天然氣的體積系數(shù)。 式中：Bg天然氣的體積系數(shù)，無量鋼量； Vg天然氣在油層條件下所占有的體積； Vga天然氣在地面標(biāo)準(zhǔn)狀況下所占有的體積。 天然氣

31、的體積系數(shù)是一個(gè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1的數(shù)值。gaggVVB第39頁/共53頁4、彈性壓縮系數(shù)：當(dāng)壓力每變化1MP a時(shí)，天然氣體積的變化率稱為天然氣的彈性壓縮系數(shù)。 式中：Cg天然氣的壓縮系數(shù)，MPa-1 Vg壓縮前天然氣的體積，m 3； Va壓力改變后天然氣體積的變化量，m3； P壓力的變化量，MPa5、天然氣的粘度：當(dāng)天然氣流動(dòng)時(shí)，由于氣體內(nèi)部分子間相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦力，稱為天然氣的粘度。6、天然氣的密度和相對(duì)密度1）天然氣的密度：?jiǎn)挝惑w積的天然氣所具有的質(zhì)量稱為天然氣的密度。 式中：天然氣的密度，kg/m3； Mg天然氣所具有的質(zhì)量，kg ； Vg天然氣的體積，m3。PVVgag1CgggVM第4

32、0頁/共53頁2）天然氣的相對(duì)分子質(zhì)量：1摩爾天然氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下所具有的質(zhì)量稱為天然氣的分子質(zhì)量。3）天然氣的相對(duì)密度：天然氣的相對(duì)密度是指在某一溫度、壓力下天然氣的密度與標(biāo)準(zhǔn)狀況下干燥空氣的密度之比。 式中：d天然氣的相對(duì)密度，無量綱量； g天然氣的密度； a干燥空氣的密度。（二）、天然氣的化學(xué)組成及分類1、天然氣的化學(xué)組成：天然氣是烴類和非烴類氣體組成的氣體混合物。 其中烴類氣體是碳原子數(shù)從C1-C4的烷烴，即甲烷（CH4）、乙烷 （C2H6）、丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）；非烴類氣體有CO2、 H2S、N2等。不同的油氣藏，天然氣的成分不同，各種成分的含量不 同。大部分油氣藏的天

33、然氣都是以烴類氣體為主，在烴類氣體中甲烷的含量最高，也有少數(shù)油田非烴類氣體的含量達(dá)到50%左右。agd第41頁/共53頁2、天然氣的分類 天然氣的分類方法很多，目前使用最多的是按甲烷的含量分。當(dāng)天然氣中甲烷含量大于95%時(shí)稱為干氣；當(dāng)天然氣中甲烷含量小于95%（或乙烷以上的烴類含量大于5%）時(shí)的天然氣稱為濕氣。一般干氣產(chǎn)于純氣藏，濕氣多為伴生氣。所謂伴生氣是指同原油共生、共儲(chǔ)、一同采出的氣體（即油藏氣）。三、地層水（油層水和外來水）（一）地層水的物理性質(zhì)1、口味：具有苦咸味和澀味。2、氣味：油田水略具油味，含H2S高時(shí)具有臭味。3、顏色：油田水略帶綠色。4、粘度：地層水流動(dòng)時(shí)，其內(nèi)部分子間由于

34、發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的摩擦阻力稱為地層水的粘度。地層水的粘度一般用“”表示，單位：mPas。地層水的粘度大于普通水的粘度。第42頁/共53頁5、壓縮系數(shù)：當(dāng)壓力每變化1MPa時(shí)，地層水體積的變化率稱為地層水的壓縮系數(shù)。地層水的壓縮系數(shù)很小。6、體積系數(shù)：地層水在地層條件下所占的體積與其在地面標(biāo)準(zhǔn)狀況下所占的體積之比稱為地層水的體積系數(shù)。地層水的體積系數(shù)接近于1。7、礦化度：地層水中各種礦物鹽的濃度稱為礦化度。礦化度是影響地層水性質(zhì)的主要對(duì)數(shù)。 1）地層水的組成： 地層水中含有大量的陽離子：如Na+、K+、Ca2+、Mg2+； 地層水中含有大量的陰離子：如Cl-、SO 地層水中溶有少量的氣體，溶有

35、CH4、H2S 等氣體。 2）地層水的分類 地層水根據(jù)它們的聚集位置不同可分為邊水、底水、層間水和束縛水。 根據(jù)地層水中各種離子的含量可分為硫酸鈉型水、重碳酸鈉型水、氯化鎂型水和氯化鈣型水。 目前使用的地層水分類方法是蘇林分類法。該方法是首先計(jì)算出地層水中各種離子的毫克當(dāng)量，然后根據(jù)各種離子的毫克當(dāng)量比判別水型。第43頁/共53頁 第六節(jié)、地球物理測(cè)井知識(shí)第六節(jié)、地球物理測(cè)井知識(shí) 地球物理測(cè)井已廣泛應(yīng)用于石油地質(zhì)勘探和油田開發(fā)中，利用測(cè)試結(jié)果可以劃分地層剖面、確定巖層厚度和埋藏深度、進(jìn)行地層對(duì)比。還可以探測(cè)和研究地層的主要礦物成分、裂縫、孔隙度、滲透率、油氣飽和度、斷層等各種參數(shù)。對(duì)評(píng)價(jià)地層的

36、儲(chǔ)集能力，研究油田的開采狀況具有重要意義。 巖石有多種物理物性，如導(dǎo)電性、聲學(xué)特性、放射性等，巖石的這些特性稱為地球物理特性。 地球物理井：根據(jù)巖石的物理特性采用專門的儀器、備，沿井眼剖面測(cè)量巖石的各種地球物理特性參數(shù)的方法稱為地球物理井。第44頁/共53頁一、地球物理測(cè)井的基本方法 目前油田常用的地球物理測(cè)井方法有自然電位測(cè)井、電阻率測(cè)井、側(cè)向測(cè)井、聲波測(cè)井、感應(yīng)測(cè)井、溫度測(cè)井、井徑測(cè)井和放射性測(cè)井等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，測(cè)井技術(shù)也越來越先進(jìn)。（一）、自然電位測(cè)井（SP） 自然電位測(cè)井是在沒有外加電源的條件下，在井眼自然電場(chǎng)中測(cè)得的自然電位隨著井深變化的曲線。1、自然電位測(cè)井原理： 自然測(cè)井

37、記錄的是自然電流在井內(nèi)的電位降。不同的巖性滲透率不同，導(dǎo)電性不同，自然電位就不同，巖石的滲透越高，自然電位越偏離基線，出現(xiàn)負(fù)異常。砂巖地層的滲透率大于泥砂巖地層，泥砂巖地層大于泥巖地層。當(dāng)泥頁巖比較穩(wěn)定時(shí)，在大段的泥頁巖地層自然電位曲線基本上接近一條直線，在實(shí)測(cè)曲線上可將它作為自然電位的基線，就是通常所說的泥巖基線。第45頁/共53頁2、自然電位曲線的應(yīng)用 自然電位曲線應(yīng)用主要有： 1）判斷巖性，確定滲透性地層。 2）計(jì)算地層水電阻率。 3）估計(jì)地層的泥質(zhì)含量。 4）判斷水淹層位。（二）電阻率測(cè)井 在井眼條件下，測(cè)量地層電阻率時(shí)，受井徑、鉆井液電阻率、上下圍巖及電極距等因素的影響，測(cè)量的參數(shù)不等于地層的真電阻率，因此這種測(cè)井方法又叫視電阻率測(cè)井。 視電阻率測(cè)井的主要