采油地質(zhì)基礎(chǔ)知識第一部分

1、 第一節(jié)第一節(jié) 石油和天然石油和天然氣基礎(chǔ)知識氣基礎(chǔ)知識 一、石油的基礎(chǔ)知識一、石油的基礎(chǔ)知識 （一）石油的組成（二）石油的物理性質(zhì)二、天然氣基礎(chǔ)知識二、天然氣基礎(chǔ)知識（一）天然氣的組成和分類（二）天然氣的物理性質(zhì) 三、油田水三、油田水 （一）油田水的化學(xué)成分（二）油田水的產(chǎn)狀（三）油田水的物理性質(zhì)（四）油田水的類型四、石油天然氣的生成、四、石油天然氣的生成、運移及儲集知識運移及儲集知識（一）油氣的生成（二）油氣運移 （三）生油層、儲集層及其特征1、元素組成2、烴類組成 3、組分組成4、餾分組成 主要由碳、氫及少量氧、硫、氮等元素組成。碳的含量80-88，氫10-14，碳、氫的總和大于95，碳

2、、氫比介于5.9-8.5之間。碳、氫兩種元素在石油中組成各種復(fù)雜的碳氫化合物，即烴類存在，是石油組成的總體。氧、硫、氮等元素，總量一般不超過1，個別可達到5-7。 微量元素30余種，以釩、鎳為主，約占微量元素的50-70。 元素組成元素組成 凡是僅由碳、氫兩種元素組成凡是僅由碳、氫兩種元素組成的化合物，稱為碳氫化合物，簡的化合物，稱為碳氫化合物，簡稱稱“烴烴”，石油主要由三類烴類，石油主要由三類烴類組成，烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴。組成，烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴。 烴類組成烴類組成組分組成組分組成 利用石油中化合物的不同組分對有機溶劑和吸附劑具有選擇性溶解和吸附的特性，將石油分成若干部分，每一部分就是一

3、個組分。（1 1）油質(zhì)：）油質(zhì)：石油的主要組分，含量約65-100，由烴類（幾乎全部為碳氫化合物）組成的淡色油脂狀液體，熒光反應(yīng)為淺藍色，可溶于石油醚而不被硅膠吸附，主要是飽和烴和一部分低分子芳香烴。油質(zhì)含量的高低是評價石油質(zhì)量好壞的重要標(biāo)志。含量越高，質(zhì)量越好。（2 2）膠質(zhì)：）膠質(zhì)：粘稠狀的液體或半固體，顏色為淺黃褐色。密度1-1.07g/m3，可溶于石油醚、笨、三氯甲烷、四氯化碳等有機溶劑，可被硅膠吸附，熒光反映為淡黃色，多為環(huán)烷烴和芳香烴類組成。平均分子量比油質(zhì)大。由于石油的蒸發(fā)和氧化，致使其中的膠質(zhì)含量增加，輕質(zhì)石油中的膠質(zhì)含量一般不超過4-5，重質(zhì)石油中可達20以上。石油呈褐色或黑

4、褐色的原因之一，就是因為膠質(zhì)存在。（3 3）瀝青質(zhì)：）瀝青質(zhì)：為暗褐色或黑色脆性的固體物質(zhì)，溫度高于300度時則分解成氣體和焦炭。組成元素與膠質(zhì)基本相同。只是碳氫化合物減少了，而氧硫氮的化合物多了，密度大于1 g/m3，高分子化合物含量增加，具有較大的分子量。不溶于石油醚及酒精、汽油，而溶于苯、三氯甲烷、二硫化碳、氯仿等有機溶劑，可被硅膠吸附，熒光反映為深黃褐色，在石油中瀝青質(zhì)含量很少，一般小于1，個別情況可達3-3.5。（4 4）碳質(zhì)：）碳質(zhì)：黑色固體物質(zhì)，石油中的非烴化合物，不具熒光，不溶于有機溶劑，也不被硅膠吸附，在石油中含量很少或無。是不含雙鍵或三鍵的烴烴。由于碳原子是四價的，氫原子是

5、一價的，如果碳原子除了用一個鍵互相連接，其他的鍵都被氫原子占滿，叫做飽和烴，飽和烴叫做“烷”，就是“完”全的意思，各鍵完全被氫原子占據(jù)。 石油在升溫過程中，當(dāng)增加到一定溫度時，石油中的某些組分就由液體變?yōu)闅怏w而蒸餾出來，這種在一定溫度下蒸餾出來的組分稱為餾分。隨溫度不同，餾分的產(chǎn)物也有所不同。石油組分是衡量石油品質(zhì)的標(biāo)志之一，質(zhì)量好的石油含油質(zhì)高。膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的存在增加了石油的結(jié)蠟性，并使石油產(chǎn)品的顏色加深，對石油的煉制是不利的。 餾分組成餾分組成溫度產(chǎn)品95以下輕汽油40-180航空汽油250汽車汽油120-240重汽油200-315煤油270-300潤滑油190-350柴油350柏油一、石

6、油的基礎(chǔ)知識一、石油的基礎(chǔ)知識 （一）石油的組成（二）石油的物理性質(zhì)二、天然氣基礎(chǔ)知識二、天然氣基礎(chǔ)知識（一）天然氣的組成和分類（二）天然氣的物理性質(zhì) 三、油田水三、油田水 （一）油田水的化學(xué)成分（二）油田水的產(chǎn)狀（三）油田水的物理性質(zhì)（四）油田水的類型四、石油天然氣的生成、四、石油天然氣的生成、運移及儲集知識運移及儲集知識（一）油氣的生成（二）油氣運移 （三）生油層、儲集層及其特征1 1、地面條件下、地面條件下2 2、地層條件下、地層條件下 ：變化范圍很廣，從暗色到淺色都有。與膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量有關(guān)，含量越高，顏色越深。一般輕質(zhì)油的顏色微帶黃橙色，且又透明；重質(zhì)油多呈黑色。：較輕質(zhì)的石油帶有芳

7、香味，而濃黑的石油多帶柏油味，含硫氮化合物的石油有一股臭雞蛋味。：是在0.101Mpa的壓力條件下，20 的石油的質(zhì)量與4 下純水質(zhì)量之比值，為無因次量。一般介于0.75-0.98之間。我國多介于0.82-0.92之間。通常相對密度大于0.9的石油稱為重質(zhì)石油，小于0.9的稱為輕質(zhì)石油。大小取決于石油的化學(xué)成份，含烴類多的相對密度小，含膠質(zhì)和瀝青質(zhì)多的相對密度大。 地面條件下地面條件下物理性質(zhì)物理性質(zhì)1 12 23 3地面條件下地面條件下物理性質(zhì)物理性質(zhì)：是對流體流動性能的量度。石油分子發(fā)生相對位移時所受到的阻力或內(nèi)摩擦力稱為粘度。一般與石油的化學(xué)組成、溫度、壓力及溶解氣量等有關(guān)。低分子量的烷

8、烴、環(huán)烷烴含量多，粘度就低；高分子化合物含量高，則石油粘度高；石油粘度隨溫度升高而降低，隨壓力加大而增高；石油中溶解氣量增加使粘度降低。所以輕質(zhì)石油粘度比重質(zhì)石油粘度低，地層中石油粘度比處于地面條件下的低。粘度這個參數(shù)對于了解油、氣運移，油井動態(tài)分析，石油開采儲運都有重要的參考價值。 ：石油在純水中的溶解度很低。石油在水中的溶解度在溫度、壓力升高時會增大，當(dāng)水中無機組分含量增加時，烴類的溶解度則降低。石油易溶于有機溶劑?？筛鶕?jù)石油溶解性簡易鑒定巖石中有無微量的石油存在。4 45 5地面條件下地面條件下物理性質(zhì)物理性質(zhì) 導(dǎo)電性導(dǎo)電性：具有極高的電阻率，是一種非導(dǎo)體。如巖石孔隙中存在石油，則其中所

9、含礦化水就少，所以含油巖石的電阻率比僅含水的巖石電阻率高。 熒光性熒光性：石油在紫外光照射下產(chǎn)生熒光，這種特性稱為石油的熒光性。石油發(fā)光現(xiàn)象取決于其化學(xué)結(jié)構(gòu)。石油中的多環(huán)芳烴及非烴能引起發(fā)光，飽和烴則不發(fā)光。輕質(zhì)油的熒光為淺藍色，含膠質(zhì)較多的石油呈綠色或黃色熒光，含瀝青較多的石油或瀝青質(zhì)則為褐色熒光。石油溶于有機溶劑發(fā)光顏色不受溶劑性質(zhì)影響，而發(fā)光強度隨石油或瀝青物質(zhì)的濃度而發(fā)生變化。石油發(fā)熒光現(xiàn)象非常靈敏，溶劑中只要有時萬分之一的石油或瀝青物質(zhì)，就可借助熒光用肉眼發(fā)現(xiàn)。因此，在石油勘探中常用熒光分析檢驗巖樣中是否含油，并可粗略確定其含量高低。6 67 7 石油中以溶解狀態(tài)和懸浮狀態(tài)存在的石蠟

10、占石油質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)稱為石油的含蠟量。含蠟量多時，石油相對密度也較大，也可使井底和井筒結(jié)蠟，給采油工作帶來困難。 將液體石油冷卻到失去流動性時的溫度稱為凝固點。凝固點高低與石油組分有關(guān)，主要取決于含蠟量的多少，含蠟量高，則凝固點高。 石油能將偏振光的振動再旋轉(zhuǎn)一定角度的能力。石油的旋光角一般為幾分之一度到幾度之間。不同的石油旋光性亦有所不同，具左旋右旋之分，絕大部分石油的旋光角向右旋移，僅有少數(shù)左旋。因為只有有機化合物才具有旋光性，所以石油的旋光性是“石油有機生成說”的有力證據(jù)之一。 地面條件下地面條件下物理性質(zhì)物理性質(zhì)8 89 91010地層條件下地層條件下物理性質(zhì)物理性質(zhì) （1 1）相對密度

11、和粘度）相對密度和粘度:在地層條件下，石油的相對密度與石油中溶解的天然氣量、地層壓力和溫度有關(guān)。石油中溶解天然氣量多則相對密度小，在其他條件不變的情況下，相對密度隨溫度的升高、溶解天然氣量增加而降低。在地下1500-700米處，石油的粘度通常僅為地表粘度的50左右。 （2 2）原始氣油比）原始氣油比:在原始地層條件下，每1t石油中溶解的天然氣量。大小取決于天然氣和石油的成分、溫度和壓力條件。石油中溶解的天然氣量多，能使石油的相對密度和粘度減小，體積增大。 石油儲集在地下儲油巖石內(nèi)，油層的壓力和溫度比地面高得多，并且油層中的石油又總是溶解一定數(shù)量的天然氣，因而地下石油與地面條件下的石油的物理性質(zhì)

12、大不相同。 對于有氣頂?shù)挠筒貋碚f，飽和壓力等于原始地層壓力；飽和壓力的大小與石油和天然氣的性質(zhì)有關(guān)。天然氣含量是決定飽和壓力大小的一個重要因素，而地層溫度也有一定的影響。如果原油性質(zhì)、溫度基本相同，氣油比高者，則飽和壓力就大；如原油輕質(zhì)成分少、重質(zhì)成分多時，溶解的天然氣量少，則飽和壓力就低。當(dāng)溫度增加時，飽和壓力也隨之增加。（3 3）飽和壓力：）飽和壓力：地層條件下物理性質(zhì)地層條件下物理性質(zhì) 在油層條件下，當(dāng)?shù)貙訅毫Ω哂谝欢〝?shù)值后，天然氣就會完全溶解于石油中，地下的油、氣就處于單項液相狀態(tài)。當(dāng)?shù)叵率鸵褳樘烊粴馑柡?，則多余的天然氣就會聚集在油藏上部形成氣頂，地下的油氣就處于兩相。當(dāng)油田投入開

13、發(fā)后，地層壓力逐漸降低，壓力降到某一數(shù)值以后，原來溶解在石油中的天然氣就不斷的分離出來，把從石油中分離出的一個氣泡時的壓力稱為石油的飽和壓力。定義影響因素 影響體積系數(shù)的因素有壓力、溫度及石油中溶解的天然氣量。其中溶解天然氣量對石油體積變化起著主要作用。由于油層一般處于高溫高壓下，溶解的天然氣量和油層溫度對體積系數(shù)的影響，遠遠超過彈性壓縮的影響，故地層條件石油的體積比地面脫氣后的體積要大，一般石油體積系數(shù)均大于1。體積系數(shù)是計算石油地質(zhì)儲量，進行油田動態(tài)分析常用的基本參數(shù)之一。 （4 4）體積系數(shù)：）體積系數(shù)：地層條件下物理性質(zhì)地層條件下物理性質(zhì)地層條件下石油的體積與其在標(biāo)準(zhǔn)狀況下地面脫氣后石

14、油體積之比值。定義定義影響因素影響因素一、石油的基礎(chǔ)知識一、石油的基礎(chǔ)知識 （一）石油的組成（二）石油的物理性質(zhì)二、天然氣基礎(chǔ)知識二、天然氣基礎(chǔ)知識（一）天然氣的組成和分類（一）天然氣的組成和分類（二）天然氣的物理性質(zhì) 三、油田水三、油田水 （一）油田水的化學(xué)成分（二）油田水的產(chǎn)狀（三）油田水的物理性質(zhì)（四）油田水的類型四、石油天然氣的生成、四、石油天然氣的生成、運移及儲集知識運移及儲集知識（一）油氣的生成（二）油氣運移 （三）生油層、儲集層及其特征 由多種氣態(tài)物質(zhì)組成的混合物。 大多數(shù)油田氣和氣田氣的主要組成成分是烴類氣體，尤其甲烷通常占很大比例一般含量都大于80。 已烷以上的烴類氣體稱為重

15、烴，是天然氣中的主要可燃成分。 除上述烴類氣體外，還含有少量二氧化碳、氮氣、氧氣、氫氣、硫化氫、一氧化碳等氣體和及少量氦、氬等惰性氣體，這些不可燃成分影響天然氣的熱值。 天然氣的組成天然氣的組成1、根據(jù)重?zé)N含量分類天然氣天然氣的分類的分類類型主要化學(xué)成分含量重?zé)N含量是否與石油伴生特點干氣甲烷98以上很少否可單獨形成純氣藏，也可由煤田氣、沼澤氣聚集而成。濕氣甲烷80-90之間超過10-20是濕氣有微弱的汽油味，燃燒時火焰呈黃色；通入水中，水面常出現(xiàn)彩色油膜。干氣燃燒時火焰呈藍色，通入水中無油膜出現(xiàn)。伴生氣化學(xué)成分中甲烷含量在80以下的氣體。2、根據(jù)礦藏分類一般情況下相對密度在0.58-1.6之間

16、的多為干氣，在1.6以上的多為濕氣。 氣田氣：天然氣中主要含甲烷，約占80-98，重?zé)N氣體很少，約占0-5，不含戊烷或戊烷以上的重?zé)N，或含量甚微。 油田氣：天然氣中主要成分除甲烷外，乙烷與乙烷以上的重?zé)N較多，在5-10以上，與石油共生，又稱為石油氣。 凝析氣：天然其中除含有大量甲烷外，戊烷或戊烷以上的烴類含量也較高，含有汽油和煤油成份。主要是由于油氣藏的埋藏深度加大，處于高溫、高壓下的碳氫化合物為單項氣態(tài)，采到地面后，由于溫度、壓力降低而發(fā)生凝結(jié)，由原來單項氣態(tài)的碳氫化合物轉(zhuǎn)為液態(tài)石油。 煤成氣：天然氣中除含有大量甲烷外，重?zé)N氣體含量很少，但有較多的二氧化碳氣。根根據(jù)據(jù)礦礦藏藏分分類類天然氣基

17、礎(chǔ)知識天然氣基礎(chǔ)知識 （1）相對密度：是指在標(biāo)準(zhǔn)狀況下（溫度0度，壓力為0.101Mpa），單位體積天然氣的質(zhì)量與同體積空氣的質(zhì)量之比值，為無因次量。一般0.6-1.0之間，比空氣輕，隨重?zé)N含量增加而變大。密度可以反映出天然氣的氣體組分。一般天然氣液化后，體積縮小1000倍。（二）天然氣的物理性質(zhì)（二）天然氣的物理性質(zhì)通常天然氣是無色的，具有汽油味或硫化氫味。（2）粘度：天然氣的粘度是指天然氣在流動時，分子間所產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力。粘度是以分子間相互碰撞的形式體現(xiàn)出來的。在壓力接近0.101Mpa的情況下，隨溫度的增高而增大，這是由于氣體分子運動強度增加，使分子碰撞次數(shù)增加，而導(dǎo)致粘度增大。天然氣的

18、粘度受氣體組成、溫度、壓力的影響。但在高壓與低壓下，其變化規(guī)律是不同的，在高壓時（大于3.0975MPa），壓力變化是影響粘度的主要因素，天然氣的粘度隨壓力增加而增加，隨溫度的升高而降低。這是由于在高壓時氣體密度加大，分子與分子間緊密靠近，這時氣體的粘度具有類似于液體的性質(zhì)。烴類氣體比非烴類氣體粘度小。在低壓下，氣體的粘度幾乎與壓力無關(guān)，隨溫度的增加而增大。（3）溶解度：在一定壓力下，氣體在單位體積石油（或水）中的溶解量稱為該氣體在石油中的溶解度。當(dāng)溫度不變時，單組分的氣體，在單位體積溶劑中的溶解度與絕對壓力成正比。各種不同成分的氣體，在同一溫度、壓力及同一石油中的溶解度是不同的，一般相對分子

19、質(zhì)量較大的氣體，溶解度也較大。壓力增大則天然氣的溶解度也隨之增大，溫度增加則溶解量減少。當(dāng)石油中溶有天然氣時，可降低石油的密度、粘度及表面張力，使石油的流動性增大。天然氣也可溶于水中，但較在石油中的溶解能力小10倍。在地下水中的溶解量，隨著含鹽量增多而減少。（二）天然氣的物理性質(zhì)（二）天然氣的物理性質(zhì)（4）壓縮系數(shù)：一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)壓力改變時，則氣體的體積發(fā)生變化。變化量的大小與壓力的變化值有關(guān)，與原始氣體體積的大小有關(guān)，也與氣體的性質(zhì)有關(guān)。在相同溫度壓力下，1mol（分子）真實氣體天然氣的體積與理想氣體的體積之比，稱為天然氣的壓縮系數(shù)。一般用高壓物性試驗方法測定。因真實氣體比理想氣體更容易

20、壓縮，故壓縮系數(shù)小于1。壓縮系數(shù)是氣田開采中計算氣層壓力必不可少的數(shù)據(jù)之一。（理想氣體：分子本身的線度與分子之間的平均距離相比可忽略不計，除碰撞的瞬間，分子之間以及分子與容器壁之間都無相互作用。）（5）體積系數(shù)：相同質(zhì)量的天然氣，在地層條件下所占的體積，與地面標(biāo)準(zhǔn)條件下所占的體積之比，為天然氣的體積系數(shù)。（二）天然氣的物理性質(zhì)（二）天然氣的物理性質(zhì)（6）臨界溫度和臨界壓力：每種氣體都有一特定的溫度，高于此溫度時不管加多大壓力都不能使該氣體轉(zhuǎn)化為液體，這個特定溫度稱為臨界溫度。在臨界溫度時，使氣體液化所需的最低壓力稱為臨界壓力。臨界溫度和臨界壓力隨著化學(xué)組成的不同而變化。一、石油的基礎(chǔ)知識一、石

21、油的基礎(chǔ)知識 （一）石油的組成（二）石油的物理性質(zhì)二、天然氣基礎(chǔ)知識二、天然氣基礎(chǔ)知識（一）天然氣的組成和分類（二）天然氣的物理性質(zhì) 三、油田水三、油田水 （一）油田水的化學(xué)成分（二）油田水的產(chǎn)狀（三）油田水的物理性質(zhì)（四）油田水的類型四、石油天然氣的生成、四、石油天然氣的生成、運移及儲集知識運移及儲集知識（一）油氣的生成（二）油氣運移 （三）生油層、儲集層及其特征 三、油田水三、油田水是指油氣田區(qū)域內(nèi)的地下水，包括油層水和非油層水。 定定義義廣義廣義狹義狹義指油田范圍內(nèi)儲集油氣的地層中的地下水，即油層水，與油氣共存于巖石的孔隙中。 研研究究意意義義 由于油層水在地質(zhì)歷史時期與油氣長期接觸，因

22、此在性質(zhì)方面，與地表水不同。在油、氣田開發(fā)階段，油田水的動態(tài)和成分對判斷井下情況，分析井間關(guān)系，進而合理利用天然驅(qū)動能量，都是必不可少的。油田水的深度、壓力及含鹽量，對鉆井過程中的工程措施和鉆井液保護都是重要的資料。 含量最多的陽離子K、Na、Ca、Mg、陰離子Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-、還含有一些特有的微量元素。其中碘、溴、鍶、硼、鋇等。它們與油氣沒有直接關(guān)系，但若含量甚高，則表明是油氣保存的有利地質(zhì)環(huán)境，所以可作為找油氣的間接標(biāo)志。（一）油田水的化學(xué)成分組成礦化度 礦化度礦化度表示油層中含鹽量的多少，表示1L水中主要離子的總含量，也就是礦物鹽類的總濃度，水中各種離子、分子和

23、化合物的總含量。以水加熱至105，蒸發(fā)后所剩殘渣質(zhì)量或離子總量來表示，單位mgL。油田水的礦化度一般都較高，這是由于油田水埋藏地下深處，長期處于停滯狀態(tài)，缺乏循環(huán)交替所致。礦化度資料對確定流體運動方向、圈定有利油氣聚集區(qū)帶以及對油氣田開發(fā)均有重要參考價值。1、底水：是在油氣層底部，托著油氣的水。油水（氣水）界面僅與油氣層頂面相交。2、邊水：是聚集在油氣層低處，從油氣層邊緣包圍著油氣的地下水，油水（氣水）界面與油氣層頂、底面相交。3、夾層水：夾在同一油氣層中的較薄而面積不大的地下水。（二）油田水的產(chǎn)狀（二）油田水的產(chǎn)狀根據(jù)油田水與油氣分布的相對位置1 1、密度及粘度：、密度及粘度： 因油田水含鹽

24、類多，使密度及粘度均比純水高。含鹽量越高，則密度及粘度越大；溫度升高，粘度則降低。2 2、顏色與透明度：、顏色與透明度： 油田水通常帶色并混濁不清，含硫化氫時，呈淡青綠色；含鐵質(zhì)膠狀體時，帶淡紅色、褐色或淡黃色。3 3、嗅覺和味覺：、嗅覺和味覺： 油田水中混有少量石油時，往往具有汽油或煤油味；當(dāng)含有硫化氫時，常常使水有臭蛋味；溶有氯化鈉時，具有咸味；溶有硫酸鎂時，具有苦味。（三）油田水的物理性質(zhì)（三）油田水的物理性質(zhì)1 1、硫酸鈉水型、硫酸鈉水型地表水多屬此類，此類水是在大陸環(huán)境下形成的。分布于油田垂向剖面的上部，在橫向上多分布于供水區(qū)。是環(huán)境封閉條件差的反映，不利于油氣的聚集和保存。NaCl

25、1（ Na- Cl)SO412 2、重碳酸鈉水型、重碳酸鈉水型PH常大于8，為堿性水。屬大陸環(huán)境下形成的。在油氣田區(qū)分布廣泛，分布于油氣田垂向剖面的下部。 NaCl1（ Na- Cl)SO4 13 3、氯化鎂水型、氯化鎂水型為海洋環(huán)境形成的。多為過渡類型，在封閉環(huán)境中，常向氯化鈣轉(zhuǎn)化。通常存在于油氣田的內(nèi)部。NaCl1（ Cl- Na)Mg 14 4、氯化鈣水型、氯化鈣水型在地殼深部環(huán)境中形成的。它代表水所處的環(huán)境封閉性好，有利于油氣聚集和保存。PH在4-6之間，為酸性水。在油氣田廣泛分布。NaCl1（ Cl- Na)Mg 1（四）油田水的類型（四）油田水的類型油田水化學(xué)成分的形成取決于所處的

26、地質(zhì)環(huán)境，從一些典型的鹽類可以反映出油田水形成的地質(zhì)環(huán)境，蘇林分類分為四種水型： 地下水對油氣田的形成、保存和破壞都有影響，對油氣的有機組分溶解、元素的交換等都有作用，使人們可利用地下水中的有機組分、微量元素、地下水的脫硫作用和水型，進行探區(qū)含油氣遠景預(yù)測。（1）利用地下水中有機組分預(yù)測含油氣性。地下水中的有機組分，既是油氣形成的物質(zhì)來源，又可能是油氣藏二次溶解、擴散的產(chǎn)物。水中含有機質(zhì)是含油性的標(biāo)志。（2）地下水中微量元素組分可作為含油性的間接標(biāo)志。（3）高礦化度的氯化鈣和重碳酸鈉型水可作為含油性的標(biāo)志。 在動態(tài)分析中，經(jīng)常根據(jù)油田水的水型和總礦化度來判斷油井的見水情況。另外，同一油區(qū)中，不

27、同油層中水的類型和礦花度也有差異，可應(yīng)用水分析資料分析多層生產(chǎn)的油井所見水的出水層位。油田水在油氣田勘探中的作用油田水在油氣田勘探中的作用一、石油的基礎(chǔ)知識一、石油的基礎(chǔ)知識 （一）石油的組成（二）石油的物理性質(zhì)二、天然氣基礎(chǔ)知識二、天然氣基礎(chǔ)知識（一）天然氣的組成和分類（二）天然氣的物理性質(zhì) 三、油田水三、油田水 （一）油田水的化學(xué)成分（二）油田水的產(chǎn)狀（三）油田水的物理性質(zhì)（四）油田水的類型四、石油天然氣的生成、四、石油天然氣的生成、運移及儲集知識運移及儲集知識（一）油氣的生成（二）油氣運移 （三）生油層、儲集層及其特征現(xiàn)代和古代沉積巖的調(diào)查結(jié)果表明，淺海區(qū)、海灣、泄湖區(qū)以及內(nèi)陸湖泊的深湖

28、半深湖區(qū)適于生物生活和大量繁殖，特別是前三角洲地區(qū)，河流帶來大量有機物，為生物提供了大量的養(yǎng)料，使生物更加繁盛。所以上述地理環(huán)境中的沉積物具有豐富的有機物，這樣的地區(qū)水體較寧靜，氧氣含量低，具有還原環(huán)境，有利于有機物的保存，是生成石油的有利地理環(huán)境。上述一些有利的地理環(huán)境能否出現(xiàn)并長期保持，是受地殼運動所控制的，這樣的地區(qū)應(yīng)該具備地殼長期持續(xù)穩(wěn)定下沉，而沉積速度又與地殼下降速度相適應(yīng)，且沉積物來源充足。下降時間長，沉積物厚度就大，包含在沉積物中的有機質(zhì)總量也多。隨著埋藏深度不斷加大，長期保持著還原環(huán)境，壓力、溫度也逐漸增高，有利于促使有機質(zhì)快速向石油轉(zhuǎn)化。（一）油氣的生成（一）油氣的生成1 1

29、、生油條件、生油條件2、生油過程（1 1）古地理環(huán)境和地質(zhì)條件：）古地理環(huán)境和地質(zhì)條件： 細菌作用：細菌作用：細菌是地球上分布最廣、繁殖最快的一種生物。在沉積細菌是地球上分布最廣、繁殖最快的一種生物。在沉積物中細菌對有機物的分解作用，主要是在沉積以后的初期進行的，在還原物中細菌對有機物的分解作用，主要是在沉積以后的初期進行的，在還原環(huán)境里，細菌能分解沉積物中的有機質(zhì)而產(chǎn)生瀝青質(zhì)，所以說細菌的活動環(huán)境里，細菌能分解沉積物中的有機質(zhì)而產(chǎn)生瀝青質(zhì)，所以說細菌的活動在有機質(zhì)成油過程中起著重要的作用。在有機質(zhì)成油過程中起著重要的作用。 溫度：溫度：隨著沉積物埋藏深度的增加，溫度也隨之增高，有機質(zhì)在地隨著

30、沉積物埋藏深度的增加，溫度也隨之增高，有機質(zhì)在地?zé)嶙饔孟滦纬蔁N類，隨著溫度的增高和時間的增加，烴類的產(chǎn)率也增高。熱作用下形成烴類，隨著溫度的增高和時間的增加，烴類的產(chǎn)率也增高。在溫度增高過程中所形成的產(chǎn)物成分也隨著改變，在較高溫度下，輕烴的在溫度增高過程中所形成的產(chǎn)物成分也隨著改變，在較高溫度下，輕烴的含量增加。如果溫度不斷升高，作用時間延長，熱解的產(chǎn)物將是氣態(tài)物質(zhì)含量增加。如果溫度不斷升高，作用時間延長，熱解的產(chǎn)物將是氣態(tài)物質(zhì)和碳質(zhì)殘渣。油氣生成所需要的溫度，隨生油母質(zhì)不同而有差異，已探明和碳質(zhì)殘渣。油氣生成所需要的溫度，隨生油母質(zhì)不同而有差異，已探明的油層多低于的油層多低于100100度，

31、這也說明生油過程不需要特高的高溫條件。度，這也說明生油過程不需要特高的高溫條件。 壓力：壓力：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，溫度壓力也隨著升高。壓力升高可以促使有機質(zhì)向石油轉(zhuǎn)化的不斷增大，溫度壓力也隨著升高。壓力升高可以促使有機質(zhì)向石油轉(zhuǎn)化的進行，促進加氫作用使高分子烴變成低分子烴，使不飽和烴變成飽和烴。進行，促進加氫作用使高分子烴變成低分子烴，使不飽和烴變成飽和烴。 催化劑：催化劑：能加速有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化，沉積巖中粘土礦物分布廣泛，是天能加速有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化，沉積巖中粘土礦物分布廣泛，是天然的催化劑。然的催化劑。（2

32、 2）物理化學(xué)條件）物理化學(xué)條件沉積物埋藏不深時，細菌比較發(fā)育，有機質(zhì)在細菌的作用下發(fā)生分解，生成大量的氣態(tài)物質(zhì)，如氣態(tài)烴、二氧化碳、氮氣等，因此又稱為生氣階段。有機質(zhì)經(jīng)過生物化學(xué)分解作用后，同時生成復(fù)雜的高分子固態(tài)化合物，稱為干酪根。后期由于溫度、壓力和催化劑等因素開始發(fā)生影響，可生成一定數(shù)量的液態(tài)烴類。其中包括少量從有機質(zhì)繼承下來的液態(tài)烴類。2 2、生油過程、生油過程（1 1）初期）初期生油階段：生油階段：（2 2）主要）主要生油階段：生油階段：（3 3）熱裂解）熱裂解生氣階段：生氣階段：隨著埋藏深度的增加，溫度和壓力不斷升高，細菌活動逐漸減弱，進入地?zé)嶂鲗?dǎo)作用階段，主要是干酪根在溫度、壓

33、力作用下發(fā)生熱催化降解和聚合加氫等作用生成烴類，不僅有氣態(tài)烴，而且有大量的液態(tài)烴，故稱主要生油階段。此階段的生油作用開始時逐漸的，后來比較迅速，隨著演化的發(fā)展，氧硫氮等雜元素減少，原油的相對密度、粘度降低，膠質(zhì)、瀝青質(zhì)不斷減少，輕質(zhì)餾分增加，原油的性質(zhì)變好。隨著沉積物埋藏深度的進一步加深，有機質(zhì)經(jīng)受著更高的溫度和壓力的作用，發(fā)生深度裂解，以生氣態(tài)烴為主，因此稱為熱裂解生氣階段。研究石油生成階段性的意義，不僅可以判斷有無石油的生成，而且還可以推論石油存在的可能性。上覆沉積物負(fù)荷所造成的壓力稱為地靜壓力。隨著沉積盆地基底不斷下降和沉積作用的不斷進行，沉積物的堆積越來越厚，于是上覆沉積物的地靜壓力也

34、會越來越大，當(dāng)達到一定程度時，早期沉積物逐漸被壓縮，開始成巖并將其空隙間所含水及少量石油天然氣擠出來，向低壓區(qū)的孔隙空間運移。在沉積物緊結(jié)成巖過程中，油氣從生油層向鄰近儲集層發(fā)生同期運移的過程中，地靜壓力的作用是極為重要的。（二）油氣運移（二）油氣運移油氣在地殼內(nèi)的任何流動1 1、油氣運移的動力因素、油氣運移的動力因素2 2、油氣運移的過程、油氣運移的過程（1）地靜壓力（2）構(gòu)造運動力（3）水動力（4）浮力（5）毛細管力充滿地層中的水在流動過程中所產(chǎn)生的力，稱為水動力。在水動力的作用下，油氣將隨水的活動一起運移。但是水動力因素對油氣有兩種完全不同的作用，一方面可以使油氣聚集起來，一方面也可以是

35、聚集起來的油氣遭到破壞。地殼在運動過程中，無論水平運動或升降運動，都會在巖石內(nèi)部表現(xiàn)出大小和方向各異的應(yīng)力活動，他們超過一定的巖石強度，就會使巖石變形變位，造成各種褶皺和斷裂，并同時驅(qū)使沉積巖中所含的流體發(fā)生運移。同時構(gòu)造運動力能夠造成各種通道，為油氣運移創(chuàng)造了極為有利的條件。液體對浸在液體里的物體有向上托起的力，這種力叫做浮力。當(dāng)氣體進入飽含水的儲集層后，油氣水就會按其密度不同進行分異，天然氣最輕居上部；石油居中；水最重，在下部。由于地殼運動，在傾斜的地層里，更有利于浮力發(fā)揮作用。（4 4）浮力）浮力（5 5）毛細管力）毛細管力在毛細管內(nèi)，使液面上升或下降的作用力稱為毛細管力。液面上升還是下

36、降，決定于液體對管壁的潤濕程度。若潤濕，則上升。液體具有盡可能縮小其表面的趨勢，在地下充滿油氣水的巖石中，由于油水對巖石孔隙管壁界面張力不同，潤濕程度也不同。一般水比石油容易潤濕巖石。因此在巖石孔隙中，當(dāng)油與水接觸時，界面向水突出，毛細管力指向油?？紫都毿〉哪噘|(zhì)巖與孔隙較大的砂巖接觸時，泥質(zhì)巖中的石油將被砂質(zhì)巖中的水排替出來，進入砂巖中。這就是毛細管力的作用。1、油氣運移的動力因素、油氣運移的動力因素在生油層中生成的石油和天然氣，自生油層向儲集層的運移稱為初次運移。生油層中生成的石油和天然氣，最初是呈分散狀態(tài)存在于生油層中的，要生成有工業(yè)價值的油氣藏，就必須經(jīng)過運移和聚集的過程，一般認(rèn)為，初次

37、運移的介質(zhì)是生油層中間隙水，隨著上覆沉積負(fù)荷的逐漸增大，而促使油氣運移的作用力主要是地靜壓力，次要是毛細管力。對于油氣在初次運移過程中的物理狀態(tài)，即可以成膠狀分散的微滴在溶液或氣體中移動，也可以呈真溶液狀態(tài)運移。2 2、油氣運移的過程、油氣運移的過程油氣進入儲集層以后，在儲集層內(nèi)的運移。進入儲集層中的油氣在浮力水動力等因素的作用下，向一切壓力較低處發(fā)生大規(guī)模的運移，并在局部壓力平衡處聚集起來。二次運移包括單一儲集層內(nèi)的運移和從這一儲集層向另一儲集層運移的兩種情況。假如油氣聚集以后，該地區(qū)又發(fā)生多次構(gòu)造運動，則每次構(gòu)造運動對油氣的進一步運移和聚集都產(chǎn)生一定的作用。油氣二次運移的主要時期，也就是油

38、氣聚集和油氣藏形成的主要時期。油氣二次運移的主要外力作用是動壓力、水動力和浮力。（1 1）初次運移）初次運移（2 2）二次運移）二次運移生油層中含有大量的有機質(zhì)及豐富的生物化石，尤其以含大量的、呈分散狀的浮游生物為主。（三）生油層、儲集層及其特征（三）生油層、儲集層及其特征生油層及其特征具有生油條件，且能生成一定數(shù)量石油的地層。生油層是有機物質(zhì)堆積、保存，并被轉(zhuǎn)化成油氣的場所，生油層可以是海相的，也可以是陸相的沉積地層。定定義義特特點點（1 1）顏色）顏色一般較深，多呈深灰色、灰色和灰綠色（2 2）巖石類型）巖石類型主要有暗色泥質(zhì)巖和碳酸鹽巖。暗色泥質(zhì)巖類包括暗色頁巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖等，這些巖

39、石為還原或弱還原環(huán)境的產(chǎn)物。碳酸鹽巖類包括含有大量有機質(zhì)的生物灰?guī)r、礁塊灰?guī)r，暗色泥質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r、白云巖。此外，暗色粉砂巖也可以生油。（3 3）有機質(zhì)）有機質(zhì)（4 4）含指向礦物）含指向礦物生油層常含有原生指向礦物，如菱鐵礦、黃鐵礦，它們是弱還原或還原環(huán)境下的產(chǎn)物。巖層中呈分散狀態(tài)的瀝青物質(zhì)是有機物質(zhì)向油、氣轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物，是油氣運移以后殘留的雜質(zhì)組分，它的存在是巖層有過油氣生成的物證。（5 5）地球化學(xué)指標(biāo)）地球化學(xué)指標(biāo)1）碳2）鐵的還原系數(shù)3）還原硫4）石油類瀝青的含量是有機物質(zhì)的主要成分，所以巖屑中機碳含量的多少，能夠間接的反映地層中有機物質(zhì)含量的多少，我國陸相泥質(zhì)生油層有機碳含量達0.4%

40、以上就具備了生油條件，碳酸鹽巖類生油層有機碳含量一般為0.2%0.3%。能夠說明沉積物形成過程中環(huán)境的氧化還原的強度，通常用K值表示。K越小，環(huán)境的還原程度越低；K指越大，環(huán)境的還原程度越強。我國主要的陸相生油層，其K值為0.220.43，為陸相弱還原亞相和還原亞相的沉積。指硫酸鹽被有機物還原的產(chǎn)物（有機硫除外），還原硫含量越高，環(huán)境的還原程度越強，一般認(rèn)為還原硫含量小于0.1%屬于氧化環(huán)境，還原硫大于0.1%屬于還原環(huán)境。熒光瀝青的含量：它是用氯仿作溶劑浸泡巖樣，巖石中的分散瀝青即溶于氯仿中，然后用熒光系列對比法便可測到瀝青的含量。生油層熒光瀝青含量一般分為萬分之幾，非生油層則占十萬分之幾。

41、氯仿瀝青含量：巖樣在鹽酸處理前用氯仿抽檢出來的物質(zhì)，能比較準(zhǔn)確地代表巖樣中溶于氯仿的瀝青物質(zhì)含量。有效孔隙度：那些互相連通，并在一般壓力條件下流體可在其中流動的孔隙體積與巖石總體積之比。在石油勘探、開發(fā)界所用的孔隙度都是指有效孔隙度。差（5-10）中（10-20）好（20-25）很好（25-30）儲集層及其特征定定義義特特點點（1 1）孔隙性）孔隙性（2 2）滲透性）滲透性凡是能夠儲集和滲濾流體的巖層，稱為儲集層。如果儲集層中含有油氣，稱為“含油氣層”；含有工業(yè)價值油氣的儲集層，稱為“油層”；已投入開發(fā)的油層，稱為“產(chǎn)層”。1 1）孔隙度）孔隙度2）影響孔隙度大小的因素1）達西定律2）滲透率的

42、分類3）影響滲透率的因素絕對孔隙度：巖石所有孔隙空間和該巖樣總體積的百分比（三）生油層、儲集層及其特征（三）生油層、儲集層及其特征2 2）影響孔隙度大小的因素）影響孔隙度大小的因素砂巖粒度因素膠結(jié)物因素膠結(jié)類型因素如果砂巖粒度均勻，顆粒直徑大，則孔道就大，孔隙度也就大；如果砂巖粒度不均勻，則可能出現(xiàn)大顆粒之間充填小顆粒的現(xiàn)象，使孔隙變小。砂巖主要膠結(jié)物為泥質(zhì)和灰質(zhì)，灰質(zhì)中主要是石灰質(zhì)和白云質(zhì)。通常用膠結(jié)物在巖石中的含量來表示巖石的膠結(jié)程度。一般來說，泥質(zhì)膠結(jié)的巖石孔隙度比灰質(zhì)膠結(jié)的巖石孔隙度要大。膠結(jié)物在砂巖中的分布狀況以及與碎屑顆粒的接觸關(guān)系，稱為膠結(jié)類型?；啄z結(jié)：砂巖顆粒埋藏在膠結(jié)物中，

43、膠結(jié)物含量高，巖石顆粒不接觸或接觸減少，孔隙率很低?？紫赌z結(jié)：膠結(jié)物充填于顆粒之間的孔隙中，顆粒呈支架狀接觸。因此孔隙膠結(jié)的孔隙率大于基底膠結(jié)接觸膠結(jié)：膠結(jié)物含量很少分布于顆粒相互接觸的地方，顆粒呈點狀或線狀接觸的地方，顆粒呈點狀或線狀接觸。它的孔隙率最高。 流體在多孔介質(zhì)中滲流時，其流量與介質(zhì)的橫截面積、介質(zhì)兩端的壓力差成正比，而與流體的粘度、介質(zhì)的長度成反比。KQuL/（A(p1-p2)）Q：在p1-p2下通過巖樣的流體的流量，m3/su：通過流體的粘度（Pa.s） L：巖樣的長度（m）A：巖樣的橫截面積（m2） p1，p2：流體通過介質(zhì)以前和以后的壓力儲儲油油巖巖石石的的滲滲透透性性定定

44、義義特特點點1 1）達西定律）達西定律2 2）分類）分類巖石在一定壓差下允許流體通過的能力。滲透性的好壞是以滲透率來表征的。3 3）影響滲透）影響滲透率的因素率的因素絕對滲透率絕對滲透率有效滲透率有效滲透率相對滲透率相對滲透率巖石孔隙的大小巖石孔隙的大小巖石顆粒的均勻程度巖石顆粒的均勻程度膠結(jié)物含量的多少膠結(jié)物含量的多少（三）生油層、儲集層及其特征（三）生油層、儲集層及其特征油層巖石的滲透率大小對儲油巖層的物理性質(zhì)影響極大，滲透率越大，油在油層中越容易流動，反之則差。因此它是衡量或者說是反映油層產(chǎn)油能力的一個重要參數(shù)。絕絕對滲對滲透率透率有有效滲效滲透率透率相相對滲對滲透率透率滲滲透透率率分分

45、類類（三）生油層、儲集層及其特征（三）生油層、儲集層及其特征在一種流體存在的情況下，依據(jù)達西公式求得的滲透率稱為絕對滲透率，只與巖石本身的滲透性能有關(guān)。通常用干燥的空氣來測定巖石的絕對滲透率。 在多相流體共存的情況下，巖石對其中某一種流體的滲透率，在多相流體共存的情況下，巖石對其中某一種流體的滲透率，稱為有效滲透率，又稱相滲透率。有效滲透率不僅與巖石本身的稱為有效滲透率，又稱相滲透率。有效滲透率不僅與巖石本身的滲流能力有關(guān)，也與其中流體的相數(shù)和流體本身性質(zhì)有關(guān)。滲流能力有關(guān)，也與其中流體的相數(shù)和流體本身性質(zhì)有關(guān)。有效滲透率與絕對滲透率的比值。多相滲流時，巖石的有效滲透率有效滲透率與絕對滲透率的

46、比值。多相滲流時，巖石的有效滲透率與相對滲透率不僅與巖石的絕對滲透率有關(guān)，而且還與巖石孔隙喉與相對滲透率不僅與巖石的絕對滲透率有關(guān)，而且還與巖石孔隙喉道中的流體飽和度有關(guān)。當(dāng)某項流體的飽和度低于其臨界值時，此道中的流體飽和度有關(guān)。當(dāng)某項流體的飽和度低于其臨界值時，此時該項流體的有效滲透率與相對滲透率均為時該項流體的有效滲透率與相對滲透率均為0 0，不發(fā)生滲流；當(dāng)其飽，不發(fā)生滲流；當(dāng)其飽和度達到或超過臨界值時，該項流體才能流動，并隨流體飽和度的和度達到或超過臨界值時，該項流體才能流動，并隨流體飽和度的增加，其有效滲透率與相對滲透率逐漸增大，直至全部飽和，其有增加，其有效滲透率與相對滲透率逐漸增大

47、，直至全部飽和，其有效滲透率等于絕對滲透率，其相對滲透率等于效滲透率等于絕對滲透率，其相對滲透率等于1 1為止。為止。3 3）影響滲透率的因素）影響滲透率的因素巖石孔巖石孔隙的大小隙的大小巖石顆粒巖石顆粒的均勻程度的均勻程度膠結(jié)物含膠結(jié)物含量的多少量的多少巖石孔隙越大，則滲透率越高，反之則低。巖石顆粒均勻，則滲透率較高，反之則低。膠結(jié)物含量多時，則使孔隙、孔道變小，滲透率降低，反之則高。對于疏松、滲透性好的油層，以加固井底附近油層巖石的防砂技術(shù)為主；對于致密、滲透性差的油層，采用壓裂方法改善井底滲透率；對于膠結(jié)物含量高的油層，可采用酸化的方法提高滲透率。（三）生油層、儲集層及其特征（三）生油層

48、、儲集層及其特征（3 3）儲油氣巖層的含油氣性和含油氣飽和度）儲油氣巖層的含油氣性和含油氣飽和度含油飽含油飽和度和度在儲油巖石的有效孔隙體積內(nèi)，在儲油巖石的有效孔隙體積內(nèi)，原油所占的體積百分?jǐn)?shù)。原油所占的體積百分?jǐn)?shù)。原始含油原始含油飽和度飽和度油層尚未開發(fā)時，原始地層壓力下油層尚未開發(fā)時，原始地層壓力下測得的含油飽和度。我們把在油田測得的含油飽和度。我們把在油田開發(fā)過程中某個階段取得的含油、開發(fā)過程中某個階段取得的含油、含水飽和度叫做目前含油、含水飽含水飽和度叫做目前含油、含水飽和度，它是了解油田開發(fā)的一項重和度，它是了解油田開發(fā)的一項重要參數(shù)。要參數(shù)。（三）生油層、儲集層及其特征（三）生油層、儲集層及其特征儲集儲集層的層的非均非均質(zhì)性質(zhì)性定定義義分分類類油氣儲