石油天然氣地質學新進展

1、石油與天然氣地質學新進展杜星星(華北科技學院安全工程學院地質工程B101班)【Abstract】 Oil and natural gas mining is to discover and mobile in the crust of the wasting of petroleum and natural gas and other mineral resources industry. In view of this. Both the international accounting standards board (IASC) or the international accounti

2、ng standards board (IASB) will be the accounting problem of oil and gas mining industry as their research projects. IASC was in 2000 November issued a report in mining industry. IASB has released sixth in 2004 January to solicit opinions draft exploration and evaluation of mineral resources.【Key wor

3、ds Mineral resources ; Exploration and evaluation assets ; Recognition and measurement ; Resources evaluation theory【摘要】石油天然氣等采掘業(yè)是指發(fā)現(xiàn)和移動位于地殼內的遞耗性石油天然氣等 礦產資源的行業(yè)，有鑒于此,無論是原國際會計準則委員會(IASC)還是改組后的 國際會計準則理事會(IASB)都將石油天然氣等采掘業(yè)的會計問題作為自己的研 究項目,IASC曾在2000年11月發(fā)布了采掘行業(yè)問題報告,IASB也于2004 年1月發(fā)布第六號征求意見稿礦產資源的勘探與評價【關鍵詞】礦產

4、資源；勘探與評價資產；確認與計量；資源評價理論目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark15 o Current Document 1、油氣藏特征及其描述31.1油氣藏流體特征及描述:31.2油氣藏儲集層的基本特征及其描述3 HYPERLINK l bookmark29 o Current Document 1.3油藏構造特征及其描述.4 HYPERLINK l bookmark39 o Current Document 2、油氣成藏條件及成藏機理.6 HYPERLINK l bookmark43 o Current Document 2.1油氣成藏的基本條件:

5、6 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 2.2油氣成藏機理.7 HYPERLINK l bookmark53 o Current Document 3、油氣藏的分布規(guī)律9 HYPERLINK l bookmark59 o Current Document 4、油氣田勘探與資源評價理論、方法與技術105、參考文獻121、油氣藏特征及其描述油氣藏是由儲集層、圈閉遮擋條件和油氣水三大基本部分所組成的。油氣藏 描述的重點和核心是儲集層的描述，但油藏描述的內容決不僅限于儲集層的描 述，除了儲集層研究之外，還需要研究油藏的構造、油藏流體及壓力和溫度系統(tǒng)、 油

6、藏原始驅動能量和驅動類型,以及油藏類型。這些一般稱為油藏特征研究。1.1油氣藏流體特征及描述油藏流體應分油、氣、水進行描述。原油的特點主要指原油的密度和粘度,它決定原油的流動性和原油的質量，其 次是含臘量、含硫量、膠質瀝青質含量、凝固點等。原油粘度受溫度的影響極大， 因此在描述原油粘度時，必須指明對應的溫度。地層原油的PTV性質也是重要 的原油物性。主要是原油地下密度、地下粘度。原始溶解油氣比、原油壓縮系數(shù) 等參數(shù)的獲取。天然氣的性質主要指密度、甲烷與重烴的含量、非烴氣體含量等，如果天然 氣中含有凝析油，則應指明凝析油含量。地層水性質包括總礦化度、氯離子含量，以及鉀、鈉、鈣、鎂、碳酸根、碳 酸

7、氫根以及硫酸根含量和水型等。油藏描述過程中一般應從流體分布，油氣界面、油水界面和油氣柱高度，油 水過渡帶的產狀特征和厚度及控制油氣水分布的地質因素各方面展示流體分布 狀況和流體性質的空間變化。1.2油氣藏儲集層的基本特征及其描述儲集層必須具備儲集空間和滲流能力，才能擔當儲集油氣的重任。儲集層特 征可以概括為三個方面：儲集層巖石基本特征、儲層空間特征和滲流物理特征。1.2.1儲集層巖石基本特征：描述儲集層應先描述儲集層的層組劃分、沉積 相類型及巖石學方面的基本特征，然后進一步描述該儲集層的儲集空間和滲流特 征。儲層巖石的基本特征包括以下幾個方面：層組劃分及厚度產狀：通過油層對比來完成儲集層的含油

8、層組劃分及小層 劃分，儲集層的剖面分布配置以及該套儲集層的頂?shù)捉佑|關系。其次還有儲集層 的總厚度、單層厚度和層數(shù)。儲集層的巖性：包括儲集層巖石的礦物組成、沉積相類型、詳細的巖石名 稱，以及儲集層巖石的膠結物成分與含量、膠結類型、巖石致密程度等。巖石的 礦物組成影響巖石的滲流特征，尤其膠結情況更是決定其儲滲性能的重要因素。儲集層巖石的結構、構造：如碎屑巖顆粒的粒度、圓度、分選及層理發(fā)育 情況，這是影響碎屑巖儲集層儲滲能力的重要因素。儲集層空間展布和隔層發(fā)育情況：即儲集層的空間連續(xù)性和穩(wěn)定性，或儲 集層的空間展布形態(tài)和平面剖面的連通情況，還有隔層的巖性、厚度、穩(wěn)定性和 封隔性等。沉積相分析：儲集層

9、的沉積亞相類型，微相劃分、相模式特征和有力相帶 的分布情況。粘土礦物特征：粘土礦物的類型、成分、產狀、水敏性、酸敏性及鹽敏性 等。粘土礦物特征嚴重影響儲集層巖石的儲滲性質。1.2.2儲集空間特征描述：對儲集空間的描述需要描述的內容有：儲層空間 類型如孔隙型、裂縫型、復合型；孔、洞、縫的分布與成因；孔隙連通性和裂縫 的發(fā)育情況；孔隙結構特征：如孔徑、孔喉分布、毛細管壓力曲線特征等；孔隙 度的數(shù)值范圍和空間分布特征；滲透率的數(shù)值范圍和空間分布特征，以及滲透率 的各向異性；還有儲集層的非均質性，包括微觀非均質性、層內非均質性、平面 非均質性和層間非均質性。1.2.3儲集層巖石滲流特征：是指儲集層巖石

10、與地層流體之間相互作用所表 現(xiàn)出來的性質，是儲集層最重要的性質。包括：儲集層巖石潤濕性：可以分為親水和親油兩種對注水開發(fā)和水驅采收率 有重要影響；儲集層巖石滲透性：在油藏描述中不僅要展示儲集層巖石滲透率的大小 還要全面展示其在層內、層間和平面滲透率的變化特征。儲集層巖石的相對滲透率特征：是指多相流體共存和流體流時，其中某 一相流體的有效滲透率與巖石絕對滲透率的比值。儲集層巖石水驅油特征：一般采用巖心樣品的人工水驅油實驗的方法。油藏描述的最重要最核心的內容是儲集層，是油藏描述的重點也是難點，現(xiàn) 代的油藏描述和儲集層研究都努力追求建立儲集層數(shù)值模型，儲集層研究的定量 展示成為油藏描述的目標和重點。

11、1.3油藏構造特征及其描述油藏描述中，流體和儲集層的研究是核心內容，但是對一個油藏的特征 進行描述，這還是不夠的，還需要研究它的構造特征。構造特征描述內容，需要研究油藏構造在以下幾個方面的特征：構造位置及其與周圍構造的關系：構造空間的配置以及它們與相鄰構造 的生成聯(lián)系，決定了該盆地中油氣的生成、運移、聚集和分布特征。構造運動具 有多期性和多次疊加多用，使得多種構造的性質特征、分布范圍和所處位置參數(shù) 不同決定了該構造中油氣藏的性質及其富集程度不同。構造高點的位置及特征：構造高點附近往往是油藏主體部分所在，因此 是油藏勘探和開發(fā)的主要指向。構造高點在構造主體中的位置、高點周圍的構造 特點和其他次高

12、點的分布情況，是油藏構造研究的主要方面。圈閉范圍及幅度：決定著油氣藏的大小。不同圈閉范圍參數(shù)的確定方法 不同，必須根據(jù)具體的圈閉類型具體分析。整體構造形態(tài)及圍斜部位產狀：油藏的整體構造形態(tài)是構造描述的重點 內容，圍斜部位產狀的精細描述是立體標定圈閉的重要途徑。構造成因：構造成因是復雜的，相似的樣式可以有完全不同的構造形成 環(huán)境。同樣的構造環(huán)境可以產生不同的構造樣式。準確描述構造成因不僅有助于 確定該構造的樣式，而且有助于指導相鄰區(qū)域的勘探開發(fā)。構造內的斷層：描述斷層在三維空間上的位置，即基本產狀、要素(走 向、傾向、傾角、落差、水平位移等)；主斷層的精細描述；斷裂系統(tǒng)及空間組 合等。構造縱向的

13、繼承性與復合性：地質構造由于在漫長的地質歷史過程中的 演變，構造變動方式在不停的轉換，但是由于空間上具統(tǒng)一性及時間演化上具連 續(xù)性，所以不同地質時代的構造在前后次序上必然存在一定的聯(lián)系。繼承性構造 對油氣的生成聚集更為有利。以上從不同方面論述了含油構造的研究內容，但是油藏描述工作最終要實現(xiàn) 構造的定量化描述，建立構造總體幾何形態(tài)的三維數(shù)據(jù)體。2、油氣成藏條件及成藏機理一定數(shù)量運移著的油氣，由于遮擋物的作用，阻止了它們繼續(xù)運移，而在儲集 層中聚集起來，就形成了油氣藏。油氣藏的形成過程就是在各種成藏要素的有效 匹配下，油氣從分散到集中的轉化過程。油氣藏的形成是多種因素共同作用的結 果，生、儲、蓋、

14、圈、運、保，六大條件缺一不可。其中，油源條件和圈閉條件 是最重要的因素。2.1油氣成藏的基本條件2.1.1充足的油氣來源油源條件取決于盆地內生油巖的發(fā)育情況，所含沉積有機質的多少以及 向油氣的轉化程度.一般來說,如果一個盆地穩(wěn)定下沉持續(xù)時間長，接受的沉積物 和沉積有機質就多,沉積巖厚度大，其中的生油巖系就較發(fā)育，就具備一定的油源 條件.如果長時間穩(wěn)定下沉的盆地越大，則盆地中的沉積巖體積和生油巖體積都會 十分巨大。2.1.2有利的生儲蓋組合：就是指生油層中生成的油氣能及時地運移到儲集層中，同時蓋層的配置和質 量又可以保證運移到儲集層中的油氣不會逸散。在陸相儲集盆地中，由于地層巖 性、巖相變化很快

15、，各類儲集巖體沿盆地邊緣分布，并穿插和鑲嵌在盆地中部的 生油巖系之中，還可以伴以斷層和不整合面溝通生儲油巖系，增加了儲集巖體聚 油的有效面積。相應形成了良好生儲油巖配置關系：接觸式、斷層式和不整合式 生儲油組合形式等。2.1.3有效的圈閉和有利的油氣輸導通道圈閉是形成油氣藏的必要條件.影響圈閉有效性的因素有(1)圈閉形成時間的 有效性:只有在油氣區(qū)域性運移以前或同時形成的圈閉,對油氣的聚集才是有效的. 目前對油氣區(qū)域運移的時間可以通過生油巖的生油高峰期，區(qū)域斷裂形成時間，盆 地內最后一期構造運動時間來確定.(2)圈閉空間位置的有效性：一般圈閉越接近 油源區(qū)，其聚集油氣的有效性越大.值得注意的是

16、，圈閉空間位置的有效性與油源 的豐富程度和運移通道的暢通程度有關.如果油源豐富，則圈閉的位置遠近就關系 不大,油源有限的話，即使最近的圈閉也可能充填不滿.如果運移通道十分通暢，則 豐富的油氣可以進入比較遠的圈閉。油氣輸導通道包括砂巖、不整合面和裂縫。它們的存在或者有利組合對油氣 藏的形成有重要的控制作用，近年來油氣輸導體系的研究也是成藏研究的熱點。2.1.5必要的保存條件已經形成的油氣是否可以完整的保存，取決于是否遭受各種導致油氣藏破壞 的因素作用,以及這種破壞的程度.導致油氣藏破壞的主要因素有:地殼運動，巖漿 活動，氣涌，水動力沖刷，微滲漏等.目前，油氣保存的研究也是油氣藏地質研究的熱點，比

17、如斷層的封閉性研究， 而且越來越向著定量化的方向發(fā)展.2.2油氣成藏機理現(xiàn)代石油地質學告訴我們，油氣藏的形成是發(fā)生在沉積盆地演化過程中的成 礦地質事件，成藏動力學過程是由溫度，壓力和有效受熱時間控制的化學動力學 過程（油氣生成）及由壓力、浮力和流體勢控制的流體動力學過程（油氣的運聚） 綜合作用的結果。這一過程受控于沉積盆地發(fā)展演化的深部過程、動力學背景及 其發(fā)展演化的階段。2.2.1油氣成因機理關于油氣的成因理論，一直以來存在著有機和無機生油說兩種爭議的方向。 還有待研究。有機成因理論認為生物死亡后的殘體經沉積作用埋藏于水下的沉積 物中，經過一定的生物化學、物理化學變化形成石油和天然氣。一般海

18、相和湖相 沉積盆地的發(fā)育過程中，原始有機質伴隨著其他礦物質沉積后，隨著埋藏深度逐 漸增大，地溫不斷升高，在缺氧的還原環(huán)境下，有機質逐步向油氣轉化。其形成 和演化過程可分為四個逐步過渡的階段:生物化學生氣階段、熱催化生油氣階段、 熱裂解生凝析氣階段及深部高溫生氣階段。天然氣的成因除了有機成因以外還有 無機成因的宇宙氣、幔源氣、巖漿巖氣、變質巖氣和無機鹽類分解氣等。2.2.2油氣聚集機理圈閉是具有一定的儲集空間和封閉條件,形成油氣藏的場所。圈閉系統(tǒng)的油 氣運移聚集過程主要受圈閉幾何特征（幾何形態(tài)，圈閉高度,閉合面積和最大有效 容積），儲層地質特征（巖石性質及組合特征，孔隙裂隙結構特征和巖石孔滲特征

19、）以 及流體動力學特征（流體物性及相態(tài)分布、流體運動樣式及強度和流體驅動力）的 影響。關于圈閉中油氣聚集機理一般的有以下幾種：滲濾作用：Cordell(1977)、Roberts(1980)等人認為含烴的水或隨水運移的 油氣進入圈閉以后，因為一般親水的、毛細管壓力封閉的蓋層對水不起封閉作用, 水可以通過蓋層而繼續(xù)運移；對烴類則產生毛細管壓力封閉，結果把油氣過濾下 來在圈閉中聚集。在水動力和浮力的作用下，水和烴可以源源不斷地補充并最終 導致在圈閉中形成油氣藏。排替作用：Chapman(1982)認為泥質巖蓋層中的流體壓力一般比相鄰砂巖 層中的大,因此圈閉中的水是難以通過蓋層的。另外油氣進入圈閉后

20、首先在底部 聚集,隨著烴類的增多逐漸形成具有一定高度的連續(xù)烴相，在油水界面上油水的壓 力相等，而在油水界面以上任一高度,由于密度差,油的壓力都比水的壓力大。因此 產生了一個向下的流體勢梯度,使油在圈閉中向上運移同時把水向下排替直到束 縛水飽和度為止。滲濾作用和排替作用共同作用：當上覆蓋層只有毛細管壓力封閉時，在油 氣聚集過程中上述兩種作用都可能存在。因為任何儲集層都是非均質的，被油氣 占據(jù)的連續(xù)空間可能發(fā)生排替作用，而被水占據(jù)的連續(xù)空間可能發(fā)生滲濾作用.根 據(jù)兩相運移的原理，當儲集層中或在其底部含油飽和度達到70%以上，則水的滲流 停止或被阻止。因此，在油氣聚集的初期，水是可以通過上覆親水蓋層

21、而發(fā)生滲流 的；當油氣聚集到一定程度之后，水就很難通過上覆蓋層而主要是被油氣排替到 圈閉的下方。如果蓋層是異常高壓封閉，則無論是什么情況水都不能通過上覆蓋 層發(fā)生滲流,只能發(fā)生向下的排替作用。油氣充注方式：England等(1987)認為：一個油藏將以一種順序方式充注, 石油將首先進入具有最低孔隙排替壓力的最佳滲透層，并且接著以一組向前推進 的石油波陣面方式充注油藏。現(xiàn)在，在對油氣運聚研究中引入了含油氣系統(tǒng)和成藏動力學分析之后的油氣 運聚機理一般從成藏的能量場和力場的角度對油氣的初次運移和二次運聚進行 系統(tǒng)的模擬分析，油藏的評價布再使對其生儲蓋圈運保條件的靜態(tài)分析而是油氣 藏形成動力學過程的動

22、態(tài)分析。3、油氣藏的分布規(guī)律近年來，在研究油氣富集演化的過程中，發(fā)現(xiàn)在油氣聚集帶與含油氣盆地（或 含油氣區(qū)）之間尚有一個油氣地質“油氣系統(tǒng)”，它控制著油氣生成、運移、聚 集、保存全過程的動態(tài)演化模式。1、油氣田：石油和天然氣都是流體，不可能原封不動地位于其原來生成的 地方，油氣聚集場所是經過運移聚集才形成的，油氣田指的不是它們出生的地方， 而是現(xiàn)在聚集的場所。形成任何一個油氣田，單一的“局部構造單位”是最重要 的因素，它不僅決定面積的大小，更重要的直接控制著該范圍內各種油氣藏的形 成?？梢愿鶕?jù)該成因原則對油氣田進行分類。近年來國內外油氣勘探的新進展表 明，盡管油氣田的成因條件比較明確，但是也越

23、來越感到碎屑巖和碳酸鹽兩大不 同巖類的發(fā)育區(qū)域，油氣的生成、運移、儲集條件都油不少的差別，所以在油氣 田分類時，應先考慮區(qū)分砂巖或其他碎屑巖油氣田和碳酸鹽油氣田兩大類，然后 再分別根據(jù)其單一局部構造單位的成因特點進行詳細分類。2、油氣聚集帶和含油氣區(qū)：石油和天然氣之所以能聚集起來，是由于這里 受局部構造單位控制，形成了各種圈閉。這類局部構造單位可以是穹窿、背斜、 單斜、刺穿構造等，在它們所控制的范圍內往往伴生多種圈閉，從而形成多種油 氣藏。油氣田在地殼上不是孤立存在的，這說明油氣的運移是區(qū)域性的，油氣運移 的主要指向常常受二級構造帶控制。當這些二級構造帶與油源區(qū)連通較好或相距 較近時，隨著油氣

24、源源不斷的供給，整個二級構造帶各局部構造的一系列圈閉都 可能形成油氣藏。造成油氣田成群成帶出現(xiàn)，成為油氣聚集帶。油氣聚集帶可被 理解為同一個二級構造帶中，互有成因聯(lián)系、油氣聚集條件相似的一系列油氣田 的總和。油氣聚集帶的形成時二級構造帶與油源區(qū)和儲集巖相帶有機配合的結 果。4、油氣田勘探與資源評價理論、方法與技術油氣勘探是分階段有計劃的進行一般分普查階段、區(qū)域勘探、預探階段和詳 探四個階段。普查階段以油氣區(qū)評價和盆地選擇為目的，應用地面地質、重磁力、 物探地震大剖面和參數(shù)井等手段進行；區(qū)域勘探是盆地評價與區(qū)帶選擇，運用的 手段有地震普查與重點詳以及預探井，參數(shù)井；預探是區(qū)帶評價與圈閉選擇，方

25、法是地震詳查、預探與詳探井布置；詳探是圈閉評價與油氣藏控制，進行地震細 測黃蓉詳探井鉆探。因此，油氣田勘探技術的進展就是地震與測井技術的進展。目前，我國的油氣地球物理勘探技術也得到了很大的發(fā)展。三維地震勘探己 廣泛用于生產中，VSP技術在全國推廣，地震偏移和層析成像技術取得長足進展， 地震地層學、定量巖性反演和盆地定量動態(tài)模擬逐步得到重視，大功率瞬變電磁 法和可控源大地電磁法取得良好的試用效果。目前推出的GeoRes Imagine系統(tǒng) 是OYO Geospace公司最新推出的高分辨地面和井下地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。在精細 勘探和油藏描述中具有良好的經濟效益，是常規(guī)VSP、小折射儀器的更新?lián)Q代產 品

26、。在地球物理勘探的理論和方法研究方面，將主要集中在下列方面：沉積盆 地演化的定量模擬解釋；條件復雜地區(qū)的三維地震采集處理和地層型及巖性型 油氣圈閉的直接識別；油氣藏及油氣儲集層的地震描述和開發(fā)過程中的動態(tài)監(jiān) 測；小尺度地質異常體和地層精細結構的成像理論和方法研究。油氣資源評價是提供油氣勘探決策的科學，是石油地質勘探綜合研究與系統(tǒng) 工程技術相結合的產物。目前，油氣資源評價已成為綜合性很強的、具有完整體 系的大型研究工作，它具有研究內容廣泛、手段技術先進、評價系統(tǒng)嚴密、成果 實用性強的特點，為指導和提高勘探效果正發(fā)揮著越來越重要的作用。油氣資源評價的任務包括：預測油氣資源的潛力與方向；指出各油氣區(qū)

27、與各 級資源的經濟條件；提出勘探意見與部署。目前流行的油氣資源評價一般按含油氣大區(qū)、盆地（凹陷）、區(qū)帶和圈閉四 個層次建立評價程序，對各個層次的油氣資源分別進行評價。由于各個層次的規(guī) 模、對象不同，評價的內容、要求和方法也不同。在油氣資源評價中，一般是以 盆地為單元，以區(qū)帶一圈閉為重點，以含油氣層系為中心，通過地質評價、油氣 資源估算和決策分析三個環(huán)節(jié)來完成。油氣田在進行了充分的地質評價并獲得充足的經濟參數(shù)之后，決定是否將油 氣田投入生產，就取決于經濟評價的結果。油氣田儲量技術經濟評價的內容包括 以下諸方面：投資利潤率、投資利稅率、財務內部收益率、財務凈現(xiàn)值、動態(tài)投 資回收期等。盆地評價是區(qū)域

28、性評價的基本單元，要求計算出資源量。目前油氣資源量的 估算一般是通過資源評價系統(tǒng)實現(xiàn)的，而不是由單一的方法完成。其主要途徑是 統(tǒng)計模擬、數(shù)字模擬和專家系統(tǒng)三類。常用的盆地資源評價方法有體積法、地球 化學法、勘探效果分析法和類比法四大類。區(qū)帶評價除了要研究勘探區(qū)帶所處的區(qū)域構造位置、沉積特點、地質演化史、 生儲油特征外，還必須指出有利的含油氣區(qū)帶圈閉的個數(shù)、層位以及圈閉規(guī)模和 分布概率。區(qū)帶評價的方法主要包括累加圈閉法、體積法、供油單元法、區(qū)帶分 析法等。累加圈閉法是將一個區(qū)帶中的每一個圈閉的資源量累加起來。供油單元 法是從生烴量入手，劃分區(qū)帶內的供油單元，計算供油單元內所能聚集的油氣資 源量。圈閉評價是最具體、最實際的工作，是勘探的最終目標，其目的在于擬定探 井井位，直接發(fā)現(xiàn)油氣田。當前圈閉評價的方法主要有風險概率統(tǒng)計法、評分法 和定性排隊法等。一些石油公司從油氣的生成、運移、圈閉等標準入手，從地質 模型到數(shù)學模型，形成圈閉評價的計算機系統(tǒng)