石油地質(zhì)學(xué)要點整理

緒論1、石油地質(zhì)學(xué)的主要任務(wù)是闡述油氣在地殼中的形成過程，產(chǎn)出狀態(tài)以及分布規(guī)律2、 1）研究石油的基本特征：包括石油的化學(xué)組成和物理性質(zhì)，以及石油伴生物一一天然氣及水的基本特征。2）研究油氣的生成：包括生成油氣的原始物質(zhì)是什么，這些原始物質(zhì)是在什么環(huán)境和什么因素作用下演化為石油的等。3）研究油氣運移規(guī)律：包括引起油氣運移的動力有哪些，油氣運移時的狀態(tài)如何等等。4）研究油氣聚集的條件及各種油氣藏的特征。5）研究油氣藏聚集破壞的因素及再次運移聚集的規(guī)律性。3、 石油地質(zhì)學(xué)的三大基石：盆地構(gòu)造、盆地沉積、石油探測技術(shù)三方面的知識第一章石油、天然氣、油田水的成分和性質(zhì)

第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)1、 石油：是以液態(tài)形式存在于地下巖石孔隙中的可燃有機礦產(chǎn)。（在成分上以烴類為主，含有數(shù)量不等的非烴化合物及多種微量元素。在相態(tài)上以液態(tài)為主，溶有大量烴氣及少量非烴氣，并溶有數(shù)量不等的烴類和非烴類的固態(tài)物質(zhì)）石油中C、H兩元素占絕對優(yōu)勢。次為0、N、S。2、 石油中的化合物組成歸納起來，主要可分為烴和非烴兩大類，具體包括：（烴類）①正構(gòu)烷烴；②異構(gòu)烷烴；③環(huán)烷烴；④芳香烴；（非烴類）⑤含氮、硫、氧化合物。3、 在石油烷烴中，異構(gòu)烷烴中最重要的是異戊間二烯型，該烷烴是生物成因標志化合物，應(yīng)用最多的是植烷和姥鮫烷。同源的石油所含異戊間二烯型烷烴類型和含量都十分相近，常用于油源對比。4、 用環(huán)戊烷和環(huán)己烷的比值可以估計石油生成時的地下溫度，比值高，成生溫度低，否則相反。在原油中，多環(huán)環(huán)烷烴的含量隨成熟度增加而明顯減少，高成熟度原油以1-2環(huán)烷烴為主。5、 石油樣品中I、II類初級氫原子的豐度比值稱為芳烴結(jié)構(gòu)分布指數(shù)，簡稱ASI值。這一特征值可直接用于鑒定有機質(zhì)成熟度。成熟生油巖的ASI值＞0.86、 石油中的非烴是指石油所含的硫、氮、氧及金屬原子的化合物，它們對石油的質(zhì)量有重要的影響。其中，最為重要的是卟琳，是石油成因分析的有力證據(jù)。7、 石油的旋光性與含有結(jié)構(gòu)不對稱的生物成因標志化合物有關(guān)，所以旋光性被認為是石油有機成因的重要證據(jù)。8、 石油重要的物理性質(zhì)有：顏色、比重、粘度、熒光性、旋光性、溶解性等特征。思考題：如何區(qū)分海相和陸相石油？石油中有哪些烴類和非烴類？第二節(jié)天然氣的成分與性質(zhì)1、 狹義天然氣按成因可分為：無機成因氣（如巖漿氣）；有機成因氣（由有機質(zhì)經(jīng)熱演化所形成的）；混合成因氣（前兩者的混合物）.2、 有機成因氣按其母質(zhì)來源又可分為：＜1＞腐泥型天然氣又稱油型氣或石油氣：它是指以腐泥型為主的有機質(zhì)（包括低等植物和動物的遺體），在其演化過程中所生成的氣態(tài)物質(zhì)。＜2＞腐植型天然氣又稱煤成氣，或煤型氣、煤系氣它指以腐植型為主的有機質(zhì)（包括高等植物）在其演化過程中所生成的氣態(tài)物質(zhì)。＜3＞腐植腐泥型天然氣:是指前兩者的過渡類型。3、狹義的天然氣按其存在的相態(tài)又可分為：〈1〉游離氣〈2〉溶解氣〈3〉吸附氣〈4〉固態(tài)氣水合物又稱冰凍甲烷。4、 狹義天然氣按其分布特征可分為：聚集型天然氣（氣頂氣、氣藏氣、凝析氣）分散型天然氣（油內(nèi)溶解氣、水內(nèi)溶解氣、沉積巖中吸附氣、固態(tài)氣水合物中的氣體、煤層氣）5、 天然氣是以氣態(tài)形式存在于地下巖石孔隙中的可燃有機礦產(chǎn)。以烴類，尤以甲烷為主，并含有少量的N2、CO2、H2S等氣體。以碳、氫為主，另有少量的N、O、S及其它微量元素。6、 在實際勘探中，常據(jù)成分特征將天然氣分為濕氣和干氣。<1>濕氣：是指甲烷含量小于95%，重?zé)N含量大于5%,并常與石油伴生的氣體。該氣體有汽油味，燃燒時呈黃色火焰。通入水中，水面有油膜，與油田相關(guān)。<2>干氣：是指甲烷含量大于95%，重?zé)N含量小于5%，不與石油共存的氣體。燃燒時呈藍色火焰，無汽油味。通入水中水面無油膜。7、 天然氣的物理性質(zhì)：比重，粘度，臨界溫度（指氣相物質(zhì)能維持液相的最高溫度）、臨界壓力（指在臨界溫度時，氣態(tài)物質(zhì)液化所需的最低壓力）、逆凝結(jié)和逆蒸發(fā)，溶解度，熱值思考題:試述凝析油氣藏形成的原理和條件？第三節(jié)油田水的成分和性質(zhì)1、 狹義上：油田水是指油田范圍內(nèi)直接與油層連通的地下水，即油層水2、 油田水的礦化度：是指水中的各種離子、分子和化合物的總含量3、 油田水的化學(xué)組成主要包括無機組成和有機組成兩部分：（1） 無機組成:油田水的無機組成中除含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-等離子外，還含有特殊的碘（I）漠3。硼（B）鍶（Sr）等微量元素。（2） 有機組成:油田水中常見的有有機組分有：烴類、酚和有機酸。具體特征表現(xiàn)在四方面：1） 油層水的烴類既有氣態(tài)烴（C1-4），又有液態(tài)烴。而非油層水中只含少量甲烷、重?zé)N很少。衡量重?zé)N含量可用甲烷系數(shù)（CH4/總烴）或干燥系數(shù)（CH4/NC2+烴）兩種表示方法。2） 油層水苯系化合物含量很高，一般可達0.01—1.58mg/l，且甲苯/苯>1，而非油層水相反。3） 油層水中酚含量較高，一般大于0.1mg/l，且以甲酚和鄰甲酚為主，而非油層水酚含量較低，且以苯酚為主。4） 油田水中常含有不等量的環(huán)烷酸，脂肪酸和氨基酸等有機酸。其中環(huán)烷酸是石油環(huán)烷烴的衍生物，是找油的重要水化學(xué)標志。4、 油田水的類型：蘇林的分類方案將天然水劃分為四種類型氯化鈣型、氯化鎂型、碳酸氫鈉型、硫酸鈉型，油田水的化學(xué)類型以氯化鈣型為主，Na/Cl<0.5,是烴類聚集最有希望的地帶。思考題：蘇林如何將水分為四類？哪一類為油田水？第四節(jié)重質(zhì)油特征1、 重質(zhì)油是指在原始油層溫度下脫氣原油粘度為（100-1000）X10-3Pa.s或者在15.6°。及0.1MPa下密度為934-1000kg/m3的原油。2、 重質(zhì)油的特征：①氧、硫、氮含量高；②富含微量元素，高于常規(guī)原油的幾倍至幾十倍；③非烴和瀝青質(zhì)含量高，個別可達50%。第五節(jié)石油瀝青類中的碳、氫穩(wěn)定同位素1、 同位素：是指元素周期表中具有相同原子序數(shù)而原子量不同的元素。由于它們位于元素周期表的同一位置，所以稱之為同位素。2、 放射性同位素：是指那些能自行隨意分解（即改變自己的原子量）形成具另外質(zhì)子數(shù)的新原子的同位素，如鈾、14C等皆屬于放射性同位素。3、 穩(wěn)定同位素：是指那些原子核結(jié)構(gòu)不會自發(fā)地改變的同位素。4、 穩(wěn)定同位素的兩個基本屬性：即使經(jīng)歷復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，同位素比率（或含量）仍保持相對的穩(wěn)定；（但由于穩(wěn)定同位素的中子數(shù)和質(zhì)量有一定的差別，其取代分子或鍵的化學(xué)活性也有一定的差別，從而)在參與生物、化學(xué)和物理作用過程中，也有一定的分餾作用。5、 油田上基于穩(wěn)定同位素的以上兩個屬性來進行油源對比、天然氣成因分析等研究。6、 以碳為例來分析碳穩(wěn)定同位素的分餾機理：碳穩(wěn)定同位素常見的分餾作用有以下4方面：同位素交換反應(yīng)指不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，只在不同化學(xué)物質(zhì)，不同相或單個分子之間發(fā)生的同位素重新分配所引起的分餾作用。例如：13CO2+H12CO3-===12CO2+H13CO3-反應(yīng)自左向右進行，則CO2中富集12C，式子自右向左進行，則CO2中富集13C。但具體向哪一方向演化需視具體條件的影響情況而定。例如海水中CO2與HCO3-反應(yīng)的結(jié)果使13C富集。光合作用的動力效應(yīng)植物進行光合作用時，吸收CO2和H2O繁殖本身過程中，由于分餾作用，就會使12C富集，而13C減少。熱力和化學(xué)反應(yīng)的動力效應(yīng)同位素的質(zhì)量不同，取代分子或鍵的化學(xué)活性不同，一12C-12C一鍵的化學(xué)活性大，而一13C—13C—鍵的化學(xué)活性差。在參與化學(xué)反應(yīng)時，相同的溫度及其它條件下，-L2C-12C—參與反應(yīng)的幾率和速率較一13C—13C一大。從而使得低溫條件下形成的烴類12C較富集，而高溫條件下形成的烴類，相對13C含量較高。物理化學(xué)效應(yīng)對穩(wěn)定同位素來說，最有意義的物化效應(yīng)是蒸發(fā)和擴散作用。蒸發(fā)作用的結(jié)果，使氣相富集輕同位素，而液相濃縮物則富集較重的同位素。在擴散過程中，由12C組成的分子較由13C組成的分子擴散速度要快，例如12CH4比13CH4要快3.1%。7、 同位素比值的測量和對比單位一般用千分數(shù)(％。)來表示，同位素比值可用D/H、13C/12C或用5D、513C表示。8、 5是建立在標準穩(wěn)定同位素和測定樣品同位素比值的基礎(chǔ)上得出的。5值==(Rs-Rr)/RrX1000%。==(Rs/Rr-1)X1QQQ%O式子中Rs為樣品同位素比值(對于氫、碳穩(wěn)定同位素，分別為D/H、13C/12C)，Rr為標準的穩(wěn)定同位素比值(該標準，國內(nèi)外所采用標準不同，國內(nèi)也有不同標準。)9、 以513C為例，穩(wěn)定同位素在石油地質(zhì)研究中的應(yīng)用主要有六方面：可作油源對比指標，相同來源的石油513C值接近用于天然氣成因分類：生物氣513C為-55%o—-100%。；熱解氣513C為-60%。一-20%。；煤成氣513C為-20%o—-30%o；用于生油巖鑒定：生油巖的513C在-23%o—-34%o；用于有機成因的證據(jù)，因12C/13C的比值介于90-95之間，與同生生物物質(zhì)的碳同位素組成相近，而與無機的碳酸鹽巖碳同位素相差甚遠。用于判斷油氣運移方向：同一油源的原油200^前餾分513C值隨運移距離增加而增大。用于區(qū)分海陸相石油。另外，不同地區(qū)，不同地質(zhì)年代，不同成因類型的原油，其碳同位素的值也不相同。一般，年代愈老的原油，513C值總體上降低。思考題：513C表示什么含義，有何特點，主要有哪些作用？第二章現(xiàn)代油氣成因理論第一節(jié)油氣成因理論發(fā)展概述1、 油氣成因的認識過程（1） 無機生成學(xué)派：認為石油和天然氣是在地下深處高溫、高壓條件下由無機物變成的。（2） 有機生成學(xué)派：認為油氣是在地質(zhì)歷史上由分散在沉積巖中的動物、植物有機體轉(zhuǎn)化而成的。（3） 生油巖理論：各種生化組分均可參與生油，它們來自海洋動植物殘體，也可來自從陸地攜入的生物分解產(chǎn)物；含有這些分解有機質(zhì)的淤泥就是將來生成石油的母巖；母巖在早期主要由于細菌的作用而產(chǎn)生分散態(tài)石油，晚期由于負荷加大將油水一起擠入多孔地層，繼而油水按比重分開形成油藏。（4） 早期生油理論：在現(xiàn)代沉積物中發(fā)現(xiàn)了烴類，包括液烴，進而得出石油在沉積早期即已形成的結(jié)論。（5） 晚期生油理論：現(xiàn)代沉積物中的烴和古代巖石原油中的烴，在分布上、化學(xué)結(jié)構(gòu)上以及數(shù)量上有本質(zhì)差別。原油中的烴含量比現(xiàn)代沉積物中的烴含量高得多，現(xiàn)代沉積物中正烷烴則存在明顯的奇偶碳優(yōu)勢，而巖石原油中高碳數(shù)正烷烴奇偶碳優(yōu)勢消失特征。所以，在對生油剖面詳細研究的基礎(chǔ)上，晚期生油說認為，只有當(dāng)母巖埋藏到一定的深度和溫度時，有機質(zhì)才顯著地產(chǎn)生成熟的石油烴。（6） 海相生油理論（7） 陸相生油理論（8） 其中還有一些問題還需進一步研究。例如，石油從母巖中析出的機制，碳酸鹽中的生油過程等，都有待進一步探索。2、 油氣有機成因的證據(jù)（1） 世界99%以上的石油產(chǎn)自沉積巖，個別產(chǎn)自古老基巖的石油也是來自鄰近沉積巖系中富含有機質(zhì)的母巖。（2） 石油在地殼中的出現(xiàn)，與地史上生物的發(fā)育和興衰亦步亦趨。（3） 在油田剖面中，含油層位總與富含有機質(zhì)的層位有依存關(guān)系。（4） 石油中找到了生物標記化合物或者指紋化合物（卟琳、異戊間二烯類，萜類和甾醇類有關(guān)的化合物），這些化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)僅為生物物質(zhì)所持有，（可用于油源對比、地層對比和油苗對比）。（5） 石油的元素組成（包括痕量元素組成），都與有機物質(zhì)或有機礦產(chǎn)相近似（穩(wěn)定同位素也相近）。（6） 天然石油普遍具有旋光性。而這種特性只有從生物獲得的物質(zhì)方可有此特性。（7） 大量實驗表明，各種生物物質(zhì)通過熱降解均可獲得或多或少的烴類產(chǎn)物。現(xiàn)代和古代沉積有機質(zhì)中均可獲得這種物質(zhì)。思考題：簡述晚期成油理論的基本觀點和依據(jù)？第二節(jié)生成油氣的物質(zhì)基礎(chǔ)1、油氣生成的原始物質(zhì):石油起源于生物物質(zhì)，生物物質(zhì)的化學(xué)組成主要有4類：脂類、碳水化合物、蛋白質(zhì)以及木質(zhì)素等組成（1） 脂類物質(zhì)抗腐能力強，化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)都接近石油，最重要的成油母質(zhì)。（2） 上述生物化學(xué)組分在不同的生物內(nèi)的含量是不相同的，植物主要含碳水化合物，而動物主要含蛋白質(zhì)。脂類在動物、低等植物以及高等植物的某些組織中有較豐富的含量。木質(zhì)素主要存在于高等植物中。（3） 全面地評價不同生物做為成油母質(zhì)的地位，應(yīng)了解生物在自然界的產(chǎn)出特點：①植物年產(chǎn)有機碳量遠大于動物。②水生生物生存空間比陸生生物廣泛。前者所生成的有機碳總量大。③低等生物繁殖迅速，產(chǎn)量巨大。2、 沉積有機質(zhì)的形成（1） 生物物質(zhì)與石油在化學(xué)組成上的差異是從生物有機質(zhì)進入到沉積有機質(zhì)時開始轉(zhuǎn)化的。（2） 沉積有機質(zhì)，也叫地質(zhì)有機質(zhì)，是隨無機質(zhì)點一起沉積并保存下來的生物殘留物質(zhì)。這當(dāng)中既包括生物的遺體，又包括生物生命過程中的排泄物和分泌物。（3） 生物死亡后，其遺體將受到化學(xué)分解和細菌分解，大部分變成氣態(tài)或水溶液成分而逸散，只有很少的一小部分進入到沉積物中去。進入到沉積物中的有機質(zhì)一部分是生物物質(zhì)中的穩(wěn)定成分，如孢粉、樹脂等。另一部分是新生成的復(fù)雜分子物。3、 沉積有機質(zhì)的分布和豐度（1） 沉積物中有機質(zhì)含量的影響因素：生物物質(zhì)的產(chǎn)量這是由生物形成的環(huán)境所決定的，如溫暖的淺海集中了海洋生物的絕大部分。原始有機質(zhì)的保存條件處于氧化環(huán)境的有機質(zhì)易于遭受破壞，處于還原條件的有機質(zhì)易于保存下來。堆積速度，堆積埋沒的速度越快越利于有機質(zhì)的保存。與沉積物的粒度密切相關(guān)。據(jù)現(xiàn)代沉積物研究表明，砂的有機質(zhì)含量為0.77%，粉砂的為1.2%，粘土為1.8%。粒度越細，有機質(zhì)含量越多，其原因主要有三點：A、 從沉積分異角度看，呈膠體或懸浮態(tài)的有機質(zhì)點同粘土質(zhì)點有很大的一致性，因而可以同步沉落。B、 粘土具有較強的吸附有機質(zhì)的能力。C、 形成泥質(zhì)的環(huán)境往往處于還原條件，有利于保存有機質(zhì)。（2） 有機質(zhì)的豐度大多是用有機碳含量來表示（因為碳元素在有機質(zhì)乃至有機礦產(chǎn)中最多也最穩(wěn)定）有機碳含量乘以系數(shù)1.6和1.22，分別代表了現(xiàn)代和古代（已有部分轉(zhuǎn)化了，故乘以1.22）沉積中的有機質(zhì)含量?，F(xiàn)代從巖石中所測得的有機碳含量實際是殘留的有機碳含量。不過，被轉(zhuǎn)化移出的只是極少一部分。4、 沉積有機質(zhì)中的干酪根：（1） 干酪根：沉積巖中不溶于堿、非氧化型酸和非極性有機溶劑的分散有機質(zhì)。實驗室從巖石中提純出來的干酪根是黑色或褐色粉末。（2） 若用氯仿作為溶劑，直接溶解得到的瀝青即稱之為瀝青“A”或氯仿瀝青“A”。若將氯仿抽提過的巖樣用鹽酸浸泡后，再用有機溶劑溶解得到的瀝青稱之為瀝青“C”（包括束縛瀝青和結(jié)合瀝青）。（3） 干酪根的特征：干酪根在沉積有機質(zhì)中的含量可占70-90%甚至更高，所以干酪根的含量也是通過有機碳的含量來估算的。干酪根含量隨深度增大而降低，烴類反而增加，反映了干酪根和石油呈消長關(guān)系。表明了干酪根是生成石油的主體物質(zhì)，干酪根的類型基本上代表了有機質(zhì)的類型。（4） 干酪根的類型（干酪根在沉積有機質(zhì)中的含量可占70-90%以上，干酪根的類型基本上代表了有機質(zhì)的類型）1）化學(xué)分類：蒂索借助煤巖的研究成果，將干酪根按H/C和O/C原子比分為三種類型：I型干酪根：H/C原子比高，介于1.25-1.75，O/C原子比低，小于0.026-0.12II型干酪根：H/C原子比介于0.65—1.25之間，O/C原子比介于0.04—0.13之間m型干酪根：H/C原子低，介于0.46—0.93,O/C原子比高，大于0.05-0.3I型干酪根以鏈狀結(jié)構(gòu)較多為特征，生油潛力大；II型干酪根介于二者之間；m型干酪根以芳香結(jié)構(gòu)多為特征,生油潛力??；后來，蒂索又分出了困型干酪根，其特點是：O/C原子比較高，大于0.25；H/C原子比很低，介于0.5?0.6之間，它的生油潛力幾乎等于零。2）光學(xué)分類：A.透射光下分類：干酪根在顯微鏡的透射光下可以劃分出五種類型：無定形絮質(zhì)：是沒有清晰幾何邊緣的，無定形的淺團或粉末。主要來源于浮游生物。藻質(zhì)：是可識別出藻類構(gòu)造的組分。草質(zhì)組分包括：孢子、花粉、角質(zhì)層、葉表皮層（也稱木栓層）等組分，來源于陸生植物。木質(zhì)組分：是長形具木質(zhì)結(jié)構(gòu)的纖維質(zhì)。來源于陸地植物。煤質(zhì)組分：是炭化的植物組分。藻類無定形絮質(zhì)的生油能力最強，然后依次降低。B.反射光下分類：殼質(zhì)組分：又稱穩(wěn)定性組分，在反射光下呈暗灰色，低突起，相對富氫。鏡質(zhì)組分：在反射光下呈灰一灰白色，無突起或低突起，相對富氧。惰性組分：在反射光下呈白一亮黃白色，較高突起，相對富碳。上述三組分的生油潛力以殼質(zhì)組分為主，然后依次降低。（5）干酪根劃分方案對照及其地質(zhì)意義（見ppt表）思考題：為什么說浮游生物是主要的成油原始物質(zhì)？第三節(jié) 油氣生成的地質(zhì)環(huán)境與物理化學(xué)條件1、 油氣生成的地質(zhì)環(huán)境（1） 大地構(gòu)造條件一般穩(wěn)定區(qū)域的較活動帶易于形成油氣豐富的盆地，如板塊邊緣活動帶，板塊內(nèi)部的裂谷、坳陷，以及造山帶的前陸盆地、山間盆地等。（翻譯）（2） 巖相古地理條件：最有利于油氣形成的主要古地理環(huán)境：淺海、半深湖一深湖、前三角洲相三個沉積區(qū)帶。（3） 古氣候條件：只有在溫暖潮濕的古氣候時期有利于生物的繁殖和發(fā)育，可形成優(yōu)質(zhì)的油氣母巖（生油巖）。2、 有機質(zhì)演化成油的物理化學(xué)條件（1）細菌：1） 喜氧細菌：喜氧細菌生活在沉積物的表層，它對有機質(zhì)主要起破壞分解作用。2） 厭氧細菌：厭氧細菌使有機質(zhì)分解產(chǎn)生CH4、H2、CO2、有機酸及碳氧化合物，對油氣生成有重要的作用。厭氧細菌的具體作用結(jié)果有三方面：①細菌本身是良好的生油原始材料作用實質(zhì)將有機物中的氧、硫、氮、磷等元素分離出來，使C、H元素富集。加速石油烴的轉(zhuǎn)化，促進油氣運移。據(jù)統(tǒng)計，細菌主要分布于沉積物表層幾米的深度范圍之內(nèi)，再向下已極少。（2） 溫度：1） 深度每增加100米所增加的溫度（°C）數(shù)值叫地溫梯度。含油盆地常見的地溫梯度以2—5C居多。2） 溫度對有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化作用主要表現(xiàn)在兩方面：促進生油母質(zhì)干酪根的熱降解。加速有機質(zhì)向烴類轉(zhuǎn)化的反應(yīng)速度，決定烴的數(shù)量。3） 門限溫度（又叫成熟溫度）：是指生油母質(zhì)開始大量向石油烴類轉(zhuǎn)化時的溫度。門限溫度一般在50—120C4） 門限深度（又叫成熟點）：與其相對應(yīng)的深度，也就是生油母質(zhì)開始大量向石油烴類轉(zhuǎn)化的深度，稱之為門限深度或成熟點。生油階段的起始溫度一般不低于50C，終止溫度不高于175C,這也就是地殼中的生油過程所局限的生油溫度或深度范圍。5） 液態(tài)窗口：世界油田統(tǒng)計，多數(shù)油田儲存在65.6C—148.9C之間，此液態(tài)烴出現(xiàn)的溫度范圍又叫做。溫度在有機質(zhì)生烴過程中有著決定性的作用。（3） 時間：1） 反應(yīng)時間的自然對數(shù)同絕對溫度成反比直線關(guān)系。2） 時間溫度指數(shù)一一TI：為了綜合表示時間與溫度兩種因素同時對沉積物中有機質(zhì)熱成熟度的影響。（4） 催化劑1） 粘土：在自然條件下，對油氣生成最有現(xiàn)實意義的催化劑是粘土，粘土作為催化劑主要是與其吸附作用有關(guān)。（在有機質(zhì)生油過程中，粘土對其表面吸附的原子有激發(fā)活化作用，從而使得原子易于相互作用形成新的化合物。從而達到了催化效果）2） 有機酵素（酶）：在有機質(zhì)分解的早期發(fā)酵過程中，有機酵素有著重要的意義。（5） 其它：1） 放射性作用：對有機質(zhì)生油轉(zhuǎn)化也有影響，不是重要因素。2） 壓力：只影響反應(yīng)系統(tǒng)中的物質(zhì)相態(tài)。3、有機質(zhì)演化與成烴模式（1） 成巖作用階段（未成熟階段、生物化學(xué)生氣階段）.這個階段相當(dāng)于泥炭一褐煤階段，溫度介于10C—60Co其作用因素主要是細菌，在細菌分解作用和水解作用下，使原來的脂肪、碳水化合物、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)等生物化學(xué)聚合物轉(zhuǎn)變成為了分子量較低的生物化學(xué)單體物質(zhì)，同時生成甲烷、二氧化碳、硫化氫等氣體（生物氣）。生物化學(xué)單體物質(zhì)有些不再反應(yīng)了，成為了瀝青，而大部分重新聚合，并與周圍礦物質(zhì)絡(luò)合被穩(wěn)定的保存于沉積巖中，這些物質(zhì)就是生油母巖干酪根的前身。此階段的主要烴類產(chǎn)物是由生物分解作用形成的富甲烷氣體。此氣體即是我們前面提到的生物氣。生物氣：是指沉積物中有機質(zhì)在還原條件下，經(jīng)厭氧微生物作用形成的富甲烷氣體。（2） 深成作用階段（成熟階段，包括熱催化生油氣階段和熱裂解生凝析氣階段）：當(dāng)沉積物埋藏深度大于1500米以后，隨著地溫逐步升高，有機質(zhì)將發(fā)生熱降解。熱降解早期主要是由于粘土催化劑的作用所引起；熱降解后期逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃呀?。原來作為高分子聚合物的干酪根，此階段又開始向較低分子的地質(zhì)單體物轉(zhuǎn)化。生成CH4、CO2、N2、NH3、H2S等揮發(fā)物，此階段形成的氣體成為熱降解氣；同時形成一些分子量較低的可溶有機質(zhì)烴類。使干酪根數(shù)量減少，H/C、O/C原子比降低，聚縮程度增加，反射率升高，顏色變深等變化。此階段是石油生成的主要時期，同時還有大量濕氣。據(jù)估計，石油中大約80%—95%的烴是在此階段生成的。晚期生油說也即指的這一階段。深成作用的晚期（埋深3000-4000m），液態(tài)烴急劇減少，氣態(tài)烴顯著增加，但它們在地下為氣態(tài)，采至地面凝結(jié)為液態(tài)（溫壓降低），即凝析油。所以又稱熱裂解生凝析氣階段或高熟階段。（3）準變質(zhì)作用階段（過熟階段、深部高溫生氣階段）此階段生油潛力逐漸枯竭，有機質(zhì)和已形成的石油發(fā)生強烈裂解，只能生成氣態(tài)烴一一即熱裂解氣。此階段生成的熱裂解氣以及深成作用階段所生成的熱降解氣統(tǒng)稱為熱解氣。上述三個階段實際是連續(xù)的。它們的相應(yīng)反應(yīng)和產(chǎn)物也是疊置交錯的，很難用統(tǒng)一的指標做出截然的劃分。而且，不同地區(qū)演化特征也不相同。4、油氣成因理論新進展（1） 未熟油-低熟油理論：未熟油-低熟油是指所有非干酪根晚期熱降解成因的各種低溫早期的非常規(guī)油氣。其生成高峰階段對應(yīng)的RO大體在0.2~0.7%.（2） 煤成烴理論：煤成油是指由煤和煤系地層中集中和分散的陸源有機質(zhì)，在煤化作用的同時生成液態(tài)烴類。（3） 無機成因氣理論第四節(jié)生油巖1、 生油巖：是指曾經(jīng)產(chǎn)生并排出足以形成工業(yè)性油、氣聚集之烴類的細粒沉積物。2、 生油巖地球化學(xué)特征（1） 有機質(zhì)豐度有機質(zhì)豐度指標主要有：有機碳含量、巖石熱解參數(shù)、氯仿瀝青“A”和總烴含量等。1） 有機碳含量（TOC）:實驗測定的有機碳含量實際是殘余有機碳的百分含量。由于轉(zhuǎn)化為烴的有機碳是非常有限的，所以，它基本上仍能代表生油的物質(zhì)條件，有機碳含量越高，表示生油的物質(zhì)基礎(chǔ)越好，反之易然。生油巖的有機碳含量最小值一般是:①粘土巖為0.5%②碳酸巖為0.1%③咸化環(huán)境形成的泥質(zhì)生油巖，其低限可降至0.3%。但應(yīng)注意的是：并非有機碳含量愈高的巖石既為生油量愈大的巖石，這是因為生油量的大小還取決于有機物向石油的轉(zhuǎn)化程度。因而有機物的數(shù)量如果同時使用有機碳和烴/有機碳（即烴在每克有機碳中的毫克數(shù)）來表示，則更具有實際意義。2） 氯仿瀝青“A”氯仿瀝青"A”是指巖石中可抽提有機質(zhì)的含量；通常將250—300ppm的氯仿瀝青“A”含量定為生油巖的下限值。3） 總烴含量（HC）總烴包括瀝青“A”中飽和烴和芳香烴組分含量的總和（瀝青中膠質(zhì)除外）；通常將250—300ppm的氯仿瀝青“A”含量和50—100ppm的總烴含量，定為生油巖的下限值。4） 熱解參數(shù)一一生烴潛量Pg（S1+S2）也是表征有機質(zhì)豐度的指標。還可配合5）有機質(zhì)轉(zhuǎn)化指標B（瀝青中的碳/剩余有機碳*100%）來反映巖石中有機物的豐度。（查書）（2） 有機質(zhì)類型：有機質(zhì)的類型不同，巖石的生油潛力不同。有機質(zhì)的光學(xué)類型、化學(xué)類型以及各種類型的生油潛力，在前面我們已談過了，在此不在贅述。此外，干酪根的類型，還可根據(jù)生油巖熱解參數(shù)氫指數(shù)IH和氧指數(shù)IO加以劃分：氫指數(shù)=干酪根熱解烴(S2)/有機碳氧指數(shù)=二氧化碳(S3)/有機碳兩參數(shù)與干酪根的化學(xué)分類參數(shù)H/C和O/C比相當(dāng)，也可用來劃分、確定有機質(zhì)的類型，同樣將干酪根劃分為1、11和III型三種類型。有機質(zhì)成熟度：有機質(zhì)必須經(jīng)過成熟作用方能形成石油和天然氣，成熟作用的水平?jīng)Q定著生成物的性質(zhì)和數(shù)量。用于研究成熟度的方法主要有下列幾方面：使用光學(xué)方法測定生油巖有機質(zhì)的成熟度：孢粉和干酪根的顏色：孢粉和干酪根的顏色隨有機質(zhì)成熟度的增強而加深。未成熟時，孢粉和干酪根的顏色以黃色為主；成熟時，孢粉的顏色以褐色為主，干酪根的顏色為橙色、褐色、褐黑色；過成熟時，孢粉和干酪根的顏色皆變?yōu)楹谏?。鏡煤反射率(R。):鏡煤反射率是測定有機質(zhì)成熟度的一種好方法，其值主要是通過精密光學(xué)儀器MPV3顯微光度計測定有機質(zhì)組分中鏡質(zhì)組分反射率值R。R0<0.5%-0.7%時，生油巖未成熟；0.5-0.7%WR0<1.3%時，成油主帶；1.3%WR0<2%時，濕氣和凝析油帶；R0>2%時，準變質(zhì)階段，干氣帶，只有甲烷。使用干酪根紅外光譜研究有機質(zhì)的成熟度：未成熟階段：紅外光譜圖上表現(xiàn)為含氧官能團逐漸消失。即C=0官能團由①到③逐漸消失。在成熟階段：紅外光譜的脂肪鍵逐漸減少，即C=H官能團由④-⑤，對應(yīng)的三脂肪族譜峰逐漸消失。準變質(zhì)階段。只在光譜圖上留有C=C芳核。使用熱解方法測定成熟度對巖樣加溫?zé)峤饪蓽y出其中所含吸附烴(S1)，干酪根熱解烴(S2)和二氧化碳(S3)等物質(zhì)。根據(jù)轉(zhuǎn)化率S1/(S1+S2)和熱解峰溫t(熱解過程中溫度達到的高峰值)可以用來確定有機質(zhì)的成熟度。S1/(S1+S2)達到0.1時，有機質(zhì)進入成熟生油區(qū)。S1/(S1+S2)達到0.4以后，進入濕氣帶。根據(jù)C15+烴類特征鑒定成熟度：根據(jù)C15+烴類特征鑒定成熟度主要應(yīng)用奇偶優(yōu)勢比參數(shù)。巖石抽提物中奇、偶碳原子正烷烴的相對豐度，稱為正烷烴奇偶優(yōu)勢比。它有兩種表示方法：正烷烴的CPI值由于現(xiàn)代沉積物中奇碳正烷烴大于相鄰的偶碳正烷烴，古代沉積物中奇碳正烷烴略大于相鄰的偶碳正烷烴，而油中兩者近等。據(jù)此，使用CPI——碳優(yōu)勢指數(shù)來反映成熟度。其具體計算公式：CPI=1/2[(C25+C27+ +C33)/(C24+C26+ +C32)+(C25+C27+ +C33)/(C24+C26+……+C34)]沉積巖有機質(zhì)CPI值<1.2(或1.15)，就可列為生油巖，且越接近1的附近，就愈成熟。正烷烴的OEP值：OEP值就是取主峰碳前后兩項得出的奇偶碳優(yōu)勢值，計算公式是：OEP=［（Ci+6Ci+2+Ci+4）/（4Ci+1+4Ci+3）］（-1）i+1其中i為主峰碳碳數(shù)減2,例如主峰碳數(shù)為17,則i為15,式中的分母即為偶碳量，當(dāng)主峰碳為18時，則指數(shù)為負值，分子分母顛倒，最終又使分母為偶碳。一般認為OEPV1.2時，生油巖進入成熟階段。5）芳香結(jié)構(gòu)分布指數(shù)鑒定成熟度：芳香結(jié)構(gòu)分布指數(shù)，我們在前面以介紹過了：ASI=I類初級氫原子/II類初級氫原子ASI值達0.8-1.4范圍時，表示烴類已成熟，可列為生油巖。以上為常用的成熟度研究方法，這些方法結(jié)合有機質(zhì)的類型進行綜合分析，效果最佳。對生油巖進行研究：一方面是通過宏觀的粗略觀察，即看一看巖石是否含有大量有機質(zhì)，巖石的顏色是否為暗色，是否是細粒巖石等等；另一方面是利用測定有機碳、氯仿抽提物和烴的含量，來定量分析生油巖的特征。第五節(jié)石油地球化學(xué)對比石油地球化學(xué)對比，包括油一油對比，油一巖對比、氣一氣對比以及油一氣一巖對比等內(nèi)容，其中又尤以油一巖對比最為重要，對于具有多套含油層系的勘探，為準確尋找目的層，有重要的研究意義。目前對比研究研究常用的一些參數(shù)：（1） 微量元素：石油中的微量元素帆、鎳是作為卟琳絡(luò)合物，隨卟琳一起從母巖進入石油的。其絕對含量可能隨風(fēng)化、運移的作用而變化，但V/Ni比率常無明顯變化。因此，同源層原油的V/Ni比值應(yīng)具有相似性，故可用于油源的對比研究。（2） 碳同位素：碳同位素是目前應(yīng)用較為普通的對比參數(shù)，由于石油不同組分或餾分的513C值不同，所以應(yīng)用513C進行對比，最好是按不同餾分和組分進行。一般從飽和烴一全油一芳烴一非烴一瀝青質(zhì)，它們的513C值依次增加。如測得的油一油或油一巖各組分的513C值相近且變化相似，則對比結(jié)果較好。反之較差。（3） 生物標記化合物：由于卟琳類、三萜類、異戊間二烯類化合物，不受輕組分流失和風(fēng)化作用的影響，所以它們的分布特征可用于油源對比。此處的分布特征，即包含了絕對含量的特征，也包含有同類化合物不同類型之間的相對含量變化特征。這當(dāng)中應(yīng)用最為廣泛的是異戊間二烯型烷烴，曾一度被譽為“指紋”化合物。對比時，一般采用C15-21的異戊間二烯型烷烴的分布特征作為對比標志，以C19（姥鮫烷）的含量為100，將C15-21這七種分子的相對含量繪制成圖。除上之外，石油地球化學(xué)對比還可使用（（4））配對分子、（（5））正烷烴分布曲線的特征。但最常用的是：V/Ni比、生物標記化合物、碳同位素三個方面。對比時，盡量結(jié)合實際地質(zhì)資料，多方面綜合分析對比。思考題：1、 評價生油巖的主要依據(jù)有哪些？2、 運用H/C和O/C原子比如何對干酪根類型進行劃分，各類型的原始物質(zhì)來源及成礦方向？3、 生油巖評價：深灰色泥巖、I型干酪根、C（有機）含量為1.42%，氯仿瀝青含量4200PPm，總烴含量2200ppm,總烴/C（有機）的比值為9.9%,CPI值為1.02%,R0值為1.2%，評價此類巖石的生烴潛力。第三章 儲集層和蓋層第一節(jié) 儲集層的物理性質(zhì)一、 儲集層概述儲集層是指具有一定連通孔隙，能夠使流體存儲，并在其中滲透的巖層。儲存了油氣的儲集層稱之為含油氣層，或含油層、含氣層。對業(yè)已開采的含油氣層則稱之為產(chǎn)油氣層或生產(chǎn)層。二、 儲集層的特性世界上絕大多數(shù)油氣藏的儲集層是沉積巖，只有少數(shù)油氣藏的儲集層是巖漿巖和變質(zhì)巖。儲集層的兩大基本特性：孔隙性和滲透性。這兩大特性是衡量儲集層性能好壞的基本參數(shù)。（一） 、儲集層的孔隙性1） 儲集層的孔隙是指巖石中未被固體物質(zhì)充填的空間。2） 按孔隙大小，巖石的孔隙分為：超毛細管孔隙:指管形孔隙直徑大于0.5mm或裂縫寬度大于0.25mm。在該類孔隙中，流體可自由流動（在重力作用下）。毛細管孔隙:管形孔隙直徑介于0.5—0.0002mm之間。裂縫寬度介于0.25—0.0001mm之間者。在該類孔隙中，若要使液體流動，需用超過重力的外力去克服毛細管力。微毛細管孔隙：管形孔徑小于0.0002mm者，或裂縫寬度小于0.0001mm者。在該類孔隙中，若要使液體流動，需要很大的壓力梯度。3） 度量巖石孔隙度發(fā)育程度的參數(shù)是孔隙度（或孔隙率）：孔隙度：總孔隙度、有效孔隙度（孔隙度）總孔隙度就是指巖石中的總孔隙和巖石總體積之比。Pt=VP/Vt*100%其中，Pt：總孔隙度Vp總孔隙體積Vt巖石總體積只有那些彼此連通的超毛細管孔隙和毛細管孔隙才是有效的油氣儲集空間，即有效孔隙。有效孔隙度是指巖石中相互連通的孔隙體積（VE）和巖石總體積（Vt）之比。PE.=VP/Vt*100%習(xí)慣上：有效孔隙度又簡稱為孔隙度。（二） 、儲集層的滲透性1） 儲集層的滲透性是指在一定壓差下，巖石允許流體通過其連通孔隙的性質(zhì)。2） 滲透性有好壞之別，對那些在地層壓力條件下，流體比較快地通過其連通孔隙的巖石稱為滲透性巖石。如砂巖、礫巖、裂隙灰?guī)r、白云巖等；對那些流體通過速度慢、通過量有限的巖石稱為非滲透性巖石。如泥巖、石膏、硬石膏等等。3） 衡量滲透性的參數(shù)是滲透率K，具體計算公式可參考103頁的達西定律，其單位為達西（D）或為r此4） 對于單相流體充滿巖石孔隙，巖石不與流體發(fā)生任何物理或化學(xué)反應(yīng)，此滲透率稱之為巖石的絕對滲透率。（目前主要采用空氣測定儲集巖的絕對滲透率。所以又稱氣測滲透率）5） 有效滲透率：是指儲集層中有多相流體存在時，巖石對其中每一相流體的滲透率。并分別用KO、Kg、Kw表示油、氣、水的有效滲透率.6） 相對滲透率：把每一相流體局部飽和時的有效滲透率與全部飽和時的絕對滲透率之比值。并分別以Kg/K、KO/K、Kw/K表示氣、油、水的相對滲透率。7） 實驗表明：某一相流體的有效滲透率與其飽和度（某一相流體體積與孔隙體積之比）成正相關(guān)的關(guān)系。三、 儲集層的孔隙結(jié)構(gòu)（1） 上面討論的孔隙度和滲透率，對于流體滲透率較高的儲集層是適用的，但對于低滲透性儲集層而言，僅用上述兩參數(shù)就無法正確評價了，就必須研究巖石的孔隙結(jié)構(gòu)。（2） 巖石的孔隙系統(tǒng)由孔隙和喉道組成。測定巖石孔隙結(jié)構(gòu)的方法主要是壓汞法。壓汞法就是利用毛細管現(xiàn)象的機理，在不同的壓力下，把非潤濕相汞壓入巖石孔隙中，根據(jù)所加壓力（相當(dāng)于毛細管壓力）與注入巖石的汞量，即可繪出壓力與汞飽和度關(guān)系曲線，也稱毛細管壓力曲線或壓汞曲線。（3） 對巖石的孔隙結(jié)構(gòu)進行評價時一般用下列幾個參數(shù)：1） 排替壓力（Pd）:指使一種非潤濕性流體（汞）擠入潤濕性流體所飽和的毛細管中所需的最小毛細管壓力。巖石排替壓力越小，說明大孔隙越多，孔隙結(jié)構(gòu)較好。反之，孔隙結(jié)構(gòu)較差。2） 孔喉半徑集中范圍與百分數(shù)：孔喉半徑愈大，所占百分數(shù)越大，越集中，反映巖石孔隙結(jié)構(gòu)越好。孔喉半徑集中范圍可通過孔喉半徑分布直方圖分析。3） 束傅孔隙：在很大的壓力下，汞不能進入的巖石孔隙部分稱束傅孔隙（一般指小于0.04um的孔隙部分）。束傅孔隙越多，孔隙結(jié)構(gòu)愈差。綜上可見：排替壓力越低，孔喉半徑越大，分選性越好，孔喉半徑越集中，束傅孔隙百分含量越低，則說明巖石的孔隙結(jié)構(gòu)越好，越有利于油氣的儲存和滲濾，反之則相反。四、 儲集層的類型：（1） 儲集層按巖石類型可分為：碎屑巖儲集層、碳酸鹽巖儲集層、其它雜類巖石儲集層。（2） 雜類巖石儲集層主要指泥質(zhì)巖、硅質(zhì)巖以及巖漿巖和變質(zhì)巖。如沒有地質(zhì)外力作用，這類巖石儲集性能很差，基本不能作為儲集層，只有在各種各樣的地質(zhì)外力作用下，如構(gòu)造破壞、長期風(fēng)化等改造下，這類巖石方可成為裂隙性儲集層。第二節(jié) 碎屑巖儲集層碎屑巖儲集層包括砂礫巖、砂巖、粉砂巖以及未有膠結(jié)好的砂層，其中又尤以中細粒砂巖和粉砂巖儲層分布最廣、儲油性最好。一、 碎屑巖儲集層的孔隙類型（1） 碎屑巖儲集層的孔隙類型以粒間孔隙為主（2） 粒間孔隙是指具有顆粒支撐的碎屑巖在碎屑顆粒之間未被雜基充填、膠結(jié)物含量較少而留下的原始孔隙。（3） 此外還有：次生溶蝕孔隙，晶間孔隙（因膠結(jié)物重結(jié)晶而造成），礦物的解理縫，層理縫，層間縫等等。（4） 邸世祥（1991）根據(jù)孔隙產(chǎn)狀和溶蝕（溶解）作用的分類方案，將孔隙按產(chǎn)狀分為四種基本類型，又從溶蝕作用角度相應(yīng)的分出四種溶蝕類型，共8種類型：按產(chǎn)狀：粒間孔隙、粒內(nèi)孔隙、填隙物內(nèi)孔隙、裂縫孔隙；按溶蝕作用：溶蝕粒間孔隙、溶蝕粒內(nèi)孔隙、溶蝕填隙物內(nèi)孔隙、溶蝕裂縫孔隙。二、 影響碎屑巖儲集層物性的主要因素（一）碎屑巖的礦物成分（1） 碎屑巖的礦物成分以石英和長石為主，它們對儲集層的物性影響不同。（2） 一般石英砂巖比長石砂巖儲集物性好，這主要是因為：①長石的親水性比石英強，長石表面的薄膜比石英厚且不易移動；②其次石英抗風(fēng)化力強，表面光滑而長石抗風(fēng)化力弱，表面常有次生的高嶺土和絹云母，易于吸附油氣，甚至吸水膨脹堵塞油氣。（3）因此石英砂巖比長石砂巖的儲油物性好，但是，若長石砂巖中的長石顆粒風(fēng)化弱，其儲油物性同樣可以較好。（二）巖石的結(jié)構(gòu)（1） 沉積物沉積時所形成的粒間孔隙的大小、形態(tài)和發(fā)育程度主要與顆粒的粒徑、分選程度、磨圓程度和填集程度有關(guān)。（2） 粒徑：根據(jù)目前資料統(tǒng)計表明:理想等大顆粒的巖石物性和粒徑無關(guān)。但在復(fù)雜的自然界中一般孔隙度隨著粒徑的加大而減小，而滲透率則隨粒徑的加大而增大。這是因為細碎屑磨園差，顆粒支撐比較松散，而粗碎屑在搬運同樣距離時，磨園好沉積時排列緊密，故而細碎屑比粗碎屑孔隙度大，但細碎屑孔喉小，流體滲濾阻力大，故其滲透率較粗碎屑又低。（3） 分選性：除了粒徑外，巖石的分選對其物性影響也很大，分選差，則細小碎屑充填在大碎屑的粒間孔隙和喉道之中，使孔隙度和滲透率均降低。（4） 碎屑巖顆粒的軸向：此外，滲透率和碎屑巖顆粒的軸向有關(guān)，垂直層面方向上的滲透率往往小于平行層面方向上的滲透率，滲透率最好的方向往往平行于顆粒的主要走向。（三）成巖后生作用（1） 成巖作用對碎屑巖儲集層的孔隙度影響很大、很復(fù)雜。對巖石儲層物性影響較大的主要因素有：壓實、壓溶、溶解、膠結(jié)等作用。（2） 壓實作用就是指在上覆沉積負荷物作用下變致密的過程。（3） 壓溶作用可形成次生溶洞或溶孔。（4） 膠結(jié)作用主要是指地下水中的成分沉淀而形成的，從而導(dǎo)致物性變差。但膠結(jié)物的成分、含量及膠結(jié)類型不同，對儲集層性質(zhì)的影響也不相同。三、 孔隙度和滲透率之間關(guān)系大量資料表明：砂巖儲集層的孔隙度和滲透率之間具有良好的正相關(guān)關(guān)系。但隨著粒徑變小，盡管孔隙度相同，滲透率是降低的。四、 碎屑巖儲集層的沉積環(huán)境及分布（1） 碎屑巖儲集層的主體是砂體，而砂巖體主要受沉積環(huán)境的控制，不同沉積環(huán)境，砂體的巖性、形態(tài)和分布特征不同。（2） 據(jù)總結(jié)：濱岸帶附近的各種類型砂巖體與油氣關(guān)系最為密切，特別是與大型三角洲有關(guān)的砂體，已成為近二十年來找油的主要對象。三角洲的分流河道砂巖和河口壩砂巖體最有利儲集油氣。其次大陸架和深海的各種砂體，尤其是與濁流有關(guān)的砂體，已引起了石油界極大的重視和興趣。再者是與湖泊、河流有關(guān)的砂巖體，以及風(fēng)成砂巖體，洪積扇砂礫巖體等。（3） 由于我國多為陸相成油盆地，所以濱湖相、淺湖相的砂巖體、湖成三角洲相砂巖體、深湖濁積砂巖體以及河流砂巖體等占有極其重要的地位。第三節(jié)碳酸鹽巖儲集層碳酸鹽巖為含油氣層的油氣儲量占世界總儲量的一半，其油氣田儲量大、產(chǎn)量高。一、碳酸鹽巖儲集層的儲集空間：碳酸鹽巖儲集層的主要巖石類型為石灰?guī)r、白云巖、礁灰?guī)r等。其儲集空間通常包括孔隙、溶洞和裂隙三類，其中前兩者是儲集空間，而后者是主要的滲濾通道。（一） 碳酸鹽巖儲集層的孔隙：原生孔隙、次生孔隙。1、 原生孔隙：指沉積期形成的與巖石組構(gòu)有關(guān)的孔隙。它主要包括：粒間孔隙、生物體腔孔隙、生物骨架孔隙，以及生物潛穴孔隙、遮蔽孔隙等。與石油儲集空間聯(lián)系較大的是前三者。⑴粒間孔隙：指粒屑碳酸鹽巖的粒屑之間未被基質(zhì)填積或未被膠結(jié)物充填的原始空間。如：鮞粒之間、內(nèi)碎屑之間、生物碎屑之間的孔隙。⑵生物體腔孔隙：指生物死亡后，生物殼體內(nèi)的軟體腐爛分解，體腔內(nèi)未被充填或部分被充填而保留下的空間。此類孔隙單獨構(gòu)成儲集層的儲集空間少見，多和粒間孔隙伴生。⑶生物骨架孔隙：指原地固著向上生長的造礁生物（如珊瑚、藻類等）群體骨架間的孔隙。此類孔隙具有很高的孔隙度和滲透率，是碳酸鹽巖主要孔隙類型之一。2、 次生孔隙：指沉積后發(fā)生的，受成巖后生作用控制的孔隙。包括：晶間孔隙和溶蝕孔隙。⑴晶間孔隙：指碳酸鹽巖礦物晶體間的孔隙，它主要是在成巖期或成巖期后，由于白云巖化作用，重結(jié)晶作用形成的。其中以白云巖化作用形成的晶間孔最為重要，是碳酸鹽巖儲集層的主要孔隙類型之一。如砂糖狀白云巖既發(fā)育晶間孔隙。⑵溶蝕孔隙：系指碳酸鹽礦物或伴生的其它易溶礦物被水溶解后形成的孔隙。主要包括：粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、晶間溶孔、溶?？住Ｒ话?，孔徑小于5mm者稱溶孔，大于5mm者稱溶洞。（二） 碳酸鹽巖儲集層的裂縫：碳酸鹽巖儲集層的裂縫既是儲集空間，又是滲濾通道，對碳酸鹽巖中油氣的儲集有重要的作用。按成因可將其分為：構(gòu)造裂縫，非構(gòu)造裂縫。1、 構(gòu)造裂縫：系指在構(gòu)造應(yīng)力下，巖石發(fā)生破裂而形成的裂縫。在相同應(yīng)力條件下，巖性越脆越容易產(chǎn)生裂縫，因此，一般情況下，構(gòu)造裂縫在白云巖中最發(fā)育，石灰?guī)r中次之，泥灰?guī)r中最差。另外，構(gòu)造裂縫又往往在一定的構(gòu)造部位上，如褶皺的轉(zhuǎn)折端，斷層的兩側(cè)等構(gòu)造裂縫均較發(fā)育。2、 非構(gòu)造裂縫：系由非構(gòu)造應(yīng)力所產(chǎn)生的裂縫。按成因又分為成巖裂縫，風(fēng)化裂縫和壓溶裂縫三類。⑴成巖裂縫系指沉積物在石化過程中，被壓實失水收縮或重結(jié)晶等作用而形成的裂隙。⑵風(fēng)化裂縫系指古風(fēng)化殼由于地表水的淋濾和地下水的滲濾溶蝕所形成或改造而成的裂縫。⑶壓溶裂縫：常見的是縫合線，它是碳酸鹽巖在上覆地層壓力作用下，富含二氧化碳的地下水沿裂縫或?qū)永砹鲃?，由于選擇性溶解而形成的頭蓋骨似的縫合線。此類裂縫意義不大。二、影響碳酸鹽巖儲集層物性的主要因素：影響碳酸鹽巖儲集層物性的主要因素有三方面：沉積環(huán)境、溶蝕作用和成巖后生作用。（一）沉積環(huán)境沉積環(huán)境主要影響碳酸鹽巖原生孔隙的發(fā)育。水動力能量比較強的沉積環(huán)境是發(fā)育粒間孔隙的有利地帶；有利于造礁生物繁殖的沉積環(huán)境是生物骨架孔隙較發(fā)育的地帶，因此，有利于原生孔隙發(fā)育的沉積環(huán)境是：前緣臺地斜坡相、生物礁相、淺灘相等。在水動力能量較低的環(huán)境下形成的微晶或隱晶石灰?guī)r，不僅沉積時期，就是在成巖早期階段也很難形成較發(fā)育的孔隙。（二）溶蝕作用碳酸鹽巖溶蝕孔隙的發(fā)育程度主要取決于3方面：①巖石本身的抗溶能力、②地下水的溶解能力、③熱動力條件等因素。巖石本身的抗溶能力：不同巖性特征，溶解能力不同。一般石灰?guī)r比白云巖易溶，而泥灰?guī)r比石灰?guī)r和白云巖難溶。粗晶結(jié)構(gòu)比細晶結(jié)構(gòu)的碳酸鹽易溶，厚層灰?guī)r比薄層灰?guī)r易溶（因質(zhì)純、晶粗）。地下水的溶解能力:地下水溶蝕的強弱與其PH值、CO2含量、溫度、壓力等因素有關(guān)。PH值降低、CO2值升高、溫度降低、壓力升高，則溶蝕能力上升。對于厚層碳酸鹽巖發(fā)育地區(qū)，地下水活動有明顯的垂直分帶性，在潛水面以上部分地表水以淋濾作用為主，溶蝕作用差，僅發(fā)育垂向溶縫。在該帶以下為潛水面季節(jié)變化帶，此帶地下水垂向淋濾和水平流動交替，因而出現(xiàn)垂直和水平兩類溶洞。再向下為潛流帶（飽水帶），地下水水平流動、流速快，但時間長故而溶洞發(fā)育。因此，溶孔溶洞最發(fā)育的地帶是風(fēng)化殼以下潛水面附近的巖溶帶。另外，地下水的活動與碳酸鹽巖的原生孔隙和裂縫的發(fā)育程度有密切的聯(lián)系，只有原生孔隙和裂縫發(fā)育的地區(qū)才有利于地下水的溶蝕作用。（三）成巖后生作用成巖作用主要包括重結(jié)晶作用、白云石化作用、方解石化作用、硅化作用、碳酸鹽化作用以及溶解作用等。它們對碳酸鹽巖原生孔隙的影響作用不同，但又十分復(fù)雜，不同巖性、不同作用，其對原生孔隙的影響也不相同，需要具體情況具體分析，限于學(xué)時，這些具體的分析內(nèi)容我也不一一交代了。三、碳酸鹽巖儲集層的沉積環(huán)境及其分布在碳酸鹽巖沉積區(qū)中水動力能量較強的環(huán)境是形成良好的碳酸鹽巖儲集層的地帶，包括生物礁環(huán)境、淺灘環(huán)境和潮坪環(huán)境以及臺地前向斜坡帶等。線狀生物礁體，向海一側(cè)為礁前，向陸一側(cè)為礁后，礁前塌積物的孔隙十分發(fā)育，礁后堆積物孔隙度差，也就是說生物礁塊狀巖體中孔隙主要發(fā)育在礁核和礁前塌積巖區(qū)內(nèi)。淺灘環(huán)境主要指濱岸砂灘、障壁砂灘、瀉湖邊緣淺灘和潮汐三角洲等環(huán)境。潮坪環(huán)境主要是指大洋海浪作用不明顯、主要受潮汐作用和風(fēng)暴作用的的潮上帶和潮間帶。第四節(jié)蓋層1、 蓋層是指在儲集層上方，能夠阻止油氣向上遺散的巖層。2、 常見的蓋層有泥巖、頁巖、蒸發(fā)巖及致密灰?guī)r。也有滲透性極差的砂質(zhì)巖層。3、 蓋層能封隔油層的重要原因是蓋層具有較高的排替壓力。4、 從排替壓力的觀點看，蓋層和儲集層是相對的。如果促使油氣滲濾的動力大于巖層的排替壓力，油氣即可進入巖層滲濾，成為儲集層。相反，該巖層則對油氣的滲濾起封隔作用，成為蓋層。5、 厚度對蓋層的封隔作用不是主要因素，起決定作用的是排替壓力的大小和裂縫的發(fā)育程度。當(dāng)巖層的排替壓力足夠大，又無開啟裂縫，即使其厚度不大也可成為良好的蓋層。6、 按分布范圍，蓋層可以分為區(qū)域性蓋層，局部性蓋層兩種類型。第五節(jié) 儲層綜合研究一一討論討論主題：1、儲層研究應(yīng)從哪些方面入手？2、如何進行儲層綜合研究？1、 儲層研究主要應(yīng)從6個方面進行：1）儲層沉積特征2）儲層成巖作用3）儲層物性與非均質(zhì)性4）儲層含油氣性5）儲層傷害6）儲層綜合評價與預(yù)測2、 儲層綜合評價1） 儲層綜合評價方法：參數(shù)加權(quán)分類評價方法、聚類分析綜合分類方法2） 儲層綜合評價參數(shù):孔隙度（0.20）、滲透率（0.20）、沉積微相類型（0.13）、孔隙結(jié)構(gòu)類型（0.10）、有效砂巖累厚（0.10）、單砂層平均厚度（0.10）、成巖作用類型（0.07）、碳酸鹽膠結(jié)物含量（0.05）、泥質(zhì)填隙物含量（0.05）思考題：評價孔隙結(jié)構(gòu)的參數(shù)和圖件主要有哪些？（1） 對巖石的孔隙結(jié)構(gòu)進行評價時一般用下列幾個參數(shù)：1） 排替壓力（Pd）:指使一種非潤濕性流體（汞）擠入潤濕性流體所飽和的毛細管中所需的最小毛細管壓力。巖石排替壓力越小，說明大孔隙越多，孔隙結(jié)構(gòu)較好。反之，孔隙結(jié)構(gòu)較差。2） 孔喉半徑集中范圍與百分數(shù)：孔喉半徑愈大，所占百分數(shù)越大，越集中，反映巖石孔隙結(jié)構(gòu)越好?？缀戆霃郊蟹秶赏ㄟ^孔喉半徑分布直方圖分析。3） 束傅孔隙：在很大的壓力下，汞不能進入的巖石孔隙部分稱束傅孔隙（一般指小于0.04um的孔隙部分）。束傅孔隙越多，孔隙結(jié)構(gòu)愈差。（2） 圖件：巖石的孔隙系統(tǒng)由孔隙和喉道組成。測定巖石孔隙結(jié)構(gòu)的方法主要是壓汞法。壓汞法就是利用毛細管現(xiàn)象的機理，在不同的壓力下，把非潤濕相汞壓入巖石孔隙中，根據(jù)所加壓力（相當(dāng)于毛細管壓力）與注入巖石的汞量，即可繪出壓力與汞飽和度關(guān)系曲線，也稱毛細管壓力曲線或壓汞曲線。儲層研究應(yīng)從哪些方面入手？儲層研究主要應(yīng)從6個方面進行：1）儲層沉積特征2）儲層成巖作用3）儲層物性與非均質(zhì)性4）儲層含油氣性5）儲層傷害6）儲層綜合評價與預(yù)測第四章石油和天然氣的運移第一節(jié)油氣運移概述一、油氣運移概念1、 油氣運移是指石油、天然氣在地下因自然因素所引起的位置移動。油氣的運移與油氣藏的形成、破壞、再形成、再破壞等緊密相聯(lián)，密不可分。2、 從油氣運移的特征看，進入儲層以前的運移是一種高分散態(tài)的聚集，而進入儲層以后的運移是相對整體的運移，二者運移的動力特征是有差異的。3、 一般將生油層中由固體有機顆粒（干酪根）衍生出的油氣混合物，在細粒生油層的毛細管孔隙中的運移，稱為初次運移。簡單地說：油氣自細粒生油巖層中向外排出的過程即為初次運移。4、 油氣運出母巖后在儲集層內(nèi)部的全部傳導(dǎo)過程則稱之為二次運移.二、油氣運移的基本方式1、 油氣運移有滲濾和擴散兩種基本方式。2、 滲濾是一種機械運動方式，遵守能量守恒定律，總是由機械能高的地方向機械能低的方向流動。流動特征可以用達西定律描述。3、 擴散是分子布朗運動產(chǎn)生的傳遞過程。擴散方向總是從高濃度向低濃度進行，擴散傳遞速率與濃度梯度有關(guān)，服從費克（Fick）第一定律。第二節(jié) 油氣的初次運移一、油氣初次運移的動力細粒母巖中，未壓實前，水的含量是非常多的，有機物生成烴的數(shù)量，與母巖中水的含量相比是非常小的，所以普遍認為，水是油氣運移的載體。一切引起水體運動的動力因素，都是油氣運移的動力。在油氣初次運移中，主要動力因素有四個方面：（一） 壓實作用機理類似于擠壓含水的海綿一樣，生油層在上覆沉積物的壓力（地靜壓力）作用下，其孔隙中的水以及油氣即要向外運移。當(dāng)巖層中的流體壓力為靜水壓力時，稱之為壓實平衡。當(dāng)其上發(fā)育了新地層后，新地層的負荷作用將使下伏地層壓實，顆粒重新緊縮，產(chǎn)生粒間流體承壓。粒間流體壓力與靜水壓力的之差為剩余壓力。在剩余壓力的作用下，孔隙流體得以運移排除。壓實流體的運移方向以縱向為主。當(dāng)上覆地層沉積在盆地中心厚而邊緣薄時，從而產(chǎn)生橫向剩余壓力差，使流體從盆地中心向邊緣運移。在砂泥巖交互的地層中，泥巖易于壓縮，且壓縮率大，而砂巖不易壓縮，壓縮率小。從而造成泥巖中流體剩余壓力較大，而砂巖中流體的剩余壓力較?。ɡ斫鈺r可先假設(shè)兩巖層的流體相互未流動運移），由此造成了二巖層之間的流體剩余壓力差，從而使得生油巖中流體向儲集層中運移。所以，油氣運移的總體規(guī)律是：從高壓的生油巖向低壓區(qū)，即向上或向下流向儲集層；從盆地中心移向邊緣。（二） 欠壓實作用對于較薄的生油巖層，在上覆沉積物的均衡壓實作用下，油氣運移的載體水在1000米左右時即被很快排出。此時，有機質(zhì)尚未大量生成油氣，待達到150。米左右的油氣生成的主要深度范圍時，生油巖中所含流體很少。要攜帶大量油氣運移出去已不可能。不利于油氣的聚集。對于較厚或巨厚的泥巖層，由于流體排出面積所限，相對排出速度較小，以致在上覆負荷壓力下，只有泥巖邊部的水體能被及時排出而壓實，而泥巖層內(nèi)部流體受阻不能及時排除，使得負荷的一部分被孔隙流體所支撐，從而產(chǎn)生了與該巖層深度不相適應(yīng)的異常高壓。所謂異常高壓也就是指高于正常流體壓力的壓力現(xiàn)象。此現(xiàn)象即被稱為欠壓實。然界這種異常壓力分布較普遍，但主要見于中新生界地層中。造成異常高壓的根本原因是沉積物的壓實作用受阻，此外，后面主要講的蒙脫石脫水、水熱增壓、烴類聚集、構(gòu)造作用等因素都能增大孔隙的高壓異常。異常高壓不僅對油氣運移有利，而且對油氣聚集有利，對油氣的保存也有利，具體表現(xiàn)在四方面：首先，欠壓實泥巖中的異常高壓是油氣初次運移的重要動力。由于異常高壓的出現(xiàn)，延遲了水體排出的時間，當(dāng)水體排出時間延遲到油氣生成的深度以后時（約1500米），異常高壓作用釋放的水，將攜帶油氣一起排出生油巖層，使油氣得以再次運移而聚集。其次，由于異常高壓作用，使得巖層孔隙度較大，載油的水體較多；且處于較高溫度和較高壓力下的水，有利于油在水中的溶解，有利于水對油氣的載運。延遲了油氣運出母巖的時間，從而為圈閉的形成提供了更多的機會。油氣聚集以后，可以受到高壓的保護而形成壓力蓋。有利于油氣的保存。異常高壓可以維持相當(dāng)長的地質(zhì)時間，直到釋放至靜水壓力水平。（三） 熱力作用隨著生油巖埋深的增加，地層溫度升高，溫度的增加對油氣初次運移的作用主要體現(xiàn)在以下五個方面：1、溫度增加有利于有機質(zhì)降解出液態(tài)或氣態(tài)烴類物質(zhì)，引起流體體積和壓力增大。有利于油氣的排出。2、 溫度增加有助于烴類解脫粘土物質(zhì)的吸附，促進烴的流動。3、 溫度增加降低流體粘度和油水界面的張力便于烴類液體流動。4、 在主生油深度范圍內(nèi)，溫度增加，使烴在水中的溶解度增加。5、 熱水增壓作用，溫度升高，水體膨脹，促使流體運移。熱力作用造成的運移方向是由高溫區(qū)向低溫區(qū)，從地層深處向地層淺處，從盆地中心到盆地邊緣。（四） 毛細管力毛細管力的作用一般表現(xiàn)為阻力，僅在粘土巖與砂質(zhì)巖的接觸帶表現(xiàn)為動力。微小的毛細管中的石油液體在毛細管力的作用下上升，發(fā)生運移。但這種作用是很有限的，巖石的孔隙都可看成縱橫交錯的毛細管，當(dāng)油、水與之接觸時，即發(fā)生運移，但毛細管力起主要作用的孔隙大小是有一定范圍的。當(dāng)毛細管半徑r<0.0002時，因管壁對其中液體分子的牢固吸附，液體無法在管內(nèi)移動；當(dāng)r>0.5mm時，液體在其中流動主要受重力支配，毛細管力已不起大作用。（五） 粘土脫水作用某些粘土礦物在轉(zhuǎn)變過程中，如蒙脫石轉(zhuǎn)變成伊利石時，就會發(fā)生脫水作用，由于某些束縛水的密度較自由水大，故而脫水時體積膨脹，從而成為沖洗烴類的一種營力。（六） 其他：除上之外，引起初次運移的因素還有：滲析作用（擴散作用）、生烴作用等。二、油氣初次運移的相態(tài)油氣在運移中的相態(tài)，看法不一，得到承認的不外乎為水溶相和游離相兩種基本形式。（一） 水溶相水溶相是指油氣被溶解成分子溶液，水作為油氣運移的載體進行運移。但是大量的實驗證明，在已知的石油生成溫度范圍內(nèi)（60-150D，石油的溶解度很低，液態(tài)烴要大量溶于水而運移，是不大可能的。但天然氣則不同，它在水中的溶解度較大，故呈溶解狀態(tài)進行運移可能是主要的。（二） 游離相1975年，迪奎認為，油氣的初次運移或多或少是油的連續(xù)相。其地下條件為生油巖中具高濃度的瀝青和很少的可動水。這樣的條件，在地下是不難找到的，特別是當(dāng)生油巖埋藏超過3000米，處于生油階段的時候，生油層孔隙度不到10%，大量的孔隙空間被不可動的固定孔隙水占據(jù)，游離孔隙水甚少，而瀝青濃度很高，這時，游離相的液態(tài)烴即可與水一起發(fā)生運移，運移時兩相互不混流。但是普遍認為，石油呈單獨液相從生油巖中進行初次運移是不大可能的。石油的初次運移應(yīng)以高分散烴相為主。只有在石油進行二次運移時方以分相單獨運移為主。關(guān)于石油以高分散游離相態(tài)從生油巖中向外運移的理論已為實踐所證實，而且可能是初次運移的主要形式。除此之外，油氣運移還可以油溶氣相、氣溶油相等互溶方式進行運移。三、油氣初次運移的時間、深度、方向、途徑和距離（一）油氣初次運移的時間、深度1、 早期初次運移指的是沉降到1500米以前發(fā)生的運移，此時由于壓實，大量水從泥質(zhì)沉積物中溢出，從而形成良好的運移條件。但由于埋深較淺，未達到油氣生成溫度，油氣尚未大量形成，只有一些生物化學(xué)作用產(chǎn)生的低分子烴甲烷參與運移。2、 晚期初次運移指的是沉降到1500米以后的運移，此時，壓實作用使泥巖孔隙度降至30%-10%，同時地溫達到60-100°C，有機質(zhì)開始大量轉(zhuǎn)化為石油，從而使得這一階段的運移成為油氣初次運移的主要階段。（二） 油氣初次運移的方向、途徑1、 關(guān)于油氣初次運移的方向問題，現(xiàn)在研究還很不夠，一般認為初次運移早期，油氣運移的方向以垂直向上為主，隨著上覆壓力的增大，側(cè)向運移和垂直向下的運移相對地越來越重要，但總體而言，石油初次運移以垂直層面運移為主。油氣初次運移的途徑主要有孔隙、微層理面和微裂縫。2、 在未熟一低熟階段，運移的途徑主要是孔隙和微層理面；但在成熟一過成熟階段，運移的途徑主要是微裂縫。微裂縫主要是由于異常高的流體壓力形成的，當(dāng)裂隙周圍介質(zhì)的孔隙流體壓力等于裂隙中的孔隙壓力時，裂縫即可開啟；當(dāng)裂隙周圍介質(zhì)的孔隙流體壓力小于裂隙中的孔隙壓力時，裂縫將迅速閉合；（三） 油氣初次運移的距離至于油氣初次運移的距離。一般認為較短，僅幾米或幾十米，近似的最大極限不超過生油泥巖厚度。有效排烴厚度:烴源巖所生成的油氣由于受到各種因素的制約，并不能全部運出烴源巖，只有與儲集層相接觸的一定距離內(nèi)所生成的烴能夠排出，這段厚度就是生油層排烴的有效厚度。不同地區(qū)，烴源巖的排烴有效厚度不同。有些研究者認為，巨厚生油巖只有頂?shù)锥?、三十米才是有效的。第三?jié)油氣的二次運移二次運移是初次運移的連續(xù)，油氣經(jīng)二次運移而聚集成油氣藏，因此了解石油的二次運移對于找油有重要的指導(dǎo)作用。一、 二次運移的相態(tài)石油在二次運移中主要呈游離相，而天然氣既可呈游離相，也可呈水溶相。在石油運移的初期，油粒較小，最終形成連續(xù)的油珠。二、 二次運移的阻力石油二次運移中最普遍的阻力就是毛細管壓力：Pc=26cos9/rc當(dāng)石油穿過巖石孔道時，其與巖石接觸界面處，毛細管壓力指向石油，對石油的運移起阻礙作用?？讖皆叫?，阻力越大。三、 二次運移的動力，二次運移實際就是指油氣進入儲集層后的運移。其運移的動力主要有三方面：（一） 浮力由于油、氣、水的密度差，當(dāng)它們共存于滲透性巖層時，就會按密度大小不同而進行分異，天然氣最輕位于最上部，水最重位于最下部，油居中間。造成這種分異的就是浮力作用，浮力總是向上的，當(dāng)巖層傾斜時，平行于層面的浮力分力推動油氣向上運移。浮力作用與油塊大小有關(guān)，油塊體積大，上浮力強，而孤立的微粒石油，其與水分界面的表面張力對烴粒的上浮有很大阻力，單靠浮力使之運移是困難的。除此之外，石油的上浮還與孔隙形狀、大小、連通情況等因素有關(guān)，應(yīng)具體情況具體分析。（二） 水動力當(dāng)沉積物經(jīng)壓實成巖以后，地靜壓力為顆粒的支架結(jié)構(gòu)承擔(dān)。儲層內(nèi)油、氣所承受的壓力，不再是地靜壓力，而是由流體重量引起的水壓力。在儲集層內(nèi)，隨深度而增加的水柱靜止重量稱為靜水壓力。其大小可用水柱高度（即水壓H）來表示。P=HXd/10或 H=10XP/dP一靜水壓力 d一水的比重H一測壓點的水柱高度（水壓頭）在自然界中，絕大多數(shù)儲集層的供水區(qū)是不等高的，從而出現(xiàn)水壓頭。在水壓頭的作用下，水從供水區(qū)流向瀉水區(qū)，從而給油氣在地殼中的流動和分布帶來重要影響。但不同區(qū)域地質(zhì)條件下，由于巖性變化及水壓梯度大小不等，水動力因素的作用效率有很大差異。（三）構(gòu)造運動力地殼運動的擠壓、拉張或剪切，都會促使巖層變形或變位，并把作用力傳遞到巖層中所含流體，驅(qū)使沉積物中的流體發(fā)生運移。流體運移方向為其受力減弱方向。此外，構(gòu)造運動造成地層傾斜，產(chǎn)生裂縫，溝通巖石中各種孔隙，形成不整合風(fēng)化帶，為油氣二次運移創(chuàng)造了有利條件。四、 二次運移的通道二次運移的通道主要是連續(xù)的滲透性巖層、斷層和不整合。滲透性巖層是最基本最廣泛的二次運移通道。斷層是穿層和垂向運移中具有獨特作用的良好運移通道，所謂三次運移總是與斷層相伴隨的。不整合面是旁側(cè)運移的重要通道五、 二次運移的機理當(dāng)油氣進入儲集層后，即立刻開始聚合成較大的油珠，油體的增大給浮力增大提供了可能。當(dāng)儲集層中占優(yōu)勢的是靜水力條件時，油氣的運移主要取決于浮力和毛細管壓力之間的關(guān)系，當(dāng)浮力增大到足以克服儲集層中的毛細管力時，浮力便促使油氣上浮，上升到儲集層頂時有蓋層），則油氣沿上傾方向移動，直到在圈閉中聚集起來。當(dāng)儲集層中的水不是靜止而是有水動力（水壓頭）梯度時，則控制油氣二次運移的因素除浮力和毛細管外，還有水動力，油氣運移的中止或繼續(xù)，以及運移的方向等問題取決于上面三因素的共同作用情況。六、 二次運移的時期、方向和距離1、 二次運移的主要時期一般為主要生油期之后所發(fā)生的第一次構(gòu)造運動期。因為，只有構(gòu)造運動才能使原始地層發(fā)生傾斜、斷裂和褶皺，才能使那些從生油巖中釋放出的油氣，有效地在浮力、水動力等因素作用下，沿著儲集層、斷裂、不整合面等通道，發(fā)生大規(guī)模的區(qū)域性運移。2、 運移方向總是沿阻力最小的方向，從高壓區(qū)移向低壓區(qū)，從凹陷移向斜坡、隆起。但總體方向以橫向水平運移為主。3、 流體勢的概念：流體勢是指地下單位質(zhì)量流體具有的機械能總和.位能：單位質(zhì)量流體由基準面到高程Z克服重力所做功。壓能：單位質(zhì)量流體由基準面到高程Z因壓力變化所做功。動能：單位質(zhì)量流體由靜止到加速狀態(tài)所做功。在流體勢勢差的作用下，油氣沿一定的方向成規(guī)律性運移和聚集4、 至于運移距離，意見很不一致。均衡法計算表明，二次運移涉及的的距離至少幾十公里，或者幾百平方公里。當(dāng)然，不同油氣藏的油氣二次運移情況不同，應(yīng)具體問題具體分析。但大多數(shù)人認為，二次運移是大規(guī)模的廣泛運移。第四節(jié)油氣運移中若干問題油氣運移是貫穿整個生、運、聚過程的紐帶，但其所留下的痕跡很少，研究難度很大。因此，油氣運移的許多問題還有待更細致深入的研究，1、 初次運移出來的烴的數(shù)量和質(zhì)量據(jù)亨特等人估算，儲層中的烴量占不到母巖中烴量的百分之一，即使考慮到其他地方的損失，也可以推算，經(jīng)初次運移出來的烴量最多只占烴生成總量的百分之幾，不超過百分之十。可見，運移效率是非常低的。石油在初次運移中，由于不同組分被礦物顆粒吸附程度不同，從而造成析出分異，使石油中的飽和烴含量（吸附最弱）〉芳香烴〉N、S、O化合物，而母巖中以N、S、O化合物為特征。2、 砂巖的厚度、含量與初次運移生油巖與砂巖（儲層）接觸面積也是油氣運移聚集的重要影響因素。接觸面積越大生油巖向砂巖的排烴效應(yīng)越好。但就整個剖面而言，并不能認為砂巖越多越厚越好，也不能認為泥質(zhì)巖越多越厚越好。二者應(yīng)適當(dāng)配合，方可保證有充足的油源供給和良好的排烴能力。泥巖單層厚度過大，其中部分流體不易排出，未必是良好征兆。據(jù)統(tǒng)計，有利含油剖面中砂巖的含量百分數(shù)大致在20—60%，中值為30—40%。3、 石油在二次運移中的變化在以粘土吸附油氣中的成分為主的二次運移過程中，石油成分變化的總趨勢是：膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、卟琳（讀音：bulia及帆鎳等金屬減少，輕組分相對增加。在烴內(nèi)部烷烴相對增加，芳烴相對減少。烷烴中低分子烴相對增加，高分子烴相對減少。反映在物性上，比重變輕，顏色變淺，粘度變稀。4、 石油運移研究中有待深入分析的問題目前，石油的初次運移主要從排烴相態(tài)，排烴量的角度作了一些研究工作，二次運移主要從油源對比、有機地化角度研究較多。對油氣在地下運移的物理作用研究不夠，所以今后應(yīng)加強構(gòu)造應(yīng)力場，熱演化史對油氣運移的控制作用研究，研究運移路線的幾何形態(tài)和位置，尤其對三次運移的研究應(yīng)給予重視。思考題：1.試述異常高壓現(xiàn)象形成的機理？第五章 油氣藏的形成和破壞第一節(jié) 石油和天然氣的聚集一、 圈閉與油氣藏的概念1、 所謂圈閉就是儲集層中具有捕抓儲藏油氣能力的一種封閉或半封閉形態(tài)?；蛘哒f，圈閉就是儲集層中可以阻止油氣繼續(xù)運移，并在那里儲存起來，成為油氣聚集的一種場所。任何一種圈閉均有孔隙性、滲透性較好的儲集層和不滲透的蓋層及一定的遮擋條件所組成。2、 油氣藏是指單一圈閉內(nèi)具有獨立壓力系統(tǒng)和統(tǒng)一油水界面的油氣聚集，是地殼中最基本的油氣聚集單元。概念中的單一，主要是指在同一面積內(nèi)在單一的儲集層中，受單一圈閉要素控制，具有統(tǒng)一的壓力系統(tǒng)和統(tǒng)一的油氣水邊界。如圈閉中為氣體充填時則成為氣藏、如圈閉中為石油充填時則成為油藏、如圈閉中為石油天然氣充填時則成為油氣藏如果氣藏的規(guī)模達到現(xiàn)實開采價值，則該油氣藏稱為工業(yè)油氣藏，反之稱為非工業(yè)油氣藏。二、 油氣在單一圈閉中的聚集1、在單一的油氣聚集圈閉中，①位于頂部的氣體稱為氣頂；②氣頂之下為純含油帶（僅含束縛水）；③往下為只含部分自由水，只產(chǎn)油不產(chǎn)水層；④再往下為油水同產(chǎn)層；，⑤再往下為只產(chǎn)水不產(chǎn)油層（但含少量油）；⑥再往下為只產(chǎn)水層。2、 其中，只產(chǎn)油不產(chǎn)水、油水同層及只產(chǎn)水不產(chǎn)油三層稱之為油水過渡帶。但實際上只把油水同層稱為油水過渡帶。3、 油水過渡帶的存在造成了最大油氣藏高度和最大烴拄高度的差異。圈閉能夠封閉的最大烴柱高度不僅與油氣藏高度有關(guān)，還與蓋層封閉能力有關(guān)，如果蓋層封閉能力較差，就有可能造成能封閉的臨界烴柱高度小于閉和度。如果，蓋層封閉能力較強，則有可能造成能封閉的臨界烴柱高度大于閉合度。（待查詢）4、 在靜水條件下，單一圈閉中的油氣若已聚集滿，則后來的油無法繼續(xù)在其中聚集，只能通過蓋層向上傾方向溢流，若后來者為氣體則比重較小的氣體會將石油擠出油氣藏，只到整個油氣藏為氣體所充滿。三、油氣在系列圈閉中的聚集1、 通常，油氣藏的出現(xiàn)常常不是孤立的、零散的，而是成群成帶的，表明了油氣的聚集是區(qū)域性的，是在一系列圈閉中同時進行的。2、 關(guān)于油氣在系列圈閉中的聚集規(guī)律，比較系統(tǒng)的有代表性的理論，就是加拿大學(xué)者格索提出的差異聚積原理。格索認為，在一個區(qū)域傾斜帶上，在相互連通的同一地層中，如果有多個褶皺圈閉同時存在時，那么，聚集在這些構(gòu)造中的油氣，將發(fā)生有規(guī)律的變化。以溢出點為基點，溢出點最低的構(gòu)造含氣，稍高者含油氣，再高者含油，最高者為空圈閉或含水圈閉。前所述及的溢出點，是指流體充滿圈閉后，開始流出圈閉的地質(zhì)特征點。注意：在系列互相聯(lián)系的圈閉中，對差異聚集作用起控制的，并非圈閉的高度，而是溢出點的相對高度。油氣差異聚集發(fā)生的基本條件有四點：1、 有區(qū)域傾斜，下傾方向有充足的油源區(qū)2、 具有良好的油氣通道，供油氣在較大的范圍內(nèi)作區(qū)域性運移。3、 在區(qū)域傾斜背景上，存在相互連通的系列圈閉，而且，溢出點向上傾方向遞升。4、 儲集層中充滿地下水，而且處于相對靜止?fàn)顟B(tài)。油氣差異聚集原理可以歸納為：在油源區(qū)形成的油氣進入飽和水的儲集層后，沿一定的線路向儲集層上傾方向運移，位于油氣運移線路上的系列圈閉將被油氣所充滿，不在油氣運移線路上的圈閉不能聚集油氣；油氣差異聚集的結(jié)果是天然氣位于靠近油源區(qū)一側(cè)的圈閉中，向上傾方向依次為油氣藏、純油藏、和空圈閉這一原理的主要意義：指明了油氣運移的方向和路線，為我們選擇勘探對象時提供了重要依據(jù)。四、圈閉及油氣藏的度量衡量圈閉的大小可用圈閉的有效容積，而求得圈閉的有效容積，必須了解閉合高度，閉合面積等概念，現(xiàn)以背斜圈閉為例說明如下：1、 閉合高度或閉合度是指從背斜圈閉的最高點到溢出點之間的垂直距離或兩點的高度差。2、 圈閉面積是指通過溢出點的構(gòu)造等高線所圈閉的面積。在上述概念中，一定不要將閉合高度與構(gòu)造起伏度相混。3、 構(gòu)造起伏度是指褶皺最高點至區(qū)域傾斜面的垂直距離除以上兩概念外，評價圈閉還必須考慮儲集層的有效厚度和有效孔隙度等概念。4、 圈閉最大有效容積：V=F.H.也其中：V一圈閉最大有效容積F一圈閉閉合面積H一儲集層的有效厚度0—儲集層的有效孔隙度5、 計算油氣藏儲量大小，除與圈閉大小有關(guān)外，還涉及到如下一些概念：1） 油氣柱高度將油氣藏最高點到油水接觸面的垂直距離稱為油氣柱高度。油氣藏中油氣按比重分異，氣總是占據(jù)圈閉的最高部位，構(gòu)成氣頂，油層中間，水在最下面，在此情況下，油在平面上常呈環(huán)帶狀分布，即所謂的油環(huán)。2） 含油邊界和含油面積一般油水接觸面與儲集層頂、底面的交線稱作含油邊界。其中，與頂面的交線稱為外含油邊界，與底面的交線稱為內(nèi)含油邊界。由相應(yīng)含油邊界所圈定的面積分別稱為內(nèi)含油面積和外含油面積。第二節(jié)油氣藏形成條件一、 油氣成藏要素1、源巖2、儲集層3、蓋層4、圈閉5、油氣運移6、油氣藏保存條件二、 油氣富集條件油氣富集條件主要包括：充足的油氣源、良好的儲集層和有利的生儲蓋組合，以及大容積的有效圈閉。（一） 充足的油氣源1、 一個含油氣區(qū)油氣量生成的豐富程度主要取決于五個基本條件：1、有機質(zhì)豐度2、有機質(zhì)類型3、有機質(zhì)成熟度4、排烴效率或排烴系數(shù)5、烴源巖發(fā)育程度2、 具備上述條件的沉積區(qū)，稱之為生油凹陷。生油凹陷的面積與盆地