石油工程雙語(yǔ)版課件03石油勘探

Chapter3PetroleumProspecting

(石油探勘)地表觀測(cè)(Surfaceobservation)

－byobservationonearthsurface地質(zhì)探勘(Geologicalexploration)

－downwardprojectionofgeologicinformation地球化學(xué)探勘(Geochemicalexploration)--tracinghydrocarbonsinsoilandwater地物理探勘(Geophysicalexploration)

－physicalmeasurementsofgravity,magneticandseismicofsubsurface地表觀測(cè)(SurfaceObservation)

野外(或現(xiàn)場(chǎng))之勘查－地表之實(shí)地觀察

seeps(plate13-1,13-2,andfig.13-1)地表觀測(cè)--Seeps

地表觀測(cè)--Seeps

探勘法化學(xué)Chemistry地質(zhì)Geology物理Physics地球化學(xué)Geochemistry地球物理Geophysics地球化學(xué)探勘GeochemicalProspecting地質(zhì)探勘GeologicalProspecting地球物理探勘GeophysicalProspecting目的理論地物應(yīng)用地物－研究地下地質(zhì)、構(gòu)造、巖石特性……等－尋找礦物、石油及其他地下資源－獲得工程地質(zhì)及地質(zhì)工程資料(作為建筑設(shè)計(jì)大型建筑之用)－其他地質(zhì)探勘地質(zhì)探勘

→尋找石油;尋找礦石或礦物利用地表巖石露頭或井孔的巖石之觀測(cè)而推測(cè)分折其地下附近之構(gòu)造、組成及歷史等(plate13-3)。利用鉆井的地層資料研判儲(chǔ)油層位置(fig.13-2)。利用鉆井的地層資料研究井與井之間的地層對(duì)比及連續(xù)性(fig13-3;13-4;13-5;13-6;13-7)。地質(zhì)探勘—利用地表巖石露頭或井孔的巖石之觀測(cè)而推測(cè)分折其地下附近之構(gòu)造、組成及歷史等(plate13-3)。地質(zhì)探勘—

利用鉆井的地層資料研判儲(chǔ)油層位置(fig.13-2)。

地質(zhì)探勘--利用鉆井的地層資料研究井與井之間的地層對(duì)比及連續(xù)性(fig13-3)。

地質(zhì)探勘--利用鉆井的地層資料研究井與井之間的地層對(duì)比及連續(xù)性(fig13-4)。

地質(zhì)探勘--利用鉆井的地層資料研究井與井之間的地層對(duì)比及連續(xù)性(fig13-5)。

地質(zhì)探勘--利用鉆井的地層資料研究井與井之間的地層對(duì)比及連續(xù)性(fig13-6)。

地質(zhì)探勘--利用鉆井的地層資料研究井與井之間的地層對(duì)比及連續(xù)性(fig13-7)。

地球化學(xué)探勘

–toidentifythesourcerockTracesofhydrocarbonsinsoilandwaterareoftengoodindicationsoftheproximityofapetroleumtrap(fig.13-8).--microseeps--hydrocarbonhalo--sniffers--Vitrenitereflectance地球化學(xué)探勘

–toidentifythesourcerockPlayandTrend-1Aplayisacombinationoftrap,reservoirrock,andsealthathasbeenshownbypreviousdiscoveredfieldstocontaincommercialpetroleumdepositsinanarea.PlayandTrend-2Atrendorfairwayistheareaalongwhichtheplayhasbeenproven,andmorefieldcouldbefound.(fig13-9).PlayandTrend-3Aprospectistheexactlocationwherethegeologicalandeconomicconditionsarefavorablefordrillinganexploratorywell.PlayandTrend-4Therearefourmajorgeologicalfactorsinthesuccessofaparticularprospect.(1)Theremusthavebeenasourcerockthatgeneratedpetroleum.(2)Theremusthavebeenasourcerocktoholdthepetroleum.(3)Theremustbeatrap.Thisincludesareservoirrockconfigurationthathasfour-sidedclosure,asealonthereservoirrock,andnobreachofthetrap.(4)Thetimingmustberight.Thetraphadtobeinpositionbeforethepetroleummigratedthearea.

PlayandTrend-5Aneconomicanalysisoftheprospectshouldincludereservesandriskcalculations.地球物理探勘由地球物理探勘可獲得所需的地質(zhì)資料而研判礦物或石油所在地地質(zhì)資料之獲得可經(jīng)由

(a)利用物理原理及儀器，獲得地下構(gòu)造、地下巖石物理特性…等資料

(b)制作地下地質(zhì)圖及構(gòu)造圖…等，而研究礦物及石油之所在地球物理探勘主要是利用震波、重力、磁力等物理現(xiàn)象推測(cè)分析地下之構(gòu)造及特性。

*震波測(cè)勘反射－最常用之石油探勘；精測(cè)折射－粗測(cè)之方法

*重力測(cè)勘－測(cè)基盤(pán)的形貌

*磁力測(cè)勘－觀測(cè)對(duì)磁性有反應(yīng)之地層地球物理探勘法主要方法：(a)重力測(cè)勘(或重力法)－Gravitymethod(b)磁力測(cè)勘(或磁力法)－Magneticmethod(c)震波測(cè)勘(或震波法)－Seismicmethod其他方法：(a)電測(cè)測(cè)勘(或電測(cè)法)－Electricalmethod(b)放射性測(cè)勘(或放射性法)－Radioactivemethod(c)井測(cè)測(cè)勘(或井測(cè)法)－Welllogging重力測(cè)勘(或重力法)

(GravityMethod)

量測(cè)原理：萬(wàn)有引力及重力加速度m1m2在地球上重力量測(cè)儀器

(1)Thegravitypendulum(重力單擺)

－單擺原理(缺點(diǎn)：耗時(shí))(2)Thegravimeter(重力計(jì))

－Hock’slaw,彈簧

(3)TheHoytgravimeter(4)Theastatizedgravimeter

(3)TheHoytgravimeter(4)Theastatizedgravimeter→量測(cè)地表各測(cè)點(diǎn)之重力值或重力異常值重力資料解釋：

－不同的巖石→不同的密度→不同的重力值(密度大的巖石→重力值大)

Anticline-structureSaltdome-structureHigherdensityrockGravitationalfieldLessdenserock重力資料解釋：

－不同的巖石→不同的密度→不同的重力值(密度大的巖石→重力值大)

磁力測(cè)勘或磁力法

(magneticmethod)

原理：－地球磁場(chǎng)－地表磁場(chǎng)強(qiáng)度隨測(cè)點(diǎn)地下及其鄰

近巖石之磁性而變(a)反磁性-排斥磁場(chǎng)(b)帶磁性-吸引磁場(chǎng)(c)強(qiáng)磁性-permeability隨磁場(chǎng)而改變B=μHFlux=perm×fieldstrength

(導(dǎo)磁性或透磁性)儀器：磁力儀1947Northmagneticpole73oN100oW1945Southmagneticpole68oS146oEN資料解釋

－地表各測(cè)點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)度不同之原因是測(cè)點(diǎn)以下之下列特性不同(1)thepermeability(導(dǎo)磁性)；(2)themagnetization(磁化)－火成巖及變質(zhì)巖中的磁鐵(magnetite)較多(或較通常);沉積巖中的磁鐵較少換言之，火成巖及變質(zhì)巖中磁化率(susceptibility),k,較大，沉積巖之k較小石油累積在沉積巖里－磁測(cè)資料解釋較復(fù)雜，較難資料解釋

磁力資料解釋：

－不同的巖石→不同的磁性→不同的磁力值

震波測(cè)勘或震波法(SeismicMethod)震波測(cè)勘

--反射法(Seismicreflectionmethod)--折射法(Seismicrefractionmethod)震波測(cè)勘炸測(cè)陸上震波測(cè)勘炸測(cè)法

陸上震波測(cè)勘炸測(cè)震波測(cè)勘法的Geophone排列

海上震波測(cè)勘炸測(cè)

海上震波測(cè)勘炸測(cè)時(shí)震測(cè)船曳著Airgun及streammer

震波測(cè)勘之炸點(diǎn)底圖

反射震波測(cè)勘

在地表，炸葯爆炸或機(jī)械撞擊或其他震動(dòng)

↓

產(chǎn)生震波或脈波

↓

傳播至地下地層

↓

在不同物理特性的地層介面反射

↓

反射波返回地表而被記錄(震測(cè)資料)↓

震波資料處理地層速度分析

↓

震測(cè)剖面

↓

震測(cè)資料解釋地層構(gòu)造－背斜(Anticliness)

－向斜(Syncliness)

－斷層(Faults)

－尖滅(Pinchouts)

震源接收器震源反射法

震測(cè)之wiggletrace及剖面圖

震測(cè)剖面圖震測(cè)剖面圖震測(cè)剖面圖震測(cè)剖面圖震測(cè)剖面分析及解釋結(jié)果震測(cè)剖面圖震測(cè)剖面原圖震測(cè)剖面分析及解釋結(jié)果SeismicProfile震波測(cè)勘折射法

震波TXXcrosXcrit在地表，炸葯爆炸或其他大震動(dòng)

↓

產(chǎn)生震波

↓

傳播至地下地層

↓

在不同物理特性的地層介面之高速層折射(或全反射)

↓

全反射波返回地表而被記錄

↓

資料處理(作圖)及解釋(求地層之震波速度及地層厚度及傾斜角)

V0V1D1D2D3D4Z1Z2井測(cè)測(cè)勘(或井測(cè)法)－WellLogging常見(jiàn)之井測(cè)包括：(1)TheSpontaneous-Potential(SP)Logs自然電位(2)ConventionalResistivityLogs傳統(tǒng)式電阻(3)Focusing-ElectrodeLogs集焦電極(4)InductionLogs感應(yīng)式(5)MicroresistivityLogs微電阻(6)SonicLogs音波(7)FormationdensityLogs地層密度(8)NeutronLogs中子(9)GammaRayLogs伽瑪射線(10)其他井下電測(cè)電測(cè)圖地層學(xué)(Stratigraphy)研究地層(RockStrata)的

---來(lái)源(Origin)---組成(Composition)---分布(Distribution)及

---連續(xù)性(Succession)地層測(cè)試

(Stratigraphictest,orstratatest)－鉆井取巖石樣本以得到地質(zhì)資料地層對(duì)比

(Stratigraphiccorrelation)井與井之間，以下特性之比對(duì)

--地層(Strata)--化石(fossils)---巖石硬度(Rockhardnessorsoftness)---電測(cè)資料(Electricdata)Itismucheasiertocorrelatewellsbecausethedatathatarecollectedbydrillers’logs,samplelogs,electricallogsenablethegeologiststopredictmorepreciselywheresimilarrockformationswilloccurineachcaseSubsurfacecorrelationItisbasedprimarilyon

－stratigraphiccontinuity,or

－thefactthatformationsmaintainthesamethicknessfromonewelltoanother.Anychangeinthicknesscanbeageologicindicatorof

－achangeintheconditionsthatformedthestrata,or

－maybeasignalofaneventthatcouldcausepetroleumtoaccumulate.StructureMapOilandgasdiscoveries

1842－Thepresenceofoilseeponanticlinecrestswasobserved1859－ThedrillingofthefamousDrakewellinPennsylvania1885－I.C.WhiteappliedgeologicalknowledgeinsearchofgasinPennsylvaniaandnearbystates.Late19tcentury－GeologistsearchedforoilinEastIndiansandMexico1897－GeologicaldepartmentswereestablishedbysomeU.S.oilcompanies,－Manyofsubsequentdiscoveriesinthemidcontinent,GulfCoast,California,andelsewhereweremadewiththeapplicationofgeologytotheproblemoffindingpetroleumreservoir.

GravitymeasurementsSeismicrefractionSeismicreflection1915&1916ThetorsionbalancewasemployedtodetailthestructureinaoilfieldatEgbell,nowinCzechoslovakia(捷克斯洛伐克，歐洲中部)1919Ludger

MintropappliedforaGermanpatentonlocatingandmeasuringdepthtosubsurfacefeaturesbyrefraction.1919~1921TheearliestexperimentswiththeseismicreflectionmethodwerecarriedoutbyJ.C.KarcherincentralOklahoma.1917SchweidardetailedaknownsaltdomeatHanigseninGermanywithatorsionbalanceandthepredictedstructurewasconfirmedbysubsequentdrilling1923TheearliestworkwasinMexico,butlaterintheyeararefractionsurveywasunder