《石油生成》課件

石油生成歡迎來到《石油生成》課程。本次講座將深入探討石油形成的復(fù)雜過程，涵蓋從有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化到油氣藏形成的各個(gè)階段。我們將探索影響石油生成的關(guān)鍵因素，以及它們在石油勘探中的重要性。石油的概念和特性定義石油是一種天然形成的碳?xì)浠衔锘旌衔?，主要由碳和氫元素組成。物理特性通常呈液態(tài)，顏色從淺黃到深褐不等，具有獨(dú)特的氣味。化學(xué)特性復(fù)雜的有機(jī)化合物混合物，主要包含烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴。經(jīng)濟(jì)價(jià)值是重要的能源資源和化工原料，在現(xiàn)代工業(yè)中扮演關(guān)鍵角色。石油的分類輕質(zhì)原油API度數(shù)高于31.1°，流動(dòng)性好，易于提煉。通常含有較多的汽油和柴油成分。中質(zhì)原油API度數(shù)在22.3°到31.1°之間，是最常見的原油類型。提煉過程相對簡單。重質(zhì)原油API度數(shù)低于22.3°，粘稠度高，需要特殊的提煉技術(shù)。通常含有較多的瀝青質(zhì)。石油的化學(xué)成分1烷烴直鏈或支鏈結(jié)構(gòu)，最簡單的碳?xì)浠衔?環(huán)烷烴環(huán)狀結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性較高3芳香烴含苯環(huán)結(jié)構(gòu)，化學(xué)性質(zhì)活潑4非烴化合物含硫、氮、氧等元素的化合物石油生成的條件沉積環(huán)境適宜的沉積環(huán)境，如海洋或湖泊底部，有利于有機(jī)質(zhì)的堆積和保存。溫度壓力適當(dāng)?shù)牡販睾蛪毫l件，促進(jìn)有機(jī)質(zhì)向石油轉(zhuǎn)化。地質(zhì)時(shí)間漫長的地質(zhì)時(shí)間，允許有機(jī)質(zhì)逐步演化和轉(zhuǎn)化。微生物作用某些微生物的活動(dòng)可以促進(jìn)有機(jī)質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化。有機(jī)質(zhì)來源海洋浮游生物如藻類、浮游動(dòng)物等，是海相石油的主要有機(jī)質(zhì)來源。陸生植物如樹木、草本植物等，是陸相石油的重要有機(jī)質(zhì)來源。湖泊有機(jī)質(zhì)包括湖泊浮游生物和周圍陸地植物，是湖相石油的主要來源。有機(jī)質(zhì)的演化1沉積階段有機(jī)質(zhì)隨沉積物沉積到水體底部，開始積累。2早期成巖階段有機(jī)質(zhì)在微生物作用下開始分解，形成腐泥。3晚期成巖階段隨深度增加，溫度升高，有機(jī)質(zhì)開始熱解。4生油階段有機(jī)質(zhì)在高溫高壓下轉(zhuǎn)化為石油和天然氣。生油巖系統(tǒng)生油巖富含有機(jī)質(zhì)的沉積巖，是石油和天然氣的源巖。通常是頁巖或泥巖。儲集巖具有良好孔隙度和滲透性的巖石，能儲存石油和天然氣。常見的有砂巖和碳酸鹽巖。蓋層不透氣的巖層，阻止石油和天然氣向上運(yùn)移。通常是致密的泥巖或蒸發(fā)巖。生油巖的特征1有機(jī)質(zhì)含量高通?？傆袡C(jī)碳（TOC）含量大于0.5%，優(yōu)質(zhì)生油巖可達(dá)2%以上。2沉積環(huán)境還原形成于缺氧環(huán)境，有利于有機(jī)質(zhì)的保存。3顆粒細(xì)小多為泥質(zhì)巖，有利于有機(jī)質(zhì)的吸附和保存。4熱演化程度適中處于生油窗范圍，有機(jī)質(zhì)已轉(zhuǎn)化為石油。生油巖的富集因素沉積速率適中的沉積速率有利于有機(jī)質(zhì)的富集和保存。古氣候溫暖潮濕的氣候有利于生物繁盛，增加有機(jī)質(zhì)供應(yīng)。古地理封閉或半封閉的沉積環(huán)境有利于有機(jī)質(zhì)的保存。生物活動(dòng)浮游生物的大量繁殖和死亡是有機(jī)質(zhì)富集的重要來源。生油巖中有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化1沉積物中的有機(jī)質(zhì)初始階段，有機(jī)質(zhì)以原始形態(tài)存在于沉積物中。2干酪根形成有機(jī)質(zhì)經(jīng)過初步轉(zhuǎn)化，形成不溶于有機(jī)溶劑的大分子化合物。3熱解作用隨著埋藏深度增加，溫度升高，干酪根開始熱解。4石油生成熱解產(chǎn)物進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，形成石油和天然氣。有機(jī)質(zhì)成熟度與石油生成1未成熟階段有機(jī)質(zhì)熱演化程度低，尚未生成大量石油。2成熟階段有機(jī)質(zhì)進(jìn)入生油窗，開始大量生成石油。3過成熟階段有機(jī)質(zhì)熱演化程度過高，主要生成天然氣。有機(jī)質(zhì)成熟度的評價(jià)方法鏡質(zhì)體反射率測量鏡質(zhì)體的反射率，是評估有機(jī)質(zhì)成熟度的重要指標(biāo)。熱解分析通過巖石熱解實(shí)驗(yàn)，測定最大熱解溫度（Tmax）來評估成熟度。生物標(biāo)志物分析分析特定有機(jī)分子的比例，如甾烷和蕉烷的比值。元素分析測定有機(jī)質(zhì)中碳、氫、氧的原子比，如H/C比值。儲集層的形成條件巖性條件適宜的巖石類型，如多孔的砂巖或裂隙發(fā)育的碳酸鹽巖?？紫抖葞r石中存在足夠的孔隙空間，通常需要大于5%的孔隙度。滲透性孔隙之間要有良好的連通性，允許流體流動(dòng)。蓋層的特征和作用低滲透性蓋層通常是致密的泥巖或蒸發(fā)巖，滲透率極低。厚度適中蓋層需要有足夠的厚度以防止石油和天然氣逸散。連續(xù)性好蓋層應(yīng)該在儲層上方連續(xù)分布，沒有大的斷裂或裂隙。塑性變形某些蓋層具有塑性變形能力，可以適應(yīng)構(gòu)造變形。構(gòu)造條件與斷裂作用背斜構(gòu)造常見的油氣聚集構(gòu)造，石油和天然氣聚集在背斜頂部。斷層封閉斷層可以阻擋油氣運(yùn)移，形成斷層封閉油氣藏。巖性地層變化巖性或地層的側(cè)向變化可以形成巖性油氣藏。有利構(gòu)造與油氣富集1背斜構(gòu)造最常見的油氣聚集構(gòu)造2斷層圈閉斷層作為側(cè)向封閉邊界3巖性圈閉巖性變化形成的封閉4地層圈閉地層尖滅形成的封閉5復(fù)合圈閉多種因素共同作用形成油氣運(yùn)移的途徑一次運(yùn)移油氣從生油巖中排出，進(jìn)入鄰近的滲透性較好的巖層。二次運(yùn)移油氣在滲透性好的巖層中長距離運(yùn)移。三次運(yùn)移油氣從一個(gè)儲集層運(yùn)移到另一個(gè)儲集層。聚集成藏油氣在適當(dāng)?shù)娜﹂]條件下聚集形成油氣藏。油氣運(yùn)移的原理壓力差驅(qū)動(dòng)油氣在壓力梯度的作用下從高壓區(qū)向低壓區(qū)運(yùn)移。浮力作用油氣密度小于水，tendsto在重力作用下向上運(yùn)移。毛細(xì)管力在小孔隙中，毛細(xì)管力可能影響油氣的運(yùn)移方向。分子擴(kuò)散油氣分子可以通過擴(kuò)散作用在巖石中緩慢運(yùn)移。油氣累積的地質(zhì)條件有效源巖存在能夠生成足夠量油氣的優(yōu)質(zhì)源巖。良好儲集層具有足夠孔隙度和滲透性的巖層，能儲存油氣?？煽可w層能有效阻止油氣逸散的不透氣巖層。適宜構(gòu)造形成有利于油氣聚集的構(gòu)造或地層條件。油田的形成過程1沉積作用有機(jī)質(zhì)富集的沉積物堆積。2埋藏和成巖沉積物被埋藏，開始發(fā)生成巖作用。3有機(jī)質(zhì)熱演化隨深度增加，有機(jī)質(zhì)開始熱解生油。4油氣運(yùn)移生成的油氣開始運(yùn)移。5聚集成藏油氣在適當(dāng)?shù)娜﹂]中聚集形成油氣藏。油氣藏的成因類型構(gòu)造油氣藏由構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的圈閉，如背斜、斷層等。通常規(guī)模較大，分布廣泛。地層油氣藏由地層尖滅或巖性變化形成的圈閉。常見于三角洲或濁積扇沉積環(huán)境。巖性油氣藏由巖性變化形成的圈閉，如砂巖體或碳酸鹽巖礁體。分布較局限，但富集程度高。地層油與碎屑油的區(qū)別成因不同地層油形成于原地，碎屑油經(jīng)過長距離運(yùn)移。分布特征地層油分布較均勻，碎屑油分布不規(guī)則。物理性質(zhì)地層油物性較穩(wěn)定，碎屑油物性變化大。地質(zhì)意義地層油指示原地生油，碎屑油指示遠(yuǎn)距離運(yùn)移。地層油與碳酸鹽巖油的差異儲集層特征地層油多存在于碎屑巖中，碳酸鹽巖油存在于碳酸鹽巖中?？紫额愋偷貙佑椭饕诹ｉg孔隙中，碳酸鹽巖油多在溶蝕孔和裂縫中。成藏機(jī)制地層油多受地層和巖性控制，碳酸鹽巖油受構(gòu)造和巖溶作用影響大。油氣成藏的地質(zhì)模型背斜油氣藏模型油氣聚集在背斜頂部，由背斜兩翼的不透水層封閉。斷層封閉模型油氣被斷層阻擋，形成斷層封閉油氣藏。巖性地層圈閉模型油氣被巖性或地層變化封閉，形成巖性或地層圈閉油氣藏。油氣成藏的控制因素1源巖條件優(yōu)質(zhì)源巖的存在和分布2儲集條件良好的儲集層發(fā)育3封閉條件有效的蓋層和圈閉4運(yùn)移條件適宜的運(yùn)移通道和距離5保存條件有利的保存環(huán)境復(fù)雜地質(zhì)條件下的成藏機(jī)理多期構(gòu)造活動(dòng)多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響油氣運(yùn)移和聚集。非常規(guī)儲層如頁巖油氣，儲集和運(yùn)移機(jī)制復(fù)雜。多源混合不同來源的油氣混合，形成復(fù)雜的地球化學(xué)特征。深層高溫高壓深層環(huán)境下的特殊成藏機(jī)制。油氣成藏類型的預(yù)測地震資料分析利用地震數(shù)據(jù)識別有利構(gòu)造和儲層。地球化學(xué)分析分析烴源巖特征和油氣性質(zhì)。盆地分析研究沉積盆地演化歷史和成藏條件。數(shù)值模擬模擬油氣生成、運(yùn)移和聚集過程。未來油氣勘探的前景1深水勘探向深水區(qū)域拓展，開發(fā)新的油氣資源。2非常規(guī)資源頁巖油氣、致密油氣等非常規(guī)資源的勘探開發(fā)。3新技術(shù)應(yīng)用