油气的生成和生油层、储集层.ppt

第二节 油气的生成,一、油气成因学说：油气成因问题，在原始物质、客观环境及转化 条件等方面，长期存在争论。根据在生油气原始物质问题上观点的差异，石油成因理论分：无机成因说 有机成因说,认为在高温条件下，石油是由碳、氢元素或这些元素的无机化合物通过化学反应合成，与有机物质无关。碳化说（门捷列夫，1879）宇宙成因说（索可洛夫，1889）火山起源说（考斯特，1904）岩浆说（库德梁采夫，1949）高温生油说（切卡留克，1971）,无机成因说：,油气是在地球上生物起源之后，在地质历史发展过程中，由保存在沉积岩中的生物有机质逐步转化而成。,有机成因说：,1.早期有机成因论2.晚期有机成因论,生物有机质油气,二、生成油气的物质基础 古生物、有机质、酐酪根,酐酪根、沥青、原油化学元素组成表,酐酪根类型,根据原始生物和成矿方向的不同，分：,标准腐泥型（1）,含腐植腐泥型（2）,中间型（）,大地构造条件:长期稳定下沉的盆地（V沉积V沉降）岩相古地理环境:深度适当、面积较大、有机质丰富的水体；利于有机质保存的低能、还原性环境海相：浅海封闭环境、前三角洲、海湾、泻湖；陆相：半深深湖,有利于有机质堆积、保存、转化的地质环境,（一）油气生成的地质条件,三、油气生成的外在条件,1.热力作用 主要体现在温度和时间两个方面，大量的油田实际和实验室研究结果表明，在有机质向石油转化过程中，温度是最持久和有效的作用因素，温度不足可用延长反应时间来弥补。高温短时间的热力作用与低温长时间的热力作用可以产生同样的效果。,（二）油气生成的物化条件 促使有机质转化为油气的条件（物理、化学、生物化学条件）主要有：热力作用、细菌作用、催化作用、压力、放射性作用、还原条件等。,三类：喜氧细菌、厌氧细菌、通性细菌 体现在两方面：一方面细菌本身是生油的原始物质，另一方面厌氧细菌可以促使有机质向油气转化。厌氧细菌将有机质分解，产生相应的有机化合物，这些有机化合物又相互作用，进一步分解、聚合，可形成酐酪根。在这个过程中还可以生成甲烷等气体。细菌作用主要发生在沉积盆地水体的下部、未固结的沉积物及埋藏较浅的沉积岩中。随着沉积物埋藏深度加大，地温逐渐升高，当温度超过100后，细菌作用就消失了。,2、细菌作用,3.催化剂作用无机盐类：无机催化剂，它能加速沉积有机质向油气转化。最主要的是粘土矿物，蒙脱石催化能力最强，高岭石最弱。成岩中晚期。有机酵母：是一种有机催化剂，能加速有机质的分解。催化作用强，不耐高温。成岩早期。,5.放射性作用 可以提供游离氢的来源,4.压力作用高压可以阻止液态烃裂解为气态烃。,沉积有机质转化成油气，是还原条件下上述各种地质、动力条件在漫长的地质时期综合作用的结果。在不同地区，在油气生成的不同阶段，某种因素可能起主导作用。,经历一个加氢、去氧、富集碳的过程。,1.生物化学生气阶段,埋深：0-1500m,温度：1060,作用因素：细菌生物化学作用和有机催化剂作用,主要产物：生物成因气、酐酪根、少量油,四、有机质向油气转化的阶段,2.热催化生油气阶段,深度：15002500m,温度：60180,作用因素：热力作用和粘土的催化剂的作用,主要产物：大量石油 原油伴生气 残余酐酪根,3.热裂解生凝析气阶段,深度：40007000m,温度：180250,作用因素：石油热裂解、热焦化,主要产物：凝析气、湿气、酐酪根残渣,4.深部高温生气阶段,深度：7000m,温度：250,主要特征：高温高压,作用因素：热变质,主要产物：干气、碳沥青或石墨,五、生油层 凡能生成并提供具有工业价值的石油和天然气的岩石，称为生油气岩（或烃源岩、生油岩）。由烃源岩组成的地层称为生油（气)层。在一定地质时期内，具相同岩性和沉积相特征的若干生油层与其间非生油层的组合，称为生油层系。,1.岩性、岩相特征决定有机质的含量，即丰富程度、类型和生烃潜力2.厚度和分布范围决定有机质的总量，也决定排烃效率,（一）地质研究,一般为暗色、细粒、富含有机质和微体生物化石，并且常含指示还原环境的分散状黄铁矿，偶尔可见原生油苗。按其岩性特征，可分为：,岩性特征,两种类型,泥质岩类生油层主要包括富含有机质的泥岩、页岩碳酸盐岩类生油层主要包括暗色石灰岩、生物灰岩、泥灰岩及礁灰岩等,一般为有利于生物大量繁殖、保存，且有利于生油岩发育的环境。,岩相特征,浅海、前三角洲、海湾、泻湖半深深湖,1、有机质丰度指标如，有机碳含量2、有机质类型3、有机质成熟度4、有机质转化指标,（二）地球化学研究,第三节 储集层,能够容纳和渗滤流体的岩层称为储集层。,油（气）层：储集层（岩）中含有工业价值油（气）流。产层：已投入开采的油（气）层。,（一）储集层的孔隙性 孔隙是指储集层中未被固体物质所充填的空间部分。孔隙性是指岩石具有孔隙的特性。,1、孔隙的分类,成因上：原生孔隙和次生孔隙,一、储集层的性质,根据孔隙直径和裂缝宽度，以及对流体的作用，可分为 超毛细管孔隙：孔径大于0.5mm或裂缝宽度大于0.25mm。毛细管孔隙：孔隙直径在0.5mm0.0002mm之间或裂缝宽度在0.25mm0.0001mm之间。微毛细管孔隙：孔隙直径小于0.0002mm或裂缝宽度小于0.0001mm。,有效孔隙无效孔隙,按其对流体渗流的影响：,（1）绝对孔隙度 岩样中所有孔隙空间体积之和与该岩样总体积的比值。,式中 绝对孔隙度，小数；岩样中所有孔隙空间体积，cm3；岩样总体积，cm3。,2、孔隙度 指岩石的孔隙体积与岩石的总体积之比，是表示岩石中孔隙多少的指标。,（2）有效孔隙度 指那些参与渗流的、互相连通的孔隙总体积（即有效孔隙体积）与岩石总体积的比值，用百分数表示。一般所指的孔隙度为有效孔隙度。,（3）流动孔隙度 指在一定条件下，流体可以在岩石中流动的孔隙体积与岩石总体积的比值，用百分数表示。,指在一定的压差下，储集层本身允许流体通过的性能。,（二）储集层的渗透性,1、绝对渗透率 当单相流体充满岩石孔隙，流体不与岩石发生任何物理、化学反应，流体的流动符合达西直线渗滤定律时，所测得的岩石对流体的渗透能力称为该岩石的绝对渗透率。,渗透率 表示储油岩渗透性大小的指标,公式表示：,式中 岩石的绝对渗透率，m2；岩样截面积，cm2 岩样的长度，cm；流体的粘度，mPas；岩样两端压力差，MPa；流体流量，cm3/s,实验室测量渗透率的基本装置示意图,绝对渗透率只是岩石本身的一种属性，仅与岩石性质有关，而与流体性质及测定条件无关。通常使用干燥空气或氮气。由于气体为可压缩流体，气体测定岩石渗透率的公式为：,式中 大气压力，MPa；岩样的截面积，cm2 岩样的长度，cm；流体的粘度，mPas；、气体通过岩样两端的压力，MPa；大气压力下气体的体积流量，cm3/s,2、有效渗透率 所谓岩石有效渗透率是指当岩石孔隙为多相流体通过时，岩石对每一相流体的渗透率。岩石的有效渗透率不仅反映了油层岩石本身的属性，而且还反映了流体性质及油、水在岩石中的分布，以及它们三者之间的相互作用情况。,3、相对渗透率 某一相流体的相对渗透率是指该相流体的有效渗透率与绝对渗透率的比值。油、气、水的相对渗透率分别记为：,指地下储集层中含有一定数量的油气的性质。,（三）储集层的含油性,常用含油饱和度、含气饱和度和含水饱和度来表示储集层孔隙空间油气水的饱满程度。,1、含油饱和度（SO）指油层岩石孔隙中石油所占的体积与该岩石有效孔隙体积的百分比。,2、含气饱和度（Sg）指岩石孔隙中天然气所占的体积与该岩石有效孔隙体积的百分比。3、含水饱和度（SW）指油层岩石孔隙中水的体积与该岩石有效孔隙体积的百分比。,油水饱和度与相对渗透率的关系曲线,根据研究目的及油田生产实践的需要，对储集层有各种分类方案。按岩类分为：碎屑岩储层、碳酸盐岩储层、特殊岩类储层（包括岩浆岩、变质岩、泥页岩）按储集空间类型分为：孔隙型储层、裂缝型储层、孔缝型储层、缝洞型储层、孔洞型储层、孔缝洞复合型储层按渗透率的大小分为：高渗储层、中渗储层、低渗储层,二、储集层的类型,1、孔隙结构指孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通的关系。,（一）碎屑岩储集层,2、影响因素沉积作用影响矿物成分的影响碎屑颗粒的大小及分选碎屑颗粒的形状、排列和接触方式成岩及后生作用的影响压实作用胶结作用溶解作用交代作用人为因素的影响,1、储集空间的类型三类：孔隙、溶洞、裂缝,（二）碳酸盐岩储集层,2、储集层的类型孔隙型裂缝型溶洞裂缝型孔隙裂缝型孔、洞、缝复合型,1.概念：石油相对密度、石油的粘度 有效孔隙度、绝对渗透率2.油气生成的外在条件有哪些？（地质条件和动力条件）3.油气生成的主要阶段有哪些？,复习思考题,谢谢,