石油地质学 ppt课件.ppt

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1、绪论第一章 石油沥青类的成份和性质第二章 石油和天然气的成因第三章 储集层和盖层第四章 石油和天然气运移第五章 油气藏的形成基本条件第六章 构造圈闭与构造油气藏第七章 地层圈闭与地层油气藏第八章 温度、压力与油气藏形成的关系第九章 油气田及类型第十章 地壳上油气聚集的分布规律第十一章 石油和天然气的资源评价,第一章 石油沥青类的成份和性质,第一节 石油沥青类的概念和组份,第二节 石油的成份和性质,第三节 天然气的成份和性质,第四节 固体沥青的成份和性质,第一节 石油沥青类的概念和组份,一、概念：天然气、石油及其固态衍生物，统称为石油沥青类。石油沥青类、煤类、油页岩，一部分硫，都是自然界常见的可

2、燃矿产，因它们由古生物演变而来，故统称为可燃有机矿产。,油页岩,煤,三类：气态 固态 液态,可燃有机矿产,石油沥青类石油地质学研究内容,有机质：由古代动物、植物遗体演变而来，在有机溶剂中选择性溶解，分类：,1、氯仿沥青“A”,2、酒精苯沥青,3、腐殖酸：存在于有机质转化的早期。C,H,O,N,4、殘留物质,石油沥青：,干酪根,油质：溶于石油醚胶质：溶于石油醚，且硅胶吸附沥青质：不溶于石油醚,加酸处理，氯仿抽提。氯仿沥青“C”,不加酸处理，氯仿抽提。,第一章 石油沥青类的成份和性质,第一节 石油沥青类的概念和组份,第二节 石油的成份和性质,第三节 天然气的成份和性质,第四节 固体沥青的成份和性质

3、,第二节 石油的成份和性质,石油的概念 石油：以液态形式存在于地下岩石孔隙中的可燃有机矿产。成分上以烃类为主，并含有非烃化合物及多种微量元素；相态上以液态为主，并溶有大量烃气和少量非烃气以及固态物质。石油没有固定的化学成分和元素含量，但元素含量有一定的范围。,一个油气藏中的流体按重力分异，气居顶部，油居中，水在下面。三者共存于储集层的孔隙系统中。,石油天然气,油田水稳定同位素,第二节 石油的成份和性质,可分为元素组成、馏分组成、组分组成 和化合物组成，三者有相互关系；依据石油中各种结构类型化合物的含量，可对石油进行分类；不同环境下生成的石油，比如海陆相石油的特征有明显的区别；石油没有固定的成分

4、，因此石油没有确定的物理参数，石油的物理性质 取决于它的化学组成。,石油的元素组成,碳,氢,硫,石油的元素组成,硫是一种有害元素。一般小于1%，平均0.65%；对石油管具有强的腐蚀作用，另外硫化氢气体有剧毒，对石油开发十分不利。含硫量小于1%的为低硫原油,含硫量大于1%的为高硫原油。,硫在油田发中是有害的元素,轮南油田的油管客被腐蚀情况,2003年重庆天然气井喷事故造成重大损失,石油的元素组成,图1-10 原油组成分析流程图(据陈荣书，1994，有改动,石油的化合物组成,降解油,海相油,陆相油,环烷烃,属饱和烃，在常温常压下，14个碳原子（C1C4）的烷烃为气态，516个碳原子（C5C16）的

5、烷烃为液态，17个碳原子以上（C17）的高分子烷烃皆呈固态。轻质石油中正构烷烃可达30%以上，而重质石油可小于15%。其含量主要取决于：1.生成石油的原始有机质的类型：陆相原油含量多，海相原油含量少。2.原油的成熟度：可用 来判断原油的成熟度。,正构烷烃（40%）,正烷烃分布曲线,成熟原油,未成熟,过成熟,正常原油,异构烷烃（20%）,环烷烃（20%）,多环环烷烃与四环的甾族化合物和五环的三萜稀类化合物很相似，被作为有机成因的主要证据之一。,芳香烃（15%）,非烃化合物,石油中硫来自有机物的蛋白质和围岩的含硫矿物石膏等,非烃化合物,环烷酸（常为环戊烷酸）占酸性物质90%以上，易与碱金属作用生成

6、环烷酸盐，极易溶于水，因此，油田水中环烷酸可作为一种含油气性直接标志。,非烃化合物,原油中含有具有重要意义的中性含氮化合物，即，卟啉化合物它是石油有机成因的重要生物标志物。,组份、族分、馏分三者关系,卟啉的结构与性质,石油的分类,陆相油,石油的物理性质,塔里木盆地杨叶油苗、黑色,塔里木重质油采油方法,按物理性质对原油进行分类,荧光性：石油及其产品，除轻汽油和石蜡外，无论其本身或溶于有机溶剂中，在紫外线照射下，均可发光，称为荧光。石油的发光现象取决于其化学结构。石油中的多环芳香烃和非烃引起发光，而饱和烃则完全不发光。轻质油的荧光为浅蓝色，含胶质较多的石油呈绿和黄色，含沥青质多的石油或沥青质则为褐

7、色荧光。,水面油污,旋光性：是天然石油的一种重要特性。当偏光通过石油时，偏光面会旋转一定角度，这个角度叫旋光角。引起石油旋光性的原因，在于其有机化合物分子结构中具有不对称的碳原子，如甾醇。石油的旋光性可用旋光仪来测定。它有随含油地层年代的增长而减小的趋势。溶解性：石油是各种碳氢化合物的混合物。由于烃类难溶于水。石油尽管难溶于水，但却易溶于许多有机溶剂，例如氯仿、四氯化碳、苯、石油醚、醇等等。,1.天然气的产出类型 按天然气的成因可分为有机成因气 和 无机成因气依天然气分布特征可分为聚集型 和 分散型；2.天然气的化学组成 3.天然气的物理性质,有机成因气体：如石油气、煤成气和菌解气等，是有机质

8、在温度、压力、生物以及无机催化剂等综合作用下演化而成的天然气，其成份以烃类为主。无机成因气体：是地壳深部高温下围岩分解，主要与岩浆岩、变质岩、火山作用有关的气体。,天然气分类,生物气与热成因气的主要区别是它富含甲烷，且甲烷的碳同位素很轻。,聚集型天然气,分散型天然气,元素的构成：C、H(99.9%)。另有少氮、氧、硫及其它微量元素。化合物组成：以甲烷（CH4）为主，次为乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）。含有数量不等的N2、CO2、H2S 及其它惰性气体。根据甲烷的含量天然气可分为干气（95%）和湿气（95%）。,天然气的化学组成,天然气在水中的溶解度与与压力成正比天然气在

9、水中的溶解远远小于在石油中的溶解度,1、气体低于泡点压力条件下，随压力增加而增加，高于泡点压力时，气体溶解度不变。2、天然色中的重烃含量愈高，溶解度应愈大，丙烷的溶解度比乙烷大得多。3、低碳数烃含量高的轻质原油比重质原油的溶解度要高得多。,蒸气压力随温度升高而增大。在同一温度下，碳氢化合物的分子量越小其蒸气压力越大，这也是甲烷等轻质碳氢化合物含量在天然气中较高的原因。,蒸气压力：将气体液化时所需施加的压力，称为该气体的饱和蒸气压力。,临界点,泡点线表示气体已达饱和，低于这个该压力，气体将开始从液体中逸出,露点线表示液体开始凝结而脱离气体的线,气区,油藏区（含溶解气）,凝析气藏区,气液两相共存的

10、最高凝析温度,气液两相共存的最高凝析压力,多组份烃气系统中，液相和气相的关系比较复杂。当油气藏较深时，当温度介于临界温度与最高凝析温度之间时，烃类可形成凝析气藏,5096,油田水的产状油田水的来源和形成 油田水的化学组成 油田水的矿化度油田水的类型,油田水的来源和形成,油田水的化学组成,油田水的矿化度,油田水的类型,1.稳定同位素分馏机理 2.稳定同位素在自然界的分布、比值符号和标准3.稳定同位素值的计算 4.油气中碳同位素的组成5.不同成因类型的石油同位素类型曲线有着明显的差别。6.油气中碳同位素和氢同位素之间的关系不太明显。,稳定同位素分馏机理,稳定同位素在自然界的分布、比值符号和标准,稳

11、定同位素计算,油气中碳同位素的组成,碳同位素类型曲线,碳、氢同位素之间的关系,第一节 石 油,一、石油的概念及组成（一）石油的概念 石油：以液态形式存在于地下岩石孔隙中的可燃有机矿产。成分上以烃类为主，并含有非烃化合物及多种微量元素；相态上以液态为主，并溶有大量烃气和少量非烃气以及固态物质。石油没有固定的化学成分和元素含量，但元素含量有一定的范围。（二）石油的元素组成 石油的元素组成主要是C、H，其次是S、N和O，并含有几十种微量元素。石油元素的组成，不同学者统计有所不同，但差别不大。根据Hunt(1979)，石油元素含量如下表：,石油中硫含量，根据Tissot and Welt(1978)的

12、9347个样品统计，其含量平均为0.65%，大多数含量小于1%，属于低硫石油；海相环境和陆相蒸发岩环境中的沉积有机质形成的石油硫含量高，可达5%，被严重降解的石油硫含量可高达10%（图1-2）。,图12 不同时代和成因的9347个石油样品中含硫分布（据Tissot&Welte,1978）,（三）石油的馏分组成 石油的馏分：原油在一定沸点区间蒸馏产生的各烃类化合物的混合物。因研究目的不同，切割馏分的温度区间有所不同。石油炼制上为人们所常用（表1-1）。表1-1 石油的馏分（据Hunt，1979；潘钟祥，1986）,思考题,1.解释下列名词：油气藏、石油、石油馏分、生物标志化合物、相对密度和API

13、，恩氏粘度，石油荧光性。2.石油由哪些元素组成的？其含量如何？3.石油有哪几个组分？各组分化合物类型有那些？4.简述馏分和化合物组成关系（可用图表示）。5.论石油分类。6.海相与陆相石油的基本区别。7.石油的主要颜色是什么。,思考题,1.解释下列名词：干气、湿气、固态气水合物、天然气表观分子量、泡点和露点、临界温度、临界压力。2.简述天然气产状。,思考题,1.解释下列名词：油田水。2.简述油田水的产状。3.简述油田水的来源。4.简述油田水的SULIN成因分类和一般分布规律。,思考题,1.解释下列名词：同位素效应、同位素分馏作用、13C 和13D。2.简述石油和天然气碳、氢同位素的基本特征。,第

14、六节 油气显示,一、油气显示的概念和成因类型（一）油气显示的概念 油气显示：油、气石油矿物在地表天然露头 或 钻井的人工露头。（二）油气显示的成因类型 1.与地下油气藏有关的显示 可能有多种成因（如图1-23）。,图 123 与地下油气藏有关的油气显示（据图修改，转引自潘钟祥等，1986）14为与断裂破坏和刺穿现象有关的油气显示；57为 与不整合有关的油气显示；8为与裂缝带、孔隙带有关的油气显示；X为油气显示产地,图 124 含油岩层出露地表的两种可能（据潘钟祥，1986，补充）a 引抬升剥蚀而暴露；b 引侵蚀而暴露；c 引错断而暴露,图 125 云塔盆地绿河组沥青脉和沥青砂岩（据Hunt，1

15、963）,3.与生油层出露有关的显示生油层出露地表也可以产生石油显示（如图1-25）此外，钻井过程中钻与的油气流 或 含油气岩石是人工成因。,2.与含油层出露有关的显示 含油层出露有各种原因出露地表（如图1-24）,二、油气显示主要类型的特征 1.油气苗：油、气（流）的地表天然露头。油气苗是最可靠、最直接的油气显示类型之一。油苗可以从出露的油层中直接渗出，也可以从地下油层中沿断层面和不整合面等运移到地面；气苗常常在水中呈连续或断续的气泡冒出。2.含油和沥青岩石：含油岩石是指被液态原油浸染的岩石。含油岩石：被液态原油浸染的岩石。主要是含油砂岩，按其被浸染的程度可分为：油砂全部被原油所饱和浸润；油

16、斑局部被原油浸染，浸 染部位往往是岩石粗粒结构部分或各种缝隙；油迹岩石被原油局部轻微浸染。含油和沥青岩石：在岩石孔隙中充填有分散固态沥青的岩石。分散沥青一般以基质或胶结物形式而存在，个别情况下固态沥青也可能是再沉积的颗粒。,3.泥火山：喷发到地表的气流和泥和混合物。泥火山的气体常是高压力的可燃性天然气，有时还伴有原油。但泥火山的气体有时主要是非烃气。4.油矿物：油氧化或热变质产生的矿物。油矿物是较之石油更复杂的有机化合物的混合物，故它没有固定的化学成分和物理常数。它们的成因包括：（1）物理分异：地蜡；（2）氧化成因：各种沥青；（3）热变质：碳沥青、次石墨等。顺便说明，变质成因的沥青矿物中有些与石油并没有成因联系，至少没有明确的成因联系，称之为准油矿物。,三、油气显示评价 油气显示评价：评价油气显示与油气藏关系。油气显示评价主要依据油气显示成因类型。一般认为：油气苗及泥火山直接指示油气藏或油气聚集体的存在。其他类型天然油气显示是否指示油气显示评价的存在要看“成藏条件”。但是，地表没有油气显示也不意味地下没有油气藏；有油气显示也不意味有油气藏。许多情况下，有油气显示表明地下油气聚集体遭到破坏，没有工业价值。,思考题,1.解释名词：油气显示。2.简述油气显示的成因类型及其主要特征。3.简述油气显示评价的主要依据极其注意问题。,