石油地质学(考试复习)

1、石油地质学石油地质学( (考试复习考试复习) )本文由微风爱意贡献ppt 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。第六章地温场、地压场、 地温场、地压场、地应力场 与油气藏形成的关系主要内容地温场 地压场 地应力场与油气生运聚保的关系 异常压力流体封存箱 凝析气藏的形成和分布地温场、地压场、 地温场、地压场、地应力场与油气藏形成分布有着密切关系 （1）地温场 无机和有机矿物的成矿演化 有机质热演化 生油窗、生气窗 粘土矿物转化、脱水 水热增压 临界温度和临界压力凝析气藏形成 地温场和地压场控制气田形成分布 地温场和有机碳分布控制油田形成分布 促进可塑性岩石的流动、穿刺（2）地压场 地静压力、压实作用初次运移 流体势油气初次、二次运移，指明有利聚集部位 促进油、气、水运移 改变气在油、水中的溶解度 异常压力带与欠压实带 压实背斜圈闭的形成分布 盐丘、泥丘等刺穿构造的形成分布（3）地引力场 有机质成熟生烃的力学化学反应 油气运移、聚集的重要动力 形成各类背斜、断层等构造圈闭 形成二级构造带 形成断层、裂缝、微裂缝 有助于形成各种地层不整合 有助于

2、形成储集层的次生孔隙发育带 有助于形成穿刺构造 强烈地应力作用可破坏油气田 作用强度 地应力（1-5）*地静压力 综上可知， 三场”相互联系， 综上可知， “三场”相互联系，对盆地内油气藏的形成 分布有重要的控制作用第一节 地温场与古地温研究一、基本概念1.地温梯度： 1.地温梯度： 地温梯度 随埋藏深度每增加100m，地温所升高的温度称为地温梯度 又称地热增温率 ， 单位：/100m； 2.地温级度： 2.地温级度： 地温级度 温度每增加 1所增加的深度数称为地温级度，单位：m/。 3.古地温与古地温梯度： 3.古地温与古地温梯度： 古地温与古地温梯度 地质历史时期地层经历的温度，为古地温。 地质历史时期随埋藏深度每增加100m，地温所升高的温 度称为古地温梯度，单位：/100m；二、古地温的测定在石油地质研究中，测定地质历史过程中沉积岩经受最高 在石油地质研究中， 温度的方法有很多，目前国外多借助于镜质体反射率、 温度的方法有很多，目前国外多借助于镜质体反射率、孢子 镜质体反射率 的颜色、干酪根的电子自旋共振、自生矿物及流体包裹体等， 的颜色、干酪根的电子自旋共振、自生矿物及流体包

3、裹体等 的电子自旋共振 通过对比这些指标与已知温度梯度的关系， 通过对比这些指标与已知温度梯度的关系，或者通过实验测 定反应的动力学方程式来求得。 定反应的动力学方程式来求得。（一）镜质组反射率（R0）法 镜质组反射率（镜质体反射率是一种较好的成熟度指标。随着温度升高， 反应时间延长，镜质体逐渐降解演化，颜色愈益加深，反射 率逐步增大。可见，镜质体反射率与温度、时间之间存在一 定的函数关系，反射率的大小直接反映经受的最高温度。因 此，根据沉积岩中镜质体的反射率可以估算在地质历史上经 受的最高古地温。它既可表示在恒温 下加热一定时间所 得到的反射率值， 也可以反映在同一 时间内温度变化所 造成反射率值的差 别。于是，对已知 地质时代的沉积岩， 测定出其中所含镜 质体的反射率后， 就可以推算其所经 受的最高古地温。在热演化过程中，镜质体的降解程度与反射率的增加是 一致的，因此也可以通过模拟得出各地区镜质体降解率与反 射率的对应关系。然后，系统测定探井中岩石的镜质体反射 率，得出相应这些反射率值的镜质体降解率，代人阿伦尼乌 斯方程既可求出地下古地温。 Barker（1986）专门研究过镜质体

4、反射率与古地温之间 的关系，通过 600 多个镜质体反射率 Ro 值与对应的最大温度 T 统计分析得出 LnRo=0.0078T-1.2 Barker 认为上式具有普遍性，是一种较好的地质温度计。（二）袍子颜色和热变指数法这是一种简便快速的方法。随 着沉积物里埋藏深度加大，其 中所含的袍子、花粉、藻类等 有机物在热演化过程中颜色逐 渐加深，具有不可逆性。因此 根据袍子的颜色及有机质的热 变指数，也可以反过来求得所 经受的最高古地温。图中表明 随温度升高袍子颜色的变化情 况，并加注袍子颜色指标和热 变指数。（三）自生矿物沉积岩中的自生矿物与温度、压力及反应时间等物理因 素密切相关，随温度转变具不可逆转性。因此，可用它们来 研究古地温。粘土矿物转化： ： 沸石转化：蒙脱 100 伊-蒙混层 100 伊利石火山玻璃 56 斜发沸石 116方沸石或片沸石 138 浊沸石或钠长石硅质矿物转化： ： 非晶质二氧化硅 45 低温方石英67低温石英（四）流体包裹体均一温度法： 流体包裹体均一温度法：常温常压下见到的包裹体往往含气相与液相两种流体。 加热升温至呈单相流体，这时的温度即为均一温度，它是包

5、体形成时温度下限。均一温度分析方法： 均一温度分析方法： 直方图统计方法。 直方图统计方法。（五）磷灰石裂变经迹法： 磷灰石裂变经迹法：是用放射性原素 U235 的裂变来研究矿物裂变径迹，确定 “退火”温度，退火温度与生油窗对应。第二节 地压场与地层压力预测一、压力的基本概念： 压力的基本概念：1上覆地层静压力：由上覆沉积物及流体重量产生的压力。 覆地层静压力：由上覆沉积物及流体重量产生的压力。 地层压力：孔隙介质中流体所承受的压力，也称为孔隙流 2地层压力：孔隙介质中流体所承受的压力，也称为孔隙流 体压力，对油气层而言又分别称为油层压力或气层压力 油层压力或气层压力。 体压力，对油气层而言又分别称为油层压力或气层压力。 静水柱压力：由测点之上静水柱产生的压力。 3静水柱压力：由测点之上静水柱产生的压力。 正常压实条件下，地层压力= 正常压实条件下，地层压力=静水柱压力 地层压力梯度： 4地层压力梯度：即地层压力随深度增加而增大的变化率单 Mpa/m。 。 位：Mpa/m。 。 异常地层压力：实际地层压力与静水柱压力不等。 5异常地层压力：实际地层压力与静水柱压力不等。 前者后者为异常

6、高地层压力 前者后者为异常高地层压力；前者1。 系数一般1。 1二、地层压力预测地层压力可以在钻井或采油过程中，利用随钻测量、重 复式地层测试器 RFT 或井下压力计等方法直接测量。在新探区 钻井前需要对地层压力进行预测，一般用间接方法预测，其 方法有： 等效深度法： （一）等效深度法： 泥岩的密度与深度有一定的关系，因此可以建立页岩体积密 度与深度经验关系式：由下式计算：Pf=G0DA-DE（G0-GW） Pf地层压力，MPa； G0上覆地层压力梯度，Mpa/m ；DA测点深度，m； DE对应 DA 的正常压实深度，m；GW静水压力梯度，Mpa/m； （6-3）（二）Fillippone 法：用地震层速度预测，误差太大，使用 法 时，应做必要的校证。第三节 地应力场及其与 油气成藏的关系一、地应力场概念与分类1. 概念： 地壳中或地球内部，应力状态随空间点的变化，称 概念： 为地应力场，也称为构造应力场。 2. 特征：不同地质历史时期的地应力场特征不同，随着地质 特征： 构造演化，应 i 力场的大小、方向、性质等发生规律性的变 化。 3. 分类 （1）按照大小分为：全球应力场、区域应

7、力场和局部应力场； ）按照大小分为：（2）按照时间分为：古地应力场、现今应力场； ）按照时间分为：（3）按照应力方向分为：挤压应力场、拉张应力场和剪切应 ）按照应力方向分为： 力场。二、地应力场研究方法研究方法：正序和反序两类逻辑演绎法。 正序和反序两类逻辑演绎法。 正序和反序两类逻辑演绎法 正序研究方法 从已知地块或岩块的力学性质、外力作用方式等分析其应 力分布状态，预测可能发生的变形部位及变形演变过程。今地 应力场的研究多属此类。岩石力学试验、光测弹性模拟试验和 计算机梳理分析方法是其主要的研究手段。 反序研究方法 是研究古地应力场的常用方法。通过实地测量、统计、分 析构造运动留下的各种构造形迹及组合特点，反推当时的地应 力场。 最佳方法是将正序与反序结合，实地机械测定地应力，取样进 最佳方法 行岩石力学试验，统计露头岩心上各种构造行迹及组合，然后 用计算机数值模拟，编制全区的地应力场有关图件，才能更逼 近实际地应力分布的变化规律。三、地应力场与油气藏形成分布的关系大量资料研究证明，地应力场对油气形成、运移、聚集和保 地应力场对油气形成、运移、 地应力场对油气形成 存等均有明显的影

8、响： 1.烃源岩生烃动力学效应； 2.烃源岩和储层裂缝形成与分布以及储层次生孔隙的发育特 征； 3.油气运移特征（方向、时间、通道等） ； 4.圈闭形成与展布特征；影响油气藏的保存特征。第四节研究实例自 学(To study by yourself)第五节一、异常地层压力1. 概念异常压力流体封存箱地层压力（Pf） 地层压力（Pf）是作用于地层孔隙空间流体（地层水、石油、天然气）上 的压力。正常地层压力 正常地层压力可用地表至地下任意点地层水的静水压头（静水压 正常地层压力 力）来表示；背离正常地层压力趋势线的地层压力，均为异常地层压力 异常地层压力。 异常地层压力 超过静水压力的地层压力，属异常高地层压力 异常高地层压力（超压，Surpressures 或 异常高地层压力 overpressures） ；低于静水压力的地层压力，则为异常低地层压力 异常低地层压力。 异常低地层压力 Hunt 明确提出了鉴别标准： 在自由状态下的边界值 淡水 压力梯度 9.79KPa/m （0.43Psi/ft） 超压 欠压 饱和盐水 压力梯度11.90KPa/m（0.53Psi/ft） 边界值 边界值

9、2.异常地层压力成因 2.异常地层压力成因2.（1）流体热增压作用 这是地层中出现超压的首要原因。随着地层埋藏深度增 加，经受地温升高，导致有机质成熟，生成大量油气，地层 水也会出现水热增压，在烃源层及储集层中都会造成异常高 地层压力。 （2）剥蚀作用 在幼年期地貌区，剥蚀作用常常引起地层起伏甚大，而 测压面的位置并未改变，于是测压面与地面的高低关系可能 各地不同。从而造成 A.B 两个 油藏分别出现压力过剩 和压力不足的现象。在一些高原地区，河流侵蚀造成深山峡谷。泄水区 海拔很低，测压面横穿圈闭，导致油藏内的地层压力非 常低，只用 1atm，石油走浮在水面上。（3）断层与岩性封闭作用 在厚层泥岩中所夹的砂岩透镜体油藏，原来埋藏较深， 原始地层压力较大。后来，在决断升降运动作用下，油藏所 在断块上升，深度变浅，但原始地层压力仍然保持下来，形 成高压异常；相反，所未，也可造成低压异常。( a)( b)( A)高压异常; ( B)低压异常（4）刺穿作用0在不均衡力作用下，塑性 岩层发生侵入作用，使上深 度 ，f t2000 4000 6000 8000覆一些软的页岩和未固结 的砂岩层发生挤压与断裂 变动，孔隙容积减少，流 体压力增大，造成异常高 压。地静压力梯度10000 12000 14000 0正常流体 压力梯度2000 4000 6000 8000 10000 12000估计地层压力，1b/in弗里奥组 考克菲尔德组2阿那华克组组（5）浮力作用 油气水的密度差引起的浮力作用，也可使油气藏内出现 过剩压力。 （6）粘土矿物转化作用 蒙脱石向伊利石转化能够析出大量层间水，并使粘土岩 体积缩小造成异常高地层压力。在一个地区，异常高压的形成可能是以上一种或多种因 素综合作用的结果，与本地区的地质条件有关。从研究结果 表明，异常高压和异常低压的出现通常需要一个相对封闭的 地质环境。二、异常压力流体封存箱的概念及类型沉积盆地常常具两个或多个水文系统，呈现多水力系统 的层状排列，其中间被封闭层所分隔，上部为正常压实，下 部为异常压力系统。正常压力 封闭层 异常压力概念： 1. 概念：将沉积盆地内封闭层分割的异常压力系统称为流体压 力封存箱（fluid compartment） 。 2.特征 特征： 2.特征

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