石油地质学复习笔记Word格式.docx
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（含有苯环结构，属不饱和烃。
根据其结构
不同可分为单环、多环、稠环三类芳香烃。
）
5、石油的非烃组成：
（主要是含硫、氮、氧三种元素的有机化合物，主要集中在石油的高沸点馏分中。
）
（1）含硫化合物：
最重要的非烃化合物，存在于中、重馏分中。
主要有硫醇（-SH）、硫化物（-S-）（包括硫醚R-S-Rˊ、环硫醚）、二硫化物（-S-S-）以及噻吩衍生物。
此外，还有元素硫、硫化氢。
硫来自有机物的蛋白质和围岩的含硫矿物石膏等。
含硫量大于2%的石油称为高硫石油；
低于0.5%的称为低硫石油；
介于0.5%~2%之间的称为含硫石油。
（2）含氮化合物：
主要集中在胶质—沥青质中。
石油中氮化合物可分为碱性和中性两大类。
碱性含氮化合物主要是吡咯、吲哚、咔唑的同系物及酰胺等。
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。
（3）含氧化合物：
主要有酸性和中性两大类。
酸性含氧化合物中有环烷酸、脂肪酸及酚，总称石油酸；
中性含氧化合物有醛、酮等，其含量较少。
酸性含氧化合物中环烷酸最多，占酸性物质90%以上，易与碱金属作用生成环烷酸盐，极易溶于水，由此可作为地下水找油的一种标志。
6、荧光性：
石油在紫外光照射下可产生延缓时间不足10-7秒的发光现象。
7、旋光性：
大多数石油能将偏振光的振动面旋转一定角度的能力。
8、天然气：
广义的天然气是指存在于自然界的一切气体。
作为石油及天然气地质学研究的天然气主要是指与油田和气田有关的气体，其主要成分是烃类气体，也包含少量的非烃类气体，如CO2、H2S等，即狭义的天然气。
9、天然气的分类：
按天然气的成因可分为有机成因气和无机成因气；
按天然气存在的相态可以分为游离气、溶解气、吸附气和固态气水化合物；
依天然气分布特征可分为聚集型和分散型；
依天然气与石油产出的关系分为伴生气和非伴生气。
按照天然气的成分可分为烃类气体和非烃类气体。
10、天然气的产状：
地壳中的天然气按照存在的相态可以分为游离态、溶解态、吸附态和固态气水合物；
按照其分布特征可分为聚集型和分散型；
按照其与石油产出的关系可分为伴生气和非伴生气。
（1）聚集型天然气：
聚集型天然气主要是以游离相态存在。
只有大规模的游离气聚集，才能有效地开发和利用。
①气顶气：
与石油共存于油气藏中呈游离气顶状态产出的天然气。
以烃类为主，除大量的甲烷外，还有重烃气体和轻组分的液态烃，少量氮气和二氧化碳。
②气藏气：
单独聚集的天然气。
可分为干气气藏和湿气气藏。
干气气藏：
甲烷含量大于95%，重烃气体含量少，采到地表也是气体。
湿气气藏：
含较多的甲烷，还有乙、丙、丁烷液态烃，还溶解了戊、己烷等，重烃含量大于5%，采到地表除含较多气体外，还凝结出许多液态气体。
③凝析气：
当地下温度、压力超过临界条件后，由液态烃逆蒸发而形成的气体。
开采出来后，由于地表压力、温度较低，按照逆凝结规律而逆凝结为轻质油即凝析油。
PS：
凝析气藏和湿气气藏的区别：
凝析油中含大量的轻质烃类，重质烃类较少，呈淡黄色，刚开采是伴生气较多，随着气藏不断开采，伴生气越来越少；
湿气气藏含的气体多，凝析气藏含的气体少。
（2）分散型天然气：
①油溶气：
溶解于石油中的天然气。
②水溶气：
溶解于水中的天然气。
③煤层气：
煤层中所含的吸附和游离状态的天然气。
④固态气水合物：
是在冰点附近的特殊温度和压力条件下，由水与天然气结合形成的固态结晶化合物。
主要分布在冻土、极地和深海沉积物分布区。
（3）伴生气和非伴生气：
①伴生气：
凡是在油藏范围内与油藏分布有密切关系的气顶气、油溶气以及油藏之间或油藏上下的气藏气都称为伴生气。
②非伴生气：
与油藏分布没有明显联系或仅有少量石油存在，而气藏又十分巨大和重要的气藏气称为非伴生气。
11、油田水：
从广义上理解，油田水是指油田区域（含油构造）内的地下水，包括油层水和非油层水。
狭义的油田水是指油田范围内直接与油层连通的地下水，即油层水。
油田水来源于水盆地的沉积水、大气的渗入水、粘土矿物的初生水和地球深处的深成水。
12、苏林（Sulin）分类：
分类原则：
是HCO3-、SO42-、Cl-和Ca2+、Na+、Mg2+6种阴、阳离子的相对含量，以Na+/Cl-、（Na+-Cl-）/SO42-和（Cl--Na+）/Mg2+这三个成因系数，把天然水划分为四种基本类型
Sulin的油田水成因分类表（据Sulin,1946）
水的类型
成因系数（浓度比）
Na+/Cl-
（（Na+-Cl-）/SO42-
（Cl--Na+）/Mg2+
大陆水
硫酸钠型
1
0
重碳酸钠型
海水
氯化镁型
深层水
氯化钙型
第二章、储集层和盖层
1、储集层：
凡具有一定的连通孔隙，能使流体储存，并在其中渗滤的岩层（石），称为储集层（岩）。
储集层中储集了油气称含油气层。
投入开采后称产（油气）层。
2、盖层：
是位于储层上方，能够阻止油气向上逸散的岩层，主要起遮挡或封闭作用。
3、岩石的孔隙性：
指储集层中孔隙空间的形状、大小、连通性与发育程度。
按岩石孔隙大小，有超毛细管孔隙、毛细管孔隙和微毛细
管孔隙三类。
（1）超毛细管孔隙：
直径>
0.5mm，相应裂缝宽度>
0.25mm，液体在重力作用下自由流动。
（2）毛细管孔隙：
直径0.5～0.0002mm，裂缝宽度0.25～0.0001mm，由于毛细管力的作用，液体不能自由流动。
（3）微毛细管孔隙：
直径<
0.0002mm，裂缝宽度<
0.0001mm，液体在非常高的剩余流体压力梯度下流动。
束缚孔隙
4、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。
是衡量岩石孔隙的发育程度
5、有效孔隙度：
指彼此连通的，且在一般压力条件下，可以允许液体在其中流动的超毛细管孔隙和毛细管孔隙体积之和与岩石总体积的比值。
级别
砂岩孔隙度（%）
评价
2
3
4
5
20-30
15-20
10-15
5-10
0-5
很好
好
中等
差
无价值
6、渗透性：
指在一定的压差下，岩石允许流体通过其连通孔隙的性质。
对于储集层而言，指在地层压力条件下，流体的流动能力。
其大小遵循达西定律。
绝对渗透率：
单相液体充满岩石孔隙，液体不与岩石发生任何物理化学反应，测得的渗透率称为绝对渗透率。
有效渗透率：
储集层中有多相流体共存时，岩石对每一单相流体的渗透率称该相流体的有效渗透率/相渗透率。
油气水分别用Ko、Kg、Kw表示。
相对渗透率：
对每一相流体局部饱和时的有效渗透率与全部饱和时的绝对渗透率之比值，称为该相流体的相对渗透率。
油气水分别用Ko/K、Kg/K、Kw/K表示。
7、储集层的孔隙结构：
是指岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通关系。
孔隙：
是孔隙系统中的膨大部分。
决定了孔隙度大小。
喉道：
连通孔隙中的细小部分。
决定了储集层储集能力和渗透特征。
（岩石的孔隙结构由孔隙和喉道组成。
孔隙主要起储存流体的作用，而喉道主要影响岩石的渗透性。
8、影响碎屑岩储集层储集性的因素：
（1）沉积作用对砂岩储层原生孔隙发育的影响
①矿物成分对原生孔隙的影响
矿物成分主要为石英、长石、云母。
矿物成分对储集物性的影响主要有以下两个方面：
矿物的润湿性：
润湿性强，亲水的矿物，表面束缚薄膜较厚，缩小孔隙空间，渗透性变差。
矿物的抗风化能力：
抗风化能力弱，易风化成粘土矿物充填孔隙或表面形成风化层减小孔隙空间。
因此，长石砂岩较石英砂岩物性差。
除长石外，其它颗粒矿物成分对物性影响不大。
②岩石结构对原生孔隙的影响
粒度和分选系数的影响
粒度：
总孔隙度随粒径加大而减小。
因为粒度小，分选差，磨圆差，较松散，比圆度好的较粗砂岩孔隙度大。
渗透率则随粒径的增大而增加。
因为粒径小，孔喉小，比表面积小，毛细管压力大。
当分选系数一定时，渗透率的对数值与粒度中值成线性关系。
分选：
粒度中值一定时：
分选差的岩石，小颗粒充填大孔隙，使孔隙度、渗透率降低；
分选好的岩石，孔渗增高。
孔隙度、渗透率随着分选系数趋于1而增加，分选系数So<
2时，各种粒径的砂岩孔隙度、渗透率都随So增大而降低；
分选系数So>
2时，中细粒砂岩，孔隙度随So增大而缓慢下降；
粗粒和极细粒砂岩，So增加时，孔隙度基本不变。
立方体排列：
堆积最松，孔隙度最大，渗透率最高；
斜方体排列：
孔隙直径较小，渗透率低。
磨圆度增高，储集物性变好。
③基质含量对原生孔隙的影响
基质：
指颗粒直径小于0.0039mm的非化学沉淀颗粒。
代表沉积环境能量，在沉积作用的影响因素中最重要的因素是基质含量。
基质含量高，一般代表分选差，平均粒径也较小，喉道小，多为杂基支撑，孔隙结构差，其孔隙、渗透性也差。
（1）成岩后生作用对砂岩储层物性的影响
①压实作用：
包括早期的机械压实和晚期的化学压溶作用。
压实作用结果使原生孔隙度降低。
（单纯机械压实只能使孔隙度降至30%左右.（Houseknecht,1987））
（当碎屑颗粒中有较多岩屑等软质成分时,压实影响可很大）
②溶解作用：
粗粒、孔隙水多或含有有机酸的砂岩，能溶解孔喉中的碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐，改善储层物性。
③胶结作用：
胶结物的含量、成份、类型对储集性有影响。
含量高，粒间孔隙被充填，减少原生孔隙，连通性变差，物性变差。
泥质、钙-泥质胶结的岩石较松，物性较好；
纯钙质、硅质或铁质胶结的岩石致密，物性差。
胶结类型由接触式→接触→孔隙式→孔隙→基底式→基底式物性逐渐变差。
④交代作用和重结晶作用：
物性的改变要视被交代物和重结晶结果而定。
9、盖层的微观封闭机理
物性封闭机理、超压封闭机理、烃浓度封闭机理
第三章、圈闭和油气藏
1、圈闭的概念：
是储集层中能聚集并保存油气的场所。
圈闭由三部分构成（三要素）：
储集层、盖层、阻止油气运移，造成油气聚集的遮挡物
2、圈闭和油气藏的分类
常规圈闭与油气藏类型划分表
大类
类型
构造圈闭和构造油气藏
背斜圈闭与背斜油气藏
断层圈闭与断层油气藏
裂缝性油气藏
岩体刺穿圈闭与岩体刺穿油气藏
地层圈闭和地层油气藏
地层不整合圈闭与地层不整合油气藏
地层超覆圈闭与地层超覆油气藏
岩性圈闭和岩性油气藏
储集层上倾尖灭圈闭与储集层上倾尖灭油气藏
储集岩透镜体圈闭与储集岩透镜体油气藏
生物礁圈闭与生物礁油气藏
复合圈闭和复合油气藏
构造—地层圈闭与构造—地层油气藏
构造—岩性圈闭与构造—岩性油气藏
地层—岩性圈闭与地层—岩性油气藏
水动力圈闭与水动力油气藏
油气藏的分类：
构造圈闭是由于构造作用使地层发生变形或变位而形成的圈闭。
构造油气藏是指构造圈闭中聚集油气而形成的油气藏。
一、背斜圈闭与背斜油气藏：
背斜圈闭：
由于储集层发生褶皱变形，其上部又为非渗透性岩层所覆盖遮挡，底面或下倾方向被高油气势面或非渗透性岩层联合封闭而形成的圈闭。
背斜圈闭的特点是储集层顶面拱起，上方和四周被非渗透性盖层所封闭而形成的。
背斜圈闭形态是多种多样的，从穹窿状一直到狭长高背斜；
闭合面积大小不一；
有的是完整的，有的被断层复杂化。
背斜油气藏：
油气在背斜圈闭中聚集形成的油气藏称为背斜油气藏。
背斜油气藏的油气分布特征
（1）油气局限于闭合区内；
（2）背斜油气藏中的储油层呈层状展布，尽管绝大多数油层的储集性纵、横向存在较大的变化，但应是相互连通的。
（3）相互连通的多油层构成统一的块状储集体，常形成巨大油气藏。
根据背斜的成因，可以将背斜圈闭和背斜油气藏划分为五种类型：
1、挤压背斜圈闭与挤压背斜油气藏；
2、基底隆升背斜圈闭与基底隆升背斜油气藏；
3、底辟拱升背斜圈闭与底辟拱升背斜油气藏；
4、披覆背斜圈闭和披覆背斜油气藏；
5、逆牵引背斜圈闭和逆牵引背斜油气藏；
二、断层圈闭和断层油气藏
断层圈闭：
沿储集层上倾方向受断层遮挡形成的圈闭。
断层油气藏：
是指油气在断层圈闭中的聚集。
断层油气藏的共同点：
必须形成一个闭合的空间。
形成断层圈闭的必要条件是：
断层线与构造等高线或与岩性尖灭线必须闭合。
断层油气藏的基本特征：
断层油气藏的基本特征主要是沿断层附近储集层因岩层被挤压破裂而渗透性变好；
断层的发育使油气藏复杂化，构造断裂带内的油气藏被断层切割为许多断块，分隔性强，各断块内含油层位、含油高度、含油面积很不一致；
油气常富集在断层靠油源一侧。
断层圈闭和断层油气藏的类型：
①按断层与储层平面组合关系分类：
断鼻油气藏、弧形断层断块油气藏、交叉断层断块油气藏、多断层复杂断块油气藏
②按断层性质分：
正断层遮挡油气藏、逆断层或逆掩断层
断层在油气藏形成中的作用：
①封闭作用
封闭作用是指由于断层的存在，使油气在纵、横向上都被密封而不致逸散，其结果是形成油气藏。
断层是否起封闭作用取决于断层本身是否封闭和断层两盘岩性的接触关系。
②通道作用
断层另一种作用是破坏原生油气藏，成为油气运移的通道。
其结果是油气运移至浅处，若遇圈闭可形成次生油气藏；
若无遮
挡油气逸散至地面而散失。
第四章、石油和天然气的生成与烃源岩
1、原始有机质及其化学组成：
这些原始有机质主要由类脂化合物、蛋白质、碳水化合物以及木质素等生物化学聚合物组成，它们都是具有比较复杂的化学结构。
（1）脂类：
脂类又称类脂化合物，是生物体在维持其生命活动中不可或缺的物质之一。
类脂物质的特征是抗腐力较强，能在各种地质条件下保存起来。
其元素组成和分子结构最接近于石油烃，是生成油气的主要原始物质
（2）蛋白质：
蛋白质是生物体中一切组织的基本组成部分，是生物体赖以生存的物质基础。
（3）碳水化合物：
碳水化合物又称糖类，是自然界中分布极广的有机物质，也是一切生物体的重要组成之一。
（4）木质素和丹宁:
木质素和丹宁都具有芳香结构的特征。
2、干酪根的定义：
本书将干酪根定义为沉积岩中所有不溶于非氧化性的酸、碱和非极性有机溶剂的有机质，既包括以分散状态存在于沉积岩中的不溶有机质，也包括以集中状态存在于煤中的不溶有机质。
3、干酪根的类型、特点、结构：
①Ⅰ型干酪根：
称腐泥型，富含脂肪族结构，富氢贫氧，H/C高，一般为1.5～1.7，而O/C低，一般小于0.1，生烃潜力为0.4～0.7。
②Ⅱ型干酪根：
富含脂肪链及饱和环烷烃，也含有多环芳香烃及杂原子官能团。
H/C较高，约1.3～1.5，O/C较低，约0.1～0.2，生烃潜力为0.3～0.5。
③Ⅲ型干酪根：
称腐殖型。
富含多芳香核和含氧基团。
H/C低，通常小于1.0，而O/C高，可达0.2～0.3，生烃潜力为0.1～0.2。
三种类型干酪根的特征对比表：
4、有机质演化阶段和特征：
演化阶段
生物化学生气阶段（未成熟阶段）
热降解生油气阶段（成熟阶段）
热裂解生湿气阶段（高成熟阶段）
深部高温生气阶段（过成熟阶段）
Ro，%
0.5
0.5~1.2
1.2~2.0
2.0
深度，km
1.5
1.5~4.5
4.5~7.5
7.5
温度，℃
60
60~80
180~250
250
干酪根颜色
黄色
暗褐色
深暗褐色
黑色
煤阶
泥炭—褐煤
长焰煤—气煤—肥煤
焦煤—瘦煤—贫煤
半无烟煤—无烟煤
生烃机理
生物化学作用
热催化作用
热裂解作用
主要产物
甲烷、未熟油、干酪根
液态石油
湿气
干气（甲烷）
5、有机质演化阶段划分图：
6、有机质演化的基本特征：
1生物化学生气阶段（未成熟阶段）：
2热催化生油气阶段（成熟阶段）：
3热裂解生湿气阶段（高成熟阶段）：
4深部高温生气阶段（过成熟阶段）：
7、天然气成因类型划分：
天然气：
广义上，是指自然形成的、在标准状态下呈气态的单质和化合物。
无机成因气根据来源机制——宇宙气、幔源气、岩浆岩气、变质岩气、无机盐类分解气
有机成因气
按其有机质类型——腐植气、腐泥气
按热演化阶段——生物气、热解气、裂解气
腐植型有机质（包括煤）的热解气和裂解气称为煤型气
腐泥型有机质的热解气和裂解气称为油型气
8、烃源岩：
指富含有机质、在地质历史过程中能生成并排出了或者正在生成和排出石油和天然气的岩石。
只生成和排出油的岩石称为油源岩，只生成和排出气的岩石称为气源岩。
9、烃源岩的岩石类型：
1粘土岩类烃源岩：
泥岩、页岩等；
2碳酸盐岩类烃源岩：
泥灰岩、生物灰岩以及富含有机质的灰岩等；
3煤烃源岩:
煤层和含煤地层中富含有机质的泥岩。
10、试述有利于油气生成的大地构造环境和岩相古地理环境（地质条件）。
大地构造环境：
地壳必须有一个长期持续下沉，以及沉积物得到相应补偿的构造环境。
只有盆地的下降速度与沉积速度大致相当时有机质才有可能大量堆积和保存，才有利于有机质转化为油气。
这种大地构造环境主要分布在：
板块的边缘活动带、板块内部的裂谷、坳陷；
造山带的前陆盆地、山间盆地。
岩相古地理环境：
海相环境：
滨海、浅海大陆架、大陆坡、深海平原。
浅海大陆架：
水体较深，水体表层处于动荡回流状态，其底部水流停滞，由于水底有机质的分解，氧气又得不到及时补充，便形成稳定的还原环境，是有利的生油区。
陆相环境：
滨湖—沼泽区、浅湖区、半深湖区、深湖。
半深湖区和深湖：
（只要以课本上的内容为主）
11、烃源岩的地球化学特征：
①有机质丰度：
总有机碳（TOC）:
系指岩石中残留的有机碳，即岩石中有机碳链化合物的总称，以单位重量岩石中有机碳的重量百分数表示。
生油岩有机碳的下限：
细粒页岩为0.4%；
而碳酸盐岩可低至0.3%，甚至0.1%。
咸化环境形成的泥质生油岩可降低至0.3%。
氯仿沥青“A”和总烃含量：
可视为石油运移后残留下来的原石油，二者的含量同时反映了有机质向石油转化的程度。
（包括沥青“A”中饱和烃和芳香烃组份含量的总和）
氯仿沥青“A”下限值：
0.025%—0.03%；
总烃下限值：
0.005%—0.01%。
岩石热解生烃潜量：
②有机质类型：
标准腐殖型
Ⅲ2
含腐泥腐殖型
Ⅲ1
腐殖腐泥型
Ⅱ
含腐殖腐泥型
I2
标准腐泥型
I1
H／C
0.8
0.8—1.0
1.0—1.3
1.3～1.5
1.5
0／C
0.30
0.30～0.25
0.25～0.15
0.15～0.10
0.10
红
外
光
谱
1460／1600
0.20
0.20～0.35
0.35～0.80
0.80
／
2920／1600
0.65
0.65～1.25
1.25～3.25
3.25
δ13C（‰）
-22.5
-22.5～-25.5
-25.5～-28
-28
HI（岩石热解）
65
65～260
260～475
475
4有机质成熟度
12、哪里生油，怎么生油？
•哪里生油？
满足上述条件（有机质丰度、类型、成熟度等）的，一般为暗色、细粒沉积发育的生油凹陷，因为相对于隆起而言，其沉积性质、有机质成熟度等具有优势。
•怎么生油？
不同类型有（无）机质，具有不同的生油、生气机理。
随着分析、测试技术的提高（分子级），不同显微组分的生烃机理的刻画越来越精细。
第五章、石油和天然气的运移
1、油气运移：
指石油、天然气在某种自然动力的驱使下在地壳中发生位置的转移。
初次运移：
为油气自生油岩向储集岩中的运移；
二次运移：
为油气在邻近生油层的储集层中的运移以及形成第一次油气聚集；
三次运移：
油气聚集后由于外界条件的变化，油气再次发生的运移称为三次运移。
2、油气初次运移：
初次运移：
是指生油层中生成的石油和天然气，从生油层向储集层（或输导层）中的运移。
是油气脱离烃源岩的过程，又称为排烃。
油气初次运移的动力因素：
（1）压实作用的动力因素
正常压实：
在上覆沉积负荷作用下，沉积物通过不断排出孔隙流体，如果流体能够畅通地排出，孔隙度能随上覆负荷增加而作相应减小，孔隙流体压力基本保持静水压力，则称为正常压实或压实平衡状态。
欠压实：
如果由于某种原因孔隙流体的排出受到阻碍，孔隙度不能随上覆负荷的增加而相应减少，孔隙流体压力常具有高于静水压力的异常值，这种压实状态就称为欠压实或压实不平衡。
（2）热力作用的动力因素
由于水、油、气受热的膨胀系数比颗粒的膨胀系数大得多，所以在热力作用下泥岩孔隙流体体积趋于增大。
这部分由热膨胀而增加的孔隙流体在渗透性好的条件下可及时地排出，否则就推迟排出，而产生异常高压，成为油气初次运移的动力。
热力作用的温度升高，还使烃源岩有机质降解出更多的烃类，促使初次运移的发生。
温度升高，有助于解脱被吸附的烃；
有助于降低流体粘度；
有助于降低油水间界面张力；
有助于油气在水中的溶解等。
（3）烃类及非烃气体生成的作用
干酪根热降解成烃一方面为初次运移提供了物源，另一方面成烃增压作用也是初次运移内部能量的一个重要来源。
干酪根在热降解
升级会员 