石油地质学08.docx
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石油地质学08
长江大学2008年硕士研究生入学考试大纲——《石油地质学》
概念1石油的比重2凝析气（凝析油）3固态气水合物4干酪根
5成油门限（门限温度、门限深度）6烃源岩7有机碳
8绝对渗透率9有效（相）渗透率10孔隙结构
11排替压力12油气藏13构造圈闭（油气藏）
14地层圈闭（油气藏）15油气初次运移（排烃）
16油气二次运移17油气聚集18成烃坳陷19含油气盆地
20一级构造单元21油气聚集带22油气田
重点1天然气的产状；2干酪根的类型及特征3有机质成烃演化的阶段性及成烃模式
4油气生成的地质环境及促使有机质演化成烃的因素5碎屑岩储集体类型及分布
6背斜、断层圈闭和油气藏特征及类型7地层不整合圈闭和油气藏特征及类型
8油气初次运移的主要动力因素9油气二次运移的机理及方向
10异常高压产生的原因及在油气藏形成中的作用11油气差异聚集的基本原理及应用
12油气藏形成的基本条件13油气藏破坏和再分布的地质作用
14裂谷盆地、前陆盆地盆地的石油地质特征15中国含油气盆地的分布特征
1石油的比重：
是指一大气压下，20℃石油与4℃纯水单位体积的重量比，用d420表示
2凝析气（凝析油）：
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，称凝析气。
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，称凝析油。
3固态气水合物：
是在冰点附近的特殊温度和压力条件下由天然气分子和水分子结合而形成的固态结晶化合物。
4干酪根：
沉积岩中所有不溶于非氧化型酸、碱和非极性有机溶剂的分散有机质
5、门限温度（门限深度）：
随着埋藏深度的增加，当温度升高到一定数值，有机质才开始大量转化为石油，这个温度界限称门限温度。
与门限温度相对应的深度称门限深度
6、烃源岩：
指富含有机质能生成并提供工业数量油气的岩石。
如果只提供工业数量的天然气，称为气源岩。
7有机碳
8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。
9有效渗透率（相渗透率）：
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。
油气水分别用Ko、Kg、Kw表示。
10孔隙结构：
指岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布以及相互关系。
11排替压力：
是指某一岩样中的润湿相流体被非润湿相流体开始排替所需的最低压力。
12油气藏：
是相当数量的油气在单一圈闭中的聚集，在一个油气藏内具有统一的压力系统和统一的油、气、水界面，是地壳中最基本的油气聚集单元。
13．构造油气藏：
主要是由于褶皱、断层引起或者其它构造力使储集层发生了变形或变位而形成的圈闭中聚集了油气，称为构造油气藏。
构造圈闭：
是由于地壳运动使储集层顶面发生了变形或变位而形成的圈闭，在其中聚集了烃类之后就称为构造油气藏。
14、地层圈闭：
主要是由于储集层岩性发生了横向变化或者是由于储集层的连续性发生中断而形成的圈闭。
14．地层油气藏：
主要是由于储集层岩性发生了横向变化或者是由于储集层的连续性发生中断而形成的圈闭中聚集了油气，称为地层油气藏。
15．油气初次运移（排烃）：
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。
16．油气二次运移：
是指油气脱离生油岩后，在孔隙度、渗透率较大的储集层中或大的断裂、不整合面中的传导过程，它包括聚集起来的油气由于外界条件的变化而引起的再次运移。
17、油气聚集：
油气在储层中由高势区向低势区运移的过程中遇到圈闭时，进入其中的油气就不能继续运移，而聚集起来形成油气藏的过程，称为油气聚集。
18．成烃坳陷：
是指地质历史时期曾经是广阔的有利于有机质大量繁殖和保存的封闭或半封闭的沉积区；成熟烃源岩有机质丰度高，体积大，并能提供充足的油气源，形成具有工业价值的油气聚集。
19．含油气盆地：
具有良好的生储盖组合和圈闭条件，并且已经发生油气生成、运移和聚集，发现工业性的油气聚集的沉积盆地，称含油气盆地。
21．油气聚集带：
在沉积盆地中受同一个二级构造带所控制的，油气聚集条件相似的一系列油气田的总和。
二、问答题（共42分）
1、天然气的产出类型
依其分布特征分：
聚集型、分散型
1．聚集型
（1）气顶气：
（2）气藏气：
干气气藏和湿气气藏。
（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称为凝析气。
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，称为凝析油。
2．分散型
（1）油内溶解气
（2）水内溶解气
（3）煤层气：
指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烃分子和一定量的水分子结合而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。
2、干酪根的类型及特征。
（6分）
Ⅰ型干酪根：
是分散有机质干酪根中经细菌改造的极端类型，或称腐泥型，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，是高产石油的干酪根，生烃潜力为0.4～0.7。
Ⅱ型干酪根：
是生油岩中常见干酪根。
有机质主要来源于小到中的浮游植物及浮游动物，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，其生烃潜力较高，生烃潜力为0.3～0.5。
Ⅲ型干酪根：
是陆生植物组成的干酪根，又称腐殖型。
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，这类干酪根生成液态石油的潜能较小，以成气为主，生烃潜力为0.1～0.2。
3、简述有机质成烃演化的阶段性及主要特征。
论述油气生成理论的中心内容和在勘探中的指导意义干酪根热降解生油理论的主要内容。
石油是沉积物中不溶有机质干酪根在成岩作用晚期经过热降解而生成的，是烃类的一个新生过程。
有机质向烃类转化过程可分为三个阶段：
（2分）
①成岩作用阶段—未成熟阶段：
该阶段以低温、低压和微生物生物化学为主要特点，主要形成的烃是生物甲烷气，生成的正烷烃多具明显的奇偶优势。
成岩作用阶段后期也可形成一些非生物成因的降解天然气以及未熟油。
该阶段Ro小于0.5%。
②深成作用阶段—成熟阶段：
为干酪根生成油气的主要阶段。
按照干酪根的成熟度和成烃产物划分为两个带。
生油主带：
Ro为0.5～1.3%，又叫低—中成熟阶段，干酪根通过热降解作用主要产生成熟的液态石油。
该石油以中—低分子量的烃类为主，奇碳优势逐渐消失，环烷烃和芳香烃的碳数和环数减少。
凝析油和湿气带：
Ro为1.3～2.0%，又叫高成熟阶段，在较高的温度作用下，剩余的干酪根和已经形成的重烃继续热裂解形成轻烃，在地层温度和压力超过烃类相态转变的临界值时，发生逆蒸发，形成凝析气和更富含气态烃的湿气。
③准变质作用阶段—过成熟阶段：
该阶段埋深大，温度高，Ro＞2.0%。
已经形成的轻质液态烃在高温下继续裂解形成大量的热力学上的最稳定的甲烷，该阶段也称为热裂解甲烷（干）气阶段。
该理论的勘探意义：
在实际勘探中，可以依据该理论判断各种成因石油和天然气在盆地的分布。
在浅层，主要分布生物成因气，在中间深度段，主要分布热成因的石油或湿气和凝析气，在深部主要寻找高成熟度的干气。
4、油气生成的地质环境
晚期生油理论认为：
油气生成必须具备两个条件，一是有足够的有机质并能保存下来；一是要有足够的热量保证有机质转化为油气。
1．大地构造环境
主要有三种情况，欠补偿环境、过补偿环境和补偿环境，只有长期持续下沉伴随适当升降的补偿环境，能保证大量有机质沉积下来，而且造成沉积厚度大，埋藏深度大，地温梯度高，生储频繁相间广泛接触，有助于有机质向油气转化并排烃的优越环境。
2．岩相古地理环境
主要有海相和陆相，海相中浅海大陆架、三角洲区以及海湾、泻湖这些环境，对有机质的保存和转化有利，是有利的生油区域；陆相中半深湖—深湖相区，汇集大量的有机质，沉积快，还原环境，有利于生油；浅湖、沼泽区以高等植物为主，可形成Ⅲ型干酪根，是生气的主要区域。
有机质转化成油的影响因素
1．细菌：
2．温度：
起决定作用。
3．时间：
时间对温度有补偿作用。
4．催化剂：
5．其它：
5、简述影响碎屑岩储集层储油物性的因素。
影响碎屑岩储集层储油物性的因素有：
①沉积作用是影响砂岩储层原生孔隙发育的因素
矿物成分：
矿物的润湿性强和抗风化能力弱，其物性差。
岩石结构：
包括大小、分选、磨圆、排列方式。
当分选系数一定时，粒度越大，有效空隙度和渗透率越大；粒度一定时，分选好，孔渗增高立方体排列，孔隙度最大，渗透率最高。
杂基含量：
含量高，多为杂基支撑，孔隙结构差；以泥质、钙泥质胶结的岩石，物性好。
②成岩后生作用是对砂岩储层原生孔隙的改造及次生孔隙形成的因素
压实作用结果使原生孔隙度降低；胶结作用使物性变差；溶解作用的结果，改善储层物性。
5碎屑岩储集层的形成环境及分布
砂岩体：
是指在一定的地质时期，某一沉积环境下形成的，具有一定形态、岩性和分布特征，并以砂质为主的沉积岩体。
碎屑岩储集层多分布在陆相沉积环境，从剥蚀区开始的冲积扇环境到深湖中的浊积扇环境均有良好的储集砂体。
1．冲积扇砂砾岩体：
孔隙结构中等，各亚相带的岩性特征有差别，因此其渗透性和储油潜能也有变化。
以扇中的辫状河道砂砾岩体物性较好。
2．河流砂岩体：
边滩砂岩体中部储油物性较好，向上、向两侧逐渐变差。
河床砂砾岩体平面呈狭长不规则条带状，剖面上呈透镜状，顶平底凸，物性一般中部好，向顶、向两侧变差。
3．三角洲砂岩体：
有三角洲平原的分流河道砂岩体，三角洲前缘的水下分流河道、河口砂坝、远砂坝，前三角洲的席状砂。
以前缘带的砂坝砂岩体和前三角洲的席状砂岩体，分选好，粒度适中，为三角洲储集层最发育的相带。
4．湖泊砂岩体：
集中于滨湖区和浅湖区，粒度适中，分选、磨圆好，胶结物多为泥质，浅湖区为泥质和钙质混合，相对来讲，浅湖区砂体物性优于滨湖区。
5．滨海砂岩体：
有超覆和退覆砂岩体、滨海砂洲、走向谷砂岩体，滨海砂岩体，岩性以中、细砂为主，分选磨圆好，松散，物性好。
6．浊流砂岩体：
由根部→前缘，由下部→上部，物性变好，前方和上部可构成良好的储集层。
7．风成砂岩体：
由成份纯，圆度好，分选佳，胶结弱的砂粒组成，孔隙渗透性好，最有利的碎屑岩储集体。
6．背斜圈闭按成因可分为哪几种类型？
说明各类型特征。
（10分）
①褶皱作用形成的背斜油气藏：
主要在侧压力挤压作用下而形成。
背斜轴向一般与区域构造线平行；两翼倾角较大，不对称，靠近褶皱山一侧较另一侧缓；闭合高度较大，且伴生有断层。
②与基底活动有关的背斜圈闭和油气藏：
直接覆于基底之上的地层弯曲较显著，有时还可遇到受基底断裂控制的继承性断裂，向上地层弯曲渐趋平缓，而后逐渐消失；两翼地层倾角缓，闭合度小，闭合面积大。
③与同生断层有关的逆牵引背斜圈闭及油气藏：
这种背斜圈闭都位于同生断层的下降盘，多为小型宽缓不对称的短轴背斜，靠近断层一翼陡，远离断层一翼缓，轴线与断层线近于平行，常沿断层成串分布。
背斜的形态、宽度等均受同生断层的控制。
④与塑性流动物质有关的背斜圈闭及油气藏：
由于地下塑性地层受不均衡压力作用，向着压力降低的上方流动，使上覆地层变曲形成的背斜圈闭。
闭合高度低，面积大，常被断层所切割。
⑤与剥蚀作用及压实作用有关的差异压实背斜及油气藏：
这种背斜通常称为披盖背斜，它反映了下伏古地形突起的分布范围和形状，闭合度比古地形突起的高度小，并向上递减直至消失；在成因上很难与基底隆起有关的背斜区分开。
（2）断层圈闭和油气藏的类型
断层圈闭的形成条件是断层必须是起封闭作用的，那么在平面上必须是断层线与储集层的构造等高线构成闭合的状态才能形成圈闭。
那么根据断层与储集层的平面组合关系，可将断层圈闭分为以下四种基本类型：
1．弯曲或交错断层与单斜构造结合组成的圈闭和油气藏。
2．三个或更多断层与单斜或弯曲岩层结合形成的断层或断块圈闭和油气藏。
3．单一断层与褶曲结合形成的断层圈闭和油气藏。
4．逆和逆掩断层与背斜的一部分结合形成的逆（或逆掩）断层圈闭和油气藏。
（三）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。
7．不整合油气藏可分为哪几种类型？
画出剖面图说明各类型特征。
（10分）
不整合油气藏可分为：
①地层超覆油气藏：
在不整合面上由于地层超覆沉积的砂岩体直接与不整合面接触，不整合面从下面与储集层上倾方向相切，并对储集层上倾方向起支撑和封闭作用；油藏为层状。
②不整合面下不整合油气藏：
不整合面在储集层上面对储集层上倾方向进行封闭，储层两侧仍为不渗透岩层封闭。
油气藏为层状，闭合面积由通过溢出点的储层构造等高线和储层剥蚀线形成的闭合区来决定。
③古潜山油气藏：
是由长期遭受风化剥蚀的古地形突起被上覆不渗透岩层所覆盖形成圈闭条件，油气聚集其中而形成的。
油气藏呈块状分布，不受层位控制。
④基岩油气藏：
油气储集于沉积岩基底结晶岩系中的油气藏。
实际上它是属于特殊类型的古潜山油气藏。
画图：
（2分）
二、地层不整合圈闭和油气藏
1、不整合面下不整合油气藏
不整合面下不整合油气藏：
不整合面在储集层上面对储集层上倾方向进行封闭，储层两侧仍为不渗透岩层封闭。
油气藏为层状，闭合面积由通过溢出点的储层构造等高线和储层剥蚀线形成的闭合区来决定。
它是原来的古构造（如背斜、单斜）被剥蚀掉一部分，后又被新的沉积物所覆盖而形成的。
有时也称它为潜伏剥蚀构造油气藏。
2．古潜山圈闭和油气藏
古潜山圈闭和油气藏：
是由长期遭受风化剥蚀的古地形突起被上覆不渗透岩层所覆盖形成圈闭条件，油气聚集其中而形成的。
也称它为潜伏剥蚀突起油气藏。
油源来源于古潜山外部，经构造断裂、物理风化和化学风化作用使不同岩类组成的“潜山”储集体遭受风化、淋滤、溶蚀作用而形成渗透性良好的缝网裂缝系统成为油气聚集的空间，而不整合面及断层面等供油通道，则成为古潜山油气藏形成的必要条件。
油气藏呈块状分布，不受层位控制。
3．基岩油气藏
基岩油气藏：
是指油气储集于沉积岩基底结晶岩系中的油气藏。
实际上它是属于特殊类型的古潜山油气藏。
其储集空间、运移通道、油气藏特征均与古潜山油气藏相同，它与古潜山油气藏的区别主要在于：
①储集层类型，古潜山为沉积岩裂缝、溶蚀孔洞为主要的储集空间；基岩油气藏为变质结晶岩，构造运动和风化作用产生的裂缝为其主要的储集空间。
②油气来源，古潜山油气藏油气可来源于比潜山时代新的生油岩，也有与潜山同时代或比潜山老的生油岩；而基岩油气藏的油气只能来源于不整合面以上的沉积岩系的生油岩，不可能来源于基岩下面的生油岩。
8简述油气初次运移的动力因素。
（10分）
答案要点：
油气初次运移的动力有：
1压实作用：
是沉积物在上覆沉积负荷作用下，沉积物致密程度增大的地质现象，在压实作用过程中，沉积物通过不断排出孔隙流体，孔隙度不断减少。
在正常压实过程中，当烃源岩生成的油、气溶解在孔隙水中，就能够随着孔隙水一起被压实排出，实现油气的初次运移。
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。
如果排水不畅，造成欠压实，可以延缓孔隙流体的排出，如果流体的排出正好被推迟到主要生油时期，则将对油气初次运移起到积极作用。
还有利于有机质的热成熟，也是驱使油气进行初次运移的潜在动力。
②热力作用：
由于埋藏深度的增加，孔隙体积膨胀远远小于孔隙流体的膨胀，造成异常高压，为油气运移提供了一个动力。
③烃类及非烃气体生成的作用：
干酪根在热降解生成石油和甲烷气体等烃类的同时，也产生大量的水和非烃气体（主要是CO2），而这些流体的体积大大超过原来干酪根的体积，引起页岩孔隙流体压力大幅度的提高，使异常高压进一步增强，这种压力的增加将导致微裂缝的产生（Hedberg，1980），使石油进入渗透性的载岩和储集层。
④粘土矿物的脱水作用：
泥岩在埋藏过程中，随着深度的增加，粘土矿物要发生成岩作用，放出大量的层间水，在没有增大的孔隙体积中造成异常高压，也是油气运移的一个动力。
（2分）
⑤扩散作用：
9、根据油气二次运移的机理，分析含油气盆地中有利远景区。
（12分）
答题要点：
①油气二次运移的机理是：
油气二次运移受到三个力的作用，即浮力、水动力和毛细管阻力差，油气二次运移的方向取决于这三个力的合力。
（3分）
②在含油气盆地中，如果在静水条件下，油气主要沿着浮力方向运移，在动水条件下，则沿着浮力和水动力的合力方向，所以油气二次运移总的来说是垂直向上的，当受到遮挡时，则沿着上倾方向，而具体的运移路线又是沿着各种通道的最小阻力方向。
（4分）
③在沉积盆地中，生油区一般位于凹陷的最深处，与之相邻的斜坡和隆起是二次运移的主要指向。
而具体的运移路线又是沿着各种通道的最小阻力方向，它受储层的岩性变化、地层不整合以及断层分布等因素的控制和影响。
因此，位于凹陷附近的隆起带及斜坡带，特别是长期继承性隆起带中良好储层常常控制着油气的初始分布。
因此这些位置即为盆地中的有利含油远景区。
构造运动常可使地层发生褶皱断裂，改变其原有产状，引起油气的再分布。
掌握盆地构造现有格局和历史发展，可以预测油气的区域分布。
11简述油气差异聚集的条件及油气分布特征。
（6分）
答案要点：
1油气差异聚集的条件：
静水条件下，在油气运移的主方向上存在一系列溢出点自下倾方向向上倾方向递升的圈闭，油气源充足，盖层封闭能力足够大。
（2分）
2特征：
在系列圈闭中出现自上倾方向的空圈闭向下倾方向变为纯油藏→油气藏→纯气藏的油气分布特征。
3油气差异聚集的意义：
根据油气差异聚集的规律，可以预测盆地中油气藏的分布特征，在坳陷中主要分布油藏，隆起的高点为气藏，斜坡部位为油气藏。
（4分）
12、论述形成大型油气藏必须具备的条件。
（简述油气藏形成的基本条件）
①丰富的油气源条件：
盆地中油气源是油气藏形成的首要条件，油气源是否丰富取决于成烃拗陷的大小，烃源岩的成烃条件和成烃演化史。
要具有足够大的成烃拗陷，生油岩的面积要大，厚度要厚；生油岩的质量要好，有机质丰度高，类型好，要达到成熟。
（3分）
②要有良好的储集层和有利的生、储、盖组合和传输条件：
储集层的储集物性好，孔隙结构好；要具备良好的生、储、盖组合形式，最佳的生油岩厚度，最佳的砂泥岩百分比。
（3分）
③要大容积的有效圈闭：
圈闭容积要大，形成时间要早，距油源近，闭合高度要高，盖层封闭能力好。
④要有良好的保存条件：
构造运动不要太强烈或地下水活动不活跃，保证圈闭容积不改变或不破坏，圈闭中的油气不受氧化变质。
15、简述中国含油气盆地的分布格局及油气聚集特征。
（6分）
①太平洋板块俯冲形成东部地区性的裂陷盆地
油气聚集特征：
断层、披盖背斜、滚动背斜、盐丘构造古潜山。
（2分）
②印度板块碰撞形成西部地区的挤压盆地
油气聚集特征：
挤压背斜、逆冲断裂带。
（2分）
③中部多旋回克拉通盆地
油气聚集特征：
圈闭类型：
盆地边缘为陡背斜，西部有逆断层圈闭，中央为缓背斜。
（2分）
16、何谓孔隙结构？
用压汞法的原理如何评价储集层的孔隙结构？
（10分）
答案要点：
孔隙结构指岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布以及相互关系。
（2分）
评价参数：
①排驱压力（Pd）：
是指压汞实验中汞开始大量注入岩样的压力，表示非润湿相开始注入岩样中最大连通喉道的毛细管压力。
排驱压力越小，说明大孔喉越多，孔隙结构越好。
（2分）
②孔喉半径集中范围与百分含量：
孔喉半径的集中范围与百分含量反映了孔喉半径的粗细程度和分选性，孔喉粗，分选好，其孔隙结构好。
毛细管压力曲线上，曲线平坦段位置越低，说明集中的孔喉越粗；平坦段越长，说明孔喉的百分含量越大。
（2分）
③饱和度中值压力：
是指非润湿相饱和度为50%时对应的毛细管压力。
Pc50%越低，则孔隙结构好。
（2分）
④最小非饱和的孔隙体积百分数（Smin%）：
当注入汞的压力达到仪器的最高压力时，仍没有被汞侵入的孔隙体积百分数。
束缚孔隙含量愈大，储集层渗透性能越差。
（2分）
3、论述
1．试从源岩条件、储盖层发育特征、油气运移条件、圈闭发育特征等方面论述三角洲沉积体系油气富集的主要原因。
（13分）
答题要点：
①油源条件：
三角洲体系能形成巨大体系的母岩。
具大量有机质：
具排烃条件：
（4分）
②储集条件：
三角洲区分布多种良好的储集砂体和有利生储盖组合。
砂体类型多，储集条件好：
具互层、指状交叉等有利生储盖组合：
（4分）
③圈闭条件：
具多种类型的有效圈闭
岩性油气藏发育：
也可形成构造油气藏：
有效性好：
（4分）
④盖层条件：
三角洲区沼泽沉积、分支间湾、前三角洲泥均为良好盖层，保存条件较好。
（1分）
三、分析作图题（共10分）下图为某储层顶面的构造等高线图。
1.在平面图上有A、B、D三个圈闭，在图中标出每个圈闭溢出点的位置（用Ca、Cb、Cd表示），圈出闭合面积（用斜线表示）。
2.计算每个圈闭的闭
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