石油地質學--第1章-緒論

1、石 油 地 質 學,xxxxx大學,主講人：Mr Chen Email:xxxxxxxx@xx,,,溫故--緒論,教學內容： （1）石油和天然氣在現代社會中的地位（2）我國油氣勘探簡史（3）世界石油勘探簡史（4）油氣地質勘探動向,,第一章：石油、天然氣、油田水的成分和性質,教學內容： （1）石油的成分和性質（2）天然氣的成分和性質（3）油田水的成分和性質（4）重質油的成分與性質,,石油的成分和性質

2、,石油又稱原油，是以液態(tài)形式存在于地下巖石孔縫中的可燃有機礦產。在地下油氣藏中石油無論在成分上還是在相態(tài)上都是極其復雜的混合物。在成分上以烴類為主，含有數量不等的非烴化合物及多種微量元素；在相態(tài)上以液態(tài)為主，溶有大量烴氣及少量非烴氣，并溶有數量不等的烴類和非烴類的固態(tài)物質。,,石油的成分和性質,研究石油的化學成分和物理性質，對于查明油氣的生成、運移、聚集和分布規(guī)律，制定開采、加工方案、評價油品質量及綜合利用石油的前景都具有重要的意義,,

3、石油的成分和性質：1、化學成分-元素組成,組成石油的化學元素主要是碳、氫，其次是硫、氮、氧一般，石油中碳的含量占84%-87%，氫的含量為11%-14%。主要以烴類形態(tài)出現，組成石油的主體,,石油的成分和性質：1、化學成分-元素組成,石油中含硫量變化很大，頻率分布具有雙峰型特征，高硫原油(含硫量大于1%）和低硫原油（含硫量小于1%）。原油中的硫主要來自有機物的蛋白質和圍巖的含硫酸鹽礦物，產于海相環(huán)境的石油較形成于陸相環(huán)境的石油含硫量高。

4、,,石油的成分和性質：1、化學成分-元素組成,石油中氮含量一般比硫含量低得多，大多數石油氮含量小于0.2%，少數樣品含氮量高達0.5%以上，最高可達1.7%（美國文圖拉盆地的石油）。通常以0.25%作為貧氮和高氮石油的界線。    石油中氧含量一般分布在0.1%-4.5%，以結合氧形式出現，氧主要富集在石油高沸點餾分中，其含量與石油的次生變化程度有關。,,石油的成分和性質：1、化學成分-元素組成,上述5種

5、元素外，石油中還含有幾十種微量元素，它們構成了石油中的灰分。 在這些微量元素中，釩和鎳兩種微量元素的分布最普遍并且具有成因意義，通過釩鎳比值（V/Ni）可區(qū)別海相或陸相成因的石油。 釩、鎳含量高，且V/Ni>1 海相成因石油 釩、鎳含量低，且V/Ni<1 陸相成因石油,,石油的成分和性質：1、化學成分-化合物組成,組成石油的主要元素是C、H、S、N、O，但由這5種元素構成的化合物卻是一個龐大的家族

6、--有機化合物。籠統(tǒng)地說，組成石油的化合物多是有機化合物，作為雜質混入的無機化合物不多。石油的化合物組成，歸納起來可以分為烴和非烴兩大類，其中烴類是主要的，這與元素組成以C、H占絕對優(yōu)勢相一致。,,石油的成分和性質：1、化學成分-化合物組成,,石油的成分和性質：2、物理性質,熱值 導電性旋光性螢光性蒸發(fā)與揮發(fā)凝固和液化溶解性 粘度比重和密度顏色,,石油的成分和性質：2、物理性質,（一）、顏色 在透射光下石油的顏

7、色可以呈淡黃、褐黃、深褐、淡紅、棕色、黑綠色及黑色等色。原油顏色的深淺主要取決于膠質、瀝青質的含量。其含量愈高，則顏色愈深,,石油的成分和性質：2、物理性質,（二）、比重 石油的比重一般介于0.75-0.98之間。通常把比重大于0.9的稱為重質石油，小于0.9的稱為輕質石油。In the world，原油大多為輕質石油；重質石油居次要地位。比重最大的可達1.0以上，這種石油用一般方法難于開采,,石油的成分和性質：2、物理性質,（

8、三）、粘度 粘度是反映流體流動難易程度的一個物理參數。粘度大則流動性差，反之則流動性好。石油粘度是制定石油開發(fā)方案、油井動態(tài)分析及石油儲運都必須考慮的重要參數。石油粘度的變化受溫度、壓力和化學成分制約,,石油的成分和性質：2、物理性質,（四）、溶解性 石油難溶于水，卻易溶于多種有機溶劑，如氯仿、四氯化碳、苯、醚等。根據石油在有機溶劑中的溶解性，有助于鑒定巖石中的石油含量及性質,,石油的成分和性質：2、物理性質,（五）、熒

9、光性 石油在紫外光照射下可產生發(fā)熒光的特性稱為熒光性。由于石油的發(fā)光現象非常靈敏，所以，在石油勘探工作中，常用熒光分析來鑒定巖樣中是否含油，并可粗略確定其組分和含量,,第一章：石油、天然氣、油田水的成分和性質,教學內容： （1）石油的成分和性質（2）天然氣的成分和性質（3）油田水的成分和性質（4）重質油的成分與性質,,天然氣的成分和性質,天然氣 廣義上是存在于自然界一切天然生成分氣體。作為石油及天然氣

10、地質學要研究的天然氣即狹義的天然氣，目前僅限于地殼上部存在的各種天然氣體，包括烴類氣體和非烴類氣體。,,天然氣的成分和性質：1、產出狀態(tài),（1）聚集型天然氣 主要有氣頂氣、氣藏氣和凝析氣三類。氣頂氣是與石油共生于油氣藏中呈游離狀態(tài)的天然氣。,,天然氣的成分和性質：1、產出狀態(tài),（1）聚集型天然氣 主要有氣頂氣、氣藏氣和凝析氣三類。氣藏氣是不與石油伴生，單獨聚集成藏的天然氣,,天然氣的成分和性質：1、產

11、出狀態(tài),（1）聚集型天然氣 主要有氣頂氣、氣藏氣和凝析氣三類。凝析氣是當地下溫度、壓力超過臨界條件后，由液態(tài)烴蒸發(fā)而形成的氣體。開采出來后，由于地表壓力、溫度較低，按照逆凝結規(guī)律而逆凝結為輕質油即凝析油。,,天然氣的成分和性質：2、物理性質,（2）分散型天然氣 主要有油溶氣、水溶氣、煤層氣和天然氣水合物。前兩者是指在地層條件下溶于油或水天然氣。煤層氣指煤層中所含的吸附和游離狀態(tài)的天然氣，煤礦中將這種天然氣稱為

12、瓦斯。天然氣水合物是指自然界存在的低溫高壓條件下，天然氣（氦、氖、氫除外）能夠與水結合形成結晶水合物,,天然氣的成分和性質：2、物理性質,天然氣： 一般無色，可燃，具有硫化氫味或汽油味。溶于石油和水，在石油中的溶解度遠遠大于在水中的溶解度。熱值變化較大。,,第一章：石油、天然氣、油田水的成分和性質,教學內容： （1）石油的成分和性質（2）天然氣的成分和性質（3）油田水的成分和性質（4）重質油的成分與性質,,油田水

13、的成分和性質,所謂油田水從廣義上理解是指油氣田區(qū)域內的地下水，包括油（氣）層水和非油（氣）層水。 狹義的油田水是指油氣田范圍內直接與油（氣）層連通的地下水，即油（氣）層水。,,油田水的成分和性質,從形成油氣的原始生物物質的生產，到油氣的生成、運移乃至最后聚集成為油氣藏，無不與水相伴，因而油氣自然與水有著千絲萬縷的聯(lián)系；尤其是長期與油氣相伴、與油氣藏聯(lián)系最為密切的油田水，必然會含載著一些與油氣相關的信息，這就是石油及天然氣地質學有

14、必要關注油田水的主要原因。,,油田水的成分和性質：1、分類,根據水與油、氣的相對位置關系，分為底水和邊水。底水是指含油邊界范圍內與油相接觸，且位于油之下承托著油的油層水。,,油田水的成分和性質：1、分類,根據水與油、氣的相對位置關系，分為底水和邊水。邊水是指含油外邊界以外的油層水，實際上是底水的自然外延。,,油田水的成分和性質：2、來源,油田水的來源是一個極為復雜而尚未取得統(tǒng)一認識的問題。一般認為可以有以下四種來源： 1）沉積水(se

15、diment waters)；2）滲入水(filter waters)；3）深成水(deep waters)；4）成巖水(diagenetic waters）。,,油田水的成分和性質：2、來源,沉積水(sediment waters) 沉積物堆積過程中充填于沉積物顆粒間隙并保存在其中的水。這種水的含鹽度和化學組成與堆積沉積物的古海（湖）水的含鹽度及沉積物本身有密切關系。因此，不同沉積環(huán)境下形成的油田水礦化度有著明顯的差

16、別,,油田水的成分和性質：2、來源,滲入水(filter waters) 是指來源于大氣降雨時滲入到淺處孔隙、滲透性巖層中的水。由于滲入水的礦化度低，對高礦化度的地下水可起淡化作用。淡化作用在靠近不整合面下的油田水中表現特別明顯。,,油田水的成分和性質：2、來源,深成水(deep waters) 特指來源于地幔及地殼深部的高溫、高礦化度、飽和氣體的地下水，包括初生水、巖漿水和變質水。這種水在金屬礦床形成過程中起重要作用

17、。但在形成油田水中所起的作用有著不同的認識。,,油田水的成分和性質：2、來源,成巖水 成巖水來源于礦物成巖轉化脫出的結晶水和有機質演化伴生的水。 油田水可以看作是沉積水、滲入水、深成水及成巖水以不同比例的混合水，且經過一系列復雜的物理化學作用（溶解-沉淀），并與油氣相伴生的油（氣）層水。,,油田水的成分和性質：3、油田水與油氣的關系,（1)根據油田水水化學特征可直接進行尋找油氣工作 根據油田水水化學特征直接

18、尋找油氣的原理是：深部流體通過向上滲濾和擴散等方式，使得淺層水的化學成分發(fā)生某些改變，尤其是在油氣藏構造頂部節(jié)理和裂隙比較發(fā)育的部位更是明顯。通過水化學特征在整個背景值上出現的異常值分布，即可大致圈定地下油氣藏的范圍，這就是所謂水化學找油工作,,油田水的成分和性質：3、油田水與油氣的關系,,油田水的成分和性質：3、油田水與油氣的關系,（2)根據現代水化學資料可以判斷油氣運移、聚集和保存條件 大量資料說明，對油氣聚集和保存最為有利

19、的環(huán)境應是滲透水交替緩慢或停滯區(qū)，即地下水不太活動的環(huán)境。從現代水化學特征來看，這樣的地區(qū)是以Cl- 、Na+ 為主，水型以氯化鈣型為主的高礦化度分布區(qū)，因此這樣的區(qū)域有可能就是油氣富集區(qū)。,,第一章：石油、天然氣、油田水的成分和性質,教學內容： （1）石油的成分和性質（2）天然氣的成分和性質（3）油田水的成分和性質（4）重質油的成分與性質,,重質油是指常規(guī)原油開采技術難于開采的具有較大粘度和密度的原油。特點是密度大、粘度

20、大、含膠量高、含蠟量低、凝固點低即”三高兩低“,重質油的成分和性質,,重質油的成分和性質,非常規(guī)油氣 是未來能源的一個重點,,重質油的成分和性質,,重質油的成分和性質,,重質油的成分和性質,,重質油的成分和性質,,重質油是指常規(guī)原油開采技術難于開采的具有較大粘度和密度的原油。特點是密度大、粘度大、含膠量高、含蠟量低、凝固點低即”三高兩低“,重質油的成分和性質,,天然氣的成分和性質：2、物理性質,天然氣： 一般無色，可燃，具有