油藏地质学知识要点

油藏地质学知识要点

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第⼀篇⽯油及油藏的形成

第⼀章⽯油⽣成1、⽯油：是由各种碳氢化合物和少量杂质组成的存在于地下岩⽯孔隙中的液态可燃有机矿物，是成分⼗分复杂的天然有机化合物的混合物。2、组成⽯油的化学元素以碳、氢为主，其次为硫、氮、氧，此外尚有30余种微量元素。

3、⽯油的碳氢化合物按其结构可分为：烷烃、环烷烃和芳⾹烃。

4、⽯油的⾮烃组分主要是含硫、含氮和含氧化合物。

5、⽯油根据其对不同溶剂的溶解、吸附性质不同，可分离出性质不同的组分：油质、胶质和沥青质。其中油质是⽯油的主要组分，由碳氢化合物组成，为淡⾊粘性液体，荧光显⽰为天蓝⾊，可溶于⽯油醚、苯、氯仿、⼄醚、四氯化碳、⼆硫化碳、丙酮和酒精中，不能被硅胶等吸附。胶质是粘性的或玻璃状的半固体或固体物质，颜⾊由淡黄、褐红到黒⾊，主要成分为芳⾹烃及含氧、硫、氮的⾮烃化合物，荧光显⽰为黄⾊、棕黄⾊或浅褐⾊，只能溶解于⽯油醚、苯、氯仿、⼄醚、四氯化碳等溶解性能较强的溶剂中，能被硅胶吸附。沥青质是暗褐⾊⾄深黒⾊的脆性固体物质，为稠环芳烃和烷基侧链组成的复杂结构的⾼分⼦物质组成，荧光显⽰为褐⾊，不溶于⽯油醚及酒精，⽽溶于苯、三氯甲烷及⼆硫化碳等有机溶剂。6、⽯油的主要物理性质有：1）颜⾊2）密度和相对密度3）粘度4）荧光性等。

7、天然⽓在地壳中的赋存形态主要有：⽓藏⽓、⽓顶⽓、溶解⽓、凝析⽓、天然⽓⽔合物和⽔溶⽓等。

8、⼲⽓：有时也称贫⽓，是指甲烷⽓含量很⾼，重烃含量很少，基本不含汽油蒸⽓的天然⽓。湿⽓是指重烃⽓含量较⾼，甲烷⽓含量有所降低，可含有⼀定数量汽油蒸⽓的天然⽓。9、19世纪70年代以来，对油⽓成因的认识基本上分为⽆机成油和有机成油学说两⼤学派。

⽆机⽣成说：A宇宙说：随着地球的冷凝，碳氢化合物被冷凝的岩浆吸收，最后凝结在地壳中形成⽯油。

B碳化物说：⾼温的碳和铁变为液态，反应映⽣成碳化铁，保存与地球深处，地下⽔向下渗透，与之反映⽣成碳氢化合物，上升到地壳即为⽯油。C岩浆说：基性岩浆冷凝时合成碳氢化合物，使不饱和碳氢化合物聚合成饱和碳氢化合物。

有机⽣成说：

早期有机⽣成说：以⽣物化学为主要动⼒，沉积物所含原始有机质在成岩过程中逐步转化为⽯油和天然⽓并运输到邻近的储集层中。

晚期有机⽣成说：⽯油是沉积有机物质被埋藏后，达到⼀定深度和温度，在热⼒加催化剂的作⽤下转化⽽来的。主要依据：油⽓分布与岩⽯类型（沉积岩中）；纵向分布（时间上）；成分特征；某些稀有⾦属特征；油层温度特征（很少超过100oC）；形成时间；近代沉积物中的观察结果。10、根据油⽓有机成因理论，⽣物体是⽣成油⽓的最初来源。其中细菌、浮游植物、浮游动物和⾼等植物是沉积物中有机质的主要供应者。⽣物有机质并⾮是⽣油的直接母质，这些有机质经历了复杂的⽣物化学及化学变化，形成⼀种结构⾮常复杂的⽣油母质——⼲酪根，成为⽣成油⽓的直接先驱。11、⼲酪根：是指沉积岩（物）中分散的不溶于⼀般有机溶剂（指⾮氧化型酸、碱和⾮极性有机溶剂）的沉积有机质，也可理解为油母质。12、⼲酪根的类型：

1）、Ⅰ型：H/C原⼦⽐较⾼，O/C原⼦⽐较低，主要来⾃于藻类、细菌类等低等⽣物，⽣油潜能⼤。

2）、Ⅱ型：H/C原⼦⽐较Ⅰ型低，O/C原⼦⽐较Ⅰ型⾼，它们来源于浮游⽣物（以浮游植物为主）和微⽣物的混合有机质。⽣油潜能中等。3）Ⅲ型：H/C原⼦⽐较低，O/C原⼦⽐较⾼，主要来源于陆地⾼等植物，⽣油潜⼒较差，但是⽣成天然⽓的主要母源物质。13、油⽓⽣成的外在条件

1）⼤地构造条件：沉降速度与沉积速率相近或前者稍⼤时，能久保持还原环境。

2）岩相右地理条件：海相环境中—浅海区是最有利于油⽓⽣成的右地理环境，陆相环境—深⽔—半深⽔湖泊相是陆相烃源岩发育的有利区域，在近海地带的深⽔湖盆是最有利得⽣油坳陷，在陆海过度相—三⾓洲发育部位是极为有利的⽣油区。3）古⽓候条件：温暖湿润的⽓候有利于⽣物的繁殖发育，是油⽓⽣成的有利条件之⼀。

4）细菌活动：细菌的作⽤实质是将有机物质中的氧硫氮特别是氢富集起来。

5）热⼒作⽤：温度是最持久和最有效的作⽤因素。在油⽓⽣成的全过程中，温度与时间是⼀对同时发挥作⽤的重要因素。

6）催化作⽤：⾃然界中存在⽆机盐类（粘⼟矿物）和有机酵母两类催化剂。

7）放射性作⽤放射性物质的作⽤也可能是促使有机质向油⽓转化的能源之⼀。

14、简述有机质向油⽓演化的过程（成烃模式）

1）⽣物化学⽣⽓阶段（段深度范围：沉积界⾯—1500m温度范围：10-60℃，动⼒因素：细菌活动转化反应性质：⽣物化学降解。主要产物：少量烃类和挥发性⽓体以及早期低成熟⽯油和⼤量⼲酪根）2）热催化⽣油⽓阶段（段深度范围：1500—4000m温度范围：60—180℃，动⼒因素：热⼒催化作⽤，转化反应性质：热降解。主要产物：⼤量⽯油和湿⽓、CO2、H2O、N2、H2S 等挥发性物质和残留⼲酪根）3热裂解⽣凝析⽓阶段（段深度范围：4000-7000m温度范围：180-250℃，动⼒因素：热⼒作⽤，转化反应性质：⽯油热裂解与热焦化。主要产物：⼤量C-C链断裂，已形成的⾼分⼦液态烃急剧减少。断开杂原⼦官能团和侧链，⽣成H2O、CO2、和N2）4）深部⾼温⽣⽓阶段(段深度范围：6000-7000m温度范围：>250℃，动⼒因素：热⼒因素，转化反应性质：变质作⽤，主要产物：⼲⽓甲烷和固态沥青和⽯墨)15、门限温度：有机质开始⼤量转化为⽯油时的温度，也称成熟温度。

门限深度：成熟温度所在的深度。16、凡能够⽣成并提供具有⼯业价值的⽯油和天然⽓的岩⽯，称为⽣油⽓岩。

17、由烃源岩组成的地层，称为⽣油（⽓）层。

18、从岩性上看，能够作为⽣油层的岩性主要有⼆⼤类即泥质岩和碳酸盐岩。

19、⽣油层的地质特征及主要地球化学特征

1）地质特征

岩性：烃源岩⼀般⾊暗、粒细、富含有机质和微⽣物化⽯，常含有分散状黄铁矿，偶尔可见原⽣油苗。

岩相：形成烃原岩最有利的沉积环境是浅海相、三⾓洲相、半深⽔相—深⽔湖相。

厚度：单层厚度30-40m时排烃效果好2）地球化学特征

有机质的丰度：岩⽯中有机质的含量是决定⽣烃能⼒的主要因素，指标是有机碳含量—岩⽯中的所有有机质含有的碳元素的总和占岩⽯总质量的百分⽐。

有机质的类型：⼲酪根类型和可溶解有机质类型。

有机质成熟度：成熟度是指烃源岩中有机质的热演化程度。其评价⽅法有：镜质体反射率R热变指数TAI正构烷烃分布特征和奇偶优势⽐，时间—温度指数TTL。20、天然⽓按成因可分为：⽆机成因⽓、⽣物化学⽓、煤系⽓和油型⽓等。

第⼆章油⽓储集层1、储集岩：凡是能够储存和渗滤流体的岩⽯。

储集层：由储集岩所构成的地层，⼜称储层。2、有效孔隙度：指那些参与渗流的、相互连通的孔隙总体积与岩⽯总体积的⽐值。3、有效渗透率：当岩⽯中有多相流体通过时，岩⽯对每⼀相流体的渗透率，⼜称相渗透率。

4、碎屑岩的储集空间按成因可分为：粒间孔隙、溶蚀孔隙、微孔隙和裂缝。

5、影响碎屑岩储集层储集性能的因素

1）沉积环境（主要因素）

(1)碎屑颗粒的成分：⽯英、长⽯、岩屑为主，对储集岩孔隙度和渗透率的影响有：⼀是颗粒的耐风化性，⼆是狂化物的润湿性。(2)岩屑颗粒的粒度和分选程度：在⼀般情况下，颗粒的分选程度越好，孔隙度和渗透率也越⾼。

(3)碎屑颗粒的排列⽅式。

(4)杂基含量：当杂基含量⼤于5%时，粘⼟杂基含量与孔隙度和渗透率成反⽐，杂基含量⼩于5%时原始孔隙度和渗透率很⾼，杂基含量超过15%，则渗透性很低。(5)沉积构造：顺层理倾向⽅向渗透率最⼤，你层理倾向⽅向渗透率最⼩。

2）成岩作⽤（次要因素）

(1)机械压实作⽤：压实强度增加，砂岩孔隙度明显降低。

(2)胶结作⽤：胶结物的成分含量及胶结类型、产状对储集性能有影响。泥质胶结渗透性好；钙质胶结、铁质胶结渗透性差。胶结类型：基地式胶结、孔隙式胶结、接触式胶结、杂乱式胶结胶结物产状类型：孔隙充填、孔隙封边、孔隙桥赛、加⼤胶结(3)溶解作⽤：次⽣溶孔的形成可表现为对岩屑颗粒的溶解，对填隙物的溶解和对⾃⽣交代矿物的溶解。

3）构造改造作⽤（⼀般影响较⼩）

(1)构造活动影响岩屑母岩性质。

(2)构造活动影响区域地温梯度变化。

(3)构造运动产⽣断层和微裂缝，影响储集性能。

6、砂（砾）岩体：是指在某⼀沉积环境下形成的，具有⼀定的形态、岩性和分布特征，并以砂（砾）质为主要成分的沉积岩体。

碎屑岩储层的砂（砾）岩体类型主要有：洪积-冲积扇砂砾岩体、河流砂岩体、三⾓洲砂岩体和浊流沉积砂岩体等。7、碎屑岩储层的成因类型及碳酸盐的储层类型

碎屑岩成因分类：原⽣孔隙（粒间孔隙、粒内孔隙、矿物节理缝、层理层间缝）、次⽣孔隙（粒间溶孔、粒内溶孔、超粒孔、晶间孔、溶洞、收缩缝、成岩缝及其溶蚀。构造缝及其溶蚀）

碳酸盐储集类型：

孔隙型碳酸盐储集层：以各类型的孔隙为主。

裂缝型碳酸盐储集层：储集空间多样，裂缝、孔隙、溶蚀孔洞。

溶蚀型碳酸盐储集层：以溶蚀空洞为主要储集层。

复合型碳酸盐岩储集层。8、对⽐分析碎屑岩与碳酸盐储集层的异同点

前为砂岩，后为碳酸盐岩

岩⽯中的最终孔隙度：15%-30% 5%-15%

储集空间类型：粒间孔隙为主，裂缝少，⼀般⽆溶洞；类型多，变化⼤，发育⼤量的溶洞和裂缝。

储集空间⼤⼩，形状及分布：分布均匀，储集空间以组构选择性孔隙为主，变化很⼤。

储集空间⼤⼩形状的影响因素：与碎屑岩的粒度、分选有关⼀般与粒度、分选⽆关，形态变化⼤。储集空间成因：与沉积环境有关，复杂、多期、多样、受成岩作⽤和构造作⽤应影响。

成岩作⽤的影响：影响较⼩，压实、胶结作⽤使原⽣孔隙度降低，影响⼤、能形成、消失或完全改变原有孔隙。

裂缝作⽤影响：⼀般不重要，对储层性质影响很⼤。

孔隙性和渗透性测量：适合做岩⼼分析，难以进⾏评价。

孔隙性与渗透率相关性：相关性好，取决于颗粒⼤⼩和分选情况，变化⼤，相关性差。9、盖层：位于储集层上⽅，能阻⽌储集层中油⽓向上逸散的不渗透岩层。

排替压⼒：是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。10、盖层的类型、封闭机理及影响其有效性的因素

A盖层类型：

a按岩性分类

（1）泥质岩类盖层：泥岩、页岩等，粒细、致密、渗透率低是良好的盖层。

（2）蒸发岩类盖层：盐岩、膏岩是最佳的类盖层。

（3）碳酸盐岩类盖层：泥灰岩、泥灰砂岩，但易溶蚀形成缝洞。

其他类盖层：铝⼟岩、⽕成岩、煤层等。b按分布范围分类（区域性盖层、局部性盖层）

c按盖与油⽓藏的位置分类（直接盖层、上覆盖层）

B封闭机理：

a物性封闭：依靠盖层异常⾼孔隙流体压⼒封堵油⽓、⼀般只能阻⽌游离相油⽓进⼀步运移，难以封堵⽔溶相及扩散⽅式运移的油⽓。b超压封闭：依靠盖层异常⾼孔隙流体压⼒封闭油⽓。超⾼压盖层的封隔能⼒取决于超压的⼤⼩，超压越⾼，封盖能⼒越强

c烃浓度封闭：具有⼀定的⽣烃能⼒的底层作为盖层，以较⾼的烃浓度阻⽌下伏油⽓向上扩散运移。主要对以扩散⽅式向上运移的油⽓作⽤C影响盖层有效性因素：

岩性、韧性、厚度、连续性a泥质岩类是良好的盖层

b韧性岩⽯构成的盖层与脆性岩⽯相⽐不易产⽣断裂和裂缝

c盖层越厚⽉有利于油⽓的保存

d盖层⼤范围连续性稳定分布对油⽓聚集有重要意义

11、⽣储盖组合：剖⾯上紧密相邻的⽣油层，储集层、盖层三者的有效配置。根据三者之间的空间配置关系可分为：正常式⽣储盖组合、侧变式⽣储盖组合、顶⽣式⽣储盖组合和⾃⽣、⾃储、⾃盖式⽣储盖组合。

第三章油⽓藏1、油⽓运移：⽯油和天然⽓在地层中任何移动称为油⽓运移。

初次运移：是指油⽓从烃源岩向储集层的运移。

⼆次运移：是指油⽓进⼊储集层以后的⼀切运移。2、油⽓初次运移的相态、动⼒、途径、⽅向及时期

相态：⽯油初次运移时的相态以游离相占主导地位，⽽⽔溶相⽓溶相居其次。天然⽓初次运移的相态有⽔溶相和游离相

动⼒：(1)正常压实产⽣的剩余流体压⼒（2）⽋压实作⽤(3)蒙脱⽯脱⽔作⽤(4)流体热增