石油及天然气地质学

《石油及天然气地质学》学习指南——附《石油及天然气地质学》课程梗概本课程的基本教学内容包括油气藏的基本要素、油气藏的形成原理、油气藏的分布规律三个知识模块；油气资源勘查原理知识模块为扩展内容。

课程重点是油气藏的基本要素和油气藏的形成原理。

油气藏的基本要素主要学习石油、天然气和油田水化学组成与物理性质，储集层和盖层的特征及其评价，各类圈闭和油气藏的主要特征等知识；油气藏的形成原理主要学习油气成因的基本理论、烃源岩的主要评价方法，油气运移的机理、动力学和运动学特征，油气聚集的基本原理与综合地质条件等知识；油气藏的分布规律主要学习油气聚集单元及分布规律、含油气系统等知识；油气资源勘查原理主要介绍盆地模拟方法、油气勘探与资源评价基本原理等知识。

按照一般认识规律，将课程基本体系设计成以油气藏概念为核心，先认识油气藏是什么、再理解油气藏如何形成、再掌握油气藏如何分布、最后了解怎样勘探油气藏。

课程学习时，特别注意把控课程的重点与难点。

其中，教学重点内容有：1）石油及天然气的化学组成及同位素特征；2）储集层物理性质、储集层与盖层的评价；3）圈闭和油气藏的构成要素、分类及各种类型的特征；4）油气有机成因理论及烃源岩的评价；5）油气运移与聚集的基本原理；6）油气藏形成的综合地质条件。

本课程的主要难点包括：1）建立起各类圈闭和油气藏的三维空间形态的概念；2）理解油气有机成因的系统理论；3）油气初次运移的机理及模式、油气二次运移与聚集成藏的流体动力学原理及规律；4）综合分析油气藏（田）形成的地质条件；5）油气分布规律及其控制因素的认识问题。

对于重点内容，采取重点教学的办法。

首先安排了较多的理论教学学时，同时设计了相应的实习或实验教学环节。

75%的学时用于以上重点及其相关的教学内容。

全部的实习实验课都安排在重点内容的章节中。

针对不同的难点问题，教学中采取了不同的措施给予解决。

1）为了帮助学生建立起各类圈闭和油气藏的三维空间形态概念，还设计了透明、不透明的圈闭与油气藏三维实物模型，配合实习内容，利用计算机设计了圈闭及油气藏平面、剖面、立体图示。

《石油与天然气地质学》复习题第一章油气藏中的流体——石油、天然气、油田水一、名词解释石油、石油的灰分、组分组成、石油的比重、石油的荧光性；天然气、气顶气、气藏气、凝析气（凝析油）、固态气水合物、煤型气、煤成气、煤层气；油田水、油田水矿化度二、问答题1. 简述石油的元素组成。

2. 简述石油中化合物组成的类型及特征。

3．何谓正构烷烃分布曲线？在油气特征分析中有哪些应用？4. 简述Tissot和Welte 三角图解的石油分类原则及类型。

5. 简述海陆相原油的基本区别。

（如何鉴别海相原油和陆相原油？）6. 描述石油物理性质的主要指标有哪些？7. 简述天然气依其分布特征在地壳中的产出类型及分布特征。

8. 油田水的主要水型及特征。

9. 碳同位素的地质意义。

第二章油气生成与烃源岩一、名词解释沉积有机质、干酪根、成油门限（门限温度、门限深度）、生油窗、烃源岩、有机碳、有机质成熟度、氯仿沥青“A”、CPI值、TTI法（值）；二、问答题1．沉积有机质的生化组成主要有哪些？对成油最有利的生化组成是什么？2．按化学分类，干酪根可分为几种类型？简述其化学组成特征。

3．论述有机质向油气转化的现代模式及其勘探意义。

（试述干酪根成烃演化机制）4．试述有机质成烃的主要控制因素。

（简述时间—温度指数（TTI）的理论依据、方法及其应用。

）5．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）。

6．天然气可划分哪些成因类型？有哪些特征？7．试述生油理论的发展。

8．评价生油岩质量的主要指标。

9．油源对比的基本原则是什么？目前常用的油源对比的指标有哪几类？第三章储集层和盖层一、名词解释储集层、绝对孔隙度、有效孔隙度、绝对渗透率、有效（相）渗透率、相对渗透率、孔隙结构、流体饱和度、砂岩体、盖层、排替压力二、问答题1．试述压汞曲线的原理及评价孔隙结构的参数。

2．碎屑岩储集层的孔隙类型有哪些？影响碎屑岩储集层物性的地质条件（因素）。

（简述碎屑岩储集层的主要孔隙类型及影响储油物性的因素。

石油与天然气地质学研究内容
石油与天然气地质学研究内容包括：
1.岩石学：研究石油和天然气的产生、运移、沉积等与岩石相关的问题。

2.地球化学：研究地球物质的化学组成、构造、进化以及地球内部的
各种化学反应，以了解石油与天然气存在的地球化学环境。

3.沉积学：研究沉积物的类型、来源、成因、分布、时代和特征，以
揭示石油和天然气沉积的环境条件。

4.结构地质学：研究地球的构造，包括地震构造、断层构造、褶皱构
造等，了解石油和天然气储层的构造。

5.地球物理学：研究地球的物理性质和地球内部的各种现象，包括重力、磁场、地热等，以诊断地下油气藏的位置和性质。

6.应用地球物理学：研究地球物理工具在石油和天然气勘探中的应用，包括地震探测、电磁探测、重力和磁性探测等。

7.勘探技术：研究各种勘探技术，包括露天采矿、地下采矿、地震勘探、电磁勘探、化探勘探等。

8.地质工程学：研究石油和天然气的开采、生产和加工，以提高勘探
开采的效率和经济性。

9.地质资源评价：对石油和天然气资源的储量、分布、品质、可采储
量等进行评价，以辅助决策者做出资源开发利用的决策。

绪论单元测试1、判断题：石油及天然气地质学是研究地壳中油气藏及其形成原理和分布规律的地质课程。

（）选项：A:对B:错答案: 【对】2、判断题：1859年作为近代油气勘探工业的开端，标志事件是美国宾夕法尼亚州钻出世界第一口出油井。

（）选项：A:对B:错答案: 【对】3、判断题：近代油气勘探和工业发展大致经历了原始直接找油阶段、背斜学说找油阶段、地球物理勘探找油阶段、协调勘探找油阶段、深化勘探找油阶段5个阶段（）选项：A:错B:对答案: 【对】4、判断题：1960年9月14日，石油输出国组织“欧佩克”成立。

（）选项：A:错B:对答案: 【对】5、判断题：石油有机成因理论开始突破是在地球物理勘探找油阶段。

（）选项：A:错B:对答案: 【错】第一章单元测试任何一个油气藏或油藏中都存在石油、天然气和油气田水三种流体。

（）选项：A:错B:对答案: 【对】2、判断题：一个纯气藏中只有天然气。

（）选项：A:对B:错答案: 【错】3、判断题：石油是以液态形式存在与地下岩石孔隙中的可燃有机矿产。

（）选项：A:对B:错答案: 【对】4、判断题：石油在成分上和相态上都是比较单一的。

（）选项：A:错B:对答案: 【错】5、判断题：石油的主要元素组成是碳和氢。

（）选项：A:对B:错答案: 【对】第二章单元测试1、判断题：孔隙性和渗透性是储集层的两大特性。

（）选项：A:错B:对答案: 【对】只要具有孔隙的岩石，就能成为储集层。

（）选项：A:错B:对答案: 【错】3、判断题：储集层一定是油气层，但油气层不一定是储集层。

（）选项：A:错B:对答案: 【错】4、判断题：油气层一定是储集层。

（）选项：A:对B:错答案: 【对】5、判断题：孔隙性决定了储集层中储存油气的数量。

（）选项：A:错B:对答案: 【对】第三章单元测试1、判断题：圈闭就是油气藏。

（）选项：A:错B:对答案: 【错】2、判断题：圈闭的构成要素包括储集层和封闭条件。

腐泥组：包括无定形体和藻类体，富氢组分主要来源于藻类或藻类被改造的残余壳质组来源于植物的孢子、角质、表皮组织、树脂、蜡质等。

包括孢子体、角质体、树脂体和木栓质体，富氢组分镜质组是植物的茎、叶和木质纤维经过凝胶化作用形成的各种凝胶体。

是富氧组分。

惰质组丝炭化组分。

由木质纤维素经丝炭化作用而形成。

属稳定组分，富含氧有机质成熟度 成熟度是表示沉积有机质向石油转化的热演化程度。

常用指标①镜质体反射率（Ro）在热演化过程中，链烷热解析出，芳环稠合，出现微片状结构，芳香片间距逐渐缩小，致使反射率增大，透射率减小、颜色变暗，这是一种不可逆反应。

(1) 生物化学生气阶段: Ro <0.5%-0.7%——未成熟阶段，(2)热催化生油气阶段: 0.5%-0.7%<Ro <1.3%——成熟阶段，(3)热裂解生凝析气阶段:1.3%<Ro <2.0%——高成熟，(4)干气阶段：Ro>2%——过成熟，②正烷烃分布特征和奇偶优势比正烷烃奇偶优势比：是指石油或岩石抽提物中奇、偶碳原子正烷烃的相对丰度。

可用来粗略地估计原油的成熟度。

它有两种表示方法：(1)有机质未成熟阶段：奇碳优势。

（2）有机质成熟阶段奇碳优势逐渐消失油气－岩对比油气源对比：包括油（气）与烃源岩之间以及不同油层中油气之间的亲缘关系对比，即油-岩对比、油-油对比。

油气源对比指标（1）生物标志物组成特征对比（2）正构烷烃分布特征对比（3）稳定碳同位素对比正构烷烃分布特征正构烷烃的组成和分布特征受母质类型、有机质演化程度等多种因素的影响，一般认为，如果原油与生油岩有亲缘关系，那么原油与生油岩的正构烷烃分布特征应具有相似性。

稳定碳同位素组成碳有C12、C13、C14三个同位素，前两者为稳定同位素，第三者是放射性同位素。

C14的半衰期太短，不能用于第四纪以前的古代沉积.石油地质学中主要研究C12 和C13的相对丰度，可用δ13C或C12/C13比值表示储集层：能够储存流体，并且能渗滤流体的岩层称为储集层孔隙性决定着岩层储存油气的能力超毛细管孔隙毛细管孔隙微毛细管孔隙渗透性控制岩层内油气流动的能力渗透性是指在一定的压力差下，岩石允许流体通过的能力。

《石油及天然气地质学》复习要点#中国地质大学(武汉)考研专业课复习要点#第一章油气藏中的流体1.简述海相与陆相石油的基本区别？（1）石油类型（2）含蜡量（3）含硫量（4）钒和镍含量与比值（5）碳稳定同位素组成2.气藏气中常见的化学组成是什么？（1）主要成分：烃类，通常甲烷占优势（2）次要组成:非烃气（3）痕量到微量的惰性气体3.蒂索和怀特(1978)提出的石油分类？（1）石蜡型（2）环烷型（3）石蜡—环烷型（4）芳香—中间型（5）芳香—环烷型（6）芳香—沥青型4.石油的化合物组成？（1）正构烷烃（2）异构烷烃（3）环烷烃（4）芳烃和环烷芳烃（5）含硫、氮、氧化合物（6）生物标记化合物5.油田水的分类(Sulin，1948)？（1）硫酸钠型（2）重碳酸钠型（3）氯化镁型（4）氯化钙型6.油田水的来源？（1）沉积水（2）渗入水（3）转化水（4）深成水。

7.油田水的产状？（1）与油、气分布的相对位置，分为底水和边水（2）与油层的相对位置分为上层水、夹层水和下层水（3）按照水在储集层的存在状态可分为：气态水、吸附水、毛细管水和自由水8.油田水的化学组成？（1）无机组成：常量组分、微量组分（2）有机组分：烃类、酚和有机酸（3）溶解气：O2、H2、CO2、H2S、CH4、He等9.不同成因天然气的化学组成和碳氢稳定同位素的基本特征？（1）生物成因气：甲烷气及部分CO2和少量N2；δ13C1值一般-55‰〜-90‰之间；δD值较低。

（2）油型气：石油和凝析油伴生气，重烃气含量一般大于5％，最高可达40％〜50％，甚至可超过甲烷含量。

过成熟以甲烷为主，重烃气一般小于2％；碳稳定同位素：由石油伴生气→凝析油伴生气→过成熟干气，大致分别为-55‰〜-40‰、-45‰〜-30‰、≥-35‰；δD 偏高，与δ13C值频率分布特征一样，随烷烃气中碳数增加，δD值频率区间值变重。

（3）煤型气：重烃气含量有时可达10％以上，甲烷气一般占70％-95％．非烃气中普遍含N2和Hg蒸气，也常含CO2，但贫H2S；我国煤型气的δ13C1值分布在-41.8‰至-24.9‰之间。

1. 石油：以液态形式存在于地下岩石孔隙中，有各种碳氢化合物和少量杂质组成的可燃有机矿产。

2. 油田水：从广义上讲，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。

3. 干酪根：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，既包括以分散状存在于沉积岩中的有机质，也包括以集中状态存在于煤种的不溶有机质。

4. 烃源岩：指富含有机质，在地质历史过程中生成并排除了或正在生成和排除石油和天然气的岩石。

5. 次生孔隙： 在岩石形成以后,由溶解、交代、重结晶、白云石化以及构造运动等作用下形成的孔、洞、缝。

常见的次生孔隙如碎屑岩中的溶蚀孔、收缩孔和晶间孔,碳酸盐岩中的溶孔、晶间孔、粒内溶孔、粒间溶孔、溶模孔、溶洞以及构造运动产生的各类裂缝。

6. 储集岩指有孔隙和渗透性具备流体储存和流通空间条件的岩石或岩层7. 油气初次运移：油气从烃源岩层向储集层的运移称为初次运移。

8. 油气二次运移：油气进入储集层以后的一切运移称为二次运移。

9. 地层圈闭和油气藏：指由于不整合作用导致的储集层纵向沉积向沉积连续性中断而形成的圈闭，其中的油气聚集就是地层油气藏。

10.油气藏：油气在单一圈闭中的基本聚集，是油气在地壳中聚集地基本单位。

11.排替压力：岩石中非润湿相流体被润湿相流体排替所需要的最低压力，即是岩石中最大连通孔隙的毛管压力。

饱和烃：又指烷烃，是只有碳碳单键与碳氢键的链烃，是最简单的一类有机化合物，烷烃分子里的碳原子之间以单键结合成链状外，其他化合价全部为氢原子饱和。

12. 芳香烃：指含有六个碳原子和六个氢原子组成的特殊碳环——苯环的化合物。

13.孔隙度：岩石中孔隙的发育程度用孔隙度来衡量分为绝对孔隙度和有效孔隙度。

14.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。

15.有效孔隙度：指那些互相连通的，在一般压力条件下，可以允许液体在其中流动的孔隙体积之和与岩样总体积的比值。

石油与天然气地质学（油藏地质学）考点总结第一部分石油与天然气地质学概论一石油天然气地质学石油与天然气地质学是研究地壳中油气藏及其形成条件和分布规律的地质科学。

属于矿产地质科学的一个分支学科，是石油、天然气勘探与开发相关专业的专业理论课。

石油与天然气地质学研究的主要对象是油气藏。

油气藏不仅是油气地质勘探人员从事油气助探的直接对象，而且也是油气地质研究人员进行油气成因、运移、聚集和分布规律等油气地质理论研究的基础。

石油与天然气地质学的理沦和假说，均来源于实跋并直接指导实践；是根据对已知的油气藏的研究、总结出来的实践成果，并又在油气藏的勘探实践中得到检验。

油气藏的研究是石油与天然气地质学的核心内容。

石油地质学的内容1.本学科研究的物质主体：石油、天然气及其伴生的油田水的化学性质和物理性质。

2.油气形成的地质学原理：油气成因。

3.油气藏形成的地质条件：生油岩，储集岩，盖岩，油气运移、聚集与保存条件。

4.油气藏形成的地质背景及各地质条件间的相互联系：含油气盆地和含油气系统。

5.对油气藏特征和规律的人工再现：油气藏建模。

二天然气：按相态可以分为游离气、溶解气（溶于油和水中）、吸附气和固体水溶气；按分布特点分为聚集型和分散型；按与石油产出的关系分为伴生气和非伴生气。

(1)聚集型天然气游离气是常规气藏中天然气存在的基本型式。

游离天然气可以是气藏气、气顶气和凝析气。

气藏气是指在圈闭中具有一定工业价值的单独天然气聚集。

巨大的非伴生气藏（田），是气藏气的主体。

气顶气是指与油共存于油气藏中呈游离态位居油气藏顶部的天然气。

凝析气是一种含有一定量凝析油的特殊的气藏气。

在地下较高温度、压力下，凝析油因逆蒸发作用而气化或以液态分散（溶解）于气中，呈单一气相存在，称之为凝析气。

采出后因地表温度、压力较低，其中凝析油呈液态析出，与天然气分离。

这种含有一定量凝析油的气藏，称为凝析油气藏，常简称为凝析气藏，或凝析油藏。

(2)分散型天然气分散型天然气主要以油溶气、水溶气、煤层气、致密地层气和固态气水合物赋存。

名词解释部分第一二章1.石油与天然气地质学：是研究地壳中油气藏及其形成条件和分布规律的地质科学。

2.石油：是存在于地下岩石孔隙中的以液态烃为主体的可燃有机矿产，又称原油，在成分上以烃类为主，含有数量不等的非烃化合物及多种微量元素；在相态上以液态为主，溶有大量烃气及少量非烃气和数量不等的固态烃类和非烃类物质。

3.石油的组分组成：利用有机溶剂和吸附剂对组成石油的化合物具有选择性溶解和吸附的性能，选用不同的有机溶剂和吸附剂，将原油分成若干部分，每一部分就是一个组分。

4.石油的馏分：是利用组成石油的化合物各自具有不同沸点的特性，通过对原油加热蒸馏，将原油分割成不同沸点范围的若干部分，每一部分就是一个馏分。

5.：石油能使偏振光的振动面旋转一定角度的性能。

6.临界温度：气相纯物质能维持液相的最高温度。

高于临界温度时, 无论压力有多大, 都不能使气态物质凝为液态。

7.临界压力：在临界温度时, 气态物质液化所需的最低压力。

8.逆蒸发：在地下较高温度( 即物系的临界温度和最高凝结温度之间) 的特定条件下, 随压力增加液态烃可以转变为气态，是凝析气藏形成的基本原因。

9.天然气（广义）：自然界中存在的一切气体。

（狭义）：岩石圈中以烃类为主的天然气。

10.气藏气：圈闭中具有一定工业价值的单独的天然气聚集。

11.气顶气：与油共存于油气藏中呈游离态位居油气藏顶部的天然气。

12.凝析气：是一种含有一定量凝析油的特殊的气藏气，在地下较高的温压条件下，凝析油因逆蒸发作用而气化或以液态分散于气中，呈单一的气相存在，称之为凝析气。

13.凝析油气藏：凝析气被采出后因地表的温度压力降低，其中凝析油呈液态析出与天然气分离，这种含有一定量凝析油的气藏，称之为凝析油气藏，简称为凝析气藏或凝析油藏。

14.煤层气：是腐殖煤在热演化变质过程中的产物，以甲烷为主，又称煤层甲烷或煤层瓦斯，主要以吸附态赋存于煤的基质表面，在煤层割理和裂隙及煤层水中还存在有少量的游离气或溶解气。