石油地质基础知识

一、解释概念：

1石油:石油是由各种碳氢化合物与少量杂质组成的液态可燃矿物，主要成分是液态烃。

2天然气：（广义）所谓天然气是指自然界一切天然生成的气体，它们常为各种气体化合物活气态元素的混合物，其成因复杂、产状多样。（狭义）与油田和气田有关的可燃气体，成分以气态烃为主，多于生物成因有关。

3正烷烃分布曲线：在石油中不同碳原子数正烷烃相对含量呈一条连续的分布曲线，称为正烷烃分布曲线。

生物标志化合物：

4石油的荧光性：石油中的多环芳香烃和非烃引起发光，而饱和烃则完全不发光。轻质油的荧光为浅蓝色，含胶质较多的石油呈绿和黄色，含沥青质多的石油或沥青质则为褐色荧光。

5石油的旋光性：当偏光通过石油时，偏光面会旋转一定角度，这个角度叫做旋光角。凡焗油能使偏光面发生旋转的特性，称为旋光性。

6气藏气：指基本上不与石油伴生，单独聚集呈纯气藏得天然气。

7气顶气：指与石油共存于油气藏中呈游离气顶状态的天然气。

8凝析气：当地下温度、压力超过临界条件后，液态烃逆蒸发而形成的气体。

9油田水：（广义）指油田内的地下水，包括油层水和非油层水。（狭义）指油田范围内直接与油层连通的地下水，即油层水。

10油田水矿化度：油田水中各种离子、分子和化合物的总含量。（或单位体积水中所含溶解状态的固体物质总量。）

11*干酪根：沉积岩中不溶于一般有机溶剂的有机质。

12沥青：沉积有机质中可以被有机溶剂溶解的部分

13成熟温度:随着埋藏深度的增大，当温度升高到一定数值，有机质才开始大量转化为石油，这个温度界限称为有机质的成熟温度或生油门限。

14*门限深度：达到生油门限的深度。

15*门限温度：达到生油门限的温度。

16生油窗：生油量达到最高峰，即为主要生油期或生油窗。

17液态窗（液态石油存生）：地壳中液态烃（石油）存在的温度范围。

18TTI:标识时间和温度两种因素同时对沉积物中有机质热成熟度的影响。

19同位素：是原子核内具有相同数量的带正电质子而相对原子质量不同的原子，可分为稳定同位素和放射性。

20石油热裂解：高温下脂肪族结构破裂为较小分子，生成为较高氢含量的甲烷及其气态同系物等烃类，并使石油所含芳香烃浓缩集中。

21石油热焦化：高温下贫氢石油（一般以含杂元素-芳香烃为主）产生缩合反应，主要形成贫氢的固态残渣，并使石油中脂肪族相对增加而杂原子减少，同时残余干酪根也变得贫氢。

22湿气指数：（C2~C4）/(C1~C4)的比值即为湿气指数。

23二次生油：在地质发展史较复杂的沉积盆地，如经历过数次升降作用，生油岩中的有机质可能由于埋藏较浅尚未成熟就遭遇抬升，到再度沉降埋藏到相当深度后，方才达到了成熟温度，有机质仍然可以生成大量石油，即所谓“二次生油”。

24生油岩：能够生成石油和天然气的岩石称生油岩。

25生油层：由生油岩组成的地层。

26生油层系：在一定地质时期内，焗油相同岩性-岩相特征的若干生油层与其间非生油层的组合。

27有效烃源岩：已经生成并排出足以形成商业性油气聚集烃类的岩石。

28含油岩系：包含有储集岩并含油油气的烃源岩系。

29生物气（细菌气）：沉积有机质进行生物化学降解所形成的气体。

30油型气：腐泥型有机质演化进入成熟阶段后形成的天然气。

31煤层气：是指以吸附状态存在于煤层中的煤成气。

32煤型气（煤成气）：腐殖型有机质（包括煤层和煤系地层中的分散有机质）热演化生成的天然气。

33煤气发生率：从泥炭阶段到某一煤阶，每吨煤所生成的烃类气体的总量（体积）。

34低熟油：所有非干酪根晚期热降解成因的各种低温早熟的非常规石油。

35氯仿沥青“A”：岩样未经稀酸处理，用氯仿抽提出的产物，称为氯仿沥青“A”或游离沥青。

36总烃含量：从氯仿沥青“A”中分离出来的饱和烃+芳烃。

37储集层：储集岩构成的地层叫储集层。

38总孔隙度：岩石中全部空隙体积占岩石总体积的百分数。

39 有效孔隙度：岩石中相互连通的、在一定压差下允许有流体在其中渗滤的孔隙体积占岩石总体积的百分数。

40 有效渗透率(相渗透率): 岩石孔隙中多相流体共存时，岩石对其中每项流体的渗透率，称相渗透率。

41相对渗透率：有效渗透率与绝对渗透率的比值。

42*岩石孔隙结构：岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其连通关系。

43*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。

44盖层：位于储集层上方，能阻止油气向上散逸的非渗透岩层。

45初次运移：油气自烃源岩层向储集层的运移。

46二次运移：油气进入储层之后的一切运移，包括在储集层内部、沿断层或不整合面、油气藏调整和破坏的再运移。

47油气二次运移的通道：包括连通孔隙，裂缝，断层（垂向运移主通道），不整合面（侧向运移重要通道）。

48优势通道：油气自然优先流经的二次运移通道，是有效通道的一部分。

49输导体系：指油气从烃源岩到圈闭过程中所经历的所有路径网络，包括连通砂体、断层、不整合面及其组合。

50圈闭：储集层中可以聚集油气的场所。

51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。52原生油气藏：油气由分散到集中第一次聚集起来（在生油层系中）

53次生油气藏：原生油气藏破坏后形成的。（在非生油层系中）

54异常压力流体封存箱：沉积盆地内由封闭层分割的异常压力系统。

55凝析气藏：地下为气态，开采到地上为液态的气藏。

56深盆气藏：盆地中央或凹陷深部致密砂岩中气水关系倒置的动态圈闭气藏。57煤层气藏：焗油一定规模，并含有商业性开采价值煤层气的煤岩体。

58天然气气水合物：实在特定低温和高压条件下，甲烷等天然气体分子天然地

被封闭在水分子的扩大晶格中，形成似冰状的固态水合物。

59油气田：指的是受单一局部构造单位所控制的同一面积内的油藏、气藏、油气藏的总和。

60油气聚集带：同一个二级构造带中，互有成因联系、油气聚集条件相似的一系列油气田的总和。

61 含油气区：指的是同一大地构造单元、有同一地质发展历史和油气生成聚集条件的盆地一级构造单元称含油气区。

62 含油气盆地：地壳上具有同一的地质发展历史，发育着良好的生、储、盖组合及圈闭条件，并已发现油气田的沉积盆地。

63 油气系统：含油气系统指在任一含油气盆地内（凹陷区），与一个或一系列烃源岩生成的油气相关，在地质历史时期中经历了相似的演化史，包含油气成藏所必不可少的一切地质要素和作用在时间和空间上良好配置的物理—化学动态系统。其顶为区域性盖层所限制，底为烃源岩层。

64 烃源岩潜量指数（累积生烃潜量）：面积为1 m 的烃源柱的最大生烃量。

65*δ13C：衡量轻重碳同位素相对组成的指标，可以反映油气的生源，成熟度，可用于油气源对比。13C（%0）=（13C/12C）sam-（13C/12C）stad (13C/12C)stand ×1000

填空题

1油气藏的定义中的"单一圈闭"的"单一"涵义主要是指受(单一要素)控制,在单一的(储集层)中,具有统一的(压力系统)统一的(油气水界面)

2石油与煤类的元素组成的区别是:煤类的含量比石油中(多)而氢却比石油中(少)氧在石油中也较(少)

3对于碎屑岩储集层,一般是有效孔隙度越大,其(渗透率)越高渗透率随着(有效孔隙度)的增加而有规律的增加.

4一般认为沉积有机质向油气的生成演化过程可以划分为(生物化学生气)(热催化生油气)(热裂解生凝析气)(深部高温生气)四个逐步过度阶段

5根据干酪根元素中碳.氢氧的含量分析结果,可将其划分为(Ⅰ型干酪根)(Ⅱ型干酪根)(Ⅲ型干酪根)三种类型,其中以(Ⅰ型干酪根)类型对油气生成最为有利. 6苏林分类的四种为(硫酸钠型)(重碳酸钠型)(氯化钙型)(氯化镁型)

7圈闭的最大有效容积,决定于圈闭的(闭合面积)(储集层的有效厚度)(有效孔隙度)

8在沉积盆地发育过程中,若沉降速率(远远超过)沉积速率,水体则急剧变深,生物死亡后,在下沉过程中易遭受(巨厚水体)所含氧气的氧化破坏9目前在石油地质上最常用的利用包裹体测温方法是(均一法)

10较老地层中生成的油气运移到较新地层中聚集,称为(古生新储)

11在沉积盆地发育过程中,若沉降速率(显著低于)沉积速率,水体则(迅速变浅),乃至盆地上升为陆地,沉积物暴露地表,有机质易遭受(空气)所含氧气的氧化破坏

12油气源的丰富程度,取决于盆地内烃源岩系的发育程度及其有机质的(丰度)(类型)(热演化程度)

13有效渗透率不仅与岩石的性质有关,也与岩石中流体的(性质)和他们的(数量)比例有关

14在沉积盆地的发育历史中,当(沉降速率)与(沉积速率)相近或前者略大时,才

能形成有利于原始有机质迅速向油气转化并广泛排烃的优越大地构造环境

15储集层物性是只其(孔隙性)和(渗透性)

16生物化学生气阶段的深度范围是(沉积面积~1500m)温度介于(10~60C),以(细菌)为主,相当于炭化作用的泥炭~褐煤阶段.

17生物标迹化合物主要用于(油源)对比和(油油)对比

18碎屑岩储集层的粒间孔隙是在沉积和成岩过程中逐渐形成的,属于(原生孔隙) 19.石油中不同碳原子数的正烷烃相对含量呈一条连续的分布曲线称为（正烷烃分布曲线）。

20.将甲烷含量在气体成分中占95%以上，重烃不超过5%的天然气叫（干气）凡气体成分含重烃气较多这称为（湿气）

21.可燃有机矿产按其存在状态可分为（气态）（液态）（固态）三类

22.石油的烃类组成包括（烷烃）（环烷烃）和（芳香烃）三大类

23.按孔隙的大小或裂缝的宽度，以及它们储存和渗滤流体的能力，可将孔隙划分为三种类型，即（超毛细管孔隙）（毛细管孔隙）（微毛细管孔隙）

24.石油的组分组成包括（油质）（胶质）（沥青质）

25.苏林以Na+/Cl-、（Na+-Cl-）/SO42-和（Cl--Na+）/Mg2+这三个成因系数，将油田水划分成四个基本类型，即：（氯化钙），（氯化镁），（碳酸氢钠），（硫酸钠）。

26.石油的烃类和组成有（链烃），（环烷烃），（芳香烃），石油的非烃组成主要包括（O，S，N）的化合物。

27干酪根的基本结构单元有（核），（桥键），（官能团），（和侧链），（被包裹组成）

28.天然气在地质条件下的产状有（气顶气），（气藏气），（溶解气），（凝析气）。

29．油田水的来源主要有（沉积水），（渗入水）和（深成水）

30.除了碎屑岩和碳酸岩盐之外，可能成为储集层的岩石还有（火山岩）（结晶岩）和（泥质岩）

31.依据碳酸岩盐裂缝的成因，可将其分为（构造裂缝）（成岩裂缝）（沉积—构造裂缝）（压溶裂缝）（溶蚀裂缝）

32.油气运移的基本方式为（渗滤）和（扩散）

33.按岩性盖层可分为（泥岩盖层）（膏岩盖层）（碳酸岩盐盖层）

34.油气二次运移的通道主要有（孔隙）（裂缝）（断层）（不整和面）

35.列出不少于3种研究油气藏的形成时间的方法（据圈闭形成时间确定油气藏的形成时间）（据生排烃期确定油气藏的形成时间）（据饱和压力确定油气藏的形成时间）（据自生矿物的同位素年龄）（据包裹体的均一温度）

简答题

1．按毛细管直径大小可将孔隙分成哪几种？他们的特点如何？

按毛细管直径大小可将孔隙分成三种类型，即超毛细管孔隙、毛细管孔隙和微毛细管孔隙。

特点：（1）超毛细管孔隙：管型孔隙直径大于0.5mm，裂缝宽度大于1.25mm；自然条件下，流体在其中可以自然流动，服从静水力学的一般规律。

（2）毛细管孔隙：管型孔隙介于0.5~0.0002mm，裂缝宽度大于0.25~0.0001mm；流体在这种孔隙中，由于受毛细管孔隙的作用，不能自由流动，只有在外力大于毛细管孔隙的情况下，流体才能在其中流动。

（3）微毛细管孔隙：管型孔隙直径小于0.0002mm，裂缝宽度小于0.0001mm；在这种孔隙中，由于流体与周围介质之间的巨大引力，在通常温度压力条件下，流体也不能自由流动。

2.简述有机质向油气转化的阶段性和各阶段的主要特点和产物？

（1）未成熟阶段（生物甲烷气阶段、干酪根的形成阶段）：

埋藏浅、T、P低，微生物作用活跃，主要的烃类产物微生物甲烷，同时伴有CO2、H2O等非烃类气体和少量富含重杂原子液态产物，在有利的条件下，这部分液态产物较大，能够排出并形成工业性的油气聚集

（2）成熟阶段：

埋深较大，温度、压力较高，主要的地质营力为随埋深不断升高的地温，为烃类的主要生成阶段。这一阶段的前期热催化作用活跃，以液态产物为主；随着地温的升高，热裂解作用逐渐增强，主要产物逐步向凝析油和湿气过渡。又可以进一步分为低热（R0=1.7%）、成熟（R0=0.7%~1.3%）和高熟阶段（R0=1.3%~2.0%）（3）过成熟阶段（热裂解干气阶段）：

埋深很大、温度压力很高，R0〉2.0%。高温下，尚未裂解的干酪根短链直接裂解为干气，同时所生的液态产物也大量裂解为干气，干酪根则向贫氢的石墨化方向转化

3.何为固态气水合物？其形成条件如何？为什么它可能成为21世纪油气勘探的新领域？

（1）固态气水合物是在特定的压力温度条件下，甲烷气体分子天然地被封闭在水分子的扩大晶格中，呈固态的结晶化合物。

（2）固态气水合物的形成与压力和温度有着密切的关系；

（3）油气勘探表明，在基地、永久冻土带、大洋海底存在着丰富的固态气水合物，它是一个潜在的巨大能源新领域，因此，他将可能成为21世纪油气勘探的新领域。

4油源对比的内容，目的及依据是什么？

油源对比是依靠地质和地球化学证据，确定石油和烃源岩间成因联系的工作。内容包括两方面：油与源岩之间的对比和不同储层之间的对比；

目的：追索油气来源，判断油气运移的方向和距离以及油气的次生变化，搞清油气与源岩之间的成因联系，确定勘探目标，指导油气的勘探和开发工作。

油源对比的依据：1）来自同一烃源岩的油气有亲缘关系，在化学组成上具有相似性；不同烃源岩生成的油气差异较大；（2）烃源岩中排出的油气与残留油气具有相似性。

5简述影响沉积物有机质丰度的主要因素。

生物产率因素：控制因素包括：营养供给，光照强度，温度，湿度，含盐度，掠食生物，水化学性质等。具有较高生物产率的环境：浅海，深湖—半深湖，前三角洲，沼泽。

保存条件：控制因素包括：氧化作用强度，静水，低能，有机质的类型，沉积物的堆积速度。

稀释作用：丰富的有机质总是与细粒岩石相伴。

1. *天然气按产状分为哪些类型

1. 聚集型：以游离状态聚集在一起的天然气。包括气藏气，气顶气，凝析气；

2. 分散型：溶解气，煤层气，固态气水合物。

2. *石油的物理性质有什么总体特征？原因何在？

共性：石油都是电的不良导体，都是可燃的，都具有荧光性及旋光性，绝大多数石油比水轻，都难溶于水而易溶于有机溶剂。个性：不同来源的石油其颜色，密度，凝固点，粘度等性质差别很大。

原因：石油主要是由C，H两种元素构成的烃类化合物组成的，因而表现出共性。同时，石油是由不同化合物组成的混合物，不同来源的石油其化合物的组成有很大的差别，因而表现出不同的物性。

3. 简述影响碎屑岩储层储集物性（原生、次生）的主要因素。

原生储集物性：1）与碎屑颗粒的矿物成分有关，一般石英较好，长石较差；2）与碎屑颗粒的粒度和分选程度有关：粒度越小，渗透率越低；颗粒的分选程度越好，孔隙度和渗透率也越大。

3. 与碎屑颗粒的排列方式与圆球度有关：立方排列，堆积疏松，储油物性好，斜方排列较差；颗粒圆球度越好，其孔隙度，渗透率越大；

4. 与胶结物的性质和多少有关：泥质胶结的砂岩较为疏松，渗透性较好；而钙质，硅质，铁质胶结则较差。胶结物含量高，孔渗变差。粒间孔隙多被它们充填，孔隙体积和孔隙半径都会变小，孔隙之间的连通性变差，导致储集性质变差。

5. 与成岩作用有关：压实作用：随埋深增大，孔渗减小；化学沉淀，胶结变差，溶解，压溶变好。

次生孔隙则与溶解作用，构造运动导致的裂缝等有关。

4. *简述有机质向油气转化的现代模式。

1）生物化学生气阶段

深度：0-1500M，温度：10-60℃，与沉积物成岩作用阶段相符。主要能量以细菌活动为主。产物是：CO2，CH4，NH3，H2S，H2O等简单分子，结构复杂的干酪根。2）热催化生油气阶段

沉积物埋深H：》1500—2500m，温度：60℃—180℃时，进入后生作用阶段。这时有机质转化最活跃的因素是热催化作用，催化剂为粘土矿物。干酪根放生热降解，产生大量液态烃和气烃，是主要生油时期。

3）热裂解生凝析气阶段

H：>3500—4000m，T：180℃—250℃，进入后生成岩阶段后期，此时温度超过了烃类物质的临界温度，除继续断开杂原子官能团和侧链生烃外，主要反应是C—C 链断裂及环烷烃，长链烃急剧减少，低分子的正烷烃剧增，产生凝析气并伴有湿气，这是进入了高成熟期

4）深部高温生气阶段

当深度超过6000—7000m时，沉积物已进入变生作用阶段，温度超过了250℃，已形成的液态烃和重质气态烃强烈裂解，变成最稳定的甲烷，干酪根残渣释出甲烷后，进一步缩聚形成碳沥青或石。

论述题

1．试述有利于油气生成的地质条件。

1. 大地构造条件

在地质历史上只有哪些曾发生过持续下沉的沉积盆地才是有利于生物生长，堆积保存，转化的环境。才能为油气生成，运聚提供有利场所。在这些盆地内生物的

生长及其遗体的保存与盆地沉降速度及沉积物的沉积速度有直接关系。若沉降速度Vs〉〉沉积速度Vd，则水体不断变深，生物死亡后，在下沉过程中易遭到巨厚水体所含氧气的氧化破坏，且因阳光不足，温度低，不利于生物生存；若Vd〉〉Vs，则相反，沉积物会迅速填满盆地；水体快速变浅，乃至上升为陆地，沉积物暴露地表，有机质会易受空气氧化，也不利于有机质的堆积和保存。只有在长期持续下沉过程中，并伴随适当的下降，Vd≈Vs时，才能持久保持还原环境。在这种条件下，不仅可以长期保持适于生物大量繁殖和有机质免遭氧化的有利水体深度，保证丰富的原始有机质沉积下来，而且可以造成沉积厚度大，埋藏深度大，地温梯度大，生，储频繁相间广泛接触，有助于原始有机质迅速向油气转化并广泛排烃的优越环境。

2. 岩相古地理条件

在海相环境中，浅海区及三角洲区是最有利于油气生成的古地理区域三角洲地区，陆源有机质源源不断地搬运而来，加上原地繁殖的海相生物，致使沉积物中的有机质含量特别高，是极为有利的生油区域；至于海湾及泻湖，属于半闭塞无底流的环境，也对保存有机质有利。在这些浅海区域，浮游生物特别发育，属于Ⅰ—Ⅱ型干酪根。

大陆环境：深水，半深水湖泊是陆相生油岩发育区域。因为一方面湖泊能够汇聚周围河流带来的大量陆源有机质，增加了湖泊营养和有机质数量；另一方面湖泊有一定深度的稳定水体，提供水生物的繁殖发育条件。而浅水湖泊和沼泽地区，水体动荡，氧气易于进入水体，不利于有机质的保存；这里的生物以高等植物为主，有机质多属Ⅲ干酪根，生油浅能差，适于造煤和生气。

3. 古气候条件

温暖潮湿的气候，日照时间长，能增加生物的繁殖力。

二.简述油气成藏要素和油气富集条件

油气藏的形成和分布是生、储、盖、运、圈、保多种地质要素综合作用的结果。油气藏富集条件主要包括：

1）充足的烃源条件：盆地面积达，沉积层厚度大，尤其是烃源岩分布面积大、厚度大、有机质丰富高、类型好、成熟度适中，成烃期晚。

2）有利的生、储、盖组合：适宜的沙泥比，单层厚度不宜太厚；互层式最为有利，指状交叉局部有利，砂岩透镜体比较有利

3）有效的圈闭：形成于区域性油气运移之前的圈闭有利于成藏；离油源区较近，或位于油气运移主要指向上的、疏导条件较好的圈闭；水动力条件较弱的圈闭。4）必要的保存条件：良好的区域性盖层，稳定的构造环境，相对稳定的水动力条件。

2.简述前陆盆地的基本石油地质特征

1）烃源岩

典型前陆盆地具有两类烃源岩，即被动大陆边缘沉积型和前陆凹陷型烃源岩系。岩石类型主要为海相碳酸盐岩、页岩和陆相泥页岩。其成熟的生油气中心总是靠近深凹带一侧

2）运移条件

通道：断层、不整合面或渗透储集层向上或向克拉通一侧

运移动力：构造应力可能起了相当重要的作用

3）储集层：