石油和天然气

不整合面下青年期和 中年期的不整合圈闭 和油气藏示意图。


3.1 油田水的概念
• 广义的油田水：油田区域内的地下水。包括油 层水和非油层水。 • 狭义的油田水：油田区域与油层直接连通的地 下水（油层水）。
3.2 油田水的产状
油田水与油气藏在分布上的相互关系 A、尖灭型油气藏中的油田水 B、背斜型油气藏中的油田水
3.3 油田水来源
主要来源有： （1）沉积水：早期沉积物孔隙水保留下来的水。 （2）渗入水：大气降雨渗入地下形成的水。 （3）转化水：沉积物在成岩过程中或有机质成烃作用中 产生的水。 （4）深成水：由岩浆作用或变质作用形成的水，或称内 生水、原生水。
（3）热变质：碳沥青、次石墨等。
变质成因的沥青矿物中有些与石油并没有成因联系，至少 没有明确的成因联系，称之为准油矿物。
4.2 油气显示评价
定义：评价油气显示与油气藏的关系。 评价依据：油气显示成因类型。 一般认为：油气苗及泥火山直接指示油气藏或油气聚 集体的存在。其他类型天然油气显示是否指示油 气显示评价的存在要看“成藏条件”。 地表没有油气显示也不意味地下没有油气藏；有 油气显示也不意味有油气藏。许多情况下，有油
不整合圈闭形成机理 储集层上倾方向不整合为非渗透层便形成不整合圈闭。 地层不整合面由于风化形成非渗透层，或不整合面之上 （或之下）为非渗透层，不整合便可遮挡储集层上倾方 向油气逸散，形成圈闭。
A.湖或海崖圈闭和油气藏；
B.谷侧圈闭和油气藏；
C.丘翼圈闭和油气藏；
D.构造翼部圈闭和油气藏；
与支撑砂岩有关的不整合面之上的圈闭与油气藏
大庆油田构造和剖面示意图
2. 断层油气藏
断层油气藏：断层圈闭中聚集了工业价值的油气便形成断 层油气藏。
东濮凹陷文92块油气藏平、剖面图
3. 地层油气藏
地层圈闭：地层中储集层向四周或上倾方向岩性(或流 体性质)变化为非渗透层，或地层不整合为非渗透 层的圈闭。 地层油气藏：地层圈闭中聚集了工业价值的油气便形 成地层油气藏。
盖层评价参数
1. 孔隙大小 孔隙直径小于5×10-6cm：好盖层，既能封闭油，也能封闭气。 孔隙直径5×10-6-2×10-4cm，只能作为油藏盖层。 孔隙直径大于2×10-4cm ：不能作为盖层。 2. 盖层渗透性和排驱压力
泥质岩和泥质粉岩、细砂岩封盖能力评价等级表
等级 封闭 能力 最好 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 好 较好 一般 差 绝对（空气） 渗透率 (μm2) 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 排驱压力 （105Pa） 空气 煤油 47 20 6 1 ＜1 170 90 27 12 5．3 水 750 380 200 100 50 泥岩、粉砂质泥岩、泥 质粉砂岩、粉砂质 泥岩、泥质粉砂岩 同上 泥质粉、细砂岩 泥质细砂岩 主要岩性
V/ Ni=1
陆相
0 Ni
海相石油V、Ni含量分布示意图（仅仅为记忆方便，不严格）
碳稳定同位素组成
陆相 <–29 ‰ 海相 ＞-27 ‰ 0
δ13C 第三纪海相石油和陆相石油δ13C分布举例
2.1 天然气的概念
广义的天然气：自然界中的一切气体。如：宇宙气、 大气、海洋气、岩浆岩中气体等等。 狭义的天然气：地壳上部各种天然气体，主要是指 可燃的烃类气体。
气显示表明地下油气聚集体遭到破坏，没有工业
价值。
二、储集岩与盖层
1. 储集岩和储集层 （1）储集岩：具有能渗滤流体的连通孔隙的岩石 。 （2）储集层：具有能渗滤流体的连通孔隙的岩石(储集岩) 构成的岩层。简称储层。
有效孔隙度大小反映了储集层物性的好坏
砂岩孔隙度（%） 评价
1
2 3 4 5
25—20
1.2 石油的元素组成
石油的元素组成主要是C、H，其次是O、N 和S，并含有几 十种微量元素。 石油元素的组成不同学者统计有所不同，但差别不大。 根据Hunt(1979)，石油元素含量如下表：
元 素
C
83-87 84.5
H
1114 13
S
0.01-10 0.65 >1%高硫石 油 <1%低硫石 油
油（油＝80％，水＝20％）
油
典型油气藏中油、气、水分布的结构剖面图
1.1 石油的概念
石油：以液态形式存在于地下岩石孔隙中的可燃 有机矿产。成分上以烃类为主，并含有非烃化 合物及多种微量元素；相态上以液态为主，并 溶有大量烃气和少量非烃气以及固态物质。 石油没有固定的化学成分和元素含量，但元素含 量变化有一定的范围。
3.4 油田水的类型
• 油田水的分类 • 油田水的成因类型分布
3.4.1 油田水的分类 推荐的分类为Sulin（1946）的油田水分类。 该分类以Na、Mg、Cl和SO4离子的含量（毫克当量百分 数）将油田水分成四类：
Sulin水的分类 成因系数(毫克当量% 表示浓度比)
水的类型
大陆水 硫酸钠型 重碳酸钠型 海水 深成水 氯化镁型 氯化钙型
（2）分散型天然气
油溶气：溶于石油中的天然气。
水溶气：溶于水中的天然气。 煤层气：分散在煤层中天然气（包括部分为游 离型）。煤矿人员称之为瓦斯。 固态气水合物：气体化合物分子与水分子结合 形成的固态化合物。
2.按与油藏位臵或成因关系分
（1）伴生气 位臵上伴生气：气顶气、油溶气和油藏周围上、 中、下方）的气。 成因上伴生气：成油过程中形成的各种天然气。 （2）非伴生气 位臵上非伴生气：与油藏分布没有关系。例如： 某些气藏气。 成因上非伴生气：煤系有机质或未成熟的有机质 形成的天然气。
2.2 天然气的产状
1.按相态分 （1）聚集型天然气 以游离状态聚集在一起的天然气。 气藏气：独立成为具有工业价值的聚集型天然气，即气藏。 气顶气：存在于油藏顶部的聚集型天然气。 凝析气：含有凝析油的气藏气（是一种特殊的气藏气）， 或溶解有轻质油的气藏气。凝析气采出后，压力降低 部分烃气因逆凝结成为油，即凝析油。
3.1 岩性油气藏
岩性圈闭形成机理 地层中储集层四周或上倾方向因岩性变化造成非渗透层 遮挡，便形成岩性圈闭。 • 沉积作用产生的原生岩性变化：岩性向四周由储集层 变为非渗透层。 • 成岩后生作用造成岩性变化：原非渗透层内部部分岩 性由非渗透层变为储集层。如灰岩发生白云岩化作用、 溶蚀作用。
3.2 不整合油气藏
4.1 油气显示主要类型及特征
（1）油气苗
油气苗：油、气（流）的地表天然露头。
油气苗是最可靠、最直接的油气显示类型之一。
油苗可以从出露的油层中直接渗出，也可以从地 下油层中沿断层面和不整合面等运移到地面；气 苗常常在水中呈连续或断续的气泡冒出。
（2） 含油和石。主要是含油砂岩， 按其被浸染的程度可分为：
级别 1 2 3 4 5 6 7
砂岩储集层 碳酸盐储集层
2. 盖层
（一）按产状和作用分类 1.区域盖层：稳定覆盖在油田上方的区域性的非渗透层。 2.局部盖层（圈闭盖层，狭义的盖层）：直接覆盖在圈闭 上方的非渗透层。 3.隔层：存在于圈闭内部、对油气有封隔作用的非渗透层。 （二）按盖层岩石类型分类 1. 泥岩盖层：各种泥质岩（泥岩和页岩）。 2. 蒸发岩盖层：石膏和硬石膏、盐等岩盐类岩石。 3. 致密碳酸盐岩（灰岩）：亮晶灰岩等。
2.3 烃类组成
1.甲烷（轻烃气）：是烃类气体主要化合物。
2.重烃气（乙烷及其以重）：次要。其中以乙烷和丙 烷为主。有时有少量的环烷烃和芳香烃。在多数情况下， 气体中烃类化合物含量与其分子量成反变关系。
根据烃类天然气中轻烃气和重烃气含量，常将其分两 类： （1）干气：C2+ <5% 。 （2）湿气：C2+ >5%。
石蜡-环烷型
芳香-环烷型
环烷型
石蜡型
含蜡量 海相石油以低蜡为特征（均小于5%） 陆相石油以高蜡为特征（普遍大于5%） 含硫量 海相石油一般高硫（一般大于1%） 陆相石油以低硫为特征（一般小于1%）
钒和镍含量与比值
海相石油V、Ni含量高，且V/Ni大于1
V
海相
陆相石油V、Ni含量较低，且V/Ni小于1
3. 盖层厚度和连续性
厚度：越大越好。对于粘土岩，理论上要一米厚度以上， 但实际上一般要几米厚度为好。 连续性：越连续越好。
4.埋深 埋深：一般埋深越大，越好。
以上各种评价参数，本质上是孔隙大小。
三、圈闭与油气藏
圈闭：地壳内能聚集和保存油气的地质体或天然容器。
圈闭要素：（1）储集层；（2）封闭条件。 油气藏 油气藏是指单一圈闭中油、气聚集。一个油气藏内具 有统一的压力系统和油（气）水界面。 当其达到工业开采所需的经济技术指标时，称为工业 油气藏。
Na/Cl
>1 >1 <1 <1
(Na-Cl)/SO4 (Cl-Na)/Mg
<1 >1 <0 <0 <0 <0 <1 >1
氯化钙型
氯化镁型
硫酸钠型 重碳酸钠型
（a）硫酸钠型： （Na—Cl）/ SO4 <1，大陆水。
（b）重碳酸钠型：（Na—Cl）/ SO4>1，大陆水。
（c）氯化镁型： （Cl—Na）/ Mg <1，海水。 （d）氯化钙型： （Cl—Na）/ Mg > 1，深层水。
N
0-1.7 0.5 >0.25%高氮 石油 <0.25%贫氮 石油
O
0.14.5 0.5
Trace Elements 几十种 <n/10000 海相石油 V/Ni>1 陆相石油 V/Ni<1
含量变化 （ %） 平均含量 （ %）
备
注
1.3 海相与陆相石油的基本区别
石油类型
芳香-中间型 芳香-沥青型
石油和天然气
生储盖 圈运保 （运聚保）