《油气田开发地质学》延苹教育

三、问答题1、井下断层存在的可能标志是什么，应用这些标志应注意哪些问题？.首先就是地层的连续性被打破，诸如地层的重复、缺少、杂乱排列等等；其次是看到断层碎屑；其他的一些断层的经典标志在井下可能不会太显现；简述有机质是如何向油气转化的？要点：1.油气生成的原始物质是沉积有机质；2.有利于油气转化的基本条件——地质和理化条件；3.沉积有机质或干酪根的演化过程，包括不同演化阶段特点等。

可用油气生成的四个演化阶段及地质条件来描述。

2.（一）生物化学生气阶段在这个阶段，埋藏深度较浅，温度、压力较低，有机质除形成少量烃类和挥发性气体以及早期低熟石油以外，大部分转化成干酪根保存在沉积岩中；（二）热催化生油气阶段这个阶段产生的烃类已经成熟，在化学结构上显示出同原始有机质有了明显区别，而与石油却非常相似；（三）热裂解生凝析气阶段凝析气和湿气大量形成，主要是与高温下石油裂解作用有关，二石油焦化及干酪根残渣热解生成的气体量是有限的；（四）深部高温生气阶段已形成的液态烃和重质气态烃强烈裂解，变成热力学上最稳定的甲烷，干酪根残渣在析出甲烷后进一步浓缩，成为沥青或是次石墨。

*2、试述有机质向油气演化的主要阶段及其基本特征。

(简述油气生成的主要阶段及其特点。

要点：油气生成的四个演化阶段，分温度、深度范围，主要动力作用及其产物等方面描述。

) 一）生物化学生气阶段（1）埋深：0-1000米；（2）温度：10-60度；（3）演化阶段：沉积物的成岩作用阶段，碳化作用的泥炭-褐煤阶段（4）作用因素：浅层以细菌生物化学作用为主，较深层以化学作用为主（5）主要产物：生物成因气、干酪根、少量油（6）烃类组成特征：烃类在有机质中所占比例很小（二）热催化生油气阶段（1）深度：1500~2500—3500米；（2）温度：50~60—150~180度（3）演化阶段：后生作用的前期，有机质成熟，进入生油门限（4）作用因素：热力+催化作用；（5）主要产物：大量石油，原油伴生气，湿气，残余干酪根；（6）烃类组成特征：正烷烃碳原子数及分子量减少，中、低分子量的分子是正构烷烃中的主要组成组分，奇数碳优势消失，环烷烃及芳香烃的碳原子数也递减，多环及多芳核化合物显著减少（三）热裂解生凝析气阶段（1）深度：4000-6000米；（2）温度：180-250度；（3）演化阶段：后生作用后期，碳化作用的瘦煤-贫煤阶段，有机质成熟时期；（4）作用因素：石油热裂解、热焦化阶段；（5）产物：残余干酪根及液态烃，热裂解产生凝析气、湿气及干酪根残渣；（6）烃类组成：液态烃急剧减少，低分子正烷烃剧增，主要为甲烷及其气态同系物（四）深部高温生成气阶段（1）深度：>6000米；（2）温度：>250度，高温高压；（3）作用阶段：变生作用阶段，半烟煤-无烟煤的高度碳化阶段；（4）作用因素：热变质；（5）主要产物：湿气、凝析气、干酪根残渣，深部高温高压下热变质成干气和石墨。

简述地温场分布不均的影响因素。

要点：大地构造性质、基底起伏、岩浆活动、岩性、盖层褶皱、断层、地下水活动、烃类聚集等。

3、简述高异常地层压力的形成原因及其在油气初次运移中的作用。

4、简述影响圈闭有效性的主要因素。

圈闭的有效性是指在具有油气来源的前提下圈闭聚集油的实际能力。

控制圈闭有效性的因素有：a圈闭形成时间与油气运移时间的对应关系：形成时间早于运移时间b圈闭所在位置与油源区的关系：圈闭于油源区附近c圈闭位置与油气运移通道的关系：圈闭位于运移通道上d水动力对圈闭有效性的影响：相对稳定的水动力环境，保存条件好e圈闭有效容积与保存条件对圈闭有效性影响：圈闭有效容积大5、绘制地质剖面图时选择剖面线的原则有哪些？图示说明剖面线附近井的井位校正方法。

6、图示说明油气藏的基本分类。

7、试对井下地层的重复与缺失进行地质分析自然界的地层，由于受到构造运动的影响，比较错综复杂，有的地层倾斜，甚至层序颠倒，有的地层缺失，在这种情况下确定地层的时代和顺序，人们除利用地壳岩石中放射性元素的衰变规律测定岩层的年龄外，往往还利用地层中所含的化石进行确定。

在一般情况下，沉积岩的重要特征是具有层理构造和常含有化石。

地层中的化石，多数是古生物的骨骼、贝壳、鳞片、茎、叶等坚硬部分的古生物遗体，少数是古生物的足印、卧印、虫穴、粪便等的活动遗迹，经过矿物质的填充和交替作用，形成仅保持原来形状、结构及印模的钙化、碳化、硅化、矿化的生物遗体或印痕，称为化石。

也有少数保存完整遗体的化石，如冻土中的猛犸、琥珀中的昆虫等。

生物是由低级到高级，由简单到复杂不断地进化的。

不同时代的地层，一般含有不同的化石，而相同时代的地层里往往保存着相同或近似的化石。

因此，对层位颠到，或错乱的地层，可以根据岩层中保存下来的生物化石，确定地层的顺序和时代。

如含有古生代的三叶虫、大羽羊齿化石的，为古生界地层；含有中生代的恐龙化石的，为中生界地层等。

在实际地质工作中，会经常遇到要判别地层的新老关系，判别的关键是确定地层的顶、底面。

一般根据地层中的沉积建造及生物遗迹来判别。

常用的判别标志有：（1）泥裂是泥质的沉积物表层快速失水、变干、收缩形成的裂揩，其中常被砂和其他物质充填，它总是上宽下尖，尖端指向地层底面。

（2）冲蚀（冲刷）构造是携带粗粒砂、砾的高速水流，流经较松软的细粒沉积物表面，在其上冲蚀出沟槽，并在沟槽中充填砂、砾的沉积构造。

冲蚀（冲刷）构造总是出现在粗粒沉积层的底面，细粒沉积层的顶面，其沟槽底指向地层下方。

*倒转背斜造成的地层重复，重复地层是由老到新；逆断层造成的地层重复，重复地层是由新到老。

2）不整合造成的地层缺失，具有区域性，缺失面两侧无对应层；正断层造成的地层缺失，在不同井中缺失层位不同，且缺失面两侧能找到对应层。

3）相变及褶皱挠曲等构造产状的剧变8、简述油气初次运移的主要动力及其特征。

答：①压实作用：是沉积物在上覆沉积负荷作用下，沉积物致密程度增大的地质现象，在压实作用过程中，沉积物通过不断排出孔隙流体，孔隙度不断减少。

在正常压实过程中，当烃源岩生成的油、气溶解在孔隙水中，就能够随着孔隙水一起被压实排出，实现油气的初次运移。

如果排水不畅，造成欠压实，可以延缓孔隙流体的排出，如果流体的排出正好被推迟到主要生油时期，则将对油气初次运移起到积极作用。

还有利于有机质的热成熟，也是驱使油气进行初次运移的潜在动力。

②热力作用：由于埋藏深度的增加，孔隙体积膨胀远远小于孔隙流体的膨胀，造成异常高压，为油气运移提供了一个动力。

③烃类及非烃气体生成的作用：干酪根在热降解生成石油和甲烷气体等烃类的同时，也产生大量的水和非烃气体（主要是CO2），而这些流体的体积大大超过原来干酪根的体积，引起页岩孔隙流体压力大幅度的提高，使异常高压进一步增强，这种压力的增加将导致微裂缝的产生（Hedberg，1980）使石油进入渗透性的载岩和储集层。

④粘土矿物的脱水作用：泥岩在埋藏过程中，随着深度的增加，粘土矿物要发生成岩作用，放出大量的层间水，在没有增大的孔隙体积中造成异常高压，也是油气运移的一个动力。

9、碎屑岩的油层对比单元划分为哪几类？各类型有何特点？多油层、多旋回是我国陆相碎屑岩油气层的固有特征，根据油层特性的一致性与垂向上的连通性，一般可将油层对比单元从大到小划分为含油层系、油层组、砂岩组、单油层四级、油层单元级次越小，油层特性一致性越高，垂向连通性真好。

1）单油层：又称小层或单层，是含油层系中的最小单元。

单油层的岩性和储油物性基本一致，具一定的百度和分布范围，单油层间应有隔层分隔，其分隔面积应大于连通面积。

2）砂岩组：又称砂层组、复油层，是若干相互邻近的单油层组合而成。

同一砂岩组内的油层其岩性特征基本一致，上、下均有较为稳定的隔层分隔。

3）：油层组：油层组若干油层特性相近的砂岩组组合而成。

以较厚的非渗透性泥岩作盖，底层，且分布于同一岩相段之内，岩相段的分界面即为其顶、底界。

4）含油层系：是若干油层组的组合。

同一含油层系的油层，其沉积成因、岩石类型相近，油水特征基本一致。

含油层系的顶、底界面与地层时代分界线且一致性。

10、试述油气生成的主要阶段及其特征。

1、油气生成的原始物质的来源主要是生物尸体，另外还有自然界各种生化组分堆积；2、有机物质堆积深埋，在足够的深度，和足够的温度条件下，有机物聚合形成干酪根；3，干酪根在合适的温度压力条件下，开始热解成烃；在合适的圈闭条件下，烃类物质聚集成藏，即为所谓的油气藏。

沉积有机质作为沉积物的一部分同矿物质一样，在埋藏过程中，必然要经历地质条件下的生物，化学和物理的作用，使其发生与介质环境相适应的变化以及有机、无机相互作用。

与此同时，有机质的成烃演化进程和所得到的烃类产物又表现出明显的阶段性。

因此，可根据有机质性质的变化和油气生成划分出阶段，即沉积有机质的成烃演化阶段。

1．成岩作用阶段即未成熟阶段此阶段从沉积有机质被埋藏开始至门限深度为止，Ro<0.5%。

成岩作用早期，有机质要经历细菌的分解和水解，从而使原来的脂肪、蛋白质、碳水化合物和木质素等生物聚合物转化为分子量较低的脂肪酸、氨基酸、糖，酚等生物化学单体，同时还产生CO2、CH4、NH3、H2S和H2O等简单分子。

随着埋深的增加，细菌作用趋于终止。

继而无机转化过程变得重要，生物化学单体将发生缩聚作用形成复杂的高分子的腐植酸类，进而演化为地质聚合物即干酪根，并且由于其与周围矿物质相络合，成为较稳定的不溶有机质。

在成岩作用后期，干酪根可产生CO2、H2O和一些重杂原子组分。

成岩作用阶段尤其是早期生成的烃类产物，是生物甲烷和少量高分子烃。

生物甲烷生成的主要营力是厌氧细菌的生物化学作用。

所以，从天然气的成因角度，成岩作用阶段早期可称为生物成因气阶段。

高分子烃则不同于成熟的石油烃，它们多是从生物体中继承下来的，一般为C15以上的生物标志化合物，缺乏低分子烃。

早期生成的正烷烃多具明显的奇碳优势2．深成作用阶段即成熟阶段为干酪根生成油气的主要阶段。

该阶段从有机质演化的门限值开始至生成石油和湿气结束为止，Ro为0.5%--2.0%。

随着埋深和地温的增加，当达到门限深度和温度时，在热力作用下，通常还伴有粘土催化作用，干酪根将开始大量降解生成石油，后期热裂解生成轻质油和湿气，因此，该阶段也可称油和湿气阶段。

3．准变质作用阶段即过成熟阶段该阶段埋深大、温度高，Ro>2.0%。

又由于在成熟阶段干酪根上的较长烷基链已消耗殆尽，所以生油潜力枯竭，只能在热裂解作用下生成高温甲烷。

而且先前生成的轻质油和湿气也将裂解为热力学上最稳定的甲烷。

干酪根释出甲烷后其本身将进一步缩聚为富碳的残余物。

该阶段也称为热裂解干气阶段。

四、绘图、计算题1、下图一为某油层顶面构造图，该油层为一巨厚砂岩层，储层本身连通性很好，砂岩层上覆巨厚泥岩层。