2000年題庫答案(石油地質學)

一、名詞解釋油氣藏：是地殼上油氣聚集的基本單元，是油氣在單一圈閉中的聚集。具有統(tǒng)一的壓力系統(tǒng)和油、氣、水界面。油氣聚集帶：同一個二級構造帶中，互有成因聯(lián)系、油氣聚集條件相似的一系列油氣田的總和。油氣田：系受單一局部構造單位所控制的同一面積內的油藏、氣藏、油氣藏的總和。干酪根：沉積巖中所有不溶于非氧化性的酸、堿和非極性有機溶劑的分散有機質。干酪根是一種重要的成油母質。圈閉：適合于油氣聚集、形成油氣藏的場所，稱為圈閉。包括儲蓋層及側向遮擋層。生油門限：隨著沉積有機質埋藏深度加大，地溫相應增高，當溫度升高到一定數(shù)值，有機質才開始大量轉化為石油，這時的有機質熱演化程度稱為有機質的生油門限。也有人把此時的溫度稱為生油門限。生油窗：液態(tài)烴生成的主要成熟度區(qū)間，相當于鏡質體反射率值0.5%～1.2%。相滲透率：在多相流體存在時，巖石對其中每相流體的滲透率稱為相滲透率或有效滲透率。異常壓力：高于或低于相應深度靜水壓力的地層孔隙流體壓力，稱為異常壓力。10．含油氣盆地：凡是地殼上具有統(tǒng)一的地質發(fā)展歷史，發(fā)育著良好的生、儲、蓋組合及圈閉條件，并已發(fā)現(xiàn)油氣田的沉積盆地，稱為含油氣盆地。11．地溫梯度：將深度每增加100m所升高的溫度,稱為地溫梯度(或地熱增溫率),以℃/100m表示。12．流體勢：地下單位質量（或單位體積）流體相對于基準面所具有的機械能的總和定義為流體勢13．排替壓力：就是巖樣中非潤濕相流體排驅潤濕相流體所需的最小壓力。14．有效孔隙度：是指那些互相連通的，且在一般壓力條件下，可以允許流體在其中流動的孔隙體積之和與巖石總體積的比值，以百分數(shù)表示之。15．地層圈閉：地層圈閉是指儲集層由于縱向沉積連續(xù)性中斷而形成的圈閉，即與地層不整合有關的圈閉。16．凝析氣藏：在地下深處高溫高壓條件下的烴類氣體,經(jīng)采到地面后,溫度、壓力降低,反而凝結為液態(tài),成為凝析油,這種氣藏就是凝析氣藏。17．氯仿瀝青“A”：巖樣未經(jīng)酸（HCI）處理，用氯仿抽提出的產(chǎn)物，稱為氯仿瀝青“A”。18．固態(tài)氣體水合物：在特定的壓力和溫度條件下，甲烷氣體分子天然地封閉在水分子的擴大晶格中，呈固態(tài)結晶化合物，稱為固態(tài)氣體水合物，亦稱冰凍甲烷。19．圈閉閉合面積：流體充滿圈閉后，開始溢出的點，稱圈閉的溢出點。 通過溢出點的構造等高線所圈出的面積，稱該圈閉的閉合面積。二、簡答題油氣藏破壞的主要因素有哪些？答：在地質歷史中已經(jīng)形成的油氣藏能否存在，決定于在油氣藏形成以后是否遭受破壞改造。導致油氣藏破壞的主要因素有：（1）地殼運動地殼運動可以導致油氣藏完全破壞；地殼運動破壞了圈閉條件，儲蓋層遭到剝蝕風化，油氣大量散失。地殼運動也可導致油氣再分配，形成次生油氣藏；例如斷層破壞了圈閉的完整性，油氣發(fā)生再運移和再聚集。（2）巖漿活動當高溫巖漿侵入油氣藏，會把油氣燒掉，把圈閉破壞，在這種情況下,大規(guī)模巖漿巖的活動將最終導致油氣藏的破壞。 （3）水動力環(huán)境 活躍的水動力環(huán)境可以把油氣從圈閉中沖走，導致油氣藏破壞。因此，一個相對穩(wěn)定的水動力環(huán)境，是油氣藏保存的重要條件之一。（4）生物降解作用什么是干酪根？干酪根主要類型及其主要特點。答：干酪根是指沉積巖中所有不溶于非氧化性的酸、堿和非極性有機溶劑的分散有機質。干酪根是一種重要的成油母質。根據(jù)元素分析，將干酪根劃分為三種主要類型：I型干酪根，Ⅱ型干酪根，Ⅲ型干酪根：I型干酪根：原始氫含量高和氧含量低，以含類脂化合物為主，富含直鏈結構，多環(huán)芳香烴及含氧官能團很少。生油潛能大。Ⅱ型干酪根：原始氫含量較高，但稍低于I型干酪根，以富含多環(huán)結構為特征，含中等長度直鏈結構，也含多環(huán)芳香烴及雜原子官能團；Ⅲ型干酪根：原始氫含量低和氧含量高，以含多環(huán)芳香結構及含氧官能團為主，飽和烴鏈很少；來源于陸地高等植物。與Ⅰ、Ⅱ型相比，對生油不利，但埋藏到足夠深度時，可成為有利的生氣來源。影響圈閉有效性的因素主要有哪些？答：圈閉的有效性就是指在具有油氣來源的前提下圈閉聚集油氣的實際能力。影響圈閉有效性的主要因素有如下幾方面。 （1）圈閉形成時間與油氣區(qū)域性運移時間的關系 只有那些在油氣區(qū)域性運移以前或同時形成的圈閉，對油氣的聚集才是有效的。（2）圈閉位置與油源區(qū)的相應關系 一般情況下，圈閉所在位置距油源區(qū)愈近，愈有利于油氣聚集，圈閉的有效性愈高。特殊情況下，若油氣供給充足，運移條件好，遠離油源區(qū)的圈閉仍可為有效圈閉。 （3）水壓梯度和流體性質對圈閉有效性的影響只有油（氣）水界面傾角小于巖層傾角時，油（氣）才能在圈閉中聚集起來，形成油氣藏。否則，在強烈的水動力條件下，油（氣）水界面傾角大于巖層傾角時，油（氣）聚集就會遭受破壞，不能形成油氣藏。 由于天然氣比石油的密度小的多，因此，在相同的水動力條件下，對同一圈閉而言，氣-水界面傾角可能小于圈閉水流方向一翼的巖層傾角,天然氣能聚集而成氣藏，該圈閉對氣體的聚集就是有效的。而油-水界面的傾角則可能等于或大于圈閉水流方向一翼的巖層傾角，石油就會被水沖走，結果該圈閉被水充滿，對石油聚集無效。（4）后期改造衡量有機質成熟度的主要指標有哪些（答3種以上）？答：鏡質體反射率（Ro）、熱變質指數(shù)、干酪根的顏色及H/C-O/C原子比關系、TTI、碳優(yōu)勢指數(shù)（CPI）、奇偶優(yōu)勢指數(shù)（OEP）、自由基含量，鏡狀體反射率，瀝青反射率。油氣主要生成階段及其對應的Ro范圍。答：有機質向石油和天然氣的轉化可劃分為四個逐步過渡的階段：生物化學生氣階段，Ro≤0.5%-0.7%；熱催化生油氣階段，0.5%-0.7%〈Ro≤1.2%；熱裂解生凝析氣階段，1.2%〈Ro〈2.0深部高溫生氣階段，Ro≥2.0%天然氣主要成因類型及其甲烷碳同位素特征。答：（1）無機成因氣，δ13C1＞-30‰。（2）生物化學氣，δ13C1范圍從-55～-100‰多數(shù)在-60～-80‰。（3）油型氣，石油伴生氣偏輕，δ13C1約為-55～-45‰，凝析油伴生氣偏重，δ13C1約-50～40‰。過成熟的裂解干氣，δ13C1≥-35～-40‰。（4）煤型氣，煤型氣的δ13C1一般在-25～-42‰。構造圈閉的主要類型。答：構造圈閉進一步分為背斜圈閉、斷層圈閉、裂縫圈閉以及巖體剌穿接觸圈閉。其中背斜圈閉又細分為擠壓背斜圈閉、基底差異升降背斜圈閉、披覆背斜圈閉、底辟拱升背斜圈閉、滾動背斜圈閉。地層圈閉的主要類型。答：地層圈閉是指儲集層由于縱向沉積連續(xù)性中斷而形成的圈閉，即與地層不整合有關的圈閉。地層圈閉進一步分為地層不整合遮擋圈閉、地層超覆圈閉、生物礁圈閉。評價烴源巖有機質豐度的主要指標有哪些？答：目前常用的有機質豐度的指標主要包括有機碳含量(TOC)、烴源巖熱解參數(shù)(生烴潛量，S1+S2)、氯仿瀝青“A”和總烴(HC)含量等。油氣藏形成的基本條件。答：油氣藏形成最基本的條件是：（1）充足的油氣來源，（2）有利的生、儲、蓋組合，（3）有效的圈閉（4）必要的保存條件。只有具備了這四個條件，油氣藏才能夠形成與保存。11．影響碎屑巖儲集物性的基本因素。答：碎屑巖儲集性質的好壞是由碎屑巖的沉積環(huán)境及成巖環(huán)境所決定的。（1）沉積作用對儲集物性的影響沉積作用對碎屑顆粒的礦物成分、碎屑顆粒的粒度和分選程度、碎屑顆粒的排列方式和圓球度、填集的雜基含量等方面都起著明顯的控制作用。這些因素對儲集性質都起著程度不等的影響。（2）成巖后生作用對儲集層物性的影響=1\*GB3①壓實作用，包括早期的機械壓實和晚期的壓溶作用，均使的巖石變致密，物性變差。=2\*GB3②膠結作用，膠結物的成分、含量及膠結類型對儲集性質的影響較大。=3\*GB3③溶解作用，在地下深處，由于孔隙水成分的變化，導致充填孔隙的方解石或其他碳酸鹽類礦物以及長石、火山巖屑等碎屑顆粒被溶蝕，使孔隙度增大，儲集物性得到改善。這種次生溶蝕孔隙對改善儲層物性的重要性近年來受到愈來愈多的重視。非構造圈閉的主要類型。答：非構造圈閉主要包括地層圈閉和巖性圈閉。地層圈閉進一步分為地層不整合遮擋圈閉、地層超覆圈閉、生物礁圈閉。巖性圈閉進一步分為砂巖透鏡體圈閉和巖性上傾尖滅圈閉。背斜圈閉的主要類型。答：背斜圈閉主要分為擠壓背斜圈閉、基底差異升降背斜圈閉、披覆背斜圈閉、底辟拱升背斜圈閉、滾動背斜圈閉。油氣差異聚集的條件及特點。答：油氣差異聚集的必備條件是： (1)具有區(qū)域性較長距離運移的條件，要求具區(qū)域性的傾斜；儲集層巖相巖性穩(wěn)定，滲透性好；區(qū)域運移通道的連通性好。 (2系列圈閉的溢出點海拔依次增高。 (3)油氣源供應區(qū)位于盆地中心帶，即油氣源位于系列圈閉的下傾方向；且有足夠數(shù)量的油氣補給。(4)儲集層中充滿水，石油和游離氣是同時一起運移的。油氣差異聚集的特點： (1)在離供油氣區(qū)最近，溢出點最低的圈閉中，在氣源充足的前提下，形成純氣藏；相離稍遠的，溢出點較高的圈閉中，可能形成油氣藏或純油藏；在溢出點更高，距油源區(qū)更遠的圈閉中，可能只含水。 (2)一個充滿了石油的圈閉，仍然可以作為有效的聚集天然氣的圈閉。但是，一個充滿了天然氣的圈閉，則不再是一個聚集石油的有效圈閉了。 (3)若油氣按比重分異比較完善，則離供油區(qū)較近，溢出點較低的圈閉中，聚集的石油或天然氣的比重應小于距油源區(qū)較遠、溢出點較高的圈閉中的油或氣的比重。 (4)所形成的純氣藏、油氣藏、純油藏的數(shù)目，取決于油氣來源供應的充分程度，及圈閉的大小和數(shù)目。 凝析氣藏形成的基本條件。答：凝析氣藏是指在地下深處高溫高壓條件下的烴類氣體,經(jīng)采到地面后,溫度、壓力降低,反而凝結為液態(tài),成為凝析油,這種氣藏就是凝析氣藏。凝析氣藏的形成條件：(1)在烴類物系中氣體數(shù)量必須勝過液體數(shù)量,才能為液相反溶于氣相創(chuàng)造條件。(2)地層埋藏較深,地層溫度介于烴類物系的臨界溫度與臨界凝結溫度之間,地層壓力超過該溫度時的露點壓力,這種物系才可能發(fā)生顯著的逆蒸發(fā)現(xiàn)象。松遼盆地的主要生油層及產(chǎn)層。答：松遼盆地的主要生油層及產(chǎn)層為下白堊統(tǒng)。什么叫圈閉？圈閉有哪幾個要素？答：適合于油氣聚集、形成油氣藏的場所，稱為圈閉。圈閉的三要素：(1)儲集層；(2)蓋層；(3)阻止油氣繼續(xù)運移，造成油氣聚集的遮擋物，它可以是蓋層本身的彎曲變形，如背斜；也可以是另外的遮擋物，如斷層、巖性變化等。什么叫油氣田，主要類型有哪些？答：油氣田系受單一局部構造單位所控制的同一面積內的油藏、氣藏、油氣藏的總和。將油氣田劃分為兩大類：砂巖油、氣田類和碳酸鹽巖油、氣田類砂巖油、氣田類又細分為背斜型砂巖油、氣田、單斜型砂巖油、氣田、刺穿構造型砂巖油、氣田、不規(guī)則帶狀砂巖油、氣田、砂巖古潛山油、氣田碳酸鹽巖油、氣田類又細分為大型隆起碳酸鹽巖油、氣田、裂隙型碳酸鹽巖油、氣田、生物礁型碳酸鹽巖油、氣田、碳酸鹽巖古潛山油、氣田。什么叫油氣聚集帶，主要類型有哪些？答：油氣聚集帶為同一個二級構造帶中，互有成因聯(lián)系、油氣聚集條件相似的一系列油氣田的總和。油氣聚集帶隨所處大地構造位置的不同而呈現(xiàn)各種類型：（1）在地殼的相對穩(wěn)定區(qū)域，較平緩的大型長垣或隆起，形成背斜型的油氣聚集帶。（2）在地殼的相對活動區(qū)域，形成擠壓背斜型的油氣聚集帶。（3）在沉積盆地的邊緣地帶常形成大單斜油氣聚集帶。（4）在海相沉積盆地的邊緣，可以形成生物礁塊油氣聚集帶。（5）古潛山油氣聚集帶多分布在地臺區(qū)。（6）鹽丘、泥火山等刺穿構造油氣聚集帶，分布在膏鹽相沉積、粘土巖相沉積和斷裂發(fā)育區(qū)。蓋層封閉的基本機理毛管壓力封閉（物性封閉）空隙流體異常高壓封閉烴濃度封閉三、論述題試從生油母質類型、油氣生成動力因素、油氣生成的階段等方面論述干酪根晚期熱降解成烴理論的基本要點。（15分）答：干酪根晚期熱降解生烴理論的基本思想：在成巖作用晚期或后生作用初期，沉積巖中的不溶有機質（即干酪根），在埋深達到門限值后，干酪根成熟，熱降解生成大量液態(tài)石油和天然氣。干酪根是很重要的生油母質。根據(jù)元素分析，將干酪根劃分為三種主要類型：I型干酪根，Ⅱ型干酪根，Ⅲ型干酪根。I型干酪根以含類脂化合物為主，直鏈結構很多，生油潛能大。Ⅱ型干酪根以具多環(huán)烴結構為特征，生油潛能中等。Ⅲ型干酪根以含多環(huán)芳香結構及含氧官能團為主，與Ⅰ、Ⅱ型相比，對生油不利，但埋藏到足夠深度時，可成為有利的生氣來源。影響有機質向石油及天然氣轉化動力因素有溫度、時間、催化劑、放射性等，其中溫度和時間是主要的影響因素。有機質向石油和天然氣的轉化過程具有明顯的階段性?？蓜澐譃樗膫€逐步過渡的階段：生物化學生氣階段、熱催化生油氣階段、熱裂解生凝析氣階段及深部高溫生氣階段。（1）生物化學生氣階段：從有機質被埋藏開始至門限深度為止。埋深〈1500米，溫度介于10~60℃，以細菌活動為主，有機質尚未成熟。在缺乏游離氧的還原環(huán)境內，厭氧細菌非常活躍，生物起源的沉積有機質發(fā)生生物化學降解、化學降解作用。有機質除形成少量烴類和揮發(fā)性氣體以及早期低熟石油外，大部分轉化成干酪根保存在沉積巖中。（2）熱催化生油氣階段：埋藏深度超過1500~2500米，進入門限深度，相當于后生作用階段前期，有機質經(jīng)受的地溫升至60~180℃，干酪根成熟。促使有機質轉化的最活躍因素是熱催化作用。在熱催化作用下，干酪根發(fā)生熱降解，產(chǎn)生大量的石油和濕氣，成為主要的生油時期，常稱為“生油窗”。（3）熱裂解生凝析氣階段：當沉積物埋藏深度超過3500~4000米，地溫達到180~250℃，則進入后生作用階段后期，此時地溫超過了烴類物質的臨界溫度，干酪根達到高成熟階段。主要反應是大量C-C鏈斷裂。主要產(chǎn)物是凝析氣和濕氣。（4）深部高溫生氣階段：當深度超過6000~7000米，沉積物已進入變生作用階段，溫度超過了250℃，以高溫高壓為特征，有機質達到過成熟。這個階段出現(xiàn)了全部沉積有機質熱演化的最終產(chǎn)物干氣甲烷和碳瀝青或石墨。試從源巖條件、儲蓋層發(fā)育、油氣運移條件、圈閉發(fā)育特征等方面論述三角洲相油氣富集的主要原因。答：前三角洲的泥巖是有利的生油相帶，有機質豐富，既有水生有機質，又有河流帶來的陸緣有機質。三角洲前緣各種砂體（水下分流河道、河口壩、遠砂壩、前緣席狀砂等）和三角洲平原的分流河道砂是有利的儲集體。三角洲平原的河流間灣和沼澤的泥巖，在三角洲推進過程中覆蓋在各種前緣砂體之上，成為有利的蓋層。前緣砂體直接插入前三角洲泥巖中，指狀交叉，排烴條件和二次運移條件好。三角洲在推進過程中容易形成滾動背斜，而且?guī)r性圈閉發(fā)育。試從作用階段、排烴動力、排烴通道、排烴相態(tài)等方面論述壓實排烴和微裂縫排烴兩種主要初次運移方式的基本內容。答：（1）壓實排烴在未熟－低熟階段，源巖層埋深不大，生成油氣的數(shù)量少，源巖孔隙水較多，滲透率相對較高，部分油氣可以溶解在水中呈水溶狀態(tài)，部分可呈分散的游離油氣滴，在壓實作用下，隨壓實水流，通過源巖孔隙運移到運載層或儲集層中。（2）微裂縫排烴在成熟－過成熟階段，源巖層已被壓實，孔隙水較少，滲透率較低，源巖排液不暢，有機質大量生成油氣，孔隙水不足以完全溶解所有油氣，大量油氣呈游離狀態(tài)，同時，欠壓實作用、蒙脫石脫水作用、有機質生烴作用以及流體熱增壓作用等各種因素導致孔隙流體壓力不斷增加形成流體異常高壓，成為排烴的主要動力。當孔隙流體壓力很高、導致源巖產(chǎn)生微裂縫，這些微裂縫與孔隙連接，形成微裂縫－孔隙系統(tǒng)，在異常高壓驅動下，油氣水通過微裂縫－孔隙系統(tǒng)向源巖外涌出，當排出部分流體后壓力下降，微裂縫閉合。待壓力恢復升高和微裂縫重新開啟后，又發(fā)生新的涌流。因此，這一階段是油氣水以一種間歇式、脈沖式（不連續(xù)）方式進行的混相涌流。試述石油與天然氣形成條件的差異。答：天然氣與石油在成因上既有密切聯(lián)系又有顯著區(qū)別，在形成條件上天然氣更為廣泛、迅速、容易。生成條件石油天然氣原始有機質以低等動物、植物中的類脂化合物、蛋白質、碳水化合物為主。比石油的原始有機質更廣泛，除生油的原始物質可生氣外，高等植物中的木質纖維也可生氣。此外，天然氣還可有無機來源。生成環(huán)境必須在乏氧的還原或強還原環(huán)境中才有利于生油。除還原或強還原環(huán)境外，在有氧氣存在的弱還原環(huán)境中也可生成天然氣。生成過程（1）成