地球物理測井課件

第2章石油地質勘探第2章石油地質勘探1第2章石油地質勘探2.1石油的物化性質2.2油氣生成與聚集2.3油氣藏與油氣田2.4我國的含油氣盆地2.5油氣勘探第2章石油地質勘探2.1石油的物化性質22.1石油的物化性質2.1.1石油的化學組成2.1.2石油的物理性質2.1.3天然氣的化學組成2.1.4天然氣的物理性質2.1石油的物化性質2.1.1石油的化學組成32.1石油的物化性質2.1.1石油的化學組成1）石油的元素組成主要由碳、氫兩種元素組成：

碳約占80％一88％；

氫約占10％一14％；

氧、硫、氮約占0.3％一7％。

石油中若碳、氫元素含量高，且碳／氫值低，則油質好；若氧、硫、氮元素含量高，則油質相對較差。2.1石油的物化性質2.1.1石油的化學組成1）石油42.1石油的物化性質2.1.1石油的化學組成2）石油的化合物組成

烴類化合物（即碳氫化合物）是石油主要成分，約占80％以上。

含有氧、硫、氮的化合物（非烴化合物）有時可達30％。不利于石油的開采、煉制和加工。2.1石油的物化性質2.1.1石油的化學組成2）石油52.1石油的物化性質2.1.1石油的化學組成3）石油的組分組成根據(jù)石油成分被不同溶劑選擇溶解及被介質選擇吸附的特點，將石油的組成分成相近的組，稱為“組分”，每個組分內(nèi)包含性質相似的一部分化合物。i油質ii

膠質iii

瀝青質iv

碳質2.1石油的物化性質2.1.1石油的化學組成3）石油62.1石油的物化性質2.1.1石油的化學組成3）石油的組分組成i油質由碳氫化合物組成的淡色粘性液體（是石油主要成分）油質含量高，石油質量相對較好。油質中含有石蠟，是一種熔點為37～76℃的烷烴，呈淡黃色或黃褐色。石蠟含量高時石油易凝固，油井易結蠟，不利于開采。2.1石油的物化性質2.1.1石油的化學組成3）石油72.1石油的物化性質2.1.1石油的化學組成3）石油的組分組成ii膠質粘性或玻璃狀的固體物質，主要成分是碳氫化合物，但氧、硫、氮含量增多。石油中膠質含量少，約為1％，是渣油的主要成分。

2.1石油的物化性質2.1.1石油的化學組成3）石油82.1石油的物化性質2.1.1石油的化學組成3）石油的組分組成iii瀝青質黑色固體，瀝青質比膠質含碳氫化合物更少，含氧、硫、氯化合物更多。

膠質和瀝青質稱為石油的重分子組分，是非碳氫化合物比較集中的部分。含量高時，石油質量變差。iv碳質

碳質以碳元素狀態(tài)存在于石油內(nèi)，含量很少，稱殘?zhí)肌?.1石油的物化性質2.1.1石油的化學組成3）石油92.1石油的物化性質2.1.2石油的物理性質1）顏色石油一般呈棕色、褐色或黑色，也有無色透明的凝析油。膠質、瀝青質含量愈高，顏色愈深。因此，石油顏色越談，質量越好。

2)密度

標準條件下(20℃，0.101MPa)每立方米原油質量——原油密度，一般在0.79～0.95g/cm3。

3)粘度

地下采出的石油在提煉前稱原油。在地層條件下測得的原油粘度叫地層粘度，地層粘度大于50mPa·S、密度大于0.92的原油稱為稠油。2.1石油的物化性質2.1.2石油的物理性質1）顏色102.1石油的物化性質2.1.2石油的物理性質4）凝固點原油失去流動性的溫度或開始凝固時的溫度稱為凝固點，原油中含蠟少，重組分含量低者凝固點低，利于開采和集輸。凝固點在40℃以上的原油稱為凝油。

5)溶解性石油難溶于水，但易溶于有機溶劑。石油可與天然氣互溶，溶有天然氣的石油，粘度小，利于開采。2.1石油的物化性質2.1.2石油的物理性質4）凝固112.1石油的物化性質2.1.2石油的物理性質6）熒光性石油在紫外線照射下會發(fā)出一種特殊的光亮，稱為石油的熒光性。借助熒光分析可鑒定巖樣中是否含有石油。7)導電性石油為非導電體，電阻率很高，這種特性成為電法測井劃分油、氣、水層的物理基礎。2.1石油的物化性質2.1.2石油的物理性質6）熒光122.1石油的物化性質2.1.3天然氣的化學組成通常所說的天然氣是指油田氣和氣田氣。天然氣是在地殼中生成的一種可燃有機礦物，是以氣態(tài)碳氫化合物為主的可燃混合氣體。2.1石油的物化性質2.1.3天然氣的化學組成132.1石油的物化性質2.1.3天然氣的化學組成甲烷(CH4)、乙烷（C2H6)、丙烷(C3H8)和丁烷(C4H10)

其中甲烷含量可達80％以上。此外還含有少量的CO2、CO、H2S)及N2)、02、H2。天然氣中，乙烷以上的烴稱為重烴，依重烴含量將天然氣分為干氣和濕氣兩種。

干氣中甲烷含量﹥95％，但含有5%～10%以上乙烷、丙烷、丁烷等重烴。濕氣常與油共生，是油田或氣田中的氣。2.1石油的物化性質2.1.3天然氣的化學組成甲烷(142.1石油的物化性質2.1.4天然氣的物理性質天然氣無色，有汽油味，可燃。天然氣物理性質指其密度、粘度和溶解性。1)密度天然氣密度為0.6～1.0g/m3，濕氣含重烴多，密度大于干氣。2)粘度天然氣0℃時的粘度為0.012mPa·S。3)溶解性天然氣溶于石油和水，且更容易溶于石油。2.1石油的物化性質2.1.4天然氣的物理性質152.2油氣生成與聚集2.2.1地殼1）地球的構造特點：

具層狀結構,

密度隨深度而增加。2.2油氣生成與聚集2.2.1地殼1）地球的構造特點162.2油氣生成與聚集2.2.1地殼1）地球的構造地球自生成至今已有45～60億年，平均半徑為637lkm。地球內(nèi)部可分為地核、地幔和地殼三個同心排列的圈層，各圈層物理狀況可參見下表：圈層深度(km)密度(g/cm3)壓力(MPa)溫度(℃)地殼332.7～2.990015～1000地幔29003.32～5.661368001500～2000地核63719.71～16360000720002.2油氣生成與聚集2.2.1地殼1）地球的構造圈層172.2油氣生成與聚集1）地球的構造位置名稱(方式1)成分狀態(tài)厚度1(km)厚度2(km)名稱(方式2)成分狀態(tài)地表地心地殼巖石固態(tài)40100巖石圈巖石固態(tài)地幔巖石固態(tài)或融熔態(tài)3000300軟流圈巖石融熔態(tài)2600地幔地核金屬融熔態(tài)30003000地核鐵金屬融熔態(tài)2.2油氣生成與聚集1）地球的構造位置名稱(方式1)成分182.2油氣生成與聚集2.2.1地殼2）地殼的組成地殼厚度各處并不相等。最厚處達70～80km，最薄處只有5～6km，平均為33km。地殼由巖石組成，巖石依成因的不同可分為火成巖、變質巖和沉積巖三大類。2.2油氣生成與聚集2.2.1地殼2）地殼的組成192.2油氣生成與聚集2.2.2巖石1)

火成巖

又名巖漿巖，是高熱的巖漿冷凝后形成的巖石，呈塊狀，無層次，致密而堅硬，如花崗巖、玄武巖、正長石等。2.2油氣生成與聚集2.2.2巖石1)火成巖202.2油氣生成與聚集2.2.2巖石2)

沉積巖

由火成巖、變質巖和早期形成的沉積巖，經(jīng)風吹、雨打、溫度變化、生物作用等被剝燭、粉碎、溶解形成碎屑物質及溶解物質，再經(jīng)風力、水流、冰川、海洋搬運至低凹處沉積下來，越積越厚，經(jīng)壓實、固結而形成了沉積巖。沉積巖有層次、孔隙、裂縫和溶洞，并有各種古代動植物殘骸遺跡形成的化石。2.2油氣生成與聚集2.2.2巖石2)沉積巖212.2油氣生成與聚集2.2.2巖石3)

變質巖

由沉積巖或火成巖在地殼內(nèi)部的物理化學因素如高溫、高壓、巖漿的風化等影響下，改變了原來的成分和結構，變質成為新的巖石，如石灰石變質為大理石等，稱變質巖。

2.2油氣生成與聚集2.2.2巖石3)變質巖22三大巖種與成因名稱成因例備注火成巖巖漿冷卻形成花崗巖玄武巖結晶顆粒粗，大陸地殼主要巖種結晶顆粒細，海洋地殼主要巖種地殼最常見巖種沉積巖沉積作用形成礫巖、砂巖、頁巖、石灰?guī)r沉積物顆粒最大沉積物顆粒中等沉積物顆粒最小生物遺骸或水中碳酸鈣沉淀地表最常見巖種變質巖巖石因地殼變動被深埋受高溫高壓經(jīng)物理變化(礦物種類或顆粒大小)形成大理石板巖由石灰?guī)r變質三大巖種與成因名稱成因例備注火成巖巖漿冷卻形成花崗巖結晶顆232.2油氣生成與聚集2.2.2巖石三大巖種圖樣

2.2油氣生成與聚集2.2.2巖石三大巖種圖樣242.2油氣生成與聚集2.2.3沉積巖石油和天然氣生成在沉積巖中，絕大多數(shù)儲藏在它的孔隙、裂縫和溶洞里。而在火成巖和變質巖中則很少有石油和天然氣存在。1)沉積巖種類及特點沉積巖可分為砂巖、泥巖、石灰?guī)r三種2.2油氣生成與聚集2.2.3沉積巖石油和天252.2油氣生成與聚集2.2.3沉積巖砂巖普通的砂粒被泥質或石灰質膠結成為砂巖。依顆粒直徑不同可分為以下幾種：砂巖名稱礫石粗砂巖中砂巖細砂巖粉砂巖顆粒直徑(mm)>10.5～10.25～0.50.1～0.250.01～0.12.2油氣生成與聚集2.2.3沉積巖砂巖砂巖名稱礫石262.2油氣生成與聚集2.2.3沉積巖砂巖砂巖的特點：具有孔隙，可以儲存油、氣、水等流體。巖石孔隙體積與巖石總體積之比稱孔隙度；由于巖石存在孔隙，在壓力作用下能通過油、氣、水，這種性質稱為巖石的滲透性。砂巖(孔隙大)和灰?guī)r(裂縫發(fā)育)都是滲透性好的巖石。2.2油氣生成與聚集2.2.3沉積巖砂巖272.2油氣生成與聚集2.2.3沉積巖3)泥巖泥巖的特點：普通的顆粒直徑小于0.01mm的泥土經(jīng)成巖作用而形成。呈塊狀的稱泥巖。呈薄片層狀的稱為頁巖。富含石油質的頁巖稱油頁巖，可以提煉石油2.2油氣生成與聚集2.2.3沉積巖3)泥巖282.2油氣生成與聚集2.2.3沉積巖4)石灰?guī)r石灰?guī)r的特點：石灰?guī)r俗稱石灰石，主要成分為碳酸鈣，呈塊狀，致密而堅硬。由于地殼的運動作用和地下水的侵蝕，常有裂縫和溶洞，石油和天然氣即儲存其中。2.2油氣生成與聚集2.2.3沉積巖4)石灰?guī)r292.2油氣生成與聚集2.2.4地質構造由于地殼發(fā)生升降、擠壓褶皺及水平移動，使原來一層層平鋪著的沉積巖發(fā)生變形，形成地殼的各種構造。1)背斜構造

是指巖層向上彎曲的褶曲，其核部地層比外圈地層老。2.2油氣生成與聚集2.2.4地質構造302.2油氣生成與聚集2.2.4地質構造2)向斜構造

是指巖層向下彎曲的褶曲，其核部地層比外圈地層新。3)單斜構造

巖層向單一方向傾斜。4)斷層

巖層由地殼運動而斷裂，在斷裂兩側的巖層發(fā)生了顯著的相對位移，這種斷裂稱為斷層。2.2油氣生成與聚集2.2.4地質構造2)向斜構造312.2油氣生成與聚集2.2.5油氣的生成與聚集自17世紀以來油、氣的成因一直是石油地質界研究的課題，經(jīng)長期探索，到19世紀60年代形成“晚期生油理論”——認為石油天然氣是由古代生物遺體在適宜的自然環(huán)境和地質條件下生成的。古代陸地上的動、植物遺體，被水流帶到內(nèi)陸湖泊、海灣盆地，與原來水中的生物一起混同泥沙沉積下來形成有機淤泥，已形成的淤泥又被后沉積的泥沙層覆蓋，和空氣隔絕處于缺氧還原環(huán)境。隨著歲月流逝，有機淤泥中的有機物質經(jīng)過一系列復雜的物理化學變化，就轉變成石油或天然氣。2.2油氣生成與聚集2.2.5油氣的生成與聚集322.2油氣生成與聚集1)油氣的生成在數(shù)億年前，大量的浮游生物及動植物死亡之后他們的殘骸，堆積在海底下逐漸形成沉積物。這些埋藏在沉積盆地內(nèi)的動植物殘骸，在缺氧環(huán)境下經(jīng)細菌作用將碳水化合物中的氧逐漸消耗掉，再隨著埋藏深度的增加，溫度與壓力也相對提高，經(jīng)過數(shù)百萬年后，有機物逐漸受熱裂解出油氣。但是并不是每一個沉積盆地都可以產(chǎn)生油氣，要看生油巖層所含油母質的種類及其成熟度而定。由于沉積環(huán)境的不同，則有形成氣態(tài)的天然氣、液態(tài)的石油與固態(tài)的煤炭差異。一般而言，可以生油的巖層稱為生油層如頁巖、泥巖。2.2油氣生成與聚集1)油氣的生成在數(shù)億年前，332.2油氣生成與聚集油氣的生成

（有機成因說）2.2油氣生成與聚集油氣的生成342.2油氣生成與聚集2)油氣的聚集當油氣形成后，因生油巖層通常無適當?shù)目紫犊蓛Ψe油氣，它必須儲存在多孔隙，且這些孔隙必需互相連通的巖層里，如砂巖、石灰?guī)r等。油氣從生油層第一次移棲到儲油層靠的是毛細管作用。再因油、氣、水比重之不同而產(chǎn)生的浮力及壓力梯度作用，作第二次移棲。整個移棲的路途中，如遇到適當?shù)牡刭|封閉構造，則油氣將大量的聚集在此封閉構造內(nèi)，而形成具有經(jīng)濟價值的油氣田。2.2油氣生成與聚集2)油氣的聚集當油氣形成后352.2油氣生成與聚集2.2油氣生成與聚集362.3油氣藏與油氣田2.3.1油氣藏有機淤泥中的有機物質，在成巖過程中逐漸轉化成石油或天然氣，此有機淤泥層稱為生油層。

生油層中分散存在的石油或天然氣，當遇有適宜的因閉地質構造時，便發(fā)生運移和聚集，形成油氣藏。油氣藏是同一圈閉內(nèi)具有同一壓力系統(tǒng)的油氣聚集。2.3油氣藏與油氣田2.3.1油氣藏372.3油氣藏與油氣田2.3.1油氣藏凡儲存的油、氣量較多，在當前的技術條件和經(jīng)濟條件下，具有開采價值的油氣藏稱為工業(yè)油氣藏。聚集油、氣的構造稱為儲油構造，由不滲透的巖層把聚集的油、氣圈閉起來，依儲油構造類型，其所聚集的油氣藏可分為三大類：2.3油氣藏與油氣田2.3.1油氣藏凡儲存的382.3油氣藏與油氣田2.3.1油氣藏1)構造油氣藏

由背斜儲油構造，以及斷層遮擋儲油構造等所圈閉的油氣聚集，稱為構造油氣藏。

背斜儲油構造斷層遮擋儲油構造1—油；2一氣；3一水；1一油；2—氣；3一水；4—不滲透泥巖蓋層；4一砂巖；5一泥巖；5一不滲透泥巖底層6一不滲透斷層2.3油氣藏與油氣田2.3.1油氣藏1)構造油氣藏392.3油氣藏與油氣田2.3.1油氣藏2)地層油氣藏

由地層超覆儲油構造及地層遮擋儲油構造等所圈閉的油氣聚集，稱為地層油氣藏。

地層超覆儲油構造地層遮擋儲油構造1一油；2一氣；3一水；l—油；2一氣；3一水；4一泥巖；5—變質巖基底4一不滲透巖層2.3油氣藏與油氣田2.3.1油氣藏2)地層油氣藏402.3油氣藏與油氣田2.3.1油氣藏3)巖性油氣藏

由巖性圈閉所聚集的油氣稱巖性油氣藏，其特點是油源是單一的，油氣是原生的。巖性圈閉儲油結構1—被圈閉的油砂巖層；2—不滲透泥層

圈閉中只聚集儲存石油和水的叫油藏；圈閉中只聚集儲存天然氣的叫氣藏。圈閉中石油和天然氣同時聚集儲存的叫油氣藏。2.3油氣藏與油氣田2.3.1油氣藏3)巖性油氣藏412.3油氣藏與油氣田2.3.2油氣田從石油地質意義上說，油氣田是指單一局部構造、同一面積內(nèi)油藏、氣藏、油氣藏的總和。若該局部構造范圍內(nèi)只有油藏稱油田；若只有氣藏稱氣田；同一油氣田可以是一種類型的油氣藏，也可以是多種類型的油氣藏。人們通常所說的大慶油田、勝利油田、四川氣田等則主要是從地理意義上或指行政管理單位而言。實際上，它們內(nèi)部含有多個地質意義上的油田或氣田。2.3油氣藏與油氣田2.3.2油氣田從石油地422.4我國的含油氣盆地在漫長的地質歷史時期內(nèi)，不斷下沉接受沉積的地區(qū)稱為沉積盆地。具有油氣生成和聚集條件，并發(fā)現(xiàn)具有工業(yè)油氣藏的沉積盆地稱為油氣盆地。我國富含油氣資源，含油氣盆地約有50個。其中主要的有：松遼盆地、渤海灣盆地、塔里木盆地、準葛爾盆地、鄂爾多斯盆地、四川盆地和海域含油氣盆地。2.4我國的含油氣盆地在漫長的地質歷史時期內(nèi)432.4我國的含油氣盆地松遼盆地、渤海灣盆地、塔里木盆地、準葛爾盆地、鄂爾多斯盆地、四川盆地和海域含油氣盆地。中國油氣資源分布狀況：------分散2.4我國的含油氣盆地松遼盆地、渤海灣盆地、塔里木盆442.5油氣勘探

要找到地下的油氣藏，就要進行油氣的勘測與探查。油氣勘探方法和技術，隨著生產(chǎn)經(jīng)驗的積累和科學技術的進步，得到不斷發(fā)展和完善。目前進行油氣勘探的主要方法和技術有4種，即地面地質法、地球物理法、遙感技術和鉆探法。2.5油氣勘探要找到地下的油氣藏，就要進行452.5油氣勘探2.5.1地面地質法直接觀察地表的地質現(xiàn)象，尋找是否有露在地面的“油氣苗”，研究巖石、地層情況，分析地下是否有儲油構造。在邊遠新區(qū)進行地質調(diào)查時，這種方法仍可發(fā)揮一定作用。

地球物理法自誕生之日起就始終和最新的技術成就相關聯(lián)，是一種應用高新技術的勘探方法，包括地球物理勘探和地球物理測井。2.5.2地球物理法2.5油氣勘探2.5.1地面地質法直接觀察地462.5油氣勘探2.5.2地球物理法1)地球物理勘探由于不同巖石具有不同的物理性能，如密度、磁性、彈性等。在地面上利用多種專用的精密儀器進行測量，了解地下地質構造情況，判斷是否有儲油構造，即地球物理勘探法。地球物理勘探法包括重力勘探、磁力勘探、電法勘探和地震勘探。2.5油氣勘探2.5.2地球物理法1)地球物理勘探472.5油氣勘探2.5.2地球物理法1)地球物理勘探

近年來，不斷吸取物理、數(shù)學、地學、電子學和計算機技術發(fā)展的最新成就，地震勘探技術得到了迅猛發(fā)展，成為地質油氣勘探的一種主要方法。地震勘探既能在地表條件惡劣、地下地質條件復雜的新區(qū)尋找新的油氣資源，也能在老油區(qū)尋找后備儲量、提高采收串，已成為降低勘探風險，提高開發(fā)效益的現(xiàn)代化技術手段

。2.5油氣勘探2.5.2地球物理法1)地球物理勘探482.5油氣勘探2.5.2地球物理法2)地球物理測井

地球物理測井在油氣勘探和開發(fā)領域都發(fā)揮著重要作用，是油氣勘探、開發(fā)中采用的一種高新技術手段。通俗地說，地球物理測井，是采用專用的測井儀器，如數(shù)控測錄系統(tǒng)等，沿井眼自上而下測錄地層的各種物理性能曲線．應用解釋技術對測井曲線進行綜合分析解釋，以正確地識別地層，了解地層含油、氣、水的情況，為尋找油氣藏和開發(fā)油氣田提供科學依據(jù)。2.5油氣勘探2.5.2地球物理法2)地球物理測井492.5油氣勘探2.5.