第一章地质基础

第一章地质基础1第一章地质基础绪论在石油工程领域，在世界范围内通过对地面下的地质情况的研究和模拟，来指导进行石油的勘探与开发。因此，为了更好地进行相关的地质、油藏、采油等工作，就必须对地球本身的一些地质特征进行分析研究，掌握基本的概念。第一节地层石油在地层中生成、运移，又保存在地层中，因此研究石油必须研究地层。一、基本定义岩石定义：岩石是天然产出的具一定结构构造的矿物集合体，是构成地壳和上地幔的物质基础。按成因分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。其中岩浆岩是由高温熔融的岩浆在地表或地下冷凝所形成的岩石，也称火成岩；沉积岩是在地表条件下由风化作用、生物作用和火山作用的产物经水、空气和冰川等外力的搬运、沉积和成岩固结而形成的岩石；变质岩是由先成的岩浆岩、沉积岩或变质岩，由于其所处地质环境的改变经变质作用而形成的岩石。岩层定义：岩层指由同一岩性组成,有两个平行或近于平行的界面所限制的层状岩石。地层的定义：指岩层形成的先后顺序和形成时代，是地壳发展过程中所形成的层状岩石的总称。主要包括沉积岩、沉积变质岩、混合岩和部分岩浆岩。目前已知的油藏中，99%以上的天然气、石油都储存在沉积岩中。沉积岩：又称为水成岩，是三种组成地球岩石圈的主要岩石之一（另外两种是岩浆岩和变质岩）。是在地表不太深的地方，将其他岩石的风化产物和一些火山喷发物，经过水流或冰川的搬运、沉积、成岩作用形成的岩石。在地球地表，有70%的岩石是沉积岩，但如果从地球表面到16公里深的整个岩石圈算，沉积岩只占5%。沉积岩主要包括有石灰岩、砂岩、页岩等。通常，以岩石的成因作为沉积岩分类的主要依据，以岩石的结构构造特征作为次一级划分的依据。因此，按形成方式及特征可分为下面几大类：碎屑岩、粘土岩类、化学岩与生物化学岩类等。第一章地质基础2表1-1沉积岩分类表岩类物质来源沉积作用结构特征岩石分类碎屑岩沉积碎屑岩亚类母岩机械破坏碎屑机械沉积作用为主碎屑岩结构1．砾岩、角砾岩2.砂岩3.粉砂岩火山碎屑岩亚类火山喷发碎屑火山碎屑岩结构1.火山集块岩2.火山角砾岩3.火山凝灰岩粘土岩类母岩分解时形成的新矿物----粘土矿物机械沉积作用和胶体沉积作用泥质结构1．粘土2.泥岩3.页岩化学岩和生物化学岩化学沉积作用和生物沉积作用化学结构生物结构铝铁锰质岩硅磷质岩碳酸盐岩可燃性有机岩在渤海各油田的储集岩层中，以中-细粒的石英、长石砂岩居多。表1-2渤海油田碎屑岩分类表碎屑岩定名砾岩粗砂岩中砂岩细砂岩粉砂岩颗粒直径（mm）＞10.5～10.25～0.50.1～0.250.01～0.1二、地质年代地球在发展过程中，某一时代形成的岩石，即为那个时代的地层。在正常情况下，后形成的岩层总是盖在先形成的岩层上面，“下老，上新”就是地层的层序。把地球的地层层序从老到新依次连接起来，就是地层顺序了。依地层顺序划分的地层单位是：宇、界、系、统、阶，阶下还能够分出更小的单位。与地层单位相对应的地质年代单位依次是：宙、代、纪、世、期。通常在石油开发过程中常用的单位是地层单位。第一章地质基础3表1-3某地区地质年代及相应的地层单位划分表代纪世期界系统层新生代第四纪现代新生界第四系现代沉积平原期平原组第三纪新第三纪（世）明化镇期第三系新第三系（统）明化镇组馆陶期馆陶组老第三纪（世）东营期老第三系（统）东营组东一段东二段东三段沙河街期沙河街组沙一段沙二段沙三段沙四段中生代第三纪前中生界前第三系研究地层时主要分析地层的接触关系、地层年代、地层的划分和对比及地层岩性的描述。例如通过对某油田2、3井区测井曲线解释，该区地层自上而下钻遇有新生界第四系、第三系；中生界白垩系、侏罗系、三叠系；古生界石炭系和奥陶系。接触关系为整合、假整合和不整合。目的层三叠系钻厚286.5～415m，可分为上、中、下三个统，油层发育在三叠系中、上统。中统和上统为三个自下而上岩性由粗到细的正旋回沉积，各旋回的细段岩性为灰色、深灰色泥岩、粉砂质泥岩夹泥质粉砂岩和粉砂岩透镜体，是良好的隔层和盖层，油层均集中发育在各旋回的粗段，其岩性为浅灰、灰褐色砂砾岩和砂岩。三叠系上旋回细段底部有3～8m的含铀泥岩，电性特殊，电阻曲线低值，自然伽马曲线高值，三、砂层组、油层组、砂岩体和油砂体通常所说的砂层组指的是：同一时期沉积条件相同形成多层砂岩，彼此靠近且物性和分布范围、厚度相近，为连续沉积的多层砂岩组合。含油的砂层组，则称之为油层组。在油藏中常说的砂岩体指的是独立存在的，其周围被泥质岩或非渗透岩石所隔开的砂岩层，它是构成砂岩组的单元。含油的砂岩体则称之为油砂体。第二节地层构造一、基本概念第一章地质基础4构造的定义：地壳或岩石圈各个组成部分的形态及其相互结合的方式和面貌特征的总称。地质构造的简称。任何构造都是岩石或岩层受了内力或外力作用而产生的原始位态或面貌，如层理，粒序层、波痕等各种原生构造，以及各种原始位态或面貌的改变，即变形与变位，如各种次生的褶皱、节理、断层、韧性剪切带、裂谷，俯冲带、转换断层等。褶皱构造：指具有塑性的岩石，受力后弯曲褶皱的一种地质构造形态，常见的背斜、复背斜、向斜、复向斜。断裂构造：指岩石受力发生断裂之后的构造型态。岩性构造：指岩石物性的变化后的构造型态。二、背斜构造与向斜构造在地质应力作用下，地层由水平状态发生弯曲而未丧失其连续性、完整性的形变。如果向上弯曲，地层向四周倾伏的，称之为背斜构造；向下弯曲，地层倾向相反，称为向斜构造。图1-1背斜和向斜构造图背斜类型的构造是油气聚集的主要场所。三、断裂构造断裂构造又称断裂。当呈水平状态的地层，受应力作用而产生变形，其地应力达到并超过岩层的极限强度时，岩层的连续性和完整性就遭到了破坏，岩层发生破裂或沿破裂面发生位移，形成断裂。断裂构造是岩石破裂的总称，包括劈理、节理、断层、深大断裂和超壳断裂等。按照延断裂面两侧的岩层有无明显位移，可以将断裂分为两种类型：裂缝：沿断裂面两侧的岩层无明显位移；断层：沿断裂面两侧的岩层有明显位移；在实际工作中，常见的断层组合类型主要有地堑、地垒和阶梯断层三类。背斜向斜第一章地质基础5地堑地垒