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12011年《油气田开发基础》课内作业答案1、何谓盖层？盖层封闭油气的机理有几种，如何理解？答：盖层是指位于储集层之上，能够封隔储集层，阻止油气向上逸散的保护层。其封闭机理有三种：1）毛细管封闭：由于储集层和盖层之间岩石孔喉大小的差异，两者之间存在排替压力差。盖层通过压力差就会对储层中的油气起到封闭作用，称为盖层毛细管封闭作用。2）超压封闭：盖层中孔隙流体压力由于压实排液与沉积速度不平衡，在泥岩上下形成顶底板。受水热增压、蒙脱石向伊利石转化脱水、油气的生成等因素影响，盖层内部形成远大于静水压力的异常高压，从而对储层油气起封闭作用。3）烃浓度封闭：如果盖层具有一定生烃能力，会以较高的烃浓度阻滞下部油气向上扩散。2、油气差异聚集的条件、规律和影响因素有哪些?答：差异聚集作用是否充分取决于下列条件：1）具有区域性较长距离运移的条件，即要求具区域性的地层倾斜，储集层岩相稳定，渗透性好，区域运移通道的连通性好。-长运移；2）相连通的圈闭溢出点依次增高。-溢增高；3）油气源供应区位于盆地中心地带，有足够数量的油气供应。-源充足；4）储集层中充满水并处于静水压力条件下，石油和游离气是同时一起运移的。-静水、油气共同运。差异聚集规律包括：1）在离源岩区最近，溢出点最低的圈闭中，在油气源充足的前提下，形成纯气藏；稍远处，溢出点较高的圈闭中，可能形成油气藏或纯油藏；在溢出点更高，距油源区更远的圈闭中可能只含水。-分布规律；2）一个充满了石油的圈闭，仍然可以做为有效的聚集天然气的圈闭；反过来，一个充满天然气的圈闭，则不再是一个聚油的有效圈闭。-有效性；3）若油气按密度分异比较完善，则离供油区较近，溢出点较低的圈闭中，聚集的油和气密度应小于距油源区较远、溢出点较高的圈闭中的油和气。-密度分异；4）所形成的纯气藏、纯油藏、油气藏的数目，取决于供烃的充分程度、所供烃类性质及圈闭的大小和数目。-供储性质影响差异聚集的地质因素：1）在油气运移通道上有另外油气供给来源的支流时，则会打乱原来应有的油气分布规律。-支流；2）气体在石油中的溶解作用，随物理条件（T、P）的改变而变化，它可以造成次生气顶，也可以导致原生气顶的消失，从而影响油气的分布规律。-次生气顶；3）后期地壳运动造成圈闭条件的改变，造成油气重新分配。-构造；4）区域水动力条件，主要指水压梯度的大小及水运动方向，也会影响油气分布规律。-水动力3、断层在油气藏形成过程中的作用及影响因素？答：断层在油气藏形成过程中即具有封闭作用，又具有通道和破坏作用：1）封闭作用使油气在纵横向被封闭而不逸散，最终聚集成藏。封闭性影响因素取决于①断层性质、产状、②断裂带内的充填、③地层弹塑性、④油气氧化菌解状况⑤断层两侧岩性相对位置等。2）通道和破坏作用：①油气藏形成过程中，开启的断层可成为连接源岩与圈闭之间的良好通道，也可与储层、不整合面一起成为油气的长距离运移的通道。②油气藏形成后，开启的断层可使油气沿断层向上运移，在上部地层形成次生油气藏或直接运移至地表造成散失破坏。4、试述油气富集（或大油气田）形成的基本条件？答：1）充足的油气来源：源岩面积大厚度大，沉积有机质含量丰富；2）有利的生、储、盖组合：生、储互层式-生、储指状交叉-砂岩透镜体有利；当砂岩单层厚10~15m，2生油层单层厚30~40m，二者略等厚互层时，砂泥岩接触面积最大，最有利于石油聚集；3）有效的圈闭：圈闭形成早于或同时于油气区域性运移时间是有效的；圈闭离烃源岩区域越近越有效；油（气）水界面倾角rα（地层倾角）有效；4）必要的保存条件：在地壳运动弱、火山作用弱、水动力条件弱的环境下有利于油气藏的保存。5、油气运移的动力及模式？答：1）初次运移动力：压实作用、欠压实作用、蒙脱石脱水、有机质的生烃作用、流体热增压、渗析作用、其它作用（构造应力，毛细管力，碳酸盐岩的固结和重结晶作用，扩散作用等）。2）初次运移模式：①未熟—低熟阶段正常压实排烃模式（条件：埋深不大，油气数量少，孔隙水多，渗透率高；相态：游离相+水溶相；动力：压实作用；途径：源岩孔隙；②成熟—过成熟阶段异常压力排烃模式（条件：埋深大，油气数量多，孔隙水少,物性差；相态：游离态为主，部分呈水溶相或互溶相；动力：欠压实作用等；途径：孔隙和微裂缝。）③轻烃扩散辅助运移模式（条件：气态烃，具较强的扩散能力；相态：游离分子；动力：浓度差扩散；途径：源岩孔隙；）。3）二次运移动力：浮力、毛细管力、水动力、构造运动力等；4）二次运移模式（条件：孔隙大、渗透率高、阻力小、水多、温度、压力、盐度低；相态：游离相、气可呈水溶相；动力：浮力-水动力-毛细管力-构造力等；通道：孔隙、裂缝、不整合面及断层；方向：沿阻力小的方向，由凹陷向隆起，中心向边缘；距离：可长可短，陆相50~80km）。6、简述油层对比依据和步骤？答：油层对比是在一个油田范围内，以油层为研究对象，在区域地层对比已确定的含油层系内部进行的分层对比工作。即在一个油田内含油层段的对比。对比依据：主要包括标准层、岩性组合和沉积旋回；对比步骤：1）选择标准井，建立油田综合柱状图；2）建立对比剖面,确定水平对比基线；3）井间对比，多井闭合（①利用标准层划分油层组、②利用沉积旋回对比砂层组、③利用岩性和厚度比例对比单油层、④连接对比线，进行多井闭合、⑤对比过程中的地质分析和动态验证）；4）形成成果图表；7、试述油气生成的外在条件？答：1）大地构造条件：①发生过持续下沉的盆地利于有机质的堆积和保存；②沉积盆地的分割性对有机质的堆积与保存有利；③板块的边缘活动带、板块内部的裂谷、坳陷以及造山带的前陆盆地、山间盆地等大地构造单元有利；2）岩相古地理条件：①浅海区及三角洲、海湾及泻湖区对有机质的堆积与保存最有利；②深水、半深水湖泊是陆相生油岩发育区域；3）气候条件：温暖潮湿的气候、日照时间长，能增加生物的繁殖力。4）物理化学条件：①温度与时间：温度是最有效、最持久的作用因素，温度的不足可用延长反应时间来弥补。②细菌活动：在还原条件下，厌氧细菌对有机质进行分解，使碳、氢，特别是氢富集起来。③催化作用：催化剂包括粘土矿物和有机酵母等，可以加速反应进程；④放射性：放射性作用是促使有机质向油气转化的能源之一；⑤压力：高压对于使体积增大的裂解反应是不利的，它可以在一定程度上阻止液态烃裂解为气态烃。8、油气生成有哪几个阶段？各阶段有何特征（反应条件、反应性质及主要产物）？答：油气生成过程经历了生物化学生气阶段，热催化生油气阶段，热裂解生凝析气阶段，深部高温生气阶段等4个阶段。其中：31）生物化学生气阶段：反应条件（H：0~1500m，T：10~60℃，Ro0.5,相当于碳化作用的泥炭—褐煤阶段）。反应性质（主要能量以细菌活动为主，厌氧细菌非常活跃，生物化学降解为主）。主要产物（少量烃类及挥发气体（甲烷为主）+干酪根+未熟或低熟油）；2）热催化生油气阶段：反应条件（H：1500~2500m，T：60℃~180℃，Ro：0.5~1.0,进入后生作用阶段，相当于长焰煤—焦煤阶段）。反应性质（有机质转化最活跃的因素是热催化作用，催化剂为粘土矿物）。主要产物（湿气、大量石油及残余的干酪根）；3）热裂解生凝析气阶段：反应条件（H：3500~4000m，T：180℃~250℃，Ro：1.0~2.0,进入后生成岩阶段后期，相当于碳化作用的瘦煤—贫煤阶段）。反应性质（石油热烈解、热焦化）；主要产物（凝析气、湿气、干酪根残渣）；4）深部高温生气阶段：反应条件（H6000~7000m时，T250℃,Ro2.0,进入变生作用阶段，相当于半无烟-无烟煤高度碳化阶段）；反应性质（热变质）；主要产物（干气、碳沥青或次石墨）；其中，有机质大量转化形成石油的最低温度称为门限温度。9、何谓异常地层压力？异常压力形成的原因主要有哪些？答：地层压力偏离静水压力的现象，地层压力静水压力为高压异常，地层压力静水压力为低压异常。产生的原因主要包括：①流体热增压作用；②剥蚀作用；③断裂与岩性封闭作用；④刺穿作用；⑤气、油、水的密度差引起的浮力作用；⑥粘土矿物成岩演化等；10、地下构造图在油气田开发中的作用？答：构造图是用等高线表示地下某地层的顶面（或底面）的起伏形态的图件。等高线是指制图地层层面上相同海拔高度诸点的连线。一般选择标准层顶底面制图。构造图在勘探开发阶段用途广泛：1）指导探井部署；2）掌握构造形态，确定油气田范围：了解圈闭面积、高度、分布、类型等；3）圈定含油含气面积：一般在构造图上要画出油水边界、油气边界、气水边界，从而圈定含油、含气面积，为计算地质储量提供参数。4）预计新井完钻深度：根据已知探井，知道作图层面距油层距离，用地形地质图（井口海拔）和构造图（井下海拔）可预测构造上任一一点钻穿油层的深度。5）此外，还可以研究油水、油气、气水界面与构造的关系及构造发展史等。11、简述无机成因和有机成因假说的观点和证据？答：1）无机成油学说基本观点：认为石油是在地壳深处形成的，后来沿着深大断裂渗透到地壳上部；或者在天体形成时形成，当地壳冷凝时以“烃雨”的形式降落下来，后聚集成油气藏。即石油是在高温、高压条件下形成的，为非生物成因产物。主要证据：①在实验室，用无机C、H元素合成了烃类；②在岩浆岩内曾发现过石油、沥青；③在宇宙其它星球大气层中也发现有碳氢化合物存在；④在陨石中发现有碳氢化合物及氨基酸等多达100多种；⑤认为用有机观点对世界上有些大的沥青矿（如加拿大的阿萨巴斯卡沥青矿，储量达856亿吨以上）不能作出令人满意的解释。2）有机成油学说基本观点：石油、天然气由地质时期中生物遗体在适宜条件下生成的。主要证据：①环境：世界已发现的油气田99.9%都在沉积岩中，只有极少数分布在岩浆岩和变质岩中，且这少数石油也被证明是从沉积岩中运移而来的，而与沉积岩无关的地盾和巨大结晶岩突起发育区，至今未找到油气聚集。②分布：石油在地层时代的分布上与煤、油页岩及有机质的分布状况相吻合的，4表明它们在成因上是有联系的。③组成：虽然世界上的石油没有成份完全相同的，但所有石油的元素组成和化合物组成是相近的或相似的，说明它们的成因可能大致相同。④条件：大量油田测试结果可知，油层温度很少超过100℃，有些深部油层温度可以高达141℃，而当T超过250℃时，烃类就会发生急剧而彻底的裂解，生成石墨及H2，说明石油不可能在高温下形成。⑤时间：从目前发现的油气藏分析看，石油生成、聚集成藏不需很长的时间，大约需不到一百万年。⑥标志：石油中含的卟啉化合物，异戊间二烯型化合物，甾醇类，石油的旋光性都证明石油是在低温下，由生物有机质生成的。⑦实验：石油地质工作者对近代沉积的研究成果表明，在近代沉积中确实存在着油气生成过程，且至今还在进行着，生成的数量也很可观。并且，在实验条件下，用有机质进行地下条件模拟，转化出了烃类，这为有机成因学说提供了有力的科学依据。12、请指出图中所标示数字代表的油气藏类型和标示字母所代表的油气藏形成基本要素。1：砂岩透镜体油藏2：地层超覆油藏3：背斜油藏4：地层不整合遮挡油藏5：岩性刺穿油藏6：断层油藏7：岩性尖灭油藏A：生油层B：储集层C：盖层5其它作业13、简述井下断层识别依据？答：井下断层的识别依据包括：①井下地层的重复与缺失；②单井短距离内同层厚度突变；③近距离内标准层海拔高程相差悬殊；④井间石油性质的变异；⑤井间折算压力差异；⑥单井地层倾角的突变；14、地质剖面图的绘制方法及其在油气田开发中的作用？答：气田地质剖面图是从某一方向切开油气田构造的垂直剖面图。垂直构造轴线的为构造横剖面图，平行构造轴线的为构造纵剖面图。主要反映构造、地层、油气水成分及性质分布。1)绘制方法：①作剖面线，并标出海拔零线；②标注井位点；③标绘井身：校正后的井身、地层界线、断点等；④地层界面及断点连线；⑤注明各项图件要素，包括图名、比例尺、剖面方向、制图日期、制图单位和制图人等。2）根据侧重点不同，地质剖面图可分为构造剖面图、油藏剖面图、储层剖面图：①构造剖面图可以反映油气田的地下构造，也就是地层产状的变化、接触关系及断裂情况