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石油地质及采油生产基础知识2019.03一、岩石基本类型二、构造基本概念三、油气生成四、油气运移五、油气成藏六、油气勘探七、油气开发目录地球上常见的岩石有三大类：沉积岩火成岩变质岩沉积岩是由风、水运动将碎石、尘土带到地表低洼处经过压实成岩作用形成的，分为碎屑岩（砂岩、泥岩、油页岩、砾岩）、碳酸盐岩两大类。清澈海洋的岸边、浅海沉积碳酸盐岩沙质海岸砂岩、泥岩、油页岩、砾岩冲积平原滨浅湖半深湖、深湖扇三角洲或水下扇辫状河三角洲轴向三角洲浅水碎屑滩坝，，生物碎屑滩浊流沉积生油中心砂岩孔隙度大、渗透率高的好储层1mm1cm溶蚀缝中含油岩性致密，生油和盖层储油砂砾岩页岩泥岩碎屑岩的几种基本类型溶缝中储油碳酸盐岩即我们常说的灰岩和白云岩可以生油，可以储油，存储油气的空间差别很大，也可以作为盖层白云石晶间溶孔火成岩由火山活动形成包括：•侵入岩•喷发岩侵入岩(岩墙)喷发的玄武岩不能生成油气少部分可以储存油气可作为盖层五大连池北京十三陵变质岩：原有的岩石由于温度、压力及化学活动性流体的作用，发生变化形成的新的岩石，如大理石。不能生油，极少部分可储存油气，可作为盖层存在。泰山黄山一、岩石基本类型二、构造基本概念三、油气生成四、油气运移五、油气成藏六、油气勘探七、油气开发目录使在盆地水中沉积的岩石会出露地表造成：“海枯石烂”、“海陆变迁”盆地变山川板块运动使盆地、岩层产生剧烈形变断层活动造成地表塌陷、岩层破碎褶皱活动使水平岩层折弯断裂和褶皱活动使水平岩层直立总之，地壳运动使地下、盆地内的岩层破裂、变形，演变成非常复杂的地层构造。经过数亿年的地质演变(人类已知的演变)，中国大地上形成了数百个沉积盆地，但是具有石油形成和分布的盆地有40多个油田531个，气田185个盆地即地壳构造中的一个面积广大的统一沉降区，其面积大小差别很大，如我国塔里木盆地面积可达55.7万平方公里，而合肥盆地2.3万平方公里。盆地若想含油气必须是一个较长时期的深水环境，有较厚的沉积岩发育，利于生油。盆地内部是高低不平的，可分为隆起、坳陷和斜坡三部分。济阳及滩海地区勘探开发形势图滩海东营凹陷沾化凹陷车镇凹陷惠民凹陷同样，坳陷内部也是高低不平的，可分为凸起、凹陷和斜坡三部分。断层沟通油源和储层，起到输导体系的作用；背斜是有利的油气聚集区。陡坡带中央背斜带洼陷带缓坡带洼陷带一、岩石基本类型二、构造基本概念三、油气生成四、油气运移五、油气成藏六、油气勘探七、油气开发目录油气生成现代的生油理论认为，生物体中的有机质先要转化成一种特殊的有机质—“干酪根”，再由干酪根转化成石油。这种转化要在一定的物理化学条件下才能实现，这个条件主要是地下温度。除了温度的因素以外，还与埋藏的时间长短有关，温度和时间两个因素可以互补。两种情况对干酪根转化成油的效果都是一样的。可见，生成石油的地质条件是综合性的，它既需要使得沉积物能具有缺氧的“还原环境”，又需要有相应的地层温度的作用等多方面因素的配合，才能有效地生成石油。有机成因油气理论梗概油气有机成因理论认为油气是古代甚至现代的有机物质生成的。根据有机物质生存环境和性质海相生油理论陆相生油理论一、岩石基本类型二、构造基本概念三、油气生成四、油气运移五、油气成藏六、油气勘探七、油气开发目录油气运移大家都知道，一般的固体矿藏，如铁矿或煤矿，它们在哪里形成，就可以在哪里找到，唯有石油和天然气与众不同。因为油气在地下是可以流动的。通常所说的油气运移都是指的从分散到集中的运移，包括初次运移和二次运移。初次运移是指生成的石油从生油层向邻近有孔隙、溶洞或裂缝的地层中的运移，这种地层称为“运载层”。二次运移是石油在运载层中的运移后在能够阻挡运移的地方停止下来聚集成为油藏。运移的方向一般是定向的。一、岩石基本类型二、构造基本概念三、油气生成四、油气运移五、油气成藏六、油气勘探七、油气开发目录在地下，凡是能阻止油气运移并将分散的油气富集起来的地质构造就叫做地质圈闭，也简称圈闭。它就好象是一个地下的储油仓库，能把油气集中储藏起来。石油是储存在岩石的孔隙、洞穴和裂缝之中。我们经常可以听到“油湖”和“油海”的说法，容易使人联想到石油就象湖泊和海洋一样在地下分布着，甚至有人担心，深怕我国边境油田的石油会流到外国去。其实，这是夸张的比喻带给人们的错觉，实际情况并不是这样。圈闭0.1mm发亮黄绿色荧光的为油溶蚀孔中含油宏观上地下油气藏有很多种形态和类型：•背斜油气藏•断块油气藏•不整合油气藏•岩性油气藏背斜油气藏油藏即富集油气的圈闭断块油气藏•国外(如中东地区)•一个背斜的面积可达•几百或几千km2•国内的背斜油气藏少•而且面积小，多为几•到1km2以下。储层上倾方向尖灭油气藏塑性岩石上窿形成一系列油气藏美国墨西哥湾常见中国始终没有发现地层不整合油气藏美国阿拉斯加发现一个巨型的地层不整合油藏而中国没有发现大油田岩性油气藏油藏规模小常规方法很难发现我国这类油藏很多油气参数地质储量=面积╳厚度╳孔隙度╳饱和度╳体积系数SH油藏和油田的概念油藏——具有独立油水系统，富集了油气的圈闭。油田——地下能够生成石油、储藏石油、保护石油的一个复杂的“地质体”。人们经常从新闻媒介中看到或听到“大庆油田”、“胜利油田”、“辽河油田”等名字，这里所称的“油田”，都指的是一个石油企业。其确切称呼是“xx油田有限公司”或“xx油田分公司”。一、岩石基本类型二、构造基本概念三、油气生成四、油气运移五、油气成藏六、油气勘探七、油气开发目录勘探步骤区域勘探圈闭勘探评价勘探区域勘探对整个盆地、坳陷进行地质调查，看其是否具备含油气远景，以战略选区为主。勘探方法在野外露头研究基础上，进行重力、磁法、电法和化探等。区域地质勘探各种岩石密度(质量)是不同，根据万有引力定律，其引力也不相同。椐此研究出重力测量仪器，测量地面上各个部位的地球引力(即重力)，排除区域性引力(重力场)的影响，就可得出局部的重力差值，发现异常区，以此来研究地下地质结构，称做重力勘探。各种岩石磁性是不同的，测定地面上各部位的磁力强弱，以研究地下岩石分布和地质构造，称做磁力勘探。区域地质勘探利用岩石电阻率不同，在地面测量地下不同深度地层介质电性差异，用以研究各层地质构造的方法，叫电法勘探。大多数油气藏的上方都存在着烃类扩散的特点，用化学的方法寻找这类异常区，从而发现油气田，就是油气地球化学勘探。圈闭勘探在区域勘探发现显示好的地区，选取局部圈闭进行钻探，看其是否有油气。勘探方法二维地震和钻井地震勘探是是由人工制造强烈的震动(一般是在地下不深处的爆炸)所引起的弹性波在岩石中传播时，当遇着岩层的分界面，便产生反射波或折射波，在它返回地面时用高度灵敏的仪器记录下来，根据波的传播路线和时间，确定发生反射波或折射波的岩层界面的埋藏深度和形状，认识地下地质构造，以寻找油气圈闭。二维地震一般是每隔1公里或更远作一条单方向的几公里或十几公里的地震数据采集，其以发现大的圈闭为主。东营凹陷陈家庄凸起沾化凹陷埕子口凸起广饶凸起鲁西隆起牛头镇洼陷616.0剖面（37.825－200.250，162.4km）评价勘探在发现油气的地方打井，以获取油气为目的。勘探方法目前随着油气勘探程度的提高，一些大的构造已经钻探完毕，下步的评价勘探钻探目标主要集中在面积小、埋藏深、不易找到的隐蔽油气藏。因此，需要更精细的勘探方法，目前主要使用的是三维地震。三维地震在两个方向上（南北和东西）的采集，形成一个区域面上的数据体，同时其每条线的距离一般为25米，数据采样点的增多使其能更精细的反应地下地质情况。河道河道河道河道陈家庄地区馆上段—明化镇组河道砂透视图河道地震响应特征三维解释找河道陈家庄地区河道砂体空间展布图技术关键：依据河道砂体的地震响应特征，通过水平切片、地层切片、透视技术、种子点追踪等三维可视化解释技术描述河道。河道宽十几米-上百米常规剖面在3000m上下可识别厚度10m左右的砂体，测井约束反演剖面可分辨厚度大于5m的砂体，描述岩性体的大小为0.2-13km2。岩性体钻遇成功率在误差范围内可90%。深度误差在0.3%，厚度误差0.1%。钻遇油层成功率在87%，试油成功率为81%。砂体厚度12米砂体厚度5.5米描述精度一、岩石基本类型二、构造基本概念三、油气生成四、油气运移五、油气成藏六、油气勘探七、油气开发目录要使油气采集到地面需要三个大的步骤：钻井测井、固井和射孔开采钻井钻井技术是石油工业发展水平的重要标志,是石油勘探、开发的主要手段。油气田勘探阶段要钻探井，用于获取地质资料认识和评价油气状况，落实储量等；油气田开发阶段要钻各种开发井，用于石油与天然气的开采。一、钻井设备—钻机转盘旋转钻机示意图整个钻井设备按功能可分为四个部分：(1)旋转系统，包括水龙头、方钻杆、转盘、钻杆、钻铤、钻头等；(2)吊升系统，包括天车、游动滑车、大钩、和绞车等；(3)循环系统，包括泥浆池、泥浆泵、除砂器、泥浆振动筛等；(4)动力系统，包括动力机及相应的传动装置等。二、井型的选择定向井、丛式井、水平井三、钻井过程一口井从开始到完成，大致要经历钻前准备、钻进、固井等工序。陆上钻井架用于陆上钻井自升式钻井平台用于水深15ft到+/-350ft情况的钻井内陆驳船钻井架用于水深8ft到30ft情况的钻井钻井船半潜式钻井平台钻井船和半潜式钻井平台用于水深100ft到5000+ft情况的钻井1、钻前准备定井位：根据地质或生产的需要确定井底位置；修公路：便于将各种设备与物资运入井场；平井场：用于钻井施工场地；打基础：保证钻机设备在打井过程中不会下陷或歪斜，大型基础用混凝土浇灌；钻机安装：立井架、安装钻井设备、泥浆泵，安放或挖掘泥浆池等。2、钻进钻机钻进时需要足够的压力将钻头压到井底岩石上，使钻头的刃吃入岩石中。钻头上连接着钻杆，钻杆带动钻头旋转以破碎岩石，井就会逐渐加深。加到钻头上的压力叫钻压，随着井深不断加深，钻杆的长度也逐渐增加，其重量也逐渐加大，当其超过所需钻压时，必须将大于钻压的那部分钻杆的重量吊悬起来。因此，钻进过程中司钻应适时地控制钻压，保持均匀钻进。3、录井录井技术是油气勘探开发活动中最基本的技术,是发现、评估油气藏最及时、最直接的手段，具有获取地下信息及时、多样，分析解释快捷的特点。主要包括工程录井、地质录井、气测录井、定量荧光录井、地化录井、核磁共振录井、热解气相色谱录井，现场化验录井、岩屑成像录井等系列技术。4、矿场地球物理测井地球物理测井是通过一系列地球物理测试（如电、磁、放射性、核磁共振等）获取地层信息，认识储层岩性、物性（孔隙度和渗透率等）、油气水分布规律，为勘探新区的油气层识别、储量计算以及为已探明油田的开发设计、开发调整提供必要的参数。测井是油气勘探开发不可缺少的工序，是认识地下、识别油气层的重要手段。6、固井固井是钻井工程中一道重要工序，其根本目的主要是：加固井壁（防止浅处井壁坍塌）和隔离油、气、水层（防止开采时层间干扰）固井的方法是：将套管下入井中，然后在井眼和套管间的环形空间内灌注水泥进行封固6、固井通常一口井从开始到完成，常需下入多层套管，进行多次固井，其目的为：第一层为表层套管，用以封住这一井段的粘土层、流砂层、砾石层、水层等；第二层为技术套管，用以封固易塌层和高压水层等；第三层为油层套管，为今后试油及油气生产创造条件。井身结构示意图7、完井完井，即井的完成，是油气井生产前的最后一道工序。油气井完井方法主要指油气层与井底的连通方式、井底结构与完井工艺。根据油藏性质的不同，可以采用裸眼、射孔、筛管、砾石充填等完井方法。完井方法的选择应尽量满足：使油气层与井筒有效地连通起来，尽量减小油气的流动阻力；妥善地封隔油、气、水层，防止各层之间互相干扰；克服井壁坍塌和油层出砂的影响，保证油气井长期稳定生产；能为今后井下作业（修井、压裂、酸化等）提供方便；工艺简便、完井速度快、成本低。钻井是发现油气田的最终手段一般钻井深2000至3000多米。才能打到油层。由于各种需要，钻井不一定都是人们想象的直井，还有斜井、水平井或丛式井等。海上也可以通过建造海上平台钻井。海洋钻井平台丛式井可以钻开多个油气层、油