石油工程双语版课件03石油勘探

Chapter3PetroleumProspecting

(石油探勘)地表观测(Surfaceobservation)

－byobservationonearthsurface地质探勘(Geologicalexploration)

－downwardprojectionofgeologicinformation地球化学探勘(Geochemicalexploration)--tracinghydrocarbonsinsoilandwater地物理探勘(Geophysicalexploration)

－physicalmeasurementsofgravity,magneticandseismicofsubsurface地表观测(SurfaceObservation)

野外(或现场)之勘查－地表之实地观察

seeps(plate13-1,13-2,andfig.13-1)地表观测--Seeps

地表观测--Seeps

探勘法化学Chemistry地质Geology物理Physics地球化学Geochemistry地球物理Geophysics地球化学探勘GeochemicalProspecting地质探勘GeologicalProspecting地球物理探勘GeophysicalProspecting目的理论地物应用地物－研究地下地质、构造、岩石特性……等－寻找矿物、石油及其他地下资源－获得工程地质及地质工程资料(作为建筑设计大型建筑之用)－其他地质探勘地质探勘

→寻找石油;寻找矿石或矿物利用地表岩石露头或井孔的岩石之观测而推测分折其地下附近之构造、组成及历史等(plate13-3)。利用钻井的地层资料研判储油层位置(fig.13-2)。利用钻井的地层资料研究井与井之间的地层对比及连续性(fig13-3;13-4;13-5;13-6;13-7)。地质探勘—利用地表岩石露头或井孔的岩石之观测而推测分折其地下附近之构造、组成及历史等(plate13-3)。地质探勘—

利用钻井的地层资料研判储油层位置(fig.13-2)。

地质探勘--利用钻井的地层资料研究井与井之间的地层对比及连续性(fig13-3)。

地质探勘--利用钻井的地层资料研究井与井之间的地层对比及连续性(fig13-4)。

地质探勘--利用钻井的地层资料研究井与井之间的地层对比及连续性(fig13-5)。

地质探勘--利用钻井的地层资料研究井与井之间的地层对比及连续性(fig13-6)。

地质探勘--利用钻井的地层资料研究井与井之间的地层对比及连续性(fig13-7)。

地球化学探勘

–toidentifythesourcerockTracesofhydrocarbonsinsoilandwaterareoftengoodindicationsoftheproximityofapetroleumtrap(fig.13-8).--microseeps--hydrocarbonhalo--sniffers--Vitrenitereflectance地球化学探勘

–toidentifythesourcerockPlayandTrend-1Aplayisacombinationoftrap,reservoirrock,andsealthathasbeenshownbypreviousdiscoveredfieldstocontaincommercialpetroleumdepositsinanarea.PlayandTrend-2Atrendorfairwayistheareaalongwhichtheplayhasbeenproven,andmorefieldcouldbefound.(fig13-9).PlayandTrend-3Aprospectistheexactlocationwherethegeologicalandeconomicconditionsarefavorablefordrillinganexploratorywell.PlayandTrend-4Therearefourmajorgeologicalfactorsinthesuccessofaparticularprospect.(1)Theremusthavebeenasourcerockthatgeneratedpetroleum.(2)Theremusthavebeenasourcerocktoholdthepetroleum.(3)Theremustbeatrap.Thisincludesareservoirrockconfigurationthathasfour-sidedclosure,asealonthereservoirrock,andnobreachofthetrap.(4)Thetimingmustberight.Thetraphadtobeinpositionbeforethepetroleummigratedthearea.

PlayandTrend-5Aneconomicanalysisoftheprospectshouldincludereservesandriskcalculations.地球物理探勘由地球物理探勘可获得所需的地质资料而研判矿物或石油所在地地质资料之获得可经由

(a)利用物理原理及仪器，获得地下构造、地下岩石物理特性…等资料

(b)制作地下地质图及构造图…等，而研究矿物及石油之所在地球物理探勘主要是利用震波、重力、磁力等物理现象推测分析地下之构造及特性。

*震波测勘反射－最常用之石油探勘；精测折射－粗测之方法

*重力测勘－测基盘的形貌

*磁力测勘－观测对磁性有反应之地层地球物理探勘法主要方法：(a)重力测勘(或重力法)－Gravitymethod(b)磁力测勘(或磁力法)－Magneticmethod(c)震波测勘(或震波法)－Seismicmethod其他方法：(a)电测测勘(或电测法)－Electricalmethod(b)放射性测勘(或放射性法)－Radioactivemethod(c)井测测勘(或井测法)－Welllogging重力测勘(或重力法)

(GravityMethod)

量测原理：万有引力及重力加速度m1m2在地球上重力量测仪器

(1)Thegravitypendulum(重力单摆)

－单摆原理(缺点：耗时)(2)Thegravimeter(重力计)

－Hock’slaw,弹簧

(3)TheHoytgravimeter(4)Theastatizedgravimeter

(3)TheHoytgravimeter(4)Theastatizedgravimeter→量测地表各测点之重力值或重力异常值重力资料解释：

－不同的岩石→不同的密度→不同的重力值(密度大的岩石→重力值大)

Anticline-structureSaltdome-structureHigherdensityrockGravitationalfieldLessdenserock重力资料解释：

－不同的岩石→不同的密度→不同的重力值(密度大的岩石→重力值大)

磁力测勘或磁力法

(magneticmethod)

原理：－地球磁场－地表磁场强度随测点地下及其邻

近岩石之磁性而变(a)反磁性-排斥磁场(b)带磁性-吸引磁场(c)强磁性-permeability随磁场而改变B=μHFlux=perm×fieldstrength

(导磁性或透磁性)仪器：磁力仪1947Northmagneticpole73oN100oW1945Southmagneticpole68oS146oEN资料解释

－地表各测点磁场强度不同之原因是测点以下之下列特性不同(1)thepermeability(导磁性)；(2)themagnetization(磁化)－火成岩及变质岩中的磁铁(magnetite)较多(或较通常);沉积岩中的磁铁较少换言之，火成岩及变质岩中磁化率(susceptibility),k,较大，沉积岩之k较小石油累积在沉积岩里－磁测资料解释较复杂，较难资料解释

磁力资料解释：

－不同的岩石→不同的磁性→不同的磁力值

震波测勘或震波法(SeismicMethod)震波测勘

--反射法(Seismicreflectionmethod)--折射法(Seismicrefractionmethod)震波测勘炸测陆上震波测勘炸测法

陆上震波测勘炸测震波测勘法的Geophone排列

海上震波测勘炸测

海上震波测勘炸测时震测船曳着Airgun及streammer

震波测勘之炸点底图

反射震波测勘

在地表，炸葯爆炸或机械撞击或其他震动

↓

产生震波或脉波

↓

传播至地下地层

↓

在不同物理特性的地层介面反射

↓

反射波返回地表而被记录(震测资料)↓

震波资料处理地层速度分析

↓

震测剖面

↓

震测资料解释地层构造－背斜(Anticliness)

－向斜(Syncliness)

－断层(Faults)

－尖灭(Pinchouts)

震源接收器震源反射法

震测之wiggletrace及剖面图

震测剖面图震测剖面图震测剖面图震测剖面图震测剖面分析及解释结果震测剖面图震测剖面原图震测剖面分析及解释结果SeismicProfile震波测勘折射法

震波TXXcrosXcrit在地表，炸葯爆炸或其他大震动

↓

产生震波

↓

传播至地下地层

↓

在不同物理特性的地层介面之高速层折射(或全反射)

↓

全反射波返回地表而被记录

↓

资料处理(作图)及解释(求地层之震波速度及地层厚度及倾斜角)

V0V1D1D2D3D4Z1Z2井测测勘(或井测法)－WellLogging常见之井测包括：(1)TheSpontaneous-Potential(SP)Logs自然电位(2)ConventionalResistivityLogs传统式电阻(3)Focusing-ElectrodeLogs集焦电极(4)InductionLogs感应式(5)MicroresistivityLogs微电阻(6)SonicLogs音波(7)FormationdensityLogs地层密度(8)NeutronLogs中子(9)GammaRayLogs伽玛射线(10)其他井下电测电测图地层学(Stratigraphy)研究地层(RockStrata)的

---来源(Origin)---组成(Composition)---分布(Distribution)及

---连续性(Succession)地层测试

(Stratigraphictest,orstratatest)－钻井取岩石样本以得到地质资料地层对比

(Stratigraphiccorrelation)井与井之间，以下特性之比对

--地层(Strata)--化石(fossils)---岩石硬度(Rockhardnessorsoftness)---电测资料(Electricdata)Itismucheasiertocorrelatewellsbecausethedatathatarecollectedbydrillers’logs,samplelogs,electricallogsenablethegeologiststopredictmorepreciselywheresimilarrockformationswilloccurineachcaseSubsurfacecorrelationItisbasedprimarilyon

－stratigraphiccontinuity,or

－thefactthatformationsmaintainthesamethicknessfromonewelltoanother.Anychangeinthicknesscanbeageologicindicatorof

－achangeintheconditionsthatformedthestrata,or

－maybeasignalofaneventthatcouldcausepetroleumtoaccumulate.StructureMapOilandgasdiscoveries

1842－Thepresenceofoilseeponanticlinecrestswasobserved1859－ThedrillingofthefamousDrakewellinPennsylvania1885－I.C.WhiteappliedgeologicalknowledgeinsearchofgasinPennsylvaniaandnearbystates.Late19tcentury－GeologistsearchedforoilinEastIndiansandMexico1897－GeologicaldepartmentswereestablishedbysomeU.S.oilcompanies,－Manyofsubsequentdiscoveriesinthemidcontinent,GulfCoast,California,andelsewhereweremadewiththeapplicationofgeologytotheproblemoffindingpetroleumreservoir.

GravitymeasurementsSeismicrefractionSeismicreflection1915&1916ThetorsionbalancewasemployedtodetailthestructureinaoilfieldatEgbell,nowinCzechoslovakia(捷克斯洛伐克，欧洲中部)1919Ludger

MintropappliedforaGermanpatentonlocatingandmeasuringdepthtosubsurfacefeaturesbyrefraction.1919~1921TheearliestexperimentswiththeseismicreflectionmethodwerecarriedoutbyJ.C.KarcherincentralOklahoma.1917SchweidardetailedaknownsaltdomeatHanigseninGermanywithatorsionbalanceandthepredictedstructurewasconfirmedbysubsequentdrilling1923TheearliestworkwasinMexico,butlaterintheyeararefractionsurveywasunder