石油地质综合大作业2015最终

石油地质综合大作业高先志吴欣松李潍莲中国石油大学（北京）地球科学学院201521前言石油地质综合大作业是地质工程专业本科生培养计划中的一个重要的必修环节。它是在学习完专业基础课和专业课的基础上，通过资料的阅读整理、地质图件的编制及综合分析，使学生学会运用地质图件来表达地质认识，以培养学生独立分析和解决石油地质问题、自己动手编制相关图件的能力而开设的一门综合性实践课程。通过该课程的学习，学生能够达到以下基本要求1加深对石油地质与勘探理论与方法的理解，了解石油地质综合研究思路和方法；2能够有目的、有选择地利用各种资料开展石油地质问题专题研究和综合研究，锻炼分析问题和解决问题的综合能力。3能够自己动手绘制一些基本石油地质及勘探图件。本课程时间3个星期，包括三个方面第一部分烃源岩评价（1周）第二部分油气成藏分析（1周）第三部分圈闭评价与探井设计（1周）本练习册，由高先志、吴欣松、李潍莲编写。其中，第一部分由高先志编写；第二部分由李潍莲编写；第三部分由吴欣松编写。2目录第一部分烃源岩评价3一、目的和内容3二、烃源岩地球化学评价图件编制3三、烃源岩演化历史模拟5四、烃源岩综合分析和评价6第二部分油气成藏分析15一、目的和内容15二、原油性质分析15三、油气运聚方向分析22四、油气成藏期次分析27第三部分圈闭评价与探井地质设计30一、圈闭发育史分析30二、圈闭地质综合评价32三、探井地质设计413第一部分烃源岩评价一、目的和内容烃源岩是油气藏形成必不缺少的地质条件之一。一个盆地中有无烃源岩以及其质量的好坏决定盆地的勘探潜力。一个盆地烃源岩的演化程度和生烃历史影响着盆地油气藏的烃类性质和成藏时期。因此烃源岩的评价是石油地质学中的重要内容之一。本部分训练三个方面的内容1、烃源岩地球化学评价图件的编制；2、烃源岩成熟史单井模拟；3、烃源岩综合评价，编写研究报告。二、烃源岩地球化学评价图件编制1、地层中有机质丰度具有明显的非均质性，根据表11有机质丰度数据，投散点图，确定潜在烃源岩的深度/层位。表11某区泥岩有机质丰度分析结果井号深度（M）层位TOC）井号深度（M）层位TOC）港深1935198ES1中053港深37414075ES1下186港深1935206ES1中025港深39385378ES1下018港深19352203ES1中091港深39396653ES1下068港深19352655ES1中054港深39397305ES1下031港深193529ES1中081港深39397334ES1下038港深19353076ES1中119港深39397399ES1下018港深19379736ES1下209港深39397575ES1下171港深19379989ES1下159港深39416808ES1下028港深19381707ES1下05港深40410732ES1下034港深19381822ES1下043港深40411346ES1下053港深193924ES1下123港深40411476ES1下08港深323656ED3下049港深40411909ES1下074港深32365661ED3下135港深40419711ES1下046港深32365675ED3下049港深47405095ES1下19港深32396345ES1中098港深4740531ES1下09港深32396435ES1中076港深47405323ES1下132港深32396593ES1中195港深4740605ES1下201港深32396656ES1中156港深4740706ES1下059港深32396657ES1中14港深47413514ES1下136港深32415407ES1下028港深47416166ES1下265港深33411977ES1下401港深4836406ED3下03442、根据表12镜质体反射率测试数据，编制散点图，据确定生油门限深度。表12某区泥岩镜质体反射率测试数据表井号深度（M）RO（）井号深度（M）RO（）港8012108038港8013350060港8012320042港8013395062港8012511046港8013497067港8012534047港8013599072港8012618053港8013716072港8012880055港8013883074港8012950054港8013893077港8013024057港801399308港8013098055港8014089081港8013294058港80141610923、根据表13泥岩抽提物组成，绘制散点图，分析该区烃源岩成熟特征。表13某区泥岩氯仿抽提物及其组成特征井号井深MA饱和烃芳烃非烃沥青质港深40419711005549510491748738港深4740605027562516672208438港深47405095053565317352027468港深47405095068996222316515130港深47416166030554718232370286港深4740531040776311924053700港深47405310017509215832164554港深37414075016461916673238595港深67384288007592612822194228港深67392448011627513002075300港深69387953005632713721748332港深32396345015544012962500278港深33411977042354220743131900港深39412814011112342119254542港深393966530054340162328301472港深3939733400556439592505675港深4740525600322649113281805351港深1938170700332617211201693443港深6938795300494632713721748332港深333655890101597108656871150港深3341201803231122199315410375港深193519800634931746211326484、根据表14饱和烃色谱数据，绘制棒图，计算CPI，确定烃源岩成熟程度。表14某区泥岩氯仿抽提物饱和烃组成数据表48井55井108井饱和烃名称面积饱和烃名称面积饱和烃名称百分含量C13422528C13C14934311C14C151448678C15215C161664139C1669569C16266C171687995C17136980C17431C181821104C18305233C18724C191995734C19586233C19572C202185567C201000333C20582C212287605C211445314C21729C222282359C221668328C22815C232281035C231893271C23878C241933599C241720685C24674C251929610C251843956C25784C261415892C261606287C26620C271291688C271710078C27748C28994166C281441450C28565C29830723C291215462C29603C30548138C30743110C30336C31446313C31508315C31250C32251263C32284901C32071C33150633C33159800C33065C3489298C3489878C34031C3538686C3538777C35025三、烃源岩演化历史模拟某烃源岩底界为TR，烃源岩厚度500M，且厚度横向不变。地表平均温度取10,不同时期地温梯度见表16,地温梯度单位/100M。区域上存在2次较大规模的构造运动导致2次抬升剥蚀。抬升剥蚀时间和剥蚀量详见表17。工区内没有Q第四系沉积。某点的地震分层数据见表15。要求在制作单点埋藏史曲线的基础上，根据TTI计算原理和方法，计算不同时间烃源岩顶底的TTI，依此分析烃源岩的生烃历史。具体完成1）现今烃源岩处于何演化阶段2）何时开始大量生油（进入生油门限的时间）3）何时进入生油高峰时期表15某点的地震分层数据（单位M）6T2T2T3T5TR28904250515082009990表16某区古地温梯度OC/100M时期E12E3N1N2Q地温梯度35302752521表17某点经历的抬升剥蚀时期和剥蚀量抬升剥蚀时期5652MA50MA剥蚀量（M）6201100表18地震反射界面与地质年代和地质年龄对应表地层年代E12E3N1N21N22Q地质起始年龄（MA）65524052461228地震界面TRT5T3T2T2TO四、烃源岩综合分析和评价仔细阅读本讲义提供的柴达木盆地北缘的有关资料，并补充查阅相关的文献资料，依据烃源岩评价的内容和标准，对柴北缘烃源岩进行分析，按照科技期刊论文的格式，完成一篇约3000字的科技论文。文中应回答下列问题，并说明你的根据1、柴北缘主要烃源岩的层位；2、柴北缘烃源岩的演化程度和生油高峰期；3、柴北缘油气勘探的主要对象（油/气）；4、从烃源岩演化生烃史和构造圈闭主要形成期配置角度，分析柴北缘油气勘探潜力和油气藏保存破坏特点。（一）柴北缘位置和地层发育特征柴达木盆地不仅是中国西北地区一个重要的含油气盆地，同时也是青藏高原的一个重要组成部分。柴达木盆地面积约12105KM2，周缘被造山带所围。柴达木盆地分为北部块断带、西部坳陷区和东部坳陷区图10。柴北缘是侏罗系地层分布的主要地区。（二）柴北缘烃源岩特征柴北缘第三系基本上是一套氧化环境下的沉积物，其泥岩以红棕黄绿等颜色为主色调，暗色泥岩厚度薄而不连续，其中的有机碳含量较低达不到烃源岩的标准，属于非生油层系。7中生代柴北缘处于由潮湿逐渐向干燥气候转化的大环境中。早中侏罗世以潮湿气候为主，间有短时期的湿热干燥气候；晚侏罗世和白垩纪主要为干燥气候。在岩相上，中、下侏罗统以暗色泥岩、炭质泥岩与砂砾岩互层，是一套浅湖沼泽、半深湖深湖与河流相间互的沉积；上侏罗统和白垩系为棕红色为主，岩性较粗，为一套以冲积相为主的沉积。因此，从上述特征看，早、中侏罗世有利于形成烃源岩，晚侏罗世不利于形成烃源岩。1、烃源岩岩性及其有机质丰度和类型侏罗系烃源岩主要指成煤环境形成的下侏罗统上部小煤沟组和中侏罗统下部大煤沟组暗色泥页岩、炭质页岩和煤层。就露头和有限钻井资料统计成果看，小煤沟组烃源岩主要是深灰色黑色泥岩，而炭质泥页岩和煤层只在少数井见到煤层和劣质煤。有机碳、氯仿沥青A含量和热解氢指数是反映烃源岩有机质丰度的良好参数，表110展示了柴北侏罗系烃源岩样品有机质丰度的特征。深灰色泥岩有机碳含量在2左右，炭质页岩有机碳含量约在127，煤的有机碳含量在548，可能是样品成熟度较高的原因如生油高峰之下，氯仿沥青A含量较低，所以转化率等参数较低。AIA带ID带8B图10柴北缘构造位置和构造单元划分表19柴北缘中新生界地层及岩性T6地层界系统组岩性简述岩性剖面第四系中下更新统七个泉组狮子沟组上油砂山组下油砂山组上干柴沟组下干柴沟组路乐河组犬牙沟组红水沟组采石岭组大煤沟组小煤沟组白垩系侏罗系上统中统下统上新统中新统渐新统古始新统新生界第三系Q12N23N2N21N1J31J32J2J1E12KE3261235467312182179812432482618464196267104385314514558914834514051931509灰色砾、砂岩与、棕灰、土黄色泥岩互层，夹有灰质泥岩、碳质泥岩。灰、褐灰色砂泥岩互层为主，上部石膏、盐岩层增多，出现碳质泥页岩。盆地北部为棕色砂砾岩。黄、褐、棕黄、灰色灰泥岩云质泥粒屑灰岩、砂质泥岩与粉砂岩互层，夹有含砾砂岩。深灰、黑色夹层、绿色灰泥岩、云泥岩、粒屑碳酸盐岩与灰质云质泥页岩，夹有薄层粉砂岩。黑、深灰、灰色灰泥岩、云泥岩、灰质云泥岩与薄层粉砂岩互层，下部含有石膏、盐岩层和粒屑碳酸盐岩。上段灰、深灰色碳酸盐岩、蒸发岩与沿线岩互层夹粉砂岩条带，下段棕红、深灰色灰质、云质泥岩、泥灰岩、泥云岩与粉细砂岩互层，含石膏、盐岩团块和膏泥岩。棕红、灰、深灰色砂、泥岩互层，夹有灰质泥岩和石膏质泥岩。中、下部灰白、灰、棕红色砂岩和泥岩互层、含灰质结核和石膏晶体，上部紫红，灰黄色砂砾岩。浅棕红色泥质和蓝灰色砂质岩夹黄绿色或杂色泥质岩。紫红色砂砾岩，灰白、灰绿色砂质岩及紫红色泥质岩。灰、灰绿、灰黑色泥岩、炭质页岩和灰、灰白、黄灰色砂砾岩，夹煤层和菱铁矿层。杂色砂、砾岩和黑灰色砂质页岩和碳质页岩，夹菱铁矿层、油页岩层和煤层。T0T1T2T2T3T5TKTJTJTR喜山运动燕山运动地层界系统组岩性简述岩性剖面第四系中下更新统七个泉组狮子沟组上油砂山组下油砂山组上干柴沟组下干柴沟组路乐河组犬牙沟组红水沟组采石岭组大煤沟组小煤沟组白垩系侏罗系上统中统下统上新统中新统渐新统古始新统新生界第三系灰色砾、砂岩与、棕灰、土黄色泥岩互层，夹有灰质泥岩、碳质泥岩。灰、褐灰色砂泥岩互层为主，上部石膏、盐岩层增多，出现碳质泥页岩。盆地北部为棕色砂砾岩。黄、褐、棕黄、灰色灰泥岩云质泥粒屑灰岩、砂质泥岩与粉砂岩互层，夹有含砾砂岩。深灰、黑色夹层、绿色灰泥岩、云泥岩、粒屑碳酸盐岩与灰质云质泥页岩，夹有薄层粉砂岩。黑、深灰、灰色灰泥岩、云泥岩、灰质云泥岩与薄层粉砂岩互层，下部含有石膏、盐岩层和粒屑碳酸盐岩。上段灰、深灰色碳酸盐岩、蒸发岩与沿线岩互层夹粉砂岩条带，下段棕红、深灰色灰质、云质泥岩、泥灰岩、泥云岩与粉细砂岩互层，含石膏、盐岩团块和膏泥岩。棕红、灰、深灰色砂、泥岩互层，夹有灰质泥岩和石膏质泥岩。中、下部灰白、灰、棕红色砂岩和泥岩互层、含灰质结核和石膏晶体，上部紫红，灰黄色砂砾岩。浅棕红色泥质和蓝灰色砂质岩夹黄绿色或杂色泥质岩。紫红色砂砾岩，灰白、灰绿色砂质岩及紫红色泥质岩。灰、灰绿、灰黑色泥岩、炭质页岩和灰、灰白、黄灰色砂砾岩，夹煤层和菱铁矿层。杂色砂、砾岩和黑灰色砂质页岩和碳质页岩，夹菱铁矿层、油页岩层和煤层。喜山运动燕山运动9表110柴达木盆地北缘侏罗系部分生油岩样品有机质含量和组成数据氯仿沥青A族组成转化率采样地点岩性有机碳氯仿沥青A饱和烃芳烃非烃沥青质氯仿沥青/有机碳总烃/有机碳大煤沟1炭质页岩1531002163291113922792911014110022德令哈北1黑色泥岩1780011821792179256426281000436德令哈北2炭质泥岩850010609434623198124531250696塔托煤矿1炭质页岩986013171667245429305131340552秋吉煤矿深灰色泥岩186000453285365255519710540192花石沟1黑色泥岩1780051424691358197540740690264花石沟2灰色页岩12000047182475529562642235066塔托煤矿2深灰色泥岩1280004932961758252718680380192塔托煤矿3煤42411032618863386164315432441286大煤沟2煤281309244675549144925743290403花石沟3碳质页岩130100513384420410148801700137全吉剖面灰色泥岩0540022753765780651344200501全吉路线黑色泥岩25500484518534128748511900200潜深4井236602M炭质泥岩2971028382521198321539350960432石深25井127M深灰色泥岩145002297351155170646981580299石地28井461M黑色泥岩184005257821187162037712850561石地22井23合炭质泥岩909009728021519194139242380823马参1井灰色泥岩1280004121901679299324821460565石深8井304345M黑色泥岩2130125917332327155930205912400侏罗系暗色泥岩有机质类型以II1II2型为主，炭质泥页岩和煤有机质类型以II2III型为主图11，冷科1井小煤沟组有机岩石学资料反映了这种情况图12；此外，干酪根H/CO/C原子比值图图13也证实这个结论。01503045060750900501015020氧指数红山赛什腾鱼卡冷湖柴北暗色泥页岩氢指数柴北炭质泥岩01503045060750900501015020氧指数氢指数红山赛什腾鱼卡冷湖图11柴北侏罗系不同岩性烃源岩热解色谱特征2406型1型型2102030腐泥组壳质组镜质组惰质组频数百分含量（）图12冷科1井小煤沟组烃源岩干酪根类型分布图A有机岩石学组分B干酪根类型H/C原子/C原子比图13柴达木盆地侏罗系生油岩有机质原子比图型1型型2型02、侏罗系烃源岩热演化特征11根据冷科1井侏罗系烃源岩有机质热演化规律，认为侏罗系烃源岩可能在3000米左右进入生油门限，在3750米附近到达生油高峰，油窗下限约在4700米图14。目前井下采集的样品均在油窗之内，而且多数在生油高峰之下。由于冷科1井等主要分布在构造高部位，因此估计凹陷深处的样品已处于过成熟状态了。（参考表15，地震界面TR的埋深）1201020沥青A/有机碳（）0510总烃/有机碳（）012异丁烷/正丁烷0051甲烷/甲烷戊烷0510C2/C20051植烷/正十八烷图14柴达木盆地北缘侏罗系小煤沟组烃源岩有机质热演化综合剖面50045040035030025020001镜质体反射率05深度（米）生油门限生油高峰油窗下限051152012PR/PH0051PR/NC1750045040035030025020001RO05深度（米）深度（米）低成熟过成熟成熟由于柴北缘烃源岩涉及中侏罗统烃源岩（大煤沟组）和下侏罗统（小煤沟组），不同地区烃源岩的层位以及埋藏和受热历史不同，因此不同地区烃源岩热演化程度不同（见表111、图15）。受取样深度的限制，上述特征只反映了浅部的演化程度。13表111柴北缘烃源岩有机质成熟度参数层位剖面名称RO范围平均值层位剖面名称RO范围平均值石地10井077083080/2潜深4井052142087/7石地20井079079/1潜深6井121121/1石地22井051065058/6新高泉063090082/4石地23井062062/1结绿素06214101/2石地28井031079059/4鱼28井056071065/4石深1井063063/1鱼卡煤矿061066063/6石深3井055055/2圆顶山053089063/31石深7井063063/2大煤沟030128063/18石深18井062062/1羊肠子沟054115085/2石深25井094099096/2后海子湖085148117/2深75井071071/1绿草山032088060/10深85井083165104/7大羊头2172182175/2冷科1井048137088/57红山参1井061069065/2仙3井067069068/2红山煤矿135153144/2J1大煤沟019106044/26J2石深3井5006007008009001000110012001300140015000051RO深度石深75井20502100215022002250230023502400005115RO深度石深85井27932993319333933593379339930051152RO深度石地22井351451551651751851951105111510051RO深度冷科1井34003600380040004200440046004800500052005400005115RO深度图15柴北缘下侏罗统烃源岩演化程度单井剖面图16为数值模拟中侏罗统顶面镜质体反射率的平面等值线图。从中可见，冷湖构造带及其以北地区，烃源岩已处于成熟演化阶段，局部处于低成熟阶段；而其南部地区则主体已经进入高成熟演化阶段。据此推测，侏罗系底面烃源岩的演化程度会更高。大部分地区处于过成熟阶段。14图16柴北缘烃源岩现今演化程度平面变化图3、生烃高峰发生的时期侏罗系烃源岩在中生代末是否发生过大量生烃过程是评价柴北缘油气成藏条件的一个很重要的问题。因为燕山晚期柴北缘发生了比较强烈的构造活动，此时如果侏罗系烃源岩已经大量生烃，则所生油气必将遭到严重的破坏；如果中生代末侏罗系烃源岩没有发生生烃过程或成熟度较低，后来接受新生界地层沉积的过程中才开始大量生烃或再次发生生烃（二次生烃），则意味着柴北缘具有良好的油气勘探潜力。可见中生代末，侏罗系烃源岩的演化程度很重要。图17为柴北缘中、下侏罗统烃源岩在平面上进入生烃高峰时期变化图。图17柴北缘侏罗系烃源岩进入生烃高峰时期平面变化图（单位距今年龄MA）15（三）柴北缘圈闭主要形成期圈闭演化历史受盆地构造演化历史的控制。柴达木盆地中新生代构造演化具有持续性和阶段性特点，存在相对强烈期和相对平静期。表现在沉降幅度、压缩强度和断层形成数量的不同。图18表示的是柴北缘西段主干测线不同时期的相对压缩量变化图，从中可见，自新生代以来，柴北缘存在2个压缩突变期，即E32和N23Q；其中，N23Q时期的压缩量最大，可占总压缩量的一半。（注压缩量是根据地质演化平衡剖面为基础，以E12沉积前的地震剖面长度作为起始长度，得出每条测线在不同构造演化时期的挤压应变量）。从断层发育时期看，上述两个时期，也是柴北缘地区断层形成的重要时期。从图19典型构造样式可以看出，断层的发育明显存在两期，两期形成的断层在剖面上构成双层结构。因此，柴北缘构造圈闭的形成以及调整改造可以概括为两个主要时期，这两个时期形成的断层以及断层相关褶皱对油气的运移和聚集起到了重要作用。事实上这两个时期就是柴北缘含油气系统的关键时期，决定了柴北缘油气藏的主要形成期次。图18柴北缘西段构造挤压量对比图E123E3N1N12121E12J12J12N2QN2QN221N1E32312J12J12E123N221N1J12J12E12J12J2J1J12J12J12E1231E32N21N2E12E12J12J24J1E12E1212E12E12E12J123N1N1N1N121212121E33E33N11N2N23N1223J仙6井冷湖四号冷湖五号冷湖六号冷湖七号南八仙北陵丘图19柴北缘典型构造的构造圈闭样式16第二部分油气成藏分析一、目的和内容目的1）掌握油气藏流体特征分析的基本内容和方法；2）掌握判断油气运聚方向的方法；3）掌握确定油气成藏期次的方法。内容1）综合运用原油的物理性质、化学组成、生标物、色谱质谱资料，分析油气藏中原油类型、成熟度、生物降解等特征；2）运用流体势分析油气运聚方向；3）运用流体包裹体的特征、均一化温度并结合圈闭发育史、生排烃史综合确定油气成藏期次。二、原油性质分析请利用所给原油物性、族组成、气相色谱、色谱质谱等资料判断下列原油样品的类型（低熟油、成熟油、凝析油、降解油），并详细说明判断依据。样品1原油物性特征见表21。其原油族组成以饱和烃为主，饱和烃占原油族组成64，芳烃馏分和非烃馏分的含量相当，均在18左右，沥青质含量极低。色谱特征见图21，PR/PH50KM23500M圈闭破碎严重38表310烃源条件评分标准分级油气系统供油能力与区带成油条件圈闭捕油条件好生油岩体积10001000有机质成熟成熟有机质丰度20邻近油源区,处在有利的运移方向上，具多种类型的横向和垂向运移通道的组合（即网状通道）较好生油岩体积10003005001000有机质成熟成熟有机质丰度1520位于油气运移的有利方向和有效运移距离范围内,具备运移通道条件中等生油岩体积300100200500有机质成熟成熟有机质丰度1015位于油气运移的有利方向,也不缺乏运移通道,但距离油源区较远较差生油岩体积30100100200有机质成熟低成熟有机质丰度0510位于油气运移的有利方向,距离油源区较远,运移通道条件差差生油岩体积20孔隙度45，测井解释为一类裂缝较好河流三角洲相砂岩储层；台地相白云岩、礁滩相灰岩次生粒间孔，双孔介质型中高孔、中高渗，孔隙度1520孔隙度345，测井解释为一类或二类裂缝中等扇三角洲、冲击扇碎屑岩储层,介壳灰岩、粒屑灰岩储层裂缝或溶洞为主中孔、中低渗孔隙度1015孔隙度23，测井解释为二类裂缝较差洪积相、浊流相碎屑岩储层、粉晶灰岩储层粒内溶孔或晶间孔为主中低孔、低渗；孔隙度510孔隙度12测井解释为二类或三类裂缝差火山岩、变质岩储层、泥晶灰岩储层铸模孔或微孔隙低孔、低特低渗；孔隙度10MPA39较好纯泥岩、泥质灰岩区域性盖层,单层厚度2030米排替压力510MPA中等粉砂质泥岩、钙质泥岩区域性盖层,单层厚度1020米排替压力35MPA较差纯灰岩、砂质泥岩局部性盖层,累计厚度50米以上,单层厚度510米排替压力23MPA差钙质砂砾岩、泥质粉砂岩局部性盖层,或累计厚度小于20米,单层厚度小于5米排替压力2MPA表313成藏配置条件评价标准分级时间匹配空间配置好圈闭形成时间早，位于长期发育继承性古隆起上,可持续接受各个时期生成的油气自生自储式组合碳酸盐岩自生侧储式组合碎屑岩较好圈闭形成早于源岩的生排烃高峰时间古生新储式,无厚层膏岩隔开中等圈闭与源岩的生排烃高峰基本上同时发生古生新储式,有厚层膏岩隔开,必须靠大型断层沟通较差圈闭形成时间略滞后于源岩的生排烃高峰时间,但生烃过程持续时间较长新生古储式,只能靠不整合面沟通差圈闭形成时间比较晚，生烃过程已经基本结束不属于同一油气系统表314保存条件评分标准分级构造保存条件水文地质环境其他保存条件好