石油天然气地质学新进展

1、石油与天然气地质学新进展杜星星(华北科技学院安全工程学院地质工程B101班)【Abstract】 Oil and natural gas mining is to discover and mobile in the crust of the wasting of petroleum and natural gas and other mineral resources industry. In view of this. Both the international accounting standards board (IASC) or the international accounti

2、ng standards board (IASB) will be the accounting problem of oil and gas mining industry as their research projects. IASC was in 2000 November issued a report in mining industry. IASB has released sixth in 2004 January to solicit opinions draft exploration and evaluation of mineral resources.【Key wor

3、ds Mineral resources ; Exploration and evaluation assets ; Recognition and measurement ; Resources evaluation theory【摘要】石油天然气等采掘业是指发现和移动位于地壳内的递耗性石油天然气等 矿产资源的行业，有鉴于此,无论是原国际会计准则委员会(IASC)还是改组后的 国际会计准则理事会(IASB)都将石油天然气等采掘业的会计问题作为自己的研 究项目,IASC曾在2000年11月发布了采掘行业问题报告,IASB也于2004 年1月发布第六号征求意见稿矿产资源的勘探与评价【关键词】矿产

4、资源；勘探与评价资产；确认与计量；资源评价理论目录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark15 o Current Document 1、油气藏特征及其描述31.1油气藏流体特征及描述:31.2油气藏储集层的基本特征及其描述3 HYPERLINK l bookmark29 o Current Document 1.3油藏构造特征及其描述.4 HYPERLINK l bookmark39 o Current Document 2、油气成藏条件及成藏机理.6 HYPERLINK l bookmark43 o Current Document 2.1油气成藏的基本条件:

5、6 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 2.2油气成藏机理.7 HYPERLINK l bookmark53 o Current Document 3、油气藏的分布规律9 HYPERLINK l bookmark59 o Current Document 4、油气田勘探与资源评价理论、方法与技术105、参考文献121、油气藏特征及其描述油气藏是由储集层、圈闭遮挡条件和油气水三大基本部分所组成的。油气藏 描述的重点和核心是储集层的描述，但油藏描述的内容决不仅限于储集层的描 述，除了储集层研究之外，还需要研究油藏的构造、油藏流体及压力和温度系统、 油

6、藏原始驱动能量和驱动类型,以及油藏类型。这些一般称为油藏特征研究。1.1油气藏流体特征及描述油藏流体应分油、气、水进行描述。原油的特点主要指原油的密度和粘度,它决定原油的流动性和原油的质量，其 次是含腊量、含硫量、胶质沥青质含量、凝固点等。原油粘度受温度的影响极大， 因此在描述原油粘度时，必须指明对应的温度。地层原油的PTV性质也是重要 的原油物性。主要是原油地下密度、地下粘度。原始溶解油气比、原油压缩系数 等参数的获取。天然气的性质主要指密度、甲烷与重烃的含量、非烃气体含量等，如果天然 气中含有凝析油，则应指明凝析油含量。地层水性质包括总矿化度、氯离子含量，以及钾、钠、钙、镁、碳酸根、碳 酸

7、氢根以及硫酸根含量和水型等。油藏描述过程中一般应从流体分布，油气界面、油水界面和油气柱高度，油 水过渡带的产状特征和厚度及控制油气水分布的地质因素各方面展示流体分布 状况和流体性质的空间变化。1.2油气藏储集层的基本特征及其描述储集层必须具备储集空间和渗流能力，才能担当储集油气的重任。储集层特 征可以概括为三个方面：储集层岩石基本特征、储层空间特征和渗流物理特征。1.2.1储集层岩石基本特征：描述储集层应先描述储集层的层组划分、沉积 相类型及岩石学方面的基本特征，然后进一步描述该储集层的储集空间和渗流特 征。储层岩石的基本特征包括以下几个方面：层组划分及厚度产状：通过油层对比来完成储集层的含油

8、层组划分及小层 划分，储集层的剖面分布配置以及该套储集层的顶底接触关系。其次还有储集层 的总厚度、单层厚度和层数。储集层的岩性：包括储集层岩石的矿物组成、沉积相类型、详细的岩石名 称，以及储集层岩石的胶结物成分与含量、胶结类型、岩石致密程度等。岩石的 矿物组成影响岩石的渗流特征，尤其胶结情况更是决定其储渗性能的重要因素。储集层岩石的结构、构造：如碎屑岩颗粒的粒度、圆度、分选及层理发育 情况，这是影响碎屑岩储集层储渗能力的重要因素。储集层空间展布和隔层发育情况：即储集层的空间连续性和稳定性，或储 集层的空间展布形态和平面剖面的连通情况，还有隔层的岩性、厚度、稳定性和 封隔性等。沉积相分析：储集层

9、的沉积亚相类型，微相划分、相模式特征和有力相带 的分布情况。粘土矿物特征：粘土矿物的类型、成分、产状、水敏性、酸敏性及盐敏性 等。粘土矿物特征严重影响储集层岩石的储渗性质。1.2.2储集空间特征描述：对储集空间的描述需要描述的内容有：储层空间 类型如孔隙型、裂缝型、复合型；孔、洞、缝的分布与成因；孔隙连通性和裂缝 的发育情况；孔隙结构特征：如孔径、孔喉分布、毛细管压力曲线特征等；孔隙 度的数值范围和空间分布特征；渗透率的数值范围和空间分布特征，以及渗透率 的各向异性；还有储集层的非均质性，包括微观非均质性、层内非均质性、平面 非均质性和层间非均质性。1.2.3储集层岩石渗流特征：是指储集层岩石

10、与地层流体之间相互作用所表 现出来的性质，是储集层最重要的性质。包括：储集层岩石润湿性：可以分为亲水和亲油两种对注水开发和水驱采收率 有重要影响；储集层岩石渗透性：在油藏描述中不仅要展示储集层岩石渗透率的大小 还要全面展示其在层内、层间和平面渗透率的变化特征。储集层岩石的相对渗透率特征：是指多相流体共存和流体流时，其中某 一相流体的有效渗透率与岩石绝对渗透率的比值。储集层岩石水驱油特征：一般采用岩心样品的人工水驱油实验的方法。油藏描述的最重要最核心的内容是储集层，是油藏描述的重点也是难点，现 代的油藏描述和储集层研究都努力追求建立储集层数值模型，储集层研究的定量 展示成为油藏描述的目标和重点。

11、1.3油藏构造特征及其描述油藏描述中，流体和储集层的研究是核心内容，但是对一个油藏的特征 进行描述，这还是不够的，还需要研究它的构造特征。构造特征描述内容，需要研究油藏构造在以下几个方面的特征：构造位置及其与周围构造的关系：构造空间的配置以及它们与相邻构造 的生成联系，决定了该盆地中油气的生成、运移、聚集和分布特征。构造运动具 有多期性和多次叠加多用，使得多种构造的性质特征、分布范围和所处位置参数 不同决定了该构造中油气藏的性质及其富集程度不同。构造高点的位置及特征：构造高点附近往往是油藏主体部分所在，因此 是油藏勘探和开发的主要指向。构造高点在构造主体中的位置、高点周围的构造 特点和其他次高

12、点的分布情况，是油藏构造研究的主要方面。圈闭范围及幅度：决定着油气藏的大小。不同圈闭范围参数的确定方法 不同，必须根据具体的圈闭类型具体分析。整体构造形态及围斜部位产状：油藏的整体构造形态是构造描述的重点 内容，围斜部位产状的精细描述是立体标定圈闭的重要途径。构造成因：构造成因是复杂的，相似的样式可以有完全不同的构造形成 环境。同样的构造环境可以产生不同的构造样式。准确描述构造成因不仅有助于 确定该构造的样式，而且有助于指导相邻区域的勘探开发。构造内的断层：描述断层在三维空间上的位置，即基本产状、要素(走 向、倾向、倾角、落差、水平位移等)；主断层的精细描述；断裂系统及空间组 合等。构造纵向的

13、继承性与复合性：地质构造由于在漫长的地质历史过程中的 演变，构造变动方式在不停的转换，但是由于空间上具统一性及时间演化上具连 续性，所以不同地质时代的构造在前后次序上必然存在一定的联系。继承性构造 对油气的生成聚集更为有利。以上从不同方面论述了含油构造的研究内容，但是油藏描述工作最终要实现 构造的定量化描述，建立构造总体几何形态的三维数据体。2、油气成藏条件及成藏机理一定数量运移着的油气，由于遮挡物的作用，阻止了它们继续运移，而在储集 层中聚集起来，就形成了油气藏。油气藏的形成过程就是在各种成藏要素的有效 匹配下，油气从分散到集中的转化过程。油气藏的形成是多种因素共同作用的结 果，生、储、盖、

14、圈、运、保，六大条件缺一不可。其中，油源条件和圈闭条件 是最重要的因素。2.1油气成藏的基本条件2.1.1充足的油气来源油源条件取决于盆地内生油岩的发育情况，所含沉积有机质的多少以及 向油气的转化程度.一般来说,如果一个盆地稳定下沉持续时间长，接受的沉积物 和沉积有机质就多,沉积岩厚度大，其中的生油岩系就较发育，就具备一定的油源 条件.如果长时间稳定下沉的盆地越大，则盆地中的沉积岩体积和生油岩体积都会 十分巨大。2.1.2有利的生储盖组合：就是指生油层中生成的油气能及时地运移到储集层中，同时盖层的配置和质 量又可以保证运移到储集层中的油气不会逸散。在陆相储集盆地中，由于地层岩 性、岩相变化很快

15、，各类储集岩体沿盆地边缘分布，并穿插和镶嵌在盆地中部的 生油岩系之中，还可以伴以断层和不整合面沟通生储油岩系，增加了储集岩体聚 油的有效面积。相应形成了良好生储油岩配置关系：接触式、断层式和不整合式 生储油组合形式等。2.1.3有效的圈闭和有利的油气输导通道圈闭是形成油气藏的必要条件.影响圈闭有效性的因素有(1)圈闭形成时间的 有效性:只有在油气区域性运移以前或同时形成的圈闭,对油气的聚集才是有效的. 目前对油气区域运移的时间可以通过生油岩的生油高峰期，区域断裂形成时间，盆 地内最后一期构造运动时间来确定.(2)圈闭空间位置的有效性：一般圈闭越接近 油源区，其聚集油气的有效性越大.值得注意的是

16、，圈闭空间位置的有效性与油源 的丰富程度和运移通道的畅通程度有关.如果油源丰富，则圈闭的位置远近就关系 不大,油源有限的话，即使最近的圈闭也可能充填不满.如果运移通道十分通畅，则 丰富的油气可以进入比较远的圈闭。油气输导通道包括砂岩、不整合面和裂缝。它们的存在或者有利组合对油气 藏的形成有重要的控制作用，近年来油气输导体系的研究也是成藏研究的热点。2.1.5必要的保存条件已经形成的油气是否可以完整的保存，取决于是否遭受各种导致油气藏破坏 的因素作用,以及这种破坏的程度.导致油气藏破坏的主要因素有:地壳运动，岩浆 活动，气涌，水动力冲刷，微渗漏等.目前，油气保存的研究也是油气藏地质研究的热点，比

17、如断层的封闭性研究， 而且越来越向着定量化的方向发展.2.2油气成藏机理现代石油地质学告诉我们，油气藏的形成是发生在沉积盆地演化过程中的成 矿地质事件，成藏动力学过程是由温度，压力和有效受热时间控制的化学动力学 过程（油气生成）及由压力、浮力和流体势控制的流体动力学过程（油气的运聚） 综合作用的结果。这一过程受控于沉积盆地发展演化的深部过程、动力学背景及 其发展演化的阶段。2.2.1油气成因机理关于油气的成因理论，一直以来存在着有机和无机生油说两种争议的方向。 还有待研究。有机成因理论认为生物死亡后的残体经沉积作用埋藏于水下的沉积 物中，经过一定的生物化学、物理化学变化形成石油和天然气。一般海

18、相和湖相 沉积盆地的发育过程中，原始有机质伴随着其他矿物质沉积后，随着埋藏深度逐 渐增大，地温不断升高，在缺氧的还原环境下，有机质逐步向油气转化。其形成 和演化过程可分为四个逐步过渡的阶段: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及深部高温生气阶段。天然气的成因除了有机成因以外还有 无机成因的宇宙气、幔源气、岩浆岩气、变质岩气和无机盐类分解气等。2.2.2油气聚集机理圈闭是具有一定的储集空间和封闭条件,形成油气藏的场所。圈闭系统的油 气运移聚集过程主要受圈闭几何特征（几何形态，圈闭高度,闭合面积和最大有效 容积），储层地质特征（岩石性质及组合特征，孔隙裂隙结构特征和岩石孔渗特征

19、）以 及流体动力学特征（流体物性及相态分布、流体运动样式及强度和流体驱动力）的 影响。关于圈闭中油气聚集机理一般的有以下几种：渗滤作用：Cordell(1977)、Roberts(1980)等人认为含烃的水或随水运移的 油气进入圈闭以后，因为一般亲水的、毛细管压力封闭的盖层对水不起封闭作用, 水可以通过盖层而继续运移；对烃类则产生毛细管压力封闭，结果把油气过滤下 来在圈闭中聚集。在水动力和浮力的作用下，水和烃可以源源不断地补充并最终 导致在圈闭中形成油气藏。排替作用：Chapman(1982)认为泥质岩盖层中的流体压力一般比相邻砂岩 层中的大,因此圈闭中的水是难以通过盖层的。另外油气进入圈闭后

20、首先在底部 聚集,随着烃类的增多逐渐形成具有一定高度的连续烃相，在油水界面上油水的压 力相等，而在油水界面以上任一高度,由于密度差,油的压力都比水的压力大。因此 产生了一个向下的流体势梯度,使油在圈闭中向上运移同时把水向下排替直到束 缚水饱和度为止。渗滤作用和排替作用共同作用：当上覆盖层只有毛细管压力封闭时，在油 气聚集过程中上述两种作用都可能存在。因为任何储集层都是非均质的，被油气 占据的连续空间可能发生排替作用，而被水占据的连续空间可能发生渗滤作用.根 据两相运移的原理，当储集层中或在其底部含油饱和度达到70%以上，则水的渗流 停止或被阻止。因此，在油气聚集的初期，水是可以通过上覆亲水盖层

21、而发生渗流 的；当油气聚集到一定程度之后，水就很难通过上覆盖层而主要是被油气排替到 圈闭的下方。如果盖层是异常高压封闭，则无论是什么情况水都不能通过上覆盖 层发生渗流,只能发生向下的排替作用。油气充注方式：England等(1987)认为：一个油藏将以一种顺序方式充注, 石油将首先进入具有最低孔隙排替压力的最佳渗透层，并且接着以一组向前推进 的石油波阵面方式充注油藏。现在，在对油气运聚研究中引入了含油气系统和成藏动力学分析之后的油气 运聚机理一般从成藏的能量场和力场的角度对油气的初次运移和二次运聚进行 系统的模拟分析，油藏的评价布再使对其生储盖圈运保条件的静态分析而是油气 藏形成动力学过程的动

22、态分析。3、油气藏的分布规律近年来，在研究油气富集演化的过程中，发现在油气聚集带与含油气盆地（或 含油气区）之间尚有一个油气地质“油气系统”，它控制着油气生成、运移、聚 集、保存全过程的动态演化模式。1、油气田：石油和天然气都是流体，不可能原封不动地位于其原来生成的 地方，油气聚集场所是经过运移聚集才形成的，油气田指的不是它们出生的地方， 而是现在聚集的场所。形成任何一个油气田，单一的“局部构造单位”是最重要 的因素，它不仅决定面积的大小，更重要的直接控制着该范围内各种油气藏的形 成。可以根据该成因原则对油气田进行分类。近年来国内外油气勘探的新进展表 明，尽管油气田的成因条件比较明确，但是也越

23、来越感到碎屑岩和碳酸盐两大不 同岩类的发育区域，油气的生成、运移、储集条件都油不少的差别，所以在油气 田分类时，应先考虑区分砂岩或其他碎屑岩油气田和碳酸盐油气田两大类，然后 再分别根据其单一局部构造单位的成因特点进行详细分类。2、油气聚集带和含油气区：石油和天然气之所以能聚集起来，是由于这里 受局部构造单位控制，形成了各种圈闭。这类局部构造单位可以是穹窿、背斜、 单斜、刺穿构造等，在它们所控制的范围内往往伴生多种圈闭，从而形成多种油 气藏。油气田在地壳上不是孤立存在的，这说明油气的运移是区域性的，油气运移 的主要指向常常受二级构造带控制。当这些二级构造带与油源区连通较好或相距 较近时，随着油气

24、源源不断的供给，整个二级构造带各局部构造的一系列圈闭都 可能形成油气藏。造成油气田成群成带出现，成为油气聚集带。油气聚集带可被 理解为同一个二级构造带中，互有成因联系、油气聚集条件相似的一系列油气田 的总和。油气聚集带的形成时二级构造带与油源区和储集岩相带有机配合的结 果。4、油气田勘探与资源评价理论、方法与技术油气勘探是分阶段有计划的进行一般分普查阶段、区域勘探、预探阶段和详 探四个阶段。普查阶段以油气区评价和盆地选择为目的，应用地面地质、重磁力、 物探地震大剖面和参数井等手段进行；区域勘探是盆地评价与区带选择，运用的 手段有地震普查与重点详以及预探井，参数井；预探是区带评价与圈闭选择，方

25、法是地震详查、预探与详探井布置；详探是圈闭评价与油气藏控制，进行地震细 测黄蓉详探井钻探。因此，油气田勘探技术的进展就是地震与测井技术的进展。目前，我国的油气地球物理勘探技术也得到了很大的发展。三维地震勘探己 广泛用于生产中，VSP技术在全国推广，地震偏移和层析成像技术取得长足进展， 地震地层学、定量岩性反演和盆地定量动态模拟逐步得到重视，大功率瞬变电磁 法和可控源大地电磁法取得良好的试用效果。目前推出的GeoRes Imagine系统 是OYO Geospace公司最新推出的高分辨地面和井下地震数据采集系统。在精细 勘探和油藏描述中具有良好的经济效益，是常规VSP、小折射仪器的更新换代产 品

26、。在地球物理勘探的理论和方法研究方面，将主要集中在下列方面：沉积盆 地演化的定量模拟解释；条件复杂地区的三维地震采集处理和地层型及岩性型 油气圈闭的直接识别；油气藏及油气储集层的地震描述和开发过程中的动态监 测；小尺度地质异常体和地层精细结构的成像理论和方法研究。油气资源评价是提供油气勘探决策的科学，是石油地质勘探综合研究与系统 工程技术相结合的产物。目前，油气资源评价已成为综合性很强的、具有完整体 系的大型研究工作，它具有研究内容广泛、手段技术先进、评价系统严密、成果 实用性强的特点，为指导和提高勘探效果正发挥着越来越重要的作用。油气资源评价的任务包括：预测油气资源的潜力与方向；指出各油气区

27、与各 级资源的经济条件；提出勘探意见与部署。目前流行的油气资源评价一般按含油气大区、盆地（凹陷）、区带和圈闭四 个层次建立评价程序，对各个层次的油气资源分别进行评价。由于各个层次的规 模、对象不同，评价的内容、要求和方法也不同。在油气资源评价中，一般是以 盆地为单元，以区带一圈闭为重点，以含油气层系为中心，通过地质评价、油气 资源估算和决策分析三个环节来完成。油气田在进行了充分的地质评价并获得充足的经济参数之后，决定是否将油 气田投入生产，就取决于经济评价的结果。油气田储量技术经济评价的内容包括 以下诸方面：投资利润率、投资利税率、财务内部收益率、财务净现值、动态投 资回收期等。盆地评价是区域

28、性评价的基本单元，要求计算出资源量。目前油气资源量的 估算一般是通过资源评价系统实现的，而不是由单一的方法完成。其主要途径是 统计模拟、数字模拟和专家系统三类。常用的盆地资源评价方法有体积法、地球 化学法、勘探效果分析法和类比法四大类。区带评价除了要研究勘探区带所处的区域构造位置、沉积特点、地质演化史、 生储油特征外，还必须指出有利的含油气区带圈闭的个数、层位以及圈闭规模和 分布概率。区带评价的方法主要包括累加圈闭法、体积法、供油单元法、区带分 析法等。累加圈闭法是将一个区带中的每一个圈闭的资源量累加起来。供油单元 法是从生烃量入手，划分区带内的供油单元，计算供油单元内所能聚集的油气资 源量。圈闭评价是最具体、最实际的工作，是勘探的最终目标，其目的在于拟定探 井井位，直接发现油气田。当前圈闭评价的方法主要有风险概率统计法、评分法 和定性排队法等。一些石油公司从油气的生成、运移、圈闭等标准入手，从地质 模型到数学模型，形成圈闭评价的计算机系统