石油地质基础知识--讲义PPT（54页）.ppt

1、石油地质基础知识,夏成文,石油地质基础是油田开发过程中的重要内容，它是人们认识地层、 认识石油储存环境特性、认识石油流动过程、认识石油物理性质的基础 知识；也是在生产过程中观测油气井动态变化，及时了解和掌握油、 气、水井各项参数变化的重要依据，对生产动态分析与生产调整起着重 要的作用。,需掌握的知识点,第一节 地质构造及油气藏,地质构造：是指地质体本身所具有的形态特征。它是由地壳运动形成的。 由于地壳运动所引起的岩层变形和变位均称为构造变动。由重力、流水和冰川等外力作用引起的岩层变形和变位均称为非构造变动。 构造变动按其表现形式可分为两类： 褶皱变动和断裂变动。由褶皱变动产生的构造称为褶皱构造

2、；由断裂变动产生的构造称为断裂构造。这两者之间有着密切的联系，往往是同时存在和相伴而生的。,一、地质构造,1、水平岩层 水平岩层是指岩层在成岩 后，未遭受显著的地壳运动影 响，或虽在长期的地质历史时 间内，经过一次或多次地壳构 造运动，但仍然保持着原来的 产状。一般认为倾斜度不超过 5的岩层称为水平岩层。如 图1-1所示。,（一）、岩层,图1-1,2、倾斜岩层,沉积岩在成岩过程中或 成岩之后，由于受地壳运动 的影响，使岩层发生倾斜， 岩层的层面和水平面成一定 角度，这样的岩层称为倾斜 岩层，如图1-2所示。,图1-2,3、岩层产状要素,岩层的产状是指岩层在空间的产出状态。 岩层产状的三要素是：

3、走向、倾向、倾角，如图1-3所示。,走向：岩层的层面与任意水平面的交线叫走向线，走向线两端所指的方向即为走向，它标志着 岩层的延伸方向。走向线可以有无数条，但走向只有两个，相差180。 倾向：指岩层倾斜的方向。沿岩层倾斜面向下所引的与走向线相垂直的斜线称为倾向线，它在水平面上的投影所指的方向称为倾向。任意一个岩层面只有一个倾向。 倾角：岩层层面与水平面之间的夹角，即岩层的倾向线与其在水平面上的投影线之间的夹角。,4、岩层厚度,岩层顶界面与底界面之间的最短距离称为岩层厚度。顶界面到底界 面之间的铅垂距离叫铅垂厚度。水平岩层的厚度与铅垂厚度是相等的。 倾斜岩层厚度永远小于铅垂厚度。,5、露头 岩层

4、在地表出露的部分叫露头。露头可分为： 天然露头：天然出露在地表的岩层露头。 人工露头：经人工或机械挖掘出来的岩层露头。,（二）褶皱构造,水平岩层在地壳运动的过程中在构造应力的作用下，形成波状弯曲但未丧 失其连续完整性的构造称为褶皱构造。褶皱构造是地壳上是最常见的一种地质 构造形态。 褶曲是褶皱构造中的一个弯曲，是组成褶皱构造的最基本单位。两个或两 个以上的褶曲组成褶皱。 褶曲的基本形态可分为背斜褶曲和向斜褶曲，二者相互依存，有时共处于 一个体系之中，如图1-4所示。,现实当中的背斜与向斜,背斜,向斜,（三）断裂构造,当岩层所受的力超过了岩石的强度，岩层的连续性和完整性遭受破坏 而断开或错动的现

5、象称为断裂。岩层发生断裂后形成的地质构造称为断 裂构造。 断裂构造分为裂缝和断层两类: 1、裂缝 当岩层受力发生断裂后，断裂面两侧岩体沿断裂面没有发生明显位移的断裂 构造称为裂缝。按断裂缝的产状和岩石产状的关系可分为走向裂缝、倾向裂缝和 斜交裂缝，如图1-5所示。油气藏中存在的裂缝越多，注水开发时油层的水窜现 象就越严重。,2、断层,1）断层的概念： 当岩石受力发生断裂后，断裂面两侧岩体沿断裂面发生明显位移的断裂构造 称为断层。 2）断层的几何要素：断层面、断层线、断盘、断距,3）断层分类,根据断层两盘相对位移的方向分为正断层、逆断层和平移断层三种， 如图1-7所示。,其中：,正断层：上盘相对

6、下降，下盘相对上升的断层。正断层会使地层产生缺失现象。 逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降的断层。逆断层会使地层产生重叠现象。 平移断层：两盘沿断层面走向方向相对移动的断层。 断层使地层失去连续性。一个油气藏的地质构造并不是单一的，一般 是褶皱、断层、裂缝几种构造相伴而生。 油气藏中的裂缝和断层越多，油田开采的难度就越大。裂缝越多，注 水开发就越容易形成水窜，影响油藏的水驱油波及系数；断层越多，油 层就会不连续，使注入水受到遮挡，不能及时地补充地层能量。,二、油气藏,（一）油气藏的概念： 地下岩层中能够聚集并储藏石油和天然气的场所，称为油气藏。油 气藏是油气聚集的基本单元，是油气在单一圈闭中的

7、聚集，具有统一的 压力系统和油水界面。 （二）油气藏形成的条件： 油气藏形成必须具备生、储、盖、运、圈这五个条件。 生油层：生成油气的物质基础。生油层是有机物质堆积、保存并转化成油气的场所。 储集层：有一定的孔隙度和渗透率的储油气层。 盖层：紧邻储集层的不渗透岩层，起阻止油气继续向上逸散的作用。通常泥质岩类、致密的石灰岩、石膏等不渗透岩层都可作为良好的盖层。 油气运移：油气从生油层向储集层运移的过程。 圈闭：能阻止油气继续运移并能使油气聚集起来形成油气藏的场所。圈闭由储集层、盖层、遮挡物三部分组成。,（三）、油气藏的类型,目前国内广泛采用的油气藏分类方法是以圈闭成因进行分类，分为 构造油气藏、

8、地层油气藏和岩性油气藏三大类。 1、构造油气藏： 构造油气藏是指油气在构造圈闭中聚集形成的油气藏。构造油气藏又 分为背斜油气藏和断层油气藏。 1）背斜油所藏：在构造运动的作用下，地层发生弯曲变形，形成向周围 倾伏的背斜称为背斜圈闭。在背斜圈闭中的油气聚集称为背斜油气藏。,背斜油气藏,断层油气藏,2、地层油气藏 由于地层横向上或纵向上连续性中断而形成的圈闭称为地层圈闭。油气在地层圈闭中 的聚集称为地层油气藏。 3、岩性油气藏 由于沉积条件的变化导致沉积岩岩性发生变化，形成岩性尖灭圈闭和透镜体圈闭，其 中聚集了油气，就形成了岩性油气藏。 描述油气藏的有关术语： 1、气顶：油藏中的石油和天然气是按密

9、度的大小分布的，天然气最轻，充满在油气藏的顶 部，故称为气顶。由于各油藏的压力和油气的组成不同，有的油藏有气顶（地层压力小于 饱和压力），有的油藏没有气顶（地层压力大于饱和压力）。 2、含油边界、含水边界、含气边界和油水过渡带：油、气、水在油藏中，由于油、气、水 的重力分异作用，顶部是天然气，中间是原油，底部是水。气与油的接触面称为油气界 面，油与水的接触面称为油水界面。油与水接触面的内边界叫含水边界，油与水接触面的 外边界叫含油边界。油与水接触面的内外边界之间的区域称为油水过渡带。 3边水、底水和层间水：分布在油气气边缘包围原油的水称为边水；分布在油气层底部衬 托原油的水称为底水；在比较厚的

10、油层中间存在的夹层水称为层间水。,第二节、沉积岩和沉积相,一、沉积岩 沉积岩是在各种地质作用下所形成的沉积物组成的岩石，约占地球表面的 75%。石油和天然气形成于沉积岩，并绝大部分储存于沉积岩中。 （一）沉积岩的构造 1、沉积岩的外貌特征，即各组成部分在空间排布和排列方式，称为沉积岩的构造其中最主要的构造是层理，其次是层面构造和岩石内部构造。 2、层理类型：根据细层和层系界面的相对关系，将层理分为水平层理、波状层理、斜层理和交错层理四种类型。（图1-12层理类型示意图 略）,（二）沉积岩的分类,根据沉积岩的成分、沉积岩作用的方式和沉积的环境等，可将沉积 岩分为碎屑岩、粘土岩和碳酸盐岩三大类。

11、1、碎屑岩：其中碎屑颗粒含量大于50%。碎屑岩是主要储油岩石。我国 油田大部分是砂岩储油，世界上有50%的油田属于砂岩储油。 2、粘土岩是由粘土矿物和粒径小于0.01mm的岩石碎屑组成的沉积岩成 分，占沉积岩含量的46%，是主要的生油岩石。 3、碳酸盐岩是由方解岩和白云岩等碳酸盐矿物组成的沉积岩称为碳酸盐 岩。它既是生油岩，又是储油岩。目前，碳酸盐岩类油田储量约占世界 石油总储量的57%。我国华北、西南等地区的碳酸盐岩地层十分发育， 面积广、层位多。,二、沉积相,沉积相：是指在一定的沉积环境中形成的岩石组合。 沉积环境：是指岩石在沉积和成岩过程中所处的自然地理条件、气候状 况、生物发育、沉积介

12、质的物理化学性质及化学条件等。 不同的沉积相形成于不同的沉积环境。在沉积环境中起决定作用的 是自然地理条件，依据自然地理条件的不同，沉积相可分为以下类型。 陆相：陆相分为残积相、山麓相、河流相、湖泊相、沼泽相、冰川相、 沙漠相。 海相：海相分为滨海相、浅海相、半深海相和深海相。 海陆过渡相：海陆过渡相分为湖相、三角洲相和沙洲、沙坝、沙嘴相。,第三节、石油的生成及油气运移,一、石油、天然气的生成 关于油气的成因曾有两种不同的学说，即有机成因学说和无机成因 学说两大派别。 无机成因学派认为：石油和天然气是来自地球内部的无机物质，或 者是来自宇宙中的碳氢元素，经过复杂的化学作用，首先形成了甲烷， 并

13、在地球形成初期就已存在地球内部，后来沿地壳的裂缝向上运移，在 运移过程中聚合成高分子的烃类，并在岩层中聚集形成油气藏。 有机成因学派认为：人们在长期的开采和利用油气的过程中已经发 现绝大部分油气田都分布于沉积岩中。油、气的化学成分与沉积岩中有 机质的化学成分有很多共同之处。而且在地质历史时期中生物广泛发展 的阶段，沉积岩中油、气就越丰富。事实证明了油、气是由有机质生成 的。 以下根据有机成因学说的观点来阐述石油和天然气的生成问题。,（一）生成油气的原始物质,油气是由有机物质在适当的地质环境下，经生物化学和 物理化学作用生成的。有机物质是指生活在地球上生物的遗 体。 自然界中的生物种类繁多，它们

14、在不同程度上都可以作 为生油的原始物质。不同种类生物对油气生成的意义不同， 动物优于植物，低等生物优于高等生物。因为低等生物繁殖 力极强，并且数量也很多；低等生物多为水生物，死亡后容 易被保存。生油层中常见的微体古生物和介形虫、鞭毛虫、 抱球虫、放射虫等是主要的生油物质。,（二）油、气生成的条件,1.环境条件 要使大量有机质堆积保存下来，需要生物的大量繁殖和周围缺氧还原的条件，如浅海 区、海湾、深湖和内陆湖的深湖一半深湖区。确保有机质不断堆积，并处于还原环境，地 壳必须长期稳定下降，在堆积的沉积物不 断被新的沉积物覆盖。且沉积速度与地壳下降速 度相适应，才具有沉积厚度大、有机质丰富并向石油转化

15、的有利条件。如松辽盆地总厚度 达5000多米。 2.物理化学条件 有机质转化成石油是一个复杂的生物化学和物理化学作用的过程，促使这一过程发生 的因素有细菌的作用、温度作用、压力作用、催化剂作用等。 1）细菌作用 在还原环境里，细菌能分解沉积物里的有机物质而产生沥青质，所以说细菌的作用在 成油过程中起着重要作用。 2）温度作用 随着沉积物埋藏深度的增加，温度也随之增高，有机质在地热作用下形成烃类。随着 温度的增高和时间的增长，烃类的数量也增多。在较高温度下，轻烃的含量增加，主要为 气态，则生油过程不需要太高的温度。已探明的油层多低于100。 3）压力作用 沉积物埋藏的深度随着地壳下降而不断加深，

16、上覆地层厚度不断增大，温度压力也不断 升高。压力升高可促使有机质向石油转化的进行。 4）催化剂作用 催化剂的存在能加速有机质的转化。粘土矿物就是很好的催化剂。,（三）生油过程,整个生油过程可划分为三个阶段： 1.初期生气阶段：沉积物埋藏不深时，细菌比较发育，有机质在细菌作 用下发生分解，生成大量的气态物质。 2.生油气阶段：随着埋藏深度的增加，温度和压力不断升高，细菌活动 逐渐减弱，进入地热主导作用阶段。此阶段有机质不仅转化成气态烃， 还有液态烃，困此是主要生油气阶段。 3.热裂解生气阶段：随着沉积物埋藏深度的进一不加深，有机质经受着 更高的温度和压力作用，发生深度裂解，以生成气态烃为主，困此

17、称为 热裂解生气阶段。 （四）生油岩 把地壳中具备有生油条件的地层均称为生油岩。生油岩的岩相有浅 海相、浅湖相、半深水湖-深水湖的暗色泥质岩类。 生油岩的岩性为泥岩、页岩、泥灰岩、灰岩、白云岩和生物灰岩、 碳酸盐岩类。,二、石油、天然气的运移,油气在地壳中的移动称为油气的运移。石油和天然气都是流体，其生 成与聚集之处往往不是同地。刚刚生成的油气呈分散状态保存在地层之 中，通过运移聚集成油气藏。 根据油气运移与生油层的关系，可将油气运移分成初次运移和二次运 移。油气运移的动力因素有：地静压力、构造运动力、水动力、浮力和 毛细管力。,1.初次运移 初次运移是指生油层中生成的油气向附近储层中的运移。

18、运移状态主 要是成溶解状态的油气被水所携带而随水流动。动力主要为地静压力和 水动力。运移方向主要以垂向运移为主，也可作侧向运移。 2.二次运移 二次运移是指油气进入储层后的一切运移。它包括油气在储层内部运 移，也包括了沿着断层等通道从一个储层进入到另一个储层的运移。二 次运移方式主要是呈游离的相态以大片的油气相进行运移。其动力主要 有构造动力、浮力、水动力和毛细管力。运移方向可以是垂向的，也可 以是侧向的。 总之，油气要通过最短的途径，从高压区向低压区移动。,第四节、 储集层的物理性质,在地下能够储存和渗滤流体的岩层称为储集层。因此，储集层具有 孔隙性质和渗透性两个重要特性。储集油气的地层有砂

19、岩地层和碳酸盐 岩地层，砂岩地层主要是孔隙储油，碳酸盐岩地层主要是裂缝和溶洞储 油。我国绝大部分油田都是砂岩地层，下面以砂岩地层为例介绍储集层 的物理性质。 一、储集层的孔隙性 （一）孔隙的概念： 砂岩岩石中未被胶结物充填的地方形成了孔隙。岩石中的孔隙有大有 小，孔隙形状错综复杂，有的孔隙相互连通，有的孔隙孤立存在。 1、孔隙按孔径分类： 地层孔隙按孔径的大小分为超毛细管孔隙、毛细管孔隙和微毛细管孔 隙。其中超毛经管孔隙和毛细管孔隙为地层的主要储渗空间。,2、孔隙按连通性分类： 地层孔隙按连通情况分为有效孔隙和无效孔隙。 有效孔隙：是指相互连通的、流体在其中可以流动的孔隙。地层的有 效孔隙越多

20、，油层的储油性能越好，油层的产油能力就越强。 无效孔隙：是指那些互不连通的死孔隙、微毛细管孔隙和被微毛细管 孔隙所包围的孔隙，流体在其中不能流动。 （二）孔隙度 1、孔隙度的概念：岩石中孔隙体积占岩石外表体积的百分数称为储油岩石的孔隙度。孔隙度是用以衡量储油岩石孔隙的多少和孔隙的发育程度。其表达式为： 式中储油岩石的孔隙度，%； Vp岩石中的孔隙体积； Vf岩石的外表体积。,2、孔隙度的分类 孔隙度根据孔隙的连通情况分为有效孔隙度和绝对孔隙度。 有效孔隙度：有效孔隙度是指岩石有效孔隙体积占岩石外表体积的百数。 在没有特指的情况下，所说的孔隙度一般都指有效孔隙度。一般在实验室内用煤 油法测得。

21、绝对孔隙度：绝对孔隙度是指岩石中总孔隙体积占岩石外表体积的百分 数。可用气体法测得，其计算公式为： 式中t绝对孔隙度，%； Vtp总孔隙体积；Vs固相颗粒体积。,3、孔隙度的影响因素 孔隙度的大小与组成岩石的颗粒大小有关，与颗粒的分选性有 关，与胶结物的含量及胶结方式有关。 储油砂岩（碎屑岩）的胶结方式有基底胶结、孔隙胶结和接触胶 结。其中接触胶结孔隙度最大，孔隙胶结次之，基底胶结孔隙度最 小。,二、储油岩石中的含流体饱和度,储油岩石绝大部分是沉积岩，成岩后的孔隙空间完全被水所充满。油 气由生油层形成后经历了一个漫长的油、气运移过程，油和气将储油层 孔隙中的部分水驱走，油气进入储油层岩石孔隙，

22、占据部分原来被水所 占据的孔隙空间，形成了具有油、水两相或油、气、水三相共存的油气 藏。 含油饱和度：岩石孔隙中饱和油的体积占孔隙体积的百分数称为含油 饱和度。 含水饱和度：岩石孔隙中饱和水的体积占孔隙体积的百分数称为含水 饱和度。 含气饱和度：岩石孔隙中饱和气的体积占孔隙体积的百分数称为含气 饱和度。,三、储油岩石的渗透性,在采油过程中，油层流体要通过岩石的孔隙渗透到井底，流到井底液体量的 多少与储油岩石的渗透性有关。在一定压差下岩石允许流体通过的性质称为储油 岩石的渗透性。渗透性的大小用渗透率来衡量。 （一）储油岩石的渗透率 1、绝对渗透率：当岩石被一种流体100%所饱和，且流体和岩石不发

23、生任何物化 反应时，岩石允许流体通过的能力称为储油岩石的绝对渗透率。实验室内用高压 氮气测绝对渗透率。 绝对渗透率可由达西定律求得： 式中K储油岩石的渗透率，m2； L岩心的长度，cm； A岩心的截面积，cm2； Q通过岩心的流量，cm3/s； p岩心两端的压差，MPa； 流体的粘度，mPas。,2、有效渗透率：当岩心被两种或两种以上的流体所饱和时，岩石允许某种流体通过的能 力，称为该相流体的有效渗透率（或相渗透率）。 1）油的有效渗透率： 2）水的有效渗透率： 3）气的有效渗透率： 以上三式中： KO、KW、Kg分别为岩民对油、水、气的有效渗透率， QO、QW、Qg分别为通过岩心油、水气的体

24、积流量， o、w、g分别为油、水、气的粘度 ， P1、P2分别为岩心入口处和出口处压力， 当岩石中存在多相流体时，各相有效渗透率之和小于绝对渗透率。因为相与相之间存 在着相界面和附加毛细管阻力；流动时相互干扰；多相流量产生贾敏效应；增加了附加阻 力，使岩石对各相流体的渗透能力减小了。,四、油藏的渗流方式,油藏中流体的流动是在多孔子介质中进行的，我们把流体通过油层多 孔介质的流动称为渗流。 油层流体从油层流向井底的渗流方式是多种多样的。按流体的总体流 动方向可以把渗流方式分为单向流、平面径向流和球面向心流三种。,第五节、油藏流体的性质,油藏流体是指储存在油藏中的油、气、水。这些流体因储存在具有

25、高温高压的地层孔隙之中，并且溶解有天然气，因此与地面原油的性质 存在很大差异。 一、石油 石油是由各种碳氢化合物混合而成的一种油状液体。 （一）石油的物理性质 1、颜色：石油以其组成不同可呈黑绿色、棕黑色、深褐色，也有无色透明的和灰白色的。 2、气味：石油具有特殊气味，含有H2S的具有臭味，含芳香烃的具有芳香味。,（二）原油的高压物性参数 1、饱和压力：在温度不变时，地层原油压力降低到开始脱气时的压力称为饱和压力。用“pb”表示。 2、原始溶解气油比：在地层原始状况下单位质量（或体积）原油所溶解的天然气量称为原始溶解气油比，用“Rsi”来表示，其单位：m3/m3或m3/t。 3、生产气油比：油

26、井生产时每采出一吨原油伴随采出的天然气量。单位m3/t。 4、原油粘度：原油流动时，其内部分子间由于发生相对运动而产生的摩擦阻力 称为原油的粘度。一般用“o”表示，单位：mPa.s。 原油粘度的影响因素： 1）原油的成分：原油中重质成分越多，原油的粘度越大；轻质成分越多，原 油的粘度越小。 2）温度的影响：温度升高，原油的粘度降低。 3）溶解气量的影响：原油中溶解的气量越多，原油的粘度越小。 4）压力的影响：当地层压力大于饱和压力时，压力降低，粘度减小；当地层压力小于饱和压力时，压力降低，粘度增大；当地层压力等于饱和压力 时， 粘度有最小值。,5、原油密度和相对密度 1）原油的密度：单位体积的

27、原油所具有的质量称为原油的密度。 式中：原油的密度，kg/m3； M原油的质量，kg； V原油的体积，m3。 2）原油的相对密度：石油行业规定20时的原油的密度与4时纯水的 密度之比为原油的相对密度。 式中：d相对密度，无量钢量； o原油的密度； w4时纯水的密度。 6、原油凝回点：原油冷却到失去流动性时的最高温度为原油的凝固点。,7、原油体积系数：原油在地层条件下所占的体积与其在地面标准状况下 所占的体积之比称为原油的体积系数。 式中：Vo原油在地下所具有的体积； Vos原油在地面脱气后所具有的体积。 8、原油的压缩系数：单位体积的地层原油当压力每增加单位压力时，原油体积的变化率称为原油的压

28、缩系数。 式中：Co原油的压缩系数，MPa-1； Vo压力改变后原油体积的改变量，m3； P压力的改变量，MPa。 9、原油收缩率：地层油脱气后，原油收缩的体积占原油体积的百分数称为原油收缩系数。,10、溶解系数：在一定压力范围内压力每改变单位压力时，单位质量（或体积）油所溶解的天然气量称为溶解系数。 式中溶解系数，m3/(tMPa)； Rsi溶解气油比，m3/t； P压力，MPa。 （三）石油的化学性质 原油主要含量是烃类，即烷烃、环烷烃和芳香烃，并且以烷烃为主。另外含 有少量的非烃类化合物，即氧、硫、氮的化合物。石油为C5-C16的烷烃，石蜡 为C16-C64的烷烃，胶质、沥青质为氧、硫、

29、氮的化合物。 一般原油中都含有硫、石蜡、胶质和沥青质。原油中蜡的百分含量称为含蜡 量。原油中胶质含量的百分数称为胶质含量。胶质能深于石油醚、笨、氯仿、乙 醚和四氯化碳等有机溶剂中。原油中所含的暗褐色至黑色至黑色的脆性物质称为 沥青质，沥青质不溶于石油醚，能溶于笨、三氯甲烷和四氯化碳。不同的油气藏 原油中各种成分的含量不同。,二、天然气 （一）天然气的物理性质 天然气是以气态碳氢化合物为主包括非烃气体在内的多种气体组成 的混合气体。 1、燃烧性：天然气当达到着火点后就能马上燃烧。 2、爆炸性：天然气在空气中的含量达到5%-15%时，当混合气体遇到火源或强光照射就会发生爆炸。 3、体积系数：天然气

30、在油层条件下所占的体积与其在地面标准状况下所占的体积之比称为天然气的体积系数。 式中：Bg天然气的体积系数，无量钢量； Vg天然气在油层条件下所占有的体积； Vga天然气在地面标准状况下所占有的体积。 天然气的体积系数是一个远远小于1的数值。,4、弹性压缩系数：当压力每变化1MP a时，天然气体积的变化率称为天然气的弹性压缩系数。 式中：Cg天然气的压缩系数，MPa-1 Vg压缩前天然气的体积，m 3； Va压力改变后天然气体积的变化量，m3； P压力的变化量，MPa 5、天然气的粘度：当天然气流动时，由于气体内部分子间相对运动产生的摩擦力，称为天然气的粘度。 6、天然气的密度和相对密度 1）

31、天然气的密度：单位体积的天然气所具有的质量称为天然气的密度。 式中：天然气的密度，kg/m3； Mg天然气所具有的质量，kg ； Vg天然气的体积，m3。,2）天然气的相对分子质量：1摩尔天然气在标准状况下所具有的质量称为天然气的分子质量。 3）天然气的相对密度：天然气的相对密度是指在某一温度、压力下天然气的密度与标准状况下干燥空气的密度之比。 式中：d天然气的相对密度，无量纲量； g天然气的密度； a干燥空气的密度。 （二）、天然气的化学组成及分类 1、天然气的化学组成：天然气是烃类和非烃类气体组成的气体混合物。 其中烃类气体是碳原子数从C1-C4的烷烃，即甲烷（CH4）、乙烷 （C2H6）

32、、丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）；非烃类气体有CO2、 H2S、N2等。不同的油气藏，天然气的成分不同，各种成分的含量不 同。大部分油气藏的天然气都是以烃类气体为主，在烃类气体中甲烷的含量最高，也有少数油田非烃类气体的含量达到50%左右。,2、天然气的分类 天然气的分类方法很多，目前使用最多的是按甲烷的含量分。当天然 气中甲烷含量大于95%时称为干气；当天然气中甲烷含量小于95%（或 乙烷以上的烃类含量大于5%）时的天然气称为湿气。一般干气产于纯气 藏，湿气多为伴生气。所谓伴生气是指同原油共生、共储、一同采出的 气体（即油藏气）。 三、地层水（油层水和外来水） （一）地层水的物理性质 1

33、、口味：具有苦咸味和涩味。 2、气味：油田水略具油味，含H2S高时具有臭味。 3、颜色：油田水略带绿色。 4、粘度：地层水流动时，其内部分子间由于发生相对运动而产生的摩擦阻力称为地层水的粘度。地层水的粘度一般用“”表示，单位：mPas。地层水的粘度大于普通水的粘度。,5、压缩系数：当压力每变化1MPa时，地层水体积的变化率称为地层水的压缩系数。地层水的压缩系数很小。 6、体积系数：地层水在地层条件下所占的体积与其在地面标准状况下所占的体积之比称为地层水的体积系数。地层水的体积系数接近于1。 7、矿化度：地层水中各种矿物盐的浓度称为矿化度。矿化度是影响地层水性质的主要对数。 1）地层水的组成：

34、地层水中含有大量的阳离子：如Na+、K+、Ca2+、Mg2+； 地层水中含有大量的阴离子：如Cl-、SO 地层水中溶有少量的气体，溶有CH4、H2S 等气体。 2）地层水的分类 地层水根据它们的聚集位置不同可分为边水、底水、层间水和束缚水。 根据地层水中各种离子的含量可分为硫酸钠型水、重碳酸钠型水、氯 化镁型水和氯化钙型水。 目前使用的地层水分类方法是苏林分类法。该方法是首先计算出地层 水中各种离子的毫克当量，然后根据各种离子的毫克当量比判别水型。,第六节、地球物理测井知识,地球物理测井已广泛应用于石油地质勘探和油田开发中，利用测试 结果可以划分地层剖面、确定岩层厚度和埋藏深度、进行地层对比。

35、还 可以探测和研究地层的主要矿物成分、裂缝、孔隙度、渗透率、油气饱 和度、断层等各种参数。对评价地层的储集能力，研究油田的开采状况 具有重要意义。 岩石有多种物理物性，如导电性、声学特性、放射性等，岩石的这 些特性称为地球物理特性。 地球物理井：根据岩石的物理特性采用专门的仪器、备，沿井眼剖 面测量岩石的各种地球物理特性参数的方法称为地球物理井。,一、地球物理测井的基本方法,目前油田常用的地球物理测井方法有自然电位测井、电阻率测井、 侧向测井、声波测井、感应测井、温度测井、井径测井和放射性测井 等。随着科学技术的发展，测井技术也越来越先进。 （一）、自然电位测井（SP） 自然电位测井是在没有外

36、加电源的条件下，在井眼自然电场中测得 的自然电位随着井深变化的曲线。 1、自然电位测井原理： 自然测井记录的是自然电流在井内的电位降。不同的岩性渗透率不 同，导电性不同，自然电位就不同，岩石的渗透越高，自然电位越偏离 基线，出现负异常。砂岩地层的渗透率大于泥砂岩地层，泥砂岩地层大 于泥岩地层。当泥页岩比较稳定时，在大段的泥页岩地层自然电位曲线 基本上接近一条直线，在实测曲线上可将它作为自然电位的基线，就是 通常所说的泥岩基线。,2、自然电位曲线的应用 自然电位曲线应用主要有： 1）判断岩性，确定渗透性地层。 2）计算地层水电阻率。 3）估计地层的泥质含量。 4）判断水淹层位。 （二）电阻率测井 在井眼条件下，测量地层电阻率时，受井径、钻井液电阻率、上下 围岩及电极距等因素的影响，测量的参数不等于地层的真电阻率，因此 这种测井方法又叫视电阻率测井。 视电阻率测