第八章油气地球化学勘查

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1、第八章油气地球化学勘查第一节油气与油气异常一、油气化探的基本概念油气化探是石油天然气地球化学勘探的简称。它是利用地球化学的方法，通过研究油气在形成、运移、集中、分散及破坏过程中在天然介质中留下的痕迹（即地球化学异常）来寻找油气藏的探矿方法。二、油气藏的一般知识1．烃的一般知识油气田本身是烃类的工业聚集体，烃类是指只包含C、H两种元素的化合物。由于烃分子中碳原子数目和连接方式不同，已知烃类化合物在3000种以上，油气化探中只涉及最简单的几种烃类。开链烃是碳骨架首尾不相连，但可以有支链和侧链(即分子中无环状结构且碳碳原子如链相连的一类碳氢化合物)。因为最早发现于脂肪，故

2、又称脂肪烃。如果碳与碳之间是单键相连，意味着氢结合达到最高，则称饱和烃，也称烷烃。如果碳链中包含双键，则称烯烃，如包含三键，则叫炔烃。开链烃的通式是CnH2n+2，习惯上称为“n烷”，n指分子中碳的数目，由1到10用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示，石油化学中，用C1、C2、C3、…表示。自第11个碳原子的烷烃开始，用数字表示，如C11叫十一烷。C1-C4是气体，C5-C16是液体，C17以上是固体。气体最易扩散迁移，是最好的化探指标。脂环烃是碳原子相连成环的碳氢化合物。环丙烷和环丁烷在常温下是气体，从环戊烷开始是液体，高级环烷烃是固体。含有5个或6个碳原

3、子的环烷烃是石油中最普遍的分子结构，占原油的50％以上。芳烃是由6个碳原子和6个氢原子组合而成的特殊碳环，即苯环化合物。它们也是原油的组成部分，但比例较小，不超过15％。由于其中某些芳烃在水中有一定溶解度，可能作为油气化探的指标。2．石油天然气的形成大多数石油学家认为，石油来自沉积岩中的有机质。沉积物形成后，从地表到深部，有机质经历了从活体-残骸-腐殖质-干酪根-高碳干酪根-石墨的转化过程。根据有机地球化学家的意见，有机质的转化可分为三个阶段，不同阶段产生的烃类如表8-1。温度范围＜50℃50-200℃＞200℃有机质转化阶段成岩阶段深成热解阶段变质阶段天然气C12

4、203C2＋C30.00120汽油、煤油、轻质柴油C4-C141370粗柴油-润滑油C15–C40201791沥青化合物11013413．油气藏的概念各种不同类型的岩石均具有一定的孔隙和裂缝，地下石油和天然气就储存在岩层的连通孔隙、孔洞和裂缝之中。它们的储集方式就像水充满在海绵里一样。凡具有连通孔隙，能使流体储存，并在其中渗滤的岩石称为储集层。储集层联合封闭而形成的能聚集并保存油气的场所称为圈闭。形象他说，圈闭就是储集层作为盛装油气容器的部分。圈闭中油气聚集到一定数量后就成为油气藏。油气藏是单一圈闭内具有独立压力系统和统一油水(或气水)界面的油气聚集，是地壳中最基本

5、的油气聚集单位。一个完整的油气藏存在必须有相对应的生、储、盖组合。生，即生油(或气)岩，曾经产生并排出足以形成工业性油、气聚集的烃类的细粒沉积物。储，即储集层。盖，即盖层，在储集层上方，能够阻止油气向上逸散的岩层，富含有机质的页岩是最有利的生油层，粗砂岩是有利的储集层，泥质岩是最好的盖层。分散于生油岩中的油气能够聚集形成油气藏是通过油气运移来完成的。按照时间顺序，把油气从细粒的生油岩中向外排出的过程叫做初次运移，油气脱离母岩后在储集岩内部的传输过程叫做二次运移。此外，石油聚集形成后，如果再发生运移，一般称之为三次运移。正是因为存在三次运移，才为油气地球化学勘探提供了

6、深部油气藏的信息(图8-1)。4．油气藏的类型由于地质作用的复杂性，在自然界存在着不同类型圈闭形成的油气藏，如构造圈闭所形成的油气藏、地层圈闭所形成的油气藏、水动力圈闭形成的油气藏等。典型的油气藏为背斜油气藏。圈闭分类系统表大类构造圈闭地层圈闭水动力圈闭复合圈闭亚类1.背斜圈闭1.岩性圈闭1.构造鼻和阶地型水动力圈闭1.构造-地层复合圈闭2.断层圈闭2.不整合圈闭2.单斜型水动力圈闭2.水动力-构造复合圈闭3.裂缝性背斜圈闭3.礁型圈闭3.纯水动力圈闭3.地层-水动力复合圈闭4.刺穿圈闭4.沥青封闭圈闭4.构造-地层-水动力复合圈闭5.多因素构造圈闭5.多因素地层圈

7、闭三、油气异常的形成1．扩散作用扩散作用是由分子、原子或离子向真空、溶液或多孔介质沿着它所在系统中的各部分浓度低的方向散开去的作用。只要有浓度差，就会发生扩散作用，所以这是自然界最为普遍的现象。2．浮力作用在潜水面以下，地层一般是水饱和的，当地下水静止不动或流动速度甚低时，浮力使油气从地下深部向地表发生垂向迁移。由于油气与水不相混溶，产生油珠或气泡，而油珠或气泡的密度比水小，则油珠或气泡就受到其所排开同体积水的重量的上升浮力。3．流体动力学作用流体动力学作用是压力梯度驱动下，流体在多孔介质中做定向运动。这里的流体，包括水、油、气以及它们相互溶解的溶液。它们的流动