石油地質(zhì)學(xué)作業(yè)講解

1、習(xí)題集,,作業(yè)1、利用時間—溫度指數(shù)（TTI）研究有機(jī)質(zhì)的成熟度,★時間—溫度指數(shù)：地質(zhì)時期內(nèi)沉積有機(jī)質(zhì)在不同的埋藏時間、溫度條件下的成熟度。,原始有機(jī)物質(zhì)在缺氧條件下沉積后，隨著埋藏深度的增加，地溫增高和埋藏時間的增長，有機(jī)質(zhì)會發(fā)生演化，其成熟程度不斷提高，其中時間和溫度是石油生成與破壞的兩個重要因素。N.V洛帕廷根據(jù)溫度和時間是促使有機(jī)質(zhì)演化的主導(dǎo)因素這一認(rèn)識，提出用“時間—溫度指數(shù)值”（TTI）來定量表示有機(jī)物質(zhì)的成熟程度，TTI

2、實際代表了地質(zhì)時期內(nèi)不同類型的干酪根在不同的埋藏時間—溫度條件下的成熟度。,由此得到：,即：,★ 有機(jī)質(zhì)成熟度（△ TTI ）的增加與溫度（T）呈指數(shù)關(guān)系，與時間（t）呈線性關(guān)系。,TTI是應(yīng)用比較廣泛的一種成熟度指標(biāo)，是以化學(xué)動力學(xué)中的阿倫紐斯方程為基礎(chǔ)，把干酪根熱降解過程近似看成化學(xué)動力學(xué)中的一級反應(yīng)：,（K：反應(yīng)速率常數(shù)，即降解率；A：頻率因子）,（1）根據(jù)有機(jī)質(zhì)成熟度的增加與溫度（T）呈指數(shù)關(guān)系，與時間（?t）呈線性關(guān)系，

3、令溫度因子γ=rn，時間因子為?t（單位：百萬年），則 ?TTI= rn·?t。（2）疊加于埋藏史圖上的溫度剖面設(shè)置為每10℃為區(qū)間的地溫網(wǎng)，則其溫度區(qū)間i =10～20℃、20～30℃、30～40℃、40～50℃、50～60℃、60～70℃………。（3）每個溫度區(qū)間i內(nèi)：沉積物經(jīng)歷的時間用時間因子?ti表示，對應(yīng)的溫度因子為rni，即溫度每增高10℃，有機(jī)質(zhì)成熟度增高r倍。則i內(nèi)有機(jī)質(zhì)的成熟度增量：?TTI= rni&#

4、183;?ti。（4）有機(jī)質(zhì)成熟度是累加的、不可逆的，則對某一沉積單元來說，其總的TTI即為它所經(jīng)歷的各i內(nèi)TTI的增量的總和，即：,式中，imax、imin為有機(jī)質(zhì)所經(jīng)歷的最高和最低溫度區(qū)間。,1.洛帕廷法計算TTI的原理和步驟,（5）選100～110℃為基準(zhǔn)溫度區(qū)間，其n=0，γ=r0=1。則向下：110～120℃，n=1；120～130℃，n=2；………；向上：90～100 ℃，n=－1；80～90℃， n=－2；………,各溫度

5、區(qū)間的溫度因子,1）在時間—深度圖上，根據(jù)地溫分布，取10℃間隔，作溫度等值線。,（2） TTI法的計算,2）在有溫度等值線的時間—深度圖上，迭合目的層埋藏史圖。,A,B,C,D,E,3）從上圖中讀出各溫度區(qū)間i內(nèi)目的層所停留的時間?ti，利用公式計算?TTIi和TTI，并列表。,某層頂面 ?TTIi、TTI計算表,,TTI與Ro、TAI及有機(jī)質(zhì)演化成烴、保存階段的對應(yīng)關(guān)系：,TTI值的解釋：,為了便于應(yīng)用，通常將TTI值與常用的有機(jī)質(zhì)

6、成熟度指標(biāo)——鏡質(zhì)體反射率（Ro）和熱變質(zhì)指數(shù)（TAI）進(jìn)行對比。因此，根據(jù)沉積盆地某區(qū)塊或某井的地質(zhì)資料，計算各烴源巖層和儲集層的現(xiàn)時TTI值，結(jié)合干酪根類型，即可判斷烴源巖層的油氣生成進(jìn)入了哪個階段。,4）在圖上劃出生油窗（開始大量生油——生油結(jié)束）TTI=15～160,,（3）TTI法在油氣勘探中的應(yīng)用,1）預(yù)測圈閉中烴類的性質(zhì)（油？氣？）2）確定烴源巖有機(jī)質(zhì)成熟度；3）確定生油窗 平面上：生油范圍、有利生油氣區(qū)

7、； 剖面上：生油深度；時間上生油時間； 從而確定圈閉的含油氣性。,TTI=15~160,作業(yè)二：有機(jī)地球化學(xué)法分析油氣運(yùn)聚方向,一、習(xí)題目的　　油氣運(yùn)移指向分析是依靠地質(zhì)和地球化學(xué)證據(jù)，判斷油氣運(yùn)移的方向和距離以及油氣的次生變化的工作。一般根據(jù)生物標(biāo)志化合物、碳同位素構(gòu)成、含氮化合物等地化指標(biāo)，進(jìn)行油源對比，追索油氣來源和油氣運(yùn)移方向；儲層中原油的物性變化和儲層瀝青的分布特征，也可幫助判斷石油運(yùn)移方向。,1.利用含氮化合物

8、分析油氣運(yùn)移方向基本原理,原油非烴中的含氮化合物被認(rèn)為是目前研究石油運(yùn)移最為有效的指標(biāo)。利用原油中的含氮化合物研究石油二次運(yùn)移已成為當(dāng)前地球化學(xué)研究領(lǐng)域的一種新方法。最常用的是含氮化合物中的烷基咔唑類化合物。,圖Ⅱ-4-1 鏈基咔唑類化合物的幾種結(jié)構(gòu),根據(jù)鏈烷基(常為甲基) 咔唑類化合物1～8位上取代基情況可把鏈基咔唑分為三類：,第一類：1, 8位上的吡咯氫原子均被鏈烷基取代，形成N—H全屏蔽型結(jié)構(gòu)，稱之為屏蔽型異構(gòu)體。該類化合物極性小

9、，與圍巖介質(zhì)作用小，運(yùn)移過程中不易被吸附，其運(yùn)移速度快，運(yùn)移距離遠(yuǎn)，因此隨著運(yùn)移距離的增大，其相對含量增加（圖Ⅱ-4-1）。第二類：1, 8碳位上氫原子均未被烷基取代，形成N—H全裸型結(jié)構(gòu)，稱之為裸露型異構(gòu)體。該類化合物極性較強(qiáng)，運(yùn)移速度慢，運(yùn)移距離短，運(yùn)移過程中容易被周圍介質(zhì)吸附而損失，因此隨著運(yùn)移距離的增大，其相對含量減?。▓DⅡ-4-1）。第三類：1, 8位上任一氫原子被烷基取代，形成N - H部分屏蔽型結(jié)構(gòu), 稱之為半裸露型異

10、構(gòu)體, 被吸附性介于上述兩類之間（圖Ⅱ-4-1）。,由于不同咔唑類異構(gòu)體極性強(qiáng)弱不同，在油氣運(yùn)移過程中，隨油氣運(yùn)移距離的增加，不同結(jié)構(gòu)類型的含氮化合物組成將發(fā)生運(yùn)移分餾效應(yīng)，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①隨著運(yùn)移距離的增加，甲基咔唑類屏蔽型異構(gòu)體相對富集，而裸露型和部分屏蔽型化合物易被周圍介質(zhì)吸附，1甲基咔唑/4甲基咔唑，1甲基咔唑/3甲基咔唑，其含量逐漸降低； ②隨著油氣運(yùn)移距離的增加，咔唑系列相對于苯并咔唑系列富集；③隨著運(yùn)移距離

11、的增加，屏蔽型、半屏蔽型二甲基咔唑逐漸富集，其中1，8-二甲基咔唑/1，4二甲基咔唑，1，8-二甲基咔唑/1，5二甲基咔唑，1，8-二甲基咔唑/2，6二甲基咔唑等幾個參數(shù)表現(xiàn)的比較明顯。④由于地層對含氮化合物的吸附作用和地層水的溶解作用，使原油中性含氮化合物的絕對濃度不斷降低。,2.利用原油物性分析油氣運(yùn)移方向基本原理,（1）原理： 原油高壓物性能反映地下油層的物性，因此根據(jù)地層原油物性的相對變化可以定性地研究油氣運(yùn)移方向和距離。

12、原油在地下運(yùn)移的過程中，沿運(yùn)移方向地層原油物性發(fā)生變化，在氧化作用占主導(dǎo)的前提下，一般有飽和壓力和氣油比逐漸變低，密度和粘度逐漸增加的趨勢。（2）方法： 如果以飽和壓力和氣油比為橫軸的兩端、粘度和密度為縱軸的兩端，就可以把這四個指標(biāo)連成一個菱形。,（3）結(jié)果：隨著運(yùn)移距離的增加，由于飽和壓力和氣油比降低橫軸逐漸變短，而粘度和密度增加縱軸逐漸變長，于是高壓物性菱形圖會從扁平菱形向方菱形、尖菱形變化。因此可以很形象地根據(jù)圖形的相對變化

13、，確定出油氣運(yùn)移的方向和距離。,,利用原油物性分析油氣運(yùn)移方向： 隨著運(yùn)移，飽和壓力和氣油比逐漸降低、密度和粘度逐漸增加。,,？,習(xí)題五：圈閉分析與度量,相關(guān)理論：,1.下圖為M油田某儲層的頂面構(gòu)造圖，儲層最大厚度均為50米。要求標(biāo)出各圈閉溢出點(diǎn)的位置和閉合范圍，求出各圈閉的閉合高度，繪制給定剖面線的構(gòu)造剖面圖，并確定各圈閉的成因類型。,正斷層上細(xì)線為上升盤，粗線為下降盤。,-575,,2.下圖為S油田某儲層的頂面構(gòu)造圖，儲層最

14、大厚度均為50米。要求標(biāo)出各圈閉溢出點(diǎn)的位置和最大閉合范圍，求出各圈閉的閉合高度，繪制給定剖面線的構(gòu)造剖面圖，并確定各圈閉的成因類型。,A,B,C,D,E,,3.下圖為X油田某儲層的頂、底面構(gòu)造圖以及該儲層上覆不整合面構(gòu)造圖。要求標(biāo)出圈閉溢出點(diǎn)的位置，畫出閉合范圍，求出圈閉的閉合高度，并確定圈閉成因類型；假定油氣充滿圈閉，標(biāo)出油水界面。,地層不整合面遮擋圈閉，閉合高度：135米,4.底圖見石－資區(qū)井位圖；數(shù)據(jù)見石－資區(qū)鉆井資料數(shù)據(jù)表。要

15、求：（1）應(yīng)用鉆井資料編繪基巖頂面構(gòu)造圖及砂巖等厚圖，并分析圈閉（油氣藏）類型，確定圈閉范圍，求出最大閉合高度；（2）垂直構(gòu)造長軸切一剖面，假設(shè)油氣充滿圈閉，在剖面中標(biāo)出油水界面。,砂巖上傾尖滅圈閉，閉合高度：160米,習(xí)題六 油氣藏分析與度量,1.圖Ⅱ-6-2為A油田某儲層頂面構(gòu)造圖和油藏平面分布圖。要求：（1）確定各油藏的成因類型和含油高度，將相關(guān)信息填入表Ⅱ-6-1中；（2）在厘米方格紙上繪制給定剖面線的構(gòu)造油藏剖面圖，圖中

16、標(biāo)出油氣藏范圍。,圖Ⅱ-6-2 A油田某儲集層頂面構(gòu)造圖及油藏平面圖,閉合高度：H1=-175-(-275)=100mH2=-225-(-325)=100mH3=-270-(-325)=55mH4=-75-(-150)=75mH5=-75-(-150)=75mH6=-175-(-275)=100mH7=-125-(-225)=100m,2.下圖為X油田的一個構(gòu)造剖面示意圖。要求：（1）確定圖中可能形成油氣藏的位置，在原圖

17、上用陰影畫出油氣藏（油水界面水平）；（2）對各油氣藏用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……編號，確定各油氣藏的具體成因類型；（3）推測各油氣藏所在圈閉的形成次序；（4）將分析結(jié)果填入表Ⅱ-6-2中。,3.圖Ⅱ-6-4為一N油田某砂巖儲層的頂面構(gòu)造圖，砂巖厚50米，儲集物性好，砂層由南西向北東方向逐漸尖滅，北西向延伸的斷層被北東向延伸的斷層切割。砂層上下均為較厚的泥巖層，1、2、3、4號井鉆穿的砂層厚度分別為50米、40米、50米、30米；它們的含油高度（水距

18、油層頂面的高度）分別為10米、10米、30米、10米。要求：（1）確定圖中各斷塊的含油邊界，在構(gòu)造平面圖上畫出各個油藏的含油范圍；（2）確定圖中油藏的數(shù)目以及各油藏的成因類型，對圖上的油氣藏加以編號，求出各個油藏的油藏高度；（3）確定圖中可識別出的圈閉數(shù)目并加以編號，確定各圈閉的溢出點(diǎn)、閉合范圍、閉合高度以及圈閉類型，并將溢出點(diǎn)、閉合范圍在原圖上標(biāo)注出來；（4）將分析得到的有關(guān)圈閉和油藏的相關(guān)信息填入表Ⅱ-6-3中。,4.下圖為

19、某油田H油層頂面構(gòu)造圖，H油層為一厚約300米的砂巖層，1、2、3、4、5、6、7號油井底水距油層頂面高度分別為100米，40米，50米，450米，300米，200米，50米。8號井打在含水部位。要求：（1）確定各油藏油水界面的海拔標(biāo)高，分析說明圖中共有幾個油藏，畫出各油藏的含油范圍，確定各油藏的成因類型，求出各油藏最大含油高度。（3）確定圖中圈閉的數(shù)目，標(biāo)出各圈閉溢出點(diǎn)、閉合范圍，求出各圈閉的閉合高度。（4）分析NE、NW向延伸的兩組

20、斷裂的啟封性，并簡述其理由。,,,A,B,,,,,-700,-750,-800,-850,1號,oil,water,,,,B,A,,閉合高度：250米油藏高度：200米,5.圖Ⅱ-6-6為X油田某不整合面構(gòu)造圖，不整合下伏為孔隙、裂縫極為發(fā)育的石灰?guī)r，上覆為厚層泥巖，斷層MN為封閉性斷層。圖中4口井均為直井，其中1號井為油氣井，鉆遇含氣厚度10米，含油厚度30米；2號井和3號井均為油井，油水界面距不整合的垂直距離為10米，且2號井開采

21、對3號井的壓力有較大影響；4號井未見油，為水井。要求：（1）確定氣-油界面和油-水界面的標(biāo)高，并在圖中畫出含氣范圍和含油氣范圍；（2）確定圖中油藏的數(shù)目以及各油藏的成因類型，求出油藏含氣高度、含油氣高度；（3）確定圈閉的數(shù)目，以及圈閉類型、溢出點(diǎn)、閉合高度、閉合范圍，并將溢出點(diǎn)、閉合范圍在原圖上標(biāo)注出來；（4）自制表格將分析得到的有關(guān)圈閉和油藏的相關(guān)信息填入其中。,,習(xí)題七：圈閉綜合評價,圈閉綜合評價：對圈閉有效性相對大小的評價