第一章地球概况与地质作用

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1、1,将 不 会 有 突 出 的 表 现,没有良好的习惯， 没有严谨的作风， 没有过硬的本领， 没有明确的目标， 没有具体的计划， 没有可行的措施， 没有吃苦的精神。,2,坐在同一个教室里，读一样的书，听一样的课，而学习成绩却有很大差别。 原因：是否用心听，是否与老师共振。,3,油田地质基础 fundamentals of oilfield geology,2007年中国进口石油18348万吨； 2008年中国进口石油20067万吨； 2009年进口1.98亿； 2010年进口2.1亿吨； 2011年中国原油进口量为25378万吨； 中国2012年原油净进口量将达到2.84亿吨。中国目前的石油依

2、存度为58%。,4,当今世界，每天打开电视、翻开报纸一看，石油消息的报导几乎都占重要位置，可见石油与各个国家及广大人民的关系紧密相关。 在世界石油资源、经济发展、供需关系和政治军事的多重因素影响下，21世纪以来，石油价格一直攀尚不下。而且据多方面预测，高油价的形势会在一个较长期内持续和发展下去。 勿用讳言，虽然我国的石油资源比较丰富，原油产量也稳中有升，但与我国经济发展和需要相比，尚有较大距离。去年我国净进口石油高达11000多万吨。 目前我国石油资源中大部分为低渗透储量，因而如何动用和开发好低渗透油田，具有十分重要的经济和政治意义。,5,第一章 地球概况及地质作用 globe survey

3、ang geologic function,第一节 地球的形态特征及主要物理性质 1.陆地地形形态：日常生活中可以看出地表是不平的,如西安南边是秦岭山脉,在西安的周边也可以看到有好多洼地,坐车旅行是可以从海拔表看出各地海拔高度是不同的,说明地球表面是起伏的 根据海拔高程和地面起伏特征可以将陆地地形进行细分: 山地:海拔高度大于500米,有明显山峰、山坡和山麓的地形单元（阿尔卑斯-喜马拉雅山 系） 高原：海拔高度大于500米,面积较大，表面较为平坦或略有起伏（世界最大高原南美 巴西高原） 盆地：四周为山地或高原中央低平的地区（柴达木盆地、准葛尔盆地） 丘陵：海拔高度小于500米,顶部浑圆、坡度平

4、缓、破角不明显的低矮山群。 平原：海拔高度小于200米,宽广、平坦或略有起伏的平地（华北平原、松辽平原）。 洼地：陆地上高程在海平面以下的地区。新疆吐鲁番盆地中的爱丁湖是我国陆地最低处，低于黄海海平面以下155米。,6,第一章 地球概况及地质作用,第一节 地球的形态特征及主要物理性质 2.海底地形 洋oceanic：地球表面聚集水体的巨大洼地。四大洋：大西洋、北冰洋、印度洋、太平洋 海：大洋与陆地接触的水体。渤海、黄海、东海等。 海洋：海与洋的统称。 大陆边缘：大陆与洋盆之间被海水淹没的地带，包括大陆架（大陆周围坡度平缓的浅水地区地势比较平坦，坡度一般小于0.3，平均水深133米，大陆架的宽度

5、不一样，大陆架的宽度与海岸地带的地形有密切关系平均75KM，北冰洋沿岸可达1000KM以上，日本列岛的大陆架仅仅4-8KM，拉丁美洲西海岸于大洋盆地之间以海沟相隔，没有大陆架）、大陆坡（位于大陆架外缘的巨大斜坡，坡度较大，平均为3度，最大可以达到20度以上，水深20-300米不等，宽度为20-100KM不等）、大陆基（大陆坡外缘倾向洋底的斜坡地带，坡度5-35，水深2000-4000米，最深处可以达到10000米） 大洋盆地：大陆边缘之外，大洋中脊两侧的深海盆地。平均水深4750米，占海洋面积的44.95%。 大洋中脊：洋底发育的连绵不断的、横穿大洋、线状延伸的海底山脉。该山脉除表层为极薄的沉

6、积层外几乎全部有玄武岩组成，称之为洋脊。海底火山多发区。 简要介绍大陆架与油气关系。,7,第一章 地球概况及地质作用,3.地球的主要物理性质： 密度：随深度增加而增加，但不是均匀的。地壳密度2.72.9g/cm3，地球平均密度 5.516g/cm3。 压力：内部压力是上覆物质质量产生的静压力。压力增加的幅度因深度而不同。浅部增加 慢，深部增加快。压力异常的概念。在钻井过程中应该注意对压力异常的预测，以 防止事故的发生。 温度：外热层、常温层、内热层。地温梯度；地温的高低影响有机质及其想向油气转化。 重力：地球的引力与地球自转产生的离心力的合力。 地球重力场的变化是随纬度增加而 增加，随海拔高度

7、增加而减小的不规则变化。 局部重力与区域重力有差异称为异 常。石油、煤、地下水等于负处异常区，而铁、 铜等处于正异常区。重力异常的原 因是物质分布的不均匀。重力勘探(gravity exploration)。 重力加速度在赤道处是978.0318cm/s2，在两极处是983.2717cm/s2。 磁性：指南针的应用证明地球是有磁性的，地理的北极与地磁的北极不重合。 地磁正异 常与负异常。石油、天然气所在地区有负异常。磁法勘探(magnetic prospecting)。,第一节 地球的形态特征及主要物理性质,8,弹塑性：表现在能够传播地震波，因为地震波是弹性波。地层具有各种 构造特征显示出具有

8、塑性。地球的弹性在油田开发过程中的现象（通过室内实验可以发现弹性变化，主要是通过测量岩心的孔隙度与渗透率来衡量）。塑性所表现出来的特征如储油构造。 放射性：地壳特别是酸性岩浆岩中具有大量放射性元素。放射性元素释放的能量是地热的 主要来源之一。判断岩石年龄。放射性勘探（radioactivity prospecting)。 电性：发电厂以大地作为回路、大雷雨时放电（电位差可达100伏/米）等。地壳的电导率与岩石成分、孔隙度、 矿化度等有关。温度越高电导率也大。大地电流的强度和方向均有变化，这是因为大地电流主要是地磁场变化直接感生的。,第一章 地球概况及地质作用,第一节 地球的形态特征及主要物理性

9、质,9,第一章 地球概况及地质作用,第二节 地球的内外圈层特征,10,第一章 地球概况及地质作用,第一章 地球概况及地质作用,第二节 地球的内外圈层特征,目前世界上最深的井也就是15000多米（前苏联），我国也已经研制成功13000米的石油钻机（宝鸡石油机械厂2007年），这样的深度对研究地球内部特征是远远不够的。因此，对地球内部特征的认识主要是利用地震波这种手段进行探索的。,地壳：也叫岩石圈(lithosphere)，地表至莫霍面之间的固体地球。富含硅铝的硅酸盐组成。分为陆壳(continental crust)与洋壳(oceanic crust)。 上地壳/陆壳（硅铝层）：陆壳分布在大陆及

10、被海水淹没的大陆边缘地区，厚度较大，平均33-36公里。高山区和高原区陆壳厚。陆壳厚度与地表起伏呈镜象关系。 下地壳/洋壳（硅镁层）：分布在大洋盆地和洋中脊等洋底地区。一般情况下洋中脊最薄。洋壳的主要成分为硅镁。 陆壳与洋壳的差异：厚度陆壳厚，洋壳薄；结构大陆地壳具有双层结构而大洋地壳一般只有玄武岩；地球化学陆壳的物质成分相当于安山岩，而洋壳是以玄武岩开始的；构造洋壳无褶皱，断裂多呈直线且规则，陆壳相反；同位素年龄陆壳最大40亿年，而洋壳最老的是侏罗纪（约1.75亿年）。,11,第一章 地球概况及地质作用,第二节 地球的内外圈层特征,地幔：莫霍面(Moho)与古登堡面(Gutenberg di

11、scontinuity)之间的部分，厚度2865KM。 根据地震波的变化特征，大致以984KM为界，进一步将其分为上地幔与下地幔两层。 上地幔地震波传播不均匀，下地幔地震波传播均匀，下地幔铁含量增多。 地核：古登堡面以下至地心。根据地震波（纵波）波速变化分为外核（液态）、过渡层、 内核（固态）。 地球外圈：地表外围空间。 大气圈：主要成分氮气、氧气、二氧化碳等。 根据密度和成分将大气圈进一步分为对流层、平流层、中间层、热层和散逸层等。 氮气和二氧化碳在提高采收率方面的用途。氮气驱（混相与非混相）二氧化碳驱。 水圈：连续保卫地球表层的水的闭合圈。含盐度概念（1KG水中溶解的各种盐类的质量， 盐度

12、小于千分之0.3为淡水，0.3-24.695为半咸水，大于24.695为咸水）。 潜水层：埋藏在地面以下第一个不渗透水层上面的地下水。 承压层： 生物圈：地球表层有生物活动的圈层。生物对岩石的破坏和构建有很大的影响。 生物化石能够确定地质年代、研究生物起源和演化。 生物对生油母质的巨大贡献，能够形成大量有机矿产。,12,第一章 地球概况及地质作用,第二节 地球的内外圈层特征,2011年10月23日，中央电视台报道，我国有史以来最大的地质勘探计划“地球深部探测”计划已全面展开。这个集合了12位院士、200多名研究员以及上千名科研人员的地球深部探测工程，希望能从深层次解决困扰我国油气勘探开发的一系

13、列重大问题。 国务院总理温家宝在首都科技界大会上谈到，在地球深部资源探测方面，我国已有固体矿产勘探开采的深度大多小于500米，而世界一些矿业大国已经达到2500米4000米。他还举例说，澳大利亚在本世纪初率先提出“玻璃地球”计划，就是要使地下1000米变得“透明”。加拿大人近期也制订类似计划，要使地下3000米变得“透明”。全国人大常委会副委员长、中国科学院原院长路甬祥强调，深部矿产资源勘探与开发是影响我国可持续发展能力的战略性科技问题。他说，应使我国主要区域地下4000米变得“透明”，以解决我国资源短缺的问题。,13,第一章 地球概况及地质作用,第三节 地质作用（geological pro

14、cess）,自然界的地质作用一直在发生着并且随处可见，火山活动、地震、河流冲刷改道、风使沙子迁移等。 地质作用的特点:地区特色、现象复杂、持续时间长。 （1）内动力地质作用(endogeneous) :由地球内部能量变化引起的地质作用.岩浆作用、地壳运动、地震、变质等。 （2）外动力地质作用(exogeneous) ：由地球外力引起的地质作用。,外动力地质作用分为： 风化作用(weathering)：物理风化、化学风化、生物风化； 剥蚀作用(denudation)：河流、地下水、海洋、湖泊、冰川、风； 搬运作用(transporation)：机械搬运、化学搬运； 沉积作用(sedimentat

15、ion)：机械沉积、化学沉积。,14,第一章 地球概况及地质作用,第三节 地质作用（geological process）,风化作用：地壳表层岩石在地表常温常压下在风化介质作用下在原地遭受破坏过程。 物理风化：凡只是岩石、矿物在原地机械破碎，物质成分未有改变。热膨胀冷缩等。 特点是成分不变，仅仅是体积形态有变化，由大变小。 化学风化：地壳表层的岩石在原地发生化学成分改变并产生新矿物的过程。主要 方式：氧化作用，黄铁矿变褐铁矿；水溶液作用；溶解作用；水化作用，正 长石变高岭石，高岭石变铝土矿；水解作用；碳酸化作用。 生物风化：生物的生命活动以及分解与分泌产物对岩石和矿 物的破坏。既有机械风化作用

16、也有化学风化作用。 风化作用的产物：碎屑物质、残余物质、溶解物质 风化作用的结果 风化壳：风化产物覆盖在地表上构成的一层不连续的薄壳。风化壳中成分类型及薄厚发育状况与基岩有关、与气候有关、与地形有关、与剥蚀作用程度有关。 风化壳的石油地质意义（流体储集空间和运移通道）,15,第一章 地球概况及地质作用,物理风化作用 使岩石和矿物发生破坏而不明显地改变其化学成分的作用过程。 主要方式 1.热胀冷缩 由于温差的影响，尤其短内温度的聚变，使岩石强烈的热胀冷缩后剥落、碎裂。 矿物在昼夜温差很大的地区（沙漠地区）日:60-70;夜融化时的体积 岩石裂隙充填有地表水及地下水，这些水当温度降至时结晶冰，结冰的过程就体积膨胀的过程,对裂隙周围产生压力使裂隙扩大，如果冻结和融化反复交替进就必然使裂隙增多扩大最终岩石崩裂冰劈作用。 冰劈作用的实质是冻融交替。因此昼夜温度在上下，波动的地区，岩石的洋劈作用最为强烈，而长年寒冷的地区水终年结冰，冰劈作用并不很强烈。,16,第一章 地球概况及地质作用,层