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1、石油地质学,侯贵廷 北京大学地球与空间科学学院 北京大学石油与天然气研究中心,教学大纲,前言 第一部分 石油地质学基础 第一章 石油天然气成分 第二章 石油天然气的成因 第三章 储层和盖层 第四章 油气的运移 第五章 圈闭与成藏 第六章 油气田类型和世界盆地油气分布规律 第七章 油气资源评价方法 第八章 石油安全 第二部分 石油地质的进展及其实例 第九章 火山岩油气地质 第十章 海相油气地质,教学参考书,柳广弟，2010，石油地质学，北京：石油工业出版社。 王尚文，1983，中国石油地质学，北京：石油工业出版社。 中国石油地质志编委会，中国石油地质志，116卷，北京：石油工业出版社。,授课和考
2、试方式,授课：以课堂讲授为主，兼有外请的讲座。拟请中石油海外中心的潘校华教授级高工等。 考试：写一篇石油地质学新进展方面的读书报告，3000字左右，要求有图表，实例，参考文献。 教务要求必须要纸版的！,第一讲 绪 论,一、油气在国民经济中的地位 石油工业的血液！ 全球最主要能源： 70年代：美国油气占一次性能源消耗的70%以上； 中国：现今能源消耗中，油气不到30%，其中气占的比例更少（煤占70%以上） 润滑油料 化工原料-其重要用途： 染料、农药等 化肥 三大合成材料：合成纤维、合成橡胶、合成塑料,二、石油工业的历史,国外： 1859年，美国宾州Drake E.L. 世界上第一口井，只有21
3、.69m 1925年：美国年生产1.2万m3的石油，全球最大 1917年，委内瑞拉马拉开波油田的发现，成为二战期间生产石油最多的油田，对同盟国胜利产生了这样影响。 直到1960年，美国一直是全球最大石油生产国（全球50%以上） 60年代：分水岭-生产严重过剩，OPEC诞生；石油生产中心转移至中东、西伯利亚 70年代：国际上一些超大型油田的发现：英国北海；美国墨西哥湾,石油工业的曙光 世界第一口工业油井 1859年 150年前,国内： 中国有文字记载的开发利用石油有2000多年了：东汉（32-92）班固著“汉书”中记载：“高奴（今延长县）有洧（音同伟）水可燃”； 9世纪唐朝北史西域记中记载“（龟
4、兹国）西北大山中，有如膏者流出成川。行数里入地，状如醍醐，甚臭”。新疆库车一带远在1000多年前就发现了如奶酪一样粘稠的沥青，具有臭味。 “石油”这一名词，是由我国伟大的科学家沈括在梦溪笔谈中最先提出的：针对高奴一带的“脂水”，记述：“石油.生于水际沙石，与泉水相杂惘惘而出”，“此物后必大行于世，盖石油至多，生于地中无穷，不若松木有时而竭” 我国最早利用天然气煮盐：盐井-四川2000年前自流井气田,四川发现的汉代砖画：显示利用天然气煮卤水制盐,我国近代石油工业,中国第1口油井：台湾苗栗地区，1878年，用顿钻钻至120m； 大陆：1907年8月，陕北延长县钻出第一口井； 1934年：陕北油矿处
5、成立，是我国第一个专门机构，标志着中国石油工业的开始；,中国近代真正工业意义上的油田玉门油田；1938年设置甘肃油矿筹备处，1939年于老君庙打下第一口井，39年8月日喷原由10吨。,我国现代石油工业,玉门油田的开发，有力地支持了中国的抗日战争 建国后第一个大型油田：新疆克拉玛依油田 大庆油田的发现：1955年始，开始地质普查，1959年9月26日，松基3井喷出高产油流，从而发现了大庆油田。大庆油田已经稳产5000万吨以上达20多年了，至少还可以稳产10年以上，是中国最大的国有企业。 之后，我国又陆续发现胜利、辽河等油田。 当前我国石油工业的战略是：稳定东部，开发西部 目前，鄂尔多斯盆地的长庆
6、油田有望在2015年取代大庆成为中国第一大油田，塔里木盆地的塔里木油田也争取在2020年实现年产石油当量4000万吨，跻身中国三大油田之列。 届时，中国三大油田：长庆油田、大庆油田、塔里木油田，西部就占了两席。,大庆油田发现井 松基3井,松基3井 新中国最年轻的国家重点文物保护单位,石油战线诞生出“铁人精神”,开拓新领域,塔里木盆地，是我国最大的陆上未开发盆地，是中国未来油气的希望所在，已经是我国最大的气源盆地，是“西气东输”的起点。,石油地质学的三大课题,油气成因 油气藏形成 油气分布,第一章 石油天然气性质和成分,石油的成分与性质 化学成分：Petroleum即“岩液”或“石头油”，是一种
7、成分十分复杂的天然有机化合物的混合物，其中的主要成分是烃（Hydrocarbon） 石油的元素组成 烃（Hydrocarbon）:从元素上讲，必不可少的元素是C、H; 一般C占84-87%；H占11-14%； Hydrocarbon-占97-99% 其它元素：S, N, O。S的高低影响原油的品质，高S（我国大于2%）引起腐蚀和污染，目前北京从2004年10月1日起，使用欧2标准的低硫汽油，2005年7月1日使用欧3更洁净的低硫汽油。 汽油的标号：90、93、97、98反映的是抗爆系数，标号越高，燃烧更好，更有动力。,烃类组成： 烷烃：CnH2n+2，属直链饱和烃；自然界第一种气态烃是甲烷，气
8、态烃的碳14个，第一种液态烃是正戊烃，液态烃的碳原子516，第一种固态烃是正十七烷烃。 环烷烃：CnH2n ，由环状烃组成 ,一般为液态，由碳的数目决定名称，三员环、四员环和五员环等，多为五员环或六员环。 芳香烃：具有苯环（6个碳原子和6个氢原子） ，是不饱和烃。芳香烃含量高的石油沸点高，不易燃。,石油的非烃组成,含硫化合物 硫是石油中的有害物质，硫的含量是评价石油质量的一项重要指标。 高硫石油：S2%； 低硫石油：S0.5%； 含硫石油：S =0.52%之间。 西北的石油一般低硫，大庆油田和胜利油田低硫，辽河油田高硫。 含氮化合物 含氮万分之一至千分之几。主要为吡啶、喹啉、异喹啉和吡咯、卟啉
9、、吲哚和咔唑等，是重要的西药原料。 含氧化合物 千分之几，以有机化合物状态存在，称为“石油酸”。溶于石油，但不溶于水。,石油的物理性质,颜色： 白色、淡黄色、黄褐色、深褐色、黑绿色至黑色，多数为深褐色。胶质和沥青含量越高，颜色越深。 比重：20摄氏度时，一般介于0.751.00之间，比重大于0.90的为重质石油，小于0.90的为轻质石油。 粘度：1泊=1达因的切力作用于液体流动速度为1厘米/秒移动1厘米每平方厘米。石油是粘性流体。厘泊=1/100泊。 大庆油田的石油粘度为1922厘泊。 荧光性：在紫外线照射下发出荧光，是一种冷发光现象，常用于检测岩芯是否含油。饱和烃不发光，芳香烃和非烃发光。轻
10、质油发浅兰色，含胶质多的石油一般发绿或黄色，含沥青多的石油发褐色荧光。 旋光性：当偏光通过石油时，偏光面会发生旋转，这个角叫旋光角，多数为右旋，一般随含油地层年代的增长而减小。 溶解性：石油难溶于水，而易溶于有机溶剂，如：氯仿、四氯化碳、苯和石油醚、醇等。,天然气的成分和性质,天然气：广义讲自然界所有天然形成的气体均可以称天然气。狭义的天然气是气态烃和非烃气。 天然气的化学成分 气态烃以甲烷为主，非烃气以N2 、CO、 CO2、 H2S、 H2，Ar、He气。 天然气类型 1 气藏气； 2 气顶气；3 溶解气；4 凝析气；5 固态气体水合物。 1 气藏气：不与石油伴生，单独聚集成藏，为纯天然气
11、气藏。甲烷占气藏气体成分的95%以上。 2 气顶气：与石油共生，位于油气藏的顶部，重烃气含量可达百分之几或几十，仅次于甲烷，属于湿气。 3 溶解气：溶于水或石油的天然气，常溶于饱和或过饱和的油藏中，重烃气高达40%。 4 凝析气：当地下温度、压力超过临界条件后，液态烃逆蒸发（可逆裂解）为气体，称为凝析气，一旦采出后，由于地表压力、温度降低而凝结为轻质油，即凝析油。一般分布在地下3000-4000米深处。 5 固态气体化合物：在海洋底特定压力和温度条件下，甲烷气体分子天然地被封闭在水分子的扩大晶格中，形成固态气体化合物，成为“天然气冰”，或“天然气水合物”。最早前苏联在西伯利亚北极永久冻土带发现气体水合物气田“麦索亚卡气田”。1980年美国在墨西哥湾发现海底天然气水合物岩芯。,天然气的物理性质,天然气溶于石油和水。 天然气的热值很高 热值：每立方米天然气燃烧时发出的热量，单位：大卡/立方米。 天然气的热值一般800020000大卡/立方米， 而石油为10000大卡/千克，煤仅为4000大卡/千克。 可见，天然气的热值最高，燃烧最充分，效率最大，污染最小。,油田的露头,Oil Spring,Oil Lake,沥青,
