西安石油大学石油工程概论3.石油勘探

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1、75,1,Chapter 3 石油勘探,石油勘探就是寻找一个油气田的过程，要根据石油地质学的油气田分布规律，采用各种先进的勘探技术与方法，从而达到最经济地探明油气储量的目标。,勘探：指调查一个地区的矿藏（油气藏）。勘：指查看，调查； 探：指摸取,75,2,Chapter 3 石油勘探,第五节 地球化学勘探和放射性勘探 第六节 遥感技术 第七节 钻井录井技术 第八节 地球物理测井技术 第九节 测试技术,第一节 石油勘探的主要过程及步骤 第二节 野外地质调查技术 第三节 地震勘探技术 第四节 重力、磁力、电法勘探技术,75,3,石油勘探可以分为两个步骤钻前间接手段和钻探直接手段钻前间接手段包括三种

2、方法地质方法化探方法（地球化学勘探）物探方法（地球物理勘探）通过钻前勘探工作，可以推测一个较大区域或者一个圈闭的石油地质信息，据此设计探井井位和层位。,75,4,钻探直接手段：钻井、测试、射孔、试油等通过钻探直接手段，可以识别有无油气显示、油气水分布规律、地层岩性及储层物性，测试产液性质和产量，分析油藏储量等物性参数。从钻前间接手段到钻探直接手段，对目标含油气情况的认识由预测到验证，逐渐探明油气田，这就是石油勘探的整个过程。第三章将对石油勘探中的主要概念、过程、技术进行简要介绍。,75,5,3.1 石油勘探的主要过程及步骤,一.石油勘探过程：6步,要着眼于什么地方有盆地。我国已发现盆地500多

3、个。要在盆地中寻找生油凹陷：油气的发源地要在生油凹陷中寻找主要的油气聚集区：“近水楼台先得月”的好地方要在主要油气聚集区内寻找圈闭：可能存在油气藏的所在地。,75,6,3.1 石油勘探的主要过程及步骤,一.石油勘探过程,在圈闭的最高部位钻第一口找油井预探井：了解有无油气的存在在预探井发现油气后，再钻一定的详探井：探明油气藏面积的大小， 然后按一定距离部署开发井，将油田投入生产开发。,石油勘探的过程就是定盆地、查凹陷、找圈闭、探油气的过程。,75,7,二.石油勘探各阶段主要内容,石油勘探是一个循序渐进的过程。根据对地下情况认识的程序和工作特点，石油勘探分为三个阶段：区域勘探圈闭预探油气藏评价勘探

4、,75,8,二.石油勘探各阶段主要内容,区域勘探石油勘探阶段之一在一般地质调查基础上对一个盆地进行的第一阶段石油勘探。任务：搞清区域地质结构和油气生成、聚集条件，筛选出有利凹陷，评价油气聚集的有利构造带，提出参数井位，为进一步开展的油气预探工作做好准备。内容：地层情况，构造情况，生油条件，储集层、盖层及生、储、盖组合分析，油气水资料，基底概况4个步骤：建立项目、物探普查、钻参数井和盆地评价,75,9,二.石油勘探各阶段主要内容,圈闭预探石油勘探阶段之二在区域勘探查明了区域地质、石油地质和生油、储集条件之后，在有油气远景的构造带或局部构造圈闭上进行的油气勘探工作。任务：选定有利构造，进行钻探，确

5、定含油气边界，提供评价钻探的对象，推断油气藏类型。4个步骤：确定预探项目、地震详查、预探井钻探、圈闭评价,75,10,二.石油勘探各阶段主要内容,油气藏评价勘探石油勘探阶段之三就是对所发现的油气藏进行评价。任务：查明已发现的工业油气藏的含油气边界、含油气面积和油气储量；分析油气层的岩性及其连通情况，查清岩石物性及产能，对油气藏进行综合评价及经济效益预测分析。4个步骤：项目建立、地震精查、评价井钻探、油气田评价,75,11,三. 滚动勘探,滚动勘探：是指对一个区块反复认识、多次勘探的过程。经验表明：复杂油气田被发现后，还需要经过一个相当长时间的勘探开发过程，方可全部探明油田地质储量。虽然油气田经

6、过了区域勘探、圈闭预探、甚至评价勘探阶段，基本探明了油气藏地质情况。但是有许多地质问题仍需在开发过程中逐步解决，这需要将滚动勘探贯穿于开发的全过程中。,75,12,三. 滚动勘探,事例：大庆油田储量规模达50亿吨的超级大油田大庆油田是中国第一大油田、世界第五大油田。勘探开发历史表明：1962年储量为22亿吨，但现在探明的储量却超过了50亿吨。大庆油田创造了一个连续27年（19602003）保持年产原油5000万吨以上的纪录。2006年大庆油田年产原油4341万吨。在大庆油田的二次创业规划中，到2010年，年产量仍将维持在4200万吨上下。,75,13,四.油气地质储量及分类,油气地质储量指在钻

7、探发现油气后，根据已发现油气藏（田）的资料估算求得的已发现油气藏（田）中原始储藏的油气总量，并被换算到地面标准条件（20，0.101MPa）下的数量。根据油气勘探的探明程度，可将油气地质储量分成三级：预测地质储量，控制地质储量，探明地质储量,75,14,1.预测地质储量是指在圈闭预探阶段预探井获取了油气流或综合解释有油气层存在时，对有进一步勘探价值的、可能存在的油气藏（田），估算求得的、确定性很低的地质储量。 2.控制地质储量是指在圈闭预探阶段预探井获得工业油（气）流，并经过初步钻探认为可提供开采后，估算求得的、确定性较大的地质储量，其相对误差不超过50%。,三级油气地质储量,75,15,3.

8、探明地质储量 是指在油气藏评价阶段，经评价钻探证实油气藏（田）可提供开采并能获得经济效益后，估算求得的、确定性很大的地质储量，其相对误差不超过20%。探明储量是编制油（气）田开发方案和提供油（气）田开发投资的依据。,75,16,随着勘探工作的进展和认识程度的提高，预测、控制、探明三级油气地质储量是一个不断变化的地质 技术 经济参数。石油勘探的任务就是逐步将资源量升级为储量，将低级储量升级为高级储量的工作过程。预测地质储量 控制地质储量 探明地质储量,75,17,3.2 野外地质调查技术,地质工作者携带简单的工具，通常包括地形图、指南针(罗盘)、小铁锤、经纬仪等，在事先选定的地区内，按规定的路线

9、和要求跋山涉水，完全是以徒步“旅行”来进行找油找气的实地考察和测量。,成果：发现玉门老君庙油田，新疆准噶尔盆地的克拉玛依油田，青海柴达木盆地的冷湖油田等。,75,18,野外地质调查，一般要经过三个步骤普查：开始时，对情况不明的大面积的新地区进行普查普查主要体现在“找”字上，为详查找出有利含油气地区和构造详查：在普查基础上缩小范围，选出最有希望地区进行详查详查主要体现在“选”字上，为细测选出有希望的含油构造细测：在详查基础上，选出最有可能储藏油气的构造或地区进行细测 细测主要体现在“定”字上，为钻探提供落实可靠的含油气构造和具体井位三个步骤的核心：找选定,75,19,野外地质调查的主要任务和工作

10、方法是：,（1）搞清一个地区的地层状况 （2）发现地质圈闭和调查其他地质构造情况 （3）发现和调查油气苗状况 油气苗：地下已经生成的石油或天然气或在运移过程中，或已经储集以后又遭破坏，沿一定的通道跑到地面的产物。 （4）采集样品 （5）提出有利的找油地区及可供钻探的地质圈闭,75,20,油气苗：地下已经生成的石油或天然气或在运移过程中，或已经储集以后又遭破坏，沿一定的通道跑到地面的产物。,75,21,野外地质调查在我国使用情况主要在50年代大规模使用：搞清沉积岩的分布范围，并对出露地面的圈闭进行研究和钻探。60年代以后已转到了大面积覆盖地区，主要使用地球物理特性找圈闭的勘探方法现在，许多工作已

11、被遥感地质技术代替。,75,22,地球的密度和压力 地表岩石的平均密度为2.7-2.8 g/cm3，内部密度随深度增加而逐渐增加，地心密度为13.0 g/cm3。 地球内部压力是由上覆地球物质所产生的静压力。地下10km 约3000atm、 25km 约1万atm、 2900km 约150万atm。据地球的密度和压力产生地球重力勘探。地球的弹性地球具有弹性，表现在能传播地震波，因为地震波是弹性波。地震勘探由此而生。,地球的物理特性为石油地质的深入研究奠定了理论基础,75,23,地球的磁性地球是一个均匀磁化球体，在它周围形成了一个偶极地磁场。磁法勘探就是利用测量地下局部异常的原理，来进行找矿和地

12、质构造研究。地球的电性对大地电流变化和局部地电异常的测量，可以研究地球内部机构和构造，以及进行矿产资源的勘探。故可进行 电法勘探。地球的放射性地壳中酸性岩浆岩的放射性元素含量最高。据此可进行 放射性勘探。,75,24,地球物理勘探利用仪器在地面采集来自地球内部物理信息，从而进行勘探的一大类方法。地球物理勘探包括4种：重力法、磁法、电法、地震法地震勘探是地球物理勘探技术中的一种重要方法。,75,25,回音壁,75,26,1941年戴卫得米里发明第一个地震仪后，拉开了地震勘探的序幕。 二战中，德国科学家米超布博士为德国军队发明了一种可以测定发射枪位置的地震仪，后将它应用于地质勘探，并建立了世界上第

13、一家地震勘探公司。 二维地震勘探到三维地震勘探,地震勘探的发展,3.3 地震勘探技术,75,27,1.地震勘探技术原理,一.地震勘探技术原理和方法,地震勘探技术是利用弹性振动研究地层中不同岩石的弹性差异，以认识地层的分布情况和查明地下地质构造的一种有效的地球物理勘探方法。原理：利用人工方法激发地震波，研究地震波在地层中的传播情况。 地震波在地下传播过程中呈现两个基本特征：岩层性质不同，传播的速度不同遇到不同岩层的界面，即会产生反射波或折射波并返回地面,3.3 地震勘探技术,75,28,3.3 地震勘探技术,地震波分为纵波和横波纵波(P波)：岩石质点振动的方向与传播方向平行横波(S波)：岩石质点

14、振动的方向与传播方向垂直纵波的传播速度比横波的传播速度大1.73倍，目前在地震勘探中主要是利用纵波（P波）来观测研究地下地质情况。地震波投射到岩层的分界面时，既产生反射又产生折射，在地面上根据接收到不同的波来加以研究和利用，这就形成了不同的地震勘探方法，即反射波法和折射波法。在地震勘探中反射波应用最广。,75,29,2. 地震勘探的生产、工作程序,地震勘探工作可分为三个环节： 1.野外采集工作其基本工序： 测量钻井爆炸接收钻井：准备可下入炸药的浅井。爆炸：向井中放入炸药爆炸后激发出地震波。 接收：利用检波器把接收到的各种振动波转化成电信号，然后通过电子放大器放大后用数字磁带记录下来。,3.3

15、地震勘探技术,75,30,3.3 地震勘探技术,75,31,2.室内资料处理地震勘探工作步骤之2根据地震波的理论，利用大型计算机，对野外获得的原始资料进行各种加工处理，计算地震波在地层内传播速度和距离等。取得成果：“地震剖面图”能基本反映出垂直剖面的地下地质构造特征,3.3 地震勘探技术,75,32,经过处理的地震剖面图,3.3 地震勘探技术,75,33,3.地震资料的解释和绘图地震勘探工作步骤之3综合地质、钻井及其它物探资料，对地震剖面进行深入地综合分析研究，对各反射层相当于什么地质层位作出正确的判断，对地下地质构造的特点作出说明.绘制主要层位（可能含油地层）的完整起伏形态的构造图，并精心落

16、实构造圈闭，为钻探提供目标。,3.3 地震勘探技术,75,34,二. 三维地震,三维地震可视化地质构造立体图,二地震只能反映二维地质构造形态，不能反映三维立体物体的形态,75,35,二. 三维地震,三维地震是将地震测网按一定规律布置成方格状或环状的地震面积勘探方法。三维地震能大大提高地下共深度点的数量和更真实地给出地下地质形态，即得到三维立体地质构造图 。二维地震剖面是固定的、有限的，而三维地震则可以任意切割不同方向的剖面。三维地震更加精细，立体图像中上下、左右、前后的变化均可看到。,75,36,三维地震野外采集数据量极大，必须经过大型计算机处理之后，才能成为用于地质解释方面的资料，现在普遍采用人机联作系统解释。目前油气勘探对地震部署的要求：用二维地震获得的地质构造，布置预探井，发现油气层后，立即部署三维地震，精细落实圈闭及储集层变化，布置评价井，以提高钻探成功率。对复杂断块性构造，可以用三维地震构造图布置预探井。渤海湾盆地使用三维地震技术在查明细小断块及砂体方面，取得了显著效果，找到了二维地震没有发现的新断块。在油气藏描述和储层预测方面，三维地震发挥了不可替代的作用。,