【7A文】油气地球化学-绪论

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1、油气地球化学,绪 论 Introduction,教学目的,掌握油气地球勘探化学的基本原理、研究内容；了解油气地球化学在油气勘探开发中的重要作用；了解油气地球化学的发展史及其新进展,油气地球化学研究对象；油气地球化学在勘探、开发中的作用；油气地球化学发展简史；油气地球化学发展趋势,教学内容,绪 论,保存,油气藏,油气勘探,绪 论,在我国960万km2的土地上，沉积盆地多，沉积岩系分布普遍，不仅拥有巨大的陆相盆地，也有广泛发育碳酸盐岩岩系的海相沉积盆地，在这些沉积盆地中蕴藏着丰富的石油和天然气资源。,油气来源于什么物质？它是如何生成的？有多少油气资源？怎样来确定烃源岩和它的生烃能力？又如何来确定已

2、发现的油气藏中的油气来源那套烃源岩？只有追根寻源，才能在油气勘探中做到有的放矢！ 因此，油气地球化学不仅是资源勘查工程专业的了基础理论课，也是油气勘探工作中不可或缺的工具和手段。,绪 论,在油气勘探中，勘探家们只关心“到何处去寻找油气藏”的问题，而油气地球化学家却强调认识油气“怎样生成”、“如何运移”和“何时、何处聚集”是“何处找油”的关键。 地球化学（Geochemistry） 地质学（Geology） 地球物理（Geophsic） 构成了现代油气勘探中的三大基础理论和学科。成为油气勘探和资源预测不可缺少的重要手段和工具，因此在国外的油气勘探和油气资源评价中强调三个“G”的紧密结合应用,一、

3、油气地球化学研究的对象,基础：化学基本原理 对象和内容：油气生成、运移、聚集和演化 目的：阐述油气分布规律，并用这些知识指导石油、天然气及其相关沥青矿床的勘探与开发 概括起来说：油气地球化学是运用化学原理研究石油、天然气生成、运移、和聚集演化，阐述油气分布规律，并用这些知识指导勘探和开发石油、天然气及有关的沥青矿的一门应用学科。它由地质学、有机化学和生物学相互交叉渗透而形成的新兴边缘学科，是探讨油气成藏、分布规律和评价油气资源前景的重要原理和方法。,一、油气地球化学研究的对象,主要研究内容： 地质体中有机质来源、性质和分布及其影响因素 地质体中有机质向油气转化的机理 油气从生油层向储集层中运移

4、和聚集机理 油气在储层中所发生的次生变化 并应用这些知识来阐明油气藏中油气生成、运移和聚集、演化的全过程，从而指导油气藏勘探和开发。,二、油气地球化学研究的方法,油气地球化学是有机地球化学的重要分支学科，也是有机地球化学理论和技术最重要的应用领域之一，还是有机地球化学新理论和新技术的生长点之一，它所强调的问题是“油气是怎样形成的”、“为什么运移”、“何时聚集”以及“何处能找到油气”，其基本特点是： 实验性强：以实验分析为基础 综合性强：涉及多门学科的知识，是石油地质和有机地球化学结合的一门边缘学科，紧密结合油气生产实际，在油气勘探、开发中都能发挥重要作用,三、油气地球化学在油气勘探开发中的作用

5、,1、油气田勘探的基本特点 油气田勘探是以寻找、发现和探明油气田为目的的系统工程 油气田勘探以探明油气地质储量为目的 基础：油气生成、油气藏形成、油气田分布规律理论 手段：科学的勘探程序、合适的技术方法、先进的勘探管理 目的：经济、有效、高速寻找、发现油气田，探明油气地质储量 多学科综合研究 包括地质调查、物探、化探、钻井等多工种联合作业以及地层学、沉积学、构造地质学、储层地质学、石油地质学、地球物理学、地球化学、勘探经济学、管理学等多学科综合研究，对勘探对象、资源量储量以及勘探经济等进行评价,三、油气地球化学在油气勘探开发中的作用,遵循“先找后探”的原则 油气田勘探是一种地区性强、探索性强的

6、科学研究活动 影响油气田形成和保存的地质因素多 油气藏经历多期次的构造演化；地质资料的多解性;油气勘探条件日益复杂，勘探难度日益增加 勘探风险大 油气田勘探是一项资金密集、技术密集、风险巨大、利润巨大的高科技产业,地质风险、工程风险、自然灾害风险、政治经济风险等,勘探成本高 需要采集各种地下地质信息，投入各种先进仪器设备，勘探资金投入大，包括地震勘探费、钻井工程费、租地费、分析测试费、资料处理与解释费、综合研究费等。我国东部地区，一口深约3000m的探井，仅钻井费用一般上千万元人民币；而地表条件和地质情况复杂的西部地区，如塔里木盆地，探井进尺成本高达15000元m，6000m以上的探井钻井费用

7、就达亿元人民币,三、油气地球化学在油气勘探开发中的作用,三、油气地球化学在油气勘探开发中的作用,我国陆相盆地要求的下限值：,最小生烃强度1106t/km2 平均生烃强度0.5 106t/km2,陆相生油坳陷控油（“源控论”）,2、勘探开发中的应用 烃源岩和资源评价为油气勘探投资决策提供依据,四川盆地志留系沉积中心在万县、泸州地区，即在四川盆地志留系泥质烃源岩存在两个发育区，志留系龙马溪组的地面露头样品有机碳含量仍达12%，有机质以型干酪根为主，成熟度Ro2.0%，达到过成熟阶段。为一套好的腐泥型生烃源岩，具有良好的生烃能力。,川东天然气分布区 石炭系 二叠系 嘉陵江组,川南天然气分布区 阳新统

8、 嘉陵江组,大中型气田形成的生烃强度下限标准20108m3/km2,三、油气地球化学在油气勘探开发中的作用,统计表明，用包括地球化学参数所做出的评价与只用构造和储集层数据（圈闭大小）做出的评价相比，前者的勘探预测效率为后者的两倍多。 根据1982年世界油气田勘探的统计： 在生油岩成熟带找油，勘探成功率为2550%； 在生油岩不成熟带找油，成功率只有2.55%； 在生油岩过成熟带，一般只能找到天然气。,马西马海气田天然气成藏模式,油气源对比，确定所发现油气藏中油气来源和区域性有效油气运移路线和油气运聚时期、途径以及油气藏充注机理，可为进一步油气勘探指明方向，为提高勘探成功率 提供保障,三、油气地

9、球化学在油气勘探开发中的作用,青草湾背斜,青草湾背斜：形成时间为上新世末期,，该区最后一次油气运移时间为上新世早期，圈闭形成时，油气运移已经结束，故为空圈闭。,远离生油区的鸭儿峡、老君庙、石油沟背斜是中生代形成的圈闭，形成时间早于油气运移时间，因而，它们都聚集了油气，形成油气田。,三、油气地球化学在油气勘探开发中的作用,三、油气地球化学在油气勘探开发中的作用,油气次生变化及其控制因素，评价圈闭的封闭性及其油气藏形成后的保存条件,三、油气地球化学在油气勘探开发中的作用,在钻探过程中确定油气层及油、气、水界面，在试油前评价油层质量及油气藏类型,三、油气地球化学在油气勘探开发中的作用,含油饱和度计算

10、，为试油层位选择和储量计算提供参考依据,葡萄花油层和黑帝庙油层储层微球测井响应值与抽提物含量关系图,抽提物含量与含油饱和度的关系图,抽提物含量与色谱法含油饱和度的关系图,三、油气地球化学在油气勘探开发中的作用,在油气田开发过程中，划分流体流动单元，为开发方案的调整提供参考依据,三、油气地球化学在油气勘探开发中的作用,在多层混合开采中确定单层油气产量及管道漏失评价,四、油气地球化学发展简史,1、世界油气地球化学发展史 油气地球化学是有机地球化学理论和技术最重要的应用领域，是现代基础科学与应用科学结合的典范。,萌芽阶段（二十世纪50年代以前） 定碳比理论：19世纪末期，White，1915，建立起

11、油气聚集与煤的变质作用之间的联系。 20世纪20年代，苏联学者B.H.维尔纳茨开始研究地质体中有机质地质作用，主要著作地球化学概论、生物圈，论述石油的有机组成和石油成因的主要依据。 1934年，Alfred Triebs首次从石油中分离并鉴定出来自植物叶绿素的卟啉化合物，并证实该化合物广泛存在于不同时代、不同成因的石油、沥青等地质体中，标志真正现代意义上的有机地球化学概念诞生。,四、油气地球化学发展简史,发展阶段（二十世纪50年代60年代中后期） P.V.Smith（1954）从现代海洋沉积物中分离鉴定出微量类似于石油的烃类化合物，石油直接起源于类似现代沉积物的观点广泛流传。 50年代中期60

12、年代中期，气相色谱技术广泛使用，从现代沉积物、土壤、沉积岩和石油天然气中抽提、分离和鉴定出大量有机化合物。,1959年11月，美国匹兹堡成立第一个国际有机地球化学协会,1962年，意大利米兰召开第一届国际有机地球化学会议，出版有机地球化学进展论文集,I.A.Breger（1963）主编有机地球化学，论述色素、氨基酸、碳水化合物、脂类、干酪根、煤、石油等地球化学,1964年，苏联学者出版有机质的地球化学，论述沉积金属矿产的地球化学,标志有机地球化学学科形成完整独立的体系,四、油气地球化学发展简史,蓬勃发展阶段（二十世纪70年代以来） 二十世纪70年代至80年代是油气地球化学学科发展最重要时期，随

13、着气相色谱-质谱仪和同位素质谱仪等一批先进分析技术相继问世，能够从复杂化合物中分离和鉴别出单个有机化合物，学科的理论和方法逐渐形成。,N.B.瓦索耶维索等（1969）和A.A.卡尔泽夫等（1972）首先提出石油生成有一主要阶段和主要相,W.C.普西第（1973）提出“地温窗”和“液体窗”，即原油在地下的分布具有一定的温度范围和深度范围,P.Albrecht等（1976）和B.Durand等（1976）对可溶有机质和干酪根的组成、结构和数量变化进行了研究，是迄今最好的有机质演化研究实例,70年代末，以Tissot为代表的地球化学家在归纳总结前人研究成果的基础上提出“干酪根晚期热降解生烃”理论模式

14、，形成现代油气勘探中广泛使用的完整的石油演化理论,四、油气地球化学发展简史,蓬勃发展阶段（二十世纪70年代以来） 二十世纪70年代至80年代是油气地球化学学科发展最重要时期，随着气相色谱-质谱仪和同位素质谱仪等一批先进分析技术相继问世，能够从复杂化合物中分离和鉴别出单个有机化合物，学科的理论和方法逐渐形成。,80年代中期，随着油气勘探的深入，非常规油（未熟低熟油、煤成油）的研究，是对Tissot的生油模式进一步补充和完善,90年代，油藏地球化学成为油气地球化学学科新的生长点，将研究重点转向储集层和油藏，将油藏中油、气、水和矿物骨架作为统一的地球化学体系，真正实现了油气地球化学从烃源岩评价到储层

15、描述，从油气藏形成规律到油田开采过程动态监测全方位服务于石油工业。,四、油气地球化学发展简史,2、我国油气地球化学发展史 我国油气地球化学萌芽于20世纪50年代，兴于80年代。形成了我国石油工业赖以生存的陆相生油理论和源控论，各油区烃源层系形成的环境条件及其成烃演化史的查明，一系列指导油气勘探的主要地球化学指标的确定，油气运移、聚集成藏史的地球化学研究，以及生油气量和资源量评价等都为我国油气资源的勘探和决策，提供了重要的科学依据。从20世纪70年代后期开始，随着分析实验技术的进步，油气地球化学进入了分子级的研究水平，确立了干酪根热降解生油理论的主导地位，各油区都建立了烃源岩的成烃演化剖面，表明

16、到20世纪80年代，油气地球化学从技术、理论到应用，已发展成为一门成熟的学科，并在油气勘探开发中发挥日益重要的作用 。 20世纪90年代中期，油藏地球化学兴起。表明我国油气地球化学研究紧随国际研究步伐。,五、油气地球化学发展趋势,1、天然气地球化学研究 以天然气成因理论为主导的天然气地球化学已成为相对独立的学科分支，其研究重点主要体现在天然气同位素地球化学、天然气成因机理、天然气成因类型判识和气源对比等方面。 在二十一世纪，天然气、稀有气体同位素地球化学和天然气浓缩烃指纹及其同位素仍将继续成为一个活跃的研究领域，其中天然气运移、聚集和散失过程中的同位素分馏效应是一个有待深入研究的课题，也是影响天然气气源判识、成因类型和成熟度判识的一个重要因素。同时，天然气成藏、煤成气、煤层气、页岩气、深盆气和天然气水合物资源的研究也是摆在我们面前的重要课题，也应该对我国天然气资源潜力作出进一步的科学评估。,五、油气地球化学