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1、石油勘探开发基础知识学生石油勘探开发基础知识（培训教材）SPT课程安排第一章 石油 - 一学时第二章 石油勘探 - 一学时第三章 钻井与完井 - 一学时第四章 油田开发 - 一学时考试 - 一学时概要本课程重点要学习什么？什么是石油？-工业的血液。石油埋藏在沉积岩中。-沉积环境。油气藏是怎样形成的？-生油运移圈闭。寻找可能存在油气藏的地质构造-地震勘探。直接寻找油气藏的手段-钻井。钻井过程中的监测手段：-地质录井，气测，中途测试，裸眼井测井。钻井后使井孔固定-固井。井的完成-完井。怎样使地层中的油流到地面?-油井产出方法。怎样可以改善生产?-油层改造和保护。第一章石油石油的主要成分：碳（C）
2、80%-88% ； 含有少量氧（O）、硫 氢（H） 10%-14% ； （S）和氮（N）。石油中烃类主要是烷烃，分子通式为：CnH2n+2：1-4个C是气体，5-16个C是液体，17个C以上 是固体；石油的组分有油质、胶质、碳质和沥青质等；天然气的组分有甲烷、乙烷、丙烷和丁烷等。石油物理性质：相对密度：小于03.94为轻质油； 大于0.94为重质油； 地下粘度：大于50mPa.s为稠油；天然气的相对密度在0.6-0.7之间。干气：甲烷含量超过90%称干气。湿气：油田溶解气，乙、丙、丁烷含量高（20-30%）称湿气。石油-工业的血液各种燃料的来源；重要的化工原料：乙稀、丙稀、丁二烯、苯、甲苯、二
3、甲苯、乙炔、萘等。第一节 沉积岩地壳由三大类岩石组成：岩浆岩、变质岩和沉积岩。岩浆岩：是由岩浆冷凝而成的岩石。变质岩：是原来的岩石在外界条件（温度、压力等）作用下变质而形成的新岩石。沉积岩：原来的母岩（岩浆岩、变质岩和沉积岩）遭受风化剥蚀，经搬运、沉积和成岩作用而形成的岩石。一、沉积岩的形成风化和剥蚀搬运沉积成岩：压实作用； 胶结作用； 重结晶作用； 二、沉积岩分类沉积岩大致分为碎屑岩、粘土岩和化学岩三大类1，碎屑岩：砾岩（1-100mm）； 砂岩（0.1-1mm）； 粉砂岩（0.01-0.1mm）；2，粘土岩：小于0.005mm的极细物质，高岭 土、蒙脱石、 水云母等。3，化学岩：是碳酸盐岩
4、，石灰岩和白云岩。三、沉积岩的形成环境陆相：是指在大陆环境上形成的沉积相；海相：即海洋沉积相，细分为滨海相、浅海相、半深海相和深海相；海陆过渡相：处于海陆过渡地带的各种沉积相。四、沉积岩的沉积构造层面构造：常见的有波痕、干裂、雨痕、雹痕、生物钻孔和动物足迹等；常见的有四种，即水平层理、波状层理、单向斜层和交错层理。五、沉积韵律和沉积旋回 剖面上呈周期重复的规律:正韵律：自下而上由粗到细的沉积韵律；沉积的韵律：是指相似岩性的岩石在地层垂直方向上有规 律的重复变化 反韵律：自下而上由细到粗的沉积韵律；沉积旋回：一个正韵律和一个反韵律组成一个 沉积旋回。六、地层单位和地质年龄 地层单元 对应的地质时
5、期 地质年龄 新生界 新生代 65百万年以内 中生界 中生代 230-65百万年 古生界 古生代 570-230百万年 元古界 元古代 2500-570百万年 太古界 太古代 4600-2500百万年第二节 油气藏 在储集层中油气与水同时存在，由于油气的密度比水低，油气在浮力、构成力和水动力的作用下，由高压区（凹陷）向低压区（凸起）运移，途中遇到遮挡场所就聚集起来。储集层中具有阻止油气运移的条件、可以聚集油气的特定场所叫圈闭，圈闭中聚集了一定规模的油气就叫油气藏。一、油气藏形成过程 油气藏形成可以分为三个阶段：生油、运移和圈闭。（一）油气生成 1、油气生成价段：生物催化 热降解生油 热裂化生气
6、 2、石油生成的理化条件：氧化还原、温度、压力、时间和催化作用。 3、天然气成因类型：生物化学气、油型气、煤型气、 和无机成因气。（二）油气运移聚集（三）油气藏动态保存（圈闭）二、油气藏形成条件具备生油层、储集层、盖层、且三者形成有效的“生储盖”组合；有效圈闭；运移通道；（一）“生储盖”组合：1，生油层：能够提供工业价值石油的生烃岩石叫生油岩或油源岩。2，储集层：孔隙性和渗透性较好、能够储存石油和天然气，并且当开采时石油和天然气能够从里面流出来的岩层叫储集层。3，盖层：是一种致密的非渗透性岩层。多为泥质岩、石膏岩和石灰岩；4，“生储盖”组合：（二）有效圈闭：（三）运移通道：油气由源岩到圈闭的运
7、移途径叫运移通道；三、油气藏中油气水分布形式四、油气藏类型（一）构成按圈闭成因，油气藏可分为构造油气藏、非构造油气藏及复合油气藏。1，构造油气藏：（二）非构造油气藏： 非构造油气藏的储油圈闭是由沉积作用或成岩作用形成的，主要包括地层油气藏和岩性油气藏。1，地层油气藏：2，岩性油气藏： （三）复合油气藏：五、油气藏分布规律1，沉积岩厚度大、面积广的晚元古代以后的沉积盆地都有希望发现油气藏。2，生油凹陷内部及其周边的圈闭是油气藏分布的有利地带。第二章 石油勘探石油勘探就是一个寻找油气田的过程。钻前手段：地质、化探、物探，主要是物探；钻后手段：钻井、录井、测井和试油； 第一节石油勘探的基础方法与原理
8、一、石油勘探的基本方法1，地质法：是以岩石学、构造地质学、矿藏学等理论为基础，分析地质资料，评价含油气远景。2，物探法：重力勘探、磁法勘探、电法勘探和地震勘探。地震勘探是最主要的方法。 3，钻探法：直接取得最可靠的地质资料。二、地震勘探的基本原理三、地震勘探的生产、工作程序第一价段是野外采集工作；第二阶段是室内资料处理；第三阶段是地震资料的解释和绘图。第二节 海洋石油勘探一、海洋石油勘探范围水深不到200m的大陆架地区：海洋潜在可采油气的65%；水深200-2500m的陆坡地区有30%；更深水域，即陆隆地区只有4%；我国大陆架面积：130万平方米，油气资源主要分布在渤海、黄海、东海、南海一带。
9、二、海洋地震勘探特点：1，海洋地震勘探施工特点：高效和低成本。2，海洋地震勘探技术特点：导航定位技术、海洋地震的震源。3，海洋地震的检波器系统：航拖，浮到指定深度（3-16m。）第三节 石油勘探步骤一、区域勘探二、圈闭预探三、油气藏评价勘探四、滚动勘探第四节 油气勘探的发展趋势一、寻找大型油气田仍然是首要目标二、加强海洋油气田勘探三、加强天然气勘探四、大力寻找非构造油气藏第三章 钻井与完井油气井分为探井和生产井两种；探井：获取资料，评价油气状况；石油和天然气是深埋在地下的流体矿藏，必须钻井才能生产；生产井：生产；井分三种：直井、斜井和水平井。第一节 钻井设备一、钻机动力系统：柴油机或电机，14
10、90-4470千瓦；提升系统由井架、天车、游车、大钩、吊环等组成。提升速度最小为0.24米/秒；旋转系统：由转盘、转盘变速器、水笼头、方钻杆组成；功率：370-447千瓦（中型），745千瓦（大型）；循环系统： 钻井液：水、粘土和化学处理剂配制。 泥浆泵：两台，2980千瓦，占钻机2/3功率。井控系统：由防喷器、储能器机组和防喷器遥控面板、测试管汇和压井管汇组成；监视系统：录井和司钻操作台仪表监测大沟负荷、钻压、转数、扭距、泵压、排量、钻速等参数。二、钻进工具1，钻头2，钻铤是一种钢质厚壁的简型管材。接在钻头之上向钻头施加钻压和传递扭距。尺寸从33/8-11英寸；最重的钻铤每米可达300千克；
11、 3，钻杆钢质厚壁管材。是钻井延伸、传递扭距和输送钻井液的工具；标准长度：8、10和12米（单根）；立根：2-3个单根（24-28米）组成一个立根。4，方钻杆方钻杆位于钻柱最上端，其主要作用是传递扭距。5，井下动力钻具螺杆钻具和涡轮钻具是两种主要的以钻井液的压力为动力的钻具；钻定向井、水平井和大斜度延伸井，能有效地控制井眼轨迹；螺杆钻具是靠钻井液流在螺杆钻具的定子和转子间的容积挤压得到扭距和转数；转数低，扭距大，可控转数，定子的合成橡胶，抗高温及抗油能力差，适于浅井；涡轮转具是靠钻井液流冲击装在涡轮轴上的转子而得到扭距和转数；转数高扭距低，结构复杂，适于硬地层；6，其它钻井工具：稳定器、振击器
12、、安全接头、安全截止阀、取心钻具和打捞工具等。三、钻井液旋转钻井方法是利用钻井液清洗井底，携出井下钻屑并控制井内压力；水基钻井液：以水为连续相；油基钻井液：以油为连续相；泥浆（钻井液）：液相：淡水或盐水，某种油品。 固相：重晶石，高岭土。 处理剂：有机或无机化学处理剂 污染物：岩屑等 。钻井液的作用：清洗井底、携出岩屑、冷却钻头、保护井壁、润滑钻具、破岩作用、平衡地层压力和保护油层。 四、钻井过程中的监测地质录井(钻时、岩心、岩屑、泥浆、井壁取芯)；气测（半自动气测、色谱气测）；中途测试：DST；裸眼井测井。第二节 钻井过程一、准备工作定井位；修公路；平井场；打基础；安装。二、钻进钻进（狭义）；洗井；接单根；起下钻；其它作业。三、固井目的：加固井壁和隔离钻井的油气 水层。 固井是钻井过程中的重要作业。一般至少要有两次固井（生产井），多至4-5次固井（深探井）；固井过程分三步：1，下套管2，注水泥3，井口安装和套管试压第三节钻杆测试（DST） 石油钻探发现油气层后
