油氣田地下地質(zhì)學

--資源勘查工程專業(yè)石油工業(yè)：上游—

石油生產(chǎn)（勘探和開發(fā)）下游—

石油加工★

勘探工作的目的：經(jīng)濟、快速地發(fā)現(xiàn)油氣田，以盡可能短的時間，探明盆地內(nèi)的主力油氣田；★

開發(fā)工作的目的：發(fā)現(xiàn)及基本探明油氣田后，經(jīng)濟快速地、以盡可能高的采收率把油氣開采出來

以深入了解工作對象的石油地質(zhì)面貌為基礎

了解地質(zhì)面貌的具體內(nèi)容？如何了解？緒論一、油氣田地下地質(zhì)學的涵義二、油氣田地下地質(zhì)學的發(fā)展歷史三、課程的性質(zhì)及特點四、油氣田地下地質(zhì)研究的任務五、地下地質(zhì)研究的資料獲取手段六、開發(fā)地質(zhì)的基本工作程序七、油氣田地下地質(zhì)學的教學內(nèi)容八、課程的主要任務緒論緒論一、油氣田地下地質(zhì)學的涵義

●研究鉆井地質(zhì)設計、地質(zhì)錄井等地質(zhì)資料的獲取方法；

●綜合運用地質(zhì)、地球物理、油層物理、地層測試、分析化驗等資料，進行地層及油層對比，研究沉積微相、儲層特征、油氣田地質(zhì)構(gòu)造、溫壓條件、油氣儲量等地下地質(zhì)問題，為油田詳探和開發(fā)方案編制、方案調(diào)整提供可靠依據(jù)的地質(zhì)學科。二、油氣田地下地質(zhì)學的發(fā)展歷史世界上發(fā)現(xiàn)和利用石油和天然氣的歷史已有3000多年的記載了?？偨Y(jié)世界主要油氣生產(chǎn)國家勘探經(jīng)歷，可以把世界油氣勘探發(fā)展史概略地劃分為三個階段。

1、初期階段--十九世紀四十年代以前

2、中期階段--十九世紀四十年代至二十世紀四十年代

3、近期階段--二十世紀四十年代以后

國外近代石油勘探始于1859年：科隆勒·特拉克在賓西法尼亞西部油苗附近的山谷中，鉆成第一口淺油井。

現(xiàn)代石油工業(yè)：從1859年算起，已有近150年歷史。二、油氣田地下地質(zhì)學的發(fā)展歷史相對于現(xiàn)代石油工業(yè)--近150年的歷史；

油氣田地下地質(zhì)學的出現(xiàn)才60年，是油氣開發(fā)深入發(fā)展的產(chǎn)物；并逐漸發(fā)展成為一個成熟的學科，近30多年來高速發(fā)展。1、早期的盲目開發(fā)階段2、萌芽及形成階段3、逐漸成熟階段4、發(fā)展提高階段1、早期的盲目開發(fā)階段

早期的石油工業(yè)，石油勘探由地質(zhì)學家為主體進行，油氣田發(fā)現(xiàn)以后交由石油工程師管理開采。如美國石油地質(zhì)學家協(xié)會(AAPG)與石油工程師協(xié)會(SPE)的成立，以及它們在學術(shù)會議、出版物上表現(xiàn)出的學術(shù)分工。

20世紀30年代以前，油田開發(fā)比較盲目，處于“掠奪式開采”的階段。二、油氣田地下地質(zhì)學的發(fā)展歷史2、萌芽及形成階段

20世紀40年代，油氣田地下地質(zhì)學產(chǎn)生并逐步獨立。至20世紀50年代，注水開發(fā)成為主導開發(fā)方式。

注水開發(fā)遇到的問題：

⑴

儲層連續(xù)性和連通性問題。→油層的小層(單層)劃分與對比工作←早期討論和攻關的課題。

⑵

儲層非均質(zhì)性問題（層間、平面等比較宏觀規(guī)模的非均質(zhì)性）?！笄鬁拭靠诰總€儲層的巖石物理屬性，從而掌握其空間分布規(guī)律。3、逐漸成熟階段從1975年M.N.馬克西莫夫編寫的《油田開發(fā)地質(zhì)基礎》來看，蘇聯(lián)油氣田地下地質(zhì)學已比較成熟；美國正式出版的《石油開發(fā)地質(zhì)學》在1979年才由塔爾薩大學的P.A.迪基完成。

油氣田地下地質(zhì)學的出現(xiàn)和萌芽時期，可以蘇聯(lián)M.Φ.米爾欽克于1946年出版的《油礦地質(zhì)學》和美國L.W.里諾于1949年出版的《地下地質(zhì)學》為標志。

我國油氣田地下地質(zhì)學的成熟，應歸功于20世紀60年代初非均質(zhì)性相當嚴重的陸相多油層油田大慶油田的開發(fā)。從1960年到1964年，基本突破了：①陸相碎屑巖儲層的小層對比技術(shù)；

②測井定量解釋分層孔隙度、飽和度、滲透率的技術(shù)。在此基礎上提出了油砂體的概念，正確指出注水開發(fā)中控制油水運動的基本單元是油砂體，形成了一套以油砂體為核心的儲層地質(zhì)研究方法。

20世紀70年代，隨著注水開發(fā)的深入，儲層非均質(zhì)性對采收率的影響表現(xiàn)得更為明顯。最具代表性的是把沉積相分析引入油田地下地質(zhì)的儲層研究中，三次采油技術(shù)受到重視。我國在1964年形成油砂體理論以后，隨之開展儲層沉積相研究。此項“微觀沉積學”的研究工作，為1972年大慶油田進行第一期加密調(diào)整提供了重要的地質(zhì)依據(jù)，并于1974年在全國推廣。

4、發(fā)展提高階段

二十世紀80年代以來，以美國為代表的國家加大了儲層地質(zhì)學和儲層沉積學的研究力度，AAPG雜志刊登油田開發(fā)地質(zhì)的文章逐漸增多。

1985年由美國能源部主持的第一屆國際儲層表征會正是以油藏描述為核心的開發(fā)地質(zhì)學的飛躍的標志。二、油氣田地下地質(zhì)學的發(fā)展歷史

●一向以討論石油地質(zhì)勘探技術(shù)為宗旨的AAPG刊物，以1988年10月號為開發(fā)地質(zhì)專刊，大聲疾呼“還儲層地質(zhì)以本來面貌”。

●并將AAPG每年的11月號做為發(fā)表油田地下地質(zhì)論文為主的?？?。

充分表明：油氣田開發(fā)中地下地質(zhì)研究工作已成為石油工業(yè)中非常重要的地質(zhì)基礎學科，已非常成熟地按著本身的特點和規(guī)律在向前發(fā)展。早期的盲目開發(fā)階段--掠奪式開采

--天然能量開采萌芽及形成階段--注水開發(fā)

--儲層巖石物性及其空間分布規(guī)律逐漸成熟階段--油砂體的概念--微觀沉積學發(fā)展提高階段--以油藏描述為核心

--還儲層地質(zhì)以本來面貌

--儲層精細研究--儲層建筑結(jié)構(gòu)、流動單元研究三、課程的性質(zhì)及特點②研究內(nèi)容廣泛--涉及勘探與開發(fā)中諸多地質(zhì)問題③綜合性強--需要把基礎地質(zhì)學、石油地質(zhì)學、地球物理勘探、地球物理測井、油層物理等學科的知識融會貫通，培養(yǎng)學生的綜合應用能力。④實用性強--在油氣田地質(zhì)研究中廣泛應用?！?/p>

一門專業(yè)技術(shù)課，具有很強的綜合性和實用性。

①方法課--缺乏系統(tǒng)性和理論性--相對于石油地質(zhì)學因此，采用綜合方法和推理研究日益重要(下頁表)。油田開發(fā)地質(zhì)學，是一門在大量實踐基礎上發(fā)展起來的科學。根據(jù)石油地質(zhì)的推論和建議，世界上每年要花費巨大的資金，鉆幾萬口探井和開發(fā)井。

每一口井的前提（鉆前準備及論證）和結(jié)論對石油地質(zhì)工作都是一次嚴格的考驗--正確、基本正確、錯誤？如，預探井部署前的圈閉有效性論證，工藝技術(shù)的可行性論證，等等。三、課程的性質(zhì)及特點地質(zhì)學地球物理學地球化學古生物學地層學地史學礦物學巖石學礦物巖石薄片鑒定粒度分析重礦物鑒定電子掃描顯微鏡X射線衍射微體古生物鑒定生油指標分析熱解色譜分析地質(zhì)錄井地球物理測井構(gòu)造地質(zhì)學沉積巖石學微體古生物學水文地質(zhì)學鉆井地質(zhì)學油層物理學地震地質(zhì)學油層物性分析油氣水分析原油物性分析相對滲透率測定數(shù)值模擬技術(shù)分層測試技術(shù)壓裂技術(shù)酸化技術(shù)注水注氣技術(shù)采油地質(zhì)學油藏工程學流體力學油田化學試井資料分析二次采油工藝三次采油工藝油氣田地下地質(zhì)學油氣田勘探油氣田開發(fā)石油勘探方案油層評價油氣儲量計算油氣田開發(fā)方案⑴

構(gòu)造形態(tài)、傾角，斷層分布及封閉性，裂縫發(fā)育；⑵儲層的巖性、巖石結(jié)構(gòu)、幾何形態(tài)、連續(xù)性，儲存和滲流能力的空間變化--即儲層各項屬性的非均質(zhì)性；⑶

隔層/夾層的巖性、厚度及空間變化；⑷儲層內(nèi)油、氣、水的的分布及相互關系；⑸油、氣、水的理化性質(zhì)及其在油田內(nèi)的變化；⑹油氣藏(油氣層)的壓力、溫度；⑺水體大小，天然驅(qū)動方式及能量；⑻油氣儲量計算；⑼與鉆井、開采、集輸工藝有關的其他地質(zhì)問題。四、油氣田地下地質(zhì)研究的任務--九大方面開展油藏地下地質(zhì)特征研究，需要注意的問題：

①油田開發(fā)地質(zhì)工作的主要任務是：油藏描述，油藏描述的核心則是儲層描述。

②隨著油田開發(fā)的逐步深入，油藏地下地質(zhì)特征的研究應分系統(tǒng)/層次研究，需要從宏觀向微觀深入。緒論五、地下地質(zhì)研究的資料獲取手段

●依據(jù)資料類別：分三大類地質(zhì)資料、地球物理資料和工程資料。

●依據(jù)采集的資料性質(zhì)：分直接的和間接的、靜態(tài)的和動態(tài)的。

1、地質(zhì)錄井--是當前直接獲取油氣藏地下地質(zhì)特征信息的主要手段，其中最重要的是巖心錄井。

巖心提供巖樣進行分析、測試、實驗，以取得各種靜態(tài)和動態(tài)儲層參數(shù)。近年來，無損傷巖樣測試技術(shù)的發(fā)展，如層析成像(CT)、核磁共振成像(NMRI)等，將會在節(jié)約巖心、提高數(shù)據(jù)的同一性等方面發(fā)揮重要作用。

2、地球物理測井--是當前獲取開發(fā)井儲層資料信息最普遍應用的手段，測得儲層的間接資料，通過解釋模型反演得到儲層地質(zhì)參數(shù)。地球物理測井與巖心分析組合圖

3、三維地震--為地下儲層描述提供了重要的間接資料。主要弱點是縱向分辨率較低?？赏ㄟ^縱向分辨率較高的測井約束和刻度標定，解決部分開發(fā)地質(zhì)問題。合成地震記錄--利用已知測井資料(密度測井與聲波時差計算反射系數(shù)),通過數(shù)學方法模擬實際地震記錄的一項技術(shù),主要用途：鑒別反射波,識別多次波,建立地震模型.……優(yōu)化地震勘探設計、提高了采集及解釋精度、準確標定地質(zhì)層位.

4、工程測試--直接獲取地下流體及各種動態(tài)資料的手段。特別是分層測試資料，是檢驗、修正油氣藏靜態(tài)描述的重要依據(jù)，如儲層對比關系、連續(xù)性、滲透率方向性、斷層的開啟程度等；高壓物性分析數(shù)據(jù)(簡稱PVT)包括：儲層油氣的體積系數(shù)、壓縮系數(shù)、粘度等。

油藏數(shù)值模擬進行開采歷史擬合，就是依據(jù)動態(tài)資料對油藏原始靜態(tài)特征的全面檢驗和修正。五、地下地質(zhì)研究的資料獲取手段六、開發(fā)地質(zhì)的基本工作程序--“三步工作程序”

第一步建立井孔柱狀剖面（一維）

目標是把通過各種技術(shù)手段所取得的各種資料信息，轉(zhuǎn)換成內(nèi)容全面、精度高的各種開發(fā)地質(zhì)屬性。包括：

劃分：滲透層、有效層和隔層；

判別：產(chǎn)(含)油層，產(chǎn)(含)氣層和產(chǎn)水層；

給出：滲透率、孔隙度和流體飽和度值。

建立：巖石相剖面以及相應巖石結(jié)構(gòu)參數(shù)。井孔一維-→井間二維-→空間三維第二步建立分層井間等時對比關系（二維）有兩個要求：第一，等時對比，第二，精細對比。第三步建立油藏屬性空間分布（三維）在儲層分布格架內(nèi)進行各種屬性空間分布的描述。

傳統(tǒng)的方法以分層的各種等值圖來表現(xiàn);

現(xiàn)代計算機則可以用整個油藏的三維數(shù)據(jù)體來顯示。

技術(shù)關鍵是如何對井點間無資料控制的油藏部分作出合乎實際的估計和預測--即如何利用井點的己知參數(shù)進行井間參數(shù)的內(nèi)插、外推。七、油氣田地下地質(zhì)學的教學內(nèi)容緒論1學時第一章鉆井地質(zhì)8學時鉆井地質(zhì)設計地質(zhì)錄井★★巖心錄井巖屑錄井鉆時錄井泥漿錄井…

…

完井及其資料整理練習題：井斜水平投影圖的編制第二章油層對比11-12學時區(qū)域地層對比的方法碎屑巖油層對比★★碳酸鹽巖油層對比習題二：油層對比剖面圖習題三：小層平面圖七、油氣田地下地質(zhì)學的教學內(nèi)容第三章儲層特征研究10學時沉積微相研究★★儲層非均質(zhì)性研究★★裂縫性儲集層研究影響儲層特征的地質(zhì)因素★★儲層敏感性儲層綜合評價習題四：沉積微相平面圖的編制七、油氣田地下地質(zhì)學的教學內(nèi)容第四章油氣田地下構(gòu)造研究9-10學時

褶曲研究斷層研究油氣田地質(zhì)剖面圖及構(gòu)造圖的編制

習題五：斷面構(gòu)造圖習題六：油氣田地質(zhì)剖面圖七、油氣田地下地質(zhì)學的教學內(nèi)容第六章油氣儲量計算4學時

油氣儲量分類和分級油氣儲量計算方法--容積法，物質(zhì)平衡法，油氣儲量計算的其它方法及計算參數(shù)的確定第五章地層壓力和溫度4學時

地層壓力--相關