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石油地质基础知识(一)

发表日期:2007-04-16 摄影器材: 点击数: 投票数:
    第一节 地质构造及油气藏
    地质构造是指地质体本身所具有的形态特征。它是由地壳运动形成的。由于地壳运动所引起的岩层变形和变位均称为构造变动;由重力、流水和冰川等外力作用引起的岩层变形和变位均称为非构造变动。
构造变动按其表现形式可分为两类:褶皱变动和断裂变动。由褶皱变动产生的构造称为褶皱构造;由断裂变动产生的构造称为断裂构造。这两者之间有着密切的联系,往往是同时存在和相伴而生的。
      一、 地质构造
    (一) 岩层
     1. 水平岩层
     水平岩层是指岩层在成岩后,未遭受显著的地壳运动影响,或虽在长期的地质历史时间内,经过一次或多次地壳构造运动,但仍然保持着原来的产状。一般认为倾斜度不超过5°的岩层称为水平岩层,如图1-1所示。
     2. 倾斜岩层
     沉积岩在成岩过程中或成岩之后,由于受地壳运动的影响,使岩层发生倾斜,岩层的层面和水平面成一定角度,这样的岩层称为倾斜岩层,如图1-2所示。
     3. 岩层的产状要素
     岩层的产状是指岩层在空间的产出状态。岩层产状的三要素是:走向、倾向、倾角,如图1-3所示。
     (1) 走向:岩层的层面与任意水平面的交线(AA’)叫走向线,走向线两端所指的方向即为走向,它标志着岩层的延伸方向。走向线可以有无数条,但走向只有两个,相差180°。
     (2) 倾向:指岩层倾斜的方向。沿岩层倾斜面向下所引的与走 向线相垂直的斜线(OB)称为倾向线,它在水平面上的投影(OB′)所指的方向称为倾向。任意一个岩层面只有一个倾向
     (3) 倾角:岩层层面与水平面之间的夹角,即岩层的倾向线(OB)与其在水平面上的投影线(OB’)之间的夹角(∠BOB’)。
     (4) 岩层厚度
岩层顶界面与底界面之间的最短距离称为岩层厚度。顶界面到底界面之间的铅垂距离叫铅垂厚度。水平岩层的厚度与铅垂厚度是相等的。倾斜岩层厚度永远小于铅垂厚度。
      4. 露头
      岩层在地表出露的部分叫露头。露头可分为:
     (1) 天然露头:天然出露在地表的岩层露头。
     (2) 人工露头:经人工或机械挖掘出来的岩层露头。
     (二) 褶皱构造
       水平岩层在地壳运动的过程中在构造应力的作用下,形成波状弯曲但未丧失其连续完整性的构造称为褶皱构造。褶皱构造是地壳上是最常见的一种地质构造形态。
    褶曲是褶皱构造中的一个弯曲,是组成褶皱构造的最基本单位。两个或两个以上的褶曲组成褶皱。
    褶曲的基本形态可分为背斜褶曲和向斜褶曲,二者相互依存,有时共处于一个体系之中,如图1-4所示。
    (1) 背斜褶曲:岩层向上拱起,核部是较老地层,两翼由较新的地层组成,同时两翼新岩层对称重复出现在较老的地层两侧,两翼地层产状相背倾斜。
    (2) 向斜褶曲:岩层向下弯曲,核部是较新地层,两翼由较老地层组成,同时两翼较老的地层对称重复出现在较新地地层两侧,两翼地层产状相向倾斜。
    (三) 断裂构造
    当岩层所受的力超过了岩石的强度,岩层的连续性和完整性遭受破坏而断开或错动的现象称为断裂。岩层发生断裂后形成的地质构造称为断裂构造。断裂构造分为裂缝和断层两类。
    1. 裂缝
    当岩层受力发生断裂后,断裂面两侧岩体沿断裂面没有发生明显位移的断裂构造称为裂缝。按断裂缝的产状和岩石产状的关系可分为走向裂缝、倾向裂缝和斜交裂缝,如图1-5所示。油气藏中存在的裂缝越多,注水开发时油层的水窜现象就越严重。
    2. 断层
    1) 断层的概念
     当岩石受力发生断裂后,断裂面两侧岩体沿断裂面发生明显位移的断裂构造称为断层。
    2) 断层的几何要素
   (1) 断层面:被断开的两部分岩体相对位移的断裂面。断层面可以是平面,也可以是曲面。
   (2) 断层线:断层面与水平面的交线。
    (3) 断盘:断层面两侧相对位移的岩体。断层面上面的岩体为上盘,断层面下面的岩体为下盘,如图1-6所示。
    (4) 断距:两盘相对移动的距离。一般都以垂直距离表示。
     3) 断层分类
    根据断层两盘相对位移的方向分为正断层、逆断层和平移断层三种,如图1-7所示。
    (1) 正断层:上盘相对下降,下盘相对上升的断层。正断层会使地层产生缺失现象。
    (2) 逆断层:上盘相对上升,下盘相对下降的断层。逆断层会使地层产生重叠现象。
    (3) 平移断层:两盘沿断层面走向方向相对移动的断层。
    断层使地层失去连续性。一个油气藏的地质构造并不是单一的,一般是褶皱、断层、裂缝几种构造相伴而生。油气藏中的裂缝和断层越多,油田开采的难度就越大。裂缝越多,注水开发就越容易形成水窜,影响油藏的水驱油波及系数;断层越多,油层就会不连续,使注入水受到遮挡,不能及时地补充地层能量。
     二、 油气藏
    (一) 油气藏的概念
地下岩层中能够聚集并储藏石油和天然气的场所,称为油气藏。油气藏是油气聚集的基本单元,是油气在单一圈闭中的聚集,具有统一的压力系统和油水界面。
   (二) 油气藏形成的条件
油气藏形成必须具备生、储、盖、运、圈这五个条件。
   (1) 生油层:生成油气的物质基础。生油层是有机物质堆积、保存并转化成油气的场所。
   (2) 储集层:有一定的孔隙度和渗透率的储油气层。
    (3) 盖层:紧邻储集层的不渗透岩层,起阻止油气继续向上逸散的作用。通常泥质岩类、致密的石灰岩、石膏等不渗透岩层都可作为良好的盖层。
    (4) 油气运移:油气从生油层向储集层运移的过程。
     (5) 圈闭:能阻止油气继续运移并能使油气聚集起来形成油气藏的场所。圈闭由储集层、盖层、遮挡物三部分组成。
    (三) 油气藏类型
     目前国内广泛采用的油气藏分类方法是以圈闭成因进行分类,分为构造油气藏、地层油气藏和岩性油气藏三大类。
     1. 构造油气藏
构造油气藏是指油气在构造圈闭中聚集形成的油气藏。构造油气藏又分为背斜油气藏和断层油气藏。
    1) 背斜油所藏
    在构造运动的作用下,地层发生弯曲变形,形成向周围倾伏的背斜称为背斜圈闭。在背斜圈闭中的油气聚集称为背斜油气藏,如图1-8所示。
    2) 断层油气藏
沿着储集层的上倾方向受断层遮挡所形成的圈闭称为断层圈闭。在断层圈闭中的油气聚集称为断层油气藏,如图1-9所示。
     2. 地层油气藏
     由于地层横向上或纵向上连续性中断而形成的圈闭称为地层圈闭。油气在地层圈闭中的聚集称为地层油气藏。
     3. 岩性油气藏
     由于沉积条件的变化导致沉积岩岩性发生变化,形成岩性尖灭圈闭和透镜体圈闭,其中聚集了油气,就形成了岩性油气藏。
    (四) 描述油气藏的有关术语
       1. 气顶
     油藏中的石油和天然气是按密度的大小分布的,天然气最轻,充满在油气藏的顶部,故称为气顶。由于各油藏的压力和油气的组成不同,有的油藏有气顶(地层压力小于饱和压力),有的油藏没有气顶(地层压力大于饱和压力)。
     2. 含油边界、含水边界、含气边界和油水过渡带
油、气、水在油藏中,由于油、气、水的重力分异作用,顶部是天然气,中间是原油,底部是水。气与油的接触面称为油气界面,油与水的接触面称为油水界面。油与水接触面的内边界叫含水边界,油与水接触面的外边界叫含油边界。油与水接触面的内外边界之间的区域称为油水过渡带。如图1-10所示。
    3.边水、底水和层间水
分布在油气气边缘包围原油的水称为边水;分布在油气层底部衬托原油的水称为底水;在比较厚的油层中间存在的夹层水称为层间水。

作者:东方之子

《石油地质基础知识(一)》


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