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1、1,第三章 石油勘探,3.1 石油勘探的任務(wù)和基本過(guò)程 3.2 石油勘探發(fā)展簡(jiǎn)史 3.3 油氣田勘探階段的劃分 3.4 石油勘探的工作方法 3.5 海洋石油勘探 3.6 油氣的儲(chǔ)量分級(jí)和估算 3.7 石油勘探過(guò)程污染及防治,2,思 考 題,1、石油勘探分為哪幾個(gè)階段？各階段的主要任務(wù)是什么？ 2、地球物理勘探的方法有哪些？各方法的基本原理是什么？ 3、石油地質(zhì)儲(chǔ)量的分類(lèi)？,3,3.1 石油勘探的任務(wù)和基本過(guò)程,石油勘探就是使用一切可能使用的勘探手段調(diào)查地質(zhì)情況，選擇勘探有利地區(qū)，找到并探明油氣田，為石油開(kāi)采提供資源和基地。,4,石油勘探的基本過(guò)程,盆地沉積盆地沉積地層和生油有機(jī)質(zhì),,在油氣聚集

2、區(qū)內(nèi)尋找圈閉 可能存在油氣藏的所在地,,在生油凹陷附近尋找油氣聚集區(qū)，最靠近油源,,盆地中尋找生油凹陷，生油層在生油凹陷中發(fā)育最完全油氣的發(fā)源地,,預(yù)探井發(fā)現(xiàn)油氣后，擴(kuò)大布井范圍，鉆一定的詳探井，目的是了解含油氣的邊界，即解決油田的大小問(wèn)題。,,,概括的講，石油勘探過(guò)程就是“定盆地、查凹陷、找圈閉、探油氣”的過(guò)程。,5,初期階段,19世紀(jì)40年代以前： 通過(guò)尋找油苗、氣苗等指導(dǎo)尋找石油。,克拉瑪依油田“黑油山” 獨(dú)山子油田“泥火山” 玉門(mén)油田“石油溝” 延長(zhǎng)油礦多處油苗 四川不少氣苗 青海“油砂山”、“油泉子”等等,3.2 石油勘探發(fā)展簡(jiǎn)史,無(wú)機(jī)生油說(shuō),6,19世紀(jì)40年代至20世紀(jì)40年代

3、“背斜聚油理論”出現(xiàn)，物探方法逐步完善。,第二階段,20世紀(jì)40年代至今：,由于科學(xué)的迅速發(fā)展和油氣田大規(guī)模勘探開(kāi)發(fā)，獲得了豐富的地質(zhì)資料，對(duì)油氣的生成、運(yùn)移、聚集等各方面的規(guī)律有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，勘探的精度和深度有了相當(dāng)高的水平，并出現(xiàn)了許多新型找油技術(shù)，大大提高了找油效率。,第三階段,7,根據(jù)總的找礦規(guī)律，一般是先“找”后“探”的原則，劃分為調(diào)查與勘探兩大階段。,3.3油氣田勘探階段的劃分,第一階段為調(diào)查階段（區(qū)域勘探），主要任務(wù)是通過(guò)地面地質(zhì)調(diào)查或地球物探或地球化探尋找可能儲(chǔ)存油氣的地質(zhì)構(gòu)造。,第二階段為勘探階段（工業(yè)勘探），主要任務(wù)是采用鉆探井的方法，確定所找的地質(zhì)構(gòu)造中是否含有工業(yè)性油

4、氣流，并研究油層性質(zhì)、含油氣情況、面積、儲(chǔ)量。,8,調(diào)查階段,勘探階段,油氣田勘探階段的劃分,9,3.4石油勘探的工作方法,目前主要的勘探方法有四類(lèi)：,一、地質(zhì)法 二、地球物理法 三、地球化學(xué)法 四、鉆探法,10,利用地質(zhì)資料尋找油氣田基本方法。,主要是對(duì)出露在地面的地層和巖石進(jìn)行觀察、研究，綜合、全面分析某區(qū)域的地質(zhì)資料，以便了解一個(gè)地區(qū)有無(wú)生成石油和儲(chǔ)存石油的條件，最后對(duì)該地區(qū)的含油氣遠(yuǎn)景作出評(píng)價(jià)，指出油氣有利地區(qū)。有時(shí)在巖石出露的地區(qū)，也可能直接發(fā)現(xiàn)油氣藏。,一、地質(zhì)法,11,1 搞清一個(gè)地區(qū)的地層狀況； 2 發(fā)現(xiàn)地質(zhì)圈閉和調(diào)查其他地質(zhì)構(gòu)造情況； 3 發(fā)現(xiàn)和調(diào)查油氣苗狀況； 4 采集樣品

5、； 5 提出有利的找油地區(qū)及可供鉆探的地質(zhì)圈閉。,主要任務(wù)：,12,缺點(diǎn)：有時(shí)需要野外進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查，條件艱苦。,地質(zhì)法的優(yōu)缺點(diǎn)：,優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)簡(jiǎn)單、成本低。,當(dāng)?shù)孛鏃l件較為復(fù)雜，上部為其它的巖層所覆蓋（如平原、沙漠或海洋），看不到巖石的露頭，地質(zhì)法就受到很大限制。因此，應(yīng)和其它方法配合使用。,13,二、地球物理勘探法,尋找石油和天然氣主要依靠地球物理勘探方法，它利用了不同種類(lèi)的巖層有不同的物理特性這一現(xiàn)象，用儀器進(jìn)行觀測(cè)，接收來(lái)自地下的物理信息，通過(guò)對(duì)觀測(cè)結(jié)果的分析，推斷出地下的構(gòu)造、巖性等地質(zhì)情況，進(jìn)而尋找有利的油氣藏。,14,現(xiàn)代主要地球物理勘探方法有：,,15,應(yīng)用階段：,16,重力勘探是

6、利用專門(mén)儀器觀測(cè)巖層間密度差異引起的重力變化，用以提供構(gòu)造和礦產(chǎn)等地質(zhì)信息。,1.重力勘探,地球表面的重力分布十分復(fù)雜: 1.正常的重力變化，從赤道向兩極逐漸增加； 2.地球是一個(gè)不規(guī)則的橢球體，表面有地形的起伏； 3.地表以下各種物質(zhì)的密度分布是不均勻的。,17,20世紀(jì)初，重力儀問(wèn)世，開(kāi)始用于尋找油氣藏，并獲得成功。中國(guó)也早在1945年開(kāi)始用重力儀勘探油氣。,重力勘探的理論基礎(chǔ)是萬(wàn)有引力定律。,根據(jù)萬(wàn)有引力定律，在接近較大密度的巖石時(shí)，其引力增大，反之引力減小，由此在地表上引起的重力變化稱為重力異常。,測(cè)量方法,如果將正常重力值和地形的影響去掉，便可得到地下物質(zhì)密度不均造成的重力變化異常值

7、。通過(guò)對(duì)異常值的分析，可以進(jìn)一步了解地下構(gòu)造變化或巖性分布。,18,重力勘探主要用于圈定沉積盆地的大致范圍、確定大斷裂的位置，為進(jìn)一步的地球物理勘探工作劃分有利地區(qū)。 在一定條件下，重力異常還能反映沉積巖內(nèi)部構(gòu)造，如鹽丘、古潛山等。 重力勘探在油氣藏勘探的普查階段是一種經(jīng)濟(jì)、快速的方法，但精度不高。,應(yīng)用范圍,19,1870年，瑞典人制造的萬(wàn)能磁力儀問(wèn)世，此后，磁力勘探作為一種地球物理勘探方法建立和發(fā)展起來(lái)。,2.磁力勘探,磁力勘探是用專門(mén)儀器并按特定方式觀測(cè)巖層間磁性差異，進(jìn)而研究地下地質(zhì)問(wèn)題。,基本原理：地殼中一些巖石及礦物受到地磁場(chǎng)磁化作用，會(huì)產(chǎn)生不同程度的磁性。被磁化的巖石礦物及地質(zhì)體

8、在自己的周?chē)?，又形成次生磁?chǎng)，產(chǎn)生局部的磁異常。,大多數(shù)沉積巖的磁性較弱不會(huì)產(chǎn)生磁異常，在勘探中造成磁異常的主要是火成巖和變質(zhì)巖。,砂巖,磁鐵礦,20,電法勘探是利用專門(mén)儀器觀測(cè)巖層間電性差異，進(jìn)而研究地下構(gòu)造形態(tài)問(wèn)題；,黃鐵礦,砂巖,3.電法勘探,,地球是一個(gè)導(dǎo)電體，不同的巖石和礦物具有不同的電阻率。,砂巖是很好的儲(chǔ)層，當(dāng)電阻率很高的石油侵入后，就會(huì)形成高阻層或高阻異常體，這就為尋找油氣提供了電性異常以及有關(guān)的地質(zhì)信息。,沉積巖的電阻率較其它類(lèi)巖石要低。因此通過(guò)電法能較容易的確定沉積盆地范圍、沉積巖厚度及其起伏形態(tài)。,21,人工電法勘探的基本思想：,,22,地震勘探是地球物理勘探方法精度最高

9、，應(yīng)用最廣的一種方法，它是利用人工方法激發(fā)的彈性波在地下巖層中傳播的規(guī)律來(lái)確定地下礦藏（如石油、天然氣、礦石、水、地?zé)豳Y源等）的方法。,4.地震勘探,實(shí)踐表明，地震勘探的投資回報(bào)率很高，幾乎所有的石油公司都依賴地震勘探資料來(lái)確定勘探和開(kāi)發(fā)井位。,23,利用地殼巖石彈性及密度變化，使震波的傳播也因巖層彈性、密度的不同，而有快慢之別。,震波遇兩種彈性及密度不同的巖層，一部分穿過(guò)巖層繼續(xù)前進(jìn)，一部分經(jīng)反射或折射回到地面。由震波到達(dá)地面的時(shí)間及該地區(qū)的速度分布，就可以確定地層的深度及構(gòu)造的形貌。,地震勘探原理,入射角等于反射角； 入射角正弦與透射角正弦之比等于界面兩邊的地層速度之比。,24,即反射法、

10、折射法、透射法。反射法應(yīng)用最廣，折射法次之，透射法輔助手段。,地震勘探法分為三類(lèi)：,25,工作任務(wù)是布置好測(cè)線及爆炸點(diǎn)、檢波點(diǎn)的位置，準(zhǔn)備可下入炸藥的淺井；然后向井中放入炸藥引炸，產(chǎn)生人工震波（海上采用空氣槍）。震動(dòng)波向地下傳播，遇到地層界面發(fā)生反射，反射波由地面各測(cè)點(diǎn)上的檢波器接收，檢波器把震動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，野外地震記錄儀將信號(hào)記在磁帶上，以初步確定的有含油氣希望的地區(qū)。,地震勘探的生產(chǎn)、工作程序,,第一階段：野外采集工作,26,27,此階段得出的成果是“地震剖面圖”（每一條測(cè)線對(duì)應(yīng)一條地震剖面）和地震波速度資料。,第二階段：室內(nèi)資料處理,此階段的任務(wù)是根據(jù)地震波的理論，利用大型數(shù)字電子

11、計(jì)算機(jī)，對(duì)野外獲得的原始資料進(jìn)行加工處理，以及計(jì)算地震波在地層內(nèi)傳播速度和距離等。,28,本階段的任務(wù)，就是要綜合地質(zhì)、鉆井及其它物探資料，對(duì)地質(zhì)剖面進(jìn)行深入地分析研究，對(duì)各反射層相當(dāng)于什么地質(zhì)層位做出正確的判斷，對(duì)地下地質(zhì)構(gòu)造的特點(diǎn)做出說(shuō)明，并繪制主要層位的地震構(gòu)造圖。最后，查明有利的構(gòu)造和圈閉，提出鉆探井位。,第三階段：地震資料的解釋和繪圖,地震剖面能基本反映出地下地質(zhì)構(gòu)造的一些特點(diǎn)，但只能看出地層沿剖面方向的起伏形態(tài)，沒(méi)有一個(gè)完整的立體概念。,29,地球化學(xué)法是通過(guò)測(cè)定地下油氣向地表擴(kuò)散和滲濾的微量烴類(lèi)與周?chē)橘|(zhì)所發(fā)生的生物化學(xué)、物理化學(xué)作用的產(chǎn)物，并根據(jù)這些產(chǎn)物的異常區(qū)來(lái)預(yù)測(cè)地下油氣藏

12、的存在（如生物體元素異常、大氣、水體、土壤等元素異常）。,三、地球化學(xué)勘探法（油氣化探）,30,早在20世紀(jì)20年代末期，原蘇聯(lián)學(xué)者索柯洛夫創(chuàng)建了氣體測(cè)量法。 油氣微滲漏到地表后，氣態(tài)烷烴以游離氣體的形式分布于土壤孔隙中，氣體測(cè)量法就是測(cè)量土壤中這些烴類(lèi)氣體的種類(lèi)和濃度。 我國(guó)20世紀(jì)50年代，翁文波等人就“氣體測(cè)量法”開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)，60年代，石油部和地質(zhì)部分別成立了從事油氣地球化探的專門(mén)機(jī)構(gòu)，開(kāi)展了中國(guó)油氣地球化學(xué)勘探工作。,氣測(cè)法,31,在地面按一定測(cè)網(wǎng)，用動(dòng)力鉆鉆至地下數(shù)米處，由車(chē)載檢測(cè)儀器現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)游離烴類(lèi)氣體的種類(lèi)及其濃度，這種方法稱為“游離烴技術(shù)”。 把地下一定深度的土壤采集回來(lái)，經(jīng)加

13、工后用低濃度的酸溶液處理，被吸附在土壤顆粒表面的烴類(lèi)氣體就會(huì)釋放出來(lái)，通過(guò)儀器檢測(cè)即可判斷油氣蹤跡是否存在。這種方法就是“土壤測(cè)量法”的“酸解烴技術(shù)”。,游離烴和酸解烴法,32,優(yōu)點(diǎn)：（1）投資少、見(jiàn)效快、成功率較高的初級(jí)勘探技術(shù)。 （2）施工簡(jiǎn)單、適用性強(qiáng)。 不足： 所得出的分析結(jié)果只能表明油氣藏上覆地層中存在裂隙，而不能查明地下油氣的多寡以及地下是否還存在油氣藏；而且，由于巖層裂隙大多及其曲折復(fù)雜，一些地表的異常區(qū)往往并不位于油藏之上，這也對(duì)地表化探精度產(chǎn)生了一定的影響。,地球化學(xué)勘探優(yōu)缺點(diǎn),33,地球物理勘探資料雖能告訴人們地下的一些情況，但它畢竟是第二性的東西，常常帶有一定的推斷

14、性和多解性。 對(duì)于有沒(méi)有生油層、儲(chǔ)集層及油氣存在等一些重大地質(zhì)問(wèn)題還不能給出肯定的答復(fù)。 要搞清這些問(wèn)題，必須通過(guò)鉆井取得第一性資料。,四、鉆探法,鉆探法就是利用鉆井尋找油氣田的方法。從調(diào)查、發(fā)現(xiàn)油氣藏到油氣藏的開(kāi)采都要利用鉆探。,34,（1）地質(zhì)井：在盆地或凹陷普查階段，為解決基礎(chǔ)地質(zhì)資料問(wèn)題而鉆的井。以了解一部分地層剖面和構(gòu)造產(chǎn)狀。,,（2）參數(shù)井（基準(zhǔn)井）：在完成了普查的盆地或凹陷內(nèi)，選擇不同級(jí)別的構(gòu)造單元而鉆的一口或幾口井，一般3000-5000米或更深。以了解其地層厚度、巖性、生儲(chǔ)蓋條件，并為物探解釋提供參數(shù)。在重要層段及界面上應(yīng)取芯。,鉆探井可以分為以下幾類(lèi)：,（3）探井：任務(wù)是找

15、油或探明儲(chǔ)量，可細(xì)分為預(yù)探井、詳探井。,35,詳探井（評(píng)價(jià)井）：在已獲工業(yè)油氣流的構(gòu)造或圈閉上，為取得該油氣田的儲(chǔ)油層面積和儲(chǔ)量計(jì)算參數(shù)而鉆的井。,每口評(píng)價(jià)井對(duì)儲(chǔ)油氣的地層必須取巖心。,預(yù)探井：在詳查的基礎(chǔ)上，在生、儲(chǔ)條件比較有利的構(gòu)造或圈閉上擬定鉆探的井。,36,（5）調(diào)整井（注入井、檢查井等）： 油氣田全面投入開(kāi)發(fā)若干年后，根據(jù)開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)及油藏、氣藏?cái)?shù)值模擬資料，為提高儲(chǔ)量動(dòng)用程度，調(diào)整油氣或油水界面的推進(jìn)速度，提高采收率，保證完成逐年國(guó)家規(guī)定的采油計(jì)劃，所鉆的井為調(diào)整井。,（4）生產(chǎn)井：為了采油和開(kāi)發(fā)油田而鉆的井。,37,3.5 海洋石油勘探,一、海洋石油儲(chǔ)量,1887年，在美國(guó)加利福尼亞

16、海岸數(shù)米深的海域鉆探了世界上第一口海上探井，拉開(kāi)了海洋石油勘探的序幕。,據(jù)油氣雜志統(tǒng)計(jì)，截至2006年1月1日全球海洋石油資源量約1350億噸，探明約380億噸；海洋天然氣資源約140萬(wàn)億立方米，探明儲(chǔ)量約40萬(wàn)億立方米。,38,大陸架地區(qū)，相對(duì)海水不太深，施工要求的技術(shù)條件較低，開(kāi)發(fā)成本較小，是進(jìn)行海洋石油勘探的重要對(duì)象。,經(jīng)初步探明，我國(guó)水深在200m以內(nèi)的大陸架面積約有130萬(wàn)平方公里，油氣資源主要分布在渤海、黃海、東海、南海一帶。,世界海洋總面積的75%是水深大于4500m的深水域。大陸邊緣范圍內(nèi)，在水深不到200m的大陸架地區(qū)內(nèi)占海洋潛在可采油氣的65%，水深2002500m的陸坡地

17、區(qū)有30%，更深的水域，即陸隆地區(qū)只有4%左右。,二、海洋石油勘探范圍,39,三、海洋油氣勘探的特點(diǎn),1、工作區(qū)環(huán)境 2、勘探方法 鉆井工程 投資及風(fēng)險(xiǎn),40,四、海洋地震勘探,海上沒(méi)有障礙物、特殊地形等限制或影響，海洋地震工作可以連續(xù)施工和測(cè)線均勻覆蓋。,海洋地震勘探作業(yè)時(shí)，震源和檢波器組是連續(xù)運(yùn)動(dòng)的，不需停下來(lái)，也不需為放炮鉆炮眼。,1、海洋地震勘探優(yōu)勢(shì),工作是在一條地震船上進(jìn)行的，記錄、處理和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存系統(tǒng)及生活供給品都在船上；地震船上設(shè)有雷達(dá)和導(dǎo)航系統(tǒng)，航行中并不要求能見(jiàn)度，因此可24小時(shí)連續(xù)工作。,因此，海洋地震勘探工作比陸上有更高的效率和更低廉的成本。,41,2、海洋地震勘探技術(shù)特點(diǎn),（1）導(dǎo)航定位技術(shù)；,（2）海洋地震的震源；,（3）海洋地震的檢波器系統(tǒng)。,