第一章 地質(zhì)基礎(chǔ).doc

第一章 地質(zhì)基礎(chǔ)第一章 地質(zhì)基礎(chǔ)緒論在石油工程領(lǐng)域，在世界范圍內(nèi)通過(guò)對(duì)地面下的地質(zhì)情況的研究和模擬，來(lái)指導(dǎo)進(jìn)行石油的勘探與開發(fā)。因此，為了更好地進(jìn)行相關(guān)的地質(zhì)、油藏、采油等工作，就必須對(duì)地球本身的一些地質(zhì)特征進(jìn)行分析研究，掌握基本的概念。第一節(jié) 地層石油在地層中生成、運(yùn)移，又保存在地層中，因此研究石油必須研究地層。一、基本定義巖石定義：巖石是天然產(chǎn)出的具一定結(jié)構(gòu)構(gòu)造的礦物集合體，是構(gòu)成地殼和上地幔的物質(zhì)基礎(chǔ)。按成因分為巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖。其中巖漿巖是由高溫熔融的巖漿在地表或地下冷凝所形成的巖石，也稱火成巖；沉積巖是在地表?xiàng)l件下由風(fēng)化作用、生物作用和火山作用的產(chǎn)物經(jīng)水、空氣和冰川等外力的搬運(yùn)、沉積和成巖固結(jié)而形成的巖石；變質(zhì)巖是由先成的巖漿巖、沉積巖或變質(zhì)巖，由于其所處地質(zhì)環(huán)境的改變經(jīng)變質(zhì)作用而形成的巖石。巖層定義：巖層指由同一巖性組成,有兩個(gè)平行或近于平行的界面所限制的層狀巖石。地層的定義：指巖層形成的先后順序和形成時(shí)代，是地殼發(fā)展過(guò)程中所形成的層狀巖石的總稱。主要包括沉積巖、沉積變質(zhì)巖、混合巖和部分巖漿巖。目前已知的油藏中，99%以上的天然氣、石油都儲(chǔ)存在沉積巖中。沉積巖：又稱為水成巖，是三種組成地球巖石圈的主要巖石之一（另外兩種是巖漿巖和變質(zhì)巖）。是在地表不太深的地方，將其他巖石的風(fēng)化產(chǎn)物和一些火山噴發(fā)物，經(jīng)過(guò)水流或冰川的搬運(yùn)、沉積、成巖作用形成的巖石。在地球地表，有70%的巖石是沉積巖，但如果從地球表面到16公里深的整個(gè)巖石圈算，沉積巖只占 5%。沉積巖主要包括有石灰?guī)r、砂巖、頁(yè)巖等。通常，以巖石的成因作為沉積巖分類的主要依據(jù)，以巖石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征作為次一級(jí)劃分的依據(jù)。因此，按形成方式及特征可分為下面幾大類：碎屑巖、粘土巖類 、化學(xué)巖與生物化學(xué)巖類等。表1-1 沉積巖分類表巖類物質(zhì)來(lái)源沉積作用結(jié)構(gòu)特征巖石分類碎屑巖沉積碎屑巖亞類母巖機(jī)械破壞碎屑機(jī)械沉積作用為主碎屑巖結(jié)構(gòu)1礫巖、角礫巖2.砂巖3.粉砂巖火山碎屑巖亞類火山噴發(fā)碎屑火山碎屑巖結(jié)構(gòu)1.火山集塊巖2.火山角礫巖3.火山凝灰?guī)r粘土巖類母巖分解時(shí)形成的新礦物-粘土礦物機(jī)械沉積作用和膠體沉積作用泥質(zhì)結(jié)構(gòu)1粘土2.泥巖3.頁(yè)巖化學(xué)巖和生物化學(xué)巖化學(xué)沉積作用和生物沉積作用化學(xué)結(jié)構(gòu)生物結(jié)構(gòu)鋁鐵錳質(zhì)巖硅磷質(zhì)巖碳酸鹽巖可燃性有機(jī)巖在渤海各油田的儲(chǔ)集巖層中，以中-細(xì)粒的石英、長(zhǎng)石砂巖居多。表1-2 渤海油田碎屑巖分類表碎屑巖定名礫巖粗砂巖中砂巖細(xì)砂巖粉砂巖顆粒直徑（mm）10.510.250.50.10.250.010.1二、地質(zhì)年代地球在發(fā)展過(guò)程中，某一時(shí)代形成的巖石，即為那個(gè)時(shí)代的地層。在正常情況下，后形成的巖層總是蓋在先形成的巖層上面，“下老，上新”就是地層的層序。把地球的地層層序從老到新依次連接起來(lái)，就是地層順序了。依地層順序劃分的地層單位是：宇、界、系、統(tǒng)、階，階下還能夠分出更小的單位。與地層單位相對(duì)應(yīng)的地質(zhì)年代單位依次是：宙、代、紀(jì)、世、期。通常在石油開發(fā)過(guò)程中常用的單位是地層單位。表1-3 某地區(qū)地質(zhì)年代及相應(yīng)的地層單位劃分表代紀(jì)世期界系統(tǒng)層新生代第四紀(jì)現(xiàn)代新生界第四系現(xiàn)代沉積平原期平原組第三紀(jì)新第三紀(jì)（世）明化鎮(zhèn)期第三系新第三系（統(tǒng)）明化鎮(zhèn)組館陶期館陶組老第三紀(jì)（世）東營(yíng)期老第三系（統(tǒng)）東營(yíng)組東一段東二段東三段沙河街期沙河街組沙一段沙二段沙三段沙四段中生代第三紀(jì)前中生界前第三系研究地層時(shí)主要分析地層的接觸關(guān)系、地層年代、地層的劃分和對(duì)比及地層巖性的描述。例如通過(guò)對(duì)某油田2、3井區(qū)測(cè)井曲線解釋，該區(qū)地層自上而下鉆遇有新生界第四系、第三系；中生界白堊系、侏羅系、三疊系；古生界石炭系和奧陶系。接觸關(guān)系為整合、假整合和不整合。目的層三疊系鉆厚286.5415m，可分為上、中、下三個(gè)統(tǒng)，油層發(fā)育在三疊系中、上統(tǒng)。中統(tǒng)和上統(tǒng)為三個(gè)自下而上巖性由粗到細(xì)的正旋回沉積，各旋回的細(xì)段巖性為灰色、深灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖夾泥質(zhì)粉砂巖和粉砂巖透鏡體，是良好的隔層和蓋層，油層均集中發(fā)育在各旋回的粗段，其巖性為淺灰、灰褐色砂礫巖和砂巖。三疊系上旋回細(xì)段底部有38m的含鈾泥巖，電性特殊，電阻曲線低值，自然伽馬曲線高值，區(qū)域分布穩(wěn)定，口口井鉆遇，是地層對(duì)比的標(biāo)準(zhǔn)層。三、砂層組、油層組、砂巖體和油砂體通常所說(shuō)的砂層組指的是：同一時(shí)期沉積條件相同形成多層砂巖，彼此靠近且物性和分布范圍、厚度相近，為連續(xù)沉積的多層砂巖組合。含油的砂層組，則稱之為油層組。在油藏中常說(shuō)的砂巖體指的是獨(dú)立存在的，其周圍被泥質(zhì)巖或非滲透巖石所隔開的砂巖層，它是構(gòu)成砂巖組的單元。含油的砂巖體則稱之為油砂體。第二節(jié) 地層構(gòu)造一、基本概念構(gòu)造的定義： 地殼或巖石圈各個(gè)組成部分的形態(tài)及其相互結(jié)合的方式和面貌特征的總稱。地質(zhì)構(gòu)造的簡(jiǎn)稱。任何構(gòu)造都是巖石或巖層受了內(nèi)力或外力作用而產(chǎn)生的原始位態(tài)或面貌，如層理，粒序?qū)?、波痕等各種原生構(gòu)造，以及各種原始位態(tài)或面貌的改變，即變形與變位，如各種次生的褶皺、節(jié)理、斷層、韌性剪切帶、裂谷，俯沖帶、轉(zhuǎn)換斷層等。褶皺構(gòu)造：指具有塑性的巖石，受力后彎曲褶皺的一種地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)，常見的背斜、復(fù)背斜、向斜、復(fù)向斜。斷裂構(gòu)造：指巖石受力發(fā)生斷裂之后的構(gòu)造型態(tài)。巖性構(gòu)造：指巖石物性的變化后的構(gòu)造型態(tài)。二、背斜構(gòu)造與向斜構(gòu)造向斜背斜在地質(zhì)應(yīng)力作用下，地層由水平狀態(tài)發(fā)生彎曲而未喪失其連續(xù)性、完整性的形變。如果向上彎曲，地層向四周傾伏的，稱之為背斜構(gòu)造；向下彎曲，地層傾向相反，稱為向斜構(gòu)造。圖1-1 背斜和向斜構(gòu)造圖背斜類型的構(gòu)造是油氣聚集的主要場(chǎng)所。三、斷裂構(gòu)造斷裂構(gòu)造又稱斷裂。當(dāng)呈水平狀態(tài)的地層，受應(yīng)力作用而產(chǎn)生變形，其地應(yīng)力達(dá)到并超過(guò)巖層的極限強(qiáng)度時(shí)，巖層的連續(xù)性和完整性就遭到了破壞，巖層發(fā)生破裂或沿破裂面發(fā)生位移，形成斷裂。斷裂構(gòu)造是巖石破裂的總稱，包