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1、1,第三章 石油勘探,3.1 石油勘探的任務和基本過程 3.2 石油勘探發(fā)展簡史 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 油氣的儲量分級和估算 3.7 石油勘探過程污染及防治,2,思 考 題,1、石油勘探分為哪幾個階段？各階段的主要任務是什么？ 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)儲量的分類？,3,3.1 石油勘探的任務和基本過程,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，為石油開采提供資源和基地。,4,石油勘探的基本過程,盆地沉積盆地沉積地層和生油有機質(zhì),在油氣聚集區(qū)
2、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,預探井發(fā)現(xiàn)油氣后，擴大布井范圍，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題。,概括的講，石油勘探過程就是“定盆地、查凹陷、找圈閉、探油氣”的過程。,5,初期階段,19世紀40年代以前： 通過尋找油苗、氣苗等指導尋找石油。,克拉瑪依油田“黑油山” 獨山子油田“泥火山” 玉門油田“石油溝” 延長油礦多處油苗 四川不少氣苗 青?！坝蜕吧健?、“油泉子”等等,3.2 石油勘探發(fā)展簡史,無機生油說,6,19世紀40年代至20世紀40年代 “背斜聚油理
3、論”出現(xiàn)，物探方法逐步完善。,第二階段,20世紀40年代至今：,由于科學的迅速發(fā)展和油氣田大規(guī)?？碧介_發(fā)，獲得了豐富的地質(zhì)資料，對油氣的生成、運移、聚集等各方面的規(guī)律有了進一步的認識，勘探的精度和深度有了相當高的水平，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），主要任務是通過地面地質(zhì)調(diào)查或地球物探或地球化探尋找可能儲存油氣的地質(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)性油氣流，并研究
4、油層性質(zhì)、含油氣情況、面積、儲量。,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：,一、地質(zhì)法 二、地球物理法 三、地球化學法 四、鉆探法,10,利用地質(zhì)資料尋找油氣田基本方法。,主要是對出露在地面的地層和巖石進行觀察、研究，綜合、全面分析某區(qū)域的地質(zhì)資料，以便了解一個地區(qū)有無生成石油和儲存石油的條件，最后對該地區(qū)的含油氣遠景作出評價，指出油氣有利地區(qū)。有時在巖石出露的地區(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 提出
5、有利的找油地區(qū)及可供鉆探的地質(zhì)圈閉。,主要任務：,12,缺點：有時需要野外進行地質(zhì)調(diào)查，條件艱苦。,地質(zhì)法的優(yōu)缺點：,優(yōu)點：技術(shù)簡單、成本低。,當?shù)孛鏃l件較為復雜，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，它利用了不同種類的巖層有不同的物理特性這一現(xiàn)象，用儀器進行觀測，接收來自地下的物理信息，通過對觀測結(jié)果的分析，推斷出地下的構(gòu)造、巖性等地質(zhì)情況，進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,應用階段：,16,重力勘探是利用專門儀器觀
6、測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世紀初，重力儀問世，開始用于尋找油氣藏，并獲得成功。中國也早在1945年開始用重力儀勘探油氣。,重力勘探的理論基礎是萬有引力定律。,根據(jù)萬有引力定律，在接近較大密度的巖石時，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。通過對異常值
7、的分析，可以進一步了解地下構(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、快速的方法，但精度不高。,應用范圍,19,1870年，瑞典人制造的萬能磁力儀問世，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。,2.磁力勘探,磁力勘探是用專門儀器并按特定方式觀測巖層間磁性差異，進而研究地下地質(zhì)問題。,基本原理：地殼中一些巖石及礦物受到地磁場磁化作用，會產(chǎn)生不同程度的磁性。被磁化的巖石礦物及地質(zhì)體在自己的周圍，
8、又形成次生磁場，產(chǎn)生局部的磁異常。,大多數(shù)沉積巖的磁性較弱不會產(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儀器觀測巖層間電性差異，進而研究地下構(gòu)造形態(tài)問題；,黃鐵礦,砂巖,3.電法勘探,地球是一個導電體，不同的巖石和礦物具有不同的電阻率。,砂巖是很好的儲層，當電阻率很高的石油侵入后，就會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巖石要低。因此通過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，應用最廣的一種方
9、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)律來確定地下礦藏（如石油、天然氣、礦石、水、地熱資源等）的方法。,4.地震勘探,實踐表明，地震勘探的投資回報率很高，幾乎所有的石油公司都依賴地震勘探資料來確定勘探和開發(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，一部分穿過巖層繼續(xù)前進，一部分經(jīng)反射或折射回到地面。由震波到達地面的時間及該地區(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、折射法、透射法。反
10、射法應用最廣，折射法次之，透射法輔助手段。,地震勘探法分為三類：,25,工作任務是布置好測線及爆炸點、檢波點的位置，準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，反射波由地面各測點上的檢波器接收，檢波器把震動信號轉(zhuǎn)化為電信號，野外地震記錄儀將信號記在磁帶上，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”（每一條測線對應一條地震剖面）和地震波速度資料。,第二階段：室內(nèi)資料處理,此階段的任務是根據(jù)地震波的理論，利用大型數(shù)字電子計算機，對野外獲得的
11、原始資料進行加工處理，以及計算地震波在地層內(nèi)傳播速度和距離等。,28,本階段的任務，就是要綜合地質(zhì)、鉆井及其它物探資料，對地質(zhì)剖面進行深入地分析研究，對各反射層相當于什么地質(zhì)層位做出正確的判斷，對地下地質(zhì)構(gòu)造的特點做出說明，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，但只能看出地層沿剖面方向的起伏形態(tài)，沒有一個完整的立體概念。,29,地球化學法是通過測定地下油氣向地表擴散和滲濾的微量烴類與周圍介質(zhì)所發(fā)生的生物化學、物理化學作用的產(chǎn)物，并根據(jù)這些產(chǎn)物的異常區(qū)來預測地下油氣藏的存在（如生物體元素
12、異常、大氣、水體、土壤等元素異常）。,三、地球化學勘探法（油氣化探）,30,早在20世紀20年代末期，原蘇聯(lián)學者索柯洛夫創(chuàng)建了氣體測量法。 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，氣體測量法就是測量土壤中這些烴類氣體的種類和濃度。 我國20世紀50年代，翁文波等人就“氣體測量法”開展了實驗，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機構(gòu)，開展了中國油氣地球化學勘探工作。,氣測法,31,在地面按一定測網(wǎng)，用動力鉆鉆至地下數(shù)米處，由車載檢測儀器現(xiàn)場檢測游離烴類氣體的種類及其濃度，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，經(jīng)加工后用低濃度的酸溶液
13、處理，被吸附在土壤顆粒表面的烴類氣體就會釋放出來，通過儀器檢測即可判斷油氣蹤跡是否存在。這種方法就是“土壤測量法”的“酸解烴技術(shù)”。,游離烴和酸解烴法,32,優(yōu)點：（1）投資少、見效快、成功率較高的初級勘探技術(shù)。 （2）施工簡單、適用性強。 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雜，一些地表的異常區(qū)往往并不位于油藏之上，這也對地表化探精度產(chǎn)生了一定的影響。,地球化學勘探優(yōu)缺點,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性和多解性。 對于有沒有生
14、油層、儲集層及油氣存在等一些重大地質(zhì)問題還不能給出肯定的答復。 要搞清這些問題，必須通過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，為解決基礎地質(zhì)資料問題而鉆的井。以了解一部分地層剖面和構(gòu)造產(chǎn)狀。,（2）參數(shù)井（基準井）：在完成了普查的盆地或凹陷內(nèi)，選擇不同級別的構(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、生儲蓋條件，并為物探解釋提供參數(shù)。在重要層段及界面上應取芯。,鉆探井可以分為以下幾類：,（3）探井：任務是找油或探明儲量，可細分為預探井
15、、詳探井。,35,詳探井（評價井）：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油層面積和儲量計算參數(shù)而鉆的井。,每口評價井對儲油氣的地層必須取巖心。,預探井：在詳查的基礎上，在生、儲條件比較有利的構(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）： 油氣田全面投入開發(fā)若干年后，根據(jù)開發(fā)動態(tài)及油藏、氣藏數(shù)值模擬資料，為提高儲量動用程度，調(diào)整油氣或油水界面的推進速度，提高采收率，保證完成逐年國家規(guī)定的采油計劃，所鉆的井為調(diào)整井。,（4）生產(chǎn)井：為了采油和開發(fā)油田而鉆的井。,37,3.5 海洋石油勘探,一、海洋石油儲量,1887年，在美國加利福尼亞海岸數(shù)米深的海域鉆探了世界上
16、第一口海上探井，拉開了海洋石油勘探的序幕。,據(jù)油氣雜志統(tǒng)計，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140萬億立方米，探明儲量約40萬億立方米。,38,大陸架地區(qū)，相對海水不太深，施工要求的技術(shù)條件較低，開發(fā)成本較小，是進行海洋石油勘探的重要對象。,經(jīng)初步探明，我國水深在200m以內(nèi)的大陸架面積約有130萬平方公里，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的陸坡地區(qū)有30%，更深的水域，即陸
17、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,1、工作區(qū)環(huán)境 2、勘探方法 鉆井工程 投資及風險,40,四、海洋地震勘探,海上沒有障礙物、特殊地形等限制或影響，海洋地震工作可以連續(xù)施工和測線均勻覆蓋。,海洋地震勘探作業(yè)時，震源和檢波器組是連續(xù)運動的，不需停下來，也不需為放炮鉆炮眼。,1、海洋地震勘探優(yōu)勢,工作是在一條地震船上進行的，記錄、處理和數(shù)據(jù)儲存系統(tǒng)及生活供給品都在船上；地震船上設有雷達和導航系統(tǒng)，航行中并不要求能見度，因此可24小時連續(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,（1）導航定位技術(shù)；,（2）海洋地震的震源；,（3）海洋地震的檢波器系統(tǒng)。,
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