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第一章 油气藏中的流体——石油、天然气、油田水
一、名词解释
1.石油:(又称原油)(crude oil)：一种存在于地下岩石孔隙介质中的由各种碳氢化合物与杂质组成的，呈液态和稠态的油脂状天然可燃有机矿产。
2.石油的灰分：石油的元素组成除了碳、氢、氧、氮、硫以外，还含有几十种微量元素，石油中的微量元素就构成了石油的灰分。
3.组分组成：石油中的化合物对有机溶剂和吸附剂具有选择性溶解和吸附性能，选用不同有机溶剂和吸附剂，将石油分成若干部分，每一部分就是一个组分。
4.石油的比重：是指一个大气压下，20℃石油与4℃纯水单位体积的重量比，用d420表示。 5.石油的荧光性：石油在紫外光照射下可产生延缓时间不足10-7秒的发光现象，称为荧光性。 6.天然气：广义上指岩石圈中存在的一切天然生成的气体。石油地质学中研究的主要是沉积圈中以烃类为主的天然气。
7.气顶气：与石油共存于油气藏中呈游离气顶状态产出的天然气。 8.气藏气：单独聚集的天然气。可分为干气气藏和湿气气藏。
9.凝析气（凝析油）：当地下温度、压力超过临界条件后，由液态烃 逆蒸发而形成的气体。开采出来后，由于地表压力、温度较低，按照逆凝结规律而逆凝结为轻质油即凝析油。
10.固态气水合物：是在冰点附近的特殊温度和压力条件下由天然气分子和水分子结合而成的固态结晶化合物。
11.煤型气：煤系地层中分散有机质在热演化过程中所生成的天然气。 12.煤成气：煤层在煤化过程中所生成的天然气。
13.煤层气：煤层中所含的吸附和游离状态的天然气。
14.油田水：是指油田范围内直接与油层连通的地下水，即油层水。
15.油田水矿化度: 即水中各种离子、分子和化合物的总含量，以水加热至105℃蒸发后所剩残渣重量或离子总量来表示，单位ml/l、g/l或ppm。 二、 问答题
1.简述石油的元素组成。
组成石油的化学元素主要是碳、氢、氧、氮、硫。 碳含量 为：84-87%，平均84.5%；氢含量为：11～14%，平均13%；两元素在石油中一般占95～99%，平均为97.5%。剩下的硫、氮、氧及微量元素的总含量一般只有1～4%，其中，氧：0.1～4.5%，一般小于0.5%；硫：小于1%，平均0.65%；氮：小于0.1%。
2.简述石油中化合物组成的类型及特征。
石油中化合物包括烃类化合物非烃化合物及沥青质。
烃类化合物：正构烷烃碳数有C1～C45，大部分正烷烃碳数≤C35。石油中多数占15.5%（体积），轻质石油可达30%以上，而重质石油可小于15%。 其含量主要取决于生成石油的原始有机质的类型和原油的成熟度。异构烷烃以≤C10为主，且以异戊二烯烷烃最重要，以植烷、姥鲛烷的研究和应用最多。环烷烃多为五员环或六员环，其含量与成熟度有关。一般，单、双环占环烷烃的50.5%；三环占环烷烃的20%；四、五环占环烷烃的25%。芳香烃根据其结构可分为单环、多环、稠环三类。在石油的低沸点馏分中，芳香烃含量较少，且多为单环芳香烃。随沸点升高，芳香烃含量亦增多。
非烃化合物,主要是含硫、氮、氧三种元素的有机化合物，尽管这三种元素的含量只占石油元素组成的2%左右，但与其有关的化合物却占10～20%,甚至更多，这些非烃组分主要集中在石油的高沸点馏分中。 3.何谓正构烷烃分布曲线？在油气特征分析中有哪些应用？
在石油中，不同碳原子数正烷烃相对含量呈一条连续的分布曲线，称为正烷烃分布曲线。
不同类型原油的正烷烃分布特点不同：(1)未成熟的石油，主要含大分子量的正构烷烃；(2)成熟的石油中，主要含中分子量的正构烷烃；(3)降解的石油中，主要含中、小分子量的正构烷烃。 根据主峰碳数位置及形态，可将正烷烃分布曲线分为三种基本类型：
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A、主峰小于C15，且主峰区较窄，表明低分子正烷烃高于高分子正烷烃，代表高成熟原油；B、主峰大于C25，主峰区较宽，奇数和偶数碳原子烃的分布很有规律，二者的相对含量接近相等，代表未成熟或低成熟的原油；C、主峰区在C15～C25之间，主峰区宽，代表成熟原油。
正烷烃分布特点与成油原始有机质、成油环境和成熟度有密切关系，因此这些特征已被广泛用于鉴别生油岩和研究石油的成熟度。
4.简述Tissot和Welte 三角图解的石油分类原则及类型。
Tissot和Welte三角图解的石油分类原则:依据石油化合物组成的含量划分，即以烷烃、环烷烃、芳烃＋N、S、O化合物作为三角图解的三个端元。以饱和烃含量50%为界把三角图分为两大部分，在饱和烃含量＞50%的区域内，再根据石蜡烃含量50%、40%处建立次一级分类界线，将饱和烃＞50%区域分为三种基本类型：石蜡型、环烷型和石蜡环烷型。在芳烃＋N、S、O化合物大于50%的区域内，以石蜡烃含量10%建立分类界线，将石蜡烃含量＞10%的区域作为芳香-中间型原油，而石蜡烃＜10%为重质降解原油。在重质降解原油中，以环烷烃含量25%处建立分类界线，将环烷烃含量＞25%的称芳香-环烷型，而＜25%的称芳-香沥青型。
5.简述海陆相原油的基本区别。（如何鉴别海相原油和陆相原油？） 海相 陆相 以芳香—中间型和石蜡—环烷型为主，饱和烃占25—70%，芳烃占25—60%。 含蜡量低 含硫量高 V/Ni>1 碳同位素δ13以石蜡型为主，饱和烃占60—90%，芳烃占10—20%。 含蜡量高 含硫量低 V/Ni<1 13C值>-27‰ 碳同位素δC值<-29‰ 6.描述石油物理性质的主要指标有哪些？ (1)颜色：从白色、淡黄、黄褐、深褐、墨绿色至黑色。
(2)比重：是指一大气压下，20℃石油与4℃纯水单位体积的重量比，用d420表示。 (3)石油的粘度：代表石油流动时分子之间相对运动所引起的内摩擦力大小。
(4)荧光性：石油在紫外光照射下可产生延缓时间不足10-7秒的发光现象，称为荧光性。 (5)旋光性：石油能将偏振光的振动面旋转一定角度的能力。
(6)溶解性：石油难溶于水，但却易溶于多种有机溶剂。石油凝固和液化的温度范围是随其组成而变化的，无固定数值。含高分子的烃越多，凝固点越高。 (7)导电性：石油是不良导体，在地下属高电阻。
7.简述天然气依其分布特征在地壳中的产出类型及分布特征。 依天然气分布特征可分为聚集型和分散型。 (1)聚集型天然气
a.气顶气：与石油共存于油气藏中呈游离气顶状态产出的天然气。 b.气藏气：单独聚集的天然气。可分为干气气藏和湿气气藏。
c.凝析气：当地下温度、压力超过临界条件后，由液态烃 逆蒸发而形成的气体。开采出来后，由于地表压力、温度较低，按照逆凝结规律而逆凝结为轻质油即凝析油。 (2)分散型天然气
a.油内溶解气：溶解于石油中的天然气。 b.水内溶解气：溶解于水中的天然气。
c.煤层气：煤层中所含的吸附和游离状态的天然气。
d.固态气水合物：是在冰点附近的特殊温度和压力条件下形成的固态结晶化合物。主要分布在冻土、极地和深海沉积物分布区。 8.油田水的主要水型及特征。
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按照苏林（Sulin）分类，其分类原则是根据HCO3-、SO42-、Cl-和Ca2+、Na+、 Mg2+6种阴、阳离子的相对含量，以Na/Cl、 (Na-Cl)/SO4和(Cl-Na)/Mg这三个成因系数，把天然水划分为四种基本类型,以氯化钙型为主，重碳酸钠型次之，硫酸钠型和氯化镁型较为罕见。
水的类型 大陆水 海水 深层水 硫酸钠型 重硫酸钠型 氯化镁型 氯化镁型 成因系数（浓度比） Na/Cl (Na-Cl)/SO4 >1 <1 >1 >1 <1 <0 <1 <0 (Na-Cl)/Mg <0 <0 <1 >1 9.碳同位素的地质意义。
碳同位素的组成特征可用于鉴别石油和天然气生成的环境和成熟度。
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(1)原油中碳同位素的组成特征:δC一般为-22‰～-33‰，平均值为-25‰～-26‰。
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①海相原油δC值较高，陆相原油δC值偏低。
②?C随年代变化，微变低。 ③随组分分子量的增大,急剧增大。
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(2)天然气中碳同位素的组成特征:δC随天然气成熟度的增大而增大。
生物成因气: ≤-60‰～-95‰，热解成因气: -50‰～-20‰，以上两种气的混合气: -50‰～
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-60‰。天然气成份中：δC1<δC2<δC3<δC4，分子量增加，增大。
13第二章 储集层和盖层
一、名词解释
1. 储集层: 凡具有一定的连通孔隙，能使液体储存，并在其中渗滤的岩层，称为储集层。 2. 绝对孔隙度：岩样中所有孔隙空间体积之和与该岩样总体积的比值。
3. 有效孔隙度: 岩样中彼此连通的超毛细管孔隙和毛细管孔隙体积与岩石总体积的百分比。
4. 绝对渗透率: 单相液体充满岩石孔隙，液体不与岩石发生任何物理化学反应，测得的渗透率称为
绝对渗透率。
5. 有效渗透率: 储集层中有多相流体共存时，岩石对每一单相流体的渗透率称该相流体的有效渗透
率。
6. 相对渗透率: 对每一相流体局部饱和时的有效渗透率与全部饱和时的绝对渗透率之比值，称为该
相流体的相对渗透率。
7. 孔隙结构: 指岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布以及相互关系。
8. 流体饱和度: 油、气、水在储集岩孔隙中的含量分别占总孔隙体积的百分数称为油、气、水的饱
和度。
9. 砂岩体: 是指在一定的地质时期，某一沉积环境下形成的，具有一定形态、岩性和分布特征，并
以砂质为主的沉积岩体。
10. 盖层: 指在储集层的上方，能够阻止油气向上逸散的岩层。
11. 排替压力：表示非润湿相开始注入岩样中最大连通喉道的毛细管压力，在曲线压力最小的拐点。 二、 问答题
1. 试述压汞曲线的原理及评价孔隙结构的参数。
(1)原理：由于孔喉细小，当两种或两种以上互不相溶的流体同处于岩石孔隙系统中或通过岩石孔隙系统渗流时，必然发生毛细管现象，产生一个指向非润湿相流体内部的毛细管压力Pc。 (2)评价孔隙结构的参数
①排驱压力（Pd）：是指压汞实验中汞开始大量注入岩样的压力，表示非润湿相开始注入岩样中最大连通喉道的毛细管压力。排驱压力越小，说明大孔喉越多，孔隙结构越好。
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②孔喉半径集中范围与百分含量：反映了孔喉半径的粗细和分选性，孔喉粗，分选好，其孔隙结构好。毛细管压力曲线上，曲线平坦段位置越低，说明集中的孔喉越粗；平坦段越长，说明孔喉的百分含量越大。
③饱和度中值压力：非润湿相饱和度为50%时对应的毛细管压力，Pc50%越低，则孔隙结构好。 ④最小非饱和的孔隙体积百分数（Smin%）：当注入汞的压力达到仪器的最高压力时，仍没有被汞侵入的孔隙体积百分数。束缚孔隙含量愈大，储集层渗透性能越差。
2. 碎屑岩储集层的孔隙类型有哪些？影响碎屑岩储集层物性的地质条件（因素）。（简述碎屑岩储集层的主要孔隙类型及影响储油物性的因素。）
(1)碎屑岩储集层的孔隙类型：粒间孔隙、特大孔隙、铸模孔隙、组分内孔隙、裂缝。 (2)影响碎屑岩储集层储集性的因素影：
① 沉积作用是影响砂岩储层原生孔隙发育的因素:a.矿物成分：矿物的润湿性强和抗风化能力弱，其物性差。b.岩石结构：包括大小、分选、磨圆、排列方式。当分选系数一定时，粒度越大，有效空隙度和渗透率越大；粒度一定时，分选好，孔渗增高 立方体排列，孔隙度最大，渗透率最高。C.杂基含量：含量高，多为杂基支撑，孔隙结构差；以泥质、钙泥质胶结的岩石，物性好。
②成岩后生作用是对砂岩储层原生孔隙的改造及次生孔隙形成的因素:压实作用结果使原生孔隙度降低；胶结作用使物性变差；溶解作用的结果，改善储层物性。 3. 碎屑岩储集层的沉积环境（储集体类型）及主要物性特征。
(1)冲积扇砂砾岩体，岩性为砾、砂和泥质组成的混杂堆积，粒度粗，分选差，成份复杂，圆度不好。物性特征：孔隙结构中等，各亚相带的岩性特征有差别，因此其渗透性和储油潜能也有变化。其中以扇中的辫状河道砂砾岩体物性较好，若邻近油源，可形成油气藏。
(2)河流砂岩体,岩性由砾、砂、粉砂和粘土组成，以砂质为主，成分复杂，分选差至中等。包括：边滩砂岩体（属称点砂坝）：发育于河流中、下游弯曲河道内侧（凸岸），为透镜状，由下到上，粒度由粗到细的正粒序。中部储油物性较好，向上、向两侧逐渐变差。河床砂砾岩体（属称心滩）：沿河道底部沉积。平面呈狭长不规则条带状，走向一般与海岸线垂直或斜交；剖面上呈透镜状，顶平底凸。物性一般中部好，向顶、向两侧变差。渗透率变化较大。
(3)三角洲砂岩体,以砂岩为主，岩性偏细。可分三个亚相带，各亚相带主要的砂体有：三角洲平原：分流河道砂岩体，以粉砂岩、砂岩为主，偏细。三角洲前缘：水下分流河道；河口砂坝：细、粉砂，分选好；远砂坝：粉砂、细砂和少量粘土。前三角洲：席状砂,砂质纯，分选好。以前缘带的砂坝砂岩体和前三角洲的席状砂岩体，分选好，粒度适中，为三角洲储集层最发育的相带。
(4)湖泊砂岩体,平行湖岸成环带状分布滨湖相、浅湖相、深湖相，砂体集中于滨湖区和浅湖区，这两区颗粒受波浪的淘洗，粒度适中，分选、磨圆好，胶结物多为泥质，浅湖区为泥质和钙质混合，相对来讲，浅湖区砂体物性优于滨湖区。
(5)滨海砂岩体, 超覆和退覆砂岩体：由于海进海退的频繁交替形成。海进砂岩体：下覆三角洲平原或其它海岸沉积物，不利生油。海退砂岩体：下伏海相页岩，是很好的生油岩.
滨海砂洲：平行海岸线分布。平面上呈狭长带状，形成较好的生储组合。剖面上呈底平顶拱的透镜状，由下到上粒度变粗。向上物性变好，向海一侧砂岩与页岩分界明显,渗透性好；向陆一侧砂岩渐变为页岩和粘土,富含泥质,渗透性变差。走向谷砂岩体：在海进过程中的海岸上，沿单面山古地形陡崖或断层陡阶走向分布的滨海砂岩体，岩性以中、细砂为主，分选磨圆好，松散，物性好。
(6)浊流砂岩体,由根部到前缘，由下部到上部，沉积物由粗变细，分选由差变好，前方和上部是分选较好的砂质沉积，可构成良好的储集层，浊积砂岩体发育在深水泥岩之中，有丰富的油源，构成了油气藏面积不大，但油层厚，储量大。
(7)风成砂岩体,由成份纯、圆度好、分选佳、胶结弱的砂粒组成，无泥质夹层，厚度大，孔隙渗透性好，最有利的碎屑岩储集体。
4. 碳酸盐岩储集层的孔隙类型有哪些？碳酸盐岩储集层按储集空间可分为哪几种类型？其物性的影响因素是什么？
1）碳酸盐岩储集层的孔隙类型
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(1)原生孔隙：粒间孔隙、粒内孔隙（包括生物体腔孔隙和 鲕内孔隙）、生物骨架孔隙、生物钻空孔隙、鸟眼孔隙
(2)次生孔隙：晶间孔隙、角砾孔隙、溶蚀孔隙（包括粒内溶孔或溶模孔、粒间溶孔、晶间溶孔和岩溶溶孔洞）、裂缝（构造裂缝、非构造裂缝、成岩裂缝、风化裂缝、压溶裂缝、裂缝孔隙系统和基块孔隙系统） 。
2) 碳酸盐岩储集层按储集空间可分为：孔隙型储集层（包括孔隙-裂缝性）、溶蚀型储集层、裂缝型储集层、复合型储集层。
3) 影响碳酸盐岩储集层的因素
由于碳酸盐岩储集层储集空间多样，尤其是次生改造作用，使得其物性的影响因素及分布规律较为复杂，要视不同的储集层类型而不同。
a.孔隙型储集层发育的影响因素取决于原来岩石的沉积特征（沉积环境），即碎屑岩储集层，其孔隙度、渗透率大小与粒度、分选、磨圆、杂基含量以及造礁生物发育程度。
b.溶蚀型储集层发育的影响因素:碳酸盐岩溶解度：与成分、结构有关；地下水的溶蚀能力：取决于地下水的PH值、CO2含量、SO42含量、温度、压力。
c.裂缝型储集层发育的影响因素：⑴ 岩性控制因素；⑵ 构造的控制作用；⑶ 地下水的控制作用。 5. 试述碎屑岩储层和碳酸盐岩储层储集空间及物性影响因素的区别。
碳酸盐岩与碎屑岩相比，由于其化学性质不稳定，容易遭受剧烈的次生变化，通常经受更为复杂的沉积环境及沉积后的变化。有以下几点区别：
1.碳酸盐岩储集层储集空间的大小、形状变化很大，其原始孔隙度很大而最终孔隙度却较低。因易产生次生变化所决定。
2.碳酸盐岩储集层储集空间的分布与岩石结构特征之间的关系变化很大。以粒间孔等原生孔隙为主的碳酸盐岩储层其空间分布受岩石结构控制，而以次生孔隙为主的碳酸盐岩储层其储集空间分布与岩石结构特征无关系或关系不密切。
3.碳酸盐岩储集层储集空间比碎屑岩储集层多样，且后生作用复杂，构成孔、洞、缝复合的孔隙空间系统。
4.碳酸盐岩储集层孔隙度与渗透率无明显关系。孔隙大小主要影响孔隙容积。
总之，碳酸盐岩储层的主要特点：储集空间发育具不均一性或突变性，也称各向异性。 6. 简述盖层封闭作用的主要机理。
第三章 圈闭和油气藏
一、名词解释
1.油气圈闭:适于油气聚集，形成油气藏的场所叫闭圈。其中聚集了油气的叫油气藏闭圈。 2.油气藏；是相当数量的油气在单一圈闭中的聚集，在一个油气藏内具有统一的压力系统和统一的油、气、水界面，是地壳中最基本的油气聚集单元
3.构造圈闭（油气藏）: 由于地壳运动使储集层顶面发生了变形或变位而形成的圈闭，称为构造圈闭. 在其中聚集了烃类之后就称为构造油气藏。
4.背斜圈闭（油气藏）；由于储集层发生褶皱变形，其上部又为非渗透性岩层所覆盖遮挡，底面或下倾方向被高油气势面或非渗透性岩层联合封闭而形成的圈闭即为背斜圈闭，聚集油气后，成为背斜油气藏。
5.断层圈闭（油气藏）：断层圈闭是指沿储集层上倾方向受断层遮挡所形成的圈闭，聚集油气后即成为断层油气藏。
长江大学石油地质学重点复习题
