油气田开发地质基础完整版.docx

1、油气田开发地质基础完整版油气田开发地质基础刘吉余 主编 黎文清主审 石油工业出版社第一章、地球概述1.大气圈、水圈、生物圈。水圈的循环作用：（1）净化空气和大自然；（2）源源不断的制造淡水供给陆地；（3）通过河流将陆地表面的松散泥沙及溶解物送入海洋。2.地壳、地幔、地核，其中地壳和地幔的分解面试莫霍界面，地幔和地核的分界线是古登堡界面。3.地球的物理性质：重力、密度、压力、地球的磁性、地球的弹性和塑性。4.地温梯度（地热增温率）：在内热层中，深度每增加100米所升高的温度数值。一般为0.985.2，平均为2.5。5.地温深度（地热增温级）：在内热层中，温度每升高1所需加深的深度，以米表示。6.

2、地磁场由磁偏角、磁倾角和磁场强度三个地磁要素来表示。7.固体潮：日月引力可以摄引地壳升降715cm，叫固体潮。第二章、地质作用8.地质作用：由自然动力引起地球的物质组成、内部结构、构造和地表形态变化和发展的作用。分为内力地质作用和外力地质作用。9.内力地质作用：由地球内部能力引起的岩石圈甚至地球的物质成分、内部结构、构造和地表形态变化发展的作用。10.内力地质作用 11.地壳运动：由地球内动力作用引起的地壳或岩石圈物质的机械运动，称为地壳运动或者构造运动。分为垂直运动和水平运动。垂直运动系指地壳或岩石圈沿地球半径方向或者垂直于大地水准面的方向发生的大规模的升降运动。升降运动可以引起海陆变迁、地

3、势高低的改变、岩石的垂直位移以及层状岩石形成大型平缓弯曲。水平运动是指地壳或者岩石圈沿着大地水准面的切线方向的运动，表现为大规模的水平位移，主要引起地壳的拉张（大洋中脊的扩张）、挤压（板块的消减、碰撞）、平移甚至旋转，从而使岩层发生弯曲和断裂，地形上则形成山脉和盆地。12.岩浆作用：地壳深部的高温高压的硅酸盐熔融体称为岩浆。当地下平衡破坏或者局部压力降低时，岩浆就会向着压力低的方向流动，侵入地壳上部或者喷出。在这个过程中岩浆与周围的岩石相互作用，改变着围岩和自身的化学成分和物理状态。这种从岩浆的形成、演化直至冷凝，岩浆本身发生的变化以及周围岩石影响的全部地质作用过程称为岩浆活动或岩浆作用。岩浆

4、从深部发源地上升但没有到达地表就冷凝形成岩石，这种作用称为侵入作用，冷凝形成的岩石称为侵入岩。岩浆从深部发源地上升直至溢出地面，或者喷到空中，称为喷出作用或者火山作用。喷出地表后大部分挥发组分逸散后的熔融体，称为熔浆，冷却后形成的岩石称为熔岩。13.变质作用：是指原岩处在特定的地质环境中，由于物理、化学条件的改变，使原岩的矿物成分、结构、构造发生变化，形成新岩石的过程。经过变质作用所形成的新岩石称为变质岩。（1）变质作用的因素：温度、压力和化学活动性流体。（2）接触变质作用：岩浆岩体与围岩的接触部位上，由岩浆散发的热量和流体引起的一种变质作用。可以分为：热接触变质作用和接触交代作用。（3）动力

5、变质作用：由构造运动所产生的定向压力引起岩石发生的破碎、变形和重结晶等的一种变质作用。 在变质过程中化学效应微弱，主要为机械过程。（4）区域变质作用：通常发生在大范围内，区域变质带长达数百甚至数千千米，宽数十至数百千米。（5）混合岩化作用：当变质温度逐渐升高，在接近高温极限时，岩石产生部分熔融现象，这种原岩与熔融岩石相互交叉混合的作用，称为混合岩化作用。14.地震作用：震源：地表以下始发震动的位置。具有一定的空间范围，称为震源区。震中：震源垂直投影到地面的点。具有一定的空间范围，称为震中区。震源深度：震中到震源的距离。按震源深度不同可以分为浅源地震（深度小于70km），中原地震（深度介于70-

6、300km）和深源地震（深度大于300km）。震中距：地面上任意一点到震中的距离。震源距离：地面上任意一点到震源的距离。地震震级：是表示一次地震释放能量大小的量度。震源发出的能量越大，震级就越大。2级，人们感觉不到；2-4级有感地震；5级以上强震；7级以上为大震。地震烈度：地面及房屋建筑物遭受破坏的程度。15.外力地质作用16.风化作用：是指由于温度的变化，大气、水和水溶液以及生物的生命活动等因素的影响，使地壳表层的岩石、矿物在原地发生物理或化学的变化，从而形成松散沉积物的过程。（1）物理风化作用：由于温度的变化、岩石空隙中水和盐分的物态变化以及重力等因素的影响，使地壳表层的岩石、矿物在原地发

7、生机械破碎而不改变其成分的过程。其特点是成分不变，仅体积、形态发生变化，即岩石、矿物由大变小。物理风化作用的方式有：岩石释重、温差风化、冰冻风化、结晶撑裂作用。（2）化学风化作用：由于氧、水和水溶液等因素的影响，使得地壳表层的岩石、矿物在原地发生化学变化并生成新矿物的过程。化学风化的方式：氧化作用、水溶液作用、溶解作用、水化作用（水合作用）、水解作用、碳酸化作用。（3）生物风化作用：是指生物的生命活动及其分泌物质对岩石、矿物的破坏作用。可以是机械的也可以时化学的。生物风化的方式：物理、化学和生物风化三种。17.剥蚀作用：地表的矿物、岩石由于风化作用使其分解、破碎，在运动介质作用下，被剥离原地的

8、过程。根据产生剥蚀作用的营里特点不同，剥蚀作用可以划分为：河流、地下水、海洋、湖泊、冰川、风等剥蚀。按方式不同又可分为：物理、化学、生物剥蚀作用三种。河谷三要素：谷底、谷坡、河床（河槽）。分为：V形谷、U行谷和碟形谷。18.喀斯特地形（岩溶地形）：通常把在可溶性岩石地区发生的以地下水为主（兼有部分地表水的作用）对可溶性岩石进行以化学溶蚀为主、机械冲刷为辅的地质作用以及由此产生的崩塌作用等一系列过程称为岩溶作用或喀斯特作用，形成的地形称为岩溶地形或喀斯特地形。19.风的剥蚀作用：是指风以其自身的动力及其所携带的沙石对地表岩石的破坏作用，它是一种存机械的破坏作用，按作用方式可分为吹蚀（吹扬）作用和

9、磨蚀作用。20.冰川搬运特点：固体搬运即载移，搬运能力很大；冻结在冰体内的岩石碎块不能自由移动，彼此间很少摩擦和撞击，只是岩块与岩壁之间的摩擦；具有较大的压力。21.成岩作用：由松散沉积物转变为沉积岩的过程称为成岩作用。由沉积物经成岩作用形成的岩石称为沉积岩。成岩作用方式有三种：压实作用、胶结作用、重结晶作用。压实作用：沉积物在上覆水体和沉积物的负荷作用下，水分排出、孔隙度降低及体积缩小的过程。压实作用是使碎屑物质，特别是粘土沉积物成岩的主要因素。胶结作用：从孔隙溶液中沉淀出的矿物质（即胶结物）将松散的沉积物粘结成为沉积岩的过程。是使碎屑沉积物成岩的关键。重结晶作用：是指在温度、压力的影响下，

10、沉积物中矿物组分部分发生溶解和再结晶，使非晶质变为结晶质，细晶粒变为粗晶粒，从而使沉积物固结成岩的过程。第三章、造岩矿物22.矿物：矿物是在各种地质作用中形成的天然单质或化合物。它们具有一定的化学成分和内部结构，从而具有一定的形态、物理性质和化学性质；它们在一定的地质和物理条件下稳定，时组成岩石和矿石的基本单位。23.晶质矿物：矿物的内部质点（分子、原子、离子）在三维空间呈有规律的周期性重复排列而构成格子状构造，且反映出固定的几何外形。非晶质矿物：矿物的内部质点排列无规律（不具有格子状构造），也没有规则的几何外形。晶体：凡内部质点在三维空间呈周期性重复排列（格子状构造）的固体称为晶体。非晶质体

11、：内部质点在三维空间不作周期性重复排列的固体。24.双晶：两个或两个以上的同种晶体按一定的对称规律形成的各种规则连生体，称为双晶。接触双晶、穿插双晶、聚片双晶。25.矿物的主要物理性质：（1）光学性质：颜色：矿物吸收可见光后呈现的颜色（自色、他色、假色）；条痕：矿物粉末的颜色；光泽：矿物表面反射光线的能力（金属光泽、半金属光泽、金属光泽（金刚光泽、玻璃光泽、）、油脂光泽、珍珠光泽、丝绢光泽和土状光泽）透明度：矿物允许可见光透过的程度（透明矿物、半透明矿物、不透明矿物）。其透明程度与矿物的大小厚薄有关。（2）力学性质：矿物受外力作用（敲打、刻画）后所表现出的性质，包括硬度、解理与断口、延展性、弹

12、性和脆性等。硬度：指矿物抵抗外力刻画、压入、研磨的能力。摩氏硬度计：滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、正长石、石英、黄玉、刚玉、金刚石。解理与断口：矿物在外力的作用下按一定方向破裂并产生光滑平面的性质叫做解理。裂成的光滑平面叫做解理面。沿任意方向破裂后所出现的各种不规则的断面叫做断口（贝壳状断口、锯齿状断口、参差状断口、平坦状断口）。极完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理、极不完全解理。脆性：极易破碎，不易弯曲。用刀尖刻画产生粉末。如：方解石等延展性：易发生塑性变形，用刀尖刻画产生划痕，不产生粉末，如自然金、自然铜。弹性：受外力变形，外力取消后恢复原状的性质。如：云母，屈而能伸挠性：受外力

13、变形，外力取消后不能恢复原状的性质。如：绿泥石，屈而不伸。（3）矿物的其它物理性质：相对密度（轻级4）。磁性、电性、发光性 26.矿物的分类：自然元素矿物、硫化物及其它类似化合物矿物、氧化物及氢氧化物矿物、含氧酸盐矿物、卤化物矿物（1）石英：柱状或锥状晶体，柱面上有横纹，集合体有晶簇状、粒状、致密块状，无色或乳白色、紫、烟灰、黑等色，晶面为玻璃光泽，断口为油脂光泽，透明至半透明，硬度7，无解理，贝壳状断口。较稳定，不溶于酸（氢氟酸除外）可以分为显晶质和隐晶质，显晶质有紫水晶、烟水晶、黄水晶、蔷薇石英、蓝石英、乳石英、砂金石等。隐晶质有石髓（玉髓）、碧玉、蛋白石鉴定特征：六方柱及晶面横纹，典型的

14、玻璃光泽，很大的硬度，无解理，贝壳状断口及端口上有油脂光泽。（2）长石：正长石：肉红、褐黄、浅黄色，玻璃光泽、透明，硬度6，两组完全解理，解理面之间呈直角。产于岩浆岩和变质岩中。微斜长石：化学成分与物理性质与正长石相同，晶体形态也类似，但是两组解理面之间的夹角为8940，因其近似于90度而得名。产于岩浆岩和变质岩中。斜长石：细柱状或板状，白到灰白色，解理面上具双晶纹，小刀刻不动。（3）方解石：锤击呈菱形碎块，小刀易刻动，遇稀盐酸强烈起泡。（4）.白云石：与方解石相似，遇热的或浓盐酸才起反应。（5）白云母：假六方柱状或板状或片状，无色透明，含杂质则带他色，玻璃光泽，解理面为珍珠光泽，有一组极完全

15、解理，可劈成薄片，薄片有弹性。绝缘及隔热性很好。，（6）黑云母：褐色或黑色，有时微带浅绿至深绿色，不具绝缘性，其它与白云母相似。较白云母易风化形成氢氧化物和粘土物质。（7）绿泥石：晶体呈片状或板状，集合体呈鳞片状，也有鲕状和致密块状。颜色为浅绿至深绿色，玻璃光泽或油脂光泽，解理面上为珍珠光泽。具及完全解理，能使晶体裂成薄片，薄片具有挠性。（8）海绿石：绿色、细小圆粒状、沉积岩中的共生矿物。（9）高岭石：土状、性软、粘舌，具有可塑性（10）蒙脱石：隐晶质、土状集合体，白色或带浅红、浅绿、浅蓝色，具油脂光泽，干燥时无光泽，吸水体积膨胀和强烈的吸附性。（11）黄铁矿：晶体为立方体或五角十二面体及其聚

16、形，晶面上有三组彼此垂直的平行条纹，浅黄色、条痕绿黑色，硬度较大（小刀刻不动），无解理，燃烧时有硫磺臭味。（12）赤铁矿：片状或板状集合体的赤铁矿叫镜铁矿，钢灰色，樱红色条痕，金属光泽，不透明；鲕状、肾状、块状或粉末状集合体为沉积型赤铁矿，暗红色，樱红色条痕，半金属暗淡光泽。（13）磁铁矿：铁黑色，条痕黑色，强磁性，金属或半金属光泽，不透明。（14）褐铁矿：铁黑或黄褐色，条痕黄褐色（15）石盐：立方体晶形，集合体呈粒状或块状，味咸，燃烧有黄色火焰。（16）石膏：一组及完全解理，可裂成薄片，形态为板状或纤维状，硬度低，指甲可以刻动。（17）重晶石：板状晶形，硬度小，完全解理，相对密度大，不溶于酸

17、。（18）普通角闪石：绿黑色、长柱状晶体，相交成124的解理。（19）普通辉石：绿黑或黑色，近八边形短柱状，两组解理近垂直。（20）橄榄石：橄榄绿色、玻璃光泽、硬度高。第四章、岩浆岩与变质岩27.按SiO2的等质量分数可以将岩浆岩分为4类。超基性岩：SiO245%；基性岩45%SiO252%，中性盐52%1000粗砾粗砾岩1000-100中砾中砾岩100-10细砾细砾岩10-1砂状粗砂粗砂岩1-0.5中砂中砾岩0.5-0.25细砂细砂岩0.25-0.1粉砂状粗粉砂粗粉砂岩0.1-0.05细粉砂细粉砂岩0.05-0.01泥状粘土（泥）粘土岩0.0143.砾岩根据砾石的磨圆度分类：砾岩、角砾岩，砾

18、岩与角砾岩之间的过渡类型可称为砾岩-角砾岩；根据砾石成分分类：单成分砾岩、复成分砾岩；根据砾岩在剖面中的位置分类：底砾岩、层间砾岩；根据成因分类：海（湖）砾岩、河成砾岩、洪积砾岩、冰川角砾岩44.砂岩砂岩的命名，当某种胶结物占岩石总量的50%-25%时，定名为“质”表示；当胶结物含量为10%-25%时，以“含”表示。主要的砂岩类型有：石英砂岩、长石砂岩、岩屑砂岩、杂砂岩。45.粉砂岩碎屑物质成分叫单纯，以稳定组分石英为主；长石较少，多为钾长石，其次为酸性斜长石；岩屑极少或无，白云母较多。46.粘土岩粘土岩由粘土矿物组成，是分布最广的沉积岩，约占沉积岩含量的60%。粘土矿物主要有：高岭石、蒙脱石

19、、伊利石、绿泥石，其次是含水高岭石、拜来石、水铝英石等。它们决定粘土岩的性质。47.火山碎屑岩火山作用的产物是火山岩，它包括熔岩、次火山岩和火山碎屑岩。岩浆溢出地表凝结而成的岩石称为熔岩；岩浆上升到地表附近（没有益处地表）凝固而成的岩石叫做次火山岩；火山喷发所产生的同期碎屑物，在陆上或水下堆积并固结形成的岩石称为火山碎屑岩。在成因上具有双重性：其一，此类岩石的物质来源主要是地下熔浆，与相应的熔岩有密切关系；其二，其搬运和沉积机理与沉积岩的形成方式类似，并具有陆源碎屑岩的结构构造特点。所以，归属尚不统一，有的把它归为沉积岩，有的则归为火成岩。火山碎屑岩的成分：岩屑（岩石碎屑）、晶屑（晶体碎屑）、

20、玻屑（玻璃碎屑）。火山碎屑岩的结构：按粒径大小划分，目前较为 通用的粒级划分为：集块（粒径大于100mm）、火山角砾（粒径100-2mm）、火山灰（粒径2-0.01mm）、火山尘（粒径小于0.01mm）。专属性的火山碎屑结构有：集块结构（火山集块含量大于50%）、火山角砾结构（火山角砾结构含量大于75%）、凝灰结构（火山灰含量大于75%）。火山碎屑的构造：层理、斑杂构造、平行构造、假流纹构造。有时还有气孔构造、杏仁构造、火山泥球及豆石构造。火山碎屑岩的颜色：浅红、紫红、嫩绿、浅黄、灰绿等，是野外鉴别火山碎屑岩的重要标志之一。48.碳酸盐岩碳酸盐岩的成分：（1）矿物成分：主要由白云石和方解石两种

21、碳酸盐组成。（2）化学成分：碳酸盐岩的主要化学成分有：氧化钙、氧化镁和二氧化碳，其余氧化物有二氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化亚铁、氧化钾、氧化钠、水等。碳酸盐岩的构造：（1）叠层石构造（2）鸟眼构造（3）示顶底构造（4）缝合线构造（5）虫孔及虫迹构造碳酸盐岩的结构：（1）粒屑结构：与波浪和流水有关的碳酸盐岩，常常具有粒屑结构，即有颗粒、泥晶基质、亮晶胶结物组成；（2）生物骨架结构；（3）晶粒结构；（4）残余结构。碳酸盐岩的结构分类：（1）福克的石灰岩分类方案，基本上是一个三端元的，可以分为：异化颗粒，相当于通常所说的颗粒；微晶方解石泥或简称微晶，相当于通常所说的灰泥或泥晶；亮晶方解石胶结物或简称

22、亮晶。（2）等哈姆的石灰岩分类方案：是两端元的分类方法，把颗粒-灰泥石灰岩分为四类：颗粒岩、泥质颗粒岩、颗粒质泥岩、泥岩碳酸盐岩的主要类型：内碎屑灰岩、鲕状石灰岩、生屑灰岩、藻粒石灰岩、泥晶或微晶灰岩；晶粒灰岩和生物礁灰岩。49.煤和油页岩（1）煤的组分及煤的光泽类型煤的基本组成单位为煤炭组分：即镜煤、亮煤、暗煤、丝炭镜煤：黑色、光泽强、均一、性翠，贝壳状断口，在煤层中常呈透镜状或条带状产出，大多厚几毫米到1-2厘米；丝炭：灰黑色，外观似木炭，具明显的纤维结构和丝绢光泽，疏松多空，性脆，染手，常扁平透镜体沿煤的层面分布，大多厚1-2到几毫米；亮煤：光泽仅次于镜煤，均一程度不如镜煤，表面隐约可见

23、微细纹理；暗煤：灰黑色，光泽暗淡，致密，坚硬而有韧性。煤的光泽类型有4种：光亮型煤、半亮型煤、半暗型煤及暗型煤（2）煤的物理性质：颜色：有深灰、浅黄、褐、灰绿、黑色不等，通常为黑色；条痕色：光泽；相对密度、硬度；断口；裂隙煤的灰分是指：完全燃烧后剩下来的残渣，主要是由煤中各种矿物质组成。挥发分是指把煤放在与空气隔绝的条件下加热，从煤中分解出来的焦油蒸汽和气体，如：氮、氢、甲烷、二氧化碳、硫化氢以及其他化合物。煤的粘结性是指煤在密闭的条件下加热到一定温度后，能够熔融、粘结在一起形成焦块的性质。煤的发热量是指单位重量的煤完全燃烧时放出的 ，又称热值，通常以J/Kg表示。成煤的条件：有大量植物的持续繁殖，生物遗体不被全部氧化分解。成煤的阶段：泥炭化作用阶段、泥炭的成岩作用阶段、变质作用阶段。50.油页岩：是指主要由藻类及一部分低等生物的遗体经腐泥化作用和煤化作用而形成的一种高灰分的低变质的