地质总结报告

总结报告

总结人：soga

日期：2015年1月10日

第一章  石油概论

石油是指储存在岩石孔隙中不可再生的天然矿产资源，主要由C、H元素组成。

(一)石油的生成

对于石油的生成主要有两种观点：有机成因说和无机成因说；这里将主要对石油的有机成因进行讲述。有机成因说认为原始有机质（包括细菌、浮游植物、浮游动物和高等植物等 ）在早期成岩过程中形成生物大分子干酪根，干酪根在中晚期成岩过程中形成石油和天然气。

根据成分(C、H、O元素组成)把干酪根分成三种类型：

（1）Ⅰ型干酪根(TypeⅠ)

1原始氢含量高，氧含量低；

2以脂肪族直链结构为主，多环芳香结构及含氧官能团很少；

3主要来自藻类堆积物，被细菌改造有机质的类脂残留物；

4生油潜力很大；

（2）Ⅱ型干酪根(TypeⅡ)

1原始氢含量较高，氧含量较低；

2含有脂肪族直链结构，也含有较多的芳香结构及含氧官能团；

3主要来自浮游生物（浮游植物为主）；

4生油潜力中等；

（3）Ⅲ型干酪根(TypeⅢ)

1原始氢含量低，氧含量高；

2多环芳香结构及含氧官能团含量高，脂肪族直链结构少；

3主要来自高等植物；

4生油潜力小，以生气为主；

干酪根演化的基本特征：

（1）生物化学生气阶段（未成熟阶段）

范围：Ro<0.5%，温度：10～60℃，深度：0～2000m；机理：生物化学作用 ；产物：生物甲烷、CO2、H2O、干酪根以及少量高分子液态烃（未熟油）；

（2）热催化生油气阶段（成熟阶段）

范围：Ro=0.5%～1.2%，温度：60℃～180℃；机理：热催化作用产物：液态石油为主，包括一部分湿气；

（3）热裂解生湿气阶段（高成熟阶段）

范围：Ro=1.2%～2.0%，温度：180℃～250℃；机理：热裂解作用（液态石油裂解）， C-C键的断裂；产物：湿气；

（4）深部高温生气阶段（过成熟阶段） 

范围：Ro>2.0%，温度：>250℃；机理：热裂解、热变质；产物：干气、固体沥青，次石墨；

对于油气的生成，我们不得不提到一个专业名词：烃源岩；它是指能够生成油气，并能排出油气的岩石，通常按岩性将其分为三类：

（1）    粘土岩类烃源岩（泥岩和页岩：灰黑、深灰、灰及灰绿色等，以暗色为主）；

（2）    碳酸盐岩类烃源岩（石灰岩，生物灰岩，泥灰岩：灰黑色、深灰色、褐灰色、灰色 ）；

（3）    煤系烃源岩（煤和煤系地层中的暗色泥岩）；

对于以上三类烃源岩其生油气潜力，可通过其含有的有机碳（TOC）含量来评价。

(二)石油的储存

通过以上对石油的定义，我们知道石油储存在岩石空隙中；那么什么样的岩石可以储存石油呢？我们需要接触到一个新的专有名词：储集层。

储集层是指能够储存流体，并且能渗滤流体的岩层；简单的说就是具有一定的孔隙性和渗透性。根据其储集类型的差别分为：碎屑岩储集层和碳酸岩储集层；碎屑岩储集层通常以孔隙储集为主，碳酸岩储集层通常以裂缝储集为主；根据储层物性的特征，可将储集层物性划分为四级：

表1-1  储集层物性划分

储层类型	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ
沉积相	大型河流三角洲、滨浅湖	三角洲分流河道、扇三角洲	游动性滨浅湖	河流－冲积扇
孔隙度(%)	>20	20-15	15-10	<10
渗透率	500-100	100-10	50-1	<1

(三)关于盖层

我们已经知道石油储存在储集层中，由于浓度差的原因或是压力作用，必然会向不同方向扩散；然而事实告诉我们，地下某些层位存在石油的相对富集和干层；盖层，是含油储集层得以长期保存的原因；根据其岩性的不同，可将盖层分为三类：

（1）膏盐类盖层：石膏、硬石膏、盐岩；（33%）

（2）泥质岩类盖层：泥岩、页岩；（65%）

（3）碳酸盐岩类盖层：泥灰岩、泥质灰岩、纯的致密石灰岩；（2%）

(四)石油的运移

油气在烃源岩中形成后就会发生运移；我们把油气从烃源岩运移到储集层的过程叫做油气的初次运移，其动力主要为压实作用产生的瞬时剩余压力、烃源岩内部的异常高压、烃类浓度梯度；我们把油气进入储集层以后的所有运移叫做油气的二次运移，其动力主要有：浮力、重力、水动力；

(五)石油的圈闭及油气藏

对于油气藏的形成，仅仅只有盖层的作用是不够的；我们把适合油气聚集形成油气藏的场所定义为圈闭，它由三部分组成：

（1）储集层；

（2）盖层；

（3）遮挡条件。

按照圈闭的成因，可将油气藏分为4类：构造油气藏、岩性油气藏、地层油气藏、复合油气藏。

第二章  录井

录井是指在钻井过程中，在钻井井场的不同部位安装各种传感器，分别录取反映地下地质情况和钻井工程动态的各种信息；依据科学理论基础可分为三类：基于地质学原理的录井（岩心、岩屑、钻井液录井）、基于物理学原理的录井（钻时录井、荧光录井等）、基于地球化学原理的录井（气测录井、岩石热解录井等），在现场我们常见的录井方法主要有：岩心录井、岩屑录井、钻井液录井、钻时录井、荧光录井、气测录井。

(一)岩屑录井

通过对岩石的观察，我们能了解到很多地质信息；然而，地下的岩石在地面上不一定都会有露头，对于几千米深的地下岩层，想要了解其地质信息，难度无疑很大；同时，通过钻井取心，成本无疑也会很高；因此，对钻井过程中产生的岩屑，通过准确的归位，我们也可以获得一部分地下地质资料。

按照一定的取样间距或迟到时间连续捞取随钻井液一起返出的岩屑的过程就是岩屑录井。对于岩屑录井，我们需要注意以下两点：

1.钻具长度必须准确

2.迟到时间必须准确

（1）各类岩石岩屑特征

1)砂岩岩屑

作为碎屑岩储集层的砂岩，其具有一定的孔隙度；因此与泥岩相比，砂岩岩屑表面较粗糙，用手去触摸时，有一种砂砂的、糙糙的感觉。掰开，看其新鲜断面时，有参差不同的颗粒，显得十分杂乱。根据粒径的不同，通常将砂岩分为4类：

表2-1  砂岩分类

岩石名称	粒径（mm）
粉砂岩	0.01~0.1
细砂岩	0.1~0.25
中砂岩	0.25~0.5
粗砂岩	0.5~1.0

在砂岩岩屑中，我们眼睛能直接看出来的属细砂及以上粒径的砂子，粉砂岩由于其粒径较小，岩屑中我们几乎无法看清其颗粒，但是它新鲜面显得较粗糙，没有泥岩那么致密，我们依旧可以鉴别出来。

在PDC钻头下，砂岩岩屑一般呈散沙状和豆粒状，也有少量块状或碎块状；在三亚轮钻头下，砂岩岩屑多呈团块状和豆粒状。

2)泥岩岩屑

作为碎屑岩的泥岩，其粒径小于0.01mm；是良好的烃源岩，同时也是常见的封闭油气的盖层之一。泥岩岩屑表面较光滑，用手掰开，其新鲜断面较致密，没有颗粒感。湿的泥岩岩屑，用手指捏碎后，有一种泥泥的感觉；吸水性和塑性较好的，可揉成条状而不断。

在PDC下，泥岩岩屑多成块状，碎块状，团状。

3)灰岩岩屑

在PDC钻头下，灰岩岩屑多呈片状，可见较少的团状；成分主要是CaCO3，与盐酸剧烈反应，这也是鉴定灰岩的主要方法之一。按照其含CaCO3以及泥质的的含量，我们常描的灰岩分为四类：

表2-1  灰岩的分类

CaCO3含量	泥质含量	命名
90%以上	小于10%	灰岩
75%~90%	10%~25%	含泥灰岩
55%~75%	25%~45%	泥质灰岩
50%~55%	45%~50%	泥灰岩
<50%	>50%	泥岩或灰质泥岩

4)膏岩岩屑

膏岩主要成分为CaSO4，较致密，良好的盖层。在PDC钻头下，其岩屑多呈块状，白色，在酸性条件下与BaCl2溶液反应生成白色絮状沉淀。

5)盐岩

盐岩的主要成分为NaCl，白色；在水剂钻井液体系中很难见到其岩屑；通常通过一些工程参数来判断盐岩层的出现：盐岩段，其钻时变快，电导率增加，氯根增加；并且常表现出岩屑较杂，量少；由于盐岩的蠕变作用较强，谨防卡钻和溢流。

6)玄武岩

玄武岩主要成分为辉石和斜长石，属于岩浆岩的一种；性硬，岩屑多呈碎块状，少量片状。

7)凝灰岩

凝灰岩的主要成分为火山灰，颜色以灰白色为主；岩屑多呈片状或是块状。

（2）岩屑描述

根据红皮书的规定，各种岩石岩屑描述的内容也不同，下面我将对自己已掌握的几种岩石岩屑描述一一列举：

1)泥岩

泥岩的描述内容主要包括：颜色、质地、硬度、造浆程度、含有物、岩屑形状等；

如：4778~4779m，灰色泥岩，含灰质较弱（CaCO3含量8%）；性硬，吸水性、可塑性中等；微造浆。岩屑呈碎块状。

4779~4800m，灰色粉砂质泥岩，含灰质较强（CaCO3含量21%）；粉砂质分布不均，局部富集；性硬，吸水性、可塑性中等；岩屑呈碎块状。

5337~5338m，灰色盐质泥岩，由于本段使用欠饱和盐水钻井液，盐被溶解，岩屑量少且局部见盐垢，根据氯根钻时及电导率的变化综合判断为盐质；微含灰质(CaCO3含量3%)；性硬，吸水性、可塑性中等；岩屑呈碎块状。

2)砂岩

砂岩主要描述内容包括：颜色、成分、结构、分选性、胶结物、岩屑形状等；

如：3675~3678m，灰色细砂岩，主要成为石英，长石次之，含少量岩屑；分选中等，次圆状；泥质胶结（碳酸钙含量为2~4%），中等；岩屑呈豆粒状；

3700~3705m，灰色粉砂岩，泥灰质胶结（碳酸钙含量10~15%），中等；岩屑呈豆粒状；

3708~3710m，灰色含砾粉砂岩，砾石含量15%，粒径最大4mm，一般为1~3mm，次棱角状~次圆状；灰泥质胶结（碳酸钙含量8%），疏松；岩屑呈散砂状；

3712~3714，灰色荧光粉砂岩，泥灰质~灰质胶结（碳酸钙含量14~22%），中等；岩屑呈豆粒状；岩屑湿照荧光，干照暗黄色，强度较弱，局部发光，呈星点状，发光率1%；喷照浅黄色，发光中等，整体发光，发光率为6%；滴照浅黄色，发光中等，呈放射状；氯仿侵泡液具乳白色荧光，系列对比11级（钻井液系列对比7级）。

3)砾岩

砾岩主要描述内容包括：颜色、成分、砾径、充填物、磨圆度、分选、胶结类型、岩屑形状等；

如：4570~4575m，灰色灰质角砾岩，成分以灰岩砾为主，少量泥岩砾，粒径最大20mm，最小3mm，一般5~10mm；砾石间多被砂质充填，其主要成分为石英，少量岩屑；次棱角状~棱角状，分选差；灰质胶结（碳酸钙含量46%），致密；岩屑为碎块状。

4)碳酸盐岩类

碳酸盐岩描述的主要内容为：颜色、矿物成分、结构、构造、含有物、岩屑形状等；

如：45~4568m灰色含泥灰岩，碳酸钙含量85~88%，其它含量12~15%；性硬，泥晶结构，瓷状断口；岩屑呈片状。

5)其它岩类

4867~4870m，灰白色石膏岩，石膏为粉晶结构，手捻呈白色粉末状，具滑腻感。岩屑呈团块状。

4879~4900m，黑色煤，含灰质较弱（碳酸钙含量5~6%）；质较纯，性硬，微污，手，具丝绢光泽；易燃，火焰呈黄色。

3400~3405m，灰黑色玄武岩，微含灰质（碳酸钙含量3%）；矿物成份以辉石、斜长石为主，次为黑云母、角闪石；斑状结构，性硬；岩屑呈碎块状。

3410~3415m，灰色凝灰岩，微含灰质（碳酸钙含量4%）；成分属玻屑为主的火山灰；凝灰结构，疏松多孔，粗糙感明显；岩屑呈碎块状。

(二)钻井液录井

钻井液是指钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称。通过对钻井液性能的检测，有助于我们对地下地质情况做出相应的分析：

表2-3  不同性质的层位对钻井液性能的影响

钻井液性能	淡水层	盐水层	油层	气层	石膏层
密度	↓	↓	↓	↓	不变或稍↑
粘度	↓	先↑后↓	↑	↑	↑
含盐量	不变或↓	↑	不变	不变	不变
滤失量	↑	↑	不变	不变	↑

同时钻井液体积的相对变化量也是判断井是否安全的标志。

(三)钻时录井

钻时是指每钻井一定厚度（一般为1m）的岩层所需要的时间。通过钻时，可以定性的判断岩性：当其它条件不变时，钻时的变化反映了岩性的差别；一般来讲，普通砂岩的钻时低于泥岩、灰岩钻时；同时，对于碳酸盐岩地层，利用钻时可以判断缝洞发育情况，如突然发现钻时变低、钻具放空的现象，说明井下可能遇到缝洞层。

(四)荧光录井

有机物质受紫外光照射时会发出各种颜色和不同强度的光，利用这一原理，可以用紫外光照射岩屑，从而判断出岩屑中的有机物质。根据其照射的样品不同，分为五类：湿照、干照、喷照、滴照、系列对比。

湿照：洗净的湿岩屑直接在在紫外光下照射；干照：洗净的湿岩屑晾干后在紫外光下照射；喷照：洗净的湿岩屑晾干后滴1~2滴氯仿在紫外光下照射，观察岩屑的发光情况；

依据：含油岩屑岩心在紫外光下一般呈现浅黄色、黄褐色、棕褐色等色，油质越好，黄色越重；同时也可以判断矿物荧光：石英呈灰色，方解石呈黄色，石膏呈天蓝色、乳白色。

滴照：磨碎的岩屑样品分散在准备好的标准滤纸上，并在样品上滴1~2滴氯仿或是丙酮溶液，样品中的沥青质会溶解到溶液中，并随着溶液的挥发，滤纸上滴氯仿处的沥青质会逐渐增加。通过观察岩样周围有无荧光扩散和斑痕，根据其色调定性判断沥青性质（油脂、胶质、沥青质），同时利用斑痕的形状也可以粗略判断沥青质的多少。

系列对比：1克磨碎的岩样放入带塞的试管中，加入5ml氯仿，加盖密封，摇动数分钟后静置8~10h，然后置于荧光灯下与标准系列荧光强度进行对比，找出与之发光强度最接近的作为其等级。

(五)气测录井

利用脱气器分离出从井底返至井口钻井液所携带的烃类气体，然后通过色谱分析其组分和含量，从而发现油气显示，判断地下流体性质，识别油气层。钻井液中气体的六大来源：破岩气、扩散气、接单根气、起下钻气（后效气）、再循环气、污染气。对于气测显示的常见解释方法：

烃比值图版法（皮克斯勒图版法）：求出C1与各重烃（C2、C3、C4、C5）的比值标在单对数坐标纸上（横坐标等间距，代表各组分比值的名称；纵坐标为对数坐标，代表各组分的比值；然后在该去标准图板上依次连接各点，形成烃比值曲线，观察该曲线所在的位置，判断显示性质；

三角图版法：利用C2/ΣC，C3/ΣC，C4/ΣC在三角图版上做出对应的三角形，通过该点的位置以及三角形的形状及大小判断显示段的储集物性；

三“H”法：计算Wh、Bh、Ch的大小，然后与该区块的特征判断油气性质；Wh为湿度比，是重烃含量与全烃的比值；Bh为平衡比，是C1、C2和与C3、C4、C5和的比值；Ch 是C4、C5的和与C3的比值。

第三章

  塔里木油田满加尔凹陷北部轮南低凸起南部石炭系岩性组合特征

(一)石炭系岩性组合

通过对一些井岩性和电性资料的处理，总结出了塔里木油田满加尔凹陷北部轮南低凸起南部（主要包括金越区块、哈得、玉科等区块）石炭系岩性组合特征：

表3-1  岩性组合特征

系	统	组	岩性段	序号
石炭系（C）	上统	小海子组	灰岩段	C1
		卡拉砂依组	含灰岩段
	下统		砂泥岩段	C2
			上泥岩段	C3
			标准灰岩段	C4
			中泥岩段	C5
		巴楚组	角砾岩段	C6
			东河砂岩段	C7

笔者通过对YK4井、HD28井、YK3井石炭系地层的的横向对比，如图所示（由于为矢量图，无法直接导入word，见（3）soga——石炭系岩性组合对比剖面.emf），得出YK4井石炭系顶部发育的一段超厚层较纯的灰岩段定位石炭系小海子组的灰岩，因为该段灰岩很纯，中间也不含泥岩夹层，并不像卡拉沙依组的含灰岩段，当然这也需要化石去验证；三口井石炭系底部的东河砂岩段（C7）不发育，均遭受到了剥蚀；同时，YK4井石炭系砂泥岩段及以后的岩性组合在横向上与YK3井无论从岩性还是从厚度上都具有较大的可比性，这对于YK4井奥陶系目的层位的卡取具有一定的对比性和借鉴价值。

(二)关于石炭系双峰灰岩段岩性组合特点

什么是双峰灰岩？双峰灰岩是指在电测曲线上电阻率出现两个高峰值，中间夹一段低电阻的岩性；其双峰的上峰通常表现出来的岩性为含泥灰岩，下峰在不同区块岩性存在差异。综合自己所看过的岩性剖面，石炭系双峰灰岩段岩性组合特点有3类：

组合	上峰岩性	中部岩性	下峰岩性	代表井
类1	含泥或泥晶灰岩	泥岩	膏岩	HD4井、HD112井
类2	含泥或泥晶灰岩	泥岩、盐岩	膏岩	HD19井、HD20井
类3	含泥或泥晶灰岩	泥岩	含泥或泥晶灰岩、膏岩	YK4井

表3-2  双峰灰岩段岩性