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页数:47页文件大小:1.65 MB来源: 石油地质勘探概论ppt课件

本课件为课程绪论,先说明地质学的研究对象、学科体系与研究方法,再介绍石油天然气在国民经济与国防中的战略地位,梳理我国与世界石油工业发展简史、近年全球油气发现趋势与剩余资源分布,最后给出课程的内容框架、主要任务与参考书目。

石油地质勘探概论课程封面,标示课程名称与开篇主题
绪论章节目录页,列出地质学研究对象、学科特点、油气概况与课程任务四项内容
地质学研究对象页,说明地质学研究固体地球上层岩石圈并已发展为独立学科
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第1页:石油地质勘探概论封面

石油地质勘探概论

第2页:绪论内容目录

绪论内容目录

  • 绪论
  • 一、地质学的研究对象和研究内容
  • 二、地质学的特点及研究方法
  • 三、关于石油和天然气
  • 四、课程的内容及主要任务

第3页:地质学的研究对象

地质学
研究地球的一门自然科学,也是一门比较年轻的科学,它成为一门独立学科至今,大约经历了200年时间。

地质学的研究对象是固体地球。

目前,地质学主要是研究固体地球的上层(或外层、表层),即地壳和地幔的上部--岩石圈。

一、地质学的研究对象和研究内容1、研究对象绪论

第4页:地质学的萌芽时期(远古~公元1450年)

人类对岩石、矿物性质的认识可以追溯到远古时期。在开矿及与地震、火山、洪水等自然灾害的斗争中,人们逐渐认识到地质作用,并进行思辨、猜测性的解释。我国古代的《诗经》中就记载了“高岸为谷、深谷为陵”的关于地壳变动的认识。

第5页:地质学奠基时期(公元1450~公元17

50年)•以文艺复兴为转机,人们对地球历史开始有了科学的解释。意大利的达芬奇、丹麦的斯泰诺、英国的伍德沃德、胡克等,都对化石的成因作了论证;斯泰诺提出地层层序律;李时珍在《本草纲目》中记载了200多种矿物、岩石和化石;德国的阿格里科拉对矿物、矿脉的研究,开创了矿物学、矿床学的先河等等。

第6页:地质学形成时期(公元1750~公元18

40年)•在英国工业革命、法国大革命和启蒙思想的推动和影响下,科学考察和探险旅行在欧洲兴起。旅行和探险使得地壳成为直接研究的对象,人们对地球的研究从猜测转变为以野外观察为主。同时,不同观点、不同学派的争论十分活跃,影响最大的是“水成论”与“火成论”之争,“灾变论”与“均变论”之争。

水火之争促进了地质学从宇宙起源论、自然历史和古老矿物学中分离出来,并逐渐形成了一门独立的学科

第7页:地质学的发展时期(公元1840~公元1

910年)•随着工业化的发展,各工业国家都开展了区域地质调查工作,是地质学从区域地质向全球构造发展,并推动了地质学各分支学科的迅速建立和发展。

第8页:现代地质学的发展(公元1910~)

进入20世纪以来,社会和工业的发展,使得石油地质学、水文地质学和工程地质学陆续形成独立的分支学科。同时各分支学科的相互渗透,数学、物理、化学等基础科学与地质学的结合,新技术方法的采用,导致了一系列边缘学科的出现。

第9页:2、研究内容

地质学的学科体系研究地球的结构、构造和地表形态的变化特征及发展规律的学科构造地质学;大地构造学地质力学;地貌学……研究地球物质组成(成分)的学科岩石学;矿物学;结晶学……研究地球的形成历史、发展规律以及其中古生物演化特征的学科地史学;古生物学地层学;……研究矿产资源的形成和分布规律以及矿产资源的调查、勘探理论与方法的学科矿床学;石油地质学煤田地质学;地球物理探矿水文地质学……研究防范灾害、保护环境及利用环境等方面内容的学科地震地质学;环境地质学旅游地质学;……

第10页:二、地质学的特点及研究方法

二、地质学的特点及研究方法

  • ⑴空间的广泛性与微观性
  • ⑵整体性与分异性(或差异性)
  • ⑶时间的漫长性与瞬间性
  • ⑷自然过程的复杂性与有序性
  • 1、研究对象(地球)的特点绪论

第11页:空间的广泛性与微观性

地球
一个庞大的物体,表面积超过5亿km2,其空间十分广大。

这样一个巨大的空间及物体本身是由不同尺度或规模的空间和物质体所组成的。

⑴空间的广泛性与微观性要研究庞大的地球系统,就必须研究不同尺度或规模的空间及其物质体,特别要注重研究微观的空间和物质特征。

例如,地质学要研究矿物晶体结构,岩石的化学成分(包括元素组成、化合物组成)等。

只有把不同尺度的研究结合起来,把宏观和微观结合起来,才能获得正确和规律性认识。

第12页:⑵整体性与分异性(或差异性)

整个地球
一个有机的整体。

不仅在空间上地球的内部圈层、外部圈层都表现为连续的整体性;

而且各内部圈层之间、各外部圈层之间、内部与外部圈层之间,均相互作用、相互影响,表现出有机整体性。

同时,地球也是一个非均质体,其不同组成部分无论在物质状态、运动和演变特点上都具有一定差异,表现出差异性。

例如,不同地区的地理环境、气候环境具有明显的差异等等。

第13页:时间的漫长性与瞬间性

据科学测算,地球的年龄长达46亿年。在这漫长的时间里,地球上曾发生过许多重要的自然事件,诸如海陆变迁、山脉形成、生物进化等等。这些事件的发生过程多数是极其缓慢的,往往要经过数百万年甚至数千万年才能完成。

如喜马拉雅山脉自海底崛起至今约有25百万年。⑶时间的漫长性与瞬间性同时,有些事件的发生可以在很短的时间内完成。例如,天气现象往往表现为几天、几时甚至更短的时间,地震、火山爆发等也都发生在极短的时间内。

第14页:自然过程的复杂性与有序性

⑷自然过程的复杂性与有序性与此同时,这些复杂的自然过程并不是杂乱无章的,它们都具有其发生、发展的条件和过程,都具有一定的规律可循,这正是地球科学工作的重要研究任务。★自然过程的复杂性:有物理变化,也有化学变化;有常温常压下的作用过程,也有地下深处高温、高压状态下的作用过程;★各种自然过程还会受地区性条件的影响而具有地区的差异性(如风化作用);★自然过程具有不可逆性。依靠人类的力量很难完全重塑和再现其过程,增添研究工作的艰巨性。

第15页:2、研究的局限性

研究的局限性主要表现在以下2个方面
⑴研究范围的局限性—地质学的研究对象主要还局限在岩石圈,而岩石圈只代表地球演变的一个侧面。

⑵时间上的局限性—一是表现在现今的地球,仅仅是地球所经历的全部运动和变化的一个阶段;

二是表现在人类生存的时间与地球所经历的时间上的巨大差异,短暂的人生很难目睹绝大多数地质事件的全过程,而只能观察到事件完成后留下来的结果以及正在发生的事件的某一阶段的情况。

第16页:地质学的研究方法

地质学的研究方法

  • ⑴野外调查
  • ⑵仪器观测
  • ⑶大地测量
  • ⑷航空、航天和遥感技术
  • ⑸实验室分析、测试与科学实验
  • ⑹历史比较法
  • ⑺综合分析
  • ⑻计算机技术的应用
  • 3、地质学的研究方法

第17页:科学研究方法的六个步骤

Geologistsusearesearchstrategycalledthescientificmethod.Thescientificmethodincludesthefollowingsteps:1Observeandmeasure.2Formahypothesis(aplausible,butunproved,explanationforthewaysomethinghappens).3Testthehypothesis(bycomparingthepredictionsagainstthenewobservations).4Formulateatheory(ageneralizationaboutnaturalphenomena).5Formulatealaworprinciple(statementsthatsomenaturalphenomenonisinvariablyobservedtohappeninthesameway,andnodeviationshaveeverbeenobserved).6Continuallyreexaminethelaworprincipleinthelightofnewevidence.

第18页:石油在国民经济中的作用

主要燃料发热量对比:下表列出相关数据。

主要燃料发热量对比
燃料发热量
木柴2000~2500千卡/公斤
烟煤5000千卡/公斤
无烟煤6500千卡/公斤
石油10000千卡/公斤
汽油11000千卡/公斤
天然气7000~12000千卡/m³

注:石油发热量高、燃烧完全且残渣少、运输方便,因而被称为“能源之王”。

第19页:世界能源结构的演变

20世纪20~30年代
煤的时代,煤炭占能源消耗70~80%;

•20世纪中后期是石油接替煤炭时代,石油占能源的40%,•21世纪上期天然气将逐步替代石油,占能源50~60%。

第20页:(2)润滑油料

从微小、精密的仪器到庞大高速的发动机都需要润滑,而这些润滑油即来自于石油。(3)化工原料随着化学工业的发展,油气成为一种十分重要的化学工业原料。利用石油和天然气作原料制造的化工产品已有三千多种,广泛应用于工业、农业、日常生活等国民经济的各个部门。

例如:乙烯、丙烯、丁烯、苯、甲苯、二甲苯、乙炔等化工基础原料多来自石油和天然气。乙烯是制造三大合成材料(合成纤维、合成橡胶和合成塑料)的基本化工原料,而77%的乙烯是从天然气加工分离出来的乙烷和丙烷热解制成。常用乙烯产量来衡量一个国家的石油化学工业水平。

苯、甲苯、二甲苯也是三大合成材料用医药、农药、炸药的产要原料。

第21页:(4)国防战略资源

(4)国防战略资源

  • 由于石油和天然气在国民经济中的重要作用,使之成为二十世纪各国竞相争夺的能源。截至2003年底,全球已探明的石油储量为11376亿桶(1吨约合
  • 7.2桶),其中中东为7359亿桶,约占全球探明总量的65%。探明储量最高的5个国家依次为沙特(2627亿桶)、伊朗(1333亿桶)、伊拉克(1150亿桶)、科威特(990亿桶)和阿联酋(978亿桶)。而据专家估计,由于连年战争、勘探程度较低,伊拉克的实际储量可能高达3000亿桶。至2005年底,中国原油已探明剩余可采储量为22亿吨,位居世界第13位,中国天然气已探明可采储量为
  • 2.35万亿立方米,位居世界第17位。中国已从1993年前的世界第五大石油生产国变为石油净进口国。1999年进口原油达到3661万吨,2003年接近亿吨,2004年达到
  • 1.2亿吨。2005年,中国石油净进口则达到13,617万吨。

第22页:最近四年我国原油进口量(亿吨)

20082009201020112008200920102011最近四年我国原油产量(亿吨)

第23页:我国原油进口量与产量统计图

(1)我国
世界上最早发现、开采和利用石油和天然气的国家之一。

早在3000多年前,周代《易经》就有了“上火下泽”、“火在水上”、“泽中有火”等记载,说明了湖沼水面所出露的可燃天然气苗。

我国最早的石油记载见于1900多年前东汉班固的《汉书·地理志》“高奴,有洧水,可蘸”。

这是描述水面上有像油一样的东西可以燃烧。

科学术语“石油”是北宋著名科学家沈括在《梦溪笔谈》中首次提出的。

“鄜延境内有石油,旧说高奴县出脂水,即此也。

”“石油……生于水际沙石,与泉水相杂惘惘而出。

”他描述了陕北富县、延安一带石油的性质和产状后,进一步推论了石油的利用远景。

“此物后必大行于世,…盖石油至多,生于地中无穹,不若松木有时而竭。

”2、我国石油工业发展简史

第24页:我国对石油的应用

最早开始于医药、照明,后来把它用于军事上,进行火攻,制造火药和其它兵器。用于军事上的最早记载见于《三国志》,著名的“赤壁之战”曾用“膏油”(当时将石油称“膏油”)灌入柴草,火烧战船。《元和郡县志》记载了公元576年,酒泉人民用油烧毁突厥族攻城的武器,保全了酒泉城。

到了北宋时(公元1073年)已有了加工石油的作坊—猛火油作,制作烟球毒药、猛火油柜等兵器。我国对天然气的利用也是世界上最早的国家。晋朝常璩(渠)在《华阳国志》中记载了二千二百年前(公元前221~210年)的秦始皇时代,四川临邛县郡(即今邛崃县)劳动人民开采天然气煮盐的情景。

第25页:我国古代钻井工艺成就

我国古代钻井工艺成就

  • 我国古代在钻井工艺方面也曾取得了辉煌成就。公元前256~251年(秦朝),李冰为蜀守时就发明了顿钻,并在四川广都成功地钻了第一口采盐井。到了公元前221~210年,在四川邛崃出现了用顿钻钻的天然气井。秦汉时代所钻的井,井口都比较大,一般
  • 三、五尺到三十丈左右,井深
  • 二、三丈到六十余丈。井钻成后,就用竹、木把井壁四周锁迭起来,防止井壁坍塌。宋朝,1040年以后,才改大井口为小井口,称为卓筒井。1253年又开始用牛力代替人力带动绞盘,这在钻井史上又是一个重要的发展。1820年,已可钻1050~1400米深的井了。到了明代,我国的钻井技术已发展成为一套完整的工艺技术。1835年在四川自流井钻的“兴海井”深度已达
  • 1001.4米。这是当时全世界领先的最深井。至今这口井仍在使用,日产天然气1500立方米。

第26页:(2)我国近代的油气工业

1840年到1949年的我国近代石油工业发展
十分缓慢的,帝国主义为了扼杀我国的石油工业,不断向中国推销“洋油”,并恶意捏造“中国贫油论”。

新中国诞生前,全国只有两个地质调查队,几十个地质勘探人员,百分之九十以上的面积没有进行过石油地质调查。

从1904年~1949年四十五年间,全国只有几个小油田,石油累计产量不超过310万吨,产量最高的1943年年产量仅32万吨。

(3)中国成立后我国的油气工业中华人民共和国成立后,我国的油气工业得到了迅速发展,从解放前夕1948年的近九万吨,至70年代未期就突破了1亿吨大关。

大体上可分为三个阶段:

第27页:第一阶段(1949~1959年)

第一阶段(1949~1959年)

  • 第一阶段1949年~1959年9月开展全国石油普查,除原有的老君庙、延长、圣灯山等油气田继续详探开发外,又陆续发现克拉玛依
  • (1955)、冷湖
  • (1956)、油砂山、鸭儿峡(1956~1958)、蓬莱镇、南充
  • (1958)等油田和川南一批气田,石油工业有了显著发展,但还没有根本改变进口石油的局面。第二阶段1959年~1975年1959年9月松辽盆地松基3井喷油,使我国石油勘探进入第二阶段。将石油勘探的重点,从西部转向东部大平原。60年代初,我国开展了“松辽找油大会战”,拿下了大庆油田。以后又相继发现了胜利油田(1963年)、大港油田(1964年)等油田。石油年产量迅速增长,根本改变了我国石油工业落后的面貌。第三阶段1975年—1975年任丘潜山油田的发现,标志着我国石油勘探工作进入了第三阶段。首次在古老的中、上元古界白云岩中找到了巨大的地层油藏,油气勘探向着更广阔的领域发展。

第28页:2、世界石油工业发展简史

世界石油工业的发展只有一百多年的历史,由于资源条件和工业发展水平的差异,各国的发展历史和水平各有不同。前苏联,1848年在比比-埃巴特钻了其第一口油井,1873年在巴库开始石油的工业生产,其年产量仅次于美国而居世界第二位。二战后由于相继发现了伏尔加—乌拉尔和西西伯利亚等新含油气区,产量迅速恢复,1975年超过美国居世界第一。

美国于1859年在宾夕法尼亚州钻了第一口产油井,开始生产石油。其后的一百年间生产了该时期世界石油总产量的近二分之一。但从二战以后,其所占世界总产量的百分比即年年下降,从1971年起再未超过世界总产量的百分之二十。

1971年开始,沙特阿拉伯和伊朗的产油量开始居世界前列。近几年来,沙特阿拉伯、伊朗、伊拉克、科威特和阿拉伯联合酋长国石油产量一直位居世界前十名之列。

第29页:世界石油工业发展的三个阶段

总体来讲,世界石油工业的发展可概括为以下三个阶段:1900年以前,人们从石油中提炼煤油点灯照明,称为石油工业发展缓慢的“煤油时代”。1900~1940年:二十世纪初,内燃机的广泛使用促进了石油工业蓬勃发展,从1900~1940年石油主要用于提炼汽油,可称为“汽油时代”。1940年以后,化学工业的发展需要利用石油产品作为基础原料,提炼出的三千多种产品渗透到国民经济的各个领域,同时,石油和天然气及其产品还是世界各国的动力燃料,在世界能源消费结构中已占60~70%,所以现代石油工业已发展到“燃料和化工原料时期”。

从全世界的石油产量来看,在1860~1890年三十年间原油产量几乎以每五年增加一倍的速度剧增,在1890年以后则是以每十年增加一倍的速度增长。

第30页:3、近年全球油气发现趋势

截至2009年,全球已发现951个大油气田(按国际标准,大油田可采储量>0.685×108t,大气田可采储量>850×108m3)

第31页:2000-2009年全球油气储量与产量

2000-2009年全球油气储量与产量

  • 2000-2009年的10年间,全球剩余石油可采储量增长了
  • 20.5%,石油产量增长了
  • 5.8%;全球剩余天然气可采储量增长了
  • 21.4%,天然气产量增长
  • 27.5%。

第32页:全球油气产量呈现出不均衡且相对集中的特点

石油产量主要来自中东、中亚-俄罗斯、北美等地区,天然气产量主要来自北美、中亚-俄罗斯等地区。

第33页:从近10年全球油气田发现与储量规模变化看

尽管发现了数量不少的油气田,但是新发现油气田的平均规模增长的规模在逐渐减少。

第34页:油气勘探难度不断增加

新的油气发现主要分布在海洋、沙漠和森林等地标复杂区,其中海上尤其深海油气新发现多于陆上,而陆上重要的油气发现又以沙漠、丛林、沼泽为主。

第35页:4、全球剩余油气资源

全球剩余油气资源分布:下表列出相关数据。

全球剩余油气资源分布(常规油气)
资源类型石油/10⁸t天然气/10¹²m³
全球可采资源量(常规)4714880
累积采出量861501
剩余探明可采储量1871818
待发现可采资源量1981561

注:累积采出量与剩余探明可采储量数据截止2009年底。原文天然气列合计数与分项之和不一致,疑似数字粘连或单位标注有误,数值以原课件图件为准。

第36页:全球剩余油气资源分布

全球剩余油气资源分布

  • 天然气石油地区比例/%待发现资源量/108t比例/%剩余探明可采储量/108t比例/%待发现资源量/108t比例/%剩余探明可采储量/108t
  • 10.422.24.99.29.6138.45.6102北美
  • 6.614.24.38.16.492.115.7285中南美
  • 7.716.52.44.68.3119.71.018欧洲
  • 36.277.431.258.524.5354.39.2167中亚-俄罗斯
  • 26.155.940.676.234.8503.956.11020中东
  • 6.413.77.914.89.3134.39.3169非洲
  • 6.614.18.716.27.2104.53.156亚太
  • 100214.0100187.51001447.21001817合计剩余常规石油资源相对集中分布在中东、中南美、中亚-俄罗斯;剩余常规天然气资源相对集中在中亚-俄罗斯和中东地区。

第37页:课程的内容及主要任务

四、《石油地质勘探概论》课程的内容及主要任务基础地质学部分石油地质学部分地球概述矿物地质作用古生物与地层岩浆岩与变质岩沉积岩与沉积相地质构造石油与天然气的理化性质石油与天然气的生成储集层及盖层石油与天然气的运移油气藏与油气聚集油气田勘探非常规油气概述绪论1、课程内容

第38页:第二章矿物地球的物理性质

(形状、大小、密度、压力、磁性等);地球的圈层结构(外部圈层、内部圈层--两个界面);地壳的组成(化学组成、矿物组成、岩石组成)。矿物的形态(单体形态、集合体形态);矿物的物理性质(光学性质、力学性质);矿物的分类(化学分类);常见矿物的鉴定(可用于鉴别矿物的特征参数)。第一章地球概述

第39页:第三章地质作用

外力地质作用简介(风化、剥蚀、搬运、沉积、成岩作用);内力地质作用(构造运动、岩浆活动、变质作用、地震作用)第四章古生物与地层古生物(古动物、古植物);地质年代单位(单位分级、地质年代表);地层单位(年代地层单位、生物地层单位、岩石地层单位)

第40页:第五章岩浆岩

与变质岩岩浆岩(化学组成、矿物成分、结构、构造、分类等);变质岩(矿物成分、结构、构造、变质程度等);第六章沉积岩与沉积相★沉积岩(化学成分、矿物组成、构造、颜色);★碎屑岩(物质组成、结构、岩石类型);★粘土岩(成分、结构、构造、分类);★碳酸盐岩(成分、结构、类型);★沉积相(沉积相的分类、陆相组一般特征及其相类型、海相组及其相类型、海陆过渡相组及其相类型;

第41页:第七章地质构造岩

层的产状要素;褶皱构造(基本类型、褶曲要素、褶曲分类);断裂构造(分类、断层要素、断层分类、断层的组合类型);裂缝(分类、裂缝发育与分布的基本规律);构造剖面图与构造等值线图。第八章石油与天然气的理化性质石油的化学组成(元素组成、化合物组成—烃类、非烃);石油的物理性质(颜色、比重、粘度、荧光性、旋光性、溶解性、导电性、热值等);天然气(成分组成—气态烃及非烃气;类型;物理性质);

第42页:第九章石油与天然气的生成石油与天然气的

成因(无机说、有机说);油气生成的现代模式(有机质向油气转化的阶段性);油气生成的地质环境(地质条件、理化条件);生油气岩层(一般特征、类型、地球化学指标)。第十章储集层及盖层储集层的基本特征(孔隙分类及孔隙度、渗透性及渗透率);碎屑岩类储集层(岩石类型、影响储集性能的因素);碳酸盐岩类储集层(储集空间类型、储集层类型等);盖层(一般特征、排替压力、盖层类型)。

第43页:第十一章石油与天然气的运移

一般概念(油气运移、初次运移、二次运移);初次运移(运移相态、主要动力、运移时期);二次运移(相态、主要动力、运移通道、运移主要时期、运移距离、运移方向)。第十二章圈闭与油气藏圈闭及油气藏的概念;油气藏形成的基本条件(基本要素、富集条件);圈闭与油气藏的分类(分类原则、分类方案);油气聚集单元(沉积盆地、含油气盆地、油气田等);地壳上油气分布的不均衡性

第44页:第十三章油气田勘探油气勘探的任务

油气勘探的标志(直接显示、环境标志);勘探程序(勘探阶段的划分及各阶段的主要任务)。第十四章非常规油气概述常规与非常规油气地质异同;非常规油气地位和意义(煤层气、页岩气等非常规油气的基本特征)。

第45页:课程的主要任务

2、课程的主要任务通过本课程的学习,了解和掌握地质学的基本概念及基本知识;在此基础上,进一步了解石油工业发展概况,较好地掌握有关石油的生成、运移、储集、保存、成藏等方面理论,为今后的工作特别是在石油、石化行业工作奠定基础或提供一些帮助。

第46页:具体要求包括如下几个方面

具体要求包括如下几个方面

  • ⑴了解地球的物理性质、圈层结构等。
  • ⑶了解并初步掌握地质时代、地层、古生物、沉积相的相关概念等。
  • ⑵了解并初步掌握地球的矿物、岩石组成,特别是造岩矿物及沉积岩的有关概念、类型、成分、特征等。
  • ⑷掌握地质构造的有关概念、类型、特征及其表示方法等;
  • ⑸掌握石油、天然气的基本概念以及油气的生成、运移、储集、成藏、分布规律等。
  • ⑹了解油气勘探的基本过程。
  • (7)了解非常规油气的基本地质特征。

第47页:主要参考书

主要参考书

  • 1.《石油天然气地质与勘探》,蒋有录等编,2006年,石油工业出版社
  • 2.《石油地质勘探概论》,张卫海、王纪祥主编,2005年;
  • 3.《钻井地质基础》,颜婉荪编,石油工业出版社,1981年;
  • 4.《地质学基础》,石玉章等编,石油大学出版社,1996年;
  • 5.《普通地质学》,徐成彦、赵不忆主编,地质出版社,1988年;
  • 6.《沉积岩石学》,冯增昭主编,石油工业出版社,1993年;
  • 7.《石油地质学》,张厚福等编,石油工业出版社,1999年。主要参考书:
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