1、1 第三章 石油勘探3.1 石油勘探的任务和基本过程3.2 石油勘探发展简史3.3 油气田勘探阶段的划分3.4 石油勘探的工作方法3.5 海洋石油勘探3.6 油气的储量分级和估算3.7 石油勘探过程污染及防治2思思 考考 题题1、石油勘探分为哪几个阶段？各阶段的主要任务是什么？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、石油地质储量的分类？33.1 石油勘探的任务和基本过程石油勘探的任务和基本过程 石油勘探就是使用一切可能使用的勘探手段调查地质情况，选择勘探有利地区，找到并探明油气田，为石油开采提供资源和基地。寻找油气田寻找油气田任务4 石油勘探的基本过程寻找盆地生油凹陷油气聚集
2、区圈闭打探井油田基本过程盆地沉积盆地沉积地层和生油有机质在油气聚集区内寻找圈闭 可能存在油气藏的所在地在生油凹陷附近寻找油气聚集区，最靠近油源盆地中寻找生油凹陷，生油层在生油凹陷中发育最完全油气的发源地预探井发现油气后，扩大布井范围，钻一定的详探井，目的是了解含油气的边界，即解决油田的大小问题。圈闭最高部位钻预探井，目的了解有无油气的存在成功率30%部署生产井部署生产井油田投入生产开发油田投入生产开发弄清油田范围弄清油田范围概括的讲，石油勘探过程就是“定盆地、查凹陷、找圈闭、探油气”的过程。5初期阶段19世纪40年代以前：通过寻找油苗、气苗等指导寻找石油。克拉玛依油田“黑油山”独山子油田“泥火
3、山”玉门油田“石油沟”延长油矿多处油苗四川不少气苗青海“油砂山”、“油泉子”等等3.2 石油勘探发展简史石油勘探发展简史无机生油说619世纪40年代至20世纪40年代“背斜聚油理论”出现，物探方法逐步完善。第二阶段20世纪40年代至今：由于科学的迅速发展和油气田大规模勘探开发，获得了丰富的地质资料，对油气的生成、运移、聚集等各方面的规律有了进一步的认识，勘探的精度和深度有了相当高的水平，并出现了许多新型找油技术，大大提高了找油效率。第三阶段7 根据总的找矿规律，一般是先“找”后“探”的原则，划分为调查与勘探两大阶段。3.33.3油气田勘探阶段的划分油气田勘探阶段的划分 第一阶段为调查阶段（区域
4、勘探），主要任务是通过地面地质调查或地球物探或地球化探寻找可能储存油气的地质构造。第二阶段为勘探阶段（工业勘探），主要任务是采用钻探井的方法，确定所找的地质构造中是否含有工业性油气流，并研究油层性质、含油气情况、面积、储量。8调查阶段勘探阶段油气田勘探阶段的划分表表 3-1 石石 油油 勘勘 探探 工工 作作 一一 览览 表表 阶阶段段划划分分 精精度度 主主要要方方法法 研研究究对对象象 解解 决决 主主 要要 的的 任任务务 普普查查 1/100 万万 1/10 万万 地地 面面 地地 质质 法法、地地球球物物理理方方法法 坳坳陷陷凹凹陷陷 了了 解解 石石 油油 地地 质质情情 况况 确
5、确 定定 有有 无无生生油油条条件件 区区 域域 勘勘 探探 详详查查 1/10 万万 1/2.5 万万 多多 种种 方方 法法 综综 合合应应用用 构构造造带带 了了 解解 构构 造造 带带 形形成成分分布布及及特特征征，确确 定定 油油 气气 有有 利利聚聚集集带带 预预探探 三三口口井井以以上上 钻钻井井地地震震精精查查 二二 级级 构构 造造带带 和和 局局 部部构构造造 寻寻 找找 发发 现现 油油 气气田田油油层层层层位位、厚厚度度，提提交交初初步步的的面面积积及及储储量量 工工 业业 勘勘 探探 详详探探 井井距距加加密密到到设设计计要要求求 钻钻井井地地震震精精查查 油油 田田
6、 查查 明明 油油 气气 藏藏 类类型型好好、坏坏、大大、小小，提提供供开开发发方方案案 93.43.4石油勘探的工作方法石油勘探的工作方法目前主要的勘探方法有四类：一、地质法二、地球物理法三、地球化学法四、钻探法10利用地质资料寻找油气田基本方法。主要是对出露在地面的地层和岩石进行观察、研究，综合、全面分析某区域的地质资料，以便了解一个地区有无生成石油和储存石油的条件，最后对该地区的含油气远景作出评价，指出油气有利地区。有时在岩石出露的地区，也可能直接发现油气藏。一、地质法11n1 搞清一个地区的地层状况；n2 发现地质圈闭和调查其他地质构造情况；n3 发现和调查油气苗状况；n4 采集样品；
7、n5 提出有利的找油地区及可供钻探的地质圈闭。主要任务：12 缺点：有时需要野外进行地质调查，条件艰苦。地质法的优缺点：优点：技术简单、成本低。当地面条件较为复杂，上部为其它的岩层所覆盖（如平原、沙漠或海洋），看不到岩石的露头，地质法就受到很大限制。因此，应和其它方法配合使用。13二、地球物理勘探法 寻找石油和天然气主要依靠地球物理勘探方法，它利用了不同种类的岩层有不同的物理特性这一现象，用仪器进行观测，接收来自地下的物理信息，通过对观测结果的分析，推断出地下的构造、岩性等地质情况，进而寻找有利的油气藏。14现代主要地球物理勘探方法有：现代主要地球物理勘探方法有：重力勘探重力勘探利用岩石的密度
8、差别磁力勘探磁力勘探利用岩石的磁性差别地震勘探地震勘探 利用岩石的弹性及密度差别电法勘探电法勘探利用岩石的电性差别15重力勘探磁力勘探电法勘探用于普查阶段，可以找出可能有油气的盆地在哪儿？盆地中哪里是隆起，哪里是坳陷，哪里是可能最有利的构造等等。地震勘探用于详查阶段，勘探精度高，能清晰的确定油气构造形态、埋藏深度、岩石性质等优点，是油气勘探的主要手段。应用阶段：应用阶段：16 重力勘探是利用专门仪器观测岩层间密度差异引起的重力变化，用以提供构造和矿产等地质信息。1.重力勘探 地球表面的重力分布十分复杂:1.正常的重力变化，从赤道向两极逐渐增加；2.地球是一个不规则的椭球体，表面有地形的起伏；3
9、.地表以下各种物质的密度分布是不均匀的。17 20世纪初，重力仪问世，开始用于寻找油气藏，并获得成功。中国也早在1945年开始用重力仪勘探油气。重力勘探的理论基础是万有引力定律。引力引力重力重力离心力离心力 根据万有引力定律，在接近较大密度的岩石时，其引力增大，反之引力减小，由此在地表上引起的重力变化称为重力异常。测量方法 如果将正常重力值和地形的影响去掉，便可得到地下物质密度不均造成的重力变化异常值。通过对异常值的分析，可以进一步了解地下构造变化或岩性分布。18n重力勘探主要用于圈定沉积盆地的大致范围、确定大断裂的位置，为进一步的地球物理勘探工作划分有利地区。n在一定条件下，重力异常还能反映
10、沉积岩内部构造，如盐丘、古潜山等。n重力勘探在油气藏勘探的普查阶段是一种经济、快速的方法，但精度不高。应用范围19 1870年，瑞典人制造的万能磁力仪问世，此后，磁力勘探作为一种地球物理勘探方法建立和发展起来。2.磁力勘探 磁力勘探是用专门仪器并按特定方式观测岩层间磁性差异，进而研究地下地质问题。基本原理：地壳中一些岩石及矿物受到地磁场磁化作用，会产生不同程度的磁性。被磁化的岩石矿物及地质体在自己的周围，又形成次生磁场，产生局部的磁异常。大多数沉积岩的磁性较弱不会产生磁异常，在勘探中造成磁异常的主要是火成岩和变质岩。砂岩砂岩磁铁矿磁铁矿20v电法勘探是利用专门仪器观测岩层间电性差异，进而研究地
11、下构造形态问题；黄铁矿黄铁矿砂岩砂岩3.电法勘探v地球是一个导电体，不同的岩石和矿物具有不同的电阻率。v 砂岩是很好的储层，当电阻率很高的石油侵入后，就会形成高阻层或高阻异常体，这就为寻找油气提供了电性异常以及有关的地质信息。v沉积岩的电阻率较其它类岩石要低。因此通过电法能较容易的确定沉积盆地范围、沉积岩厚度及其起伏形态。21人工电法勘探的基本思想：人工电法勘探的基本思想：+IA-IBmnv在地面上两点供入直流电，地下立即会形成一个电场，如果地下的导电性是均匀的，电流线的分布就是规则的；如果地下埋藏着导电性与周围岩石不同的矿体，电场就会发生扭曲。通过分析地下电场的变化就可以发现矿体的存在。22
12、 地震勘探是地球物理勘探方法精度最高，应用最广的一种方法，它是利用人工方法激发的弹性波在地下岩层中传播的规律来确定地下矿藏（如石油、天然气、矿石、水、地热资源等）的方法。4.地震勘探 实践表明，地震勘探的投资回报率很高，几乎所有的石油公司都依赖地震勘探资料来确定勘探和开发井位。23反射波反射波折射波折射波震源震源滑行波滑行波法线法线入射波入射波地层地层1地层地层2透射波透射波1、V12、V2 利用地壳岩石弹性及密度变化，使震波的传播也因岩层弹性、密度的不同，而有快慢之别。震波遇两种弹性及密度不同的岩层，一部分穿过岩层继续前进，一部分经反射或折射回到地面。由震波到达地面的时间及该地区的速度分布，
13、就可以确定地层的深度及构造的形貌。地震勘探原理入射角等于反射角；入射角正弦与透射角正弦之比等于界面两边的地层速度之比。24震源震源接收点接收点地面地面岩层岩层A岩层岩层B岩层界面岩层界面岩层界面岩层界面反射波法示意图即反射法、折射法、透射法。反射法应用最广，折射法次之，即反射法、折射法、透射法。反射法应用最广，折射法次之，透射法辅助手段。透射法辅助手段。地震勘探法分为三类：25 工作任务是布置好测线及爆炸点、检波点的位置，准备可下入炸药的浅井；然后向井中放入炸药引炸，产生人工震波（海上采用空气枪）。震动波向地下传播，遇到地层界面发生反射，反射波由地面各测点上的检波器接收，检波器把震动信号转化为
14、电信号，野外地震记录仪将信号记在磁带上，以初步确定的有含油气希望的地区。地震勘探的生产、工作程序地震勘探的生产、工作程序 第一阶段：野外采集工作 工作方法主要是“测量 钻井 爆炸 接收”四个工序。2627 此阶段得出的成果是“地震剖面图”（每一条测线对应一条地震剖面）和地震波速度资料。第二阶段：室内资料处理第二阶段：室内资料处理 此阶段的任务是根据地震波的理论，利用大型数字电子计算机，对野外获得的原始资料进行加工处理，以及计算地震波在地层内传播速度和距离等。28 本阶段的任务，就是要综合地质、钻井及其它物探资料，对地质剖面进行深入地分析研究，对各反射层相当于什么地质层位做出正确的判断，对地下地
15、质构造的特点做出说明，并绘制主要层位的地震构造图。最后，查明有利的构造和圈闭，提出钻探井位。第三阶段：地震资料的解释和绘图第三阶段：地震资料的解释和绘图 地震剖面能基本反映出地下地质构造的一些特点，但只能看出地层沿剖面方向的起伏形态，没有一个完整的立体概念。29 地球化学法是通过测定地下油气向地表扩散和渗滤的微量烃类与周围介质所发生的生物化学、物理化学作用的产物，并根据这些产物的异常区来预测地下油气藏的存在（如生物体元素异常、大气、水体、土壤等元素异常）。三、地球化学勘探法（油气化探）30n早在20世纪20年代末期，原苏联学者索柯洛夫创建了气体测量法。n油气微渗漏到地表后，气态烷烃以游离气体的
16、形式分布于土壤孔隙中，气体测量法就是测量土壤中这些烃类气体的种类和浓度。n我国20世纪50年代，翁文波等人就“气体测量法”开展了实验，60年代，石油部和地质部分别成立了从事油气地球化探的专门机构，开展了中国油气地球化学勘探工作。气测法31n在地面按一定测网，用动力钻钻至地下数米处，由车载检测仪器现场检测游离烃类气体的种类及其浓度，这种方法称为“游离烃技术”。n把地下一定深度的土壤采集回来，经加工后用低浓度的酸溶液处理，被吸附在土壤颗粒表面的烃类气体就会释放出来，通过仪器检测即可判断油气踪迹是否存在。这种方法就是“土壤测量法”的“酸解烃技术”。游离烃和酸解烃法32优点：（1）投资少、见效快、成功
17、率较高的初级勘探技术。（2）施工简单、适用性强。不足：所得出的分析结果只能表明油气藏上覆地层中存在裂隙，而不能查明地下油气的多寡以及地下是否还存在油气藏；而且，由于岩层裂隙大多及其曲折复杂，一些地表的异常区往往并不位于油藏之上，这也对地表化探精度产生了一定的影响。地球化学勘探优缺点33n地球物理勘探资料虽能告诉人们地下的一些情况，但它毕竟是第二性的东西，常常带有一定的推断性和多解性。n对于有没有生油层、储集层及油气存在等一些重大地质问题还不能给出肯定的答复。n要搞清这些问题，必须通过钻井取得第一性资料。四、钻探法 钻探法就是利用钻井寻找油气田的方法。从调查、发现油气藏到油气藏的开采都要利用钻探
18、。34 （1）地质井：在盆地或凹陷普查阶段，为解决基础地质资料问题而钻的井。以了解一部分地层剖面和构造产状。（2）参数井（基准井）：在完成了普查的盆地或凹陷内，选择不同级别的构造单元而钻的一口或几口井，一般3000-5000米或更深。以了解其地层厚度、岩性、生储盖条件，并为物探解释提供参数。在重要层段及界面上应取芯。钻探井可以分为以下几类：（3）探井：任务是找油或探明储量，可细分为预探井、详探井。35 详探井（评价井）：在已获工业油气流的构造或圈闭上，为取得该油气田的储油层面积和储量计算参数而钻的井。每口评价井对储油气的地层必须取岩心。预探井：在详查的基础上，在生、储条件比较有利的构造或圈闭上
19、拟定钻探的井。36 （5）调整井（注入井、检查井等）：油气田全面投入开发若干年后，根据开发动态及油藏、气藏数值模拟资料，为提高储量动用程度，调整油气或油水界面的推进速度，提高采收率，保证完成逐年国家规定的采油计划，所钻的井为调整井。（4）生产井：为了采油和开发油田而钻的井。373.5 海洋石油勘探海洋石油勘探一、海洋石油储量 1887年，在美国加利福尼亚海岸数米深的海域钻探了世界上第一口海上探井，拉开了海洋石油勘探的序幕。据油气杂志统计，截至2019年1月1日全球海洋石油资源量约1350亿吨，探明约380亿吨；海洋天然气资源约140万亿立方米，探明储量约40万亿立方米。38 大陆架地区，相对海
20、水不太深，施工要求的技术条件较低，开发成本较小，是进行海洋石油勘探的重要对象。经初步探明，我国水深在200m以内的大陆架面积约有130万平方公里，油气资源主要分布在渤海、黄海、东海、南海一带。世界海洋总面积的75%是水深大于4500m的深水域。大陆边缘范围内，在水深不到200m的大陆架地区内占海洋潜在可采油气的65%，水深2002500m的陆坡地区有30%，更深的水域，即陆隆地区只有4%左右。二、海洋石油勘探范围 39三、海洋油气勘探的特点1、工作区环境2、勘探方法 钻井工程 3.投资及风险40四、海洋地震勘探 海上没有障碍物、特殊地形等限制或影响，海洋地震工作可以连续施工和测线均匀覆盖。海洋地震勘探作业时，震源和检波器组是连续运动的，不需停下来，也不需为放炮钻炮眼。1、海洋地震勘探优势 工作是在一条地震船上进行的，记录、处理和数据储存系统及生活供给品都在船上；地震船上设有雷达和导航系统，航行中并不要求能见度，因此可24小时连续工作。因此，海洋地震勘探工作比陆上有更高的效率和更低廉的成本。41 2、海洋地震勘探技术特点 （1）导航定位技术；（2）海洋地震的震源；（3）海洋地震的检波器系统。
