石油开发地质学

第一章 油气藏的开发地质分类

第一节 概述

第二节 按油藏的几何形态及边界条件分类

第三节 按所储流体性质分类

第四节 按流体诸集渗流特征分类

第二章 油气藏开发程序

第一节 开发地质研究的对象

第二节 油气藏设计和开发的阶段性

第三节 油气开发次序

第三章 油气藏驱动方式和开发系统

第一节 天然驱动类型

第二节 油藏开发系统

第三节 气藏开发系统

第四章 注水开发油田的主要技术决策

第一节 开发层系的划分与组合

谢丛姣

出生年月 1966.09

职　称 教授

籍　贯 中国 湖北 汉川

校内兼职 校教工合唱团成员 院工会委员

现任职务 资源学院工会主席

学科方向 油气田开发工程、油藏管理从事专业油气田开发工程

参加学术 团体1998年10月加入湖北省地质学会，会员； 2004年3月加入美国石油工程师协会，SPE会员。

兴　趣 听歌、看球赛

研究方向 长期从事油气田开发、油藏管理方面的教学与科研工作讲授课程《油气田开发地质学》、《油气开采与集输》、 《高级油藏管理》、 《油藏描述》

1973.9-1978.7在汪台学校读小学

1978.9-1981.7在九联学校读初中

1984.9-1984.7在汉川三中读高中

1984.9-1988.6在中国地质大学石油系上大学

1996.9-1998.6在中国地质大学研究生院上研究生

2000年后－现今中国地质大学（武汉）在职博士

本书重点介绍油气藏的开发地质分类、油气藏开发程序、油气藏驱动方式和开发系统、注水开发油田的主要技术决策、油气藏开发动态监测和油田开发规划方案设计。

石油地质学与流体力学、有机地球化学、地球物理学、构造地质学、沉积岩石学和岩相古地理学等有密切的关系。例如，这些学科的发展，以及色谱、色谱-质谱、红外光谱、电子显微镜和同位素分析等技术的广泛采用，为解决石油成因问题创造了良好的基础。

一些重要的油气藏与河道砂、三角洲砂、沉积砂和礁密切相关。而这些类型的砂体和礁的分布受沉积体系的控制，因此，只有通过研究沉积岩石学和岩相古地理才能确定储集岩分布的有利地带。

石油地质学与构造地质学关系十分密切。油气的运移和聚集受盆地区域构造和局部构造条件的控制，要想成功地找到与背斜构造、断裂构造，以及不整合面有关的油气田和油气聚集带，就必须深入掌握有关构造地质学的知识。

石油和天然气在国民经济中占有极其重要的地位，现在已经能够从中提炼出3000多种产品，应用到各个领域。在我国实现农业、工业、国防、科学技术四个现代化中，石油和天然气是非常宝贵的燃料、润滑油料及化工原料。石油被誉为工业的血液，从石油中提炼的汽 油、煤油、柴油等是汽车、拖拉机、火车、飞机、轮船的优质动力燃料，超音速飞机、火 箭、导弹、飞船等现代化武器的燃料也离不开石油产品；

石油和天然气具有发热量大、燃烧 完全、运输方便、减少空气污染等优点，使其在世界能源消费结构中所占的比例越来越大， 目前，各种能源排列顺序是石油40%、煤炭27.4%、水电25.3%、天然气22.9%和核能 7.1%。石油又是重要的润滑油料，从微小、精密的钟表到庞大高速的发动机，都需要润滑才能转动，所以人们将润滑油料视为机器的“食粮”。

更为重要的是，石油和天然气作为化工原料的总趋势已经形成，乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、乙炔、萘等化学工业应用的主要基础原料多来自石油和天然气。

目前，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，这种活泼多变的分子，其衍生物成为石油化学工业的主干原料，所以往往用乙烯产量来衡最一个国家的石油化学工业水平；丙烯有87%来自石油炼制产品，主要用途是生产髙辛烷值汽油；苯、甲苯、二甲苯等 环状有机化合物主要来自石油，它们都是汽油的重要辛烷值组分。

上述石油化工产品的范围很广，既包括各种染料、农药、医药，又包括生产量大、应用面广的三大合成材料（即合成, 纤维、合成橡胶、合成塑料），还有重要的无机化工产品，如合成氨及硫磺等。合成氨是主要的化学肥料，世界上70%以上合成氨都来自天然气或石油。上述这些品种繁多的石油化工产品都是国民经济不可缺少的重要材料。

所以，我们在建设社会主义现代化强国的过程中，发展石油和天然气工业有着十分重要的意义。

作为石油地质工作者的任务就是要更快地找到更多、更大的油气宝藏，査明地下油、气资源，为高速发展石油工业奠定物质基础。我们伟大的祖国幅员辽阔，在九百六十万平方公里土地上和那一望无垠的沿海大陆架，沉积盆地星罗棋布，沉积岩系分布普遍，不仅有面积巨大的陆相沉积盆地，而且拥有海相碳酸盐岩系异常发育的广大区域，蕴藏着丰富的石油和天然气资源。但是石油和天然气深埋地下，又是流体，控制它们分布的自然条件复杂多变。那么，究竟是哪些条件，如何控制地壳上油气资源的分布？应该到何处去寻找油气宝藏？这就是石油地质学所要回答的主要问题。

石油地质学是矿床学的一个分支，是在石油和天然气勘探及开采的大量实践中总结出来的一门新兴学科。它是石油及天然气地质勘探领域的重要理论基础。综合运用地质、物理、化学及生物等学科的基础知识，来认识油气矿藏的形成及分布规律，明确寻找油气的方向，以便为勘探及开发油气矿藏奠定理论基础；并且在实际工作中，全面地、综合地、辩证地分析各个区域的具体地质特 征，揭示和解决一个又一个矛盾，科学地预测区域的含油气远景。

18世纪中期，人们就曾经在油气苗位置上或其附近凿井，发现在一些背斜脊部有油渗出。背斜理论是加拿大地质学家亨特于1861年提出的。背斜理论一直为地质学家所遵循，指导着勘探的决策。特别是1920年地震反射法成功地应用于地下构造的制图，更加强了应用背斜理论寻找石油的信心。

20世纪30年代，在美国发现了巨大的东得克萨斯地层油藏之后，地质学家认识到不能简单地只靠背斜理论找油。为寻找新油田，除了应用构造制图外，还必须广泛地采用地层学方法。因此，在石油地质理论中引入了礁、不整合、逆倾斜的尖灭、岩相制图、枢纽线、三角洲沉积等与地层圈闭有关的概念。

在19世纪初期，地质学家根据野外观察认为，石油起源于沥青质页岩，并被运移到砂岩中。在无机成因说；与有机成因说的长期激烈争论中，有机说者提供了很多重要证据，并 且不断地对一些论点加以修正、补充和完善。1943年，怀特莫尔等根据从海藻中分离出含有19～34碳原子的一系列烃类的事实，指出海洋有机体一年所提供的6000万桶烃类，就足够形成在沉积岩中发现的总烃量。

1952年，史密斯通过对现代海洋沉积物中烃的研究，进一步完善了这种生油理论。他指出近代海洋沉积物中存在游离烃类，并在成岩早期阶段随着深度加大，烃含量急剧增加，非烃化合物含量显著减少。1963年，埃布尔森提出，石油是沉积物的干酪根在成岩过程的晚期经过热解生成的。干酪根成油说已成为石油生成的现代最重要的理论。

马格拉除了强调压实作用为初次运移的主要动力外，还提供了粘上脱水异常压力和石油运移等方面的资料。此外，斯纳尔斯基指出，微裂缝对石油从不渗透油源岩中排出有重要的作用。蒂索、佩列特和赫德伯格等还认为，由于液态或气态烃类数量不断增加，生油层内压力增加，直到压力增至大于岩石强度时，则岩石产生微裂缝，烃类气体排出，随着地层内压力逐渐降低，使微裂缝闭合。随着烃类的不断增加，地层内压力加大，岩石又产生微裂缝，又有烃类排出，如此循环往复，就使烃类断断续续地排出。

1975年，蒂索等企图根据石油生成和运移的新理论采用盆地分析方法，确定盆地的石油远景和最有利的石油聚集带。70年代以来，许多石油地质学家和地球化学家，根据盆地类型、沉降史、沉积史、干酪根类型及其成熟度，建立石油生成模型，以便在空间和时间上定量地确定每一层油源岩的生烃潜力。

1975年蒂索等首次介绍了石油生成与地质时间呈函数关系的模型，即石油生成模型。1983年，迪朗还基于达西定律和相对渗透率概念，描述了二维二相单元数学运移模型。该模型提供了埋藏过程中沉积物孔隙的石油饱和度史和流体压力史，指出了石油运移的时间及油藏形成的可能部位。尽管这些研究工作还不成熟，但石油地质学家们的努力，使得石油地质理论已开始定量化和模式化。