石油地质学作业答案解析课件.ppt
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- 石油 地质学 作业 答案 解析 课件
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1、习题集习题集作业作业1 1、利用时间、利用时间温度指数(温度指数(TTITTI)研究有机质的成熟度)研究有机质的成熟度时间时间温度指数温度指数 原始有机物质在缺氧条件下沉积后,随着埋藏深度的原始有机物质在缺氧条件下沉积后,随着埋藏深度的增加,地温增高和埋藏时间的增长,有机质会发生演化,增加,地温增高和埋藏时间的增长,有机质会发生演化,其成熟程度不断提高,其中其成熟程度不断提高,其中。N.VN.V洛帕廷根据温度和时间是促使有机质洛帕廷根据温度和时间是促使有机质演化的主导因素这一认识,提出用演化的主导因素这一认识,提出用“时间时间温度指数值温度指数值”(TTITTI)来定量表示有机物质的成熟程度,
2、)来定量表示有机物质的成熟程度,TTITTI实际代表了实际代表了地质时期内不同类型的干酪根在不同的埋藏时间地质时期内不同类型的干酪根在不同的埋藏时间温度条温度条件下的成熟度。件下的成熟度。由此得到:由此得到:即:即:TTI=0(A e ) dt= (A e ) -ERT-ERT= 有机质成熟度(有机质成熟度( TTI )的增加与温度()的增加与温度(T)呈指数)呈指数关系,与时间(关系,与时间(t)呈线性关系。)呈线性关系。 TTI TTI是应用比较广泛的一种成熟度指标,是以化学动力学中是应用比较广泛的一种成熟度指标,是以化学动力学中的的阿伦纽斯方程阿伦纽斯方程为基础,把为基础,把干酪根热降解
3、过程干酪根热降解过程近似看成近似看成化学动化学动力学中的一级反应力学中的一级反应: (K:反应速率常数,即降解率;:反应速率常数,即降解率;A:频率因子):频率因子)AACCtAAkdtCdC00/(1)根据有机质成熟度的增加与温度(T)呈指数关系,与时间(t)呈线性关系,令温度因子=rn,时间因子为t(单位:百万年),则 TTI= rnt。(2)叠加于埋藏史图上的温度剖面设置为每10为区间的地温网,则其温度区间i =1020、2030、3040、4050、5060、6070。(3)每个温度区间i内:沉积物经历的时间用时间因子ti表示,对应的温度因子为rni,即温度每增高10,有机质成熟度增高
4、r倍。则i内有机质的成熟度增量:TTI= rniti。(4)有机质成熟度是累加的、不可逆的,则对某一沉积单元来说,其总的TTI即为它所经历的各i内TTI的增量的总和,即:)( )(maxminniiiirtTTI式中,imax、imin为有机质所经历的最高和最低温度区间。1.洛帕廷法计算洛帕廷法计算TTI的原理和步骤的原理和步骤(5)选100110为基准温度区间,其n=0,=r0=1。则向下:110120,n=1;120130,n=2;向上:90100 ,n=1;8090, n=2;各温度区间的温度因子 温度区间指数值n温度因子=rn70-80-3r -3=2-3=0.12580-90-2r
5、-2=2-2=0.2590-100-1r -1=2-1=0.5100-1100r 0=20=1110-1201r1=21=2120-1302r 2=22=4130-1403r 3=23=8140-1504r 4=24=16mrm=2m 1)在)在时间时间深度图深度图上,根据地温分布,取上,根据地温分布,取10间隔,间隔,作作温度等值线温度等值线。(2) TTI法的计算法的计算 2)在有)在有温度等值线温度等值线的的时间时间深度图深度图上,迭合上,迭合目的层目的层埋藏史图埋藏史图。ABCDE 3)从上图中读出)从上图中读出各温度区各温度区间间i内内目的层所停留的时间目的层所停留的时间ti,利用公
6、式计算,利用公式计算TTIi和和TTI,并列表。,并列表。温度区间温度区间i 温度因子温度因子=rnti(Ma)TTIi= ti rni TTI10-20r -9=2-9=1/51255/5125/51220-30r -8=2-8=1/2561010/25625/51230-40r -7=2-7=1/12855/12845/512 某层顶面某层顶面 TTIi、TTI计算表计算表TTI: 3 15 75 160 500 1000 1500 干气Ro(%): 0.5 0.65 1.0 1.3 1.75 2.0 2.2 干气TAI: 2.5 2.65 2.9 3.2 3.6 3.7 3.75 干气阶
7、段: 未成熟成熟大量生油开始生油高峰生油结束保存40 API石油极限保存50 API石油极限保存湿气极限TTITTI与与RoRo、TAITAI及有机质演化成烃、保存阶段的对应关系:及有机质演化成烃、保存阶段的对应关系:TTI值的解释:值的解释:为了便于应用,通常将TTI值与常用的有机质成熟度指标镜质体反射率(Ro)和热变质指数(TAI)进行对比。因此,根据沉积盆地某区块或某井的地质资料,计算各烃源岩层和储集层的现时TTI值,结合干酪根类型,即可判断烃源岩层的油气生成进入了哪个阶段。 (3)TTI法在油气勘探中的应用法在油气勘探中的应用1)预测圈闭中烃类的性质(油?气?)预测圈闭中烃类的性质(油
8、?气?)2)确定烃源岩有机质成熟度;)确定烃源岩有机质成熟度;3)确定生油窗)确定生油窗 平面上:生油范围、有利生油气区;平面上:生油范围、有利生油气区; 剖面上:生油深度;时间上生油时间;剖面上:生油深度;时间上生油时间; 从而确定圈闭的含油气性。从而确定圈闭的含油气性。TTI=15160作业二:有机地球化学法分析油气运聚方向一、习题目的一、习题目的油气运移指向分析是依靠地质和地球化学证据,判断油气运移的方向和距离以及油气的次生变化的工作。一般根据生物标志化合物、碳同位素构成、含氮化合物等地化指标,进行油源对比,追索油气来源和油气运移方向;储层中原油的物性变化和储层沥青的分布特征,也可帮助判
9、断石油运移方向。1.1.利用含氮化合物分析油气运移方向基本原理利用含氮化合物分析油气运移方向基本原理 原油非烃中的含氮化合物被认为是目前研究石油运移最为有效的指标。利用原油中的含氮化合物研究石油二次运移已成为当前地球化学研究领域的一种新方法。最常用的是含氮化合物中的烷基咔唑类化合物。 图-4-1链基咔唑类化合物的几种结构 根据链烷基根据链烷基( (常为甲基常为甲基) ) 咔唑类化合物咔唑类化合物1 18 8位上取位上取代基情况可把链基咔唑分为三类:代基情况可把链基咔唑分为三类:第一类:1, 8位上的吡咯氢原子均被链烷基取代,形成NH全屏蔽型结构,称之为屏蔽型异构体。该类化合物极性小,与围岩介质
10、作用小,运移过程中不易被吸附,其运移速度快,运移距离远,因此随着运移距离的增大,其相对含量增加(图-4-1)。第二类:1, 8碳位上氢原子均未被烷基取代,形成NH全裸型结构,称之为裸露型异构体。该类化合物极性较强,运移速度慢,运移距离短,运移过程中容易被周围介质吸附而损失,因此随着运移距离的增大,其相对含量减小(图-4-1)。第三类:1, 8位上任一氢原子被烷基取代,形成N - H部分屏蔽型结构, 称之为半裸露型异构体, 被吸附性介于上述两类之间(图-4-1)。 由于不同咔唑类异构体极性强弱不同,在油气运移过程中,随油气运移距离的增加,不同结构类型的含氮化合物组成将发生运移分馏效应,主要表现在
11、以下几个方面:随着运移距离的增加,甲基咔唑类屏蔽型异构体相对富集甲基咔唑类屏蔽型异构体相对富集,而裸露型和部分屏蔽型化合物易被周围介质吸附,1 1甲基咔唑甲基咔唑/4/4甲基咔唑,甲基咔唑,1 1甲基咔唑甲基咔唑/3/3甲甲基咔唑基咔唑,其含量逐渐降低; 随着油气运移距离的增加,咔唑系列相对于苯并咔唑系列富集咔唑系列相对于苯并咔唑系列富集;随着运移距离的增加,屏蔽型、半屏蔽型二甲基咔唑逐渐富集,其中1 1,8-8-二甲基咔唑二甲基咔唑/1/1,4 4二甲基咔唑,二甲基咔唑,1 1,8-8-二甲基咔唑二甲基咔唑/1/1,5 5二甲基咔唑二甲基咔唑,1 1,8-8-二二甲基咔唑甲基咔唑/2/2,6
12、 6二甲基咔唑二甲基咔唑等几个参数表现的比较明显。由于地层对含氮化合物的吸附作用和地层水的溶解作用,使原油中性含氮化合物的绝对浓度不断降低。2.利用原油物性分析油气运移方向基本原理(1)原理: 原油高压物性能反映地下油层的物性,因此根据地层原油物性的相对变化可以定性地研究油气运移方向和距离。原油在地下运移的过程中,沿运移方向地层原油物性发生变化,在氧化作用占主导的前提下,一般有饱和压力和气在氧化作用占主导的前提下,一般有饱和压力和气油比逐渐变低,密度和粘度逐渐增加的趋势油比逐渐变低,密度和粘度逐渐增加的趋势。(2)方法: 如果以饱和压力和气油比为横轴的两端、粘度和密度为纵轴的两端,就可以把这四
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