油藏地球化学基础公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx

第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 油油藏藏地地球球化化学学是是应应用用典典型型地地球球化化学学（无无机机和和有有机机地地球球化化学学）理理论论和和原原理理，结结合合油油藏藏工工程程、石石油油工工程程和和地地质质学学理理论论和和办办法法，揭揭示示油油藏藏中中有有机机与与无无机机互互相相作作用用机机理理，油油藏藏流流体体非非均均质质性性分分布布规规律律和和形形成成机机制制，摸摸索索油油气气田田储储层层（油油藏藏）充充注注过过程程、汇汇集集历历史史、成成藏藏机机制制以以及及油油田田开开发发过过程程中中动动态态监监测测技技术术等等应应用用领领域域一一门门地地球球化化学学分分支支学学科科。该该学学科科突突破破了了单单一一学学科科界界线线，吸吸取取各各种种学学科科之之长长，填填补补单单一一学学科科之之不不足足，使使油油藏藏地地球球化化学学研研究究能能全全方方位位地地服服务务于于油油田田勘勘探探、油油藏藏描描述述与与评评价价、油田开发与采油工程等诸多领域。油田开发与采油工程等诸多领域。第1页第1页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第一节第一节 油藏地球化学理论基础油藏地球化学理论基础 支撑油藏地球化学一个主要观点认支撑油藏地球化学一个主要观点认为，无论在垂向上还是横向上，油藏流为，无论在垂向上还是横向上，油藏流体（油、气、水）成份是非均质性。因体（油、气、水）成份是非均质性。因此，油藏地球化学中心任务是结识油藏此，油藏地球化学中心任务是结识油藏这一非均质性分布、起因，并将其用于这一非均质性分布、起因，并将其用于油藏勘探和油气开发。油藏勘探和油气开发。第2页第2页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第一节第一节 油藏地球化学理论基础油藏地球化学理论基础 一、油藏充注作用一、油藏充注作用 人们对油藏中出现非均质性流体结识历史，比油人们对油藏中出现非均质性流体结识历史，比油藏地球化学形成、发展历史早约半个世纪（藏地球化学形成、发展历史早约半个世纪（SageSage和和LaceyLacey，19391939）。事实上，在长期石油地质学和油气）。事实上，在长期石油地质学和油气地球化学研究中，人们早已注意到油藏流体存在这种地球化学研究中，人们早已注意到油藏流体存在这种非均质性非均质性(Espach(Espach和和Fry,1951Fry,1951；Schulte,1980Schulte,1980；Slentz,1981)Slentz,1981)。当前对这种现象地质解释主要是建。当前对这种现象地质解释主要是建立在立在EnglandEngland及其合作者研究基础之上（及其合作者研究基础之上（Englarnd Englarnd 等，等，19871987；EnglandEngland和和Mackenzie,1989Mackenzie,1989；EnglandEngland，19901990）。）。第3页第3页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第一节第一节 油藏地球化学理论基础油藏地球化学理论基础 一、油藏充注作用一、油藏充注作用 1、不同演化阶段烃源岩生烃产物组成差异 不同时期生成石油物质注入到同一储层后，依据油层中流体注入先后次序，其物理和化学组成存在一定差异。这种差异大小与油藏充注累积效应相关。这是油藏原油非均质性物质基础。第4页第4页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第一节第一节 油藏地球化学理论基础油藏地球化学理论基础 一、油藏充注作用一、油藏充注作用 2 2、油田（或油藏）充注作用模式、油田（或油藏）充注作用模式 EnglandEngland等等人人曾曾经经阐阐明明，二二次次运运移移可可理理解解为为两两个个序序次次推推动动过过程程：进进入入到到含含有有最最大大入入口口半半径径岩岩层层；进进入入到到右右图图中中描描述述那那样样岩岩层层中中可可进进得得去去孔孔隙隙。右右图图就就是是阐阐明明当当运运移移中中石石油油碰碰到到圈圈闭闭中中储储层层时时，石石油油沿沿大大孔孔隙隙通通道道进进入入到到储层并充填在相应孔隙空间中。储层并充填在相应孔隙空间中。第5页第5页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第一节第一节 油藏地球化学理论基础油藏地球化学理论基础 一、油藏充注作用一、油藏充注作用 2、油藏充注作用模式 油田（油藏）充注作用过程，是和烃源岩生烃、排烃、运移等过程紧密相关。理想概念模型是：形成油藏圈闭捕捉是某烃源岩层不同生烃地质时期形成油气。不同时期形成油气经过运移作用延绵不停地注入到圈闭中。依据England等人（England等，1987、1990；England和Mackenzie,1989）研究，石油最初是以枝状经过排驱压力最小孔隙进入油藏范围内储层。烃源岩后期生成石油经过注入点抵达圈闭同一侧后，它将如同一系列“波阵面”那样向圈闭内部推进，在横向上和垂向上取代先期生成石油，结果使先期注入成熟度较低原油相对远离油源区。第6页第6页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第一节第一节 油藏地球化学理论基础油藏地球化学理论基础 一、油藏充注作用一、油藏充注作用 烃源岩在地质历史过程中烃源岩在地质历史过程中随成熟度增长动态演化模随成熟度增长动态演化模式中所生成物质，以生成式中所生成物质，以生成时间相对早晚展布在油藏时间相对早晚展布在油藏范围内平面上。因此，在范围内平面上。因此，在油藏充注过程完毕时，会油藏充注过程完毕时，会造成石油柱在横向上和垂造成石油柱在横向上和垂向上成份改变，从而造成向上成份改变，从而造成油藏流体在其注入过程中油藏流体在其注入过程中即存在非均质性。即存在非均质性。第7页第7页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第一节第一节 油藏地球化学理论基础油藏地球化学理论基础 一、油藏充注作用一、油藏充注作用 油油田田（或或油油藏藏）充充注注作作用用过过程程所所造造成成横横向向上上成成份份继继承承性性非非均均质质性性，事事实实上上反反应应了了油油藏藏石石油油注注入入方方向向，即即通通过过对对这这种种非非均均质质性性描描述述，可可用用以以阐阐述述油油藏藏注注入入历历史和注入方向。史和注入方向。应应当当说说这这种种充充注注模模式式是是油油藏藏充充注注过过程程简简朴朴化化浓浓缩缩。对对复复杂杂圈圈闭闭体体系系和和油油源源系系统统，这这种种过过程程则则会会被被相相应应地地复复杂杂化化。显显然然，对对这这种种复复杂杂化化现现象象理理解解，同同样样来来自自对对油藏成藏特性和流体非均质性结识。油藏成藏特性和流体非均质性结识。第8页第8页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第一节第一节 油藏地球化学理论基础油藏地球化学理论基础 二、油田（油藏）流体混合作用二、油田（油藏）流体混合作用 England England等（等（19891989）认为，一旦油藏范围孔隙空间达）认为，一旦油藏范围孔隙空间达到高含油饱和度时，油藏内非均质流体混合作用，力图消到高含油饱和度时，油藏内非均质流体混合作用，力图消除由充注过程带来继承性成份改变，逐步建立石油柱力学除由充注过程带来继承性成份改变，逐步建立石油柱力学和化学平衡。和化学平衡。England(1990)England(1990)提出，石油柱低速混合作用提出，石油柱低速混合作用是部分或所有消除原油构成非均质性主要原因。这种低速是部分或所有消除原油构成非均质性主要原因。这种低速混合作用方式主要包括：混合作用方式主要包括：1 1、热对流混合作用、热对流混合作用 2 2、密度驱动混合作用、密度驱动混合作用 3 3、扩散混合作用、扩散混合作用 第9页第9页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第一节第一节 油藏地球化学理论基础油藏地球化学理论基础 二、油田（油藏）流体混合作用二、油田（油藏）流体混合作用 1 1、热对流混合作用、热对流混合作用 理理论论上上讲讲，储储层层在在垂垂向向上上地地温温梯梯度度改改变变将将会会造造成成流流体体发发生生热热对对流流作作用用，但但事事实实上上在在多多数数石石油油储储层层中中，由由地地温温梯梯度度、储储层层特特性性及及流流体体性性质质综综合合反反应应瑞瑞利利数数（RaRa）尚尚未未达达到到热热对对流流所所需需临临界界值值（Ra=4.0Ra=4.0）（Englang,Englang,1981,1981,19901990）。另另外外，重重力力作作用用往往往往阻阻碍碍热热对对流流作作用用顺顺利利进进行行。由由此此可可见见，该该作作用用在在石石油油储储层层垂垂向向上上混混合合作作用用不不明明显显。然然而而，在在储储层层侧面上，侧面上，只要存在温度梯度，只要存在温度梯度，热对热对流作用就能流作用就能够发够发生。但就地生。但就地质时间质时间而言，石油在而言，石油在储层储层中中热对热对流作用是相称流作用是相称缓缓慢，因而慢，因而热对热对流作用流作用对储层对储层石油石油组组分非均分非均质质性影响甚微。性影响甚微。第10页第10页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第一节第一节 油藏地球化学理论基础油藏地球化学理论基础 二、油田（油藏）流体混合作用二、油田（油藏）流体混合作用 2 2、密度驱动混合作用、密度驱动混合作用 地地下下烃烃类类因因密密度度差差别别而而处处于于不不稳稳定定状状态态，必必将将产产生生流流体体对对流流混混合合。造造成成这这一一混混合合作作用用直直接接原原因因是是地地下下流流体体密密度度差差别别，故故称称之之为为密密度度驱驱动动混混合合作作用用。其其混混合合原原理理与与上上述述热热对对流流混混合合作作用用相相同同，前前者者是是由由于于石石油油总总体体构构成成改改变变而而引引起起密密度度差差别别所所致致，而而后后者者是是由于局部温度差由于局部温度差别别引起引起热热流梯度改流梯度改变结变结果。果。第11页第11页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第一节第一节 油藏地球化学理论基础油藏地球化学理论基础 二、油田（油藏）流体混合作用二、油田（油藏）流体混合作用 2 2、密度驱动混合作用、密度驱动混合作用在在油油区区范范围围内内储储层层有有效效渗渗入入率率（K）是是一一个个主主要要参参数数，它它有有别别于于岩岩芯芯中中实实测测有有效效渗渗入入率率，其其数数值值也也许许仅仅为为岩岩芯芯实实测测值值1/100。通通惯惯用用（K）值值将将储储层层划划分分为为三三种种类类型型：(K)10010-3m2，属属极极好好储储层层；(K)=100-1010-3m2，属属好好储储层层；(K)1010-3m2，属属差差储储层层。由由19-5图图可可知知，储储层层性性能能越越好好，密密度度驱驱动动混混合合作作用用越越有有效效，所所需需要要混混合合时时间间（tDENS）越越短短。至至今今可可大大量量观观测测到到油油藏藏侧侧向向上上密密度度梯梯度度存存在在。显显然然，上上述述结结果果暗暗示示，任任何何继继承承性性构构成差别在多数情况下都不会被完全消除掉。成差别在多数情况下都不会被完全消除掉。第12页第12页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第一节第一节 油藏地球化学理论基础油藏地球化学理论基础 二、油田（油藏）流体混合作用二、油田（油藏）流体混合作用 3 3、扩散混合作用、扩散混合作用 扩扩散散是是分分子子间间自自由由运运动动而而引引起起微微观观现现象象。在在一一个个流流体体柱柱中中，扩扩散散作作用用能能够够削削弱弱甚甚至至最最后后消消除除化化学学势势差差别别。假假设设温温度度和和压压力力恒恒定定，化化学学势势在在水水平平方方向向上上差差别别仅仅是是浓浓度度函函数数。因因此此，扩扩散散能能够够减减小小水水平平浓浓度度差差别别性性。由由于于扩扩散散混混合合时时间间与与它它涉涉及及距距离离平平方方成成正正比比，因因此此井井与与井井之之间间扩扩散散 典典 型型 时时 间间，总总 是是 不不 小小 于于 t tFILLFILL。比比 如如，对对 于于(K)=10010(K)=10010-3-3mm2 2储储层层，大大约约是是1 1亿亿年年。显显然然，对对于于井井与井之间混合，分子扩散作用就显得无能为力了。与井之间混合，分子扩散作用就显得无能为力了。第13页第13页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第一节第一节 油藏地球化学理论基础油藏地球化学理论基础 二、油田（油藏）流体混合作用二、油田（油藏）流体混合作用 4 4、混合速率、混合速率 单一油藏中储层混合时间估算值单一油藏中储层混合时间估算值（EnglandEngland，19891989）t tFILLFILL：储层注入之后也许：储层注入之后也许经历时间；经历时间；T Tdiffdiff(100m)(100m)：扩散混合：扩散混合100m100m所需时间；所需时间；t tDENSDENS：密度混合所需时间：密度混合所需时间 第14页第14页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第一节第一节 油藏地球化学理论基础油藏地球化学理论基础 二、油田（油藏）流体混合作用二、油田（油藏）流体混合作用 4 4、混合速率、混合速率 经过对混合作用认识，England和Mchenzie（1989）对这些混合机理时间尺度数量级作了估算，他们认为，在不存在混合作用屏障情况下，石油在油藏内混合作用具备以下特点：单个石油柱内，垂向上扩散混合作用在地质学上是快速完成，造成在1Ma时间幅度内以大约100m规模建立重力分异浓度梯度；横向上穿越大油田石油柱扩散混合作用，在地质学上是迟缓进行，成份非均质性可保持数十个百万年。这是因为，在引发全油田（油藏）混合作用上，因为水平方向浓度差异组成化学势不同引发分子扩散作用，普通不是有效混合作用（England等，1987）。第15页第15页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第一节第一节 油藏地球化学理论基础油藏地球化学理论基础 二、油田（油藏）流体混合作用二、油田（油藏）流体混合作用 5 5、流体分隔屏障对充注和混合作用影响、流体分隔屏障对充注和混合作用影响 油油田田（或或油油藏藏）中中如如不不存存在在隔隔层层屏屏障障，且且油油田田近近期期内内未未发发生生油油田田倾倾斜斜、充充注注或或渗渗漏漏，石石油油柱柱在在垂垂向向上上是是均均质质，横横向向上上是是非非均均质质，并并处处于于力力学学平平衡衡状状态态（StoddartStoddart等等，19951995；Horstad,1995Horstad,1995）。不不然然，存存在在分分隔隔屏屏障障对流体充注和混合作用影响。对流体充注和混合作用影响。第16页第16页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第一节第一节 油藏地球化学理论基础油藏地球化学理论基础 三、沿充注方向和运移方向石油化学构成改变特性三、沿充注方向和运移方向石油化学构成改变特性 第17页第17页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第一节第一节 油藏地球化学理论基础油藏地球化学理论基础 四、焦油席形成机理四、焦油席形成机理 焦油席（Tar mat）是指含有显著界定范围富沥青质石油带（Wilhelms和Larter,1995），是在不同地质、地球化学条件下石油中沥青质相对富集结果。也就是说，与同油藏原油化学组成比较，其化学组成主要特性是沥青质含量高，而烃类组分极低，常不含有流动性，因而是油层中不可开采部分，在石油柱内常成为流体流动屏障。第18页第18页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第一节第一节 油藏地球化学理论基础油藏地球化学理论基础 四、焦油席形成机理四、焦油席形成机理 在在油油藏藏开开发发方方面面，区区域域范范围围内内焦焦油油席席辨辨认认和和预预测测模模式式建建立立，将将有有助助于于油油田田开开发发和和油油藏藏开开发发方方案案调调整整，这这是是由由于于，焦焦油油席席主主要要代代表表原原地地不不可可采采油油，同同时时它它（们们）也也代代表表油油层层内内部部存存在在流流动动屏屏障障，并并且且在在含含有有焦焦油油席席油油气气藏藏开开采采过过程程中中经经常常发发生生与与之之相相关关脱脱沥沥青青问问题题。至至于于对对焦焦油油席席空空间间分分布布结结识识，在在修修正正可可采采储储量量估估算算投投资资问问题题讨讨论论、注注水水井井有有效效布布署署过过程程中中都都含含有有主主要要意意义义。因此，对焦油席研究含有主要现实意义。因此，对焦油席研究含有主要现实意义。第19页第19页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第一节第一节 油藏地球化学理论基础油藏地球化学理论基础 四、焦油席形成机理四、焦油席形成机理 第20页第20页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第一节第一节 油藏地球化学理论基础油藏地球化学理论基础 四、焦油席形成机理四、焦油席形成机理 第21页第21页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第二第二节节 油藏地球化学主要研究油藏地球化学主要研究领领域及域及办办法法 一、油藏地球化学描述一、油藏地球化学描述 油藏地球化学描述是依据研究目标和研究需要，采取不同地球化学分析手段和分析方法，全方面研究和详细描述油藏流体在纵向和垂向上分布特性，并依据油藏流体特理性质和化学成份分布特性，建立油藏流体分布和成份改变成因和预测模型。因此，油藏地球化学描述是项全方面细致研究工作。第22页第22页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第二第二节节 油藏地球化学主要研究油藏地球化学主要研究领领域及域及办办法法 一、油藏地球化学描述一、油藏地球化学描述 在对储层进行岩性描述基础上，经过对储集岩含油特性和所含油油品特性扫描式分析（如FID/TLC分析和储层热解分析）和部分选样品择性分析（如重点样品色谱分析、色谱/质谱分析等），建立油层石油柱岩性、储层物性（如孔隙度、渗透率）、含油性和油品性质等剖面分布关系，并在此基础上，经过油藏范围不同部位钻井柱相关横向对比，综合研究油藏石油柱物理性质和化学组成平面分布特性及其成因特性，为油藏开发方案设计过程中需要考虑很多地质、地球化学问题，如有机隔层问题、纵向和横向上连通性问题等，进行综合分析与研究。第23页第23页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第二第二节节 油藏地球化学主要研究油藏地球化学主要研究领领域及域及办办法法 一、油藏地球化学描述一、油藏地球化学描述 对对油油藏藏进进行行地地球球化化学学描描述述基基本本条条件件，是是在在油油藏藏范范围围内内钻钻井井在在石石油油柱柱进进行行了了完完整整钻钻井井取取芯芯过过程程，并存在在完井并存在在完井测试过测试过程中所取得油、气水程中所取得油、气水样样。油油藏藏地地球球化化学学描描述述并并不不是是对对油油层层流流体体物物理理、化化学学性性质质进进行行简简朴朴地地分分析析，同同时时要要对对流流体体分分布布和和性性质质进行预测进行预测。如原油密度、粘度、流动性预测等。如原油密度、粘度、流动性预测等。第24页第24页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第二第二节节 油藏地球化学主要研究油藏地球化学主要研究领领域及域及办办法法 一、油藏地球化学描述一、油藏地球化学描述 第25页第25页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第二第二节节 油藏地球化学主要研究油藏地球化学主要研究领领域及域及办办法法 二、油藏分隔性地球化学研究二、油藏分隔性地球化学研究 油油藏藏分分隔隔性性和和油油层层连连通通性性研研究究是是油油气气藏藏研研究究主主要要内内容容，是是油油田田开开发发和和管管理理方方案案取取得得成成功功基基础础，它它可可为为初初次次生生产产中中井井位位确确实实定定提提供供信信息息，亦亦可可为为二二次次或或三三次次采采油油方方案案提提供供相相关关信信息息（KaufmanKaufman等等，19901990）。当当前前常常规规油油藏藏描描述述只只着着眼眼于于储储层层非非均均质质性性，主主要要研研究究储储层层空空间间分分布布规规律律及及其其对对油油层层连连通通性性影影响响。油油藏藏地地球球化化学学研研究究结结果果表表明明，砂砂层层连连续续分分布布并并不不等等同同于于流流体体连连通通性性，油油层层内内可可存存在在由由各各种种原原因因形形成成有有机机隔隔层层（如如焦焦油油席席），使使油油层层内内部部出出现现“储储层层连连续续，油油层层分分隔隔”现现象象，这这对对油油田田开开发发和和生生产产管管理理都都有着主要影响。有着主要影响。第26页第26页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第二第二节节 油藏地球化学主要研究油藏地球化学主要研究领领域及域及办办法法 二、油藏分隔性地球化学研究二、油藏分隔性地球化学研究 1 1、研究有机隔层理论依据、研究有机隔层理论依据当当石石油油柱柱内内存存在在隔隔层层时时，在在石石油油柱柱建建立立力力学学和和化化学学平平衡衡过过程程中中，隔隔层层会会制制止止或或延延缓缓这这种种过过程程进进行行，其其结结果果是是在在大大多多数数情情况况下下流流体体成成份份差差别别将将保保留留下下来来。由由于于垂垂向向上上扩扩散散作作用用是是容容易易完完毕毕。因因此此，在在油油藏藏中中不不存存在在隔隔层层屏屏障障，或或者者近近期期未未发发生生倾倾斜斜、充充注注、或或渗渗漏漏等等情情况况下下，石石油油柱柱在在垂垂向向上上是是均均质质，横横向向上上是是非非均均质质，并并处处于于力力学学平平衡衡状状态态（Stoddart,1995Stoddart,1995）。若若垂垂向向上上流流体体柱柱存存在在明明显显非非均均质质性性，则则表表明明油油藏藏在在垂垂向向上上是是互互相相分分隔隔，分分隔隔屏屏障障往往往往是是分分布布在在油油层层中中被被低低渗渗入入层层（如如页页岩岩、碳碳酸酸盐盐岩岩胶胶结结带带或或焦焦油油席席）侧侧向向延延伸伸带带所所分分隔隔地地段段。另另外外，地地层层水水也也可可用用以以研研究究流流体体分分隔隔性性:扩扩散散模模拟拟表表明明，水水混混合合速速度度整整体体上上与与类类似似于于油油中中轻轻质质组组分分混混合合速速度度，地地层层 水水 成成 份份 阶阶 跃跃 式式 改改 变变，可可 作作 为为 油油 藏藏 流流 体体 分分 隔隔 化化 标标 志志（Smalley,1995Smalley,1995）。）。第27页第27页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第二第二节节 油藏地球化学主要研究油藏地球化学主要研究领领域及域及办办法法 二、油藏分隔性地球化学研究二、油藏分隔性地球化学研究 1 1、研究有机隔层理论依据、研究有机隔层理论依据当当石石油油柱柱内内存存在在隔隔层层时时，在在石石油油柱柱建建立立力力学学和和化化学学平平衡衡过过程程中中，隔隔层层会会制制止止或或延延缓缓这这种种过过程程进进行行，其其结结果果是是在在大大多多数数情情况况下下流流体体成成份份差差别别将将保保留留下下来来。由由于于垂垂向向上上扩扩散散作作用用是是容容易易完完毕毕。因因此此，在在油油藏藏中中不不存存在在隔隔层层屏屏障障，或或者者近近期期未未发发生生倾倾斜斜、充充注注、或或渗渗漏漏等等情情况况下下，石石油油柱柱在在垂垂向向上上是是均均质质，横横向向上上是是非非均均质质，并并处处于于力力学学平平衡衡状状态态（Stoddart,1995Stoddart,1995）。若若垂垂向向上上流流体体柱柱存存在在明明显显非非均均质质性性，则则表表明明油油藏藏在在垂垂向向上上是是互互相相分分隔隔，分分隔隔屏屏障障往往往往是是分分布布在在油油层层中中被被低低渗渗入入层层（如如页页岩岩、碳碳酸酸盐盐岩岩胶胶结结带带或或焦焦油油席席）侧侧向向延延伸伸带带所所分分隔隔地地段段。另另外外，地地层层水水也也可可用用以以研研究究流流体体分分隔隔性性:扩扩散散模模拟拟表表明明，水水混混合合速速度度整整体体上上与与类类似似于于油油中中轻轻质质组组分分混混合合速速度度，地地层层 水水 成成 份份 阶阶 跃跃 式式 改改 变变，可可 作作 为为 油油 藏藏 流流 体体 分分 隔隔 化化 标标 志志（Smalley,1995Smalley,1995）。）。第28页第28页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第二第二节节 油藏地球化学主要研究油藏地球化学主要研究领领域及域及办办法法 二、油藏分隔性地球化学研究二、油藏分隔性地球化学研究 2 2、拟定油藏内流体流动屏障办法、拟定油藏内流体流动屏障办法 2.1 2.1 依据原油总体构成改变研究油藏流体流动屏障依据原油总体构成改变研究油藏流体流动屏障 垂垂向向上上分分隔隔层层存存在在，也也往往往往造造成成流流体体构构成成在在垂垂向向上上存存在在非非均均质质性性，许许多多资资料料，如如气气油油比比、凝凝析析油油/气气比比、储储层层条条件件下下泡泡点点压压力力和和密密度度等等高高压压物物性性资资料料等等，均均可可用用于于批批示示油油层层流流体体构构成成改改变变，并并能能反反应应流流体体间间微微小小差差别别，含含有有明明显显优优越性。越性。第29页第29页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第二第二节节 油藏地球化学主要研究油藏地球化学主要研究领领域及域及办办法法 二、油藏分隔性地球化学研究二、油藏分隔性地球化学研究 2 2、拟定油藏内流体流动屏障办法、拟定油藏内流体流动屏障办法2.1 2.1 依据原油总体构成改变研究油藏流体流动屏障依据原油总体构成改变研究油藏流体流动屏障福蒂斯油田石油泡点压力（福蒂斯油田石油泡点压力（10105 5PaPa）分布图（据）分布图（据 England England，19901990）第30页第30页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第二第二节节 油藏地球化学主要研究油藏地球化学主要研究领领域及域及办办法法 二、油藏分隔性地球化学研究二、油藏分隔性地球化学研究 2 2、拟定油藏内流体流动屏障办法、拟定油藏内流体流动屏障办法2.2 2.2 应应用色用色谱资谱资料研究油料研究油层连层连通性通性Unity油田Ghazal组地层剖面图（据Hwang等，1994）第第2-92-9号井号井H H砂层砂层2 2号井号井D D、H H砂层砂层第31页第31页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第二第二节节 油藏地球化学主要研究油藏地球化学主要研究领领域及域及办办法法 二、油藏分隔性地球化学研究二、油藏分隔性地球化学研究 2 2、拟定油藏内流体流动屏障办法、拟定油藏内流体流动屏障办法2.3 2.3 应应用油田地用油田地层层水成份非均水成份非均质质性研究油性研究油层连层连通性通性 北海某油井中北海某油井中RSARSA8787Sr/Sr/8686SrSr值分布剖面值分布剖面图图（据（据Smalley,1995Smalley,1995）第32页第32页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第二第二节节 油藏地球化学主要研究油藏地球化学主要研究领领域及域及办办法法 三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献 在油田开发生产过程中，多数油井是采用在油田开发生产过程中，多数油井是采用混层开采，但在油藏动态管理中，需要知道每混层开采，但在油藏动态管理中，需要知道每一个单层出油情况，尤其是在采用一些增产办一个单层出油情况，尤其是在采用一些增产办法后（如注水、注蒸汽），需要监测单层产能法后（如注水、注蒸汽），需要监测单层产能改变。当前处理这个问题作业办法是生产测井。改变。当前处理这个问题作业办法是生产测井。问题问题提出提出第33页第33页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第二第二节节 油藏地球化学主要研究油藏地球化学主要研究领领域及域及办办法法 三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献 问题问题提出提出第34页第34页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第二第二节节 油藏地球化学主要研究油藏地球化学主要研究领领域及域及办办法法 三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献 油井产量奉献油井产量奉献（产能奉献）（产能奉献）是指混采井中各个是指混采井中各个单层单层 原油产量占这原油产量占这口井总口井总 原油产量百原油产量百分数分数如：如：如：如：上砂层上砂层上砂层上砂层:中砂层中砂层中砂层中砂层:下砂层下砂层下砂层下砂层 =10%=10%：15%15%：75%75%第35页第35页 原油色谱指纹：原油色谱指纹：原油色谱指纹：原油色谱指纹：指原油通过气相色谱分析所得到原油气相色谱图指原油通过气相色谱分析所得到原油气相色谱图上一些上一些可分辨小峰可分辨小峰可分辨小峰可分辨小峰，而每一个小峰代表了原油中某一个化合物或而每一个小峰代表了原油中某一个化合物或几种甚至好几种化合物混合几种甚至好几种化合物混合。指纹峰对：指纹峰对：指纹峰对：指纹峰对：两个用于计算色谱指纹（峰）构成一个指纹峰对。两个用于计算色谱指纹（峰）构成一个指纹峰对。指纹峰对比值：指纹峰对比值：指纹峰对比值：指纹峰对比值：指纹峰对中两个色谱指纹峰高比。指纹峰对中两个色谱指纹峰高比。第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 原油经气相色谱分析后，原油经气相色谱分析后，得到一段图谱得到一段图谱A、B、C、D、E为指纹峰对为指纹峰对a、b、c、d、e为色谱指纹为色谱指纹abdce指纹峰对比值指纹峰对比值c/d=2.05第36页第36页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第二第二节节 油藏地球化学主要研究油藏地球化学主要研究领领域及域及办办法法 三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献 基本原理基本原理 化学原理化学原理 地质条件地质条件 数学模型数学模型第37页第37页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第二第二节节 油藏地球化学主要研究油藏地球化学主要研究领领域及域及办办法法 三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献 化学原理：化学原理：化合物浓度加和性和原油色谱指纹峰加和性，即化合物浓度加和性和原油色谱指纹峰加和性，即某一指纹峰所代表化合物含量与其指纹峰峰高成正比某一指纹峰所代表化合物含量与其指纹峰峰高成正比同一个油样，加不同量内标，其峰高与标样量成正相关关系第38页第38页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第二第二节节 油藏地球化学主要研究油藏地球化学主要研究领领域及域及办办法法 三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献 相同性差别性地地质质条条件件第39页第39页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第二第二节节 油藏地球化学主要研究油藏地球化学主要研究领领域及域及办办法法 三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献 单层原油和混采井混合原油色谱指纹与混采井中各个单层原油产量奉献之间关系：aijci=bj i=1,m，k=1,n m单层油层数单层油层数n 指纹峰对个数指纹峰对个数 aij单层油指纹峰对比值单层油指纹峰对比值bj混采井混合原油指纹峰对比值混采井混合原油指纹峰对比值ci 所要求解混采井中各个单层原所要求解混采井中各个单层原 油产量奉献油产量奉献数数学学模模型型第40页第40页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第二第二节节 油藏地球化学主要研究油藏地球化学主要研究领领域及域及办办法法 三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献 绝对误差5%配配比比试试验验第41页第41页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第二第二节节 油藏地球化学主要研究油藏地球化学主要研究领领域及域及办办法法 三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献 第42页第42页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第二第二节节 油藏地球化学主要研究油藏地球化学主要研究领领域及域及办办法法 三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献三、应用原油色谱指纹技术研究合采井产量奉献 流体分布特性综合研究油环和凝析油构成差别和指纹特性研究合采原油指纹特性研究配比原油指纹特性研究指纹特性差别性、相同性、加和性合采烃类流体产能分派用最小二乘法和偏最小二乘法（PLS）生产测井标定油环开采过程上窜情况实际原油配比标定技技术术路路线线第43页第43页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 第二第二节节 油藏地球化学主要研究油藏地球化学主要研究领领域及域及办办法法 四、其它方面应用四、其它方面应用四、其它方面应用四、其它方面应用油油-水水-岩互相作用岩互相作用油气地球化学录井油气地球化学录井油气藏充注方向和历史油气藏充注方向和历史运载层确实定运载层确实定油藏剩余油研究油藏剩余油研究第44页第44页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 小结1.1.油油藏藏地地球球化化学学是是研研究究油油藏藏流流体体（油油、气气、水水）化化学学构构成成非非均均质质性性分分布布规规律律和和形形成成机机制制，摸摸索索油油气气田田储储层层（油油藏藏）充充注注过过程程、汇汇集集历历史史、成成藏藏机机制制以以及及油油田田开开发发过过程程中中动动态态监监测测技技术术等等应应用用领领域域一一门门地地球球化学分支学科。化学分支学科。2.2.油油藏藏地地球球化化学学理理论论基基础础是是：无无论论在在垂垂向向上上还还是是横横向向上上，油油藏藏流流体体（油油、气气、水水）成成份份是是非非均均质质性性。因因此此，油油藏藏地地球球化化学学中中心心任任务务是是结结识识油油藏藏这这一一非非均均质性分布、起因，并将其用于油藏勘探和油气开发。质性分布、起因，并将其用于油藏勘探和油气开发。第45页第45页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 小结3.造成油藏流体成份非均质性原因很多，其一,烃源岩有机质在进入沉积地层到生烃演化结束整个演化阶段，即便是同一烃源岩，不同演化阶段，其生烃产物物理性质和化学组成均存在较大差异。其二,油田（油藏）充注作用过程概念模型是：形成油藏圈闭捕捉是某烃源岩层不同生烃地质时期形成油气,早期注入油气被后期注入油气推进至远离油源区区域。第46页第46页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 小结4.4.焦焦油油席席（Tar Tar matmat）是是指指含含有有明明显显界界定定富富沥沥青青质质石石油油带带，因因此此可可用用棒棒色色谱谱分分析析快快速速鉴鉴定定，在在石石油油柱柱内内常常成成为为流流体体流流动动屏屏障障。在在油油藏藏开开发发方方面面，区区域域范范围围内内焦焦油油席席预预测测模模式式建建立立，将将有有助助于于油油田田开开发发和和二二次次采油与强化采油程序。采油与强化采油程序。第47页第47页第十三章第十三章 油藏地球化学基础油藏地球化学基础 小结5.5.油油藏藏分分隔隔性性和和油油层层连连通通性性研研究究是是油油气