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第1章 绪言 1

1.1 石油勘探的历史回顾 1

1.1.1 石油：从诺亚到石油输出国组织 1

1.1.2 石油勘探理念与技术的演化 4

1.2 石油地质学的含义 6

1.2.1 石油地质学与科学的关系 6

1.2.2 化学与石油地质学 6

1.2.3 物理学与石油地质学 6

1.2.4 生物学与石油地质学 7

1.2.5 石油地质学与石油勘探和生产的关系 7

第2章 石油的物理性质和化学性质 10

2.1 天然气 11

2.1.1 烃气 11

2.1.2 非烃类气体 13

2.2 天然气水合物 17

2.2.1 成分和赋存状态 17

2.2.2 识别和经济价值 18

2.3 原油 21

2.3.1 化学性质 22

2.3.2 分类 25

第3章 勘探方法 30

3.1 钻井与完井 30

3.1.1 顿钻 30

3.1.2 旋转钻井 31

3.1.3 各种类型的钻井装置 35

3.1.4 垂向井、定向井和水平井 36

3.1.5 水平钻井与多级水力压裂增产 38

3.1.6 各种类型的采油装置 39

3.2 储层评价 42

3.2.1 电测井 44

3.2.2 烃饱和度的定量计算 47

3.2.3 放射性测井 48

3.2.4 声呐或声波测井 52

3.2.5 联合孔隙度测井 53

3.2.6 核磁共振测井 55

3.2.7 介电测井 55

3.2.8 随钻测量或随钻测井 56

3.2.9 倾斜计测井和井眼成像 57

3.2.10 岩石物理分析中测井的应用：总结 60

3.2.11 测井在地质相分析中的应用 65

3.3 地球物理勘探方法 69

3.3.1 磁法调查 69

3.3.2 重力调查 72

3.3.3 磁法调查与重力调查：总结 74

3.3.4 地震调查 75

3.3.5 地震数据解释 80

3.4 井中地球物理和四维地震 92

3.4.1 垂直地震剖面（VSP） 92

3.4.2 四维地震 94

3.5 地下地质 96

3.5.1 地质剖面图 96

3.5.2 地下地质图 99

3.6 遥感 103

3.6.1 图像遥感 104

3.6.2 雷达 105

3.6.3 多谱扫描 105

3.6.4 结论 106

第4章 地下环境 112

4.1 地下水 112

4.1.1 分析 112

4.1.2 来源 112

4.1.3 地下水的化学性质 113

4.2 地下温度 117

4.2.1 基本原理 117

4.2.2 局部热变化 120

4.2.3 区域热变化 121

4.3 地下压力 121

4.3.1 测量 121

4.3.2 基本原理 123

4.3.3 异常高压 125

4.3.4 异常低压 129

4.3.5 压力封存箱 130

4.4 地下流体动力学 131

4.4.1 压力-温度关系 131

4.4.2 石油的二次运移 132

4.4.3 年轻盆地与衰老盆地的流体动力学：总结 134

第5章 石油的产生和运移 140

5.1 石油起源：有机还是无机 141

5.1.1 起源于地幔的烃类 144

5.1.2 Fischer-Tropsch合成石油起源论 145

5.1.3 石油的无机起源说与有机起源说：总结 146

5.2 地表处发生的现代有机过程 146

5.2.1 有机物的生产率和保存 148

5.2.2 古代沉积物中有机质的保存 152

5.3 干酪根的形成 153

5.3.1 有机物的浅层成岩作用 153

5.3.2 干酪根的化学性质 155

5.3.3 干酪根的成熟 158

5.3.4 古温度表 160

5.4 石油运移 167

5.4.1 以初级石油的形式排出 171

5.4.2 烃在水溶液中排出 171

5.4.3 石油在气态溶剂中排出 173

5.4.4 游离态石油的初次运移 173

5.4.5 烃吸附在源岩中的重要性 176

5.5 石油系统 176

5.5.1 石油运移距离的测量 177

5.5.2 石油系统与盆地模拟 178

5.5.3 石油的产生和运移：总结 180

第6章 储层 191

6.1 孔隙度 191

6.1.1 定义与分类 191

6.1.2 孔隙度的测量 197

6.2 渗透率 198

6.2.1 基本原理 198

6.2.2 渗透率的测量 198

6.2.3 对渗透率数据的解释 199

6.3 毛细管压力 201

6.4 孔隙度、渗透率和构造之间的关系 202

6.4.1 孔隙度、渗透率和颗粒形状的关系 203

6.4.2 孔隙度、渗透率和颗粒大小的关系 203

6.4.3 孔隙度、渗透率和颗粒分选的关系 203

6.4.4 孔隙度、渗透率和颗粒排列方式的关系 204

6.4.5 孔隙度、渗透率和沉积过程的关系 205

6.4.6 孔隙度、渗透率和颗粒取向的关系 205

6.5 成岩作用对储层质量的影响 206

6.5.1 成岩作用对砂岩储层的影响 207

6.5.2 成岩作用对碳酸盐岩储层的影响 215

6.5.3 非典型储层和裂缝储层 220

6.6 储层的连续性 221

6.6.1 沉积坝体 221

6.6.2 成岩作用坝体 224

6.6.3 构造坝体 225

6.7 储层表征 226

6.8 储量计算 228

6.8.1 初步体积储量计算 228

6.8.2 发现后的储量计算 229

6.9 开采方法 230

6.9.1 水驱 230

6.9.2 气顶驱 232

6.9.3 溶解气驱 232

6.9.4 人工举升与提高采收率 234

第7章 圈闭与盖层 243

7.1 引言 243

7.2 圈闭的术语 243

7.3 石油在圈闭内的分布 245

7.3.1 沥青膜 245

7.3.2 倾斜流体接触面 245

7.4 密封与盖层岩石 247

7.5 圈闭的分类 247

7.6 构造圈闭 248

7.6.1 背斜圈闭 248

7.6.2 断层和与断层有关的圈闭 252

7.6.3 构造圈闭与构造系统的关系 258

7.7 底辟圈闭 259

7.7.1 盐丘 260

7.7.2 泥底辟 262

7.8 地层圈闭 262

7.8.1 与不整合面无关的地层圈闭 263

7.8.2 与不整合面有关的地层圈闭 273

7.8.3 地层圈闭与沉积相的关系 276

7.9 水动力圈闭 277

7.10 复合圈闭 279

7.11 圈闭：结论 281

7.11.1 圈闭的形成时间与石油运移和储层沉积之间的关系 281

7.11.2 各种圈闭类型出现的相对频率 282

第8章 沉积盆地与石油系统 289

8.1 基本概念与术语 289

8.2 盆地形成的机理 291

8.3 沉积盆地的分类 296

8.4 克拉通盆地 297

8.4.1 克拉通内部盆地 297

8.4.2 外克拉通海湾盆地 300

8.5 海槽 305

8.5.1 地槽与板块构造学 305

8.5.2 弧后海槽 307

8.5.3 前弧海槽 310

8.6 裂-漂系列盆地 311

8.6.1 裂谷 311

8.6.2 夭折裂谷盆地：坳拉谷 315

8.7 走滑盆地 318

8.8 沉积盆地与石油系统 320

8.8.1 油气在不同类型盆地中的分布 320

8.8.2 油气在盆地内的分布 321

第9章 非常规石油资源 330

9.1 导言 330

9.2 塑态烃和固态烃 330

9.2.1 塑态烃和固态烃的存在形式 330

9.2.2 成分 333

9.3 沥青砂 335

9.3.1 沥青砂的成分 335

9.3.2 沥青砂在地质上的分布 338

9.3.3 沥青砂的来源 340

9.3.4 从沥青砂中提取石油 341

9.4 油页岩 343

9.4.1 油页岩的化学成分 344

9.4.2 油页岩的分布 345

9.4.3 从油页岩中提取石油 348

9.5 致密油储层 350

9.6 煤层甲烷气 353

9.7 页岩气 357

9.8 致密气储层 363

第10章 结论 374

10.1 远景区与概率 374

10.1.1 远景区评价 375

10.1.2 地质学方面 375

10.1.3 经济学方面 375

10.2 储量和资源 376

10.2.1 盆地储量的估算 378

10.2.2 全球储量和资源的评估 380

附录1 单位与缩写 386

附录2 术语表 387

附录3 地质年代表 390

附录4 美国和加拿大部分政区图 391