异常压力产生的地质作用有哪些

『壹』 油田开发地质学》综合复习资料

《油田开发地质学》综合复习资料
一、名词解释
1、标准层 : 作为划分和对比层位用的特征明显而稳定的地层。
2、干酪根:油母质，沉积岩中不溶于非氧化型酸、碱和非极性有机溶剂的分散有机质。
3、生储盖组合:生油层、储集层、盖层在时间、空间上的组合形式或配置关系。
4、石油 : 是由各种碳氢化合物和少量杂质组成的存在于地下岩石孔隙中的液态可燃有机矿产，是成分十分复杂的天然有机化合物的混合物。
5、油气藏:是地壳中油气聚集的最基本单位，是油气在单一圈闭内，具有独立压力系统和统一的油水界面的基本聚集。
6、石油
7、储集单元: ：一个储集层为一个储集单元。
8、孔隙结构:岩石中孔隙与连通它的吼道的形状，大小，分布及孔喉配属关系。
9、沉积旋回 ：或称沉积韵律，是指垂直地层刨面上具相似岩性的岩石有规律的重复出现。
10、折算压力：折算压头产生的压力。
11、油气田:受局部构造、地层岩性因素控制的，同一产油面积上油气藏的总和。
12、地温梯度 : 在恒温带以下，埋藏深度每增100米时，地温增高的度数。
13、储集层：由储集岩所构成的地层，又称储层。
14、岩性标准层: 岩特征明显、岩层稳定、厚度不大、分布广泛等区域性对比标志的岩层。
15、含油气盆地:地壳上具有统一地质发展史，长期以沉降为主，发生过油气生成、运移、聚集过程，并存在工业性油气藏的沉积盆地。
16、盖层：位于储集层上方，能阻止储集层中油气向上逸散的岩层。
17、烃源岩：能够生成石油和天然气的岩石。
二、填空题
1、石油的非烃类化合物组成分为 含硫化合物 、 含氮化合物、 含氧化合物 等三类。
2、地层超覆油气藏的分布位置在不整合面 ，裂缝性油气藏的油气储集空间和渗滤通道主要为 。
3、在地层倾角测井矢量图上可以解释 、 、 、
_________________等四种模式，它们可以反映地下沉积和构造地质信息。
4、依在陆相湖盆的坳陷内，油气成藏应具备_____________________、_____________________、____________________和____________________等四方面的基本地质条件。
5、依据沉积旋回——岩性厚度对比法进行油层对比时，先利用________________________、其次利用________________________________后，利用__________________________________，最后连接对比线，完成对比剖面图。
6、岩性遮挡油藏原来埋藏较深，具有一定的压力，后因断裂作用上升，其原始压力仍保存下来形成 。若已知辛3井钻遇L油层顶面的标高为-1750m，钻遇断点的标高为-1702m，那么该井钻遇了断层 盘的L油层。
7、含油气盆地是指地壳表面具有统一的地质发展历史，长期以 为主，能够生成油气，并且已经 的沉积盆地。在含油气盆地内，油气田评价钻探阶段完成或基本完成后计算的储量为 。
8、油气二次运移的通道主要有 、 和 等三类。
9、我国东部渤海湾盆地具备长期持续稳定下沉的_________________ 条件，深度适当、面积较大、有机质丰富的___________________ 条件，并且曾经发生油气的生成、运移和聚集。因此，渤海湾盆地是_________ ________ 盆地。
10、据我国油气勘探工作条例，区域勘探阶段部署井为地质井和_________________，圈闭预探阶段部署井为________________，评价勘探阶段部署井为_________________，上述探井的钻探目的和任务不同。
11、石油的主要元素组成中 含量高达96%。温度升高或溶解气量增大，石油相对密度 ，粘度 。
12、油气藏的形成是各种地质因素综合作用的结果，通常概括为_______________________、____________________、_____________________、____________________等四个基本地质条件。
13、油田构造图通常选择___________________和_____________________为制图标准层。除地层油气藏外，一般不选择___________________或冲刷面为制图标准层。
14、地层压力是指____________________________________，它是油气田开发中重要的基础参数。在油层未被钻开之前所具有的地层压力称为_________________________，它的分布受________________和____________________的影响。
15、石油主要由 等五种化学元素组成，通常石油中烷烃含量 、溶解气量 、温度 ，则石油的粘度低。
16、形成断层圈闭的基本条件是断层应具有 ，并且该断层必须位于储集层的 方向。
17、油气田地质剖面图是沿某一方向切开的垂直断面图，它可以反映地下_______________、_______________________、________________________、_________________等地质特征；
18、油气有机成因论认为，生成油气的原始沉积有机质随埋深的增加、古地温的升高进一步转化成大分子的_____________________，当达到___________________时，大量生成液态烃。
19、我国常规油气田勘探的程序分_______________________、 ________________________、________________________三大阶段。
206、压力降落法是利用由__________________和________________两个参数所构成的压降图来确定气藏储量的方法。因此，利用压力降落法确定的天然气储量又称为_____________________。
21、储集层之所以能够储集和产出油气，其原因在于具备______________和_______________两个基本特性。
三、问答题
1、简述高异常地层压力的形成原因及其在油气初次运移中的作用。
2、简述影响圈闭有效性的主要因素。
3、试述生油层、储集层、盖层特征的差异性，并列举各自的主要岩石类型。
4、图示说明油气藏的基本分类。
5、试对井下地层的重复与缺失进行地质分析。
6、简述油气初次运移的主要动力及其特征。
7、井下断层存在的可能标志是什么，应用这些标志应注意哪些问题？
8、试述有机质是如何向油气转化的？有何特点？
9、利用容积法计算岩性油藏的储量时，含油面积如何求取？
10、试述有机质向油气演化的主要阶段及其基本特征。
11、容积法计算石油储量的基本原理是什么？含油面积参数受哪些因素的影响？
答：（1）容积法计算石油储量的基本原理是计算地下岩石孔隙中油气所占的体积，然后用地面的重量单位或体积单位表示。 N=100AheФρ（1-Swi）ρ0/Boi
（2）含油面积的确定主要受产油层的圈闭类型，储集层物性变化及油水分布规律的影响。

四、绘图、计算题
1、图一为某储集层顶面构造图，储集层厚30米,储集层之上发育有良好的盖层。试找出可能的圈闭,指出圈闭类型、画出溢出点、闭合面积，并求各圈闭的闭合高度。

图一 某储集层顶面构造图

2、根据各井所钻穿的地层顺序（连续英文字母表示连续沉积），通过地层对比，绘制地质剖面图，见下图二。

图二 各井所钻穿的地层剖面示意图

3、如下图3所示，表示某断块内各井钻遇某一单油层的厚度特征(分子表示有效厚度，分母表示砂层厚度)。请在图上绘出：① 砂岩尖灭线，② 有效厚度零线，③ 有效厚度等值线（等值线间距1m）。

图3 某单油层井位图及数据分布

『贰』 工程地质判断题：承压水内部有压力而潜水内部无压力 我想知道错在哪

潜水内部无附加的孔隙水压力.
孔隙水压力随含水层深度的增加而增加

『叁』 区域地质环境压力变化

(一)省域地质环境压力对比

表4-11至表4-15给出了中国各省域地质环境压力评价结果。从表4-11和图-8可以看出，1997～2006年，我国各省域地质环境压力均呈增加趋势。1997年地质环境压力最大的5个省分别是上海、北京、山西、河北和辽宁，平均地质环境压力指数为32.8;2006年地质环境压力最大的5个省分别是上海、浙江、山西、天津和北京，平均地质环境压力指数为61.6，比1997年增加了87.8%。1997年地质环境压力最小的5个省分别是海南、新疆、内蒙古、青海和西藏，平均地质环境压力指数为4.0;2006年地质环境压力最小的5个省分别是内蒙古、黑龙江、广西、青海和西藏，平均地质环境压力指数为8.0，比1997年增加了100%。

虽然各省域地质环境压力均呈增加趋势，但是各省地质环境压力增长速率有很大差异。从表4-11和图4-9可以知道，年平均增长率最大的是西藏，高达1910.8%，说明虽然在所有省份中西藏地质环境压力是最小的，但是其地质环境压力增加是最快的。其次是浙江、青海、云南、重庆和安徽。年平均增长率最小的省份有北京、广西和黑龙江，说明其社会经济发展对地质环境压力处于缓慢增加状态。但是北京与广西、黑龙江不同，北京地质环境压力底数大，虽然年平均增长率小，但是其绝对数量很大;广西和黑龙江地质环境压力底数小，年平均增长率小，绝对数量也小。

根据4年评价结果，以地质环境开发压力指数为纵坐标，以地质环境污染压力指数为横坐标，绘制成图4-10。从图中可以看出，大体上地质环境污染压力指数与地质环境开发压力指数呈正相关关系，开发压力越大，则污染压力也越大。这说明一个地区地质环境开发强度越大，则经济活动对环境污染的可能越大。因此，降低一个地区地质环境压力的途径包括两个方面:一是提高资源利用效率，减少地质环境开发活动;二是控制废弃物对地质环境的污染，而重点在于前者。

(二)区域地质环境压力变化

按照评价结果对地质环境压力进行了定性分级:地质环境压力很大(≥50)、地质环境压力大(30～50)、地质环境压力中等(20～30)、地质环境压力小(10～20)、地质环境压力很小(＜10)。从图4-11至图4-14中可以看出，从1997年到2006年，地质环境压力很大及大的区域面积呈扩大态势，从1997年的3个省域增加到2006年的12个省域;而地质环境压力很小的区域面积逐年减少，从1997年的12个省域减少到2006年的2个省域。从区域分布来说，总体上地质环境从东部沿海地区向西部地区呈减小态势，地质环境压力大的区域主要分布在东部沿海地区和长江以北的中部地区。

分析我国地质环境压力重心，可以推知:我国地质环境压力重心在过去10年中发生了东移，从中部的山西能源基地转移到了东部沿海的环渤海湾经济区和长三角经济区。1997～2006年，上海、北京和山西3个省域的地质环境压力始终处于大或很大的状态，说明经济活动对地质环境产生了越来越大的压力，其累积效应使其成为地下水污染、地面沉降、矿山地质灾害等地质环境问题频繁、集中发生的区域。

从地质环境压力区域分布和经济增长区域分布的关系来看，地质环境压力较大的区域往往也是经济发展较快的区域，地质环境压力的重心也与我国经济增长的两极———长三角经济区和环渤海湾经济区相重合。这是由我国所处的经济发展阶段所决定的:我国正处在加快工业化和城市化的进程中，长期以来高投入、高消耗、高排放、低效率的粗放型经济增长方式未能得到根本扭转，地质资源需求不断增加，废弃物的排放亦随之增加。

表4-11 1997～2006年我国各省域地质环境压力指数计算结果

表4-12 1997年中国各省地质环境压力评价指标实际值与地质环境压力指数

续表

表4-13 2000年中国各省地质环境压力评价指标实际值与地质环境压力指数

续表

表4-14 2003年中国各省地质环境压力评价指标实际值与地质环境压力指数

续表

表4-15 2006年中国各省地质环境压力评价指标实际值与地质环境压力指数

图4-8 1997年和2006年中国省域地质环境压力对比图

图4-9 1997～2006年中国省域地质环境压力年平均增长率对比图

图4-10 地质环境压力指数与地质环境压力指数的关系图

图4-11 1997年中国区域地质环境压力分布示意图

图4-12 2000年中国区域地质环境压力分布示意图

图4-13 2003年中国区域地质环境压力分布示意图

图4-14 2006年中国区域地质环境压力分布示意图

『肆』 石油专业的英语高手翻译

油气藏地质复习题目
一、 名词解释
1、莫霍面：莫霍面位于地表以下数公里到30—40km深度，纵波达到这一界面后，其速度由平均6—7km/s突然升到8.1km/s，这一突变具有全球性，此界面的深度在大陆深，在海洋浅。
2、矿物：矿物是指由地质作用所形成的天然单质或化合物。
3、解理：矿物晶体在外力的作用下，严格按一定结晶方向破裂并形成光滑平面的性质，称为解理。
4、变质作用：基本处于固态的源岩，由于温度、压力及化学活动性流体的作用，使矿物成分、化学成分或结构发生变化，称为变质作用。
5、沉积分异：在搬运过程中，随着介质流速的减小和动能的减弱，碎屑物质要按照比重的大小、粒度的粗细、球度的好坏以及成分依次有规律地沉积。从河流的上游到下游，出现粒度从粗到细，相对密度由大到小，球度由差到好的分异作用。
6、地层：地层是指具有某些共同特征和属性，与相邻岩层存在明显差异、具有一定地质年代的岩层或岩石组合。
7、褶皱：褶皱是指层状岩石的各种面受力后所产生的弯曲变形现象，是岩石塑性的具体表现。
8、背斜：背斜是地层向上弯曲，核心部分的地层较老，外侧地层逐渐变新。
9、断层：岩石沿断裂面有明显位移的断裂构造称为断层。
10、矿化度：矿化度是指单位体积水中所含溶解状态的固体物质总量。
11、生油门限：随着埋藏深度增加，当温度升高到一定数值，有机质才开始大量转化为石油，这个温度界限称为有机质的成熟温度，又称门限温度，其对应的深度称为门限深度。
12、油型气：油型气是指腐泥型或腐殖——腐泥型沉积有机质进入成熟阶段以后所形成的天然气，它包括伴随生油过程形成的湿气以及高成熟和过成熟阶段由干酪根和液态烃裂解形成的凝析油伴生气和裂解干气。
13、烃源岩：烃源岩是指已经生成并排出足以形成商业性油气聚集的烃类的岩石。
14、裂缝：裂缝是指岩石发生破裂作用而形成不连续、有一定延伸长度、片状或板状的空间。
15、有效孔隙度：在当前工艺技术条件下，使储集层的油气产量达到工业油气流下限的孔隙度值为有效孔隙度下限值，凡等于或大于有效孔隙度下限值的孔隙度称为有效孔隙度。
16、排驱压力：排驱压力指非润湿相开始进入岩样最大喉道的压力。
17、油气运移：初次运移是指油气从生油层向储集层的运移。二次运移是指油气进入储集层或运载层之后至聚集起来之前所发生的一切运移，其包括了已经形成的油乞聚集因外界地质条件改变而引起的再次运移。
18、圈闭：地下运移的油气在一定条件下停止运移而集中聚集起来形成油气聚集，这种适合油气聚集、形成油气藏的场所就称为圈闭。
19、油气藏：油气在单一圈闭中的聚集称为油气藏。如果在圈闭中只聚集了石油，则称油藏；只聚集了天然气，则称气藏；二者同时聚集，则称为油气藏。
20、生储盖组合：在地层剖面中，源岩层、储集层、盖层在空间上和时间上的组合关系，称为生储盖组合。
21、油气田：油气田是指受单一因素或多种因素所控制的，在一定的产油气面积内的油藏、气藏、油气藏的总和。如果只有油藏，称为油田，只有气藏，称为气田。
22、含油气盆地：已经发现油气田（藏）或已有油气显示的沉积盆地以及具备油气生、运、聚条件的沉积盆地。
23、成分成熟度：碎屑沉积组分在风化、搬运沉积作用的改造下，接近最终产物的程度。
24、油气聚集带：所谓油气聚集带，指同一个二级构造带或岩性岩相变化带中，互有成因联系、油气聚集条件相似的一系列油气田的总和。（沉积运移作用没找到）
25、排替压力：某一岩样中的湿润相流体被非湿润相流体开始排替所需的最低压力
二、问答题
1、岩浆作用与变质作用的差别
岩浆作用分为喷出作用各侵入作用，岩浆喷出地表的作用称为喷出作用，双称为火山作用；深部岩浆向上运移，侵入周围岩石而示到达地表，称为侵入作用。基本处于固态的原岩，由于温度压力及化学活动性流体的作用，使矿物成分、化学成分或结构发生变化，称为变质作用。其又分为接触变质作用、区域变质作用、动力变质作用、混合岩化作用。
2风化作用的类型、产物及影响因素
风化作用包括物理风化作用、化学风化作用和手物风化作用三种基本类型；地壳表层岩石风化的结果，形成了三种性质不同的风化产物：碎屑残留物质、新后成的矿物和溶解物质；影响风化作用的主要因素有母岩成分、气候和地形等。
3、角度不整合接触怎样形成
角度不整合接触的特点是不整合上下两套地层呈角度相交，其间有剥蚀面相分隔，上覆岩层覆盖于倾斜地层侵蚀面之上，并与剥蚀面产状一致；地层时代是不连续的，其岩性和古生物特征是突变的，不整合面上也往往保存着古侵蚀面。有时还伴有岩浆作用和变质作用，遭受长期侵蚀，形成剥蚀面；然后地壳下降，在剥蚀面上接受新的沉积，形成新地层。
4、背斜和向斜的地表特征
背斜是地层向上弯曲，核心部分的地层较老，外侧地层逐渐变新。向斜是地层向下弯曲，核心部分的地层较新，外侧地层逐渐变老。
5、沉积岩形成过程
a、沉积岩原始物质（主要是母岩的风化产物）的形成阶段 b、沉积岩原始物质的搬运和沉积阶段（沉积物的形成阶段）c、沉积后作用阶段（包括沉积物的同生作用和准同生作用阶段、沉积物的成岩作用阶段、沉积岩的后生作用阶段）。
6、断层的主要类型和在野外怎样识别
根据断层两盘的相对位移关系分类：正断层：上盘相对下降，下盘相对上升的断层；逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降的断层；平移断层：断层两盘沿断层面走向方向作水平位移，规模巨大的平移断层叫做走向滑动断层。
断层的野外识别：构造的不连续：断层通常将地质体和构造绿断错开，使地质体和构造在平面或剖面上发生突然中断，造成地质界线和构造线的不连续；地层的重复和缺失：地层的重复和缺失现象，是判断断层存在的一个重要标志；断层面的构造特征：断层面上存在擦痕，断层破碎带中会出现断层角砾岩等；地层产状的突然改变：地层产状也是断层存在的重要标志。
7、盖层的封闭机理
物性封闭：是指依靠盖层的最大喉道与储集层的最小孔隙之间的毛细管压力差来封盖圈闭中的油气；超压封闭：是指地层孔隙流体压力比其对应的静水压力高，依靠盖层异常高孔隙压力封闭油气。烃浓度封闭：是指具有一定的生烃能力的地层为盖层，以较高的烃浓度阻滞下伏油气向上扩散运移， 这种封闭主要是对以扩散方式向上运移的油气起作用。
8、油气运移的动力、通道
初次运移的动力：正常压实产生的剩余流体压力；欠压实作用产生的异常高压；蒙脱石脱水作用；流体热增压作用；有机质的生烃作用；渗析作用。
油气初次运移的主要通道路包括：较大孔隙与微层理面、构造裂缝与断层、微裂缝、有机质或干酪根网络。
油气二次运移的动力有：浮力、水动力、构造应力、分子扩散力和分子渗透力等。
油气二次运移的主要通道路有：连通孔隙、裂缝、断层各不整合面。
9、生储盖组合的类型有哪几种
根据生、储、盖三者在时间上的相互配置关系，可将生储盖组合分为四种基本类型；正常式生储盖组合、侧变式生储盖组合、顶生式生储盖组合、自生、自储、自盖式生储盖组合。
10、影响圈闭有效性的因素
影响圈闭有效性的主要因素有以下几个方面：圈闭位置与油源区的远近关系、圈闭位置与油气主要运移路线的关系、圈闭形成时间与油气主要运移期的匹配关系。
11、油气藏类型
按照圈闭的成因不同，可以把油气藏分为：构造圈闭油气藏、岩性圈闭油气藏、地层圈闭油气藏、水动力圈闭油气藏
及复合圈闭油气藏。
12、含油气盆地概念及形成条件
含油气盆地：指已经发现油气田（藏）或已有油气显示的沉积盆地，以及具备油气生运聚条件的沉积盆地。
其形成必须具备三个条件：首先必须是沉积盆地；二是在漫长的地质历史时期曾经不断地沉降、接受沉积，具备油气生成与聚集的有利条件；三是在地质历史时期中曾经发生过油气。
三、论述题
1、油气藏形成条件
油气藏的形成过程就是在各种成藏要素的有效匹配下，油气从分散到集中的转化过程。 这些要素可归结为四个基本条件：充足的油气来源，有利的生储盖组合，有效的圈闭和良好的保存条件。
2、影响碎屑岩储集层形成的因素
沉积作用因素：母岩性质及物源供应对储层发育的影响，岩石组分对储层发充的影响，岩石结构对储层孔隙发育的影响，沉积构造对储层孔隙发育的影响；成岩作用因素：压实、压溶作用对碎屑岩储集层的影响，胶结作用对碎屑岩储集层的影响，溶蚀、交代作用对碎屑岩储集层的影响；构造因素：断裂，区域性抬升。
3、影响碳酸盐岩储集性能的因素
沉积环境：各类浅滩环境，生物礁环境，潮坪环境；成岩作用：溶解作用，胶结作用，白云石化作用，重结晶作用；构造作用：控制裂缝发育的岩性因素，控制裂缝发育的构造因素。
4、碳酸盐岩的孔隙类型
按成因，孔隙可划分为原生孔隙各次生孔隙两大类。原生孔隙除粒间孔隙外，生物体腔孔隙、生物骨架孔隙、晶间孔隙、鸟眼孔隙是碳酸盐岩所特有的。次生孔隙除受组构控制的粒间溶孔、粒内溶孔、晶间溶孔等外，还发育非组构控制的不规则状溶洞孔。

『伍』 那个什么地质学的压力 时间 是什么意思

时间就是指时间，单位通常是Ma（百万年）
地质学上的压力其实严格意义上是指压强，因为一直这么用所以将错就错了，单位通常是Pa（包括衍生的KPa、MPa、GPa）或者bar（包括衍生的Kbar）

『陆』 《油田开发地质学》综合复习资料

一、名词解释
1、 烃源岩：能够生成油气的岩石。
2、 盖层：位于储集层上方，阻止油气向上逸散的岩层。
3、 岩性标准层：岩性的特征明显，厚度稳定，连续性好，分布广泛，易于识别的地层。
4、 沉积旋回：垂直地层剖面上，具有相似岩性的岩石有规律的重复出现。
5、 地温梯度：埋藏温度每增加一百米时地温增高的度数。
6、 含油气盆地含油气的沉积盆地。在一定地史阶段内，受构造运动形成的，周围高中间相对低的接受沉积的沉降区。
7、 油气藏是地壳中油气聚集的最基本单位，是油气在单一圈闭内，具有独立压力系统和统一的油水界面的基本聚集。
8、 异常地层压力：我们把背离正常地层压力趋势线的底层压力称之为异常地层压力，或压力异常。
9、 岩心收获率：岩心长与取心进尺之比的百分数。
10、 断点组合
11、 圈闭是指储集层中能够阻止油气运移，并使油气聚集的一种场所，通常由储集层、盖层和遮挡物三部分组成。
12、 石油是由各种碳氢化合物和少量杂质组成的存在于地下岩石孔隙中的液态可燃有机矿产，是成分十分复杂的天然有机化合物的混合物。
13、 油气田受局部构造、地层岩性因素控制的，同一产油面积上油气藏的总和。
14、 孔隙结构岩石中孔隙与连通它的吼道的形状，大小，分布及孔喉配属关系。
15、 折算压力
16、 干酪根油母质，沉积岩中不溶于非氧化型酸、碱和非极性有机溶剂的分散有机质。分为:腐泥型，混合型，腐殖型。
17、 油气初次运移石油和天然气，自生油层向储集层的运移。
18、 储集单元
19、 压力系数
20、 可采储量（在现有的经济技术条件下，可以开采出来的石油和天然气的总量）。
21、 滚动勘探开发

『柒』 地质学的压力 时间 是什么意思

静水压力的定义：

定义1：

作用于静止液体两部分的界面上或液体与固体的接触面上的法向版面力。应权用学科：电力（一级学科）；通论（二级学科）

定义2：

作用于静止液体两部分的界面上或液体与固体的接触面上的法向面力是由均质流体作用于一个物体上的压力。这是一种全方位的力，并均匀地施向物体表面的各个部位。静水压力增大，会使受力物体的体积缩小，但不会改变其形状。

地壳内部深处的岩石受到的压力与此类似，它来自上覆岩层，名为岩石静压力。还有水的容量负荷增压强。

『捌』 影响盖层排替压力大小的地质因素是什么

宏观上讲 就是厚度 深度 岩性 微观上 就是毛细管压力

『玖』 变质作用的地质温度计和压力计

现代变质岩石学研究，已经不满足于定性地判定某一变质岩属于什么变质相。还要尽量去求得变质作用的具体温度和压力条件，这就要求有简便易行的地质温度计和压力计。下面介绍几种适用于不同成分的变质岩地质温度计和压力计。

地质温度计和压力计的基本思路是：①找出一个适当的平衡相组合，使之能给出相组分间的两个反应式；②解出该两个反应式的平衡温压条件，该两个平衡的反应线在P-T图上必有一交点，这是该两个反应在一个岩石中达到平衡时的温压条件，即该组合平衡的P-T值。一般要求这两个反应式均应独立于已消失的流体之外，所以一切涉及流体的反应，不能用于地质温压计，但这并不是说含水矿物不能用于温压计，只是参加反应的含水矿物其（OH）必须保存于固相中。最常用于温压计的一是交换反应，另一是净转换反应。一般地说，交换反应总是体积变化比较小的，所以多作为温度计用；而净转换反应则是压力计的首选对象。

在P-T图上，斜率大的反应线受温度控制，所以是好的温度计；而斜率较小的反应主要受控于压力，是好的压力计。反应曲线的斜率受控于Clausius-Clapeyron 方程（图9-1），所以一个熵变大而体积变化小的反应是一个好的温度计，而一个熵变小而体积变化大的反应则是好的压力计。

常用的变质作用地质温压计介绍如下：

1.石榴子石（Grt）－黑云母（Bi）Fe-Mg交换温度计

Grt-Bi温度计是最常用温度计之一，它适用于原岩成分很宽的各类岩石，且适用于很宽的变质级范围。选择含有黑云母和石榴子石的样品，镜下鉴定其结构上是处于平衡状态，最好是两者直接接触的。磨制电子探针片进行两种矿物相邻颗粒的成分测定，根据测试结果中FeO、MgO的含量计算其摩尔分数，求出两矿物中Fe/Mg比和它的分配系数K_D。分配系数是某一物质（i）溶解于两种互不混溶的液层之间的浓度比：

，然后，即可按一定的温度计方程，求出设定压力下的温度。关于该温度计至少已有18个版本，这里选择性介绍如下。

Ferry＆Spear（1978）发表了铁云母－金云母和铁铝－镁铝榴石之间Fe-Mg变换的实验数据，其所用体系的Fe/（Fe+Mg）比范围可达0.9。温度计方程式：

T={[2089+9.56P]/（0.782-ln K_D）｝-273

式中：T的单位为℃；P的单位为kbar;K_D=（Fe/Mg）^Bi/（Fe/Mg）^Grt。显然，其他参与固溶体的一些组分对该温度计有一定的影响，所以Spear提出该温度计使用时注意石榴子石应是低Ca和Mn的，（Ca+Mn）/（Ca+Mn+Mg+Fe）≤0.2，黑云母应贫Al^VI和Ti，其中（A1^VI+Ti）/（A1^Ⅵ＋Ti+Fe+Mg）≤0.5

Perchuk＆Lavrent'eva（1983）亦对Grt-Bi间的Fe-Mg分配做了实验，他们采用的是天然矿物作为起始材料，其Fe/（Fe+Mg）范围是0.3～0.7。Thoenen（1989）针对其中热力学方程存在问题作了修正，修正后的温度计如下：

T={[3890+9.56P]/（2.868-ln K_D））-273

式中：T的单位为℃；P的单位为kbar；该式计算结果与Ferry＆ Spear温度计对比，在500℃范围高了约30℃，700℃范围则又低了约60℃，不过经过8种方法的校验，可以认为Perchuk-Lavrent'eva的温度计更能得到准确的结果。

一般地说，Grt-Bi温度计较适用于高温绿片岩相和角闪岩相，在某些地区应用结果表明变质温度增高100～150℃，计算结果会有规律地偏高，对于高温角闪岩相和麻粒岩相的岩石，退变质会引起Fe-Mg的再分配，以致所得温度偏低很多，这是值得注意的。

Tracy（1976）的研究结果发现，富含黑云母的岩石，退变质反应对于基质黑云母影响甚少，而对于石榴子石边缘则影响较大。所以在富含黑云母的岩石中，宜用石榴子石的核部成分来与基质黑云母作为矿物对进行计算。不过，首先要弄清楚石榴子石（核部）与基质黑云母曾经处于平衡状态。

2.石榴子石（Grt）－单斜辉石（Cpx）温度计

多适用于较高级的基性变质岩类，如石榴角闪岩、石榴麻粒岩、石榴橄榄岩和榴辉岩等。

Ellis＆Green（1979）所提出Grt-Cpx温度计最为常用，该温度计应用的关键在于正确运用实验成果，考虑Grt-Cpx反应：

岩石学（第二版）

反应中

即石榴子石中Ca的替代问题，他们提供的温度计是：

岩石学（第二版）

式中：T的单位为℃；P的单位为kbar；分配系数K_D=（Fe²⁺/Mg）^Grt/（Fe^2＋/Mg）^Cpx。

最近有人研究认为Ellis＆Green的温度计，当用于压力约10kbar（1GPa）的麻粒岩时，温度会偏高50～150℃。

Krogh（1988）运用实验数据提出了一个新的表达式，突显出ln K_D与

之间的曲线关系：

岩石学（第二版）

式中：T的单位为℃；P的单位为kbar；据新近实际应用结果，认为Ellis＆ Green的温度计对于中低温陆壳榴辉岩，所求得平衡温度偏高约50℃，而Krogh的温度计计算的结果较为合理。

Grt-Cpx温度计没有考虑单斜辉石化学成分变异所带来的影响，当

（即单斜辉石中硬玉的组分）增大时，K_D值往往降低，特别当

时，影响更大。

总之，Grt-Cpx Fe-Mg交换温度计，目前看来尚不十分完善。但对于麻粒岩、榴辉岩而言，还是可用的，只是要经过必要的校正，这方面可参考Krogh（1988）相关文献。

3.二辉石地质温度计

顽火辉石（En）－透辉石（Di）熔线已有许多实验和计算资料，证明800℃以上透辉石熔线是很好的温度计。不过天然辉石，总是有杂质的，很少是纯Di-En二元系。所以温度计主要考虑其他组分的校正问题。但对于变质超镁铁岩，其中辉石类已达Di-En二元连线（Mg₂Si₂O₆-Ca Mg Si₂O₆）所含的杂质较少。Wells（1977）利用Mori与Green等人的实验数据，采用二元溶液混溶模型拟合出下列方程：

岩石学（第二版）

经整理后可得：

岩石学（第二版）

式中：

代表单斜辉石中Mg₂Si₂O₆组分的活度，所求得的T单位为开［尔文］（K）。

不过，上述方法对于含富铁的辉石的麻粒岩结果差些。

对于缓慢冷却的辉石，常常有出熔的条纹或叶片。所以在电子探针分析时要小心，以便求得有意义的数据。另外，三价铁的校正不当也会影响计算结果的准确性。

4.二长石温度计

多数长石含有3种组分：Ab、Or、An，其中Ab-An（斜长石系列）和Ab-Or（碱性长石系列）分别是固溶体。斜长石－碱性长石两种长石的共存蕴含许多热力学信息，多数二长石温度计都是利用斜长石和碱性长石中Ab组分的分配，来标定温度（如Haselton,1983），此种方法适用于低温，对第三种组分含量很低的长石是比较有效的，但是在高温时第三种组分含量就高了。现今新的二长石温度计均在考虑第三组分即三元溶液模式，要求考虑K在斜长石和Ca在碱性长石系列中的影响，三元法的优点在于计算出每种组分的温度从而提供有价值的平衡实验资料。较先进的二长石温度计，不能用简单的热力学方程来表达，只能用电脑程序如SOLVCALC（Wen＆Nekvasil,1994）。SOLVCALC是一个Windows程序，含有图解和计算三元长石熔线和二长石温度计等软件包，通过http://www.ndsu.nodak.e/instruct/sainieid/software/software_list_shtml。可以获取。

二长石温度计在麻粒岩相的高级片麻岩中运用较为成功（Bohlen et al.,1985），在此类岩石中富Ab的斜长石从碱性长石中出溶，富钾碱性长石从斜长石中出溶现象都很普遍。重要的是，出溶颗粒应重新计算以求得原来长石的成分（分析细节见Bohlen,1985）。

二长石温度计在角闪岩相和绿片岩相岩石中应用并不很成功，常常得到不合理的低温度值，显然这是因峰期变质过后有流体相的碱质变换所引起的。

5.方解石（Cc）－白云石（Dol）温度计

在Cc-Dol体系中有一个混溶间隔（图9-5），在此区内是白云石和方解石两相共存，但其中方解石的Mg含量因温度而改变。因而可以用作温度计。曲线的不对称性说明其测定相当精确，而且压力对温度的估算影响很小，然而多数碳酸盐矿物是含Fe CO₃和Mn CO₃等附加组分的，Powell eta L（1984）曾对Fe CO₃对Cc-Dol温度计的影响作过评估。

图9-5 方解石－白云石T-X图示混溶间隔与温度的关系

（据Powel et al.,1984）

成分变量X_Mg，方解石端元为0，白云石端元为1，方解石中的Mg含量是温度的函数

将Cc-Dol温度计用于变质岩时，应注意退变质的影响，镁质方解石出溶了白云石，在电子探针测定中，必须重新计算整合。有时原先有较高Mg含量的方解石，会因扩散而变低甚至消失，使高级大理岩只有300～400℃。所以Cc-Dol温度计对于低级造山变质和接触变质更为适用。

Ferry（2001）证实，在高级大理岩中可以发现被包裹于镁橄榄石中的高镁方解石晶粒，在白云石大理岩中生长的镁橄榄石会捕获细粒的方解石，在其冷却过程中，并未析出白云石或丢失Mg，新计算出的Cc-Dol熔线温度为600～700℃，它反映了镁橄榄石晶出时的高温环境。

前面介绍过变质温度计，下面主要介绍适用于泥质岩的变质压力计，即①Grt-Al₂SiO₅-Q-Pl组合和②Grt-Rt－铝硅酸盐－Ilm-Q组合。

6.斜长石－角闪石温压计

Hammarstrom ＆Zen（1986）通过侵入体周围的变质晕中的矿物组合的压力计算，发现了角闪石单位结构分子式中Al的总含量（Aι_tot）与压力具有线性相关性，在此基础上他们提出了最初的角闪石Al压力计的经验公式：

P=-2.92+5.03×Aι_totr²=0.80

式中：P的单位为kbar。压力计适用范围1.5～3kbar，以及7～10kbar（1kbar=10⁸Pa）。

Hollister et al.（1987）讨论了上述经验公式的热动力学基础，并且在增加了大量在中等压力条件下结晶的角闪石的数据的基础上修正了经验公式，得到了适用范围更为广泛的压

P=-4.76+5.64×Aι_toor²=0.97；误差±1kbar

式中：P的单位为kbar。以上的两个经验公式仅限在包含有特定的矿物组合（Q+Pl+Kf+Amp+Bi+Sph＋铁钛氧化物）的钙碱性岩石中使用。

Johnson＆Rutherford（1989）运用了具有上述矿物组合的天然的流纹质岩浆的火山相和侵入相进行了试验。试验具有fo₂缓冲，压力适用范围2～8kbar（200～800MPa），温度在740～780℃的条件下。他们得出了比从前的经验公式偏高的试验校准公式：

P=-3.46+4.23×Aι_totr²=0.99；误差±0.5kbar

式中：P的单位为kbar。Schmidt（1992）认为，温度及流体相中的CO₂的分数压力有较大的影响，这种影响只在饱和水并且接近固相线的条件下才能排除。因此他在近固相线区域（655～700℃）利用英云闪长岩和花岗闪长岩又一次试验校准了角闪石Al压力计：

P=-3.01+4.76×Aι_totr²=0.99；误差±0.6kbar

式中：P的单位为kbar。这一校准试验在2.5～13kbar（250～1300MPa）条件下进行，计算结果与前面提到的经验公式结果十分相近。

Anderson（1995）提出了加入温度校正的角闪石压力计公式：

P=4.76 Aι_tot-3.01［（T-675）/85］×［0.530 Al_tot+0.005294（T-675）］r²=0.99；误差士0.6kbar；温度T的单位为℃；压力P的单位为kbar。从以上公式可以看出要得到准确的压力值，需要先知道角闪石结晶的温度值。

Blundy＆Holland（1990）提出了基于反应：

Na Ca₂Mg₅Si₄（Al Si₃）0₂₂（OH）₂+4SiO₂=Ca2Mg₅Si₈O₂₂（OH）₂+Na Al Si₃0₈

试验条件为1～2kbar（100～200MPa）,500～1100℃的角闪石－斜长石地质温度计：

岩石学（第二版）

式中：K=［（Si-4）×X_Ab/（8-Si）］;Si为角闪石结构分子式中的Si原子数，X_Ab为斜长石中钠长石的摩尔分数；当X_Ab>0.5时，Y=0，当X_Ab<0.5时，Y=-0.806+25.5（1-X_Ab）²。P为压力（bar）,T为热力学温度（K）。

7.Grt-Al₂SiO₅-Qtz-Pl（GASP）压力计

GASP压力计利用的反应为：

Gro（钙铝榴石）＋2Al₂SiO₅+Q=3An

是角闪岩相至麻粒岩相岩石中应用最广的压力计，其优点在于GASP组合是变质泥质岩中广泛出现的组合。

该组合在900～1400℃范围内端元组分反应已有缜密的校验，而对于500～800℃的应用，要借助于外推法，这就使该压力计有了很大不确定性。Mc Kenna＆ Hodges（1988）提出在Al₂SiO₅为Ky时应用下式：

P=（22.0+1.5）T-（6200+3000）

式中：P的单位为kbar; T的单位为℃。其可信度为85%水平，这些不准确度影响到古压力估计误差达2.5kbar（250MPa）。

该压力计的另外一个问题是：在变质泥质岩中石榴子石的钙铝榴石的含量偏低，这可引起对石榴子石中低含量Ca的测定带来大的误差，也就转而影响到其成分的推测性太大，因为实验数据中用的是纯的Gro。更重要的是，石榴子石中Gro的活度在此种极度稀释的情况下，变为不可知，这就使计算中选择溶液模型时带来了附加误差。所以：对于高压角闪岩相、麻粒岩相岩石，应用GASP时应当小心。它最好适用于高压镁铁岩石，其中有含较高An的斜长石和较高于Gro的石榴子石（P=6～10kbar，即600～1000MPa）。

8.Grt-Rt-Al₂SiO₅－Ⅱm-Qtz（GRAIL）压力计

GRAIL压力计利用的反应式是：

Alm+3Rt=3Ilm+Als+2Qtz

式中Als表示Al₂SiO₅矿物。Bohlen et al.（1986）对该反应作过实验研究实验曲线如图9-6。

图9-6 Grt-Rt-Al₂SiO₅-Ilm-Qtz（GRAIL）压力计

（据Bohlen et al.,1986）

实验的温度范围750～1100℃，该反应对于角闪岩相至麻粒岩相变质泥质岩可以提供好的压力计，优点如下：

（1）在所经校验的温压范围内，应用该压力计时不必作大的推断。

（2）所求出的压力，对温度不敏感。

（3）在所要求的组合中，只有石榴子石和钛铁矿两种矿物在普通变质岩中，呈固体溶液出现。

（4）对石榴子石、钛铁矿进行分析时，只需获得其主要成分，无需作很宽范围的推断。

还有，当缺失Rt时GRAIL压力计可用于估算压力的上限。该压力计的应用结果与其他压力计相比，能很好吻合，因之地质上是合理的。

9.电子探针分析中Fe³⁺/Fe^2＋的估算

电子探针给出的是全铁（TFe）的含量，而Fe^3＋和Fe^2＋的含量要求通过矿物中电荷的平衡和占位模型来加以计算。对于一些简单含低量Fe^3＋的矿物（如变泥质岩的石榴子石及某些辉石），此种计算是可行的。但对于其他复杂的矿物，具有阳离子空位和可变的H₂O含量（如角闪石和黑云母），此类计算则有问题，甚至无法计算。石榴子石和辉石（还有尖晶石）的Fe^3＋有意义的计算要求电子探针结果是高质量的，一般常规测定是不够的。对于同一样品所计算出的Fe^3＋/Fe^2＋比的差别，在石榴子石、辉石中均不得超过5%。对于一个样品甚至一个颗粒，它的氧化还原条件不可能有变化，这是一个简单而又严格的检验。如果变化大于5%，建议把TFe=Fe^2＋。尖晶石是特别麻烦的，因为经常有空位和Fe^3＋，只有少数尖晶石是铁尖晶石（含Fe^2＋）－尖晶石（含Mg）的简单固体溶液。

建议将TFe=Fe^2＋，用于角闪石、黑云母及其他复杂的矿物，如若在石榴子石和辉石电子探针结果中证明含Fe^3＋，则在与之共存的角闪石和黑云母中，应考虑其有固定的Fe³⁺/Fe^2＋。总之，据探针数据计算Fe³⁺/Fe^2＋时，应十分小心，谨慎使用。

10.温度计、压力计的电脑程序

现今，为了处理大量的数据，已经出现不少计算机软件，用来处理温度计与压力计。一个比较通用的便是Spear＆ Kohn（1999）的＜Thermobarometry＞，下载网址：http://ees.geo.rpi.e/Meta Peta Ren，文件名是GTB2003，作者还提供了操作指南。

『拾』 突破压力在地质评价中是如何应用的

突破压力由于受沉积环境、成岩作用、地层温压条件及构造应力作用等多种因素的影响，虽具有一定规律，但也不尽然。同一地区同一沉积环境，不同埋深、不同物质组成，其突破压力也可能差异较大。因此在进行盖层评价时应根据研究区内各种地质条件的影响程度，结合储层及其它实测资料进行评价。

表3—4 不同模拟条件下突破压力变化表排替压力主要是阻滞油气的渗流运移，是毛细封闭的重要评价参数。排替压力越高，突破压力越大或突破时间越长，则表明盖层的最大连通孔径越小，毛细阻力越大，封盖能力越强。除了上述直接测定参数外，还可用相对封闭压力、封盖系数及封盖气柱高度等参数将储层和盖层纳入同一系统中进行分析评价，这样结果将更加可靠。
（1）相对封闭压力：
盖层封闭压力与储层剩余压力的差值，即：Pr1=Pd-ΔPres；或采用盖层封闭压力与储层剩余压力的比值，即：Pr2=Pd/ΔPres。
（2）封盖系数：
除了用压力评价外，还可以用时间做评价参数，根据普赛尔公式，突破时间由3—2式确定。假设取样的样品与地质条件下盖层岩石孔隙结构一致，由此可以根据实测突破时间计算穿越盖层的突破时间：

式中tw——盖层的突破时间，s；H——盖层厚度，cm。
如果气藏的形成时间为t，则定义封盖系数为：tW与t的比值。
（3）封闭烃柱高度：
在不考虑地层超压及水动力条件下，盖层封闭油气的条件是Pdc≥PF，由此可得封闭的最大烃柱高度为：

式中THC——封闭最大烃柱高度，m；ρW、ρHC——水和烃的密度，g/cm3；g——重力加速度，9.8m2/s。