透水層露出地表為什麼沒有石油

A. 石油運移和次生變化

石油和天然氣在形成後必須經過運移、聚集才能形成油氣藏。在初次 (在油源岩向儲集岩的運移)和二次運移 (在儲集岩中的運移)中油氣繼續發生地球化學變化。

大部分生油岩都是細粒沉積岩,由於受到埋藏壓力作用,岩石的空隙度非常低,因此,一旦生油岩中油氣達到飽和,液態和氣態烴就會排出,人們對油氣的運移機制雖然並不完全了解,大體上包括以顯微裂隙為主的運移通道和以乾酪根生油母質為主的擴散通道。石油運移最終到達不透水的阻隔層「圈閉」或地表。從經濟的角度出發,石油運移到達位置最理想的是「圈閉」,如富含黏土礦物的沉積岩覆蓋在多孔的砂岩「儲存」岩石上。乾酪根類型不同,其生成的石油排出率也不同,Ⅰ型乾酪根生成的油幾乎全部可以從生油岩中排出,但Ⅲ型乾酪根和煤生成的油,大多數或全部的油都不能排出,而留在源岩中,最終裂解成氣。生成石油的數量和質量在很大程度上依賴於有機質類型,通過室內高溫裂解實驗和野外實際調查結果表明,Ⅰ型乾酪根經高溫裂解,有 80%可生成輕質烴,對Ⅱ型乾酪根進行質量平衡計算表明,生烴潛力可達 60%,Ⅲ型乾酪根高溫裂解生烴率小於 15%。

在石油運移過程中可以發生幾種化學變化。石油發生初次運移時,由於不同烴類化合物的擴散率和黏性不同,因此在石油運移過程中會發生分餾作用。輕烴比重烴具有較高的擴散性和較低的黏性,因此,輕烴更易運移,與生油岩相比,儲油岩更富集輕烴。石油中帶極性的成分、瀝青質和樹脂等可被礦物表面吸附,因此不太容易從源岩中排出,因此,與生油岩瀝青相比,儲油岩中相對缺少這些成分。總之,初次運移過程中,油氣化學組分的變化主要受運移途徑的吸附和解吸現象所控制,總的規律是極性較小的化合物特別是低分子量化合物優先釋出並進入儲集岩。

二次運移是石油被水攜帶穿過儲層孔隙運移。沿著二次運移的主要方向,油氣的化學成分和物理性質有規律地變化。這些油珠與周圍的孔隙水相接觸,其中的極性分子容易富集在油水界面,芳香烴比正烷烴和環烷烴的極性強,在水中的溶解度也大,所以隨著石油的運移,其非烴和芳香烴族分逐漸減少。相對易溶於水的石油組分在運移過程中容易損失,該過程稱為水洗 (water washing),按照輸導層礦物顆粒的潤濕性,一些重質組分容易被吸附。這樣,沿著運移的途徑,石油中非極性的烴類含量有所增加,而膠質、瀝青質、卟啉化合物及其非烴類含量有所下降。好氧細菌會使石油發生生物降解作用 (biodegradation),無支鏈的長鏈烷烴優先發生生物降解,隨後是帶支鏈的烷烴、環烷和無環的類異戊二烯烴,帶芳香環的類固醇最少發生生物降解。最後,在石油運移之後,還會發生進一步的熱演化作用,引起甲烷和芳香族化合物增加,而脂類化合物成分減少。

B. 石油開發對地質環境造成了哪些影響

石油開采過程中會產生大量的含油廢水，廢水中還有大量的石油與懸浮物，這些污染物如果未經有效處理進行排放，或者處理不夠徹底而進行排放，會對地表水與地下水造成嚴重的污染，地表水與地下水通過食物鏈被動植物所吸收，經過長時期的沉積，會對人體與動植物造成嚴重的破壞，影響人體健康，影響作物的產量。同時利用受污染的水進行灌溉，還會對土壤造成污染。油田土壤環境污染,主要來自鑽井、洗井、試井、採油和修井過程中的落地原油或井噴及固體廢棄物。土壤一旦遭受石油污染,便會引起多項環境要素的改變,以致危害生態環境。土壤被石油污染影響其通透性，凡能聚在土壤中的石油烴,絕大部分是高分子組成,它們粘著在植物根繫上形成一種粘膜，阻礙植物根系的呼吸與吸收,引起根系腐爛。因此採油區應種樹種草綠化、凈化保護土壤,石油污染的土地不能急於種糧食、蔬菜等,石油污染的土壤長出的稻米光澤較差,粘性較低,蔬菜味道不佳、易腐爛、不易保存。所以對落地原油和泥漿等要回收處理,一方面可回收資源,另一方面可保護環境。 石油開采過程是造成土壤水土流失的主要過程其影響表現為四個方面。首先是井場、道路、站所、油氣管道等工程施工建設擾亂和破壞土壤主體構型,影響土壤通氣和透水,改變了地表、地面坡度的原地貌形態和地表土壤結構;毀壞了地面植被，使松動土體岩性物質裸露地表,土壤抗蝕,抗沖性降低,加速了土壤的侵蝕。其次是嚴重破壞了原有的水保設施，為區域經濟的一時增長,加劇了水土流失,形成了邊治理邊破壞的被動局面。再次,井場平整,道路、油氣管道開挖而移動土體,土方隨意堆放,加之坡地開挖土方,沒有採取任何護欄措施,疏鬆的土方隨坡而下,易受暴雨沖刷,可誘發崩塌、滑坡,加速地面侵蝕,造成嚴重水土流失;易受風力影響造成沙塵天氣,使區域環境質量明顯下降。最後是施工中產生的廢水匯入地表徑流，造成水污染;棄土、棄渣及生活廢棄物,雖已就地回填,但仍為鬆散堆積物,大幅度降低原水土保持功能。石油開采是對地層油藏不斷挖掘的過程,不僅擴大了人類活動的范圍，更使原先無人到達或難以進入的地區變的可達和易進入，尤其是生態環境脆弱地區,對於黃土丘陵溝壑區、戈壁風沙區來說,灌木、蒿草在維持該地區生態系統平衡方面具有很重要的作用，地表剝離引起的植被破壞,短時間內很難恢復。從用地構成看,井場、站(所)對植被是點狀影響,道路、集輸管道是線狀影響,線狀影響遠大於點狀影響;從用地方式看，臨時用地植被可採取人工和自然恢復,永久性用地則完全被人工生態系統代替，雖然經人工植樹種草,植被覆蓋率上升，但可能造成遺傳均化,生態系統功能減弱。 總結 石油開采全過程對環境地質問題的影響是多方面的同時也是十分嚴重的，在石油開采過程中我們要在追求開采經濟效益的同時，要更加註重生態環境的保護，加強對環境地質問題的綜合治理，努力謀求資源開發與環境保護的協調、可持續發展。

C. 石油天然氣在地球的哪個圈層

石油天然氣在地球的地殼里.

油氣層形成的重要原材料就是古代的植物及動物經過地殼運動（比如造山運動）被埋到地下,經過長時間的高壓環境,發生一系列的變化,形成了石油.由於是遠古的地表植物及動物,幾乎不可能被埋到地幔層.

D. 石油的形成尚無定論，科學界是怎麼樣推斷成因的

石油是地球上最寶貴的資源之一。任何一個國家，如果石油資源豐富，那一定是豐富的。像中國或者美國這樣的大國，如果石油資源豐富，那一定是無敵的。如果世界上一些弱國，比如阿富汗、敘利亞，有這樣寶貴的資源，肯定會被外國列強侵略。比如美國喜歡挑起戰爭，欺負那些弱國！石油是21世紀最寶貴、最稀缺的資源。到目前為止，人類還沒有完全找到石油資源形成的根本原因。雖然一開始大部分人認為石油是由動物屍體埋藏在土壤中慢慢腐爛分解，再經過幾千年慢慢發酵形成石油資源。但是隨著人類科技的進步，很多科學家否定了這個答案，給出了幾個猜想，但都與動物屍體無關。科學家還說，如果動物屍體可以形成石油，那麼簡單地說，人類根本不用擔心石油資源用完之後去哪裡！

但是，這個理論有一個問題。根據2019年已探明剩餘可採石油儲量數據，全球石油儲量較上年略有增加。剩餘探明可採石油儲量2305.8億噸，增長0.6%。如果有生物沉積變成石油，古代真的有那麼多古代生物嗎？但這個理論是目前最主流的，甚至一度被納入教科書和書籍。

E. 海底石油和天然氣怎樣形成的

大陸架位於淺海地區，這里是地球上海陸變遷最頻繁的地區。在千百萬年的地質時期中，地殼不斷升降，富含石油的岩層幾歷淪桑，有些上升為陸地。今天，在陸地上找到的油、氣田中，有一部分就是這樣形成的。可見，海洋和內陸湖泊本來就是石油的「故鄉」。所以，在海底找到大量油、氣藏，是毫不奇怪的。

但是，為什麼在偌大的海洋里，只有大陸架區域才有豐富的油、氣藏呢?這是由於大陸架地區的水生生物最豐富。

在大陸架淺海區，由於海浪、海流、潮汐等作用，上下攪動著整個海水層，使整個水層的溫度相差很小，空氣含量也充足，再加上水淺，陽光幾乎可射透到海底，造成了海洋微生物生長的良好環境。又由於這里離陸地很近，從陸上河流不斷送來大量的有機物，為水生生物提供了豐富的食物，所以，在這里繁殖著的海洋生物，遠比深海區要多得多。大陸架的面積在整個海洋中占的比例雖不大，但水生生物竟為開闊深海區生物總量的15倍。

另外，大陸架保存生物遺體的條件比較好，也是這里易於形成油、氣的重要條件之一。在深海中，生物屍體向海底沉降的路程漫長，在下沉途中常被氧化或被其他生物吞食，能沉到海底的所剩無幾。但在大陸架淺海區，水深只有幾米到200米左右，僅及深海的1／50～1／100，生物屍體可以較快地沉到海底，不致在途中被氧化或被吞食。同時，由於河流、風、冰川的作用，從陸地帶來大量泥砂，會把生物屍體掩埋起來。例如我國的渤海，每年從黃河、海河、遼河注入的泥砂總量高達16.6億噸左右；長江每年輸入東海的泥砂也約5億噸。而且攜來的泥砂中還富含大量有機物，更為大陸架區域形成石油的原始材料錦上添花。泥砂的掩埋，使生物屍體與空氣隔絕而不易被氧化，從而造成了有利於有機質分解變化的還原環境。所以，在大陸架沉積物中，有機質含量一般為2%～3％，而在深海中僅1％。

再者，大陸架地區貯油條件也十分優越。這是因為這里地殼長期以來下降的快慢不同，所以從大陸河流輸來的沉積物在這里沉積的顆粒大小也隨之變化。某一時期沉積了細小顆粒的黏土，它們會形成緻密的難以透水的頁岩或泥岩層，是良好的生油層，另一時期可能又會堆積粗粒砂，而成了孔隙眾多的砂岩，構成了理想的貯油層。隨著這里的地殼升降變化，地下也就形成了粗、細不同的岩層。

大多數大陸架是典型的「三層結構」，即表層、中層、底層。底層是大陸架的基底，它們都是古老的火成岩或變質岩，一般也把它叫做「岩盤」。表層是覆蓋在上部並一直出露在海底的沉積物，多是近代的沉積，又不受高壓，所以形不成岩石，仍是砂、淤泥、生物碎屑等鬆散物質。中層是覆蓋在表層之下，座於岩盤之上的沉積岩層，油、氣藏就在這層之中。這層主要是新生代的沉積層，有的地區也包括中生代的沉積層，這些沉積層由於受到上覆巨厚沉積物長期壓力的作用，成為固結或半固結狀態的岩層，如砂岩、頁岩、泥岩、泥灰岩、石灰岩等等。世界上各地大陸架的中間層差別很大，這種差別取決於各大陸架地區地殼運動的情況。現代大陸架及其附近地區，又叫大陸邊緣，它們的地質活動歷史都可分屬於截然不同的兩種類型，一種是穩定的，另一種是活動的。在長期穩定的大陸邊緣地區，沉積物不多，中間層很薄，這里不大可能形成油、氣和油、氣藏。對於活動的大陸邊緣，又有長期上升和長期下降兩種情況。在那些長期上升、處於長期侵蝕環境、至近期地質時代才下降為大陸架的地區，常常中間層缺失或很薄，因此這里也難以找到有開采價值的油、氣藏。而那些長期處於連續下降的大陸邊緣，中間層則非常厚，有的幾千米，還有的達萬米以上，由於輕微的構造作用，在這些中間層里又富有各種貯油構造。所以，這里是真正的「海底油庫」。

通過以上分析，可知大陸架區域不但有豐富的生物條件、良好的還原環境，還有理想的貯油構造，所以它得天獨厚，蘊藏了大量的油、氣。據分析，1立方千米的沉積物中所含的原油多者可到25萬噸以上。由此可以推想大陸架區域油、氣資源是何等豐富。在全世界大陸架中，沉積盆地佔了1/2以上，約有1500萬平方千米，其中有希望含油、氣的面積有500多萬平方千米，估計貯量佔全世界石油總貯量的1/3以上。

上面只是大陸架的情況。在大陸坡區域，由於坡度較陡，條件不如大陸架優越，但是，從生物條件、還原環境、貯油構造等各方面看，大陸坡也是有希望的地區，並且，海上石油勘探的實踐已證明，在這個區域確實有油、氣存在。

綜上所述，可知大陸架是名副其實的海底油庫。另外，如果和陸地的油、氣藏相比較，海底油、氣藏更有它特殊的優點。主要是油層厚度大，埋藏深度淺，岩性比較單一；又由於貯集油、氣的多是比較新的中生代到第三紀的地層，所以比較疏鬆，宜於鑽進；還由於形成貯油構造時，所受的構造作用力主要是海底擴大的張力而不是擠壓力，因而地質構造也比較完整，受的破壞不大；更由於地表為海水所淹沒，所以，油層能量一般較大。

F. 石油開發地質環境狀況及其對能源開發的影響研究

石油不僅是人類主要的能源之一，也是人類環境污染源之一。據資料統計，每年有800多萬噸石油進入世界環境，污染土壤、地下水、河流和海洋。隨著黃土高原地區石油的大量開采利用，該地區呈現採油麵積大、油井多、產量低、開發技術落後等特點。它對自然環境帶來的污染日趨嚴重，直接影響到該地區的生態與生存條件。局部地區情況已經極為嚴重，已威脅到當地的農業生產和農民的生存環境。石油類物質已成為該地區的重點污染物之一，區內土壤、河流等已不同程度的遭到石油類的污染。

一、鄂爾多斯盆地主要含油氣系統

鄂爾多斯盆地是多旋迴的疊合含油氣盆地，地跨陝、甘、寧、晉、內蒙古5省(區)，面積32萬km²，顯生宙沉積巨厚。盆地基底為太古宙—古元古代變質岩系，中、新元古代為裂陷槽盆地，沉積物為淺海碎屑岩—碳酸鹽岩裂谷充填型;早古生代為克拉通盆地，沉積物為陸表海碳酸鹽岩台地型;晚古生代—中三疊世為克拉通坳陷盆地，沉積物由濱海碳酸鹽岩型過渡為陸相碎屑岩台地型;晚三疊世—白堊紀為大型內陸坳陷盆地，沉積物為陸內湖泊、河流相沉積型;新生代整體上升，盆地主體為平緩西傾的大斜坡，沉積物為三趾馬紅土和巨厚的風成黃土;周緣有斷陷盆地發生和發展。盆地內已勘探開發的4套含油氣系統均屬地層-岩性油氣藏。

1.上三疊統延長組岩油藏含油系統

最早勘探開發的延長組含油系統烴源岩以延長組深湖相及淺湖相黑色泥岩、頁岩和油頁岩為主，生烴中心分布在盆地南部馬家灘—定邊—華池—直羅—彬縣范圍，油源岩最厚達300～400m，有利生油區面積達6萬km²(圖3-3)，儲集岩圍繞生油凹陷分布，北翼緩坡帶有定邊、吳旗、志丹、安塞和延安等5個大型三角洲及三角洲前緣砂體，南翼較陡坡帶則發育環縣和西峰等堆積速率較快的河流相砂體及水下沉積砂體。儲滲條件靠裂縫及濁沸石次生孔隙改善，圈閉靠壓實構造，遮擋靠岩性在上傾方向的側變。

2.下侏羅統延安組砂岩油藏含油系統

延安組砂岩油藏以淡水—微鹹水湖相沉積的上三疊統延長組烴源岩為主要油源岩，屬混合型乾酪根;以沼澤相煤系沉積的侏羅系延安組為輔助烴源岩，屬腐殖型乾酪根，陝北南部的衣食村煤系更以含油率高為特徵。三疊紀末期，印支運動使鄂爾多斯盆地整體抬升。在三疊系頂部形成侵蝕地貌，以古河道形式切割延長組。規模最大的甘陝古河由西南向東北匯聚慶西古河、寧陝古河和直羅古河，開口向南延伸(圖3-4)。印支期侵蝕面的占河道切割了延長組，成為油氣下溢通道，溢出侵蝕面的油氣首先向古河床內的富縣組和延安組底砂岩運移和聚集，也向延安組上部各砂岩體及古河床兩側的邊灘砂體中運移、聚集，以壓實構造和大量岩性圈閉為其主要圈閉形式。

圖3-3 鄂爾多斯盆地晚三疊世延長組沉積期沉積相圖

3.奧陶系馬家溝組碳酸鹽岩含氣系統

鄂爾多斯盆地奧陶系陸表海淺海碳酸鹽岩的烴源岩主要為微晶及泥晶灰岩、泥質灰岩、泥質雲岩及膏雲岩，厚達600～700m。生烴中心:東部在榆林—延安一帶，西部在環縣—慶陽一帶，產生腐泥型裂解氣。加里東運動使鄂爾多斯盆地整體抬升，經受130Ma的風化剝蝕，導致奧陶系頂面形成準平原化的古岩溶地貌，盆地中部靖邊一帶分布有南北走向的寬闊潛台，周緣有潛溝和窪地，在上覆石炭系煤系鐵鋁土岩的封蓋和東側奧陶系鹽膏層的側向遮擋雙重作用下，古潛台成為天然氣運移聚集的大面積隱蔽圈閉(圖3-5)。

4.石炭-二疊系煤系含氣系統

鄂爾多斯盆地石炭系為河湖相和潮坪相沉積，二疊系為海陸過渡相和內陸河湖相沉積，以碎屑岩為主，僅石炭系有少量碳酸鹽岩。烴源岩主要為石炭系太原組和下二疊統山西組的煤系，顯微組成為鏡質體與絲質體，乾酪根屬腐殖型，煤層氣的組分以甲烷為主。北部東勝、榆林地區煤層厚20m，暗色泥岩厚50～90m，范圍約7萬km²;南部富縣、環縣地區煤層厚5～10m，暗色泥岩厚10～100m，范圍約6萬km²。儲集體以砂岩為主，主要物源區在北部大青山、鳥拉山一帶，各層砂體疊置，蔚為壯觀。山西組沉積中心位於盆地南部洛川—慶陽一帶，以盆地北部砂體最發育，共有6條大砂體向盆地內延伸，各條大砂體內部受古河網控制，呈現復雜的條帶狀。儲滲條件靠裂縫及後生成岩作用改善，圈閉靠壓實構造及上傾方向的岩性遮擋。

圖3-4 鄂爾多斯盆地早侏羅世甘陝古河示意圖

二、石油開發引起的主要地質環境問題

(一)石油類污染物的產生

在石油的勘探開發過程中，從地質勘探到鑽井及石油運輸的各個環節中，由於工作內容多，工序差別大，施工情況復雜，管理水平不一，以及設備配置和環境狀況的差異，使得污染源的情況比較復雜。石油開採的每一個環節都可能產生石油類污染物(圖3-6)。

石油開采不同作業期所產生的石油類污染物具體描述如下:

1.鑽井期

在油田進行鑽井作業時，會產生含有石油類污染物的鑽井廢水及含油泥漿。這是鑽井過程中，由沖洗地面和設備的油污、起下鑽作業時泥漿流失、泥漿循環系統滲漏而產生。廢水含抽濃度在50～1200mg/L之間，水量從幾噸至數十噸不等。另外，有些情況下，在達到高含油層前，要經過一定數量的低含油地層，從而引起油隨鑽井泥漿一起帶至地面。同時，一經到達高含油層，地壓較高時少量高濃度油可能噴出。

圖3-5 鄂爾多斯盆地奧陶系頂面古地貌圖(據范正平等，2000)

圖3-6 石油開采過程中石油類污染物的來源及污染途徑示意圖

2.採油期

採油期(包括正常作業和洗井)，排污包括採油廢水和洗井廢水。在地下含油地層中，石油和水是同時存在的，在採油過程中，油水同時被抽到地面，這些油水混合物被送進原油集輸系統的選油站進行脫水，脫鹽處理。被脫出來的廢水即採油廢水，又稱「采出水」。由於採油廢水是隨原抽一起從油層中開采出來，經原油脫水處理而產生，因此，這部分廢水不僅含有在高溫高壓的油層中溶進了地層中的多種鹽類和氣體，還含有一些其他雜質。更為主要的是，由於選油站脫水效果的影響，這部分廢水中攜帶有原油———石油類污染物;另外，在研究流域范圍內，也存在採用重力分離等簡單的脫水方法，並多見於單井脫水的油井。一般地，油井採油廢水含抽濃度在數千mg/L，單井排放量平均為數十m³/d。洗井廢水是對注水井周期性沖洗產生的污水或由於油井在開采一段時間後，由於設備損壞、油層堵塞、管道腐蝕等原因需要進一步大修或洗井作業而產生的含油廢水。

3.原油貯運過程的滲漏

原油在貯存、裝運過程中由於滲漏而產生落地原油，以及原油在管道集中輸運過程的一些中間環節均有可能造成一定數量的原油泄漏或產生含油廢水。

4.事故污染

事故污染包括自然因素和人為因素兩種情況:自然事故包括井噴，設備故障和採用車輛運輸時山體滑坡引發的交通事故而造成原油泄漏。延安地區地表黃土結構鬆散、水力沖刷劇烈，由於山體滑坡而導致的污染事故更為頻繁。人為事故指各種人為因素造成採油設備、輸油管線被破壞及原油車輛運輸時，人為交通事故引起的翻車等污染事故。事故污染具有產污量大、危害嚴重，難以預測的特點。

(二)石油開采過程中對水土環境的影響

在石油的各個環節都可以產生污染，污染對象以土壤為主，其次為地表水體，地下水的污染以間接污染為主，在鄂爾多斯盆地沒有明顯指標顯示石油泄漏或滲透污染了地下水，即地下水中沒有檢測出有石油類污染物。但在石油開發過程中，地下水的水質發生了明顯變化，礦化度明顯增加，其他指標也發生了很大變化。

1.對土壤的影響

(1)落地原油對土壤環境的影響

大量的泄漏原油進入土壤中後，會影響土壤中微生物的生存，造成土壤鹽鹼化，破壞土壤結構，增加石油類污染物含量。原油泄漏後，原油在非滲透性基岩及黏重土壤中污染(擴展)面積較大，而疏鬆土質中影響擴展范圍較小。特別強調的是，黏重土壤多為耕作土，原油覆於地表會使土壤透氣性下降，土壤肥力降低。在最初發生泄漏事故時，原油在土壤中下滲至一定深度，隨泄漏歷時的延長，下滲深度增加不大，根據在隴東油田和陝北油田等實地調查表明，落地原油一般在土壤內部50cm以上深度內積聚，因此，原油泄漏後主要污染土壤的耕作層。

(2)石油類污染物在土壤中的垂直滲透規律

鄂爾多斯盆地氣候乾燥，降雨量少，地表多為戈壁砂礫覆蓋，土壤發育不良，含沙量高，因此，在該盆地進行油田開發，其產生的石油類污染物更容易沿土壤包氣帶下滲遷移，危害生態環境。其遷移速度決定於土壤對污染物的吸附能力。一般原油比重小於1，長期在土壤中既不是靜止不動，又不類似於可溶性物質上下迅速遷移。為了弄清油類物質在土壤中的遷移狀況，採用野外取樣分析的方法，對石油類污染物在油田區土壤中的遷移規律進行了研究。

分別對隴東西峰油田和慶城油田的井場附近土壤剖面中石油類物質的含量進行了測定，測定結果見表3-5至表3-7。

表3-5 慶城油田石油類污染物在土層中的縱向分布情況

表3-6 西峰油田石油類污染物在土層中的縱向分布情況

表3-7 陝北安塞杏2井放噴池附近石油類在土層中的縱向分布情況

由表3-5至表3-7可知，由於土壤的吸附等作用，石油類污染物隨土層縱向剖面距離的增大，其含量逐漸降低，尤其是50cm以內污染物降低得很快。石油類污染物主要積聚在土壤表層80cm以內，而且一般很難下滲到2m以下。長慶油田所在區域多為風沙土和灰棕漠土壤，顆粒較粗，結構較鬆散，孔隙率比較高，垂直滲透系數較一般土壤大。但由於西北各油田所在地氣候乾旱，降雨量少，土壤中含水率很低，使污染物的遷移滲透作用大大減弱，又很少有大量降水的淋濾作用，因此油田開發過程中產生的這些落地原油只積聚在土壤表層，滲透程度較淺，對深層土壤影響較小。

2.對地表水體的影響

鄂爾多斯油田地跨陝、甘、寧3省(區)，境內主要水系有3個，即甘肅隴東馬蓮河水系、陝西延安延河水系、陝西靖邊無定河水系。石油開發過程中這三大水系都不同程度地受到了污染。

隴東石油開發區地表水最主要的污染物是COD和氯化物，其中COD污染最嚴重，14個樣品中全部超標，環江超標尤其嚴重;氯化物污染指數除葫蘆河、固城川及蒲河各樣點中的未超標之外，其餘均超標，也以環江為最。pH值均未超標;石油類除環江韓家灣斷面嚴重超標外，其餘樣品的石油類介於0.04～0.3mg/L;揮發酚除柔遠河華池悅樂斷面超標1倍之外，其餘未超標;環江洪德橋由於地質原因，TDS含量非常高，這部分苦水下泄影響了下游水質，但隨著下游水量增加，礦化度逐漸降低。

總體來看，在隴東地區環江和馬蓮河幹流的污染最為嚴重的，其次是柔遠河，蒲河污染最輕。環江與馬蓮河幹流已不能滿足Ⅲ類水體功能使用要求，柔遠河和蒲河已不能滿足Ⅱ類水體功能使用要求。

根據吳旗縣水文站從1987年至1992年的水文資料(表3-8)，可以看出在石油資源大規模開發前北洛河上遊河水中的硫酸鹽，氯離子、六價鉻含量年均值已超過國家標准Ⅲ類標准，尤其是氯化物含量和硫酸鹽含量超過標准2～3倍，礦化度均大於1000，大部分為高TDS水，而且總硬度在500～600mg/L之間，超標嚴重。

表3-8 吳旗縣水文站水質監測數值統計單位:mg·L^－1

洛河上游地區水質礦化度及各種鹽類含量超標與洛河上游地下水補給區的白堊系、第三系(古、新近系)地層含鹽有關，地下水本身礦化度或含鹽量高。吳起地區的白於山南緣存在吳起古湖，乾枯後形成含鹽地層，在地下水補給時將大量鹽分輸入洛河。吳起西北方向定邊地區存在大量鹽池及含鹽地層，鹽分進入地下水向東南方向補給也不容忽視。90年代以來，石油資源大規模開發之後，TDS、六價鉻、氨氮、氯化物、高錳酸鹽指數、硫酸鹽、總硬度等均呈明顯的上升趨勢，說明目前的洛河上游「高鹽、高礦化度(TDS)、高硬度」是在本地較高的基礎上進一步水質污染造成的。

陝北地區，石油開發區地表水體中六價鉻均超標，其他重金屬均未超標，揮發酚大部分都不超標，只有兩個樣品超標，超標分別為1.8，0.6倍，相對而言，化學需氧量和氨氮超標率大一點。氯化物超標最嚴重，超標率達到了63%，其次為硫酸鹽，硫酸鹽有一半多斷面超標，接下來是硝酸鹽和總磷，氟化物全部不超標。

表3-9是2006年、2007年長慶油田公司安塞油田開發區地面水中有害物監測結果。其中對環境污染最嚴重是石油類，最大超標32倍，硫化物最大超標120倍，揮發酚最大超標4.2倍，COD最大超標1.71倍，BOD₅最大超標5.23倍。其中超標嚴重地點主要在王窯水庫、杏子河馮莊上游。從表3-9可以看出，2007年8月監測數據超標情況比2006年4月監測數據值高。

表3-9 長慶油田公司安塞油田區地面水中有害物監測結果表單位:mg·L^－1

3.對地下水的影響

鄂爾多斯盆地地下水埋藏較深，結合上述土壤和地表水體污染特徵來看，落地原油和石油廢水對地下水沒有影響，石油開發對地下水的影響主要是注水井對地下水的影響，這主要在石油開發過程中，大量掠去地下水，改變了地下水環境。

(1)地下水污染狀況

在隴東油區，各主要油田區塊的地下水由於採油活動使得地下水中的指標超標嚴重(表3-10)。馬嶺油田地下水中氨氮超標最為嚴重，監測結果全部超標，六價鉻6個監測點位中有5個超標或接近標准值;氯化物也有超標現象。華池油田地下水有1個監測點位的大腸菌群指標嚴重超標;各點COD均超標或接近標准值。樊家川油田地下水中氨氮、六價鉻、氯化物、細菌總數、大腸菌群全部超標，其中，大腸菌群污染最為嚴重;另外，氟化物也有超標現象。總體上講，屬較差水質，不適合人類飲用。這些污染與石油開發有很大關系，但是也存在其他的污染因素。

表3-10 隴東油區地下水水質指標表單位:mg·L^－1

總體來說，隴東油田地下水的主要污染物是COD，56.25%超過國家Ⅲ類標准，其次是氯化物，31.43mg/L;pH值未超過國家Ⅲ類標准;石油類全部未檢出;礦化度變化范圍為452.67～15736.00mg/L。

陝北地區石油類、六價鉻、氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽部分超標，其餘的測試項目均未超標;個別地區石油類超標十倍多，部分井水和泉水六價鉻超標，不是很嚴重;部分樣品氯化物超標較嚴重，最高超標500倍。硝酸鹽有1個井水樣超標。泉水的pH值較大，井水次之，油層水最小(表3-11)。

表3-11 陝北地區地層水與河水TDS、硬度、氯離子含量對比表

續表

將各地的地下水與其地表水的礦化度、硬度、氯離子進行對比分析，以揭示地下水的地表水的相互關系。表中選取的河水水樣是根據地層水的樣點位置選取的，在地層水的附近。選取井水、泉水與相應的河流水進行對比，可以看出井水的TDS、硬度、氯離子的含量都比河水低，從其他指標看來地下水的水質也優於同一地區的地表水，這與在調查中發現的當地居民基本飲用地下水的情況相一致。

陝西靖邊安塞油田位於大理河上游，從1990年到2006年，靖邊青陽岔215km²的范圍內先後打成近千口油井，致使這里的淺層地下水滲漏，深層高鹽水上溢，地下水資源衰竭，加之民采混亂，蜂窩式的濫采，使油層、水層相互滲透污染，80%的水井乾枯，部分能出水的水井水質苦澀，不能飲用。

(2)注水井對地下水的影響分析

以隴東地區為例，目前，隴東油田共有7座采出水處理廠，采出水經處理後回注地層，主要工藝流程為:沉降罐脫出水—除油罐除油—過濾—絮凝—殺菌—回注。

污水回注層位是直羅組(深度約1000m以下)。地層中夾有多層較厚的泥質粉砂岩與泥岩等弱透水層或不透水層，貫通上下岩層的導水構造極不發育，回注水不大可能突破不透水層向上部地層運移和滲透，更不可能進入潛水層與地表水。同時，直羅組砂岩層孔隙度大(19%～22%)，納水容量大，以注水井為基點，影響半徑500m范圍內，僅按射孔段砂岩平均厚度30m(直羅組砂岩層厚達200～340m)計算，孔隙體積約為500萬m³時。可見，選擇直羅組作為回注層是合理可行的，在壓力驅使下采出水回注直羅組地層後，不大可能突破多層隔水層而污染地下水。

采出水在回注前必須處理達到《地下水質量標准》(GB/T14848—1993)Ⅲ類標准值，這樣與深層承壓水水質無明顯差異，某些組分還低於地下承壓水水質，故不可能對深部承壓水產生不良影響。此外注水的水體是隨原油的開采來自深層地層，經過原油脫水處理後，它的體積遠遠小於開采時含水原油體積，再返注於作業區深部地層，有利於原油采空區的填充，不大可能因此引起水文地質與工程地質條件的改變。

但是，采出水處理後一般含有較高的礦化度與硬度，並含有一定的DO，H₂S，CO₂，硫酸鹽還原菌和腐生菌。因此在回注過程中易產生沉澱而堵塞污水處理系統及地層孔隙，導致注水不暢，嚴重時易造成采出水迴流污染地表水及地下潛水。DO，H₂S，CO₂和厭氧菌還可能造成污水處理系統及管線的腐蝕穿孔，也有可能使采出水向非注水層滲漏，引起地下水污染。

通過野外調查，鄂爾多斯盆地在石油開采過程中，用處理後的污水作為回注水的量實際上很少，大部分回注水還是採油部門通過購買當地的淡水資源(TDS含量小於1.5mg/L)進行回注，該盆地需要回注水的量很大，這樣大量的佔用了當地極為寶貴的淡水資源。

4.對植被影響

石油勘探開發是對地層油藏不斷認識發展的過程，不僅擴大了人類活動的范圍，更使原先無人到達或難以進入的地區變的可達和易進入，尤其是生態環境脆弱地區，對於黃土丘陵溝壑區、戈壁風沙區來說，灌木、蒿草在維持該地區生態系統平衡方面具有很重要的作用，地表剝離引起的植被破壞，短時間內很難恢復。從用地構成看，井場、站(所)對植被是點狀影響，道路、集輸管道是線狀影響，線狀影響遠大於點狀影響;從用地方式看，臨時用地植被可採取人工和自然恢復，永久性用地則完全被人工生態系統代替，雖然經人工植樹種草，植被覆蓋率上升，但可能造成遺傳均化，生態系統功能減弱。

石油生產過程產生的污染物對生長在土壤上植被資源也同樣產生影響，污染物超過植物耐污臨界點和適應性，將導致局部脆弱生態系統的惡化。對於荒漠戈壁沙灘植被來講，自然更新很慢，及不易恢復。一般來說，採油、試油等過程中產生的落地原油在地表1m以內積聚，在1m以下土壤中含油量很少，一般不會污染地表水層，對區域地下水基本不產生影響。油田產生的廢水、含醇廢水經專門收集處理達標後，除部分生活污水用於綠化外，其餘全部回注奧陶系，不外排。

同樣，由於石油輸送是密閉式地下管道輸送，也不會對植被造成影響。當原油泄漏時，在管道壓力的作用下，原油噴發而出，加上自然風力影響，原油噴濺在周圍植物體表上，直接造成植物污染，情況嚴重的造成植物枯竭，死亡。輸油壓力越大，噴濺范圍越廣，污染越嚴重。

三、地質環境問題對石油開發的影響

石油開采破壞生產環境、增加了生產成本、引發所在生產地居民和生產單位的矛盾。油田道路與管線的修建，對山區方向來的洪水有一定的阻擋作用，水通過自然沖溝自流而下，而道路和管線則起到一定的阻擋和匯集作用，改變洪水流向，形成局部地段較大的洪水，會產生新的水蝕。而經污染的高礦化度的水必定會加速這種水蝕，縮短了石油管線等的使用壽命。

基於石油生產及運輸(管道)的特點，不會像煤炭開采一樣造成比較大的較明顯的地質問題(塌陷、滑坡、泥石流、荒漠化)，不會形成嚴重的事故(如坍塌)而造成的人員及財產損失。它對地質環境的危害相對緩和(與煤炭資源開采相比)。然而其對水體、土壤、氣體、作物的影響，必定會危害原本和諧的生態環境，引起當地居民的強烈不滿。在沒有給當地政府和居民帶來良好經濟效益的時候，石油的開采及煉化過程必定會步履維艱，如建設征地、勞動力僱傭等。而這些會直接減緩甚或停止生產的順利進行，從而加大了生產成本;另外，石油開采和生產引起當地土地和水資源的損失，嚴重影響了當地居民的生存狀態，反過來，當地群眾為了奪回屬於自己的土地和水資源，阻礙石油部門的開采活動。

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