Ⅰ 石油處於地層的哪一層
一般常位於具有一定孔隙性和滲透性的岩層，如砂岩、孔縫發育的碳酸鹽岩，其他岩性的地層也能儲存油氣。個人認識，僅供參考。望採納。
Ⅱ 泥頁岩油的基本特徵
(1)泥頁岩油的含義
泥頁岩油是指儲存於富有機質、納米級孔徑為主泥頁岩地層中的石油。泥頁岩既是石油的烴源岩，又是石油的儲集岩。泥頁岩油以吸附態和游離態形式存在，一般油質較輕，黏度較低。主要儲集於納米級孔喉和裂縫系統中，多沿片狀層理面或與其平行的微裂縫分布。富有機質泥頁岩一般在盆地中心大面積連續聚集，整體普遍含油，資源規模大頁岩油「核心區」評價的關鍵包括儲集空間分布、儲集層脆性指數、泥頁岩油黏度、地層能量和富有機質頁岩規模等。頁岩氣的成功開采為頁岩油開采提供了技術參考，水平井體壓裂、重復壓裂等「人造滲透率」改造技術，是實現泥頁岩油有效開發的關鍵技術。泥頁岩油資源中，凝析油或輕質油可能是實現工業開採的主要類型。凝析油和輕質油分子直徑為0.5～0.9nm，理論上講，其在地下高溫高壓下頁岩納米級孔喉中更易十流動和開采。
(2)泥頁岩油分布區基本特徵
泥頁岩油在聚集機理、儲集空間、流體特徵，分布特徵等方面與源儲分離的常規石油和近源聚集的緻密岩油具有明顯差異(表4.18)，但與泥頁岩氣則有更多相似之處。有利頁岩油分布區主要有以下特徵。
圖4.19 鄂爾多斯盆地三疊系長7段泥頁岩油富集有利區分布
Ⅲ 油藏類型及石油地質儲量
柳北沙三3油藏相對整裝，充滿度較高，油藏受構造和岩性雙重因素的控製作用，基本屬於構造岩性油氣藏。儲層物性較好，平均孔隙度19.9%，平均滲透率265×10 -3μm2，屬中孔中滲儲層；儲層埋深2300～3200 m，屬中深層油藏；油藏含油麵積5.9 km2，石油地質儲量為1773.8×104t，儲量豐度為300.7×104t/km2，屬高豐度油藏。油藏地下原油黏度為1.73mPa·s，飽和壓力5.93MPa，屬低黏未飽和油藏。油藏邊水水體欠活躍，驅動類型主要以人工水驅為主。總體上，柳北油藏屬於中深層、中孔、中滲和高豐度構造岩性稀油油藏。
圖1.7 柳北地區沙三3Ⅴ1油層厚度（m）圖
各油組的主體區儲量均具有一定規模，其中Ⅱ油組，含油麵積1.0 km2，石油地質儲量為265.2×104t，儲量豐度為265.2×104t/km2，儲量分布於斷層根部；Ⅲ油組含油麵積2.0km2，石油地質儲量為175.6×104t，儲量豐度為87.8×104t/km2，因地層向北東尖滅，僅分布於西南部；Ⅳ油組含油麵積最大為3.0km2，石油地質儲量為555.4×104t，儲量豐度為182.7×104t/km2，為本區主要的含油層段；Ⅴ油組含油麵積1.6km2，石油地質儲量為206.5×104t，儲量豐度為128.3×104t/km2。
Ⅳ 石油地質特徵
一、烴源岩
阿拉斯加北坡盆地發育兩套區域性主力烴源岩和一套局部烴源岩。第一套主力烴源岩以生油為主三疊系Shublik組；第二套主力烴源岩以生油為主侏羅系-下白堊統Kingak組頁岩，生氣為主Torok組盆地相頁岩（圖5-2；表5-2）。局部的烴源岩發育於白堊系海相頁岩，分別有Hue 組和Pebble 組頁岩。其中，Pebble 組頁岩以生油為主，生氣次之；Hue組頁岩由東向西生氣潛力變差，生油潛力增強（李敏等，2011）。
表5-2 阿拉斯加北坡盆地主要烴源岩特徵
註：*為主力烴源岩。
（據李敏等，2011，經修改）
Shublik組烴源岩由海相碳酸鹽岩、泥灰岩、頁岩和磷灰岩組成。鑽井樣品揭示，其烴源岩TOC含量0.49%～6.73%，平均2.35%，頁岩厚度24～149m，最大180m（Bird et al.，1994），以Ⅰ/Ⅱ型乾酪根為主，生烴潛力大，是普魯德霍灣油田主要烴源岩。
上覆Kingak組頁岩由暗灰色和黑色海相頁岩組成，含有海相和陸緣有機質，認為Alpine油氣田的大部分石油來自Kingak 組烴源岩（Masterson，2001）；其平均TOC 含量為2%，主要為Ⅱ型乾酪根，局部Ⅱ/Ⅲ型，生烴潛力比舒布里克組小。Shublik組和Kingak組頁岩鏡質體反射率（R o）分別為1.17%～2.21%和0.82%～35%。處於成熟-過成熟階段。
Torok組盆地相頁岩為Ⅲ型乾酪根，推測在全盆地范圍分布，其TOC含量0.61%～1.84%，平均1.16%（Magoon et al.，1981；Hubbard et al.，1987）。
Pebble組頁岩，其TOC含量1%～6%，平均2.4%，為Ⅱ/Ⅲ混合型乾酪根；其在盆地東部沉積厚度大於西部，東部生氣而中、西部生油。Hue頁岩是阿拉斯加東北部主要油源岩，為Ⅱ型乾酪根，TOC含量平均值為4%，局部達到10%，有機碳含量縱向上變化明顯，其下部TOC含量較高。
二、儲集層
阿拉斯加北坡盆地以碎屑岩儲集層為主，局部發育碳酸鹽岩儲集層，主要分布在埃爾斯米爾層序密西西比紀至三疊紀海相碳酸鹽岩和東北大陸邊緣沉積的海相-非海相硅質碎屑岩，波弗特層序侏羅紀至早白堊世裂谷期沉積的海相硅質碎屑岩，以及布魯克斯層序白堊紀-第三紀（古、新近紀）海相-非海相硅質碎屑岩，對應三套主力儲集層為二疊系河流-三角洲相Sadlerochit群砂岩、三疊系河流-三角洲相Sadlerochit群Ivishak組砂岩、白堊系淺海相Kuparuk組砂岩（圖5-2；表5-3）。
表5-3 阿拉斯加北坡盆地主要儲集層特徵
註：*為主力儲集層；**1D（達西）≈0.987×10-12m2。
（據李敏等，2011，經修改）
埃爾斯米爾儲集層是盆地最重要的含油氣層系，已證實主要儲集層包括密西西比河流相砂岩、Lisburne群台地碳酸鹽岩、二疊系-下三疊統Sadlerochit群Ivishak組非海相和海相砂岩、下三疊統Sag River淺海相砂岩，其中Sadlerochit群砂岩和礫岩為盆地重要的儲集層，是普魯德霍灣油田主要儲集層。密西西比河流相砂岩儲集層平均孔隙度為22%，滲透率為150～120 mD；Lisburne群台地碳酸鹽岩儲集層孔隙度為1.4%～2.8%，滲透率僅為0.1～0.4mD，而Lisburne群Alapah灰岩平均孔隙度為17.5%，滲透率為5～200mD。Sadlerochit群為河流相、三角洲相和海相砂岩，砂岩厚度變化較大，為30～150m，儲集層物性條件較好，孔隙度為3%～28%，滲透率變化范圍0.1～4000 mD。
波弗特主要儲集層為下白堊統Kuparuk組淺海相砂岩，在盆地北部發現侏羅系Kingak組頁岩中夾有砂岩，其在巴羅半島含氣而在NPRA東部邊緣含油。布魯克斯層序儲集層分布在白堊系至第三系（古、新近系）中，Nanuq油田的儲集層為下白堊統Torok組砂岩。Nanushuk組三角洲平原砂岩是盆地重要的儲集層，其非海相砂岩孔隙度為3%～14%，滲透率為0.005～1404 mD。
三、蓋層
阿拉斯加北坡盆地古、中、新生代地層中均發育頁岩、泥岩和灰岩，它們既是盆地烴源岩又是蓋層，且封蓋條件良好，岩性以頁岩為主。其中，三疊系Shublik組海相頁岩、侏羅系Kingak-Hue組海相頁岩、上白堊統Canning組海相頁岩為盆地三套區域性蓋層（圖5-2）。
四、圈閉
阿拉斯加北坡盆地在構造演化過程的不同變形階段形成了大量的構造圈閉和復合圈閉類型，以背斜圈閉、構造-地層復合圈閉為主。
五、生儲蓋組合
根據生、儲、蓋層的沉積環境，主力烴源岩和儲集層所處的構造期次，阿拉斯加北坡盆地主要發育兩套生儲蓋組合類型。第一套為上生下儲上蓋式生儲蓋組合：烴源岩為三疊系-侏羅系 Shublik 組、Kingak 組和 Hue 組海相泥頁岩，儲集層為二疊系- 三疊系Sadlerochit群陸相-三角洲相砂岩，蓋層為中-上三疊統Shublik組和侏羅系Kingak組泥頁岩，產油為主（Peters et al.，2006；Bird，2001；Bird，1994）；第二套為下生上儲上蓋式生儲蓋組合：烴源岩為三疊系-侏羅系Shublik組、Kingak組和Hue 組海相泥頁岩，儲集層為下白堊統淺海相Kuparuk組砂岩，蓋層為白堊系泥頁岩，產油（Peters et al.，2006；Bird，2001；Bird，1994）。
Ⅳ 石油和天然氣發現之謎
從全世界勘探和開發石油及天然氣礦藏幾百年歷史來看，99.9%以上的油氣礦藏都在沉積岩中，只有極少量的石油和天然氣儲藏在火成岩或變質岩中。經實際分析，即使這些很少量的石油和天然氣也大都是沉積岩中的石油和天然氣滲流進去的。這個事實充分說明了石油和天然氣是在沉積岩中形成的。
新疆是我國最大的一個省（區）份，國土面積為166.49萬平方千米。在這廣闊的面積內是否到處都能生成石油和天然氣呢？不是的。那麼，新疆在哪裡才有沉積岩呢？經過50多年來廣大地質工作者的艱苦勘探，具有一定厚度和具有油氣勘探價值的沉積岩盆地有30多個（表4-4-1），總面積約90萬平方千米。
表4-4-1 新疆主要沉積岩盆地一覽表
從表中我們知道，在新疆已勘探的沉積岩盆地中，已找到大小80多個油氣田，這些石油和天然氣是怎樣生成的呢？那麼就要了解在漫長的地史時期中，有機質是怎樣生成石油和天然氣的。
（一）油氣物質來源探秘
從人們開始勘探石油和天然氣開始到目前為止，世界上經過勘探所找到的石油儲量約1300億噸。而新疆已進行勘探的沉積岩盆地——塔里木、准噶爾、吐哈、三塘湖、焉耆等盆地，到2007年底，累計探明石油儲量38億噸，探明天然氣儲量1.3萬億立方米。人們自然會問，沉積岩中的有機物質是否有足夠的數量作為生成大量石油和天然氣的物質基礎呢？
根據近年來地球科學工作者研究，有機物質在沉積岩中的分布十分廣泛，地球上沉積岩中的有機物質總含量約為3000萬億噸，而地球上煤和石油的儲量分別為5萬億噸和2千億噸，也就是說，它們僅為沉積岩中有機物質總量的1/600和1/15000。
上述數據說明，作為生成石油和天然氣的原始有機物質總量是十分充分的，完全能夠滿足生成石油和天然氣的需要。
這些有機物質是從何而來的呢？根據古生物和地質歷史的研究，地球上有生命的物質的出現是很早的，遠在距今10億年左右的元古宙，地球上就有很低等的藻類等生物。隨著地球的發展，生活在地球上的生物也得到了繁殖和發展。在距今大約5億～6億年的古生代時期，出現了大量的生物，當時幾乎所有動物的主要門類都有了。在距今3.5億～4億年的古生代泥盆紀時期，水生生物得到了巨大發展，原始的水生植物擴展到陸地，占據了地球表面的各個部分。發展到現在，地球上已經有了幾百萬種動物和植物。在地球的任何部分，從波濤洶涌的海洋到寧靜的湖泊，從奔騰的河流到遼闊的平原，從地球的空氣層到地面以下的土壤里，從氣溫常變的沙漠到風雪交加的兩極，都有各種類型的生物生活著。據統計，現在地球上活著的生物可達10萬億噸。在過去的地質時代中，各種生物不斷地繁殖、發展，老的死亡，新的出生，死亡之後的屍體在一定條件下保存下來，形成了各地質時代中的豐富的有機物質。特別是低等生物，它們的繁殖速度（即在一定時間內產生和死亡的數量）是非常驚人的，例如一個硅藻（低等植物的一種），在不受任何限制的理想條件下，8天之內就可以繁殖地球那麼大的體積。
在現代海洋中，有不少地方可以看到，由於低等生物的繁殖，而使大片大片的海域變成綠色、深棕色或藍色。有人統計過，全世界所有海洋，在水深100米厚的這一層水體中，單是浮游生物每年可產生600億噸的有機碳，有機碳是從有機物質中分析出來的碳素。
陸地上也同樣有著極其豐富的有機物質。如果把地球上的內海、內陸湖泊、海灣等地區的有機物質統統計算起來，它的數量是非常巨大的。這樣巨大數量的有機物質並非都能保存下來，但是地質年代是漫長的，是以百萬年為計算單位的。因此，即使只有很少部分有機物質被保存下來，其總的數量還是很可觀的。據石油地質工作者測定，塔里木盆地暗色沉積岩石中的有機質含量平均占岩石重量的1.2%，有的高達3.88%（侏羅系七克台組），這類岩石厚度有兩千餘米，分布面積達50多萬平方千米，可見當時保存下來的有機物質是很豐富的。這些有機物質就是生成塔里木盆地極其豐富的石油和天然氣的原始材料。准噶爾、吐哈、三塘湖、焉耆等盆地與塔里木盆地相同，沉積岩中的有機物質含量也很豐富，生成的石油和天然氣也很豐富。
總之，可以肯定，在地質歷史中，有機物質作為生成石油和天然氣的原始材料，在數量上是可以滿足需要的。由於低等生物比高等生物的繁殖速度要大得多，因此，一般認為低等生物是生成石油和天然氣的主要物質（圖4-4-1）。
（二）油氣生成條件探秘
塔里木、准噶爾、吐哈等盆地內沉積岩中有機物質本身的性質，決定了它能夠變成石油和天然氣。因此，有機物質的存在為石油和天然氣的生成提供了依據。但是，有機物質能不能變成石油和天然氣，還需要有適當的外界條件。正如雞蛋要有適當的溫度才能變成小雞一樣，沒有適當的外界條件，有機物質也不能變成石油和天然氣。
首先，要有保存有機物質的地質環境。否則，有機物質不可能保存下來。例如，把有機物質（各種生物的屍體）暴露在空氣中，時間長了就會慢慢地被氧化，即通常稱之為腐爛，氧化以後生成氣體跑到空氣中，剩下一些殘渣。這正像燒煤一樣，燃燒以後，煤炭就和空氣中的氧氣相結合，生成二氧化碳，從煙囪里跑掉，剩下一堆灰。因此，有機物質在空氣中是不可能被保存下來的。那麼，有機物質在什麼樣的地質環境條件下才能保存下來，並向石油和天然氣變化呢？根據地質勘探實踐，首先需要有比較廣闊的低窪地區，曾經長期被水（海水或湖水）淹沒。有機物質在這樣的水域沉積下來，而水層又起到了隔絕空氣的作用。雖然水中也有一定量的氧氣，但當這些氧氣氧化一部分有機物質而消耗以後，其他大量的有機物質就能夠被保存下來。因此，在地質歷史中，曾經是淺海、海灣、湖或大陸上的湖泊等地理區域是生成石油和天然氣的有利地區。確定這些低窪地區的存在，是根據分布在這些地區的沉積岩岩性特徵得來的，地質上叫泥岩、砂質泥岩分布地區在地質歷史上一般都是較低窪的地區。曾經是深海的地區，並不利於有機物質保存，因為有機物質要沉積下來，需要通過很厚的水層，而被水中的氧所氧化掉了。
其次，需要在淺海、湖泊等低窪地區的周圍和水中，有大量的生物繁殖，特別是微體生物的繁殖。這些低窪地區處在良好的氣候條件下，為生物大量的滋生創造了良好條件。因此，氣候條件是生油的外界條件之一。有沒有大量的有機物質存在，可以從沉積岩中的生物遺跡，即化石的豐富情況來判斷。
最後，需要有陸地上經常輸入大量的泥沙或其他礦物質到淺海或湖泊中去，迅速地把從陸地上輸送來的和水體中死亡的生物體埋藏起來，形成與空氣隔絕的還原環境，從而不讓它們腐爛成為氣體向空氣中擴散而消失。這就需要這些低窪地區，隨著地殼的運動，邊沉降邊沉積，即陸生和水生的生物死亡以後同大量的泥沙和其他物質一起沉積下來。沉積盆地不斷地沉降，沉積物一層一層地加厚，老的沉積物被新的沉積物所覆蓋，沉降多少，沉積物的厚度就增加多少，長期保持水的一定深度，就能長期地形成還原環境。在這樣的地質環境下，才可能有極其豐富的有機物質被保存下來，並在還原環境中向石油和天然氣轉化。新疆的塔里木、准噶爾和吐哈等盆地的地層厚度達萬米以上，這么厚的地層，顯然是在邊沉降邊沉積的過程中形成的（圖4-4-2）。
總之，還原環境是有機物質保存並向石油和天然氣變化的外界條件，而還原環境的形成則需要有良好的地理條件、氣候條件和地質條件。這些條件在塔里木、准噶爾、吐哈等盆地的某些地質歷史上都具備。
（三）油氣生成過程探秘
在認識了生成石油和天然氣的原始物質和它們的生成環境的基礎上，就可以對石油和天然氣的生成過程有個概括的了解，即：生成石油和天然氣的原始材料是有機物質，這種有機物質既有陸生的，也有水生的，既包括動物，也包括植物，而以繁殖量最大的低等生物為主。有機物質從陸地上搬運下來，或從水體中沉積下來，同泥沙和其他礦物質一起，在低窪的淺海或湖泊中沉積下來，形成了淤泥，這種有機淤泥被新的沉積物覆蓋，造成了氧氣不能自由進入的還原環境。隨著低窪地區的不斷沉降，沉積物的不斷加厚，有機淤泥所承受的壓力和溫度不斷地增大。同時，在細菌、壓力、溫度和其他因素不斷的作用下，處在還原環境中的有機物質逐漸地變成石油和天然氣。這是一個漫長的、復雜的變化過程，一直持續到含有機物質的淤泥經過壓實和固結作用而變成沉積岩石，形成生油層，在時間上往往要經過數百萬年。
有機物質變成石油和天然氣的過程，不是一個簡單的物理變化或化學變化過程，而是包含著許多作用因素。長期以來，人們根據石油和天然氣生成的地質和地理條件，在實驗室里進行實驗，發現細菌、溫度、壓力、催化劑和放射性等因素都起一定的作用。例如，溫度可以使有機物質發生熱分解而生成烴類；壓力能夠促使低分子的烴類變成高分子烴，使不飽和的烴變成飽和烴；當把一種厭氧細菌和植物一起放在封閉的容器里，經過十多年後，可以見到烷烴的生成；用粘土作催化劑，在比較高的溫度（100℃以上）下，可以使脂肪發生變化，而得到類似石油的碳氫化合物等。總之，促使有機物質變成石油和天然氣的能量來源是多方面的，其作用過程都比較復雜，尚待進一步研究。
大家都知道，准噶爾盆地的克拉瑪依油田石油的蘊藏量十分豐富，這些石油是怎樣生成的呢？原來早在1.8億年到2.7億年的地質歷史中（地質上叫二疊紀、三疊紀），准噶爾盆地是一個與海隔絕的內陸湖泊。當時氣候溫暖潮濕，在湖泊周圍的陸地上和湖泊中的淡水裡，繁殖著各種動植物，特別是浮游動物的介形蟲、魚類和甲殼類的葉肢介等大量繁殖。這些生物死亡之後，同周圍河流帶來的泥沙一起在湖盆底部沉積下來。地殼運動引起的湖盆底部不斷地沉降，沉積物一層一層地加厚，經過漫長的地質年代，以至形成了巨厚的湖相沉積岩層，在這些沉積岩層中含有極其豐富的有機物質。在盆地邊緣出露的二疊紀、三疊紀的地層及打井過程中取得的岩心、岩屑中，都見到了大量的生物遺跡——化石，如介形蟲、葉肢介的介殼、魚類的骨架和植物枝葉的痕跡等，這就可以推斷當時生物是多麼豐富。正是這些生物的遺體在還原環境下變成了石油和天然氣，後來，這些石油和天然氣聚集起來形成了克拉瑪依油氣田。
（四）油氣生成現代證據探秘
前面已介紹了對油氣生成的認識。現今地球上仍然廣泛地存在著淺海或湖泊等低窪地區，在這些低窪地區的近代沉積物中是否存在豐富的有機物質？是否存在生成油氣的條件和油氣生成的過程呢？顯然，以將今論古的辦法，研究近代沉積物中的生成油氣條件和生成油氣過程，將能更加充實和完善我們對地質歷史中油氣生成的認識。從這個觀點出發，我國石油科技工作者對青海省的青海湖和湖南省的洞庭湖中的近代沉積物進行了研究，國外石油科技工作者也曾在黑海、裏海和墨西哥灣等地進行了研究。這些研究工作取得了一定的成果，歸納起來有以下幾點認識：
第一，在這些低窪地區的水體中和近代沉積物中，確實存在著大量的有機物質。例如，青海湖中，除有豐富的魚類以外，還有很多浮游生物和底棲生物（即生活在水底的生物），特別是微生物硅藻佔75%以上。據統計，歐洲的黑海有100萬噸各種魚類和100萬種微生物，而微生物的產量每年可達80億噸。在青海湖的近代沉積物中也發現了豐富的有機物質，並且發現有機物質在不同類型的沉積物中的分布也有一定的規律，越細的沉積物中有機物質的含量越豐富。這是由於沉積物越細，當時的水體越穩定，越容易形成還原環境，從而越有利於有機物質的沉積和保存。
第二，從這些低窪地區的近代沉積物中提取出來的有機物質經實驗室化驗，其化學成分和物理性質與石油近似。把淡水泥質沉積物中的有機物質的元素組成與石油以及浮游生物三者加以比較（表4-4-2）。可以看出，近代沉積物中有機物質的元素組成介於有機物質和石油之間，顯然它比浮游生物更接近於石油。
表4-4-2 石油、沉積物中的有機物質和浮游生物元素組成對比表（%）
另外，對近代沉積物中有機物質的碳氫化合物含量進行了分析，發現隨著沉積物所處的深度加深，其中有機物質的碳氫化合物含量也在增加，而相對的氧、硫、氮等化合物的含量減少。這說明，越往深處，近代沉積物中的有機物質越接近石油。
這些研究成果表明，在近代沉積物中存在著石油和天然氣生成的過程，這個過程就是現在也還在進行著。從現在仍然有生油過程的存在，可以加深對古代生油過程的認識，並說明這種認識是比較符合客觀實際的。