⑴ 油氣藏如何形成的
石油和天然氣的生成、運移和聚集是油氣藏形成過程中密切相關的三個階段。儲集層、圈閉構造和油氣的運移是油氣藏形成不可缺少的條件。本節將介紹油氣的生成、儲集層、油氣的運移、圈閉以及油氣藏的類型等內容。
一、油氣的生成石油和天然氣的主要成分是碳氫化合物。它究竟是怎樣生成的?過去曾有多種說法,但基本上可以歸納為兩種,即有機成因說和無機成因說。
1.無機成因說無機成因說認為,石油是在地殼深處高溫、高壓下,由無機碳和氫經過化學作用而形成的。在實驗室中,通過無機合成可將簡單的碳和氫的化合物合成為石油;另外,在火山噴出的氣體和熔岩流中也含有烴類;許多無機體上也有烴類存在。無機成因說大致包括乙炔說、碳化物說、宇宙說、岩漿說等。
無機成因學說主要是以在特殊實驗條件下可以合成石油的化學反應現象和對地球內部物質的假定為依據的,因而不能被大多數學者接受。但在人們能洞悉地球內部結構之前,無機成因說的存在有利於加深對石油成因的認識,對石油成因的研究有一定的促進意義。
2.有機成因說有機成因說認為,石油和天然氣是在一定條件下由沉積岩中的有機物質轉化而來的。其主要證據是:第一,世界上已發現的油氣田99%以上都分布在沉積岩中;第二,石油具有生命有機物質所特有的旋光性;第三,石油中存在有生物標志化合物;第四,在實驗室中利用生物的脂肪、蛋白質、碳水化合物可以獲得烴類物質;第五,石油成分的復雜性;第六,在近代海相和湖泊相沉積中發現了有機物質轉化為油氣的過程等。
油氣有機成因的現代科學理論認為,原始有機物質在一定的環境和條件下被埋藏下來,在一定的深度、溫度等適宜條件下,經歷了生物化學、熱催化、熱裂解、高溫變質等階段,陸續轉化為石油和天然氣。根據成油深度上的差別,有機成因說又可分為淺成說和深成說。前者認為油氣是在沉積埋藏不深的早期形成的,而後者則認為油氣是有機質埋藏到一定深度、溫度條件下才形成的。
3.生成油氣的原始物質石油成因理論雖然很多,但石油有機成因說目前普遍為人們所接受。大量的有機物質是油氣生成的物質基礎;而促使有機物質保存,並向油氣轉化的條件是外因。生成油氣的有機物質是海洋和湖泊中的動、植物遺體,其中以水生的浮游生物(如魚類、藻類)和各種微生物(有孔蟲、介形蟲)等富含脂肪、蛋白質、碳水化合物的有機質為主。這些生物遺體的大部分,或是成為他種生物的食料,或是變為二氧化碳而游離於大氣之中,只有很少部分隨著細小的沉積物沉積於海洋或湖泊的低窪地帶。盡管如此,只要考慮到生物界的廣泛性、繁殖速度快以及時間長久等因素,地球上的有機物質在數量上是能夠滿足大量的油氣生成的。
進入沉積物中的有機物質,在缺乏氧氣的環境下得以保存。隨著環境的還原程度不斷加強,有機物質在一定的物理、生物化學作用下進行分解,完成「去氧加氫、富集碳」的過程,形成分散的碳氫化合物——石油和天然氣。
4.生油層能夠生成石油和天然氣的岩層,稱為生油氣岩或生油氣母岩、生油氣源岩(簡稱生油岩)。由生油氣岩組成的地層,即為生油氣層(簡稱生油層),這是自然界生成石油和天然氣的實際場所。沉積岩中的泥岩、頁岩、砂質泥岩、泥質粉砂岩、碳酸鹽岩等細粒均可組成良好的生油層。根據岩性不同,生油岩分為兩大類——泥質生油岩和碳酸鹽岩生油岩。這些細粒的生油岩是在較寧靜的水體中沉積下來的。這種環境也適於生物的大量繁殖。另外,有機質沉降到海底、湖底後,被細粒岩石埋藏,有利於保存下來。
生油岩的顏色以褐、灰褐、深灰、黑色等暗色為主,灰、灰綠色次之。這里所說的顏色不是沉積岩的繼承色或次生色,而是能反映當時沉積環境和有機質豐度的原生色。暗色常反映沉積時的還原環境。這使大量有機質得到保存,使鐵元素處於低價狀態;紅色常反映氧化環境,它使有機質遭受氧化,破壞殆盡。
生油層的分布受岩相古地理條件所控制。生油層皆是有規律地出現,並與一定的岩相帶有關。對於湖相來說,較深、深湖相是主要的生油相帶。那裡沉積了細粒的泥質岩類。由於水體較深,具有靜水沉積、水流弱、波浪小、還原環境等有利的生油條件。大量低等生物的繁殖,是形成良好生油層的基礎。對海相來說,淺海相或潮間低能相帶、潮下低能帶的碳酸鹽岩層和泥質岩層具備良好的生油條件。這些區域深度不大、水體寧靜、陽光充足、生物茂盛,岩石富含生物化石和有機質。我國四川盆地的二疊系和三疊系的碳酸鹽岩地層,就是淺海相碳酸鹽岩生油層的例子。
二、儲集層和蓋層大量油氣勘探及開發實踐,糾正了人們最初以為地下有油湖、油河之類的錯誤認識。逐漸知道石油和天然氣不是儲存在地下的什麼油湖、油河之中,而是儲存在那些具有相互連通的孔隙、裂隙的岩層內,好像水充滿於海綿里一樣。
具有一定孔隙度和滲透性,能夠儲存油氣等流體,並可在其中流動的岩層稱為儲集層。儲集層具備兩個基本特性——孔隙性和滲透性。
1.儲集層岩石的孔隙性和滲透性1) 孔隙度儲集層岩石是由大小不一的岩石顆粒、礦物顆粒膠結而成的。被膠結的顆粒之間存在著微細的孔隙,如同我們常見的建築上用的磚一樣。把一塊3kg的磚放在水中浸泡以後再稱重,它就可能變成3.5 kg,其中增加的0.5 kg是因為水浸入到了磚的孔隙中。同樣道理,油氣就儲存在油層岩石的孔隙里。為了衡量儲集層岩石中孔隙總體積的大小,提出了孔隙度的概念,用以表示岩石中孔隙的發育程度。
儲集層岩石中孔隙的總體積占岩石總體積的比值叫做孔隙度。用百分數表示,即:
圖2-19油氣藏示意圖
在目前技術和經濟條件下,具有開采價值的油氣藏為工業性油氣藏。西方國家稱之為商業性油氣藏。但這個概念是隨著國家的需要和技術條件的不同而變化的。當國家急需油氣的時候,不具工業價值的油氣藏也要開采,此時經濟價值就處於從屬地位了。
2.油氣藏的類型據有關資料記載,世界上已經發現的油氣藏有數萬個,類型多種多樣。為了更有效地指導勘探和開發油氣資源,有必要對已發現的油氣藏進行科學分類。目前國內外使用的油氣藏分類方法很多,歸納起來有四種。
(1)根據日產量大小分為高產油氣藏、中產油氣藏、低產油氣藏和非工業性油氣藏。
(2)根據油氣藏形態可分為層狀油氣藏(如背斜油氣藏)、塊狀油氣藏(如古潛山油氣藏)和不規則油氣藏。不規則油氣藏中油氣分布無一定形態,如斷層油氣藏、地層油氣藏和岩性油氣藏等。
(3)根據烴類組成可分為油藏、油氣藏、氣藏和凝析氣藏。圈閉中烴類只以液態形式存在的稱為油藏;圈閉中既有液態的油,又有游離的天然氣則稱作油氣藏;圈閉中只有天然氣存在的稱為氣藏;在高溫高壓的地層條件下,烴類以氣態存在,開采時隨著溫度和壓力的降低,到達地面後成為凝析油。這種氣藏稱為凝析(油)氣藏。
(4)根據圈閉成因可分為構造油氣藏、地層油氣藏和岩性油氣藏。油氣聚集在由於構造運動而使地層發生變形或變位所形成的圈閉中,稱為構造油氣藏;油氣聚集在由於地層超覆或不整合覆蓋而形成的圈閉中,稱為地層油氣藏;油氣聚集在由於沉積條件的改變導致儲集層岩性發生橫向變化而形成的圈閉中,稱為岩性油氣藏。
為了有利於勘探和開發,對油氣藏的分類應遵循兩條基本原則:第一,分類要有科學性,即分類要反映圈閉的成因類型和形成條件以便於尋求規律性;第二,分類要有實用性,能更有效地指導油氣的勘探和開發工作。
⑵ 石油工程(油氣勘查方向)與石油工程,這兩個專業有什麼區別
資源勘探是油氣開採的前期工作,,首先你的發現才能開采吧,資源勘探做的就是發現的活。石油工程有3個方向,油藏,鑽井還有採油,油藏是評估油氣田的規模以及油氣藏的性質,鑽井就是對有油氣的區塊打井,這兩個專業區別較大資源勘探側重於地質方向,而石油工程則主要融合了機械化學地質方面的知識,不過兩個專業所學課程有很多是交叉的