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词条 石油地质学
释义 shiyou dizhixue
石油地质学(卷名:地质学)
petroleum geology
  研究石油和天然气在地壳中生成、运移和聚集规律的学科,石油和天然气地质学的简称。石油是流体,与固体矿产相比,有其独特的生成和聚集规律。石油聚集的地方并不是生成的地方,石油在生成后,必须通过运移才能聚集在有利的圈闭中。大量的勘探和开采实践,积累了很多有关油气生成、运移和聚集规律的知识,逐渐形成这门学科。
  在美国和日本等国,石油地质学的内涵更广,除研究石油和天然气成因、油气藏形成和油气在地壳中的分布规律,以及从生成、运移到富集成为油气藏的基本原理外,还包括油气田地质学、调查和勘探油气的各种地质学、地球物理学和地球化学的原理和方法,以及油气田开发的地质学原理和工艺技术等内容。
  研究简史 18世纪中期,人们就曾经在油气苗位置上或其附近凿井,发现在一些背斜脊部有油渗出。背斜理论是加拿大地质学家T.S.亨特于1861年提出的。背斜理论一直为地质学家所遵循,指导着勘探的决策。特别是1920年地震反射法成功地应用于地下构造的制图,更加强了应用背斜理论寻找石油的信心。
  20世纪30年代,在美国发现了巨大的东得克萨斯地层油藏之后,地质学家认识到不能简单地只靠背斜理论找油。为寻找新油田,除了应用构造制图外,还必须广泛地采用地层学方法。因此,在石油地质理论中引入了礁、不整合、逆倾斜的尖灭、岩相制图、枢纽线、三角洲沉积等与地层圈闭有关的概念。
  在19世纪初期,地质学家根据野外观察认为,石油起源于沥青质页岩,并被运移到砂岩中。在无机成因说与有机成因说的长期激烈争论中,有机说者提供了很多重要证据,并且不断地对一些论点加以修正、补充和完善。1943年,F.C.怀特莫尔等根据从海藻中分离出含有19~34碳原子的一系列烃类的事实,指出海洋有机体一年所提供的6000万桶烃类,就足够形成在沉积岩中发现的总烃量。1952年,P.V.史密斯通过对现代海洋沉积物中烃的研究,进一步完善了这种生油理论。他指出近代海洋沉积物中存在游离烃类,并在成岩早期阶段随着深度加大,烃含量急剧增加,非烃化合物含量显著减少。1963年,P.H.埃布尔森提出,石油是沉积物的干酪根在成岩过程的晚期经过热解生成的。干酪根成油说已成为石油生成的现代最重要的理论。
  K.马格拉(即真柄钦次,1975)除了强调压实作用为初次运移的主要动力外,还提供了粘土脱水异常压力和石油运移等方面的资料。此外,А.Н.斯纳尔斯基(1962)指出,微裂缝对石油从不渗透油源岩中排出有重要的作用。B.P.蒂索、R.佩列特和H.D.赫德伯格等还认为,由于液态或气态烃类数量不断增加,生油层内压力增加,直到压力增至大于岩石强度时,则岩石产生微裂缝,烃类气体排出,随着地层内压力逐渐降低,使微裂缝闭合。随着烃类的不断增加,地层内压力加大,岩石又产生微裂缝,又有烃类排出,如此循环往复,就使烃类断断续续地排出。1975年,蒂索等企图根据石油生成和运移的新理论采用盆地分析方法,确定盆地的石油远景和最有利的石油聚集带。70年代以来,许多石油地质学家和地球化学家,根据盆地类型、沉降史、沉积史、干酪根类型及其成熟度,建立石油生成模型,以便在空间和时间上定量地确定每一层油源岩的生烃潜力。1975年蒂索等首次介绍了石油生成与地质时间呈函数关系的模型,即石油生成模型。1983年,B.迪朗还基于达西定律和相对渗透率概念,描述了二维二相单元数学运移模型。该模型提供了埋藏过程中沉积物孔隙的石油饱和度史和流体压力史,指出了石油运移的时间及油藏形成的可能部位。尽管这些研究工作还不成熟,但石油地质学家们的努力,使得石油地质理论已开始定量化和模式化。
  基本内容 主要包括 6个方面:①石油及其伴生物天然气、固体沥青的化学组成、物理性质和分类(见石油沥青)。②石油成因与生油岩标志。③储集层、盖层及生储盖组合。生储盖组合是形成油气藏必不可少的条件之一。有利的生储盖组合是指生油层中的油气能运移到储集层中,同时盖层的质量和厚度又能保证运移至储集层中的油气不会逸散。这是形成油气田的重要条件之一。④油气运移,包括油气初次运移和油气二次运移。⑤圈闭和油气藏类型。⑥油气藏的形成和保存条件。油气藏的形成过程就是在各种因素的作用下,油气从分散到集中的转化过程。能否有丰富的油气聚集,并且被保存下来,主要取决于是否具备生油层、储集层、盖层、运移、圈闭和保存 6项条件。其中最重要的两个条件是充足的油气来源和有效的圈闭。
  与其他学科的关系 石油地质学与流体力学、有机地球化学、地球物理学、构造地质学、沉积岩石学和岩相古地理学等有密切的关系。例如,这些学科的发展,以及色谱、色谱-质谱、红外光谱、电子显微镜和同位素分析等技术的广泛采用,为解决石油成因问题创造了良好的基础。
  一些重要的油气藏与河道砂、三角洲砂、沉积砂和礁密切相关。而这些类型的砂体和礁的分布受沉积体系的控制,因此,只有通过研究沉积岩石学和岩相古地理,才能确定储集岩分布的有利地带。
  石油地质学与构造地质学关系十分密切。油气的运移和聚集受盆地区域构造和局部构造条件的控制,要想成功地找到与背斜构造、断裂构造,以及不整合面有关的油气田和油气聚集带,就必须深入掌握有关构造地质学的知识。
  展望 石油地质学虽已取得很大进展,但仍存在一些尚待解决的问题:①勘探的实践表明,干酪根热降解成油说,可能并非是生油理论的唯一模式;②在储层成岩后生作用的研究中,探讨次生孔隙的成因,预测砂岩和碳酸盐岩横向上和纵向上的次生孔隙发育带;③在厚生油泥岩发育情况下,详细研究石油初次运移的距离和排烃量等问题,是石油地质学一项迫切的任务;④盆地分析和模拟研究,将会推动石油地质理论向定量化、模式化方向发展;⑤非构造圈闭是提高油气储量和产量的重要勘探对象。
  参考书目
 潘钟祥主编:《石油地质学》,地质出版社,北京,1986。
 王尚文主编:《中国石油地质学》,石油工业出版社,北京,1983。
 包茨主编:《天然气地质学》,科学出版社,北京,1988。
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更新时间:2024/12/24 10:46:19