浅谈石油地质与石油的形成与开采的关系

【摘要】地质学（Geology）是研究地球（地壳）的物质成分、内部构造、表面特征及地球演化历史的科学，主要研究对象是固体地球，当前研究的重点是固体地球的表层-地壳（或岩石圈），主要研究内容包括地球的物质组成、地球的构造、地球的形成和发展深化以及地球的资源性等。莱伊尔Charles Lyell（1797 - 1875）的巨著《地质学原理》使地质学真正成为一门科学。板块构造学说提供了新的地质学理论、观念、方法，以此为标志建立了现代地质学。

【关键词】地质 石油成因 地球 地下勘探

1 石油与地质构造

石油和天然气通常都是蕴藏在沉积盆地、含油气盆地之中的。沉积盆地是怎么形成的呢，原来，我们所处的地球是一直在活动着的，有的地方上升，则成为高山，有的地方在下降，则成为沉积盆地。中国有好多个沉积盆地，每个盆地沉积的地层及其厚度等是各不相同的。这些地层自上而下地质年代由新变老，好像人类历史一样，分成不同的时代。研究人类各个时代情况的学科叫历史学，而研究一个沉积盆地的各个地质年代的情况就叫地质构造的发展历史研究，简称构造发展史。研究构造发展史对找油找气有什么用处呢，原来，石油和天然气是可以移动的流体矿床，从油气在地下生成起，到聚集到一个地方成为油气田，在漫长的地质历史中变化多端。有的油气田形成后可以保持到现在，有的运移到另外的地方，有的散失了……总之，油气这个流体矿床总是处于运动状态之中，这就是油气田有别于其他矿床的最大特点。而这种变化与油气田所在的沉积盆地的构造发展史是息息相关的。因此，在找油找气工作中，地质构造发展历史的研究就显得非常重要了。

2 石油地质与石油成因

石油成因是石油地质学中一个带有根本性的问题，因为只有石油生成之后才有运移、聚集、演化和破坏等一系列石油地质现象。阐明石油的成因不仅有理论上的意义，而且对于指导石油勘探也有着现实的应用价值。比如，在确定勘探区域和选择主要目的层时，实际上都是在一定的成因假说指导下进行的。回顾众说纷纭的石油成因争论，主要体现为有机起源与无机起源两大派别的对垒。19世纪中叶，随着采油事业的兴起，石油成因广泛引起了学者们的兴趣。进入20世纪，由于在石油中找到了生物起源的直接证据，即卟啉和旋光性，其核心即石油起源于生物物质，自此有机起源学说一直占据主导地位，并一直指导我们的勘探事业至今，在此理论的指导下，人们也确实找到了成千上万的大大小小的油气田。

在石油勘探过程中，我们发现了很多令人费解的现象，虽然持有机生油论的专家学者也作出了一些解释，但大多牵强附会，以找出令人信服的证据。 例如红地层的疑问。长久以来，有机生油理论尽管有各种矛盾解释不通，但是人们总是认为其基本观点是不可能错的，即石油起源于生物物质。例如，在中亚的红色地层中找到了石油以后，前苏联的石油地质专家就提出，红色泥岩也能生油。玉门老君庙油田都是红色地层，上第三系底部白杨河组中只有30m 厚棕褐色泥岩，找不到生油层，于是来了个白垩系生油，倒灌至志留系及第三系的说法。塔里木盆地叶城柯克亚油田在红色第三系中打出了千吨井，找不到生油层，又解释为它是通过断层与罗系沟通，侏罗系生的油侧灌到第三系里来。笔者不反对地下原油在压差驱动下可以倒灌或侧灌，问题在于我们如此牵强附会地用有机生油解释的同时，是否想过上述地方的石油本身就不是有机生成的，这些地方的石油有没有可能来自地球深处，是无机成因的，通过深大断裂，运移聚集至沉积地层中。

3 石油的地球化学勘探

根据大多数油气藏的上方都存在着烃类扩散的“蚀变晕”的特点，用化学的方法寻找这类异常区，从而发现油气田，就是油气地球化学勘探。油气地球化学勘探方法的种类比较多，常用的是土壤烃气体测量、土壤硫酸盐法、稳定碳同位素法、汞和碘测量法等，还有地下水化学法及井下地球化学勘探法。

具体的石油勘探方法有：地球物理测井简称测井，是在钻孔中使用测量电、声、热、放射性等物理性质的仪器，以辨别地下岩石和流体性质的方法，是勘探和开发油气田的重要手段；测井系列，不同的测井仪器有不同的性能和作用，在某种地质条件和钻孔条件下，根据一定的地质或工程目的，采用多种有针对性的测井仪器组合起来进行测井，称为达到这种目的的测井系列；电阻率测井，是在钻孔中采用布置在不同部位的供电电极和测量电极来测定岩石（包括其中的流体）电阻率的方法。通常所用的三电阻率测井系列是：深侧向、浅侧向和微侧向电阻率测井；声速测井，声速测井是利用不同的岩石和流体对声波传播速度不同的特性进行的一种测井方法。通过在井中放置发射探头和接收探头，记录声波从发射探头经地层传播到接收探头的时间差值，所以声速测井也叫时差测井。用时差测井曲线可以求出储集层的孔隙度，相应地辨别岩性，特别是易于识别含气的储集层；放射性测井，放射性测井即是在钻孔中测量放射性的方法，一般有两大类：中子测井与自然伽马测井。中子测井是用中子源向地层中发射连续的快中子流，这些中子与地层中的原子核碰撞而损失一部分能量，用深测器（计数器）测定这些能量用以计算地层的孔隙度并辨别其中流体性质；自然伽马射能谱测井，自然伽马能谱测井是测量地层中放射性元素铀、钍和钾40的伽马射线强度谱，从而确定它们在地层中的含量，用于分析岩石及流体性质；声波变密度测井，补偿声波测量的是接收到的声波波列的首波达到时间，用于测定地层的声波传播速度，源距较短，其资料用来计算地层孔隙度和确定气层。全波列声波测井记录的是接收到的声波全部波列，可测定岩层的弹性模量，其源距较长，用于求解岩层强度、检查压裂效果及固井质量等，在求解地层孔隙度及判断气层方面比补偿声波更为准确。

4 结语

现代的人们怎样去认识几百万年甚至更早以前油气生成的历史呢？地质学家追溯油气的生成条件就要去研究地层中生油层的各种信息。这里所指的生油层就是沉积岩层中的暗色泥岩层或碳酸盐岩层。使用现代的物理、化学分析手段已经完全能够做到把它们在生成油气过程中所残留下来的各种信息提取出来加以研究和认识，不断地探索油气生成的条件。所以，研究油气的生成不是单纯探索它们的形成条件，而是找油找气的一项重要任务。

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