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油气的形成 一些文学作品曾将油田描述为“地下油海”和“地下油河”。不少人也认为地下的油田像地面的海、湖一样储存着石油。其实不是这样。石油是“石头里的油”，像水浸透在海绵里一样浸透在石头的孔隙与缝洞里。 天然气作为石油的气态形式，在地下的情况和石油一样，也储存在岩石的孔隙与缝洞里。不同的是，天然气比液态石油的分子更小，能渗进石油的岩石都能渗进天然气，石油渗不进去的一些岩石却能渗进天然气。 那么，油气是如何生成的？ 从大约5亿年前地球上出现生命开始，石油也准备着登上历史舞台。最早的地球生命诞生在海洋，然后逐渐演化并向陆地发展。生长在海洋或湖泊里的动植物死亡后，其“遗体”伴随着水中的泥沙一起慢慢沉入水底并逐渐堆积起来，而后在微生物的参与下发生腐烂分解形成沉积有机质。在这一过程中，部分有机质被微生物直接分解，形成以甲烷为主的生物气。经过漫长的地质岁月，最终这些有机质与泥沙一起被压实并形成沉积岩。 随着地壳的不断下降，海洋或湖泊中沉积的岩层越来越厚，那些富含有机质的泥岩或页岩逐渐被深埋，经受的温度也随着深度的加大而逐渐升高。一旦达到合适的温度，在高压无氧的环境下有机质就开始热分解或热裂解，生成石油和天然气。 油气的形成条件 油气形成的物质基础是有机质。有机质是生物物质（主要包括浮游植物、细菌和高等植物）死亡后的遗体，通过沉积作用进入沉积物中并被埋藏下来。油气的形成需要充足的沉积有机质、适当的温度、压力、时间、细菌等物理和化学及生物化学条件。 有机质：有机质是油气形成的物质基础。能够形成油气的有机质主要是水生生物，如藻类，或者高等植物的表皮蜡质、花粉等。有机质一般被保存在泥岩或页岩中。 温度：温度是油气形成过程中最重要的因素。在沉积盆地中，有机质开始生油的温度通常在60摄氏度至120摄氏度之间，随着有机质的埋藏时间而不同。液态石油生成的终止温度一般不高于170摄氏度，天然气的生成与生成液态石油相伴，终止温度高于液态石油，但一般不高于230摄氏度。换言之，油气的生成只出现于有限的温度范围，温度过低或过高都不利于油气形成。 时间：时间在油气生成中也起到重要作用，时间与温度可以互补，但温度占首要位置。在很低的温度下，时间通常起不了作用，也就是说，如果有机质处于很低的温度条件下，不管经历多长时间也不能生烃。 压力：随着沉积物埋藏深度增加，上覆地层厚度增大，沉积物的温度、压力随之升高。压力升高将促进化学反应。然而，压力对油气生成的作用比较小，在某些情况下可以促进油气生成，但在某些条件下又可以抑制油气生成。 细菌：对油气生成来讲，最有意义的是厌氧细菌。细菌对有机质的分解与性质改造起重要作用。同时，在低温度下分解有机质时，还可以产生以甲烷为主的生物气。 催化剂：催化剂是一种化学反应加速剂。通常认为能够起催化剂作用的是黏土矿物，其在油气生成过程中可以起到促进油气生成和裂解的作用。 油气的运移 地下一座座“天然仓库”，虽然具备了储藏油和气的条件，但库里却不一定有油气，只有当油气被运进来后，它们才能成为油气藏。 油气有两次运移，即初次运移和二次运移。初次运移是指生油层生成的石油、天然气，向邻近有孔隙、裂缝、溶洞等储集空间的储集层的运移。运移的方向，可以向上、向下或向四周，把分散的星星点点的石油、天然气，初步集中起来。 初次运移主要动力是压力，是来自沉积物本身的重量。地层在沉积过程中逐渐加厚，本身重量也逐渐加大。沉积物在压力作用下，体积由大变小，由松散变致密，已生成的油气受到挤压就从生油层中随同水一起，被排挤到储集层中。油气从生油层中排出，地层压力使岩石破裂，产生微裂隙，油气沿微裂隙排出后，压力下降，裂隙封闭。新的沉积物又使压力增加，岩石再次破裂，排出油气。这就是幕式排烃的过程，即油气不断生成不断排出的过程。 二次运移是指油气在储集层中的运移。来自生油层的“油滴”“气泡”，在储集层微细的通道中运动着，走着弯弯曲曲的道路，克服前进中的阻力，运移的速度是很缓慢的。 二次运移的通道主要是孔隙、裂缝、溶洞、不整合面和断层。在储集条件良好的海相砂岩里，油气运移阻力小、速度快、运移距离长，如同汽车疾驶在高速公路上。在物性差的储集层里，油气运移十分艰难，运移距离短，在生油区及周边的圈闭即可形成油气聚集。 油气藏的形成 原油形成之后，随着沉积地层的持续下沉，有机质埋藏的深度加大，温度越来越高，当温度超过一定界限时，原先形成的石油将裂解生成天然气和残留的固体沥青。随着油气在泥岩有机质中不断生成，它们在泥岩的微小孔隙中越积越多，积聚的压力也越来越大，最终突破泥岩阻力，通过泥岩的微小孔缝运移出来。 于是，这些从泥岩中“逃逸”出的油气进入砂岩层中。在浮力的作用下，它们在砂岩的连通孔隙或断裂、裂缝等通道中继续向上移动（称为运移）直至遇到致密地层不能再移动时，便在这些砂岩或裂缝中积聚起来。如果向上运移过程中没有遇到致密的阻隔地层，它们便会到达地表散失掉。这些油气运移到孔隙度、渗透性良好的岩石孔隙和裂缝中时，形成常规油气藏，进入到比较致密的砂岩中便形成致密油气藏。 油藏形成条件“六字诀” 油气藏是油气聚集的基本单位，是油气勘探的对象。石油和天然气在形成初期呈分散状态，存在于生油气地层中。它们必须经过迁移、聚集才能形成可供开采的工业油气藏。这就需要具备一定的地质条件。这些条件可以概括为“生、储、盖、圈、运、保”六个字。 生油气层：是指具备生油条件的地层。它富含有机质，是还原环境下沉积的，结构细腻、颜色较深，主要由泥质岩类和碳酸盐类岩石组成。生油气层可以是海相的，也可以是陆相的。另外，生油气层还必须具备一定的地质作用过程，即达到成熟才能有油气的形成。 储层：是能够储存石油和天然气，又能输出油气的岩层。它具有良好的空隙度和渗透率，通常由砂岩、石灰岩、白云岩，以及裂隙发育的页岩、火山岩和变质岩构成。 盖层：指覆盖于储油气层之上、渗透性差、油气不易穿过的岩层，起着遮挡作用，以防油气外逸。页岩、泥岩、蒸发岩等是常见的盖层。 圈闭：就是储集层中的油气在运移过程中，遇到某种遮挡物，使其不能继续向前运动，而在储层的局部地区聚集起来。这种聚集油气的场所就叫圈闭，如背斜、穹隆圈闭，或断层与单斜岩层构成的圈闭等。 运移：指油气在生油气层中形成后，因压力作用、毛细管作用、扩散作用等，使之转移到有孔隙的储油气层中。一般认为，转移到储油气层的油气呈分散状态或胶状。由于重力作用，油气质点上浮到储油气层顶面，但还不能大量集中，只有当构造运动形成圈闭时，储油气层的油、气、水，在压力、重力及水动力等作用下，继续运移并在圈闭中聚集，才能成为有工业价值的油气藏。 保存：油气要保存必须有适宜的条件。只有在构造运动不剧烈、岩浆活动不频繁、变质程度不深的情况下，才利于油气保存。相反，张性断裂大量发育，剥蚀深度大，甚至岩浆活动的地区，油气是无法保存的。 油气的“聚宝盆”—盆地盆地主要是由于地壳运动形成的。在地壳运动作用下，地下岩层受到挤压或拉伸，变得弯曲或产生断裂，导致部分岩石隆起，部分下降。如果下降的部分被隆起的部分包围，盆地的雏形就形成了。 在隆起的地方，地壳中比较软弱的部分，或者是岩石层中比较容易被风化剥蚀的部分，在受到挤压时会剧烈地弯曲成褶皱，升起成为环绕盆地的山脉。有的是地壳中比较坚硬的部分，被挤压时整块地抬升，形成了高原。盆地内部的地壳或者岩石层，通常是地壳或岩石层中比较稳定的部分，在发生地壳运动时，常常会大面积地缓慢上升或下降。抬升运动可以形成高原，而下沉则形成盆地。盆地形成以后，经过风化、水流、生物等自然力的改造，使得盆地四周突出的部分被侵蚀，破坏得较快。其产物被风、水流携带到盆地内部又沉积了下来，使得盆地内部慢慢地被充填，“盆底”变高了。如果盆地形成以后，当地的地壳运动依然很强烈，就可以迅速把盆地填满。但这个“快速过程”，往往需要几十万年。 许多盆地在形成以后还曾经被海水或湖水淹没过，像四川盆地、塔里木盆地、准噶尔盆地等，都遭遇了这样的经历。后来，随着地壳的不断抬升，加上泥沙淤积，盆地内部的海、湖慢慢地退却干涸，只剩下一些河水或小溪。但是，在这些海、湖、河流中生活过的大量生物，死亡以后被埋入淤泥中，从而成为形成石油、煤炭的物质基础，这就是科学家们非常关注盆地研究的重要原因。盆地中的岩石沉积大多相对完整而连续。此外，生活在那里的动物、植物死后也比较容易保存成化石，所以，盆地也是古生物学家们寻找化石的好去处。 石油和天然气的形成和富集成藏也与构造运动有十分密切的关系。油气通常形成并赋存在沉积岩中，相对独立连片分布的沉积岩，往往被油气勘探者称为含油气盆地。这种含油气盆地的形成与分布是构造运动的必然产物。我国已故地质学家黄汲清早就指出：“找油的一个前提是按地质构造特点进行构造分区，然后按构造单元讨论生油、储油和含油气远景。”石油和天然气作为地壳中流体的部分，其形成、运移和保存受控于地质体的发展变化，涉及大地构造、构造地质等基础科学，对地质体的构成和演化认识越深刻，油气地质的特殊性也越容易被掌握。 海洋石油的形成 人类对于大海一直怀有敬畏之情，开拓海洋资源之路也漫长而艰辛。浩瀚海洋，蕴藏着约占全球石油资源总量34%的石油资源量。随着人类对石油资源需求的增加和勘探开发技术的进步，海洋石油资源勘探开发越来越受到世界各国的重视全球水深在300米以内的大陆架面积，大约为2800万平方公里，其中57%的面积是可能蕴藏石油的沉积盆地。在4000多万平方公里的位于大陆架之外的大陆坡和大陆隆起内，已发现有石油资源。由于勘探技术的限制，目前对海洋石油的储量还缺乏准确的判断。海洋石油专家们估计，世界石油可开采储量为3000亿吨，其中有1350亿吨在大陆架内。海洋中如此巨大的石油资源是如何形成的？ 地心探险 | 石油从这里而来 |
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