石油地質學

石油地質學研究石油和天然氣在地殼中生成、運移和分佈規律的地質學分支，屬經濟地質學或實用地質學的範疇。石油的勘探和開採實踐，積累了油氣生成、運移和聚集規律的知識，促進了學科的形成和發展。

石油地質學與沉積學、構造地質學、有機地球化學、礦床地質學和岩相古地理學密切相關，但石油是液態礦物，其生成和聚集規律與固體礦產不同，石油在生成后必須通過運移才能聚集在有利的圈閉中，而石油聚集的地方也不一定是生成的地方。

在美國和日本等國，石油地質學的內涵更廣，除油氣從生成到聚集成為礦藏的地質學基本原理外，還包括油氣田地質學、調查和勘探油氣的各種原理和方法、油氣田開發的工藝技術等內容。

石油地質學是隨著人類的油氣勘探活動而誕生的一門應用科學，它既是人類對於勘探中對油氣形成與分佈規律認識的總結，又是指導人類油氣勘探活動的理論武器。中國的石油、天然氣發現和開採歷史較早。早在公元前221～前210年，四川邛崍地區就出現了用頓鑽鑽成的天然氣井。18世紀中期，人們曾經在油氣苗位置上或其附近鑿井取油，並發現在一些背斜脊部有油滲出。背斜理論是加拿大地質學家T·S·亨特於1861年提出的。背斜理論一直為地質學家所遵循，指導著勘探的決策。特別是1920年地震反射法成功地應用於地下構造的製圖，更加強了應用背斜理論尋找石油的信心。

20世紀30年代，在美國發現了巨大的東得克薩斯地層油藏之後，地質學家認識到不能簡單地只靠背斜理論找油。為尋找新油田，除了應用構造製圖外，還必須廣泛地採用地層學方法。因此，在石油地質理論中引入了礁、不整合、逆傾斜的尖滅、岩相製圖、樞紐線、三角洲沉積等與地層圈閉有關的概念。

早在19世紀初期，地質學家根據野外觀察認為，石油起源於瀝青質頁岩，並被運移到砂岩中。在無機成因說與有機成因說的長期激烈爭論中，有機說者提供了很多重要證據，並且不斷地對一些論點加以修正、補充和完善。1943年，F.C.懷特莫爾等根據從海藻中分離出含有19～34碳原子的一系列烴類的事實，指出海洋有機體一年所提供的6000萬桶烴類，就足夠形成在沉積岩中發現的總烴量。1952年，P·V·史密斯通過對現代海洋沉積物中烴的研究，進一步完善了這種生油理論。他指出近代海洋沉積物中存在遊離烴類，並在成岩早期階段隨著深度加大，烴含量急劇增加，非烴化合物含量顯著減少。1963年，P·H·埃布爾森提出，石油是沉積物的乾酪根在成岩過程的晚期經過熱解生成的。乾酪根成油說已成為石油生成的現代最重要的理論。

K·馬格拉(即真柄欽次，1975)除了強調壓實作用為初次運移的主要動力外，還提供了粘土脫水異常壓力和石油運移等方面的資料。此外，А·Н·斯納爾斯基(1962)指出，微裂縫對石油從不滲透油源岩中排出有重要的作用。B.P.蒂索、R.佩列特和H.D.赫德伯格等還認為，由於液態或氣態烴類數量不斷增加，生油層內壓力增加，直到壓力增至大於岩石強度時，則岩石產生微裂縫，烴類氣體排出，隨著地層內壓力逐漸降低，使微裂縫閉合。隨著烴類的不斷增加，地層內壓力加大，岩石又產生微裂縫，又有烴類排出，如此循環往複，就使烴類斷斷續續地排出。1975年，蒂索等企圖根據石油生成和運移的新理論採用盆地分析方法，確定盆地的石油遠景和最有利的石油聚集帶。70年代以來，許多石油地質學家和地球化學家，根據盆地類型、沉降史、沉積史、乾酪根類型及其成熟度，建立石油生成模型，以便在空間和時間上定量地確定每一層油源岩的生烴潛力。1975年蒂索等首次介紹了石油生成與地質時間呈函數關係的模型，即石油生成模型。1983年，B.迪朗還基於達西定律和相對滲透率概念，描述了二維二相單元數學運移模型。該模型提供了埋藏過程中沉積物孔隙的石油飽和度史和流體壓力史，指出了石油運移的時間及油藏形成的可能部位。儘管這些研究工作還不成熟，但石油地質學家們的努力，使得石油地質理論已開始定量化和模式化。

到了現代，有些問題仍待解決：根據勘探表明，乾酪根熱降解成油說，不一定是生油理論的唯一模式；在儲油層成岩後生作用的研究中，探討次生孔隙的成因；進行盆地分析和模擬研究，促進傳統石油理論向定量化、模式化方向發展；非構造圈閉是今後石油勘探的重要對象；發展深井鑽和開展海底找油。

在全世界範圍內，經過近100年的勘探活動，未經勘探的處女地所剩無幾，容易尋找的油氣田大多被發現。對能源不斷增長的需求，以及勘探難度的越來越大，是擺在全世界石油勘探者面前的一大矛盾。

油氣藏的形成過程就是在各種因素的作用下，油氣從分散到集中的轉化過程。能否有豐富的油氣聚集，並且被保存下來，主要取決於是否具備生油層、儲集層、蓋層、運移、圈閉和保存 6項條件。其中最重要的兩個條件是充足的油氣來源和有效的圈閉。生儲蓋組合是形成油氣藏必不可少的條件之一。有利的生儲蓋組合是指生油層中的油氣能運移到儲集層中，同時蓋層的質量和厚度又能保證運移至儲集層中的油氣不會逸散。這是形成油氣田的重要條件之一。石油地質學研究內容主要包括以下6個方面：

①石油及其伴生物天然氣、固體瀝青的化學組成、物理性質和分類（見石油瀝青）。

②石油成因與生油岩標誌。

③儲集層、蓋層及生儲蓋組合。

④油氣運移，包括油氣初次運移和油氣二次運移。

⑤圈閉和油氣藏類型。

⑥油氣藏的形成和保存條件。石油地質學本身的研究的課題不外乎兩大問題即成烴和成藏，這是石油地質學永恆不變的主題。在這兩個方面九十年代以來的主要進展：

1、成烴理論

六、七十年代至80年代初：乾酪根生油理論。

80年代後期至90年代：未熟低熟油理論，煤成烴理論是中國學者，特別是地球化學在成烴理論方面對石油地質學的突出貢獻，開闢了我國油氣勘探的新領域。

2、成藏理論

對成藏動力學因素的重視，從溫、壓等動力的角度研究油氣的成藏過程，將油氣生成—運移—聚集作為一個統一的整體：流體封存箱理論、成藏動力學呼之欲出。

3.石油地質綜合研究思想與方法進展

從定性—定量，從靜態到動態，從局部—系統、盆地模擬技術以及含油氣系統的思想和方法。

石油地質學與構造地質學關係十分密切。油氣的運移和聚集受盆地區域構造和局部構造條件的控制，要想成功地找到與背斜構造、斷裂構造，以及不整合面有關的油氣田和油氣聚集帶，就必須深入掌握有關構造地質學的知識。

一些重要的油氣藏與河道砂、三角洲砂、沉積砂和礁密切相關。而這些類型的砂體和礁的分佈受沉積體系的控制，因此，只有通過研究沉積岩石學和岩相古地理學，才能確定儲集岩分佈的有利地帶。

石油地質學還與流體力學、有機地球化學、地球物理學等有密切的關係。例如，這些學科的發展，以及色譜、色譜－質譜、紅外光譜、電子顯微鏡和同位素分析等技術的廣泛採用，為解決石油成因問題創造了良好的基礎。

世界石油勘探面臨著極為嚴峻的挑戰，向新的深度（深層勘探）、新的領域（天然氣、非常規氣、非構造油氣藏）進軍是當今油氣勘探的總趨勢。這種形勢下，都迫使我們發展新的石油地質及油氣勘探理論、油氣勘探技術，廣泛吸收相關學科的新成果，以適應現代油氣勘探形勢的需要與發展。縱觀近20餘年來，石油地質學及油氣勘探取得的進展，相關邊緣學科（從大的概念上講亦屬於石油地質的範疇）的發展極大的促進了石油地質學的發展，提高油氣勘探的效率。

1、板塊構造學的應用

板塊構造學說的誕生，被譽為“地質學上的革命”，它改變了人們對於全球構造的認識，同時也給石油地質學帶來了新的活力，它以嶄新的面貌探討了含油氣盆地發生和發展的地球動力學背景，並以一種新的觀點綜合解釋油氣在全球的分佈的富集規律，擴大了油勘探領域和人們找油的思路。

①含油氣盆地形成機制的認識、盆地分類的完善。

②無機成因學說重新活躍起來，二元論，張愷。

③逆掩推覆體找油，大山底下找盆地。2、層序地層學的發展與應用

層序地層學是在油氣勘探活動中發展起來的一門新興的學科，是在沉積學、地層學和地震勘探技術不斷發展和資料積累的基礎上發展起來的。層序地層學是一種劃分、對比和分析沉積岩層的新理論和新方法。使人們能更精確地對比地質年代，再造古地理，並在鑽進前對生油層、儲集層和蓋層及潛在地層圈閉進行預測。3、盆地構造研究的進展

①盆地的動力學分類：張(伸展)、壓(壓縮)、扭(走滑) 。

②構造樣式概念的提出：一定構造環境和條件下的構造變形的基本特徵(組合特徵—剖面形態、排列方式等)構造地質模型。盆地變形特點、構造變形規律的早期預測。

③反轉構造：指一個張性或張扭性盆地在後期經受了壓和壓扭性應力作用，盆地由拉張下沉到擠壓上隆，斷裂由正斷向逆斷轉變，在剖面上形成下凹上隆、下正上逆的構造格局，後期的反轉往往是油氣構造圈閉的最後定型期，和油氣的生、運聚有密切的匹配關係。4、儲層評價技術的進展

儲層評價技術的進展包括儲層沉積學、儲層成岩作用和儲層地球化學方面的進展。

石油是人類最重要的能源，人類對石油的需求，使石油地質學取得極大的進展。即便如此，石油地質學仍存在一些尚待解決的問題：

①勘探的實踐表明，乾酪根熱降解成油說，可能並非是生油理論的唯一模式；

②在儲層成岩後生作用的研究中，探討次生孔隙的成因，預測砂岩和碳酸鹽岩橫向上和縱向上的次生孔隙發育帶；

③在厚生油泥岩發育情況下，詳細研究石油初次運移的距離和排烴量等問題，是石油地質學一項迫切的任務；

④盆地分析和模擬研究，將會推動石油地質理論向定量化、模式化方向發展；

⑤非構造圈閉是提高油氣儲量和產量的重要勘探對象。

書 名：中國石油地質學

書 號：4930-9/TE.3462

出版時間：2005.05

著 者：翟光明 高維亮

責 編：龐奇偉

版 次： 1-1

裝 幀：精裝

開 本： 16D

字 數： 1084 千字

頁 數： 562

圖書簡介：本書是對中國石油地質的系統總結。主要內容包括四個方面：一論述了中國石油地質學的發展歷史，特別是較詳細地敘述了新中國成立后，伴隨石油工業的崛起，創建具有中國特色石油地質學的歷程；二是論述了石油地質學的基礎，包括含油氣區地層、構造和沉積相；三是論述了石油地質學的基本內容：油氣生成、運移、儲蓋組合、油氣水性質與水動力條件；四是系統闡述了中國油氣藏類型、形成條件和油氣分佈規律。

讀者對象：本書可供科研、生產單位石油地質工作者與相關院校師生參考。