石油知識

    對石油這個名字，大家都熟悉，但究竟什么是石油？回答恐怕就不那么確切了。對于這個問題，這里不妨用一句話來表達，那就是，石油（量熱儀）是在地下巖石中生成的、液態(tài)的、以碳氫化合物為主要成分的可燃性礦產(chǎn)。 顧名思義，石油形成于地下，有多深？幾百以至幾千米。它經(jīng)歷了數(shù)百萬年甚至幾億年的演化過程，不同年代的石油生成地質(zhì)環(huán)境不同，生成石油的物理性質(zhì)也不同。  

    原油的物理性質(zhì)最直觀的就是豐富多彩的顏色，有淺至深有白色、褐色、黑綠色和黑色。我們常見的石油一般都是黑色的，顏色的深淺與其中含有的非烴類物質(zhì)的多少有關(guān)，含量愈高則顏色愈深。 

    石油是一種復(fù)雜的天然有機物，主要成分是碳（C）和氫（H），碳含量一般為80％－88％，氫為10％－14％，同時含有少量的氧（O）、硫（S）、氮（N）等元素。有這些元素組成的化合物稱烴類化合物。天然氣也是以碳氫化合物為主要成分，以氣體狀態(tài)從地下巖石中來到地面的。與石油一樣，天然氣所含烴類主要是烷烴（飽和烴）。一般含1－4個碳的烷烴從氣體狀態(tài)被稱為天然氣；含5－10個碳的烷烴為液體狀態(tài)，就是石油；含17個以上碳的烷烴為固體狀態(tài)，如石蠟、瀝青等。 

　　石油、天然氣的來源 

    對石油（熱量計）、天然氣（以下簡稱油氣）生成的來源，科學(xué)家主要有兩種觀點：一種認為是生物死亡后轉(zhuǎn)變成的，及有機生成學(xué)說。另一種是無機生成學(xué)說，認為石油天然氣來源于無機物的合成。有機生成學(xué)說觀點的依據(jù)是：幾乎所有的油田都是在沉積巖中發(fā)現(xiàn)的，而沉積巖中可以見到豐富的生物遺跡（如化石等）；通過實驗，生物體中三大組成部分的蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪在一定條件下可以形成與石油中碳氫化合物類似的物質(zhì)；在石油中發(fā)現(xiàn)的血紅素和葉綠素等有機物質(zhì)，前者是來自動物的血液，后者則來自植物的葉綠素。石油是生物死亡后轉(zhuǎn)變而成的觀點所提出的理由是如此之多，并且比較充分，使有機生成學(xué)說得到大多數(shù)人的認同，現(xiàn)在油氣生成的研究方法和內(nèi)容都是建立在這種觀點的基礎(chǔ)上的。 

    雖然有機學(xué)說占了絕對優(yōu)勢，但在有機層油的大前提下，還存在著是海洋生物生成石油，還是陸上河流、湖泊中生物生成石油的爭論。現(xiàn)實中，中東地區(qū)的沙特、科威特等國家的大油田都是海相地層生油，而我們國家的打多數(shù)油田則是陸相地層生油。  

     

    石油、天然氣的生成條件 

    生成石油的基礎(chǔ)條件是沉積物中存在大量的有機物，水是有機物運移的動力，泥沙和有機物在水的攜帶下，從高處往低處流動，尋找一個“沉積地”，就是尋找一個低洼地帶。這種低洼地帶，根據(jù)它的規(guī)模大小，分別被稱為盆地、坳陷、凹陷等，但這種低洼地形不是固定不變的，在各個地質(zhì)歷史時期中隨著地殼的運動繼續(xù)下沉或上升。若能繼續(xù)下沉，則保持低洼的地形，可以繼續(xù)接受沉積物，使地層厚度不斷增大；若隨著地殼運動上升，則低洼幅度就逐漸變小，接受沉淀物就少；如果繼續(xù)上升至水面上，則有幾質(zhì)就不再沉積，早先沉積的有機質(zhì)也暴露在氧氣中，會被風(fēng)化剝蝕掉。  

       地層的溫度與地層深度有關(guān)系，地層越深則離地核越近，溫度越高，利于有機質(zhì)在一定的溫度下生油，這也可以說是在一定的深度下利于生油。地層的深度越深，不光溫度升高，而且壓力增大，對生成石油也有利。細菌和粘土巖中的粘土礦物是加速有機質(zhì)生成石油的催化劑，含有這種粘土礦物的地層也有利于石油的生成。 

    天然氣雖然在組成上與石油一樣，都是以碳氫化合物為主要成分，但它的生成條件要比石油更為多樣化。石油要達到一定深度才能大量生成，而天然氣從淺到深都能生成。  

   

    沉積巖 

    地球是一個近似橢圓的球形體，半徑約為6300千米。地球由表及里分為地殼、地墁和地核三個部分。它們的分界面在不同地區(qū)深度不同，地殼厚度為5千米－65千米，地墁介于地殼底面到約2900千米深度之間，從2900千米直到地心稱地核。地殼是由三大類巖石（通常叫石頭）組成的，即巖漿巖、變質(zhì)巖和沉積巖，其中沉積巖覆蓋地表面積60％以上，我們通常見到的泥土或砂礫，就是巖石風(fēng)化形成的表層風(fēng)化殼，或者是新沉積的松散物質(zhì)。石油分布于沉積盆地中，沉積盆地在一定的地質(zhì)時期，接受沉積物的沉降形成較厚的沉積巖。 

    地層的檔案－地質(zhì)年代劃分 

    在40多億年前，地殼就形成了，此后每個時期都有沉積巖形成。如果沒有強烈的構(gòu)造運動影響，一個地區(qū)先沉積的地層在下面，后沉積的地層在上面。不同地質(zhì)時期形成的沉積巖，其生物化石和構(gòu)造特征不同。據(jù)此，將組成地殼的巖石劃分為不同單元，每個單元對應(yīng)一定的地質(zhì)時期。地層劃分是以“界”為單位，按由老到新的順序分為五個界：太古界、元古界、古生界、中生界、新生界。 

    流動的油氣－石油、天然氣的運移 

    石油（全自動量熱儀）和天然氣是一種流體礦床，他們與一般礦床的區(qū)別在于：它具有流動性，它先進存在的位置與其生成位置有時相距很遠。生成的油氣從生成的位置向有縫孔隙、裂縫的地層流動，儲集成將分散的星星點點的油氣初步集中起來，就好像涓涓溪流匯入大河一樣。這種流動的動力來自于地層的壓力，也可以說來自于沉積物本身的重量，地層在沉積過程中逐漸加厚，重量也逐漸加大，因此產(chǎn)生的壓力也越來越大，已生成的油氣，就隨同水一起，被擠出去。到達“大河”后，油氣并沒有停下來，而是繼續(xù)流動，這種流動的主要動力則來自油氣本身的浮力。因為油、氣密度比水小，當油氣進入含水的地層后，油氣在浮力的作用下向著高處流去。因為油氣不易溶于水，在水中大部分都是以“油滴”和“氣泡”的形式在含水的地層中流動的。它們走著曲曲彎彎的道路，克服許多阻力，艱難地前進著，運移的速度相當緩慢。 

    油氣在地下的流動空間－儲集層 

    我們經(jīng)常聽到“油湖”和“油海”的說法，容易使人聯(lián)想到石油就象湖泊和海洋一樣在地下分布著，甚至有人擔(dān)心，生怕我國邊境油田的石油會流到外國去。其實，情況并不是這樣，。那么油氣在地下怎么存在的呢？石油生成后，儲存在有孔隙、洞穴和裂縫的巖石之中，這種既可以儲存液體又可讓其從中流動的巖石，叫做儲集層。油層是一種帶孔隙的巖層，人的肉眼看不見孔隙，當可以在顯微鏡下看到，也可通過實驗方法測得孔隙體積， 一般油層孔隙體積可戰(zhàn)巖石體積的10％－35％。專業(yè)人員主要用孔隙度和滲透率兩個因素來衡量儲集層的優(yōu)劣，孔隙度的數(shù)值大，可以容納更多的石油。滲透率的數(shù)值高，表示孔隙、縫洞之間的年同性好，石油容易流動，容易開采。