石油与天然气地质 煤石油天然气是怎样形成的
石油和天然气是如何形成的？石油与天然气地质学的形成和发展，石油与天然气地质学意义，石油与天然气形成的地质条件取决于什么？
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煤石油天然气是怎样形成的
1、石油的形成：
石油的原料是生物的尸体，生物的细胞含有脂肪和油脂，脂肪和油脂则是由碳、氢、氧等3种元素组成的。生物遗体沉降于海底或湖底并被淤泥覆盖之后，氧元素分离，碳和氢则组成碳氢化合物。 大量产生碳氢化合物的岩石即称为“石油源岩”。埋没于地中的石油源岩受到地热和压力的影响，再加上其他多种化学反应之后就产生石油，而石油积存于岩石间隙之间便形成油田。
2、天然气的形成：
天然气的形成与生物有关。在地质历史中，海洋里生存着大量的生物，它们在生长过程中具有分泌钙质骨骼的能力，在水深、温度、光照和海水含盐度适宜的条件下，这些生物一代又一代地繁殖，便形成了坚固的生物礁。它们死亡后，被沉积物覆盖并埋藏在地层深部，在长期的地质作用下，逐渐成为天然气形成的物质基础。
石油和天然气的区别：
1、石油也叫原油，是从地下深处开采出来黏稠黑褐色液体燃料。天然气是埋藏在地下的古生物经过亿万年的高温和高压等作用而形成的可燃气体。
2、在化学组成的特征上，天然气分子量小（小于20），结构简单，H/C原子比高（4～5）。石油的分子量大（75～275），结构也较复杂，H/C原子比相对低（1.4～2.2）。
3、在物理性质方面，天然气基本是只含有极少量液态烃和水的单一气相；石油则可包容气、液、固三相而以液相为表征的混合物。
4、在生成的条件方面，天然气比石油宽。天然气分布的领域要比石油广，产出的类型、贮集的形式也比石油多样，既有与石油聚集形式相似的常规天然气藏，如构造、地层、岩性气藏等，又可形成煤层气、水封气、气水化合物以及致密砂岩、页岩气等非常规的天然气藏。
石油天然气勘探方法
石油与天然气地质学的产生、发展和不断完善始终与地质学的发展直接相关，同时与油气勘探实践紧密相随。1859 年埃·德雷克先生 ( Edwin Drake) 在美国宾夕法尼亚州首钻的油井，是近代油气勘探 ( 或工业) 的开始。在其后的最初年代，油气钻探只是选择在天然的油气苗或先期成功井附近，没有油气地质学理论的指导。
19 世纪中叶，加拿大的亨特 ( T. S. Hunt，1861) 、美国的怀特 ( I. C. White，1885)等先后提出了石油储集的 “背斜学说”，使油气探井选择开始有了地质理论的指导，是近代石油地质学的开始，至今仍然具有指导意义。
20 世纪初，1917 年美国石油地质学家协会 ( AAPG) 的成立和 AAPG 简报的出版，为石油地质学的诞生起了重要促进作用，而且至今仍是最大、最广泛、最活跃的专业学科的学术团体。埃蒙斯 ( Emmons，1921) 的 《石油地质学》专著，是标志着石油地质学科走上独立发展道路的里程碑。在随后的几十年间，几部有重要影响的石油地质学论著相继问世，包括前苏联古勃金 ( И. М. Губкин，1937) 院士的 《石油论》，布罗德 ( И. О.Брол) 的 《石油与天然气矿藏》 以及加拿大地质学家格索 ( W. C. Gussow，1954) 和前苏联学者拉宾 ( И. Либин，1959) 对 “差异聚集”原理的论述。1953 年美国学者莱复生( A. I. Levorsen) 的 《石油地质学》问世，这是一部总结性的、集石油地质学各领域之大成的著作，标志着现代石油地质学理论走向系统化。
20 世纪初 60 年代，欧、美一批石油地质和地球化学家，从干酪根天然热降解和热模拟实验两个途径获得相同的结果，使有机晚期生油说发展为具有独立证据的石油成因理论，为定量计算生油潜量提供了一种可靠的新方法，在此基础上逐步深入开展沉积埋藏史、热 ( 成熟) 史、生烃史、流体压力史、排烃史的研究，进而发展为盆地规模的成藏过程的数值模拟———盆地模拟。在这一进程中，蒂索和威尔特 ( B. P. Tissot ＆ D. H.Welte，1978，1982) 合著的 《石油形成和分布》、亨特 ( J. D. Hunt，1979) 著的 《石油地球化学和石油地质学》可以说是油气地质由定性向定量化过渡时期最有代表性的卓越著作。
1980 年出版的 AAPG 地质研究第十号专辑和 1987 年出版的 《沉积盆地中的烃类运移》论文集，标志着 “油气运移”已成为当时油气地质研究的焦点，也是油气资源定量评价和预测研究中最薄弱的环节。20 世纪 80 年代晚期以来，沉积盆地数值模拟成为当代油气地质学领域中发展迅速的又一个活跃的前沿热点，它是新地学思维与当代计算机技术相结合的产物。它能以某种逼真度定量地再现含油气盆地形成和演化的全部动力学过程以及与之伴随的成烃、排烃和运聚过程，并模拟这些过程的时间配置关系和瞬态变化，从而把油气地质学从静态的单因素的定性描述，提升到动态的、整体化的定量模拟。它为含油气盆地早期评价提供了有效途径。借助于地震剖面资料，可早期预测生烃时间、生烃门限、生烃潜力，模拟烃类运聚过程，尤其是对于那些尚未钻探过的远景区、地表条件艰难地区或边远地区，可以应用卫星遥感信息或机载雷达进行油藏类型和资源量的先期预测。鉴于油气盆地数值模拟技术在降低勘探风险，提高勘探成功率方面所带来的巨大效益，国际石油界和跨国公司都竞相将其列入优先发展的战略性研究领域。
1990 年美国南卡罗来纳大学教授莱尔歇 ( Ian Lerche) 和他的合作者们率先推出了专著 《用定量方法进行盆地分析》。油气盆地研究的核心问题都与油气运聚的定量化有关。1991 年由马贡和道 ( L. B. Magoon ＆ W. G. Dow，1991) 主编的 AAPG62 号专集 “含油气系统———从烃源到圈闭”出版，标志着 “含油气系统”概念形成，它同样也是油气地质定量化研究的一个重要组成部分。
新中国成立后，1951 年孟尔盛著 《石油地质学》; 1959 年梁布兴和潘钟祥主编 《石油地质学原理》; 其后北京石油学院和西北大学也编著和出版了相应教材，为我国培养一大批优秀油气地质专业人才起了重要作用。20 世纪 80 年代以来，是我国石油地质学理论高速发展时期，西北大学石油地质教研室主编的 《石油地质学》1979 年由地质出版社出版发行; 张万选、张厚福教授及其同事，先后于 1981 年、1989 年和 1999 年在石油工业出版社出版发行了三个版本的 《石油地质学》; 1983 年王尚文教授主编的 《中国石油地质学》在石油工业出版社出版发行; 潘钟祥教授主编的 《石油地质学》于 1986 年由地质出版社出版发行; 陈荣书主编的 《石油及天然气地质学》于 1994 年由中国地质大学出版社出版发行。这些教材和著作反映了国内外油气地质研究的阶段性进展，适应了我国油气工业快速发展的时代要求。
在石油地质学中，一般只是将天然气当作是生油过程中的伴生物，但随着天然气勘探的深入，人们发现了大量的工业性气藏。天然气的成因具有多样性，既有有机的油型伴生气、石油裂解气、生物成因气和煤成气，还有无机成因气。其运移聚集和保存条件也与油藏有差别。因此，20世纪80年代以来，有人主张将天然气地质学这一门新学科从石油地质学中独立出来(维索茨基，1982)。自20世纪70年代以来，国内外也出版了多部与天然气地质学有关的著作，其中，有陈荣书(1986，1989)、包茨(1988)和戴金星(1989)等，这些著作的出版发行无疑对推动这一学科的发展，起了重要的促进作用。
矿业石油地质哪个最重要
1.太平洋沿岸带油气资源丰富
环太平洋含油气盆地，可分东、西两部分。在西太平洋，最北为堪察加盆地、联接库页岛（萨哈林岛）和堪察加西北海岸在内的鄂霍次克海盆地，向南有日本列岛上的小型盆地、我国东部断陷盆地和台湾的西海岸盆地、菲律宾盆地、印尼的浮格科普盆地、澳大利亚阿拉弗拉海盆地、新喀里多尼盆地以及新西兰盆地，含油岩系都是古近系-新近系。
东太平洋沿岸带的含油气盆地，最北部为南阿拉斯加盆地（含库克湾和科帕河两个盆地），目前在库克湾陆地和海上发现了20多个油气田，产层为古近系-新近系；在温哥华附近的海岸地区分布有弗雷塞河盆地和格雷斯·哈保尔盆地；在加利福尼亚地区分布着最重要的几个含油气盆地，如圣朝昆、萨利纳斯-基亚岛、圣马利亚、文土拉和洛杉矶等，其中以圣朝昆和洛杉矶盆地最为重要。近十多年来，在加利福尼亚近海勘探取得了很大成绩，特别是在巴巴拉海峡地区发现20多个油气田，产层全为古近系-新近系；在加勒比海地区，有古巴盆地、海地盆地、马拉开波盆地、托库约河盆地、哥伦比亚盆地，在厄瓜多尔和秘鲁海岸有瓜阿基尔盆地，在阿根廷有门多萨盆地；在安第斯山以北到南有：委内瑞拉的奥利诺科盆地，秘鲁和巴西的亚马孙河上游盆地，玻利维亚、巴拉圭和阿根廷的安第斯山中段山前盆地，阿根廷的内乌肯盆地、巴塔哥尼亚盆地，智利和阿根廷的麦哲伦海峡盆地等等。
在太平洋东海岸，仅就美国加利福尼亚州就有洛杉矶盆地、文土拉盆地、文秋拉盆地，科罗拉多州有坦维尔油田、大克拉累东油田等，其生油岩都是中新世的Monterey组泥岩，储油层为上古近系沉积物重力流砂岩，已开采50多亿桶石油，这些油田的延伸方向、分布范围、储油物性、产量等，主要受沉积物重力流沉积条件、相位和岩性控制。据统计，洛杉矶盆地的产油量，浅海相占0.1%、三角洲相占0.9%、沉积物重力流占99%；文土拉盆地产油量，浅海相占7.2%，三角洲相占9.8%、沉积物重力流占83%，又如文秋拉油田，经Heeebouty（1970）估算，原油储量8.18×108t、天然气已累计产520×108m3，这是个大油气田。油气产层为上古新世Pico砂岩和下古新世Reptto砂岩，这两个单元形成一个含油砂岩、泥质粉砂岩和富含有机质的粉砂质泥岩连续层系，厚度可达3000多米。在这个连续层系里，在埋藏深300～2700m的范围内分成三个产油带：最上部带产天然气和凝析油，渗透率为（60～250）×0.987×10-3μm2；上部带产轻质油，渗透率为5×0.987×10-3μm2，下部带产重质油，渗透率仅为1×0.987×10-3μm2。文秋拉油田渗透率的大幅度降低，不是沉积物重力流沉积环境造成的，而是由于埋藏深，经过褶皱、断裂和成岩后生作用造成的。
在太平洋西海岸的我国，已肯定为沉积物重力流油气藏的有辽河、大港、华北、胜利、中原、苏北、泌陷双河的沙三以及长庆油田的延长组（T3y3）等，可能还有东海、南海。这与太平洋东海岸的美国海相油气田形成了鲜明对照，一个是陆相油气田分布区，一个是海相油气田分布区。为了寻找新的油气田扩大油气后备储量，首先必须搞清太平洋东西沿岸带不同的大地构造格局。按照板块学说的新地球观，太平洋东沿岸带地层新（N）、距离扩张中心近、地温率高，因此洋壳板块俯冲角＜10°，没有岛弧存在，是压扭性盆地；太平洋西海岸带地层老（T-N）、距离扩张中心远、地温率低，或此洋壳板块俯冲角可达30°～40°并发育弧后拉张盆地。无论太平洋东海岸带的海相盆地，还是太平汗西海岸带的湖相盆地，只要有足够的水深、足够的坡角度、等效水退和充沛的物源都可形成沉积物重力流油气藏，在这点上它们是有共性的。
2.海（湖）底扇找油
伴随大陆漂移学说的复活和板块学说的诞生，海洋学特别是海洋地质学得到突飞猛进的发展。根据海洋地质学的新进展，目前主要找油方向是海底扇及其海底扇连接起来的陆隆。英国石油公司1978年出版《石油地质学进展》一书，在介绍浊流沉积与油气勘探关系时，强调浊积岩呈扇状体，砂岩颗粒由内部扇向外部扇依次变小，到深海已无粗粒砂沉积也无找到油气藏的希望；美国石油地质学家Thompson（1976）指出，石油资源巨大新区可能在陆隆区的沉积物中，Moorc（1969，1973，1978）等十分强调大量石油储量来自海底扇，十余年来美国石油地质工作者在加利福尼亚州岸外Argueno、Monterey和Delgada三个巨大水下扇组成的近20×104km2陆隆区进行研究工作。这个陆隆区在水深3000～4500m以下，沉积物厚达3000m，主要由海底峡谷重力流沉积的陆源碎屑物质组成；其中Monterey扇分布面积达10×104km2，沉积物由粗粒重力流沉积物和半深海软泥组成，外流水道砂体和叠覆扇舌砂体可能成为良好储集层，半深海软泥中的浮游生物经化学实验可衍生转化为石油，这样就使Monterey扇可能成为既生油又储油的油气聚集体。
Rupkeep（1978）在总结深海碎屑环境时指出，在北美东西海岸外的深海底有巨大区别，在大西洋模式中深海平原被认为是碎屑沉积作用的主要深海环境，经JOIDES（地球深部取样联合海洋学会）考察证明，深海平原之下的充填物是由浊积岩成因的陆源砂组成的，即浊积砂沿海槽分布；在太平洋模式中，强调的是海底峡谷、水道和海底扇，即浊积砂呈扇状分布。这可能意味着不同成因和大地构造背景的海（湖）盆地，具有不同的找油方向。
英格兰北部的谢尔格里特扇，是典型古海底扇油藏，根据Walker（1978）的研究，谢尔格里特扇属于晚石炭纪地层，陆源碎屑扇体沉积在两个比较老的石灰岩“高地”之间的深水盆地里，物源来自北部或东北部，整个扇层序由新至老（表7-4）。
表7-4 谢尔格里特扇岩性及沉积相相解释
以谢尔格里特扇地层的发育史不难看出，深水盆地最先接受黑色生油泥页岩相，在海退背景条件下依次沉积外部扇或平原相的末端浊积岩、沉积中部扇分流水道的块状砂岩和卵石砂岩、沉积大陆斜坡的粉砂质泥页岩，最后沉积浅水三角洲复合体的粗粒沉积物。这是一个向上变粗变厚等效水退的典型序列，中部扇的颗粒流沉积的块状砂岩和卵石砂岩成为油气储集的优质层段。
图7-64 鄂尔多斯盆地浊积岩沉积模式
我国湖底扇油藏极为普遍，根据文应初（1982），陈全红（2007），付强（2008）等对鄂尔多斯盆地的三叠系延长组湖底扇研究（图7-64），赵汉清（1986）大港油田沙三期的研究（图7-65）等等，有工业价值油气产层都是重力流沉积的含砾砂岩和块状砂岩中。因此，不难看出，我国湖底扇沉积模式中具有不同级次的扇状体，在较浅水有近岸水下扇或水下冲积扇，在较深水才是湖底扇，无论近岸水下扇或湖底扇都是重力流沉积物，并在大港油田近岸水下扇中已开采石油，湖底扇油藏屡见不鲜。这一特征，很值得我国石油地质工作者重视，这是扩大找油领域，增加石油后备储量的方向问题。
图7-65 湖底扇沉积背景图
（据赵汉清，1986）
3.海（湖）槽找油
许靖华教授和壳牌（Shell）公司的地质学家们完全不同意海底扇找油方向，他们批评指出在现代海洋地质学家和石油地质家眼里，“浊流即海底扇，找油就在海底扇”，熟不知第四纪以来灾变事件少了，发洪水多了，以大陆带来的沉积物只能形成海底扇不能形成与岸线平行的槽状沉积物；在古代沉积物中找油应在浊流盆地轴向方向，那里沉积走向与构造走向一致，粗粒沉积物分布与整个沉积物走向一致。海槽找油，是许靖华教授经过100多个浊流盆地研究得出的宝贵理论，值得我们重视和借鉴。
文土拉油田是许靖华教授（1955～1957年）得出海槽找油最早的实例。文土拉油田是美国加利福尼亚州最大油田之一，盆地范围小、油层厚、产量高，可采储量约为1×108t。油田产在新近纪海盆沉积物里，生油层是中新世上部的Monterey组泥岩，储集层是始新统深海“浊积岩”相，中新统为滨浅海砂砾岩相，这也是个典型海退沉积序列。
文土拉盆地的地质研究工作是以20世纪20年代开始的，以30年代初期开始钻探到50年代中期已有1500余口钻井，他们当时的勘探程序也是沿长铀、占高点，钻井成功率很低，往往在构造较高部位都是水层。这样的勘探部署是基于当时流行的传统地质学观点，按照这种理论，文土拉地区的沉积模式是，一条北来的河流流入文土拉海盆后，将砾石、砂和黏土分别沉积在滨海、三角洲及其海盆里。
由于文土拉油田的一半产量（约5万桶/天）属于壳牌公司，因此该公司对盆地沉积相极为关心，于1955年派许靖华先生到文土拉研究沉积学。许先生根据地面露头和测井资料对比，认为砂岩体形态并不是南北向而是东西向，接着许先生利用介电导向仪测定了1000多个砂岩样品的长颗粒分布，结果也是东西向。在此基础上，许先生推算了海岸线、海底位置，以及不同深度带的古生物和沉积相。历时3年的研究成果是个极大发现，沉积物重力流最先经过海底峡谷并在内部扇沉积含砾泥岩和岩屑砾岩，遇到海底山脉使流向转为东西向的平坦海槽并沉积颗粒流和浊流砂岩，这套含油砂岩体可延伸10～50km。这是沉积相研究应用于油气勘探、扩大石油储量的第一曲凯歌，它极大震惊了壳牌公司。然而由于资本家技术垄断，致使这项科研成果到1978年才获准发表。
石油生成主要跟哪两个条件有关系
石油和天然气形成的地质条件主要取决于：具有大量的有机物质来源；有利的还原环境；要有促使有机质转化为石油的温度、压力以及细菌作用的影响等。油气的形成实际上是去氧、加氢、富碳的一种化学过程，因此温度和压力是重要因素。
