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油气之光——油气生命简史

2015-6-18 10:15:41 来源:中国矿业报 作者:董彦敏

油气与我们的生活有多近?无论是一身靓丽的打扮还是餐桌上的食物,或是时尚美观的室内装修,又或是出行乘坐的汽车、飞机等都离不开石油。据可靠的数据表明,人的一生要“吃”掉551千克石油,“穿”掉290千克石油,“住”掉3780千克石油。

有人说油气是时间魔术师将沧海变桑田的代表作,是地球送给人类的礼物,那就让我们来细数一下油气的前世今生。

距今5.7亿年前的显生宙,存在着大量鲜活的动植物。这些生命起先诞生在海洋中,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。这些有机质一般富集在泥岩或页岩中,富含有机质的泥岩或页岩被称为烃源岩。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,有机质就开始热分解或热裂解,生成石油和天然气。

初期的石油和天然气呈分散状态,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。地下的石油和天然气储存在具有一定孔隙度和渗透性的砂岩层中,我们称这类岩层为储集层。如果地下储集层中储存了油气,就成为含油气层。常规油气藏需要具备一定的地质条件,概括为“生、储、盖、圈、运、保”六个字,即生油气层、储层、盖层、圈闭、运移、保存。

这里着重说明一下所谓的圈闭,圈闭就是一个盛装油气的容器,就好像人居住的房子;同时,存储油气的圈闭还需要有能封住油气,使其不至于散失的非渗透性泥岩等盖层,才能使进入圈闭“房子”的油气保存下来并形成油气藏。圈闭是油气藏形成的基础,是发现油气藏的场所。这个储存油气的“房子”必须在油气生成和运移到此处之前就“盖好”;否则,若油气通过时还没有“房子”可住,就会继续前行,寻找其他住所或者散失。因此,只有当生油层、储集层、盖层自身具有良好的性能,且它们之间形成恰当的组合,才能形成油气藏。

地下有一座座的“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。初次运移主要动力是压力,是来自地层的逐渐加厚以及沉积物本身逐渐加大的重量,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。二次运移的通道主要是孔隙、裂缝、溶洞、不整合面和断层,主要指油气在储集层中的运移。其运移速度与储集条件密切相关。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。

由于油、气、水的密度差异,油气藏中通常是天然气在顶部,液态油居中,水在最下面。如果地壳活动过于强烈,油气藏保存条件不够好,油气藏中的油气会随着断裂向上运移散失,也可能由于盖层被风化剥蚀而使油气存储直接暴露地表,从而遭受破坏。就像一个装满石油的碗却没有盖子,千百年来暴露在地表的石油,历经风吹日晒,最终都会消失不见。密度更小的天然气,则会直接散失到空气中。保存条件良好的油气藏,我们通过物化探等方法确定勘探目标,然后通过钻井进行油气采取,应用于人类的生活。□(作者单位:中国地质调查局油气资源调查中心)

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