2017年12月18日 星期一
中国矿业报订阅

油气之光——流动的矿产:石油与天然气

2016-5-27 16:11:04 来源:中国矿业报 作者:石砥石

矿产,泛指一切埋藏在地下(或分布于地表的、或岩石风化的、或岩石沉积的)可供人类利用的天然矿物或岩石资源。一般来说,人们常说的矿产是指金、银、铜、铁、锡等固体矿产。而石油与天然气是具有流动性、可以作为燃料的可燃性有机矿产,常常深埋于地下。与固体矿产相比,它们有独特的生成和聚集规律,我们找到石油与天然气的地方(石油地质学家称为“油气藏”)并不是它生成的地方。石油与天然气在生成以后,必须通过流动(石油地质学家称为“运移”)才能聚集在有利的圈闭中形成油气藏。

人们常说:“土地掘开来宝气,山川凿破有原油。”想象地下有一座座“石油与天然气仓库”,油气从生成到运进“仓库”一般要经过两次运移,就是石油地质学家说的初次运移和二次运移。从广义上说,油气在地层中的任何流动都可以称为油气的运移,如生油层中生成的分散状态的油气,通过运移可以集中起来形成有工业价值的油气藏。已形成的油气藏,在地壳运动的作用下又被破坏,使集中起来的石油再一次分散。有的露出地面成为人们可以观察到的“油气苗”,有的则可以运移到另外的地方重新集中起来,成为所谓的“次生油藏”,有的甚至完全暴露在地面,全部逸散了。

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运移。运移的方向是多方位的,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,就好像涓涓细流汇入江河一样。

初次运移主要动力是压力,这种压力来自沉积物本身的重量或者生油层由于生成油气而形成的超压。地层在沉积过程中逐渐加厚,越来越厚,本身重量也逐渐加大,随着重量增加而产生的压力也越来越大。沉积物在这个压力的作用下体积由大变小,已生成的油气就从生油层中同水一起被挤到运载层中。如果了解花生通过榨油机施加的压力榨出花生油这一过程,就不难理解生油层中的石油在压力作用下所发生的运移了。

二次运移是指油气在储集层中的运移。油气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。二次运移主要动力是浮力,浮力来自于油气本身,因为油气的密度比水小,在水中有浮升作用,当油气进入含水的运载层后,油气就在浮力的作用下朝着高处运移和集中。由于油和气不容易溶解在水中,除了小部分的油气可以在水中以溶液的状态运移外,大部分都是以“油滴”和“气泡”的形式在含水的运载层中进行运移,因此水就是油气运移的“运载体”。

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。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。

油气具有流动性这一特征决定了油气藏在地下时空分布比固体矿产要复杂多变。这些复杂的动态过程都发生在漫长的地质历史时期,在油气勘探开发中很难直接观察,甚至很难获得油气流动的痕迹。长期以来,石油地质学家一直在致力于研究、寻找油气流动的证据和理论,以找到更多、更优质的石油与天然气。□

矿业报官方微博

返回新闻