地质学-简介
石油和天然气作为一种重要的能源和战略资源,在当代社会和国民经济中占有极其重要的地位。
石油和天然气的作用
石油是工业的血液,从石油里提炼的汽油、煤、油、柴油等是汽车、火车、飞机、轮船的动力燃料,超音速飞机、火箭、导弹、飞船等现代化设备的燃料也离不开石油产品;石油和天然气的发热量大、燃烧完全、运输方便和污染小等优点,使其在世界能源消费结构中所占的比重越来越大。
石油又是提炼润滑油料的重要原料。从微小精密的钟表到庞大高速的发动机都需要润滑才能转动,所以人们将润滑油料视为机器的”食粮”。
石油和天然气还是重要的化工原料,乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、乙炔、萘等化学工业应用的主要基础原料多来自石油和天然气。上述石油化工产品的应用范围很广,既用于制造或提炼各种染料、农药、医药,又用于制造或提炼生产量大、应用面广的合成纤维、合成橡胶、合成塑料,还用于制造或提炼重要的元机化工产品,如合成氨及硫黄等。合成氨是主要的化学肥料,世界上70% 以上的合成氨都来自天然气或石油。现在已经能够从有油和天然气中提炼出三千多种产品,应用到各个领域。石油化工产品已经成为国民经济和社会生活中不可缺少的重要材料。
石油地质学的研究内容
石油和天然气深埋地下数千米,又是流体,其分布十分复杂。由于目前我们无法直接探测到地下的油气,因此要寻找地下的石油和天然气,必须首先搞清一些问题:石油和天然气在地下是如何分布的?受哪些地质因素的控制?地壳上油气的分布有哪些规律?应该到何处去寻找油气宝藏?这些问题就是石油地质学所要解决的主要问题。
要搞清这些问题,必须从一些基本问题入手。例如: 地下的石油是如何生成的?石油储存在什么地方?石油和天然气都是流体,那么它们为什么能够聚集到一起?它们聚集在什么地方?在地质历史上频繁的构造运动中,石油和天然气为什么能够保存下来?这些问题都是石油地质学研究的基本问题,石油地质学家把它们用”生、储、盖、圈、运、保”六个字来概括。
“生”就是油气生成问题,主要研究生成油气的原始物质、油气生成机理,以及烃源岩的特征和它们的分布。
“储”就是油气储集问题。地下没有石油河或石油潮,油气储集在孔隙性的岩石中,这样的岩石叫储集岩。储集岩的特征、储集岩的分布以及储集性能的控制因素都是石油地质学要研究的问题。
“盖”就是油气封盖问题。由于地下孔隙性岩石中都含有水,在浮力的作用下油气将趋于向上运动。油气要保存在地下,必须有一套致密的岩层盖在储集岩之上,以防止油气向上散失,这样的岩层称为盖层。石油地质学要研究盖层的岩性、封闭油气的机理、盖层的分布等。
“圈”就是圈闭问题。有了储集岩和盖层,油气就能够聚集在一起了吗?不能,油气还可能从四周散失掉。为了使油气不至于从四周散失,还必须有一定的遮挡条件。由储集岩、盖层和遮挡条件所构成的适合于油气聚集的场所就是”圈闭”。圈闭的类型、圈闭的形成条件、不同类型圈闭的分布也是石油地质学研究的内容。
“运”就是油气运移问题。油气生成的地方不一定是它现在聚集的地方。油气必须经过移动才能从它生成的地方(烃源岩)进入它储集的地方(储集岩),最后到达它聚集的地方(圈闭)。这样的一个过程就是油气的运移。油气经过运移进入圈闭后就会聚集起来,这样就形成了油气藏。油气运移和聚集过程十分复杂,其中涉及油气运移的相态、动力、通道、方向、时间、距离等,也涉及油气聚集和油气藏形成的基本条件等诸多问题。这些都是石油地质学研究的重要问题。
“保”就是油气的保存问题。油气藏都是形成在地质历史时期,成藏以后要经过相当长时间的地质演化。在这一过程中,已经形成的油气藏能否保存下来,在什么条件下才能保存下来,也是石油地质学必须解决的问题。
在搞清了上述问题的基础上,就可以研究油气聚集与分布特征、油气分布控制因素,总结油气分布的规律,为石油和天然气的勘探和开发奠定基础,指导油气勘探和开发工作。
上述石油地质学研究的主要内容也可以概括为三个基本的科学问题,即:
- 油气成因问题;
- 油气成藏问题;
- 油气分布控制因素与分布规律问题。
因此,石油地质学就是研究地壳中油气成因、油气成藏的基本原理和油气分布规律的一门学科。在油地质学是矿床学的一个个分支。它是石油及天然气地质勘探以及油气田开发领域的重要基础理论。
这里还要明确一个概念,石油地质学中的“石油”对应于英文中的“Petroleum”,包括液态的石油和气态的天然气。因此“石油地质学”(Petroleum Geology) 实际上就是“石油和天然气地质学” (Oil and Gas Geology) 。