石油成因
油氣藏的形成包括油氣的生成、運移和儲集等一系列複雜過程。
海底沉積物內富含有機殘餘物,其主要來源為
浮游生物(如
藻類)和細菌。這些有機碎屑物隨同泥沙沉到海底後,富含有機物的細粒沉積在缺氧的條件下開始有機物化學性質的轉變。
微生物活動是這種轉變的主要因素之一。細菌作用產生的
甲烷氣體可在沉積淺部儲層中出現或形成
氣體水合物。
石油生成需要50~60°C以上的溫度、一定的壓力和一定的
地質年代。這樣的條件在埋藏深度大於1000米時才能達到。原始有機物質的類型在生成油或氣的
相對豐度方面起著重要作用。富含浮游生物、細菌等
有機質的沉積物與湖泊、
瀉湖或
海洋沉積環境有關,這類有機質被認為是生成石油的主要
母質。
植物表皮、
孢子、花粉、樹脂質和
木質素等有機質的沉積物與近岸環境和
河流相沉積環境有關,樹脂質和木質素等被認為是生成天然氣的主要母質。殘餘
有機碳達 0.5%以上的
泥岩和
頁岩被認為是有利的生油岩。殘餘有機碳超過 0.1%的
碳酸鹽岩也可以是好的
生油岩。
沉積岩內生成的
烴類,經過運移進入多孔
粗粒的沉積層或有孔隙和裂隙的岩層內聚集。這類孔隙性
儲集層多屬於
海退或
海侵期的
濱海相、河流相或
生物礁相沉積。粗粒沉積物還可能被海洋濁流帶到海底形成
濁積岩,與細粒富含有機物的生油岩間互成層,形成良好的生油、儲油和蓋層組合。
石油儲存
據1979年統計,世界近海海底已探明的石油
可采儲量為220億噸,占當年世界石油探明總可采儲量的24%;近海海底已探明的天然氣儲量為17萬億立方米,占當年世界天然氣探明總可采儲量的23%。
美國石油地質學家H.D.赫德伯格認為全球具有含油氣遠景的
海洋沉積盆地面積共有7800萬平方公里,約與陸地上具有含油氣遠景的沉積盆地面積相當。
據美國石油地質學家L.G.威克斯1973年估計:世界上水深 300米以內海底潛在的油氣資源量約有1000億噸
原油和相當於556億噸原油的天然氣,還有500億噸二次可采原油以及300億噸重質原油。
地理情況
世界上
大陸架的面積約有2700多萬平方千米。大陸架和深海(如海溝帶)之間,還有段很陡的斜坡,稱為
大陸坡,已發現這裡也有大量的油、氣資源。大陸坡的面積比大陸架還要大,有3800多萬平方千米。兩者合計,相當於陸地沉積岩盆地面積的兩倍。海洋的這些區域具有形成油、氣積聚層需要的最好的地質條件,通常這是地殼穩定拗曲區域,覆蓋著非常厚的沉積物,陸地的油礦與氣礦一般是與這樣的地帶聯繫著的。大陸架是陸地的直接延續,大約在一萬多年前也曾經是陸地的一部分。人們對大陸架的
碳氫化合物的形成規律有了比較透徹的研究。已發現深海盆地也有大量油、氣資源。
相關資料
在
墨西哥的深達3500多米的海淵中鑽井,探明有含油沉積岩層。因此,
大陸坡將成為人們向海洋探尋油氣寶藏的場所。全世界石油總產量中,將近30%來自海底。海底天然氣所占比例接近總產量的12%。2000年海洋很可能為人類提供50%的原油。大部分擁有出海口的國家均在從海底尋找並開採石油與天然氣。據估測,全世界可採石油儲量3000億噸,其中
海底石油約1350億噸,迄今已發現的海洋油氣田1600多個,已有40多個國家的海域在生產石油和天然氣。幾乎所有的
大陸架都成為勘探、開發石油的對象和場所都是很有希望的海洋油氣區。
石油分布
在世界大洋中,深海
洋盆與
大陸邊緣、小洋盆的油氣遠景有明顯的不同。
深海洋盆區上覆沉積層一般較薄(平均為 0.5公里),
有機質含量較低,地溫偏低,地層多呈水平
產狀,沉積物粒度細等,缺乏良好的儲集條件。
大洋中脊頂部雖然地溫高,但沉積層極薄或缺失。因此,90%的深海洋底缺乏油氣遠景。但在某些
被動大陸邊緣的外側,巨厚的陸緣沉積物延伸至深洋區,可有一定油氣遠景,如北美東部、
阿根廷、南極洲和非洲西部岸外的深洋區。一些由大陸邊緣延伸至洋盆區的
海嶺(見圖中箭頭所示),如鯨魚海嶺、科科斯海嶺和納斯卡海嶺等,其附近可堵截形成較厚的沉積層,可望含有油氣。洋盆中的
微型陸塊及其周緣海域,一些火山島和
無震海嶺的周圍海域,也可能含有油氣。
大陸邊緣與小
洋盆鄰近陸地,常有大河注入,通常覆有較厚的富含
有機質的沉積物。在南、北美洲東緣、亞洲南緣、非洲和歐洲西緣、非洲東緣、歐亞和北美洲北緣以及南極洲周緣的一些海域,沉積厚度可達10公里以上。有的沉積層粒度較粗,
三角洲沉積、
生物礁和
濁流沉積層可構成良好的儲層。一些小洋盆海域閉塞,海水循環受阻;在
被動大陸邊緣發育的早期(大陸破裂階段),環境也比較閉塞,故有利於有機質的保存。可見,大陸邊緣和小洋盆地區蘊藏著豐富的油氣資源。世界上已發現的海上油氣田,大都分布在
淺海陸架區。
知道
大陸架對石油的生成和聚集具有許多有利條件。陸架區生油有機物來源豐富。快速的沉積和沉降有利於有機物的保存。較高的地溫有利於有機質轉化成石油和天然氣。
儲油層的多孔性和
滲透性有利於生油岩中烴類的排出和運移。構造運動形成多種類型的
圈閉。巨厚的沉積蓋層足以防止油氣的散失。加之水深較小,便於開發,因此海底石油資源的勘探和開發主要集中在
大陸架區。然而,水深較大的
大陸坡和
大陸隆,也擁有良好的油氣遠景。
中國海底石油
中國有遼闊的海域和
大陸架。
渤海、
黃海、
東海和
南海水深淺於200米的大陸架面積為100多萬平方公里。渤海、黃海和北部灣屬於半封閉型的大陸架。東海和珠江口外屬於開闊海型的大陸架。幾條
流域面積廣大的江河由陸地攜帶入海的泥沙量每年超過20億噸。中國大陸架的生儲油條件是有利的。經物探工作查明,中國近海具有含油氣遠景的沉積盆地有7個,面積共達70萬平方公里(表2)。
中國於1960年開始在
海南島西南的
鶯歌海進行海上地球物理測量和鑽井。1967年以來,先後在渤海(1967)、北部灣(1977)、鶯歌海(1979)和
珠江口(1979)獲得工業油流。中國近海大陸架海底石油資源的勘探和開發工作已逐步開展。