基本介紹
- 中文名：石油地質動力學
- 研究方向：研究石油等在地殼中生成、運移
- 全稱：石油和天然氣地質學
- 內容：調查和勘探油氣的各種地質學等
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介紹
石油聚集的地方並不是生成的地方，石油在生成後，必須通過運移才能聚集在有利的圈閉中。大量的勘探和開採實踐，積累了很多有關油氣生成、運移和聚集規律的知識，逐漸形成這門學科。
發展
18世紀中期，人們就曾經在油氣苗位置上或其附近鑿井，發現在一些背斜脊部有油滲出。背斜理論是加拿大地質學家亨特於1861年提出的。背斜理論一直為地質學家所遵循，指導著勘探的決策。特別是1920年地震反射法成功地套用於地下構造的製圖，更加強了套用背斜理論尋找石油的信心。
在19世紀初期，地質學家根據野外觀察認為，石油起源於瀝青質頁岩，並被運移到砂岩中。在無機成因說；與有機成因說的長期激烈爭論中，有機說者提供了很多重要證據，並且不斷地對一些論點加以修正、補充和完善。1943年，懷特莫爾等根據從海藻中分離出含有19～34碳原子的一系列烴類的事實，指出海洋有機體一年所提供的6000萬桶烴類，就足夠形成在沉積岩中發現的總烴量。 1952年，史密斯通過對現代海洋沉積物中烴的研究，進一步完善了這種生油理論。他指出近代海洋沉積物中存在游離烴類，並在成岩早期階段隨著深度加大，烴含量急劇增加，非烴化合物含量顯著減少。1963年，埃布爾森提出，石油是沉積物的乾酪根在成岩過程的晚期經過熱解生成的。乾酪根成油說已成為石油生成的現代最重要的理論。馬格拉除了強調壓實作用為初次運移的主要動力外，還提供了粘上脫水異常壓力和石油運移等方面的資料。此外，斯納爾斯基指出，微裂縫對石油從不滲透油源岩中排出有重要的作用。蒂索、佩列特和赫德伯格等還認為，由於液態或氣態烴類數量不斷增加，生油層內壓力增加，直到壓力增至大於岩石強度時，則岩石產生微裂縫，烴類氣體排出，隨著地層內壓力逐漸降低，使微裂縫閉合。隨著烴類的不斷增加，地層內壓力加大，岩石又產生微裂縫，又有烴類排出，如此循環往復，就使烴類斷斷續續地排出。 1975年，蒂索等企圖根據石油生成和運移的新理論採用盆地分析方法，確定盆地的石油遠景和最有利的石油聚集帶。70年代以來，許多石油地質學家和地球化學家，根據盆地類型、沉降史、沉積史、乾酪根類型及其成熟度，建立石油生成模型，以便在空間和時間上定量地確定每一層油源岩的生烴潛力。 1975年蒂索等首次介紹了石油生成與地質時間呈函式關係的模型，即石油生成模型。1983年，迪朗還基於達西定律和相對滲透率概念，描述了二維二相單元數學運移模型。該模型提供了埋藏過程中沉積物孔隙的石油飽和度史和流體壓力史，指出了石油運移的時間及油藏形成的可能部位。儘管這些研究工作還不成熟，但石油地質學家們的努力，使得石油地質理論已開始定量化和模式化。
20世紀30年代，在美國發現了巨大的東德克薩斯地層油藏之後，地質學家認識到不能簡單地只靠背斜理論找油。為尋找新油田，除了套用構造製圖外，還必須廣泛地採用地層學方法。因此，在石油地質理論中引入了礁、不整合、逆傾斜的尖滅、岩相製圖、樞紐線、三角、洲沉積等與地層圈閉有關的概念。
研究內容
石油地質學主要研究石油及其伴生物天然氣、固體瀝青的化學組成、物理性質和分類；石油成因與生油岩標誌；儲集層、蓋層及生儲蓋組合；油氣運移，包括油氣初次運移和油氣二次運移；圈閉和油氣藏類型；油氣藏的形成和保存條件。在美國和日本等國，石油地質學的內涵更廣，除研究石油和天然氣成因、油氣藏的形成和油氣在地殼中的分布規律，以及從生成、運移到富集成為油氣藏的基本原理外，還包括油氣田地質學、調查和勘探油氣的各種地質學、地球物理學和地球化學的原理和方法，以及油氣田開發的地質學原理和工藝技術等內容。油氣藏的形成過程就是在各種因素的作用下，油氣從分散到集中的轉化過程。能否有豐富的油氣聚集，並且被保存下來，主要取決於是否具備生油層、儲集層、蓋層、運移、圈閉和保存6項條件。其中最重要的兩個條件是充足的油氣來源和有效的圈閉。
石油地質學與流體力學、有機地球化學、地球物理學、構造地質學、沉積岩石學和岩相古地理學等有密切的關係。例如，這些學科的發展，以及色譜、色譜-質譜、紅外光譜、電子顯微鏡和同位素分析等技術的廣泛採用，為解決石油成因問題創造了良好的基礎。 一些重要的油氣藏與河道砂、三角洲砂、沉積砂和礁密切相關。而這些類型的砂體和礁的分布受沉積體系的控制，因此，只有通過研究沉積岩石學和岩相古地理才能確定儲集岩分布的有利地帶。 石油地質學與構造地質學關係十分密切。油氣的運移和聚集受盆地區域構造和局部構造條件的控制，要想成功地找到與背斜構造、斷裂構造，以及不整合面有關的油氣田和油氣聚集帶，就必須深入掌握有關構造地質學的知識。
新進展
石油地質學是隨著人類的油氣勘探活動而誕生的一門套用科學，它既是人類對於勘探中對油氣形成與分布規律認識的總結，又是指導人類油氣勘探活動的理論武器。在全世界範圍內，經過近100年的勘探活動，未經勘探的處女地所剩無幾，容易尋找的油氣田大多被發現。對能源不斷增長的需求，以及勘探難度的越來越大，是擺在全世界石油勘探者面前的一大矛盾。世界石油勘探面臨著極為嚴峻的挑戰，向新的深度(深層勘探)、新的領域(天然氣、非常規氣、非構造油氣藏)進軍是當今油氣勘探的總趨勢。這種形勢下，都迫使我們發展新的石油地質及油氣勘探理論、油氣勘探技術，廣泛吸收相關學科的新成果，以適應現代油氣勘探形勢的需要與發展。縱觀近20餘年來，石油地質學及油氣勘探取得的進展，相關邊緣學科(從大的概念上講亦屬於石油地質的範疇)的發展極大的促進了石油地質學的發展，提高油氣勘探的效率。
套用及發展
1、板塊構造學的套用 板塊構造學說的誕生，被譽為“地質學上的革命”，它改變了人們對於全球構造的認識，同時也給石油地質學帶來了新的活力，它以嶄新的面貌探討了含油氣盆地發生和發展的地球動力學背景，並以一種新的觀點綜合解釋油氣在全球的分布的富集規律，擴大了油勘探領域和人們找油的思路。 ①含油氣盆地形成機制的認識、盆地分類的完善。 ②無機成因學說重新活躍起來，二元論，張愷 ③逆掩推覆體找油，大山底下找盆地
2、層序地層學的發展與套用 層序地層學是在油氣勘探活動中發展起來的一門新興的學科，是在沉積學、地層學和地震勘探技術不斷發展和資料積累的基礎上發展起來的。層序地層學是一種劃分、對比和分析沉積岩層的新理論和新方法。使人們能更精確地對比地質年代，再造古地理，並在鑽進前對生油層、儲集層和蓋層及潛在地層圈閉進行預測。
3、盆地構造研究的進展 ①盆地的動力學分類：張(伸展)、壓(壓縮)、扭(走滑) ②構造樣式概念的提出：一定構造環境和條件下的構造變形的基本特徵(組合特徵—剖面形態、排列方式等) 構造地質模型。盆地變形特點、構造變形規律的早期預測。 ③反轉構造：指一個張性或張扭性盆地在後期經受了壓和壓扭性應力作用，盆地由拉張下沉到擠壓上隆，斷裂由正斷向逆斷轉變，在剖面上形成下凹上隆、下正上逆的構造格局，後期的反轉往往是油氣構造圈閉的最後定型期，和油氣的生、運聚有密切的匹配關係
4、儲層評價技術的進展 儲層評價技術的進展包括儲層沉積學、儲層成岩作用和儲層地球化學方面的進展 石油地質學本身的研究的課題不外乎兩大問題即成烴和成藏，這是石油地質學永恆不變的主題。在這兩個方面九十年代以來的主要進展：
- 成烴理論 60-70年代-80年代初：乾酪根生油理論 80年代後期-90年代：未熟低熟油理論，煤成烴理論是我國學者，特別是地球化學在成烴理論方面對石油地質學的突出貢獻，開闢了我國油氣勘探的新領域。
- 2.成藏理論 對成藏動力學因素的重視，從溫、壓等動力的角度研究油氣的成藏過程，將油氣生成—運移—聚集作為一個統一的整體：流體封存箱理論、成藏動力學呼之欲出。
- 3.石油地質綜合研究思想與方法進展 從定性—定量，從靜態到動態，從局部—系統、盆地模擬技術以及含油氣系統的思想和方法。
