开yun体育app官网网页登录入口 石油、天然气的来源

发布于:25-06-23 播放次数:

科学家对油气生成的起源存在两种主要见解:其一,认为油气是由生物遗体经过转化而形成的,即有机生成学说;其二,则是无机生成学说,该学说提出石油和天然气是由无机物质合成而来。有机生成学说的理论支撑在于:绝大多数油田均位于沉积岩层中,这些沉积岩层中保存着大量的生物痕迹,例如化石;实验证明,生物体内的蛋白质、碳水化合物和脂肪在特定环境下能够转化为与石油中的碳氢化合物相似的化合物;在石油中检测到的血红素和叶绿素等有机成分,前者来源于动物血液,后者则源自植物叶绿体。关于石油由生物遗体转化而来的理论,其支持理由众多且充分,以至于这一观点获得了广泛认可,如今油气生成的相关研究方法和内容,均以此理论为基石。

尽管有机成因理论占据了主导地位,然而在石油主要来源于有机层的前提下,关于石油究竟是由海洋生物还是陆地上的河流、湖泊中的生物生成的,依然存在分歧。具体来看,中东地区的沙特、科威特等国家的大型油田主要属于海相地层,而我国的大多数油田则属于陆相地层。

在超过十亿年前,地球便孕育了生命。随着时间的推移,生物的种类和数量持续增加。生物群体经历了繁衍与消亡的循环。例如,一种藻类植物在适宜的环境下,仅需8天就能繁衍出超过10的三十六次方个后代,其重量甚至可达到1.4乘以10的十七次方吨。众多生物,尤其是海洋与湖泊中的浮游生物,在生命终结后,其有机质部分通过氧化作用转化为二氧化碳而释放,另一部分则随同泥沙沉降,进而成为油气形成的物质基础。

石油、天然气的生成条件

形成石油的基本前提在于沉积层中富含有机质,水充当了有机质迁移的驱动力,泥沙与有机质在水的带动下,自高处向低处移动,寻找一个“沉积场所”,即寻找一个地势低洼的区域。这样的低洼区域,根据其规模的不同,被称作盆地、坳陷、凹陷等,然而这种低洼的地形并非一成不变,在地质历史的各个阶段,它随着地壳的变动持续下沉或上升。若持续向下延伸,低洼地形得以维持,进而持续吸纳沉积物,导致地层厚度持续增加;然而,若因地壳活动而上升,低洼区域将逐渐减小,接纳沉积物的能力也随之减少;一旦继续上升至水面之上,沉积物便不再形成,而先前沉积的有机质则会暴露于氧气之下,遭受风化与侵蚀。

尽管低洼地区的持续下沉对有机质的积累有促进作用,但这并非一成不变。若地壳的沉降速度超过了沉积物的沉积速度,那么洼地中水的深度便会相对增加,导致有机质下沉至水底的路径变长。这样一来,沉积物在水中接触氧气的时间延长,有机质被氧化的可能性也随之提升。即便有机质积累充足,也未能形成石油,还需满足一系列条件,包括缺氧的生态环境、适宜的温度、压力、时间以及催化剂等。所谓的缺氧环境,即氧气含量极低或几乎无氧的状态,在这样的条件下,有机物质才不会与氧气发生反应,从而避免被氧化成二氧化碳和水。温度对于有机质转变为石油起着关键作用,只有当温度达到特定水平,有机质才能大规模转化为石油,通常适宜的温度区间介于60摄氏度至210摄氏度之间。这一过程极为缓慢,耗时以百万年为单位,通常情况下,温度的提升会缩短有机质转化为石油所需的时间。

地层的温度与深度之间存在关联,随着深度的增加,地层与地核的距离缩短,导致温度上升,这种条件有利于有机质在适宜的温度范围内转化为石油,换言之云开·全站体育app登录,深层地层更有利于石油的形成。随着地层深度的增加,不仅温度升高,压力也相应增大,这些因素都对石油的形成起到了积极作用。此外,细菌和粘土岩中的粘土矿物能够作为有机质转化为石油的催化剂,因此含有此类粘土矿物的地层对石油的生成同样有利。

天然气与石油在成分上相同,均以碳氢化合物为主,但其形成条件却更为丰富多样。石油的生成需要达到一定的深度,而天然气则从地表浅层到深层均有产出。

天然气根据其形成的不同条件,可以划分为数种主要类型:生物气,主要是在现代沉积的淤泥层中,有机物质在细菌的作用下,转化并产生以甲烷为主的天然气,典型的如在一些沟壑中产生的沼气。油型气,则是在有机物质深入到生成石油的层面之后,除了大量生成石油之外,还会同步产生天然气。随着埋藏深度的持续加深,石油在高压和高温的作用下,发生剧烈分解,进而生成天然气。煤系地层,即含有煤层的一种沉积岩层,在经历长时间和高温条件的作用后,会转化成一种天然气,这种天然气我们称之为煤型气,而其核心成分依然是甲烷。而无机成因气,则是在岩浆活动或岩石变质过程中产生的一种气体,其中包括二氧化碳和甲烷等成分。

沉积岩

地球呈椭圆形,其直径大约为6300公里。它从外到内可分为地壳、地幔和地核三个层次。这三个层次的分界线在各地深度不一,地壳的厚度在5至65公里之间不等,地幔位于地壳下方,延伸至大约2900公里的深度,而地核则从2900公里深处一直延伸至地心。地壳主要由三种岩石构成,这些岩石通常被称作石头,具体包括岩浆岩、变质岩以及沉积岩。在这三种岩石中,沉积岩占据了地表面积的60%以上。我们日常所见的泥土或砂砾,实际上是由岩石经过风化作用形成的表层风化壳,亦或是新近沉积的松散物质。石油主要分布在沉积盆地中,这些沉积盆地在特定的地质时期,通过接受沉积物的沉降作用,形成了较厚的沉积岩层。

地层的档案-地质年代划分

约在四十亿年前,地壳已初具规模,自那时起,各个地质时期均有沉积岩的生成。若未遭受剧烈的构造变动,该地区较早形成的地层通常位于下方,而较晚形成的地层则位于上方。各个地质时期所形成的沉积岩,其生物化石和构造特征各异。基于此,我们可将构成地壳的岩石划分为多个单元,每个单元代表着一个特定的地质时期。地层划分以“界”作为基本单位,依照从古老到年轻的顺序,总共划分为五个不同的界别,分别是:太古界、元古界、古生界、中生界以及新生界。

流动的油气-石油、天然气的运移

石油与天然气属于流体矿藏,它们与普通矿藏的不同之处在于:它们具有流动性,且其原始生成点与实际存在点往往相隔甚远。这些油气生成后,会从生成点流向含有缝隙和裂缝的地层,将原本分散的油气聚集起来,形成初步的集中,就如同细流汇入大江一般。地层的压力是这种流动动力的来源,亦或是沉积物自身重量的体现。随着地层在沉积过程中不断增厚kaiyun.ccm,其重量也随之增加,由此产生的压力也随之增大。因此,已经形成的油气便随着水流一同被挤出。油气抵达“大河”后并未停滞,而是持续流动,而推动这种流动的主要力量则是油气自身的浮力。油气由于密度小于水,一旦进入含水地层,便在浮力驱使下向上升腾。油气与水不相溶,在含水地层中主要以油滴和气泡形态存在并移动。它们沿着蜿蜒曲折的路径,历经重重阻碍,缓慢而艰难地前行。

油气在地下的流动空间-储集层

我们常听闻“油湖”与“油海”的比喻,让人误以为石油如同湖泊与海洋般在地层中分布,甚至有人忧虑,担心我国边境油田的石油可能外流至境外。然而,事实并非如此。那么,油气在地层中究竟是如何存在的呢?石油形成后,便存放在那些具有孔隙、洞穴以及裂缝的岩石中,这类既能储存液体又能允许其流动的岩石,我们称之为储集层。油层系指一类含有孔隙的岩石层,这些孔隙肉眼难以察觉,但借助显微镜观察或通过实验手段,我们可以测量出孔隙的体积。通常情况下,油层的孔隙体积占岩石总体积的10%至35%。在评估储集层的优劣时,专业人士主要关注孔隙度和渗透率这两个指标。孔隙度数值较高时,意味着储集层能够容纳更多的石油。渗透率数值较高,意味着孔隙和裂缝间的连通性良好,石油流动顺畅,便于开采。

油气在地下的保护层-盖层

油气若不受限制地向上迁移,一旦抵达地表便会逸出。为确保储集层内的油气不会逸出,储集层之上必须存在一层致密且不透水的岩层,用以覆盖油气,此类岩层被称为盖层。适用于充当盖层的岩石包括页岩、泥岩等,而致密的泥灰岩和石灰岩在特定情况下亦能起到盖层的作用。盖层必须具备足够的厚度,若过薄,便无法承受油气施加的压力,进而无法有效阻止油气逸散,丧失其应有的“盖”的功能。此外,盖层的分布必须保持稳定,厚度变化不宜过大,更不能出现某些区域有盖层而其他区域却无盖层的情况。否则,储集层上方将出现“漏洞”,油气便会从这些“漏洞”中逸散。

石油在地下的仓库-圈闭

地下中,那些能够阻挡油气流动并能够将分散的“油滴”和“气泡”聚集起来的地质形态,我们称之为地质圈闭,通常简称为圈闭。这就像是一个隐藏在地下的储油库,能够储存油气。因此,圈闭可以被视为油气迁移的最终目的地,是油气藏的存放地,自然也是勘探人员需要寻找的对象。圈闭构成了储集岩与盖层的整体,储集岩被盖层所覆盖,油气便在储集岩的孔隙中积聚。油气一旦进入圈闭,由于油、气、水的密度存在差异,它们在圈闭内会形成三个不同的层次,其中最轻的天然气位于最上层,较重的油位于中层,而最重的水则位于最下层。至此开yun体育app官网网页登录入口,石油从生成、迁移直至进入圈闭,整个油气形成的过程得以完整实现。(信息来源于中石油官方网站)