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哪里寻、如何找,油气勘探知多少

时间:2019/9/28 13:16:47

    油气勘探是指为了识别勘探区域、探明油气储量而进行的地质调查、地球物理勘探、钻探及相关活动,简而言之就是寻找油气在哪儿的活动。
    从概念上可以看出,油气勘探属于多学科综合的一项科研活动,对于科研工作者而言,这项活动类似于盲人摸象——每个油气勘探工作者通常都是从本身擅长的领域去思考“大象”的样子,但又不能完全认识“大象”的样子,需要“摸”不同位置的油气勘探工作者集思广益,共同描绘“大象”的模样。
    归根结底,油气勘探的目的就在于从多个角度入手,解决油气在哪里和如何去寻找的问题。

    油气勘探理论发展简史
    油气勘探经历过几个大的阶段。
    早期找油阶段,找油工作主要依赖的是一种对自然现象的直观感觉,如利用油气苗找油、靠迷信观念布井等。比如汉代张陵依“见阳山以气”选定井位,汉廷尉扶嘉临终之时据“三牛对马岭”之地势提出云阳井位。此时油气勘探的特点是缺乏对地质规律的认识,没有相应的理论指导。
    进入中期圈闭找油理论阶段,地质勘探家们已经注意到了局部的油气富集规律,通过地质和地球物理等手段寻找储集层、盖层和遮挡条件都具备的圈闭,指导油气勘探工作,勘探活动也开始由感性认识发展到理性认识的新阶段。
    目前,油气勘探处于盆地找油理论阶段,不仅仅只考虑哪里能储集和保存油气,还研究油气生、排、运、聚整个过程,综合分析油气藏形成的石油地质条件和油气分布规律,提出“生(生油岩)、储(储层)、盖(盖层)、圈(圈闭)、古(古隆起)、运(运移)、保(保存)”才是油气藏形成的七大要素。
     油气勘探历史是科研工作者对油气聚集规律认识逐步提高的过程。那么该如何理解油气聚集规律呢?笔者尝试用简单扼要的方式阐述这一问题。

    两大关键要素:油气和储层
    油气之所以能够聚集成藏,最根本的两大关键要素就是具备足够多的油气和具备油气充注聚集的空间。油气藏就是这二者的完美平衡,油气勘探工作就是既要寻找油气又要寻找有效储层的过程。因此,油气如何形成,分布在哪里?有效储层如何形成,分布在哪里?这些都是首先要解决的大问题。
    首先聊一聊油气形成与分布。
    截至目前,油气成因有多种认识,包括无机成因论、有机成因论和混合成因论。其中,最广为科研工作者接受的观点是有机成因论,其科学依据在于,世界上已发现的油气田99.9%都分布在沉积岩中。据统计,世界上25个大型含油气盆地占世界发现石油总量的86%。从前寒武纪至第四纪,各个时代岩层中均发现了石油,都与沉积岩的分布、与煤和油页岩的分布密切相关。世界上没有化学成分完全相同的两种石油,这与石油的同源性和生成环境的不同有关。石油和煤的灰分均富集V、Cu、Ni、Co,说明石油和煤具有相似的成因。以上这些都是无机成因论难以解释的,理论和实践均证明了烃的有机成因。
    现代有机成因论认为,在海相和湖相沉积盆地的发育过程中,包括干酪根在内的原始有机质伴随其他物质沉积后,随着埋藏深度逐渐加大,经受地温不断升高,在缺氧的还原环境下,有机质逐步向油气转化。有机质向油气转化可以分为4个阶段:生物化学生气阶段、热催化生油气阶段、热裂解生凝析气阶段、深部高温生气阶段。生烃的相态除与干酪根热演化阶段有关外,也和干酪根的有机质类型有关,分为腐泥质和腐殖质。腐泥质为脂肪族有机质在缺氧条件下分解和聚合作用的产物,来自海洋或湖泊环境水下淤泥中的孢子及浮游类生物,可以形成石油、油页岩、藻煤和烛煤。腐殖质为泥炭形成的产物,来自有氧条件下沼泽环境中的陆生植物,可以形成天然气和腐质煤。
    由此可见,油气生成于富含有机质的暗色粘土岩、碳酸盐岩等类型的烃源岩中,还原条件下的浅海相、三角洲前缘及前三角洲相和半深湖-深湖相等有利于形成富有机质粘土岩的沉积环境最为有利。其位置靠近盆地中心,生成的油气从盆地沿着优势运移通道向盆地边缘运移,因此油气通常分布于其优势运移通道上。

    油气运移总体规律
    然后,再说一说有效储层形成与分布。
    油气储存在地下那些具有微小孔隙的岩石中,就像水充满海绵一样。这些能够储存和渗滤流体的岩层,就是储集层。它之所以能够储集油气,是由于它们具备相对高的孔隙性和渗透性,能够为流体运移和储集提供空间。目前所知分布最广、最重要的储集层是各类砂岩、砾岩、石灰岩、白云岩、礁灰岩,此外还有少量的火山岩、变质岩、泥岩等,按岩石类型可分为碎屑岩储集层、碳酸盐岩储集层及其他岩类储集层。
    碎屑岩储集层主要有冲积扇砂砾岩体、河流砂岩体、三角洲砂岩体、滨浅湖砂岩体、滨海砂岩体、浅海砂岩体、深水浊积砂岩和风成砂岩体等类型。碳酸盐岩储集层主要包括形成于高能相带沉积环境的粗粒石灰岩、粗晶石灰岩、生物灰岩;后期成岩过程形成的白云岩,以及改造形成的裂缝性灰岩或白云岩。其他岩类储集层类型尽管很多,但在世界油气总储量中只占很小的比例,如岩浆岩、变质岩、粘土岩等,因此关于这类储层的研究相对较少。
    由此可见,这些储集层往往形成于某些特定的沉积相带中,比如三角洲前缘、河流心滩、台地边缘滩等,其分布受控于这些沉积相带的分布。

    两大关键方向:物源方向和油气运移方向
    从两大关键要素形成与分布来看,油气聚集在何处就非常清楚了,简单说就是油气和储集层能够交汇的地带,这些地带就是所谓的油气勘探有利区,油气勘探的主要工作内容就是找寻这些油气勘探有利区。我们可以从两个关键方向寻找答案。
    一是油气运移方向。
    油气自烃源岩排出进入运载层以后,进行的二次运移主要是沿不整合面、薄砂层及断裂构成的优势运移通道或“高速公路”,主要趋势是自高势区向低势区。利用对油气运移通道及油势、气势、水势的综合分析结果可以指示油气运移方向。由于油气多形成于沉积中心,因此油气的横向运移往往自盆地中心指向盆地边缘,垂向运移往往沿断裂自下而上。
    二是物源方向。
    前文已述,储集层往往形成于某些特定的沉积相带。对于碎屑岩储集层而言,沿物源向盆地方向,储集层物性也发生相应的变化,物源方向对于油气勘探而言极为重要;对于碳酸盐岩储集层而言,储集层往往发育在高能相带,物源来自于氧气相对充足,有利于造礁生物大量繁殖的相带。因此,物源方向是研究储集层发育有利区的基础。
    结论认识
    烃源岩分布范围和储集层分布范围,二者叠合交汇地区,就是油气勘探找寻的有利研究区。在有利研究区内,开展油气运移方向研究,找寻油气运移路径,进而在油气运移路径上寻找有效储集层发育区,是油气勘探的核心所在。(作者单位:中国地质调查局油气资源调查中心)

作者:不详 来源:网络
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