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哪里尋、如何找,油氣勘探知多少

時間:2019/9/28 13:16:47

    油氣勘探是指為了識別勘探區域、探明油氣儲量而進行的地質調查、地球物理勘探、鉆探及相關活動,簡而言之就是尋找油氣在哪兒的活動。
    從概念上可以看出,油氣勘探屬于多學科綜合的一項科研活動,對于科研工作者而言,這項活動類似于盲人摸象——每個油氣勘探工作者通常都是從本身擅長的領域去思考“大象”的樣子,但又不能完全認識“大象”的樣子,需要“摸”不同位置的油氣勘探工作者集思廣益,共同描繪“大象”的模樣。
    歸根結底,油氣勘探的目的就在于從多個角度入手,解決油氣在哪里和如何去尋找的問題。

    油氣勘探理論發展簡史
    油氣勘探經歷過幾個大的階段。
    早期找油階段,找油工作主要依賴的是一種對自然現象的直觀感覺,如利用油氣苗找油、靠迷信觀念布井等。比如漢代張陵依“見陽山以氣”選定井位,漢廷尉扶嘉臨終之時據“三牛對馬嶺”之地勢提出云陽井位。此時油氣勘探的特點是缺乏對地質規律的認識,沒有相應的理論指導。
    進入中期圈閉找油理論階段,地質勘探家們已經注意到了局部的油氣富集規律,通過地質和地球物理等手段尋找儲集層、蓋層和遮擋條件都具備的圈閉,指導油氣勘探工作,勘探活動也開始由感性認識發展到理性認識的新階段。
    目前,油氣勘探處于盆地找油理論階段,不僅僅只考慮哪里能儲集和保存油氣,還研究油氣生、排、運、聚整個過程,綜合分析油氣藏形成的石油地質條件和油氣分布規律,提出“生(生油巖)、儲(儲層)、蓋(蓋層)、圈(圈閉)、古(古隆起)、運(運移)、保(保存)”才是油氣藏形成的七大要素。
     油氣勘探歷史是科研工作者對油氣聚集規律認識逐步提高的過程。那么該如何理解油氣聚集規律呢?筆者嘗試用簡單扼要的方式闡述這一問題。

    兩大關鍵要素:油氣和儲層
    油氣之所以能夠聚集成藏,最根本的兩大關鍵要素就是具備足夠多的油氣和具備油氣充注聚集的空間。油氣藏就是這二者的完美平衡,油氣勘探工作就是既要尋找油氣又要尋找有效儲層的過程。因此,油氣如何形成,分布在哪里?有效儲層如何形成,分布在哪里?這些都是首先要解決的大問題。
    首先聊一聊油氣形成與分布。
    截至目前,油氣成因有多種認識,包括無機成因論、有機成因論和混合成因論。其中,最廣為科研工作者接受的觀點是有機成因論,其科學依據在于,世界上已發現的油氣田99.9%都分布在沉積巖中。據統計,世界上25個大型含油氣盆地占世界發現石油總量的86%。從前寒武紀至第四紀,各個時代巖層中均發現了石油,都與沉積巖的分布、與煤和油頁巖的分布密切相關。世界上沒有化學成分完全相同的兩種石油,這與石油的同源性和生成環境的不同有關。石油和煤的灰分均富集V、Cu、Ni、Co,說明石油和煤具有相似的成因。以上這些都是無機成因論難以解釋的,理論和實踐均證明了烴的有機成因。
    現代有機成因論認為,在海相和湖相沉積盆地的發育過程中,包括干酪根在內的原始有機質伴隨其他物質沉積后,隨著埋藏深度逐漸加大,經受地溫不斷升高,在缺氧的還原環境下,有機質逐步向油氣轉化。有機質向油氣轉化可以分為4個階段:生物化學生氣階段、熱催化生油氣階段、熱裂解生凝析氣階段、深部高溫生氣階段。生烴的相態除與干酪根熱演化階段有關外,也和干酪根的有機質類型有關,分為腐泥質和腐殖質。腐泥質為脂肪族有機質在缺氧條件下分解和聚合作用的產物,來自海洋或湖泊環境水下淤泥中的孢子及浮游類生物,可以形成石油、油頁巖、藻煤和燭煤。腐殖質為泥炭形成的產物,來自有氧條件下沼澤環境中的陸生植物,可以形成天然氣和腐質煤。
    由此可見,油氣生成于富含有機質的暗色粘土巖、碳酸鹽巖等類型的烴源巖中,還原條件下的淺海相、三角洲前緣及前三角洲相和半深湖-深湖相等有利于形成富有機質粘土巖的沉積環境最為有利。其位置靠近盆地中心,生成的油氣從盆地沿著優勢運移通道向盆地邊緣運移,因此油氣通常分布于其優勢運移通道上。

    油氣運移總體規律
    然后,再說一說有效儲層形成與分布。
    油氣儲存在地下那些具有微小孔隙的巖石中,就像水充滿海綿一樣。這些能夠儲存和滲濾流體的巖層,就是儲集層。它之所以能夠儲集油氣,是由于它們具備相對高的孔隙性和滲透性,能夠為流體運移和儲集提供空間。目前所知分布最廣、最重要的儲集層是各類砂巖、礫巖、石灰巖、白云巖、礁灰巖,此外還有少量的火山巖、變質巖、泥巖等,按巖石類型可分為碎屑巖儲集層、碳酸鹽巖儲集層及其他巖類儲集層。
    碎屑巖儲集層主要有沖積扇砂礫巖體、河流砂巖體、三角洲砂巖體、濱淺湖砂巖體、濱海砂巖體、淺海砂巖體、深水濁積砂巖和風成砂巖體等類型。碳酸鹽巖儲集層主要包括形成于高能相帶沉積環境的粗粒石灰巖、粗晶石灰巖、生物灰巖;后期成巖過程形成的白云巖,以及改造形成的裂縫性灰巖或白云巖。其他巖類儲集層類型盡管很多,但在世界油氣總儲量中只占很小的比例,如巖漿巖、變質巖、粘土巖等,因此關于這類儲層的研究相對較少。
    由此可見,這些儲集層往往形成于某些特定的沉積相帶中,比如三角洲前緣、河流心灘、臺地邊緣灘等,其分布受控于這些沉積相帶的分布。

    兩大關鍵方向:物源方向和油氣運移方向
    從兩大關鍵要素形成與分布來看,油氣聚集在何處就非常清楚了,簡單說就是油氣和儲集層能夠交匯的地帶,這些地帶就是所謂的油氣勘探有利區,油氣勘探的主要工作內容就是找尋這些油氣勘探有利區。我們可以從兩個關鍵方向尋找答案。
    一是油氣運移方向。
    油氣自烴源巖排出進入運載層以后,進行的二次運移主要是沿不整合面、薄砂層及斷裂構成的優勢運移通道或“高速公路”,主要趨勢是自高勢區向低勢區。利用對油氣運移通道及油勢、氣勢、水勢的綜合分析結果可以指示油氣運移方向。由于油氣多形成于沉積中心,因此油氣的橫向運移往往自盆地中心指向盆地邊緣,垂向運移往往沿斷裂自下而上。
    二是物源方向。
    前文已述,儲集層往往形成于某些特定的沉積相帶。對于碎屑巖儲集層而言,沿物源向盆地方向,儲集層物性也發生相應的變化,物源方向對于油氣勘探而言極為重要;對于碳酸鹽巖儲集層而言,儲集層往往發育在高能相帶,物源來自于氧氣相對充足,有利于造礁生物大量繁殖的相帶。因此,物源方向是研究儲集層發育有利區的基礎。
    結論認識
    烴源巖分布范圍和儲集層分布范圍,二者疊合交匯地區,就是油氣勘探找尋的有利研究區。在有利研究區內,開展油氣運移方向研究,找尋油氣運移路徑,進而在油氣運移路徑上尋找有效儲集層發育區,是油氣勘探的核心所在。(作者單位:中國地質調查局油氣資源調查中心)

作者:不詳 來源:網絡
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