石油知识

    对石油这个名字，大家都熟悉，但究竟什么是石油？回答恐怕就不那么确切了。对于这个问题，这里不妨用一句话来表达，那就是，石油（量热仪）是在地下岩石中生成的、液态的、以碳氢化合物为主要成分的可燃性矿产。 顾名思义，石油形成于地下，有多深？几百以至几千米。它经历了数百万年甚至几亿年的演化过程，不同年代的石油生成地质环境不同，生成石油的物理性质也不同。  

    原油的物理性质最直观的就是丰富多彩的颜色，有浅至深有白色、褐色、黑绿色和黑色。我们常见的石油一般都是黑色的，颜色的深浅与其中含有的非烃类物质的多少有关，含量愈高则颜色愈深。 

    石油是一种复杂的天然有机物，主要成分是碳（C）和氢（H），碳含量一般为80％－88％，氢为10％－14％，同时含有少量的氧（O）、硫（S）、氮（N）等元素。有这些元素组成的化合物称烃类化合物。天然气也是以碳氢化合物为主要成分，以气体状态从地下岩石中来到地面的。与石油一样，天然气所含烃类主要是烷烃（饱和烃）。一般含1－4个碳的烷烃从气体状态被称为天然气；含5－10个碳的烷烃为液体状态，就是石油；含17个以上碳的烷烃为固体状态，如石蜡、沥青等。 

　　石油、天然气的来源 

    对石油（热量计）、天然气（以下简称油气）生成的来源，科学家主要有两种观点：一种认为是生物死亡后转变成的，及有机生成学说。另一种是无机生成学说，认为石油天然气来源于无机物的合成。有机生成学说观点的依据是：几乎所有的油田都是在沉积岩中发现的，而沉积岩中可以见到丰富的生物遗迹（如化石等）；通过实验，生物体中三大组成部分的蛋白质、碳水化合物、脂肪在一定条件下可以形成与石油中碳氢化合物类似的物质；在石油中发现的血红素和叶绿素等有机物质，前者是来自动物的血液，后者则来自植物的叶绿素。石油是生物死亡后转变而成的观点所提出的理由是如此之多，并且比较充分，使有机生成学说得到大多数人的认同，现在油气生成的研究方法和内容都是建立在这种观点的基础上的。 

    虽然有机学说占了绝对优势，但在有机层油的大前提下，还存在着是海洋生物生成石油，还是陆上河流、湖泊中生物生成石油的争论。现实中，中东地区的沙特、科威特等国家的大油田都是海相地层生油，而我们国家的打多数油田则是陆相地层生油。  

     

    石油、天然气的生成条件 

    生成石油的基础条件是沉积物中存在大量的有机物，水是有机物运移的动力，泥沙和有机物在水的携带下，从高处往低处流动，寻找一个“沉积地”，就是寻找一个低洼地带。这种低洼地带，根据它的规模大小，分别被称为盆地、坳陷、凹陷等，但这种低洼地形不是固定不变的，在各个地质历史时期中随着地壳的运动继续下沉或上升。若能继续下沉，则保持低洼的地形，可以继续接受沉积物，使地层厚度不断增大；若随着地壳运动上升，则低洼幅度就逐渐变小，接受沉淀物就少；如果继续上升至水面上，则有几质就不再沉积，早先沉积的有机质也暴露在氧气中，会被风化剥蚀掉。  

       地层的温度与地层深度有关系，地层越深则离地核越近，温度越高，利于有机质在一定的温度下生油，这也可以说是在一定的深度下利于生油。地层的深度越深，不光温度升高，而且压力增大，对生成石油也有利。细菌和粘土岩中的粘土矿物是加速有机质生成石油的催化剂，含有这种粘土矿物的地层也有利于石油的生成。 

    天然气虽然在组成上与石油一样，都是以碳氢化合物为主要成分，但它的生成条件要比石油更为多样化。石油要达到一定深度才能大量生成，而天然气从浅到深都能生成。  

   

    沉积岩 

    地球是一个近似椭圆的球形体，半径约为6300千米。地球由表及里分为地壳、地墁和地核三个部分。它们的分界面在不同地区深度不同，地壳厚度为5千米－65千米，地墁介于地壳底面到约2900千米深度之间，从2900千米直到地心称地核。地壳是由三大类岩石（通常叫石头）组成的，即岩浆岩、变质岩和沉积岩，其中沉积岩覆盖地表面积60％以上，我们通常见到的泥土或砂砾，就是岩石风化形成的表层风化壳，或者是新沉积的松散物质。石油分布于沉积盆地中，沉积盆地在一定的地质时期，接受沉积物的沉降形成较厚的沉积岩。 

    地层的档案－地质年代划分 

    在40多亿年前，地壳就形成了，此后每个时期都有沉积岩形成。如果没有强烈的构造运动影响，一个地区先沉积的地层在下面，后沉积的地层在上面。不同地质时期形成的沉积岩，其生物化石和构造特征不同。据此，将组成地壳的岩石划分为不同单元，每个单元对应一定的地质时期。地层划分是以“界”为单位，按由老到新的顺序分为五个界：太古界、元古界、古生界、中生界、新生界。 

    流动的油气－石油、天然气的运移 

    石油（全自动量热仪）和天然气是一种流体矿床，他们与一般矿床的区别在于：它具有流动性，它先进存在的位置与其生成位置有时相距很远。生成的油气从生成的位置向有缝孔隙、裂缝的地层流动，储集成将分散的星星点点的油气初步集中起来，就好像涓涓溪流汇入大河一样。这种流动的动力来自于地层的压力，也可以说来自于沉积物本身的重量，地层在沉积过程中逐渐加厚，重量也逐渐加大，因此产生的压力也越来越大，已生成的油气，就随同水一起，被挤出去。到达“大河”后，油气并没有停下来，而是继续流动，这种流动的主要动力则来自油气本身的浮力。因为油、气密度比水小，当油气进入含水的地层后，油气在浮力的作用下向着高处流去。因为油气不易溶于水，在水中大部分都是以“油滴”和“气泡”的形式在含水的地层中流动的。它们走着曲曲弯弯的道路，克服许多阻力，艰难地前进着，运移的速度相当缓慢。 

    油气在地下的流动空间－储集层 

    我们经常听到“油湖”和“油海”的说法，容易使人联想到石油就象湖泊和海洋一样在地下分布着，甚至有人担心，生怕我国边境油田的石油会流到外国去。其实，情况并不是这样，。那么油气在地下怎么存在的呢？石油生成后，储存在有孔隙、洞穴和裂缝的岩石之中，这种既可以储存液体又可让其从中流动的岩石，叫做储集层。油层是一种带孔隙的岩层，人的肉眼看不见孔隙，当可以在显微镜下看到，也可通过实验方法测得孔隙体积， 一般油层孔隙体积可战岩石体积的10％－35％。专业人员主要用孔隙度和渗透率两个因素来衡量储集层的优劣，孔隙度的数值大，可以容纳更多的石油。渗透率的数值高，表示孔隙、缝洞之间的年同性好，石油容易流动，容易开采。