油气成因理论与勘探开发实践

文章，本文是该专辑的第一篇，目的是为对石油、天然气科技不那么了解的读者先提供一些科普知识，以便大家能较顺畅地理解后面那些专家们专业性的文章。

2 何谓石油勘探与开发？

人们是怎么发现和找到石油的？又是怎么把藏在地下的石油弄出来的？

简单地说，寻找石油的办法就叫石油勘探；把找到的石油从地下弄出来就叫石油开发。

关于石油勘探与开发，如今已形成汗牛充栋的技术文献和连篇累牍的专业术语，令很多外行望而生畏。但是，如果我们围绕着如何找到石油、如何弄出来石油这样最基础的问题来了解这些知识的话，也许并不那么复杂。

人类是怎么发现和找到石油的？其实，石油不是人类找到的，而是大自然主动送上门来的，石油和天然气从地下冒出来，冒到人的眼前，人就发现石油、天然气了。这些从地下冒出来的石油、天然气被称为“油气露头”，也叫“油苗、气苗”。顺着油苗用最原始的工具往下挖，就是最早的采油方法。

早在公元前10世纪之前，古埃及、古巴比伦等文明古国就开始采集和利用石油，公元前5世纪，波斯就出现了手工挖成的油井，中国在汉代就出现了石油的记录，宋代的大科学家沈括不仅给石油起了这个至今仍在使用的汉文名字，而且还亲自用石油制墨。只是在古代，没有出现炼油工业，所以石油的使用不够广泛。

现代石油工业是从1859年美国的德雷克油井的发现开始的，这个起点依赖于两个技术前提；一是1853年出现的炼油工艺，可以用蒸馏法从石油中炼制煤油了；二是与之同时出现的蒸汽机为动力的冲击式钻机（术语叫顿钻），可以开凿更深的油井。1886年以后，汽车工业出现，遂使石油作为一个产业迅猛发展起来。

现代找油的方法其实和古代一样，仍然是顺着地表上冒出的石油、天然气痕迹找，只不过随着科学技术的发展，可以视作地下石油、天然气痕迹的东西越来越多而已，比如所谓航空遥感技术找油，就是根据油、气（主要成分是烃类）从地下外渗引起的岩石褪色、浊变和地表植被病变特征来寻找地下油气分布范围的。①

早期发现“油苗”后，是用钻机往下钻，就形成了油井。那时的油井都不深，美国德雷克井深不过20米②，也没有什么地质学知识，但是，再往下发展，就会发现有些井出油后很快就干了，有些井遇到岩石难以下钻，于是，已经形成初步知识体系的地质学就进入了石油领域。经过一段时间的研究，形成了有关石油的地质学说。这个学说最主要的几个关键词是：储油层、盖层、圈闭、背斜。地质学是以研究岩石为主要内容的，他们发现，地下的石油是储存在一个有限的区域内的，这就是储油层，当然储油层不像是水缸那样的大型容器，而是散布于地下岩石中各种大小不同的小孔小缝中，如同海绵一样。储油层的油在压力作用下会流动，之所以能聚集在一起，是因为在这个储油层的上部被更为紧密、结实的岩石给盖住了，在油层的下部，被比油更重的水给顶住了。上面盖住石油的岩层就叫“盖层”，这个盖层一般像口倒扣在地上的锅一样，被称为“背斜”。锅（背斜盖层）下扣着的是饱含石油的有很多小孔和裂缝的岩层，油层下是水。整个盖层与水之间的储油空间就叫“圈闭”。背斜式圈闭是发现较早的圈闭类型，后来，发现有各种不同形状的圈闭类型，如透镜状圈闭、尖灭状圈闭等。所以后来发展到找油，就是找圈闭。现在最常用的地震勘测方法，就是利用人工地震反射回的地震波等信号，分析地下岩层密度、形状、范围等，以寻找可能储存油气的“圈闭”。那些冒出地面的“油苗”实际上就是从“盖层”裂缝中渗出去的石油。

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