田翔

【摘要】地質(zhì)學（Geology）是研究地球（地殼）的物質(zhì)成分、內(nèi)部構(gòu)造、表面特征及地球演化歷史的科學，主要研究對象是固體地球，當前研究的重點是固體地球的表層-地殼（或巖石圈），主要研究內(nèi)容包括地球的物質(zhì)組成、地球的構(gòu)造、地球的形成和發(fā)展深化以及地球的資源性等。萊伊爾Charles Lyell（1797 - 1875）的巨著《地質(zhì)學原理》使地質(zhì)學真正成為一門科學。板塊構(gòu)造學說提供了新的地質(zhì)學理論、觀念、方法，以此為標志建立了現(xiàn)代地質(zhì)學。

【關(guān)鍵詞】地質(zhì) 石油成因 地球 地下勘探

1 石油與地質(zhì)構(gòu)造

石油和天然氣通常都是蘊藏在沉積盆地、含油氣盆地之中的。沉積盆地是怎么形成的呢，原來，我們所處的地球是一直在活動著的，有的地方上升，則成為高山，有的地方在下降，則成為沉積盆地。中國有好多個沉積盆地，每個盆地沉積的地層及其厚度等是各不相同的。這些地層自上而下地質(zhì)年代由新變老，好像人類歷史一樣，分成不同的時代。研究人類各個時代情況的學科叫歷史學，而研究一個沉積盆地的各個地質(zhì)年代的情況就叫地質(zhì)構(gòu)造的發(fā)展歷史研究，簡稱構(gòu)造發(fā)展史。研究構(gòu)造發(fā)展史對找油找氣有什么用處呢，原來，石油和天然氣是可以移動的流體礦床，從油氣在地下生成起，到聚集到一個地方成為油氣田，在漫長的地質(zhì)歷史中變化多端。有的油氣田形成后可以保持到現(xiàn)在，有的運移到另外的地方，有的散失了……總之，油氣這個流體礦床總是處于運動狀態(tài)之中，這就是油氣田有別于其他礦床的最大特點。而這種變化與油氣田所在的沉積盆地的構(gòu)造發(fā)展史是息息相關(guān)的。因此，在找油找氣工作中，地質(zhì)構(gòu)造發(fā)展歷史的研究就顯得非常重要了。

2 石油地質(zhì)與石油成因

石油成因是石油地質(zhì)學中一個帶有根本性的問題，因為只有石油生成之后才有運移、聚集、演化和破壞等一系列石油地質(zhì)現(xiàn)象。闡明石油的成因不僅有理論上的意義，而且對于指導石油勘探也有著現(xiàn)實的應用價值。比如，在確定勘探區(qū)域和選擇主要目的層時，實際上都是在一定的成因假說指導下進行的?；仡櫛娬f紛紜的石油成因爭論，主要體現(xiàn)為有機起源與無機起源兩大派別的對壘。19世紀中葉，隨著采油事業(yè)的興起，石油成因廣泛引起了學者們的興趣。進入20世紀，由于在石油中找到了生物起源的直接證據(jù)，即卟啉和旋光性，其核心即石油起源于生物物質(zhì)，自此有機起源學說一直占據(jù)主導地位，并一直指導我們的勘探事業(yè)至今，在此理論的指導下，人們也確實找到了成千上萬的大大小小的油氣田。

在石油勘探過程中，我們發(fā)現(xiàn)了很多令人費解的現(xiàn)象，雖然持有機生油論的專家學者也作出了一些解釋，但大多牽強附會，以找出令人信服的證據(jù)。 例如紅地層的疑問。長久以來，有機生油理論盡管有各種矛盾解釋不通，但是人們總是認為其基本觀點是不可能錯的，即石油起源于生物物質(zhì)。例如，在中亞的紅色地層中找到了石油以后，前蘇聯(lián)的石油地質(zhì)專家就提出，紅色泥巖也能生油。玉門老君廟油田都是紅色地層，上第三系底部白楊河組中只有30m 厚棕褐色泥巖，找不到生油層，于是來了個白堊系生油，倒灌至志留系及第三系的說法。塔里木盆地葉城柯克亞油田在紅色第三系中打出了千噸井，找不到生油層，又解釋為它是通過斷層與羅系溝通，侏羅系生的油側(cè)灌到第三系里來。筆者不反對地下原油在壓差驅(qū)動下可以倒灌或側(cè)灌，問題在于我們?nèi)绱藸繌姼綍赜糜袡C生油解釋的同時，是否想過上述地方的石油本身就不是有機生成的，這些地方的石油有沒有可能來自地球深處，是無機成因的，通過深大斷裂，運移聚集至沉積地層中。

3 石油的地球化學勘探

根據(jù)大多數(shù)油氣藏的上方都存在著烴類擴散的“蝕變暈”的特點，用化學的方法尋找這類異常區(qū)，從而發(fā)現(xiàn)油氣田，就是油氣地球化學勘探。油氣地球化學勘探方法的種類比較多，常用的是土壤烴氣體測量、土壤硫酸鹽法、穩(wěn)定碳同位素法、汞和碘測量法等，還有地下水化學法及井下地球化學勘探法。

具體的石油勘探方法有：地球物理測井簡稱測井，是在鉆孔中使用測量電、聲、熱、放射性等物理性質(zhì)的儀器，以辨別地下巖石和流體性質(zhì)的方法，是勘探和開發(fā)油氣田的重要手段；測井系列，不同的測井儀器有不同的性能和作用，在某種地質(zhì)條件和鉆孔條件下，根據(jù)一定的地質(zhì)或工程目的，采用多種有針對性的測井儀器組合起來進行測井，稱為達到這種目的的測井系列；電阻率測井，是在鉆孔中采用布置在不同部位的供電電極和測量電極來測定巖石（包括其中的流體）電阻率的方法。通常所用的三電阻率測井系列是：深側(cè)向、淺側(cè)向和微側(cè)向電阻率測井；聲速測井，聲速測井是利用不同的巖石和流體對聲波傳播速度不同的特性進行的一種測井方法。通過在井中放置發(fā)射探頭和接收探頭，記錄聲波從發(fā)射探頭經(jīng)地層傳播到接收探頭的時間差值，所以聲速測井也叫時差測井。用時差測井曲線可以求出儲集層的孔隙度，相應地辨別巖性，特別是易于識別含氣的儲集層；放射性測井，放射性測井即是在鉆孔中測量放射性的方法，一般有兩大類：中子測井與自然伽馬測井。中子測井是用中子源向地層中發(fā)射連續(xù)的快中子流，這些中子與地層中的原子核碰撞而損失一部分能量，用深測器（計數(shù)器）測定這些能量用以計算地層的孔隙度并辨別其中流體性質(zhì)；自然伽馬射能譜測井，自然伽馬能譜測井是測量地層中放射性元素鈾、釷和鉀40的伽馬射線強度譜，從而確定它們在地層中的含量，用于分析巖石及流體性質(zhì)；聲波變密度測井，補償聲波測量的是接收到的聲波波列的首波達到時間，用于測定地層的聲波傳播速度，源距較短，其資料用來計算地層孔隙度和確定氣層。全波列聲波測井記錄的是接收到的聲波全部波列，可測定巖層的彈性模量，其源距較長，用于求解巖層強度、檢查壓裂效果及固井質(zhì)量等，在求解地層孔隙度及判斷氣層方面比補償聲波更為準確。

4 結(jié)語

現(xiàn)代的人們怎樣去認識幾百萬年甚至更早以前油氣生成的歷史呢？地質(zhì)學家追溯油氣的生成條件就要去研究地層中生油層的各種信息。這里所指的生油層就是沉積巖層中的暗色泥巖層或碳酸鹽巖層。使用現(xiàn)代的物理、化學分析手段已經(jīng)完全能夠做到把它們在生成油氣過程中所殘留下來的各種信息提取出來加以研究和認識，不斷地探索油氣生成的條件。所以，研究油氣的生成不是單純探索它們的形成條件，而是找油找氣的一項重要任務。