颜复文
中石化胜利地质录井公司 山东 东营 257200
摘要:无独有偶,美国化学博士J.M.亨特则是从有机化学家转变为运用有机地球化学思维方法,全面分析研究油源岩的石油地质家。J.M.亨特1946年在美国宾夕法尼亚州立大学获得化学博士学位后,多年在石油公司从事石油调查和勘探工作,与包括著名的A.I.莱复生教授在内的许多石油地质家共事,时常探讨石油勘探中碰到的各种难题。J.M.亨特将有机化学与石油地质学紧密结合,合理运用有机地球化学思维方法分析油源岩及其相关的运移、聚集等基础理论问题。这些思维方法在其1979年撰写的《石油地球化学和地质学》一书中有详细论述。
关键词:重新定义;油源岩;石油地质
引言
石油地质类型对石油勘探有着非常重要的影响,掌握石油地质类型的特点,才能科学、合理地勘探石油。石油行业研究人员可深入分析石油地质类型的特征,并对石油勘探工业有关的研究方法进行深入探索;同时,石油勘探本身是一项危险系数比较高的工作,因此基于石油地质类型探讨安全保障的方法也非常重要,将有利于不断促进勘探技术的改进以及创新,从而提升我国石油勘探的整体水平。
1有机地球化学思维方法
这种思维方法的主要特点是强调依据沉积盆地的地质条件来定义和评价油源岩。美国的J.M.亨特和澳大利亚的R.E.查普曼是这种思维方法的突出代表,其主要观点有以下几个方面:①认为油源岩是在地质条件下能生成、运移和聚集形成商业性石油的一种岩石。主张用有机溶剂如苯、甲醇、丙酮等对岩石进行抽提,根据溶解油的数量多少对油源岩进行定义和评价。例如,1954年J.M.亨特等的一项鉴定油源岩的专利技术中,以每立方英尺(折合0.0283m3)岩石含有烃类的桶数多少来定义和评价油源岩。具体标准是:0~1bbl的岩石为不好的油源岩,1~3bbl的岩石为中等油源岩,3~30bbl的岩石为好油源岩。②认为在含油盆地中,油源岩中含有的有机物只有百分之几到百分之十几转化为石油,生成的石油最终形成商业性聚集的数量也在这个范围。表1是所有沉积岩、现代沉积物、古代沉积物从有机物转化成烃类产物的范围[1]。因此在地下地质条件下,油源岩中所含有机物不可能全部转化为石油。③强调油源岩是细粒沉积物和有机物共同在沉积盆地中形成的,在沉积盆地地质演化过程中,沉积物的沉积成岩演化与有机物的热演化过程是同步进行的。沉积物中的矿物转化可以使页岩孔隙度增加,如蒙托石向伊利石转化可排出结晶水,能使页岩孔隙度增加5%~10%。同时黏土矿物在有机物热演化过程中可以起到催化作用,加速有机物热解生油速度,最大量石油生成的温度是60~150℃,。认为油源岩生油是一种低温催化裂化反应过程,当温度在200~250℃时,有机物主要生成甲烷,超过250℃以后,有机物的生烃作用基本停止。总之,有机地球化学思维方法和有机化学思维方法的本质区别是强调地下地质条件,始终认为定义和评价油源岩主要依据沉积盆地的石油地质特征,模拟实验坚持按油源岩所处地下的实际情况和相应资料开展,因此这种思维方法获取的研究成果最接近客观实际。
2石油勘探中生油层的影响
从生油层的特征来看,生油层油气地质类型之中,石油以及天然气主要集中在地面烃源岩当中,所以也就成为石油勘探以及开发的主要目标区域。烃源岩属于一种非常重要的地质类型,并具有岩土工程的特征,而且不同的组成部分又能够为石油勘探提供非常重要的参考依据。
因此,在进行石油勘探的过程中,要求勘探人员能够对烃源岩油气储存进行分析,这样才能进一步掌握烃源岩的地质性质以及油气沉积状况;同时,还需要通过相关技术手段,对勘探区域进行分析,并确定是否与烃源岩的特征是一致的,这样才能进一步为一线的勘探人员提供有价值的参考依据,帮助其确定所勘探的区域是否属于烃源岩的一个部分。此外,考虑到气藏的特点,建议石油勘探人员能够采取相关的技术手段加强区域测量,将有利于保障油气勘探保持较高效率的增长。
3石油地质类型分析
3.1生油层
在石油勘探以及开发的过程中,生油层有着非常重要的地位,因为可以生成且可以提供具有经济价值的天然气以及石油的岩石,通常又被称之为“烃源岩”,也就是行业领域中常说的烃源岩的底层。根据岩石进行分类,主要包括的是碳酸盐以及黏土。其中黏土岩石包括黏土、页岩以及黑黏土;而碳酸盐主要涵盖的是黑沥青岩石、石灰石、生物灰烬、低温石灰岩等。基于岩相或者沉积物的角度来分析,生油层的环境比较有利于生物的繁殖以及发育。
3.2油田生油气层
相关石油勘探企业在进行油田地质勘探开采作业过程中,油田生油气层岩层主要成分通常包含泥岩及碳酸盐岩。除此以外,天然液化石油气资源必须经历上万年甚至数万年的时间发育才可能最终形成,因此油田生油气层是原生骨生物当年活动的场所。
4油源岩中有机物的赋存和生成石油的储集空间条件分析
油源岩地下生油过程同样要具备化学反应的第三个基本条件,即要有容纳有机物的容器和已生成石油的储集空间。通常油源岩发育在沉积盆地的生油凹陷(或洼陷)内,在盆地整体持续沉降阶段,细粒沉积物与分散的有机物同时随盆地的沉降不断地连续沉积。根据沉积学原理,在油源岩沉积末期,油源岩已经充满了生油凹陷(或洼陷)的整个空间。在上覆岩层的作用下油源岩逐步压实成岩,有机物以分散状态赋存在由泥质岩构成的油源岩内。当有机物进入生油的门限温度和门限深度时,提供给有机物生成石油的储集空间只有油源岩此演化阶段的孔隙空间(即此演化阶段的油源岩孔隙度)。传统思维认为油源岩全部由泥岩或者页岩等纯泥质岩构成,在压实作用下泥质岩快速产生永久性压实形变,导致其孔隙度和渗透率变小及变差,岩石密度增大。例如,我国中、新生代陆相油源岩,除了松辽盆地、南襄盆地泌阳凹陷的主力油源岩在进入大量生油阶段的埋深为1500~2500m左右,其他含油盆地的主力油源岩进入大量生油阶段的埋深大多在2000~3000m左右。此阶段油源岩的孔隙度大多都降至10%左右和以下,岩石密度高达2.45g/cm3左右。
结束语
综上所述,从我国石油勘探的现状来看,其未来依然要关注的是地质因素的应用与发展,可以根据地质情况将石油勘探区域划分为普通区与非常区。异常带主要指的是上文所描述的各种复杂地质情况的勘探区域,但目前我国石油勘探与开发主要还是集中在普通区域。未来,随着科学技术的不断进步以及突破,加之石油量需求不断增大,意味着石油储量将会逐步减少。而石油勘探与开发的目标区域将会转移到技术难度更大的区域,不仅需要更加先进的石油勘探技术,而且所花费的成本相比普通区域来讲可能是几倍。此外,基于实际情况的分析,未来石油勘探的地质趋势将会日益复杂,因此,不断研究石油勘探中石油地质类型的影响具有一定的现实意义,将能够为非常区,或者说非传统区域石油勘探开发提供更多有价值的参考依据。
参考文献
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