石油与天然气的生成与聚集
石油、天然气的生成、运移基础知识
石油、天然气的生成、运移基础知识一、石油和天然气的生成油气生成的原因石油和天然气的成因，是石油地质学界主要研究和长期争论的重大课题之一。
它的研究不仅具有重要的理论意义，而且对石油和天然气的勘探起着指导作用。
根据对石油原始物质截然不同的认识，石油成因理论可以分为无机成因和有机成因两大学派。
石油无机成因认为，石油是由自然界的无机物形成的。
但是，油气田勘探的实践证明，世界上绝大多数油气田都分布在沉积岩中，极少数岩浆岩和变质岩中的油气藏也同附近的沉积有机质有关，是石油侧向或垂向运移聚集的结果。
并且在石油中相继发现许多具有明显生物标志的有机化合物。
由于石油无机成因假说不能用来指导石油勘探，所以其支持者已经很少了，只能在实验室内作为科学理论问题进行探讨。
石油有机成因说认为，石油是由沉积物当中的有机质，在特定的地质环境中，在各种压力的综合作用下，经历生物化学、热催化、热裂解、高温变质等阶段，陆续转化为石油和天然气。
有机成因说又可以分为早期成油说和晚期成油说两个分支。
目前，有机晚期成油说已被石油地质学家、地球化学家所接受，能比较可靠地指导油气田勘探。
因此,本节主要介绍有机晚期成油说的主要论点。
有机物质为石油的生成提供了根据，有机物质主要是指生活在地球上的生物遗体。
要使有机物质保存下来并转化成石油还要有适当的外界条件。
自然界中的生物种类繁多，它们在不同程度上都可以作为生油的原始物质。
比较起来，低等生物作为生油的原始物质更有利、更重要。
因为低等生物繁殖力极强且数量多，低等生物多为水生生物，死亡后容易被保存；另外它在历史上出现最早，其生物体中富含脂肪和蛋白质。
有机体从死亡到沉入水底的过程，不可避免地要经受游离氧的氧化和水对可溶性组分的溶解，只有幸存的一小部分有机体能够到达水底，同矿物质一起堆积起来。
只有堆积埋藏下来的有机体才能在适当的环境、条件下开始向石油烃类方向转化。
1.还原环境还原环境对有机质的保存和向油气的转化都是非常重要的。
石油地质学(第五章石油和天然气的聚集)
第一节 圈闭与油气藏的基本概念
第 2.油（气）藏高度 五 2.油（气）藏高度 章 油藏高度 ： 油藏最高点与油水界面 石 油 和 天 然 气 油气藏高度=气顶高度+ 含油高度 的 (气)面积 含油( 聚 3. 含油 集 • 含油面积： 含油外边缘 所圈定的 含油面积：含油外边缘 含油外边缘所圈定的
所圈定的封闭区面积。
石 油 和 天 然 气 的 聚 集
•
•
背斜圈闭的溢出点、闭合高度和闭合面积示意图
第一节 圈闭与油气藏的基本概念
第 对于断层圈闭，闭合面积按断层线与储集层顶面等高线构 五 成的闭合面积。 章 同样对于不整合面、地层尖灭带与储集层顶面等高线相交
构成的闭合区面积。
石 油 和 天 然 气 的 聚 集
第 五 二、圈闭的度量 章 石 油 和 天 然 气 的 聚 集
第一节 圈闭与油气藏的基本概念
（spill point）： 油气充满圈闭后最先开始向 1．溢出点 溢出点（ ）：油气充满圈闭后最先开始向 外溢出的点。
பைடு நூலகம்
第一节 圈闭与油气藏的基本概念
第 五 二、圈闭的度量 章 2．闭合面积（closure area）：通过溢出点的构造等高线
第 二、圈闭的度量 五 4．有效孔隙度和储集层的有效厚度 章 石 油 和 天 然 气 的 聚 集
有效孔隙度主要根据岩心的实验室测定、测井解释资 料统计分析求得，作出圈闭范围内的等值线图。
储集层的有效厚度根据有效储集层的岩性、电性、物 性下限标准求得。 （最大聚集油气体积） 、圈闭的最大有效容积（ 5、圈闭的最大有效容积 V=F×H×φ • 3 V —有效容积，m ； F —闭合面积，m2； H —储集层的有效厚度，m； φ —储层有效孔隙度，%。 •
第2章石油及天然气的成因
碳水化合物
蛋白质 类脂
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第二章 石油及天然气的成因
1、木质素 木质素的特点： 不易水解，但可被氧化成芳香酸和脂肪酸。
在缺氧的水体中，在水和微生物的作用下，木质素分
解，与其它化合物生成腐植酸，腐植酸又与烃类形成 络合物，从而成为烃类从陆上流到海洋的运载体。 与木质素具有相似结构的物质是丹宁，它们都是沉积有 机质中芳香结构的重要来源，是成煤的重要前身物，也 可生成天然气。
从而具备了丰富的生油原始物质。 在海洋或湖泊中，不仅有丰富的水生生物，还因水体起
到了隔绝空气的作用，阻止了有机残体的腐烂分解，于
是与矿物质一起被沉积埋藏起来。因此海洋、湖泊、三 角洲等古地理区域都是生油的有利地区。
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第二章 石油及天然气的成因
随着沉积盆地的不断下沉，沉积物不断加厚，地层的压力 与温度也不断增加，沉积物经历一系列的物理化学变化而
现在的分类方法，根据H/C和O/C原子比分类： Ⅰ型干酪根：H/C原子比较高（1.25~1.75），O/C原子比
较低（0.026~0.12），富含类脂物质，主要是由脂肪链组
成，多环芳烃和含氧官能团较少，是生油潜能最高的一 种干酪根。
Ⅱ型干酪根：常见类型，较高的氢含量，H/C原子比为
0.65~1.25，O/C原子比在0.04～0.13之间；属高度饱和的 多环碳骨架，含较多中等长度的直链烷烃和环烷烃，也 含多环芳烃和杂原子官能团，是良好的生油母质。
石油的热催化转化和脱沥青过程使石油的相对密度减小，
轻组分增加，饱和烃尤其是正构烷烃含量增加。 石油的氧化、生物降解作用使石油的相对密度和粘度增 加，胶状沥青状物质含量增加致使原油质量变差。
石油和天然气的提炼和利用
石油和天然气的提炼和利用【石油和天然气的提炼和利用】石油和天然气是世界上最重要的能源资源之一，其在现代工业和日常生活中扮演着重要角色。
本文将探讨石油和天然气的提炼过程以及它们在各个领域的广泛利用。
一、石油的提炼过程石油提炼是指将从地下油田开采出来的原油经过多个步骤进行分离、加工的过程。
首先，原油要经过分离塔，通过沸点的差异将其分解为轻质烃类、重质烃类以及沥青等不同组分。
接下来，利用精馏塔对轻质烃类进行进一步的分离，得到汽油、柴油、航空煤油等不同类型的燃料。
此外，还可利用催化裂化、氢化等加工技术，使废渣得到再生利用。
二、石油的利用1. 燃料：石油是世界上最主要的能源之一，广泛用于汽车、船舶、火车等交通工具的燃料。
此外，石油还是发电厂和工厂所需的燃料。
利用石油作为燃料能够提供巨大的能量，推动各行业的发展。
2. 化工原料：除了作为燃料之外，石油还被广泛用于化工工业。
通过石油的加工和裂解，可以得到各种化工原料，如乙烯、丙烯、苯等，这些物质是生产塑料、合成纤维、橡胶等化学产品的重要原料。
3. 石油产品：石油还可以提炼出一系列的产品，如润滑油、石蜡、沥青等。
润滑油被广泛应用于机械设备的润滑中，确保设备正常运行。
石蜡则用于制造蜡烛、防水剂等，沥青主要用于道路建设。
三、天然气的提炼过程与石油类似，天然气的提炼也需要经过一系列的处理过程。
首先，对于含有杂质的天然气，需要进行除杂处理，以去除其中的硫化氢、二氧化碳等成分。
接着，通过压缩和冷却等操作，将天然气中的水蒸汽和液体烃类分离出来。
最后，利用分离塔对天然气进行分离，得到甲烷、乙烷、丙烷等不同成分的天然气。
四、天然气的利用1. 燃料：天然气作为一种清洁、高效的燃料，在烧炉、发电厂等领域得到广泛应用。
相对于煤炭和石油，燃烧天然气产生的废气排放更清洁，对环境污染相对较少。
2. 化学工业：天然气中的甲烷可以被用于合成乙烯、乙炔等重要化学原料，在化工工业中具有广阔的应用前景。
石油工程概论全册简介
最后，原油被输送到炼油厂进行加工， 以成品油外输。
石油工程是根据油气和储层特性建立适宜的流 动通道并优选举升方法，经济有效地将地下油气从 油气藏中开采到地面所实施的一系列工程和工艺技 术的总称。按目前我国石油生产 的专业和管理的门 类划分，石油工程领域覆盖了油藏工程、钻井工程 和采油工程三个相互独 立又相互衔接的工程领域。 也就是说，石油工程是一个集多种学科、多种工艺 技术和工程措 施于一体的多种工艺技术相互衔接、 相互渗透、相互促进和发展的综合工程。
常温下不同石油组分的状态
表2-1某一典型的油气烃类组成
成分（碳分子数） 汽油（C4~C10） 煤油（C11~C12） 柴油（C13~C20） 润滑油（C21~C40） 重量百分比 分子类型 31 10 15 20 烷烃 环烷烃 芳香烃 沥青 重量百分比 30 19 15 6
残地层原油的高压物性
地层油处于高温高压状态下，并溶解有大量的 天然气，其物性与地面原油有很大差别，如粘度、 密度和压缩系数等都大不相同。在油藏开采过程中， 随压力、温度的降低以及油中溶解气的不断释出， 地层油的性质也在不断变化。因此，了解地层油物 性的变化情况及其影响因素，对于分析油藏开采动 态、渗流计算及开采工艺设计等都是必不可少的。
层的油气不向四周方向运移的圈闭条件也称为保护层。
（二）形成油气藏的必要条件 综上所述，油气藏形成的过程可以概括为：
石油生成——运移——聚集——保存。油气藏形成 的条件可归结为四个必要条件，即有生油层、储油 层、盖层和保护层，简称之为生、储、盖、保四要 素。
（三）油气藏的类型 按照圈闭条件的不同，可以将油气藏分为构造 油气藏、地层油气藏和岩性油气藏三种主要类型。
石油与天然气的形成与开采
石油与天然气的形成与开采石油和天然气作为世界上最重要的能源资源之一，对人类社会的发展起到了至关重要的作用。
了解石油和天然气的形成过程以及开采方法，对于合理利用这些能源资源具有重要意义。
本文将探讨石油与天然气的形成和开采过程，并介绍几种常用的开采方法。
一、石油与天然气的形成1. 有机质的堆积石油与天然气主要是由有机质经过漫长的地质作用形成的。
在海洋和湖泊等水域中，有机物质通过生物死亡和沉积，逐渐形成有机质层。
这些有机质层在长时间的压力和高温作用下，经历了生物降解、厌氧酵解和干酪化等过程，最终转化为石油和天然气。
2. 烃的生成在过去的数百万年里，有机质层被压埋在陆地下或者海底沉积物下，经过高压、高温和微生物的作用，有机质中的碳、氢、氧等元素发生化学变化，逐渐转化为烃类物质。
其中石油主要由长链烷烃组成，而天然气主要由短链烷烃和少量的烯烃和芳香烃组成。
3. 带状岩层的形成形成的石油和天然气主要富集在特定的地层中，一般为带状岩层。
在地壳运动过程中，受到构造力的影响，破裂带形成了导致石油和天然气聚集的空间条件。
通过地质勘探技术，可以确定这些带状岩层的位置和出露程度，为后续的开采工作提供依据。
二、石油与天然气的开采方法1. 常规开采常规开采是指通过井筒将石油和天然气从地下直接抽取到地表。
其中最常用的方法是钻探井和石油开采井。
钻探井用于勘探地下石油和天然气的分布情况，以确定油气藏的位置和规模；石油开采井则用于从储层中引入钻机，通过钻探和抽泵来提取石油和天然气。
这种方法通常适用于储量丰富、地下压力高的油气田。
2. 非常规开采随着传统油气田储量的减少，非常规开采技术逐渐兴起。
其中最常见的非常规开采技术包括页岩气开采和油砂开采。
页岩气开采是指通过水平钻井和水力压裂等技术，将嵌藏在页岩中的天然气释放出来；油砂开采是指通过采矿和热力处理等方式，将含有油砂的土石混合物中的石油提取出来。
这些非常规开采技术相对于常规开采而言，成本较高且对环境影响较大，但在能源发展和资源利用方面具有重要意义。
石油地质知识简介-什么是石油和天然气、石油天然气的来源、石油天然气的生成条件
石油地质知识简介-什么是石油和天然气、石油天然气的来源、石油天然气的生成条件目录：一、什么是石油和天然气二、石油、天然气的来源三、石油、天然气的生成条件一、什么是石油和天然气对石油这个名字，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。
不同油田所产石油的密度、粘度、熔点、初馏点都不相同。
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。
二、石油、天然气的来源对石油、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。
天然气与石油的区别与联系
天然气与石油的区别与联系天然气和石油是常见的化石能源，它们在供给能源、影响经济和环境等方面都起着重要作用。
虽然天然气和石油都是化石能源，但它们在形成历史、化学成分、开采和利用等方面存在着一些区别和联系。
本文将重点探讨天然气与石油的区别与联系。
一、天然气的特点与石油的特点天然气是由一系列烃类气体组成的混合物，主要成分是甲烷（CH4），同时还含有少量乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）等。
天然气以无色、无味、无毒的特性而闻名，可以方便地输送和使用。
相比之下，石油是一种由多个烃类物质构成的混合物，主要成分是碳氢化合物。
石油的品质和组成因地域和沉积环境的不同而异，其外观呈现为黄色至黑色的粘稠液体。
二、天然气与石油的形成历史天然气和石油的形成都与古生物的遗体和植物残余物有关。
在恒温和高压的地下条件下，经过数百万年的地质作用，腐殖质和有机质经过压力和热解反应逐渐转化为天然气和石油。
然而，天然气和石油的形成历史有所不同。
天然气通常形成于沉积岩层较深的地下，而石油则较浅一些。
三、天然气与石油的开采方法天然气和石油的开采方法也有所区别。
石油主要通过钻井来开采，通常需要深入地下几千米，通过钻探来获得石油储层。
一旦发现可开采的石油储层，使用泵浦等工具将其从地下抽取出来。
而天然气的开采通常与石油共同进行，在石油储层中存在大量的天然气。
天然气的挖掘过程类似于石油开采，但使用的工具和技术会有所不同。
四、天然气与石油的运输和储存天然气和石油在运输和储存方面也有所不同。
石油通常以液体的形式通过管道、罐车或船只进行运输，可以直接运到加工厂或储油罐中。
而天然气通常以气体形式进行运输，主要通过管道输送，也可以液化为液化天然气（LNG）后进行长距离的运输。
五、天然气与石油的用途天然气和石油被广泛用于供给能源和制造化学产品。
石油主要用于燃料，如汽车燃油、燃气轮机和发电机的燃料等。
此外，石油还广泛应用于化学工业，用于生产塑料、橡胶、润滑油、沥青等产品。
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石油与天然气的生成与聚集
【摘要】石油、烃类天然气是贮存于地下、可流动的、可燃的、不可再生的矿产资源，是自然界化石燃料的重要类别。
石油、烃类天然气是各种碳氢化合物组成的、复杂的自然混合物。
其构成的主要元素为碳和氢，也通称为烃类矿产。
石油是一种液态的、可燃的碳氢化合物的混合物，在地下形成并贮集于各种孔隙、缝隙岩石中的称之为天然石油，也叫原油。
天然气从广义说，系指在大气圈和地壳内形成的各种天然的气体，包括氮气、二氧化碳气、硫化氢气、碳氢化合物气以及氦气。
碳氢化合物气体，也称烃类气体。
由于现今其他气体成藏发现的比例少，因此人们又惯用“天然气”的称谓以表述烃类天然气。
【关键词】石油；天然气；烃类矿产；能源矿产
1.石油的生成条件
石油是地下岩石中生成的、液态的、以碳氢化合物为主要成份的可燃性矿产，要使沉积物中的有机质能够保存下来，需要有特定的地质条件。
泥沙和有机质是在水的携带下，在一个低洼的地区沉积下来。
因此，首要的地质条件就是要有一个低洼的地形。
若随着地壳的运动继续下沉，它就能继续保持低洼的地形，可以继续接受沉积物，使地层厚度不断增大。
由此可见，不断下沉的盆地或坳陷对有机质的聚集才是有利的。
这里提到了两个因素，一个是地层沉积，另一个是盆地下沉。
它们在进行过程中都有一个快慢问题，前者叫“沉积速度”，这与沉积物来源的充足与否有关系；后者叫“沉降速度”，这与地壳运动的强弱有关系。
二者要有恰当的配合是最为理想的，有利于有机质保存的另一个地质条件，就是两种速度要大体相当，即沉降多少，沉积物就补充多少。
这被称为“补偿性的沉积速度”。
要生成石油还有一个必须具备的地质条件，就是缺氧的“还原环境”。
这就是要求接受沉积物后的洼地水体能保持封闭或半封闭，或富含有机质的沉积物能迅速被后来的沉积物所覆盖，使之与氧隔绝，防止有机质的氧化和逸散。
现代的生油理论还认为，生物体中的有机质先要转化成一种特殊的有机质，这种特殊有机质叫做“干酪根”，再由干酪根转化成石油。
这种转化主要条件是地下温度。
干酪根开始变成石油的温度范围大致是100～130°C，因为地下温度从浅到深是逐渐升高的，早先的沉积物不断被后来的沉积物所覆盖，埋藏也就越来越深，有机质只有在达到一定的埋藏深度时才能转化成石油。
除了温度的因素以外，还与埋藏的时间长短有关，温度和时间两个因素可以互补。
也就是说如果温度低一些但埋藏时间较长，或者温度高一些但埋藏时间较短，两种情况对干酪根转化成油的影响效果都是一样的。
可见，生成石油的地质条件是综合性的，它既需要在沉积过程中保持“补偿沉积速度”的条件，又需要使得沉积物能具有缺氧的“还原环境”，还需要有相应的地层温度（即要有一定的地层埋藏深度）的作用等多方面因素的配合，才能有效地生成石油。
2.天然气的生成条件
天然气作为石油的伴侣，虽然在组成上都是以碳氢化合物为主要成份的，但天然气的生成条件要比石油更为多样化。
就生成阶段来说，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，就物质来源来说，生成石油主要以水中浮游的动物、植物或称腐泥型有机质为主，而生成天然气，除此以外还可以有高等植物或称腐植型的有机质，就成因来说，既有有机成因的，也有无机成因的。
根据天然气的形成条件，天然气大致可以分为五种类型：生物气、早期成岩气、油型气、煤型气、无机成因的天然气。
3.油气的运移
从广义上说，油气在地层中的任何流动都可以通称为油气的运移。
如生油层中生成的分散状态的油气，通过运移可以集中起来形成有工业价值的油气藏；已经形成的油气藏，在地壳运动的作用下又可以被破坏，使集中起来的石油再一次分散；有的出露到地面或成为人们可以观察到的“油气苗”，有的则可以运移到另外的地方重新集中起来，成为所谓的“次生油藏”，有的甚至完全暴露到地面全部逸散了。
但通常所说的油气运移都是指的从分散到集中的运移，包括初次运移和二次运移。
初次运移是指生成的石油从生油层向邻近有孔隙、溶洞或裂缝的地层中的运移，这种地层称为“运载层”。
运移的方向是多方位的，可以向上、向下或向四侧，把分散的星星点点的石油初步集中起来，就好象渭渭细流汇入江河一样。
二次运移又分前期和后期。
前期是石油在运载层中的运移，后期运移是石油向“终点站”集中，在能够阻挡运移的地方停止下来聚集成为油藏。
运移的方向一般是定向的，即运载层中的石油都朝着地层的高部位具有阻止运移的地方流去，使油气在这个地方达到最大程度的集中，就好象条条江河归大海一样。
4.油气运移的动力、方式、通道和时间
油、气会流动，这是它的内在因素，如果没有外来力量的推动，油气也是不会发生运移的，这种外来的力量就是促使油气发生运移的动力。
初次运移的主要动力是压力，这种压力是来自沉积物本身的重量；二次运移的主要动力是浮力，浮力来自油气的本身。
运移方式指的是运移过程中油气的状态，因为油和气不容易溶解在水中，除了小部分的油气可以在水中以溶液的状态运移外，大部分都是以“油滴”和“气泡”的形式在含水的运载层中进行运移的，因此，水就是油气运移的“运载体”。
大量的“油滴”、“气泡”是在地下微细的通道中运动的。
对初次运移来说，通道主要是相邻的运载层。
对二次运移来说，通道主要是孔隙、裂缝、不整合和断层。
它们走着曲曲弯弯的道路，克服许多阻力，艰难地前进着。
所以，运移的速度是相当缓慢的。
切不可把它们想象成是顺流而下的轻舟。
至于什么时间开始油气的初次运移，这要看生油层中生成了多少油和它所承受的压力的大小。
如果生成的油达到足够饱满的时候或所受到的压力足以把油“挤”出来的时候，油就从生油层中运移到运载层中去了。
5.石油的储集
石油是储存在岩石的孔隙、洞穴和裂缝之中。
凡是具有孔、洞、缝，液体又可以在其中流动的岩石，就叫做储集层。
石油就是在储集层中储集和流动的。
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，表明储藏油的空间大、可以容纳较多的石油。
渗透率的数值高，则表示孔隙、缝洞之间的连通性好，石油容易流动，容易采出来，可以获得较高的产量。
储集层的类型种类比较多，大致可以分成三大类，即颗粒之间孔隙型储集层、溶蚀的洞穴型储集层和破裂的裂缝型储集层。
为了不使储集层中的油气逸散掉，在储集层的上方需要有一整套致密的、不渗透的地层把储集层中的油气保护起来。
这种致密不渗透的保护层就叫做盖层，盖层要有一定的厚度、分布要稳定且不受地壳运动的破坏，适合做盖层的岩石有页岩、泥岩、盐岩、石膏等。
致密的泥灰岩和石灰岩有时也可以充作盖层。
自然界的诸多事物之间，既相互作用，并且还往往在形成巧妙的配合。
就拿生油层和储集层来说，它们经常出现相互叠加起来的状况。
这样的结果是当生油层中所生成的油和气，运移到储集层之后，它就成了保护储集层中石油的保护层了。
最终，当形成油藏后，自然也就成为油藏的盖层了。
[科]
【参考文献】
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