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1、石油知识 一、石油概述 六、石油加工炼制 二、石油的形成 三、石油的勘探 四、石油的开发 五、石油集输 石油在国民经济中的地位和作用是十分重要的，石油 被誉为“黑色的金子”，是“国民经济的血液”！石油和 化工工业是国民经济的支柱产业之一，石油对化工、国防 直到现在迅速发展的信息工业产业，无一不提供着丰富的 能源和原料！随着石化工业的发展，出现很多生产基地和 新兴的工业城市，不断地改善着人民的生活质量！ 世界石油资源主要分布在中东、拉丁美洲、北美洲、西欧 、非洲、东南亚和中国。现在，产油的国家和地区已有150多 个，发现的油气田已有四万多个。中东的沙特阿拉伯、伊朗、 科威特、伊拉克和阿拉伯联合酋
2、长国是世界最大的石油产地和 输出地区。世界上最大的油田是沙特阿拉伯的加沃尔油田，可 采石油储量达104亿吨。 世界石油资源分布 中国 我国已在25个省和自治区中找到了400多个油气田或油气 藏。自1978年以来我国石油年产量突破一亿吨大关从而成为世 界十大产油国之一。我国最大的油田是大庆油田，它已经连续 20多年年产量超过5000万吨，胜利油田排在第二位。 我国石油资源分布 亿吨 （一）“石油”一词的由 来 公元前3-1世纪，我国在四川省就发现了天 然气，当时称为“火井”。 北宋时科学家沈括（公元1031-1095年）在 世界史上第一次提出了“石油”这一科学的命名 。沈括于梦溪笔谈中说：“鹿延
3、境内有石油 ，旧说高奴县出脂水，即此也”。 我国古代对石油和天然气的发现、开采、认识和利用 ，源远流长，具有悠久的历史，我国是世界石油古国之一。 据史料记载，从两千多年前的秦朝开始，我国古代人民 就陆续在陕西、甘肃、新疆、四川、华北、山东、广东、台 湾等地区的30多个县，发现了石油和天然气，并以采集和利 用。我国不仅是世界上最早发现、利用石油和天然气的国家 之一，而且在石油钻井、开采、集输、加工和石油地质等方 面，都曾创造过光辉的业绩，处于世界领先水平。 “石油”在我国古代的利用 （二）“油田”的含意 人们经常从新闻媒介中看到或听到“大庆油田”、“ 胜利油田”、“辽河油田”等名字，这里所称的“
4、油田” ，都指的是一个石油企业，其确切称呼是“xx石油管理局 ”或“xx石油勘探局”。而我们在这里所说的“油田”， 则是地下能够生成石油、储藏石油、保护石油的一个复杂 的“地质体”。两个字相同，但各具不同的内在含意。 从寻找石油到利用石油，大致要经过四个主要环节， 即寻找、开采、输送和加工，这四个环节一般又分别称为 “石油勘探”、“油田开发”、“油气集输”和“石油炼 制”。 石油的工业环节 寻 找 寻 找 寻 找 开 发加 工输 送 石油工业的发展历史 1821年四川富顺县自流井气田的开发是世界上最早的天然 气田。 1875年左右，自流井气田采用当地盛产的竹子为原料，连 接成我们现在称呼的“输
5、气管道”，使当时的天然气达到年 产7000多万立方米。 北魏时所著的水经注，成书年代大约是公元512-518 年，书中介绍了从石油中提炼润滑油的情况。 一、石油概述 六、石油加工炼制 二、石油的形成 三、石油的勘探 四、石油的开发 五、石油集输 地质知识 n宇宙起源 n地球结构 n板块运动 n地理成因 （一）石油的生成 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。 大家都知道“水往低处流”的道理。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。这种低洼地形，根据它的 规模大小，分别称为盆地、坳陷、凹陷、洼槽等，并在各个 地质历
6、史时期中是不断变化的。 （一）石油的生成 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。若随着地 壳运动上升，则低洼幅度就逐 渐变小，接受沉积物就少，使 沉积的地层厚度变薄。如果升 到水面以上，则失去了低洼的 形态，不但不接受沉积物了， 反而使早先沉积的东西会被风 化剥蚀掉。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
7、是 最为理想的。如果沉积速度小于沉降速度，就会使洼地内水 体的深度相对增大，使有机质的下沉到底的距离加长。这样 沉积物受水中氧的作用时间也就长了，对有机质会起到破坏 作甩。如果沉积速度大于沉降速度，则洼地的水体会变浅， 甚至干枯成为陆地，使有机质暴露在大气中受氧的作用，以 致遭到更大的破坏。因此，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”。 （一）石油的生成 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
8、物所覆盖，使之与氧隔绝，防 止有机质的氧化和逸散。 生物体中的有机质先要转化成一种特 殊的有机质 -干酪根，再由干酪根转化 成石油。这种转化需要一定的地下温度才 能实现。干酪根开始变成石油的温度范围 大致是100130C，因为地下温度从浅到深 是逐渐升高的，所以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。 （一）石油的生成 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
9、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。 （一）石油的生成 一般的固体矿藏，如铁矿或煤矿，它们在 哪里形成，就可以在哪里找到，唯有石油和天 然气与众不同。如果把石油的诞生地称为石油 的“故乡”，那么，找到油田的地方就是它的“归 宿地”。石油这种离开“故乡”出走，而去“归宿 地”落户的特征就是油气的运移。使它具有这 一特征的原因是油气在地下是可以流动的。 （二）石油的运移 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
10、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。 （二）石油的运移 油气苗 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：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 二次运移：油气进入储集 层或运载层以后的一起运移。 （二）石油的运移 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
11、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。 （二）石油的运移 石油的运移的动力 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。地层在沉积 过程中逐渐加厚，越来越厚，本身重量也逐渐加大， 因重量增加而产生的压力也越来越大。沉积物在这个 压力作用下，体积由大变小，已生成的油和气，就从 生油层中随同水一起，被挤到运载层中去了。 流体 流体 （二）石油的运移 砂泥岩互层剖面中压实流体的移动方向 （二）石油的运移 二次运移的主要动力是浮力 浮力来自油气的 本身
12、，因为油、气的 密度比水小，在水中 有浮升作用，当油气 进入含水的运载层后 ，油气就在浮力的作 用下朝着高处运移和 集中。 油气在静水条件下的运移 （二）石油的运移 石油的运移的方式 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”。 （二）石油的运移 石油运移的通道 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
13、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 （二）石油的运移 石油的运移的时间 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 。 （二）石油的运移 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。 （三）石油在地下流动和储存的空间 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
14、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。 （三）石油在地下流动和储存的空间 储集层大致可以分成三大类 颗粒之间孔隙型 储集层 溶蚀的洞穴型 储集层 破裂的裂缝型 储集层 （三）石油在地下流动和储存的空间 这些储集空间有的大到肉眼可以看见，有的 微细到只有在显微镜下才能发现。我国已发现的 储集层是多种多样的，但也超不出以上三种类型 。以大庆油田为代表的属砂岩颗粒间的孔隙型储 集层;以任丘油田为代表的属碳酸盐岩的溶蚀洞穴 型和裂缝型储集层，以四川气田为代表的属碳酸 盐岩裂缝型储集层。 还有一些特殊的储集层，如在辽河油田见到的
15、火山岩储集层(孔隙型)；在玉门鸭儿峡油田的变 质岩储集层(裂缝型)以及青海油泉子油田的泥岩 储集层(裂缝型)等等。 （三）石油在地下流动和储存的空间 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。 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。 （四）油气的盖层 盖层要有一定的厚度，太薄了就承受不住油 气对它的压力，就不能阻止油气逸散，起不到保 护的作用。 盖层的分布要稳定。即厚度的变化不能太悬 殊，更不能有的地方有盖层，有的地方没有盖层 。否则，就会在储集层
16、的上方出现“漏洞”。油气就 会从“漏洞”中逸散出去。 （四）油气的盖层 自然界的诸多事物之间，既相互联系，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，它们经常出现间互叠加起来的状况。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。 （四）油气的盖层 在解释什么是地质圈闭以前，让我们先做一个 简单的物理实验 将一个装满水的玻璃杯子倒扣在盛水的盆中，从 下方的杯口处通一根橡皮管，从管中向杯内吹入气 体或注入一种油品，油或气就会进入杯中的最高部 位而把水排出杯外。这个实验说明杯子起了地质圈 闭作用，把油气集中起来并使它不再向外逸散。 （五）地质圈闭 在地下，凡是能阻止油气运移并将分散的“油 滴”、“气泡”富集起来的地质构造就叫做地质圈闭 ，地质圈闭也简称圈闭。它就好象是一个地下的 储油仓库，能把油气集中储藏起来。因此，地质 圈闭就是油气运移的终点站，是油气的富集场所 ，即为油气藏的所在地，当然是石油工作者要寻 找的主要对象 。 （五）地质圈闭
