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油气藏的“蜕”与“变”
来源:「石油科学传播」公众号     上传时间:2025-11-01     作者:激扬



在油、气田中聚集起来的石油和天然气既不可能在那里永久地保存下去,也不可能长久地不发生变化。它们或者因为圈闭条件被破坏,或者因为储油层物理性质被改变而被迫再次迁移;或者因为其他种种原因,变成了其他物质,这就是油气藏的“蜕”。那些聚集起来的石油和天然气它们或者因为圈闭条件被破坏,或者因为储油层物理性质被改变,渗透性变得很差而被迫再次迁移;或者因为种种原因,本身改变了性质,变成了其他物质,显示出了油气藏的“变”。


含油气的圈闭条件破坏:圈闭条件被破坏的原因之一,是构造运动。构造运动始终普遍存在于地壳之中。它有时为油、气的聚集提供有利条件,有时又成为油、气藏破坏的直接原因。由于地层的褶皱、扭转、挤压等作用,可能在已经形成的油、气田中造成一些与地表连通的断裂和缝隙。圈闭条件被破坏的另一个原因是剥蚀作用。日复一日,年复一年的风化剥蚀作用使油、气田的上覆地层逐渐减薄,以至使储油层直接暴露于大气之中。已经聚集的油、气就通过这些裂缝,露头渐渐流失。


储油气层物性的改变:储油层因具有渗透性而能储集油、气。但有时由于各种变质作用;与高温熔融状态的岩浆间的接触变质作用;强烈地壳运动所产生的动力变质作用等,可以使储油层失去渗透性,从而使油、气藏遭到破坏。


水动力条件改变引起破坏:有时,油、气藏的圈闭条件未遭破坏,储油层的渗透性也没有改变,但油、气藏的水动力条件改变了,也会使油、气藏遭到破坏。例如当地壳运动使储集层的供水区与泄水区之间的相对高差增大时,由于流动压差增大了,储集层中的液流速度就将增大。速度加快了的水流有了足够大的力量就能克服阻力直接流过背斜,于是原来已在这里形成的油、气藏就被水动力所破坏。


 构造运动、水动力作用等,有时促使油、气田形成,有时又使油、气田遭到破坏,这正是任何事物内部无不包含着矛盾、矛盾着的两方面又无不因一定的条件向各自的反面转化的例证。


油、气本身还会发生性质上的变化。引起这种变化的原因有时是氧化作用,有时是由与油、气接触的岩石所引起的接触变质作用。


石油在地层中的氧化,一是由流经油、气藏的水带来的氧直接进行的,二是通过微生物进行的。直接氧化作用使石油变质,胶质增多。生物化学的氧化作用不仅可使石油变质,甚至能使油、气藏完全破坏。


油、气藏或油、气田从它形成那时开始,就处在变化、运动之中,在这个过程中当聚集的速度超过了分散、变质的速度,它就走向形成,反之,则走向破坏。油、气田的存在就是聚集和分散、形成和破坏这一对矛盾在油、气运移中不断地自行产生又不断地自行解决的过程。


和油、气藏,油、气田的形成一样,在破坏的过程中,各种因素也不是孤立地在起作用。比如,常常是剥蚀作用还没将盖层完全揭去,构造运动所造成的裂隙就已使油、气和大气连通;或者,较强的水动力就帮助油、气冲破阻力,向外流失。



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背斜与向斜构造,它们都可以在地下形成油气藏


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出露地表的背斜素描

它在地下可以形成良好的油气藏

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地表的背斜与向斜的素描


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由背斜和向斜构成的绵延山体


油气藏被破坏以后,大量的油气被挥发,丧失殆尽,但也会有一些油气经过搬运(运移)再次聚集成藏。在新疆塔里木盆地志留系的砂岩层内就曾发现过丰富的古沥青,据分析那就是古油藏被破坏以后的残余物,被破坏的古油藏和这些沥青又会形成天然气,它们聚集起来就可能在其他部位形成气藏。


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显微镜下看的残余沥青质


从被破坏的油、气田中散失出来的油、气或者随水流到地表,或者通过其他渠道流到地表,进入大气。在地表和大气里,它们和其他物质发生反应,变成其他什么物质又开始了新的运动。那些在地下就已变质的油、气,也或者在地下,或者到地表,入大气,开始它新的运动。


那些没有变质,没有扩散、流失,继续在地下运移的油、气,如又遇到了有利于聚集的条件,又将再次聚集,形成新的油、气田。这就是油、气田的再生。这种油、气田我们叫它次生油、气田。在广阔的地壳中,有利于油、气聚集的地方本来就不少,那些引起原有油、气田破坏的力量又很可能同时在另外的地方为油、气建造起新的仓库了。


流失,变质作用对地下油、气的保存是不利的,但有时它也能变成保存油、气的有利条件。比如有的油藏由于长期遭受风化剥蚀,使部分储油层暴露到地表。如果边水压头不大,石油将只是慢慢地从露头处流出。油中的轻质成分散失入大气,重质成分则被氧化。渐渐地在露头处就形成了固体或半固体状的沥青。当这些沥青完全封堵了油,气外流的通道,储油层中剩余的油、气就被保存下来。这种油、气藏称为沥青塞封闭油、气藏。


就是流失到地表的油、气也不是一点好处没有的,它们正好成了人们寻找地下油、气资源的一条线索。地质工作者把随地下水和顺着地层裂缝流到地面的油、气叫做油苗或气苗。在世界石油工业的早期,许多油、气田是从油、气苗发现的。不过,有油、气苗的地方不一定就有油、气藏。因为这些油、气可能是从离此很远的油、气藏中漏失出来的;也可能是在运移途中漏失出来的尚来聚集起来的油、气;或者是本地已经破坏殆尽的油、气藏的残余。


有时,一些被破坏的油藏还会演变成另外一些矿藏。


石油是一种碳氢化合物的复杂混合物。碳氢化合物在化学中还有一个名字叫“烃”。烃又分烷烃、环烷烃和芳香烃。石油也因其主要由那一类或两类烃组成而分为几大类。当富含烷烃的烷族石油在地下冷却时,溶解在石油中的固体烷烃就成晶体析出。这种固体碳氢化合物叫做地蜡。地蜡在地下的聚集叫地蜡矿。


地蜡矿因为成因不同可以分为原生和次生两种。原生地蜡或呈层状存在于原来的含油层中,或呈脉状充填于岩石的裂缝、节理之中,形成层状、脉状、网状或窝状的地蜡矿;次生地蜡矿,是地蜡矿遭到风化剥蚀后,由风力或水力将被剥离的破碎地蜡粒、地蜡块搬运到别处堆积起来形成的。有的次生地蜡矿是由于构造动力或气体压力的作用将具有极大可塑性的地蜡从原生地压向附近的断层、裂隙或空洞之类地方形成的。


地蜡在工业上有着广泛而重要的用途,但在世界上却出产不多,是一种宝贵的矿产。我国地大物博,也有这种宝贵的矿产。


还有一种石油富含沥青质。这种石油运移到地表后,轻质成分散失,重质成分被氧化,就形成一种有用矿产——地沥青。地沥青的前身是重质石油被初步氧化的产物——粘稠的黑色半固体状软沥青。地沥青被进一步氧化就成了含胶质和沥青质更多的石沥青。


地沥青有多种产状。常见的有沥青脉、层状沥青、沥青湖、沥青丘等。


拉丁美洲的特立尼达岛上有世界最大的沥青湖,湖的面积达47公顷。它是重质石油沿地层裂缝流到地面后在低洼处聚集起来,经长期氧化形成的。湖的边缘是已经形成的地沥青,向湖心则逐渐变成了正在氧化中的软沥青。在湖中心深处,还可以取得浓稠的沥青油。


地球上的一些深大断裂也在油气的运移过程中起着重要的作用。深大断裂是规模巨大向地下深切而且发育时期很长的区域性断裂。又称深断裂。其切割深度可达下地壳,甚至切穿地壳伸入地幔。区域延伸可上百公里乃至上千公里。深大断裂一般是各级区域构造单元的分界,把地壳分割成运动特点和构造各不相同的地块,并与构造单元相应发展,或在不同构造时期一再活动。


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中国的深大断裂分布


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寻找地下的油气藏


深大断裂的概念在20世纪五六十年代对中国地质学界有很大影响。当时人们认为深大断裂基本上都是陡直下切的。70年代以后的大量深部地质资料说明,更多的以前所划分的深大断裂并不是切割很深,而是向下变缓,或是向下消失。深大断裂是规模巨大向地下深切而且发育时期很长的区域性断裂,又称深断裂。其切割深度可达下地壳,甚至切穿地壳伸入地幔。区域延伸可上百公里乃至上千公里。


我国东部裂谷系中松辽、渤海湾、江汉及南海等几个重要的含油气盆地发现油气田的分布与盆地中断开基底、地壳或岩石圈的深大断裂有相伴出现的现象,人们分析深大断裂与沉积,构造,地温场及压力场的相关性后发现,深大断裂控制了沉积体系及沉积相带的展布,控制了地温场的展布;从而控制了油气藏形成条件的生、储、盖因素。这些深大断裂带一旦“切割”了更为深部的油气藏以后,残存的油气就会比在致密岩石层内更为“方便”的方式上下或向上运移,在合适的部位再次聚集成藏。


在地球深处,漫长的地质时期,曾经发生过难以计数的油气的“蜕”与“变”的循环,这些“循环”为深部油气的聚集、成藏也起到了重要的作用。