野外發現石油鑒別方法

A. 油氣田勘探採取何種方法

如何高速度、高水平地勘探油氣田是一項很復雜的任務。石油通常都深埋在上千米的地下，在地面看不見、摸不著。即使地面上有油氣顯示，也不能肯定地下就一定存在油氣藏。要想找到它，就必須想方設法獲取地質資料，掌握規律。隨著科學技術的發展、人類的不斷實踐和總結，尋找石油的方法越來越多，歸納起來主要有地面地質法、地球物理勘探法、地球化學勘探法和鑽井勘探法等。

一、地面地質法地面地質法是尋找石油最基本的工作方法，其研究內容十分豐富。石油勘探工作者運用地質知識，攜帶羅盤、鐵錘、放大鏡等簡單工具，在野外直接觀察天然露頭和人工露頭。了解勘探地區的地層、構造、油氣顯示、水文地質、自然地理等情況。查明有利於油氣生成和聚集的條件，從而達到找油找氣的目的。

二、地球物理勘探法地球物理勘探法是利用物理原理和技術來解決地質問題的方法。根據地下岩石不同的密度、磁性、電性以及彈性等物理性質，在地面上利用精密儀器進行測量，以了解地下岩層的起伏狀況，尋找儲油構造，達到尋找油氣藏的目的。隨著科學技術，特別是計算機的發展，地球物理勘探法有了飛躍發展。常見的地球物理勘探法有重力勘探、磁法勘探、電法勘探和地震勘探等。

1.重力勘探重力勘探是用重力儀在地面上測量由地下岩石密度的差異而引起的重力變化。主要是利用重力加速度的變化來研究地質構造和尋找地下礦產。

不同緯度的重力加速度的正常值採用下式計算：

go=9.78318×(1+0.0053024sin2Φ-0.0000058sin22Φ)(3-1)式中Ф——緯度；go——某一緯度處重力加速度的理論值，m/s2。

用重力儀測量出地殼上某一位置的重力加速度，並將其校正到對應海平面上的值。校正後的重力加速度值與根據上式算出的理論正常值不一致，則稱為重力異常。如果校正值大於理論值，則稱為正異常；反之，則稱負異常。重力異常反映出地殼內不同物質的組成和分布狀況。根據重力異常范圍的大小，又可分為區域重力異常和局部重力異常，前者范圍大，後者范圍小。研究區域重力異常可以了解地殼的內部結構，研究局部重力異常可以探礦。地下埋藏著密度較小的物質如石油、煤、鹽等非金屬礦的地區常顯示出重力負異常，而埋藏密度較大的物質如鐵、銅、鋅等金屬礦的地區常顯重力正異常。

2.磁法勘探用磁力儀在地面或空中測量地下岩石的磁性變化，來探明地下地質構造和尋找某些礦產的方法稱為磁法勘探。

通過設在各地的地磁台測得地磁要素數據，經校正並消除地磁短期和局部變化等影響，所獲得的全球基本地磁場數值稱為正常值。在實際測定時，若發現實測地磁要素數值與正常值不一致，則稱為地磁異常。地磁異常是地下磁性物質發生局部變化的標志，據此可勘測出地下的磁性岩體和礦體。如磁鐵礦、鎳礦、超基性岩等是強磁性的礦物和岩石，反映出地磁異常為正異常；金礦、銅礦、鹽礦、石油等是弱磁性或無磁性物質，反映出地磁異常為負異常。

3.電法勘探地殼的岩石存在著導電性差異。觀測和研究人工電流場或大地電流的分布規律，可以了解地下地質構造，尋找原油、天然氣和其他礦產。

在固定的觀測站進行連續觀測，所獲得的大量數據經過校正可得到正常的電場值。在實際測量時，實測值與正常值不一致稱為地電異常。地電異常反映可能有礦體或地質構造存在。

4.地震勘探地震勘探法主要是利用地殼岩石的彈性差異，以物理學的波動理論為依據，研究地震波的傳播規律，從而了解地下的地質構造，尋找油氣藏。

地震勘探的基本原理是在地面用人工方法產生地震波。產生地震波的常用方法是先鑽一口井，再將一定量的炸葯放入井中使其爆炸(圖3-1)。地震波向地下傳播遇到岩性不同的地層分界面就會發生反射。在地面上用精密儀器(檢波器)把來自地層分界面的反射波用大量曲線記錄下來，進行對比、整理和計算，就可得到反映岩層界面起伏變化的剖面圖。根據地震剖面圖，就可以了解地層分布情況和地下地質構造。

圖3-1地震勘探示意圖

由於地震勘探能夠高質量、高效率地解決多方面的地質問題，從而成為最主要的勘探方法。據國外不完全統計，每年在地震勘探方面的投入約佔全部石油勘探投資的70%，而在我國更是超過了90%。

三、地球化學勘探法地球化學勘探簡稱化探。該方法是對地表岩石、土壤、氣體和水中的各種成分進行化學分析。當地下存在油氣藏時，油氣就會向上擴散。盡管數量有限，但在漫長的地質歷史過程中，總會在地表土壤或岩石中出現一些烴類氣體、微量瀝青以及與烴類有關的細菌、元素和鹽類等。因此，通過檢測地下油氣向地表擴散的烴類物質以及油氣在運移過程中與周圍物質發生各種物理化學變化的產物，就可以研究地下油氣的分布。地球化學勘探法主要包括氣測法、細菌法、土壤鹽法等。

氣測法是通過測量從地下擴散到地表的微量氣體分子來尋找油氣的方法。

由於地下油氣向地表擴散，在這個地區就會發育一些與這些微量油氣有關的特殊細菌，如氧化甲烷細菌、氧化乙烷細菌等。通過檢測這類細菌，可預測地下深處有無油氣藏。

由於烴類氣體的擴散或是水的活動，在油氣藏上方的土壤中會形成特殊的鹽類。通過檢測這些特殊鹽類可以預測地下深處有無油氣藏。

四、鑽井勘探法利用地質法、物探法和化探法等間接方法可以確定地下的有利構造。這些構造中是否真的含有油氣，只有通過鑽井勘探法才能最後確定。鑽井勘探法是油氣田勘探工作中最直接的找油方法。通過所鑽井眼可以直觀地判斷油氣是否存在並且確定油氣產能的大小，還能以井筒為通道把油氣開采出來。但是由於鑽井的速度很慢，費用也很高，因此必須在上述間接方法確定的有利含油構造上才進行鑽井。

1.井的類別(1) 地質井(構造地質淺井、地層探井)：在盆地或凹陷普查階段，為收集基礎地質資料、了解地層剖面和構造產狀而鑽的井。

(2) 參數井：在完成了地質普查或物探普查的盆地或凹陷內，選擇不同級別的構造單元而鑽的一口或多口井。目的是了解地層層序、厚度、岩性以及生、儲和蓋的條件，並為物探資料的解釋提供參數。參數井的設計深度要盡可能鑽穿沉積岩的全部層厚。如果沉積岩太厚，不可能在一口井內取得完整的剖面資料，則可在不同的構造單元上鑽兩三口參數井，以取得盆地或凹陷內一個完整剖面的資料。

(3) 預探井：以地震勘探詳查結果為基礎，在生、儲條件比較有利的構造或圈閉上打的第一口探井稱為預探井。目的是發現工業性油氣流。因此，在預探井內要特別重視取得系統的儲集層物性資料、中途測試和測井資料以及完井、分層試油等資料。在測試獲得油氣流後，還要取得流體樣品、油層壓力和溫度等資料，以便進行分析化驗和儲量計算。

(4) 詳探井(或稱評價井)：針對已獲工業油氣流的構造或圈閉，以地震勘探精查構造圖為基礎，視油氣田面積大小、構造的復雜程度而鑽的井。目的是控制油氣田面積、掌握儲集層物性及厚度變化規律和油藏類型。除取得預探井內規定的各項地質資料外，評價井還必須對油氣層取岩心，並對岩性、電性和測試資料進行綜合研究，進行儲量計算。

(5) 開發井(包括生產井、注水井、注氣井、資料井、檢查井等)：如果構造圖可靠、評價井所取的地質資料比較齊全、探明儲量的計算誤差在規定的范圍內，根據油田開發方案，為完成產能建設任務和產油氣計劃而部署的井。

(6) 調整井(包括生產井、注入井、檢查井等)：油氣田全面投入開發若干年後，根據開發動態及油氣藏數值模擬資料，為提高儲量動用程度、調整油氣或油水界面的推進速度、提高採收率、保證完成規定的採油計劃所鑽的井。調整井應根據開發研究設計部門編制的油氣田調整開發方案實施。

2.地質錄井要在鑽井過程中取得地質資料應進行地質錄井。地質錄井就是用一定的方法觀察、記錄和分析鑽井過程中與油、氣、水有關的地質現象，獲得鑽遇地層的岩性及含油氣情況。地質錄井包括岩心錄井、岩屑錄井、鑽井液錄井、氣測井以及鑽時錄井等。

1)岩心錄井岩心錄井就是在鑽井過程中用專門的取心工具將地下岩石按順序取到地面上來，並對所取岩心進行分析、研究，取得各項資料的過程。

岩心能夠最直觀、最可靠地反映地下岩層的特徵。對岩心進行觀察、分析和研究，可以了解岩性、岩相特徵、生物特徵，可以測定儲集層的孔隙度、滲透率及有效厚度等。

由於鑽井取心成本高、影響鑽井速度，在油田勘探開發過程中，不可能對每口井都取心。所以，應根據具體情況針對某些層位進行取心，如主要的含油氣層、地質界線、標准層、岩性復雜層位、斷層通過層位等。

2)岩屑錄井地下岩石被鑽頭破碎後，隨著泥漿被帶到地面上，這些岩石碎塊就叫岩屑。鑽井時，地質人員按照一定的深度間隔及時收集岩屑，進行觀察和描述的工作稱為岩屑錄井。

在勘探工作中，為了查明探區內的含油氣情況，盡快找到新油田，在一般取心少或不取心的情況下，要獲得大量的地層、構造、含油氣情況等第一手資料，就必須採用岩屑錄井的工作方法。岩屑錄井具有成本低、簡便易行、了解地下情況及時等優點，它在油氣田勘探過程中佔有很重要的地位。

3)鑽時錄井地層的軟硬直接影響鑽進的速度。疏鬆的軟岩層鑽進快；緻密堅硬的岩層鑽進慢。因此，根據鑽進的快慢可以了解地層情況。表示鑽進快慢可以用鑽時和鑽速兩個不同的概念。鑽速是單位時間內所鑽的深度，用m/h表示；鑽時是每鑽進1m所需的時間，用min/m表示。由於地質錄井的需要，現場常採用鑽時而不採用鑽速。根據鑽時的變化，既可以幫助我們判斷井下地層岩性的變化，反映地層的可鑽性和縫洞發育情況，又能幫助鑽井工程技術人員掌握鑽頭的使用情況。提高鑽頭利用率，並改進鑽進措施，提高鑽速，降低成本。鑽時錄井資料可以用於以下地質和鑽井工程方面：

(1) 判斷岩性，幫助解釋地層剖面。在砂泥岩分布地區，可以幫助分辨滲透層。結合其他錄井資料可以幫助發現油層、氣層和水層。

(2) 判斷縫洞發育的井段。鑽速突然加快、鑽具放空等說明井下可能遇到了縫洞。配合岩屑、鑽井液錄井資料，可判斷是否鑽遇縫洞以及縫洞的大小和發育程度等。

(3) 根據鑽時錄井可以計算純鑽進時間，進行時效分析；根據不同類型鑽頭對各類岩石的破碎強度以及實際記錄的鑽時大小，合理選擇鑽頭；根據鑽時的突變，推斷是否鑽遇油層、氣層，並確定工程上應採取的措施。

4)鑽井液錄井鑽井液是鑽井的血液，它對鑽井工程極其重要，是保證優質、快速、安全鑽井的重要因素之一。在鑽進過程中鑽井液性能常常會發生變化，而這種變化主要與所鑽岩層的性質有關。因此，人們常利用鑽進過程中鑽井液性能的變化來分析研究井下油層、氣層和水層的情況，判斷特殊岩性的地層。

5)氣測井氣測井是直接測定鑽井液中可燃氣體含量的一種測井方法。隨鑽隨測、無須停鑽。氣測井能及時發現油氣顯示並預報井噴，對於新探區和高壓氣區的鑽井工作具有特殊的意義。

氣測井的實質是通過分析鑽井液中可燃氣體的含量，進而分析是否存在工業價值的油氣藏。氣測井是分析與油氣田有關的氣體。各油氣田的天然氣組成相差甚遠。同一油氣田，油層和氣層的天然氣組成也並非一樣。在氣測中，所分析的烴包括輕烴和重烴兩類。輕烴指甲烷，重烴指相對分子質量比甲烷大的烴類氣體。輕烴與重烴之和稱為全烴或總烴。

氣測井按其測試方法可分為非色譜氣測和色譜氣測。非色譜氣測是利用各種烴氣的燃燒溫度不同將甲烷與重烴分開。色譜氣測法又稱氣相色譜法，是利用色譜分析原理將天然氣中的各種組分(主要是甲烷至戊烷)分開。色譜氣測准確、速度快、得到的分析數據多，因此它正在逐步取代非色譜氣測。

B. 怎樣勘探石油

必須在這些石油用罄前找到新油田，尋找新油田所到的地方，自然環境可能一處比一處惡劣。 天然油田形成，需要三個條件：合適生成石油的沉積岩、一層貯存石油的多孔岩、一層不滲透岩「蓋住」石油，把石油封存起來。沉積岩是沉積物經過千百萬年形成的，沉積物含有魚類、有殼水生動物、浮游生物、植物等，這些有機物質或因受熱或因年久而分解，變成石油和氣體。多孔岩會像海綿一樣吸滿石油；上面如有一層不滲透岩層，只要形狀合適，最好呈穹頂形，就可把石油封存起來。 石油勘探者要尋找這三種岩石。為了尋找含石油的沉積岩，常常使用磁力測量和重力測量的方法。所有岩石都有磁性，但是各種岩石的磁性有微小的差異，地質學家據此可以知道地下岩石的結構與類型，此外也可從岩石的密度來辨別。 測量磁力方法，是用飛機帶著測磁力的磁強計，飛過所測地區。根據磁強計測得磁力數據的變化，可以畫出一張地層結構圖。 重力測量則要測量和比較地下岩石的密度。一種名叫重力儀的儀器，可以測得地球重力場中億分之一的重力變化，也有一種像陀螺儀的重力儀可在海域測量。 測得的資料經電腦處理，由地質學家分析。如果得出的結果是可能有石油，就再用地震勘探法來取得較詳細的資料。 這種方法是在地面上引爆炸葯或引起震動，藉此向地層發出震動波。震動波以不同速度通過不同岩石，遇到兩種不同岩石的交界面會反射回地面。傳聲器和記錄儀器會接收返回的震動波。電腦根據震動波回到地面所需的時間，算出岩層的位置。最後畫出當地的地層橫斷面詳圖。 這種勘探方法證明非常有用，然而，即使種種跡象顯示可能有石油，地質學家還是不能肯定該區有石油。有時，地震勘探顯示地下極可能有石油的地區，根本沒有藏油；可能性似乎不大的地區，反而藏有石油。主要原因是很難弄清楚石油是否留在原來生成的位置。石油可能滲過多孔岩層向上或向兩邊漏走了。