3.1　石油的形成

最早提出“石油”一詞的是公元977年中國北宋編著的《太平廣記》。正式命名為“石油”是根據中國北宋杰出的科學家沈括（1031～1095）在所著《夢溪筆談》中根據這種油“生于水際砂石，與泉水相雜，惘惘而出”而命名的。

現代石油又稱原油，是從地下深處開采的棕黑色可燃黏稠液體，主要是各種烷烴、環烷烴、芳香烴的混合物。它是古代海洋或湖泊中的生物經過漫長的演化形成的混合物，與煤一樣屬于化石燃料。

世界上對石油的成因存在著不同的觀點，科學界人士也進行過長期的爭論，至今尚未完全平息。當前，石油地質學界普遍認為，石油和天然氣的生源物是生物，特別是低等的動物和植物。它們死后聚集于海洋或湖沼的黏土底質之中。如果生源物的來源主要是在海洋中生活的生物，就稱之為海相生油。若生源物的來源主要是生活于湖沼的生物，就稱之為陸相生油。中國絕大部分石油屬于陸相生油的范圍，我國最早的玉門油礦就是在陸相沉積盆地中開發的，現在松遼盆地的大慶等油氣田也是陸相生油所致。海相和陸相都具有生成大量油氣的環境和條件，都能形成良好的生油區。但是，由于地質條件的差異，它們的生油條件也有較大的不同。海相沉積和陸相沉積均可生成石油。特別是陸相沉積生油由我國著名科學家李四光首先提出，這對我國的石油開發具有極為重要的意義。

在遠古，在淺海、內海、湖泊等水域，生長著大量的動植物，尤其是大量浮游微生物生長繁殖得極快。這些水生和陸生生物死后的尸骸隨同泥沙一起沉向湖海盆底，成為有機淤泥。沉積物一層一層地加厚，使有機淤泥與空氣隔絕，所承受的壓力和溫度不斷地增大，同時在細菌、壓力、溫度和其他因素的作用下，處在還原環境中的有機淤泥經過壓實和固結作用變成沉積巖石，形成生油巖層。沉積物中的有機物在成巖階段中經歷了復雜的生物化學變化及化學變化，逐漸失去CO₂、H₂O、NH₃等，余下的有機質在縮合作用和聚合作用下通過腐泥化和腐殖化過程形成干酪根，即生成大量石油和天然氣的先驅。這就是現今普遍為人們所接受的石油有機成因晚期成油說（或稱干酪根說），如圖3-1所示。

圖3-1　石油生成過程示意圖

干酪根在成巖階段中，由于溫度的升高，有機質發生熱催化作用，大量地轉化成石油和天然氣，通常情況下，石油和天然氣伴生。在后生階段中，溫度進一步升高，于是發生裂解作用，使得干酪根主要轉化為天然氣，或已生成的石油在裂解作用下逐漸變輕，也大量地轉變為天然氣。到后生階段的后期，絕大部分石油都將轉化為天然氣，而缺失原油。

生成了石油還需要漫長的運移和聚集過程才能形成油田。開始生成的石油是微小的油滴，分散在生油層泥質巖的孔隙中。泥質巖在一定壓力下比砂質巖易于壓縮，孔隙度變小，滲透性也變差，沒有儲集油氣的基本條件。因此，生油巖中的油氣在外力作用下運移到砂質巖（儲集層）中集中，形成有工業價值的油氣藏。人們把這一過程稱為“油氣運移”。油氣從生成到形成礦藏一般要經過兩次大的運移才能完成：第一次是從生油層向儲集層里的運移，稱為“初次運移”；第二次是在儲集層內的運移，稱為“二次運移”。集中儲存油氣的地方稱為“儲油構造”。圖3-2為儲油構造示意圖。它由3部分組成：一是有油氣儲藏的空間，稱為儲油層；二是覆蓋在儲油層之上的不滲透層，稱為蓋層；三是由儲集巖構成的封堵條件，稱為圈閉。儲油構造的形成，主要是由于地殼運動的結果。由于地殼變化，具有孔隙或裂縫的儲集巖層發生傾斜或產生曲折，石油因為比水輕，在地下水的壓力和毛細管的作用下，由低處向高處運動，終于到達最高區域，進入儲油層，形成了具有一定壓力的油氣藏。因此一個油氣田的六大要素就是生（油層）、儲（油層）、蓋（油層）、運（移）、圈（閉）、保（存）。

圖3-2　儲油構造示意圖