小強談原油(三)原油勘探
上周,小強向大家簡單的介紹了原油產業鏈的情況,梳理了上中下遊的關係。本周我們首先來了解下原油上遊勘探的概念和流程。在介紹之前,小強先要聲明雖然大學填志願的時候報了西南石油大學,但是最終還是選擇學了經濟。所以,雖然本周我惡補了一下石油勘探方面的知識,但是由於不是科班出生,很多細節的東西一時也難以弄明白。因此,小強本周就自己了解的東西給大家做個說明,如果有想要了解更多細節的朋友,還請自行學習。
首先,我們先來看看石油勘探的定義。小強查閱了很多資料,各種資料對於石油勘探的定義略有不同,最後發現還是度娘的定義最為準確(內事不決問百度,外事不決問谷歌)。石油勘探是指為了尋找和查明油氣資源,而利用各種勘探手段了解地下的地質狀況,認識生油、儲油、油氣運移、聚集、保存等條件,綜合評價含油氣遠景,確定油氣聚集的有利地區,找到儲油氣的圈閉,並探明油氣田面積,搞清油氣層情況和產出能力的過程。
石油勘探分為四個步驟:
第一步,確定古代湖泊、海洋的範圍。因為上一章我們說過,原油是古代海洋生物遺骸,所以只有古代有海洋的地方才會產生原油。因此根據巖石和化石進行判斷古代湖泊和海洋的範圍能夠大致確認具備原油生成條件的範圍。
第二步,查明生油凹陷的位置。由於重力原因,海洋生物的遺骸通常會富集於水域的底部。但是,無論是湖盆還是海盆,一般面積都會非常巨大,並且即使是盆底形態上也是凹凸不平的(較低的部分稱為凹陷,高的部分稱為凸起或隆起)。因此,確定盆底的位置和容易生油的凹陷有助於發現油田。
第三步,尋找地質圈閉。
圈閉是一種能阻止油氣繼續運移並能在其中聚集的場所。這種遮擋條件可由地層的變形如背斜、斷層等造成,也可以是因儲集層沿上傾方向被非滲透地層不整合覆蓋,以及因儲集層沿上傾方向發生尖滅或物性變差而造成。雖然低洼處會生成原油,但是如果沒有地質上的阻斷,即使生成了原油,原油也會流向其他地方,因此尋找地質圈閉就是尋找油田最核心、最關鍵的環節。圈閉尋找比較複雜,這是因為圈閉有大有小、有深有淺,形態各異。同時有的圈閉露出地面,甚至一座高山有可能是一個完整的地質圈閉,而有些圈閉卻深藏地下,這對於勘探的技術要求就比較高了。
第四步,對圈閉進行評價並通過鑽探來驗證。一般來說,靠近生油凹陷的地質圈閉,有利於油氣的運移,相對其他地區更容易形成油田。但是,是否能夠形成油田還是要對圈閉本身保存的完整性、可儲藏油量大小對其進行評估和判斷。如果上述因素都支持該地區生成油田的話,接下來要做的就是對評價好的地質圈閉進行鑽探。因為只有最終鑽探後才能真正明確該圈閉是否儲藏有石油或天然氣以及具體的儲量。
看完這四個步驟是不是雲裡霧裡的。接下來小強就用自己的語言來解釋一下吧。這個步驟通俗的來說就是,通過確定古代水域來確定一個大的可生油田的範圍;在判斷水域的底部來進一步確定生油的地點;之後根據地質圈閉來判斷是否具備原油匯集的條件;最後通過鑽探來看到底有沒有原油。
說完了原油的勘探步驟,接下來我們再來介紹一下原油勘探的方法。根據採油工程學的定義,目前原油的勘探方法可以分為四大類:地質法、地球物理法、地球化學法和鑽探法。
地質法是以巖石學、構造地質學、礦藏學等理論為基礎,對露出在地面的地層和巖石進行觀察和研究,綜合分析目標區域的地質資料,了解其生油、儲油條件,對含油氣遠景作出評價,並指出有利的油氣目標區的方法。它所研究的內容包括:地面地質的觀察和研究;井下地質的觀察和研究;實驗室的測定和研究;以及航空、衛星照片的地質解釋等。
地球物理法是根據地質學和物理學的原理,利用電子學和資訊理論等許多科學技術領域的新技術建立起來的一種勘探石油的方法。由於物探法主要用於勘探地下可能的儲油構造,因此是一種間接的找油方法。現行的地球物理法勘探方法主要分為:地震勘探、重力勘探、磁力勘探和電法勘探。當前,地震勘探是最主要的方法。
地震勘探:是地球物理法勘探的最重要的方法。它根據地質學和物理學的原理,利用電子學和資訊理論等領域的新技術,採用人工方法引起地殼振動(一般採取的方法是在地下不深處爆炸)。再用精密儀器記錄下爆炸後地面上各點的震動情況,把記錄下來的資料經過處理、解釋。推斷地下地質構造的特點,尋找可能的儲油構造。
重力勘探:各種巖石和礦物的密度是不同的,根據萬有引力定律,其引力也不同。椐此研究出重力測量儀器,測量地面上各個部位的重力,排除區域性重力場的影響,就可得出局部的重力差值,發現異常區,這一方法稱作重力勘探。
磁力勘探:各種巖石和礦物的磁性是不同的,測定地面各部位的磁力強弱來研究地下巖石礦物的分布和地質構造,稱做磁力勘探。在油氣田區。由於烴類向地面滲漏而形成還原環境,可把巖石或土壤中的氧化鐵還原成磁鐵礦,用磁力儀可以測出這種異常,並與其它勘探手段配合,發現油氣田。
電法勘探:電法勘探是利用巖石和礦物(包括其中的流體)的電阻率不同,在地面測量地下不同深度地層介質電性差異,以研究各層地質構造的方法,對高電阻率巖層如石灰巖等效果明顯。
地球化學法:根據大多數油氣藏的上方都存在著烴類擴散的「蝕變暈」的特點,用化學的方法尋找這類異常區,從而發現油氣田的方法是油氣地球化學勘探法。它通過測定地下油氣向地表擴散和滲濾的微量烴類與周圍介質所發生的生物化學、物理化學作用的產物,並根據這些產物的異常區來預測地下油氣藏的存在(如生物體元素異常、大氣、水體、土壤等元素異常)。地球化學法是建立在有機化學、物理化學和生物化學的理論基礎上,利用先進的分析儀器的新型勘探方法。其內容是研究有機質如何向油氣轉化及油氣形成後與周圍介質間的各種化學、物理化學和生物化學作用。利用研究所得到的各種指標,評價區域含油遠景和局部構造的含油氣性。
鑽探法:鑽探法就是利用鑽井尋找油氣田的方法。鑽探法是油氣勘探中必須採用的重要手段,由調查、發現油氣藏一直到油氣藏的開採都要利用鑽探。
是不是有沒有看明白?說的通俗一些,這四大分類方法的前三種就是根據高中地理、物理和化學的方法進行探測有沒有原油。最後一種最直接,直接開挖看看裡面有沒有原油。
由於海洋原油勘探和陸地原油勘探略有不同,接下來小強再來簡單的介紹一下海洋原油勘探。海洋原油勘探之前的步驟和陸地的步驟類似,也是通過各種地理、物理、化學知識來確定海洋具備形成油田的大致區域。之後用大型拖船拖著高壓空氣槍,將高壓空氣噴射至海底,通過海底激起的氣泡產生的振蕩來判斷海底的情況(這一方法其實是地球物理法的一種)。在初步確認了海底具備形成油田的範圍之後,勘探公司會通過深水探測船進行進一步的確認(這一方法其實就是鑽探法)。深水探測船駛至之前確認的具備形成油田的海域之後,將探管插入至海底深處。探測船的探管能插入海底數千米,探管頂部的鑽頭能繼續鑽探河床下上百米的地方。通過鑽頭的鑽探,探管採集了河床下巖石的樣本,相關機構在根據樣本進行下一步的判斷來確定該地區是否具備存在油田。
總而言之,通過勘探,我們對具備形成油田的地區進行了判斷,並且最終尋找到原油。之後,原油開採公司需要做的工作就是如何把儲存在地底的原油開採到地面上來,而這個過程就是原油的開採。下周,小強將會向大家介紹原油開採方面的知識。欲知後事如何,請聽下回分解。(作者:金石期貨黃李強)