一、石油與天然氣成因

“石油”的英文單詞是petroleum，由古拉丁語(yǔ)詞根petr-（石頭）與ol-(油），加名詞后綴-eum組合而來(lái)，意為石頭里的油。然而，早提出“石油”這一名稱的是我國(guó)宋代學(xué)者沈括（公元1031-1095年）。在《夢(mèng)溪筆談》一書(shū)中，沈括不僅在人類歷對(duì)石行了科學(xué)觀察記錄，而且做出了“石油多，生于地中無(wú)窮”“此物后必大行于世”的預(yù)言。

現(xiàn)在，我們知道石油是天然存在于地表之下，由各種碳?xì)浠�合物和少量雜質(zhì)組成的可燃有機(jī)礦產(chǎn)，其自油井中開(kāi)采到地面后為一種黏稠易燃、顏色從黃到黑的氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)的烴類混合物，表現(xiàn)為原油、天然氣和天然焦油等形式，一般統(tǒng)稱為石油。組成石油的化學(xué)元素主要是碳（83%~87%）、氫（11%~14%）和少量次要元素（約1%~4%，主要是硫、氮、氧以及59種微量元素）。石油化合物的組括飽和烴、芳香烴、非烴和瀝青質(zhì)四部分，通常稱為石油的族組成。石油可廣泛應(yīng)用于燃料能源、化工原料、醫(yī)藥制品等行業(yè)。石油作為當(dāng)今世界工業(yè)重要的能源要素，它的來(lái)源卻一直眾說(shuō)紛紜體可概括為“有機(jī)成因”和“無(wú)機(jī)成因”兩種。

1.有機(jī)成因理論

18世紀(jì)中期，俄國(guó)化學(xué)家羅蒙諾索夫（Lomonosov）提出石油是煤在地下受到高溫蒸餾的產(chǎn)物，該觀點(diǎn)被認(rèn)為是“有機(jī)成因說(shuō)”萌芽。隨后100多年里人們根據(jù)傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)和觀察，先后提出了“動(dòng)物成因說(shuō)”“植物成因說(shuō)”及“動(dòng)植物混合成因說(shuō)”，當(dāng)時(shí)這些都只是設(shè)想，缺乏堅(jiān)實(shí)的科學(xué)依據(jù)和實(shí)踐證明。

世紀(jì)60年代80年代，伴隨著氣相色譜儀和質(zhì)譜儀等有機(jī)化學(xué)分析技術(shù)一步發(fā)展，人們才逐漸在分子級(jí)水平上查明了石油中生物化合物的存在，對(duì)形成石油的關(guān)鍵物質(zhì)——干酪根（Kerogen)的化學(xué)結(jié)構(gòu)和類型研究取得了重大突破，獲得了石油與烴源巖①之間具有可靠成因聯(lián)系的證據(jù)，從而創(chuàng)立了有機(jī)成因理論。即：石油是主要來(lái)自于遠(yuǎn)古時(shí)期的四種有機(jī)生物：細(xì)菌、浮游植物、浮游動(dòng)物、高等植物。這些生物死后，其尸體的一部分在適宜的條件下在泥沙等沉積物中保存下來(lái)，隨著時(shí)間的流逝這些沉積物會(huì)越埋越深，在埋藏的過(guò)程中這些有機(jī)物經(jīng)歷了復(fù)雜的化學(xué)變化，通過(guò)腐泥化和腐殖化過(guò)程形成了干酪根，隨著埋藏深度一步加大，在的溫度和壓力條件下，干酪根逐步發(fā)生催化裂解和熱裂解形成了初形態(tài)的“原石油”。接著這些原石油從生成它們的巖石中溜出來(lái)經(jīng)過(guò)初次運(yùn)移、二次運(yùn)移，終在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下大量聚集，形成油藏而被我們發(fā)現(xiàn)、開(kāi)采和利用。

天然氣生成的條件比石油寬，分布領(lǐng)域要比石油廣，產(chǎn)出的類型、儲(chǔ)集的形式也比石油多樣，既有與石油聚集形式相似的常規(guī)天然氣藏，如構(gòu)造、地層、巖氣藏等，又可形成煤層氣、水封氣、氣水化合物以及致密砂巖、頁(yè)巖氣等規(guī)的天然氣藏。