‘壹’ 我想知道石油的详细形成过程及原理
石油是怎样形成的？
经过长期的研究，以证明石油是由古代有机物变来的/在古老的地质年代里，古代海洋或大型湖泊里的大量生物、动植物死亡后，遗体被埋在泥沙下，在缺氧的条件下逐渐分解变化。随着地壳的升降运动，它们又被送到海底，被埋在沉积岩层里，承受高压和地热的烘烤，经过漫长的转化，最后形成了石油这种液态的碳氢化合物。
石油和天然气的化学成分，暴露了它们的来源，它们都是有机物，应
当与古代生物有关系。一部分科学家认为，油气（石油和天然气）是伴随着沉积
岩的形成而产生的。远古时期繁盛的生物制造了大量的有机物，在流水的搬运下，
大量的有机物被带到了地势低洼的湖盆或海盆里。在自然界这些巨大的水盆中，
有机物与无机的碎屑混合，并沉积在盆底。宁静的深层水体是缺乏氧气的还原环
境，有机物中的氧逐渐散失了，而碳和氢保留下来，形成了新的碳氢化合物，并
与无机碎屑共同形成了石油源岩。
在石油源岩中，油气是零散地分布的，还没有形成可以开采的油田。此时，
水盆底部的沉积物，在重力的作用下，开始下沉。在地下的压力和高温的影响下，
沉积物逐渐被压实，最终变成沉积岩。而液体的石油油滴们拒绝变成岩石，在沉
积物体积缩小的过程中，它们被挤了出来，并聚集在一处，由于密度比水还轻，
所以石油开始向上迁移。幸运的话，在岩石裂隙中穿行的石油，最终会遭遇一层
致密的岩石，比如页岩、泥岩、盐岩等，这些岩石缺少让石油通过的裂隙，拒绝
给石油发通行证，石油于是停留在致密岩层的下面，逐渐富集，形成了油田。含
有石油的岩层，叫做储集层，拒绝让石油通过的岩石，叫做盖层。如果没有盖层，
石油会上升回到地表，最终消失在地球历史的尘烟中，保留不到人类出现的时候。
我们已经在地球上发现3000种以上的碳氢化合物，石油是由其中350种左右的碳氢化合物形成的，比石油更轻的碳氢化合物则成为天然气。煤矿与石油的成因很类似，但煤是植物的化石，又是固态。
大量产生碳氢化合物的岩石即称为“石油源岩”。埋没于地中的石油源岩受到地热和压力的影响，再加上其他多种化学反应之后就产生石油，而石油积存于岩石间隙之间便形成油田。
地壳变动而石油生成
我们最近逐渐了解地球内部的变化与石油的生成有十分密切的关系，在描述此种关系之前,让我们先来了解一下地球内部的状况。
地球的半径大约是6400公里，覆盖地球表面的地壳下方是由岩石形成厚达2900公里的“地慢”，其下方则是由金属形成的“地核”，并以大约5100公里深处分界，分为“外核”与“内核”。外核主要是由液态金属铁组成，内核则主要是固态铁。 地球表面铺满坚硬的“板 块”，厚度约有100公里，是由向上喷出的“洋脊”产生的，’在 缓缓移动到“海沟”后就沉降于 另一板块下方。 80年代后期，人们学会捕捉地震波传递到地球内部时的立体图，于是发现令人惊讶的地慢活动状况。高温又巨型的上升流“超级卷流”由地底涌上后，以蘑菇形态分别存在于夏威夷和非洲大陆正下方。此外，低温的巨型下降流“冷卷流”则以水滴形态占据亚洲大陆及南美洲大陆正下方的冷卷流似乎是沉降到地函底部。
我们现在的知道的是，地幔内部落热对流是以冷卷流向超级卷注移动的形态而形成的。此种运动不仅影响板块运动，似乎也对整个地球的地质和环境的变化产生很大的影响。
超级卷流是石油制造者？
现在全球生产的石没之中，有60%是产生了恐龙称霸地球时期所形成的石油源岩，所形成的“黑色页岩”则遍布世界各地。黑色页岩主要是由未经氧化的藻类等浮游植物遗骸堆积而成。由此可知当时必须有可让浮游植物繁殖又不会产生氧化的缺氧环境条件，大量的黑色页岩才会形成。
最近发现，石油源岩在此时代的形成似乎与超级卷流运动的活化可以促使由地下涌出的地幔物质所形成的洋脊体积增大，海面因而上升，使得较低的陆地变成浅海，而浅海则具有可当石油原料的藻类等浮游植物极易繁殖的环境。
浅海地区的藻类等浮游植物因而出现大幅增加和大量死亡的现象，周围的细菌为分解其残骸而消耗氧气，于是出现了缺氧环境。
地球温暖化也会改变深层海水的流动状况，由于高纬度地区与低纬度地区海水的温度高低不同，较低温但含有丰富氧气的高纬度地区深层海水会流向低纬度地区海洋。但地球温暖化的现象减少。氧气较少的海域因而扩大，无法氧化的浮游植物便逐渐堆积，所留下的大量有机物则形成石油源岩。
生物的演化改变了石油的性质
由于石油的原料是生物的遗骸，因此调查石油的性质便可以得知古老时期的生物演化过程和地球环境历史。
生命的演化大概有下述的过程。生命是于38亿年前诞生，并逐渐地进行演化，到了距今5亿5000万年前的古生代寒武纪时期，爆发性的演化才开始，大约4亿4500万年前，生命也登上了陆地。
4亿4000万年至4亿年前时期，石油源岩的主要成分是当时繁茂的浮游植物所形成的耐碳氢化合物。另一方面，羊齿类植物在此时期繁琐盛于海岸近处，因此以陆上植物为原料的石油源岩也出现了。
2亿9000万年前，广大的陆地普遍出现由裸子植物组成的森林，并到处形成被沼泽地包围的湖沼，藻类便在湖沼中开始繁殖。由此也产生了以藻类为原料的新种石油源岩，这也是陆上植物的繁盛促使新性质石油源岩诞生的一例。
9000万年前时期，被子植物和针叶树林开始逐渐扩张到高纬度地区和高地，因而出现以陆地木材为原料的石油源岩。另一方面，树木的树脂成为轻质原油的原料，形成新的石油源岩。针叶树林的增加竟使得木材取代了藻类，成为石油源岩的主要原料。
最近石油性质的分析技术有长足的进步，我们已逐渐可以取得有关石油原料性质，以及由热能引起的变化过程等的详细资料。由此种资料即能进一步了解原料生物遗骸逐渐堆积时的环境状况。
大约1亿7000万年到200万年前所发生的全球性规模“阿尔卑斯造山运动期”也造出了巨油田，在此时期，分布于广大范围的1亿年前前后形成的石油源岩都没入地中。现有的石油和天然气有大约3分之2就是此时期形成的。
据估计，全世界海底石油的总储量在3250亿吨，占整个地球石油储量的三分之一。而且这些石油多分布在中国近海、中东、波斯湾、墨西哥湾、西非几内亚湾和北海等浅海海底。
‘贰’ 石油,天然气是怎么来的
对石油、天然气（以下简称油气）生成的来源，科学家主要有两种观点：一种认为是生物死亡后转变成的，及有机生成学说。另一种是无机生成学说，认为石油天然气来源于无机物的合成。有机生成学说观点的依据是：几乎所有的油田都是在沉积岩中发现的，而沉积岩中可以见到丰富的生物遗迹（如化石等）；通过实验，生物体中三大组成部分的蛋白质、碳水化合物、脂肪在一定条件下可以形成与石油中碳氢化合物类似的物质；在石油中发现的血红素和叶绿素等有机物质，前者是来自动物的血液，后者则来自植物的叶绿素。石油是生物死亡后转变而成的观点所提出的理由是如此之多，并且比较充分，使有机生成学说得到大多数人的认同，现在油气生成的研究方法和内容都是建立在这种观点的基础上的。
虽然有机学说占了绝对优势，但在有机层油的大前提下，还存在着是海洋生物生成石油，还是陆上河流、湖泊中生物生成石油的争论。现实中，中东地区的沙特、科威特等国家的大油田都是海相地层生油，而中国的大多数油田则是陆相地层生油。
早在10多亿年前，地球上就出现了生物，随着历史的发展，生物的数量和种类越来越多，生物大量地繁殖和死亡，其中一个藻类植物在适宜的条件下，8天内就可以繁殖到1036个后代，重量可以达到1.4×1017吨。大量的生物，主要是海洋和湖泊中的浮游生物，在它们死后一部分有机质被氧化变成二氧化碳逸散掉了，一部分则随作泥沙沉积下来，成为生成油气的物质来源。
‘叁’ 石油和天然气生成之谜
石油和天然气是非常宝贵的矿物资源，人们对石油和天然气生成的认识，是在勘探和开发实践中逐步加深的。石油和天然气的生成问题是自然科学领域中争论最激烈的一个重大研究课题，是石油地质学界的主要研究对象之一。
为了认识石油和天然气是怎样生成的，首先应该了解什么是石油和天然气。
（一）石油和天然气成分探秘
石油可分为天然石油和人造石油两种。天然石油是从油气田里直接开采出来的，如克拉玛依油田、塔河油田、大庆油田等开采出来的石油。人造石油是从油页岩或煤干馏出来的，如东北抚顺和广东茂名等地利用油页岩干馏得到的石油。石油在提炼以前称为原油。从原油中可以提炼出汽油、煤油、柴油、润滑油以及其他一系列的石油化工产品，如乙烯、化肥等。
石油有哪些特性呢？从外观上看，石油的颜色多种多样，有的油田的石油是棕黑色的，像烟袋油，如克拉玛依油田的；有的呈黑绿色，如独山子油田的；还有浅棕黄色，如柯克亚油田的；有些油气田采出来的石油无色透明，像清水一样，如巴楚地区的巴什托凝析油气田和呼图壁凝析油气田的。
闻气味也是认识石油的一种方法。石油中含有汽油和煤油，所以可以闻到特殊的煤油味。有一些石油中含有硫化氢，闻起来有一股臭鸡蛋味。还有一些石油含有较多的芳香烃（一种有机化合物），闻起来又特别香。
石油比水轻，又不溶于水。石油的相对密度（在20℃时，与同体积的水相比）介于0.75～1.0之间，相对密度小于0.9的石油称为轻质石油，相对密度大于0.9的称为重质石油。由于石油比水轻，又不溶于水，所以当石油遇到水时，就漂浮在水面上，呈现出五颜六色的油膜。
石油不像水那样容易流动，具有一定的黏性，黏度越大，越不容易流动。石油的黏度随着温度的增高而减小，有些石油在地面看起来很稠，很不容易流动，但是在地下比较高的压力和温度条件下，它的流动性可能是很好的。
以上几点突出的物理性质，可以帮助我们去认识石油。物理性质是化学组成的反映，因此，要认识石油还必须认识它的实质，即它的化学组成。
有许多有用矿产的化学组成是比较简单的，如煤，主要是由碳（C）组成的。石油的化学组成比较复杂，它既不是由单一的元素组成的，也不是由简单的化合物组成的，而是由多种元素组成的多种化合物的混合物。
石油是由碳（C）、氢（H）和少量的氧（O）、硫（S）、氮（N）等元素构成的。其中两种主要元素碳和氢构成碳氢化合物，化学上称为烃，这是取碳字中的“火”字和氢字中的“”而构成的。烃类是一种有机化合物，它占石油成分的97%～99%，其余的成分是含氧的化合物、含硫的化合物和含氮的化合物。这些化合物只占1%～3%。在自然界里，大多数含碳化合物中，除一氧化碳、二氧化碳和碳酸盐以外，都是有机化合物。所以说，石油是一种复杂的有机化合物的大家族。
石油中的碳氢化合物，按照结构的不同分为三类：
（1）烷族碳氢化合物：它是通式为CnH2n+2的饱和烃，“n”表示碳的个数。在室温下，C1—C4为气态，C5—C16是液态，是石油的主要成分；C16以上的为固态，悬浮在石油中（表4-3-1）。
探索新疆地质矿产资源奥秘
表4-3-1 石油中的部分碳氢化合物
（2）环烷族碳氢化合物：通式为CnH2n，属饱和烃。碳元素呈环状结构，以五元环和六元环最多。
探索新疆地质矿产资源奥秘
在多数情况下，环烷族烃占石油成分的主要部分。
（3）芳香族碳氢化合物：通式为CnH2n－6，属不饱和烃，包括苯、甲苯和二甲苯等。芳香烃具有强烈的芳香气味，但是在大多数情况下，它在石油中的比例比较小。
还有其他不饱和的碳氢化合物混杂在石油中，如烯烃类（表4-3-1），但是数量很少，对石油的成分影响不大。
不同油田的石油，所含各类碳氢化合物的比例是不同的。新疆大多数油田的石油含烷烃较多，其次是环烷烃，芳香烃较少，属于烷族－环烷族石油。
组成石油的碳氢化合物，在一般情况下，有一部分呈气体状态。在油田里都含有一定数量的这种气体，称为天然气，或称油田气。
实际上，石油和天然气是个“双胞胎”，它们的生成物质和生成环境基本上是一致的。因此，当我们了解了石油的特性以后，还应该了解天然气的特性。
天然气的成分也不是单一的，是各种气体的混合物，其中主要的气体是气态碳氢化合物，其次有少量的碳酸气〔（即：二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）〕、氮气（N2）、氢气（H2）、氦气（He）和氩气（Ar）等，有时还有少量硫化氢气（H2S）。
天然气中的气态碳氢化合物主要是烷烃类，而且以甲烷最多，一般占气体成分的80%～90%，另外还有少量的乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）和丁烷（C4H10）等。在气态的烷烃中，乙烷以上的烃类称为“重烃”。不同的油气田的天然气中，重烃的含量是不同的（表4-3-2），重烃含量较高的天然气称为“湿气”或称富气。含有很少量重烃的天然气称为“干气”或称贫气。干气常以气田的形式出现，如塔里木盆地的克拉2气田。油田中的天然气多为湿气。
表4-3-2 天然气、煤田气和沼气中各种气体成分含量百分比
天然气作为燃料已广泛用于国民经济当中，已利用天然气炼钢、发电等。在人口集中的城镇利用天然气取代煤炭作为清洁能源供居民燃烧使用。新疆的乌鲁木齐、克拉玛依、喀什、和田、阿克苏、库尔勒、石河子和呼图壁等城镇居民就已使用上了这种清洁能源，大大地改善了空气质量，保护了人类的生存环境。
（二）石油和天然气生成探秘
由于石油和天然气的成分比较复杂，而且它们又能流动，现在发现的油气矿藏往往并不是它们的出生地，这与煤、铁等固体矿藏显着不同。因此，长期以来，对于石油和天然气的生成问题，有过许多激烈的争论，直到现在对这个问题还在继续实践和认识。
从18世纪70年代到现在230多年来，人们对石油和天然气的生成问题，先后提出了几十种假说。这些假说中，大多数是根据实验室里试验、天文观测和勘探开发油气田的实践。把许多种假说归结起来，可分为两大学派，即：无机生成说和有机生成说。
1.无机生成的学说
无机生成说是根据实验室内由无机物制成甲烷、乙烷、乙炔及苯等类碳氢化合物，认为石油和天然气是由无机物变成的。在石油无机生成说中，又有碳化物说、宇宙说及岩浆说。现简介如下：
（1）碳化物说：俄国着名化学家Д·И·门捷列夫在1876年提出。他认为在地球形成时期，温度很高，使碳和铁变为液态，互相作用而成碳化铁，并保存在地球深处。后来地表水沿地壳裂缝向下渗透，与碳化铁作用产生碳氢化合物，后来又沿着裂隙上升到地壳比较冷却的部分，冷凝下来形成石油，并在孔隙性岩层中聚集而成油气矿藏。
门捷列夫还指出：在“山脊”上升时期是地球成油最有利的时期，因为这时容易造成裂隙，成为地表水向下渗透和油气向上运移的通道。他以当时大多数地表油气苗显示和油田都位于山脊附近的事实来论证自己的观点。
（2）宇宙说：俄国天文学家В·Д·索可洛夫在1889年提出。当时天文学获得了巨大成就，光谱分析证明彗星头部气圈中含有碳氢化合物，在其他行星（木星、土星等）大气中也含有碳氢化合物，有的直接存在着甲烷气体。
宇宙说主张在地球呈熔融状态时，碳氢化合物就包含在它的气圈中，随着地球冷凝，碳氢化合物被冷凝岩浆吸收，最后凝结于地壳中而成石油。
由于碳化物说和宇宙说所依据的是由无机物制成简单碳氢化合物的实验，至今未找到任何实地证据说明在自然界中也发生过这样的过程。所以，20世纪以来，上述的石油无机生成学说，逐渐被人们忘记。但是，到20世纪50年代，苏联地质界又再次兴起无机生成思潮，就是岩浆说。
（3）岩浆说：1949年，苏联着名的地质学家Н·А·库得梁采夫提出了石油起源岩浆说。他认为石油的生成是同基性岩浆冷却时碳氢化合物的合成有关，这个过程是在高压条件下完成的，因而可以促使不饱和碳氢化合物聚合而成饱和碳氢化合物。他还指出，因岩浆中形成石油的过程在不断进行着，古老的油气通过扩散作用早已消失。所以，所有的油藏都是年轻的油藏。并且依靠石油才在地球上产生了生物，石油中含有生物所需要的一切元素。因此，石油不是来自有机物质，恰好相反，有机物质却是来源于石油。
2.有机生成的学说
石油有机生成说也有早期成油说和晚期成油说两种认识。
（1）石油有机生成早期成油说：早在1763年，俄国的化学家М·В·罗蒙诺索夫就提出了石油是煤在地热作用下干馏产生的有机生成说。今天用它来解释欧洲北海的油气田仍然有效。但实践表明，很多地区的油气田并不与煤共生。因此，人们开始把注意力转向了混在沉积岩中的、在数量上比煤大得多但却又分散的有机物质。经过多年对沉积岩中分散有机物质的野外观察和实验室研究，从地质、地球化学各个方面进行总结，逐渐形成了石油是由沉积岩中分散有机质生成的思想。20世纪40～50年代，石油地质工作者普遍认为：石油烃类是沉积岩中的分散有机质在成岩作用早期转变而成的，这就是有机生成早期成油说。
早期成油说的论据有：①世界上发现的2万多个油气田，99.9%都分布在沉积岩中，而且与富含有机质的细粒沉积物相伴随。②石油普遍具有旋光性，旋光性只有生物有机质才具有。③石油中的某些化合物明显来自动植物机体，如卟琳化合物、姥鲛烷、植烷等异戊二烯类化合物及甾烷类等。④石油的碳同位素组成与动植物或生物成因的物质相似，而与非生物成因的物质差别较大。⑤实验证明，动植物机体的结构，在适当条件下，能生成一定数量的烃。⑥现代沉积和古代沉积中都有烃类物质存在。⑦在实验中，用细菌作用于有机质，得到了少量比甲烷重的烃。
早期有机生成说在与无机生成说的斗争中，逐渐建立起从生油物质、生油母岩、成油环境到转化条件等一整套成油理论，为石油有机生成说打下了坚实的基础。
（2）石油有机生成晚期成油说：1963年，Р·Н·阿贝尔松提出，石油是沉积物（岩）中不溶有机质，即称之为干酪根（Kerogen）的一种物质，在成岩作用晚期，经过热解生成的。这个学说认为，大量生油的时期，已经是含有大量有机质的沉积物处于成岩作用的晚期阶段，同时生油原始物质主要是在岩石中。因此，人们常把这个学说简称为“晚期成油说”或“干酪根成油说”。
晚期成油说认为：①根据原始有机质（干酪根）类型，生成石油和天然气的母源分为三类：Ⅰ类，腐泥型干酪根，它是富含类脂物和蛋白质的分解产物，生成液态石油烃的潜力高，是生成石油的主要母源物质；Ⅱ类，腐殖型干酪根，生成液态石油烃的潜力低，是生成天然气的主要母源物质；Ⅲ类，过渡型干酪根，介于上述二类之间，其生油或生气能力取决于它与腐泥型或腐殖型的接近程度。②有机质转化成石油和天然气的过程，要经过一个物理化学作用。有机体死亡之后沉入水底堆积起来或从大陆搬运到湖泊、海洋水底堆积起来，在搬运和沉积过程中，水中的游离氧和氧化剂（NO2－、SO42－等）大量地氧化有机体的残骸，使之成为CO2和H2O。加之，水对有机质中的可溶组分的溶解，只有一部分有机质能够到达水盆底，同矿物质一起堆积起来，只有这部分有机质才能在适宜的环境条件下开始向烃的方向转化。现已查明，向烃转化过程中，生物化学作用、温度、压力和催化剂都起着重要作用。
（a）生物化学作用：与有机质转化成油气有关的生物化学作用有两类，一是细菌对有机质的分解作用，二是酵素的催化作用。
细菌的种类很多，按其生存条件可分为喜氧细菌、厌氧细菌和通气细菌三种。对油气生成来说，有意义的是厌氧细菌。厌氧细菌在缺氧的条件下，对有机质进行分解，产生稳定的分散有机质。在其他因素作用下，有机质可进一步向石油转化。
酵素，是动植物和微生物产生的一种高分子胶体物质，是一种有机催化剂。它在有机质改造中，可以加速有机质的分解，在有机质向油转化过程中起着催化作用。
（b）温度：无论是实验室还是对含油气盆地沉积岩剖面研究，都指出沉积岩中的有机质，在加热温度达400℃～500℃就能得到石油中的烷烃、环烷烃以及少量芳香烃及烯烃。因此，温度对有机质转化成油有决定性影响，只有当温度增加到一定门限值（成熟温度），有机质才能大量转化成石油。由于这个原因，凡地温梯度较高的盆地，一般地说，油气就比较丰富，如塔里木盆地。
（c）压力：究竟在多大的压力下，有机质才能生成石油和天然气？至今还没有得到正确的答案。不过实验证明，中温高压有利于石油的生成，如，大约50℃这样的中等温度，在30～70兆帕压力时，有机质就可以产生出石油烃。实验还证明，在1500～3000米深处，是有机质向石油转化的主要阶段，即主要生油期。
从一般化学反应来看，单纯压力作用，不利于低分子烃（尤其是气态烃）生成，而有利于液态烃的保存，使之不易于甲烷化。故压力对生成油气作用的影响，不是表现在数量方面，而是主要表现在质量方面。
‘肆’ 油气藏如何形成的
石油和天然气的生成、运移和聚集是油气藏形成过程中密切相关的三个阶段。储集层、圈闭构造和油气的运移是油气藏形成不可缺少的条件。本节将介绍油气的生成、储集层、油气的运移、圈闭以及油气藏的类型等内容。
一、油气的生成石油和天然气的主要成分是碳氢化合物。它究竟是怎样生成的？过去曾有多种说法，但基本上可以归纳为两种，即有机成因说和无机成因说。
1.无机成因说无机成因说认为，石油是在地壳深处高温、高压下，由无机碳和氢经过化学作用而形成的。在实验室中，通过无机合成可将简单的碳和氢的化合物合成为石油；另外，在火山喷出的气体和熔岩流中也含有烃类；许多无机体上也有烃类存在。无机成因说大致包括乙炔说、碳化物说、宇宙说、岩浆说等。
无机成因学说主要是以在特殊实验条件下可以合成石油的化学反应现象和对地球内部物质的假定为依据的，因而不能被大多数学者接受。但在人们能洞悉地球内部结构之前，无机成因说的存在有利于加深对石油成因的认识，对石油成因的研究有一定的促进意义。
2.有机成因说有机成因说认为，石油和天然气是在一定条件下由沉积岩中的有机物质转化而来的。其主要证据是：第一，世界上已发现的油气田99%以上都分布在沉积岩中；第二，石油具有生命有机物质所特有的旋光性；第三，石油中存在有生物标志化合物；第四，在实验室中利用生物的脂肪、蛋白质、碳水化合物可以获得烃类物质；第五，石油成分的复杂性；第六，在近代海相和湖泊相沉积中发现了有机物质转化为油气的过程等。
油气有机成因的现代科学理论认为，原始有机物质在一定的环境和条件下被埋藏下来，在一定的深度、温度等适宜条件下，经历了生物化学、热催化、热裂解、高温变质等阶段，陆续转化为石油和天然气。根据成油深度上的差别，有机成因说又可分为浅成说和深成说。前者认为油气是在沉积埋藏不深的早期形成的，而后者则认为油气是有机质埋藏到一定深度、温度条件下才形成的。
3.生成油气的原始物质石油成因理论虽然很多，但石油有机成因说目前普遍为人们所接受。大量的有机物质是油气生成的物质基础；而促使有机物质保存，并向油气转化的条件是外因。生成油气的有机物质是海洋和湖泊中的动、植物遗体，其中以水生的浮游生物(如鱼类、藻类)和各种微生物(有孔虫、介形虫)等富含脂肪、蛋白质、碳水化合物的有机质为主。这些生物遗体的大部分，或是成为他种生物的食料，或是变为二氧化碳而游离于大气之中，只有很少部分随着细小的沉积物沉积于海洋或湖泊的低洼地带。尽管如此，只要考虑到生物界的广泛性、繁殖速度快以及时间长久等因素，地球上的有机物质在数量上是能够满足大量的油气生成的。
进入沉积物中的有机物质，在缺乏氧气的环境下得以保存。随着环境的还原程度不断加强，有机物质在一定的物理、生物化学作用下进行分解，完成“去氧加氢、富集碳”的过程，形成分散的碳氢化合物——石油和天然气。
4.生油层能够生成石油和天然气的岩层，称为生油气岩或生油气母岩、生油气源岩(简称生油岩)。由生油气岩组成的地层，即为生油气层(简称生油层)，这是自然界生成石油和天然气的实际场所。沉积岩中的泥岩、页岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩、碳酸盐岩等细粒均可组成良好的生油层。根据岩性不同，生油岩分为两大类——泥质生油岩和碳酸盐岩生油岩。这些细粒的生油岩是在较宁静的水体中沉积下来的。这种环境也适于生物的大量繁殖。另外，有机质沉降到海底、湖底后，被细粒岩石埋藏，有利于保存下来。
生油岩的颜色以褐、灰褐、深灰、黑色等暗色为主，灰、灰绿色次之。这里所说的颜色不是沉积岩的继承色或次生色，而是能反映当时沉积环境和有机质丰度的原生色。暗色常反映沉积时的还原环境。这使大量有机质得到保存，使铁元素处于低价状态；红色常反映氧化环境，它使有机质遭受氧化，破坏殆尽。
生油层的分布受岩相古地理条件所控制。生油层皆是有规律地出现，并与一定的岩相带有关。对于湖相来说，较深、深湖相是主要的生油相带。那里沉积了细粒的泥质岩类。由于水体较深，具有静水沉积、水流弱、波浪小、还原环境等有利的生油条件。大量低等生物的繁殖，是形成良好生油层的基础。对海相来说，浅海相或潮间低能相带、潮下低能带的碳酸盐岩层和泥质岩层具备良好的生油条件。这些区域深度不大、水体宁静、阳光充足、生物茂盛，岩石富含生物化石和有机质。我国四川盆地的二叠系和三叠系的碳酸盐岩地层，就是浅海相碳酸盐岩生油层的例子。
二、储集层和盖层大量油气勘探及开发实践，纠正了人们最初以为地下有油湖、油河之类的错误认识。逐渐知道石油和天然气不是储存在地下的什么油湖、油河之中，而是储存在那些具有相互连通的孔隙、裂隙的岩层内，好像水充满于海绵里一样。
具有一定孔隙度和渗透性，能够储存油气等流体，并可在其中流动的岩层称为储集层。储集层具备两个基本特性——孔隙性和渗透性。
1.储集层岩石的孔隙性和渗透性1) 孔隙度储集层岩石是由大小不一的岩石颗粒、矿物颗粒胶结而成的。被胶结的颗粒之间存在着微细的孔隙，如同我们常见的建筑上用的砖一样。把一块3kg的砖放在水中浸泡以后再称重，它就可能变成3.5 kg，其中增加的0.5 kg是因为水浸入到了砖的孔隙中。同样道理，油气就储存在油层岩石的孔隙里。为了衡量储集层岩石中孔隙总体积的大小，提出了孔隙度的概念，用以表示岩石中孔隙的发育程度。
储集层岩石中孔隙的总体积占岩石总体积的比值叫做孔隙度。用百分数表示，即：
图2-19油气藏示意图
在目前技术和经济条件下，具有开采价值的油气藏为工业性油气藏。西方国家称之为商业性油气藏。但这个概念是随着国家的需要和技术条件的不同而变化的。当国家急需油气的时候，不具工业价值的油气藏也要开采，此时经济价值就处于从属地位了。
2.油气藏的类型据有关资料记载，世界上已经发现的油气藏有数万个，类型多种多样。为了更有效地指导勘探和开发油气资源，有必要对已发现的油气藏进行科学分类。目前国内外使用的油气藏分类方法很多，归纳起来有四种。
(1)根据日产量大小分为高产油气藏、中产油气藏、低产油气藏和非工业性油气藏。
(2)根据油气藏形态可分为层状油气藏(如背斜油气藏)、块状油气藏(如古潜山油气藏)和不规则油气藏。不规则油气藏中油气分布无一定形态，如断层油气藏、地层油气藏和岩性油气藏等。
(3)根据烃类组成可分为油藏、油气藏、气藏和凝析气藏。圈闭中烃类只以液态形式存在的称为油藏；圈闭中既有液态的油，又有游离的天然气则称作油气藏；圈闭中只有天然气存在的称为气藏；在高温高压的地层条件下，烃类以气态存在，开采时随着温度和压力的降低，到达地面后成为凝析油。这种气藏称为凝析(油)气藏。
(4)根据圈闭成因可分为构造油气藏、地层油气藏和岩性油气藏。油气聚集在由于构造运动而使地层发生变形或变位所形成的圈闭中，称为构造油气藏；油气聚集在由于地层超覆或不整合覆盖而形成的圈闭中，称为地层油气藏；油气聚集在由于沉积条件的改变导致储集层岩性发生横向变化而形成的圈闭中，称为岩性油气藏。
为了有利于勘探和开发，对油气藏的分类应遵循两条基本原则：第一，分类要有科学性，即分类要反映圈闭的成因类型和形成条件以便于寻求规律性；第二，分类要有实用性，能更有效地指导油气的勘探和开发工作。
‘伍’ 煤,石油,天然气是怎么形成的！
1、煤的形成是古代植物在腐败分解之前就被埋在地底，转化成泥炭，然后转化成褐煤，然后为次烟煤，之后烟煤，最后是无烟煤。煤产生之碳氢化合物经过地壳运动空气的压力和温度条件下作用，产生的碳化化石矿物，亦即，煤炭就是植物化石。这涉及了很长时期的生物和地质过程。
2、石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成，属于生物沉积变油，不可再生。
3、天然气的形成：成岩作用（阶段）早期，在浅层生物化学作用带内，沉积有机质经微生物的群体发酵和合成作用形成的天然气称为生物成因气。其中有时混有早期低温降解形成的气体。生物成因气出现在埋藏浅、时代新和演化程度低的岩层中，以含甲烷气为主。
(5)石油怎么变成油气扩展阅读：
煤特点
煤炭资源量丰富，且因世界各地都有煤炭矿藏，因此开采及供给皆很稳定，价钱也较石油及天然气便宜。
石油特点
有的石油硫含量高，胶质含量高，属含硫石蜡基。其直馏汽油馏分产率高，感铅性也好。柴油馏分的十六烷值高，闪点高，硫含量高，酸度大，经精制后可生产轻柴油与专用柴油。润滑油馏分中，有一部分组分的粘度指数在90以上，是生产内燃机油的良好的原料。
天然气特点
采用天然气作为能源，可减少煤和石油的用量，因而大大改善环境污染问题；天然气作为一种清洁能源，能减少二氧化硫和粉尘排放量近100%，减少二氧化碳排放量60%和氮氧化合物排放量50%，并有助于减少酸雨形成，舒缓地球温室效应，从根本上改善环境质量。
天然气作为汽车燃料，具有单位热值高、排气污染小、供应可靠、价格低等优点，已成为世界车用清洁燃料的发展方向，而天然气汽车则已成为发展最快、使用量最多的新能源汽车。
‘陆’ 石油和天然气是怎么形成的
海底的石油和天然气是海洋中的有机物质在合适的环境下演变所产生的。这些有机物质包括陆生和水生的低等植物，死亡后从陆地搬运下来，或被江河冲积下来，同泥砂和其他矿物质一起，在低洼的浅海或陆地上的湖泊中沉积，逐渐使此处淤泥的中形成有机质含量。这种有机淤泥又被新的沉积物覆盖、埋藏起来，造成一种不含氧或含极微量游离氧的还原环境。随着低洼地区的不断下沉、沉积物不断堆积，有机淤泥所承受的压力和温度不断增大，处在还原环境中的有机物质经过复杂的物理、化学变化，慢慢地转化成对人类影响甚大的石油和天然气。经过数百万年漫长时间的万物更迭的交替变化，有机淤泥经过压实和固结作用后，变成沉积岩，并进一步生油岩层。沉积盆地是指沉积物的堆积速率明显大于其周围区域，。
在一定特定时期，沉积岩沉积在像盆一样的海洋或湖泊等低洼地区，并具有较厚沉积物的构造单元，称为沉积盆地。沉积盆地在漫长的地质演变过程中，随着地壳运动抬升，海洋变成陆地，湖盆变成高山，一层层水平状的沉积岩层也跟着发生规模不等的挠曲、褶皱和断裂等形变，从而使掺杂在泥砂之中具有流动性的点滴油气离开它们的原生地带（生油层），经“油气搬家”再集中起来，储集到储油构造当中，形成可供开采的油气矿藏，所以说，这一个个沉积盆地就像是一个个聚宝盆。
在储油构造里，由于油、气、水所占比重不同，因此各自的分布也有不同：气在上部，水在下部，而石油层在中间。储油构造包括油气居住的岩层——储集层；覆盖在储集层之上避免油气向上逸散的保护层——盖层；以及遮挡油气进入后不再跑掉的“墙”——封闭条件。只要能找到储油构造，就不难找到油气藏。油气藏通常是多种类型的油气藏复合出现，我们将多个油气藏的组合称为油气田。
世界上，海洋油气同陆地油气资源一样，分布极为不均。在四大洋及多个近海海域中，波斯湾海域的石油、天然气含量最为丰富，约占总贮量的50%左右；第二位是委内瑞拉的马拉开波湖海域；第三位是北海海域；第四位是墨西哥湾海域；其次是亚太、西非等海域。据中国南海油气资源也有巨大的发展远景，是世界海洋油气主要聚集中心之一。石油和天然气是人们向海洋索取资源的一大重要成果。
‘柒’ 石油是怎么形成的原理
石油形成的原理：
石油的生成至少需要200万年的时间，在现今已发现的油藏中，时间最老的达5亿年之久。但一些石油是在侏罗纪生成。
在地球不断演化的漫长历史过程中，有一些“特殊”时期，如古生代和中生代，大量的植物和动物死亡后，构成其身体的有机物质不断分解，与泥沙或碳酸质沉淀物等物质混合组成沉积层。
由于沉积物不断地堆积加厚，导致温度和压力上升，随着这种过程的不断进行，沉积层变为沉积岩，进而形成沉积盆地，这就为石油的生成提供了基本的地质环境。
大多数地质学家认为石油像煤和天然气一样，是古代有机物通过漫长的压缩和加热后逐渐形成的。按照这个理论石油是由史前的海洋动物和藻类尸体变化形成的。（陆上的植物则一般形成煤。）经过漫长的地质年代这些有机物与淤泥混合，被埋在厚厚的沉积岩下。
在地下的高温和高压下它们逐渐转化，首先形成腊状的油页岩，后来退化成液态和气态的碳氢化合物。由于这些碳氢化合物比附近的岩石轻，它们向上渗透到附近的岩层中，直到渗透到上面紧密无法渗透的、本身则多空的岩层中。这样聚集到一起的石油形成油田。
通过钻井和泵取人们可以从油田中获得石油。地质学家将石油形成的温度范围称为“油窗”。温度太低石油无法形成，温度太高则会形成天然气。
(7)石油怎么变成油气扩展阅读：
石油的物质成份：
油质（这是其主要成分）、胶质（一种粘性的半固体物质）、沥青质（暗褐色或黑色脆性固体物质）、碳质。石油是由碳氢化合物为主混合而成的,具有特殊气味的、有色的可燃性油质液体。严格地说,石油以氢与碳构成的烃类为主要成分。
构成石油的化学物质用蒸馏能分解。原油作为加工的产品，有煤油、苯、汽油、石蜡、沥青等。严格地说，石油以氢与碳构成的烃类为主要成分。分子量最小的4种烃，全都是煤气。
石油对环境不仅环境影响这么简单，如今应该用危害来形容。污染可分为三个方面：
1、油气污染大气环境，表现为油气挥发物与其它有害气体被太阳紫外线照射后，发生理化反应污染；或燃烧生成化学烟雾，产生致癌物和温室效应，破坏臭氧层等。
2、污染土壤，这里我们不必多说明，大家都知道石油污染土壤的地方，寸草不生。
3、污染地下水，我们现在生活的水资源被污染，以至于地方性癌症村屡屡皆是，这石油污染地下水的恶果是日日严峻。
输油管线腐蚀渗漏污染土壤和地下水源，不仅造成土壤盐碱化、毒化，导致土壤破坏和废毁，而且其有毒物能通过农作物尤其是地下水进入食物链系统，最终直接危害人类。
石油进入土壤后,会破坏土壤结构,分散土粒,使土壤的透水性降低。其富含的反应基能与无机氮、磷结合并限制硝化作用和脱磷酸作用,从而使土壤有效磷、氮的含量减少。特别是其中的多环芳烃,因有致癌、致变、致畸等活性和能通过食物链在动植物体内逐级富集,它在土壤中的累积更具危害。
‘捌’ 石油及天然气是怎样形成和保存的
在日常生活中，当你把少量的水洒到海绵上时，会发现水渗入海绵的孔隙中，且不会流出。与这种现象相似，石油和天然气是储存在有孔隙的岩石中的，储存油气的地层叫油气储层。储层中的油气很不稳定，往往会借助地下岩石孔隙相连而形成的通道，由压力大的地方向压力小的地方移动，只有遇到阻挡物时才会停止运移。在阻挡物处油气由少聚多，并且越聚越多，这种阻挡油气的地方一般称为圈闭。当圈闭像一个倒扣的锅时，专业人员称它为构造圈闭。当然还有其他形式的圈闭。如果这些圈闭正好被致密的、不透水的岩石所组成的地层盖住，油气从圈闭中流不走，也挥发不掉，使油气最终定居在这里，就形成油气田。
那么油气是怎样生成的呢？对于石油和天然气的生成有几种学说，占主导地位的有机生成学说认为，石油和天然气是生物（包括动植物、微生物等）死亡后演变而成。一般认为，海洋或湖泊中生活的生物，死后沉入水底，与从陆地上随河流搬运来的沙石一起，在水底形成沉积物。由于这些沉积物与空气隔绝，不容易腐烂，这些沉积物便不断地一层一层地向上堆积，经过几十万年至几百万年，堆积厚度可达几百米至数千米。随着堆积厚度的增加，压力、温度也随之升高，沉积物中的动植物、微生物就发生复杂的物理、化学变化，使有机质逐渐转化为深埋地下的油气，这些生成油气的地层就是生油岩。那么，深埋在地下、看不见又摸不着的石油和天然气，怎样才能找到呢？最有效的方法是利用油气和它周围物质物理性质上的差异才能找到，也就是说用地球物理方法，特别是用地震勘探技术才能找到。我们今天使用的石油和天然气是在几十万年至几百万年前的历史长河中逐渐形成的。油气真是来之不易，我们要注意节约。
油气储存在像倒扣的锅中，最上面为天然气，中间为石油，下面为水
‘玖’ 石油和天然气是如何产生的
那是地球留给生物赖以生存的物资，是为了地球上有人类生存，上天自然有好生之德，给了各类生物生存的空气、阳光、水。记得上古时期，地球和一棵小星行相撞，大火弥漫地球，荡起的尘雾遮天蔽日，地球进入冰冻期，灭绝了一切生物。
这都是在亿万年前地球变迁后又经过千百万年的地质结构的演变所形成的，石油是最早形成的，再过若干年后石油经过地质结构的作用下形成煤炭了，天然气就是在开采煤炭和石油时的上成的体，其实我看它们的形成的过程就是跟我们现在人工修建的沼气是一样的过程，只是它的年代久远！