深埋地下的油、气原来都是从古代江、河、湖、海底部的沉积物中衍生出来的。古代有机堆积物的一部分变成了今天的石油和天然气,无机堆积物则变成了今天的生油岩层、盖层、底层和储油层。自从人类利用石油和天然气以来,不知道已经消耗了多少油气,也不知道地下还有多少油气?难道有那么多生物遗体形成油气吗?岩石里的缝缝洞洞又能储存那么多的油气吗?有的油井一天就能生产成百上千吨原油,也是从那些又细又小、曲曲弯弯的缝缝洞洞里流出来的吗?
流水能搬运来数量巨大的物质,只要我们看一看全世界的沉积盆地、冲积平原,是很容易理解的。在那广阔的沉积范围内,有的地方沉积厚达10000米以上(如我国四川盆地、塔里木盆地等)。在这数量巨大的沉积物中即使只有2%的有机质,数量也是惊人的。有人计算过,如果在一片纵横100千米的浅海中沉积了100米厚的有机淤泥,淤泥的相对密度为2.2,其中的有机物质就会有440亿吨。这些有机物质中如果只有10%变成了石油和天然气,其质量也高达44亿吨。
那么,岩石的缝缝洞洞能装得下它们吗?装下了!
岩石里那种几米或几十米的大溶洞虽然不多,可是也别小看了那些肉眼难以看见的缝缝洞洞。古话说,集腋成裘,聚沙成塔。
这些微不足道的缝缝洞洞串联在一起,就具有惊人的容量。假若有一岩层厚10米,孔隙的总体积只占岩层总体积的10%(即孔隙度为10%)。在1平方米这种岩层中,就有着整整1立方米的容积,可以装1吨水或将近1吨原油。这样,只要有几百平方千米这种岩层,就有着数亿立方米的容量,这样的“库”难道还小吗?难怪人们常常用“油湖”“油海”之类的词来形容油田了。只是在这种“海”中既没有烟波浩渺的景象,也没有汹涌澎湃的怒涛。
从那肉眼几乎看不见的细小孔隙中开发出巨量的石油资源,就不能孤立地看待那些微不足道的孔隙。还以孔隙度为10%的岩层为例。如果它的全部孔隙都连通并都能允许油流通过,就相当于在每一平方米这种岩层中,每十米厚就埋着一条流通截面积为1平方米的管道,它允许流体通过的能力还不惊人吗?再说流体在岩石里渗流的速度还和压力等因素有关。井底压力一般还不到一个大气压的民用水井,已经有相当多的水供我们取用,何况有的油井井底压力可以高达一二百个大气压了。当然,流体在多孔介质中的渗流与其在管道、河渠中的流动不完全相同。岩石的渗透率、流体的物理性质等对它的影响也很大。我们不能孤立地看待那些微细的孔隙。当每一条微不足道、弯弯曲曲的小孔隙里慢慢渗流着的石油汇集到井底后就发生了变化。
压力足够大时,它们就以很快的流速喷射而出,成为强大的油流。地下虽然有众多可供油气活动聚集的“空间”,但有些是因为根本没有通道,油气无法进去;有些又是通道条件太差,油气很少进得去;还有一些,虽然通道还可以,油也能进去,但由于致密化作用的继续发生,油出不来了,就得靠工程技术,把这部分油取出来,但由于油气进入以后,又发生了地壳运动,产生了新的裂缝,形成无数个“后门”,致使油气又跑了。在一些地区,比如我国的渤海湾油气区,虽然地下能够储存油气的空间很多,但经过钻探,却发现油气是忽多忽少,忽有忽无,它们像狐狸一样和油气勘探者捉迷藏,即使是很有经验的地质学家们,也难免受骗。