环球今头条！哪里可以找到石油呢？

2022-10-09 10:00:12 来源：科普中国

石油、天然气深埋在茫茫的戈壁、沙漠、黄土高原下面，有的甚至埋藏在蓝色的大海下面，它们是如何被人们一步一步发现的呢？我们是如何找到石油、天然气的呢？

油气多了会“露头”

从19世纪四五十年代起，到20世纪一二十年代，人们通过寻找那些渗透到地面的油气痕迹来寻找石油，石油人把这些渗透到地面的油气痕迹称为“油气苗”。在人类尚未掌握勘探技术之前，这是寻找油气最直接的方式，也是人类最早认识石油的方式。道理很简单：既然这里从地下岩石缝隙往地上溢出石油，说明这里地下就储藏有石油。

(相关资料图)

我国陕西延长安沟乡北侧约2公里处的河床内，在河床边露出的岩石上，可以看见明显的油迹，原油沿着岩石裂缝渗出，形成规模不等的原油“露头”。那里随处可见原油沿缝隙渗流出来，局部沿着岩石断面溢流并形成一层厚厚的棕黑色油膜。

新疆塔里木盆地北部的库车河大峡谷中，有许多壮观奇特的山脉，山谷里伴随着隐约闻到的汽油味道，可以看到有很多像黄油一样的液体，从石头缝中渗透出来，有些地方甚至已经汇聚成了黄色的溪流。令人惊奇的是，这些黄色液体能被轻易点着。这就是由于地质构造断裂，将深埋地下的石油带到了地面。暴露出来的油气逐渐逃逸到空气中，而这些遗留下来的黄色液体就自然形成了石蜡，这些都是石油在地表留下的痕迹。类似这样神奇的现象还有很多，比如在塔里木盆地的一个山谷里，有一团常年熊熊燃烧的火苗。它就是由地下的天然气逃逸到地表产生的，至今没有人知道这团火到底燃烧了多久。

库车河峡谷流出的黄色石油

新疆克拉玛依有一个小山丘，只有13米高，这个地方最令人惊奇的是山上有一个流淌着黑色黏稠液体的池塘，池塘里时常会冒起一串串泡泡。这个小山包被这些黏稠的液体染成了黑色，因此当地人把这座山称为“黑油山”。黑油山石油“露头”在世界范围内都是非常罕见的。这些露出地表的黑色液体就是石油的油苗，是由于构造运动使岩层产生了断裂或者裂隙，使石油从地下渗透到地表，而且到现在都还在冒油。这些石油看起来非常黏稠，因为它的轻质组分被挥发掉了，剩下的都是重质组分。而且，这里的石油距今大概已有两亿年的历史了。

正是在黑油山这些淘气的、汩汩冒泡的原油的指引下，勘探人员找到了新中国第一个大型油田——克拉玛依油田，至今仍是中国重要的石油工业基地。

美国宾夕法尼亚州有个叫泰特斯维尔的小镇，小镇附近有条小溪，水面上常常漂着黑乎乎的东西。当地的印第安人用很原始的方式，从小溪中取出这些黑乎乎的东西，用来生火，还当作药给动物治皮肤病。其实，这些黑乎乎的东西就是石油，所以当地的印第安人称这条小溪为石油溪。

正是因为小溪中流淌的石油，美国一个叫德雷克的人，在1859年8月27 日打出了第一口日产油高达5吨的具有商业价值的高产油井，这一天被看作近代石油工业的诞生日。后来这里也成为美国乃至全世界第一个实现商业开发的油田。这口油井出油以后，德雷克顺手用装威士忌的木桶盛放和运送石油，这就成了石油工业的一个惯例。我们经常听到原油产量多少多少桶就是从这儿来的。后来人们在石油贸易中统一了计量单位，一桶石油是42加仑，158.99升。

早期科学技术不发达，人们依靠经验找“油气苗”，从而发现地下的油气。那时候，有些风水先生、巫师，装神弄鬼，故弄玄虚，其实，他们也是在寻找油气苗。找石油最大的困难是油和人中间隔着厚厚的土壤、岩石、深不见底的大海，看不见也摸不着。那么，人们是如何发现深埋在地下的油气资源的呢？难道石油工人像孙悟空一样有一双火眼金睛，能看见地下的油气？当然不是！

寻找石油最常用的一种方式就是地震勘探技术。其原理类似于海豚利用声波寻找食物，或人们面对山谷呼喊声波的回荡。

研究发现，海豚是利用回声定位来判断食物距离和方位的。声波是一种弹性波，可以在气体、液体、固体三种介质中传播。当声波传播到不同物质之间的界面时，往往发生一定程度的反射。通过测量反射波传播回来的时间，可以计算出声波源到食物的距离。同理，无论是陆地还是海洋，我们都可以利用回声原理找到地下油气的位置！

人工地震找油气

大家知道，海豚是利用回声定位来判断食物距离和方位的，我们的地质勘探人员在地面或海面是通过发射什么波找地下沉睡的石油呢？

他们用人工方法（用炸药或非炸药方式）产生地震，形成地震波。这种方法就是寻找石油最常用的一种方式，地震波探测方法。

采用炸药爆炸的方法产生震源，通常是在浅井孔中激发，先打一口较浅、手臂粗的井孔，深度有时可达15米左右。接着，将5～7千克炸药放到井中，用泥土夯实，点燃炸药，这就是老百姓说的“放炮”，只是药量比开山炮少得多。所以，地震勘探是很安全的。为了获得更好的地震效果，不仅要把几千枚炸药深埋于地下，而且要按照一定规律分布，在上万平方千米的范围内依照一定的顺序引爆。

地震波一般可以穿透几千米甚至上万米的地层（包括海水），在向地下传播时，遇到不同的岩层、流体分界面，地震波会发生反射与折射。在遇到地层界面时就会发生反射波。通过地面布置大量的高精度检波器接收回来的信号。

检波器是干什么用的呢？它是用来记录反射回来的声波，如时间信息等。检波器布置在一系列的地震测线上，测线的长度几千米到几十千米不等，测线与测线之间的距离几十米、几百米至几千米不等，检波器与检波器之间的距离几米至30米不等，视精度要求不同而不同。可以算一算，如果一条测线20千米长，检波器之间的距离20米，那么这条测线上要布置1000个检波器。如果有几十条测线、几百条测线，就要在地面布置数万个检波器。

检波器是搜集地层信息的神器

大家在电视、电影里看见过地质专家翻山越岭的场景吧。他们在干什么呢？他们是在做地质普查，就像医生，先观察病人的体表特征。接着在可能性大的区域进行地表的化学生物指标分析，这就像给人体做抽血化验，然后给可能存在石油的地方在地表做炸药炮眼布置、检波器布置。

地质专家利用计算机来处理检波器中记录的这些数据，就可以构造出地下岩层系统的一张张层次分明的图像。这些图像里，就隐藏着油气田的秘密，如地下地层高低起伏、有什么样的岩层、有没有油气、地下油气的可能位置和范围等。这就好比医生给人体做CT、核磁共振、拍X光片，地质专家通过对检波器数据进行分析，给地层做一个全方位的透视扫描。

利用人工地震信息对地层进行透视扫描

在海洋上，勘探人员又是怎么发现海底的油气资源的呢？能像陆地那样采用炸药产生地震波吗？刚刚我们介绍的用炸药做震源，产生地震波，它的优点是简单、易行。但也有缺点，例如，钻炮眼和炸药费用较高，在工业区和人口稠密区使用炸药不安全，可能会造成环境污染、地表破坏以及生物死亡等。

还有一种方式，就是不用炸药，即非炸药震源，也称为可控震源。可控震源车底部有特制钢板，通过和地面接触并按一定频率震动，形成向地下传播的地震波。简言之，就是控制重物连续地夯砸以形成地震波，类似过去农村的打夯。

在海上，常用的非炸药震源是空气枪。将空气储存在一个高压容器中，然后加压。当压力达到一定程度后，大约是13至20兆帕，突然将其在水中释放，“爆炸”产生地震波，强大的冲击波向水下和海底地层传播。

利用地震勘探技术，地球物理学家就可以给地球做“B超”，就可以发现地下含油气的构造，找到石油和天然气在哪里，在什么地方聚集，富集区最有可能在哪里等一些基本情况。

在地下埋藏数千米的岩层，与地面岩层一样，有的地方像崇山峻岭的大山，有的地方像一马平川的平原，油气赋存在不同类型的岩石当中。然而，地下岩层中是否有石油与天然气富集，有多少，是否很容易开采出来等，仍然有很多不确定性，地震勘探技术还不能给出准确答复。通过什么方法来进一步证实、搞清楚呢？做“B超”后，接下来是钻井，凿开一个通往油气层的“井” 通道，并对“井”通道剖面进行测井“测试”，综合分析数据。石油地质专家就像“医生”一样，通过开展综合研究，明确地下石油、天然气在哪里，能否开采，有无经济开采价值等。

至此，找油的工作就结束了，接下来就该对地下这些丰富的石油宝藏进行开采了。不过投入开采之前，还有一个重要环节，就是钻井，修建一条通向地面的人工“油气”通道，也就是大家熟知的井眼。

作者：张烈辉

关键词：地震勘探之间的距离石油工业