古代人類就發(fā)現(xiàn)了石油和天然氣。到19世紀(jì)中葉，俄羅斯和美國相繼鉆成了第一口油井，美國1859年在賓夕法尼亞鉆成第一口油井后，進入商業(yè)性開發(fā)，1862年的年產(chǎn)就達到3百萬桶。

　　19世紀(jì)末，全世界的石油年產(chǎn)量為1.5億桶，這時期主要依靠油苗在淺層鉆井，石油用于提煉煤油照明，一般稱之為“煤油時代”。

　　20世紀(jì)以來，石油工業(yè)飛快發(fā)展。1900年起，一些石油公司紛紛成立地質(zhì)研究部，開始用石油地質(zhì)理論指導(dǎo)找油。核心問題是油氣成因、油氣藏的形成和油氣分布規(guī)律。

　　研究油氣成藏的基本要素，即烴源巖、儲集層、蓋層和圈閉，油氣生成的一次和二次運移。與石油地質(zhì)學(xué)密切相關(guān)的學(xué)科也快速發(fā)展，如油氣地球化學(xué)，基本確定了石油的有機成因，為石油地質(zhì)學(xué)奠定了基礎(chǔ)。同時配套發(fā)展了油氣勘探和開發(fā)技術(shù)。油氣的勘探開發(fā)從淺層走向深層，

　　從陸地走向海洋。到2000年全球石油產(chǎn)量達到2.65百億桶，天然氣達到85.1萬億立方英尺。油氣成為主要能源和化工原料，世界進入了“汽油時代”和“化工原料時代”。

　　對油氣需求的快速增加，促使對油氣的開發(fā)從優(yōu)質(zhì)油氣擴展到品質(zhì)較差、開采難度較大和開采成本較高的油氣。

　　1979年，美國地質(zhì)學(xué)家Masters提出了油氣資源分布的三角圖概念，后來也有學(xué)者對三角圖進行了一些修改，但基本概念沒有變化。三角圖的頂部為常規(guī)油氣，開采技術(shù)難度較低和開采成本較低，油的品質(zhì)好，占總油氣資源量的比例較小。非常規(guī)油氣開采技術(shù)難度較大，開采成本較高，油的品質(zhì)較差，但占油氣總資源量中的比例大。

　　油氣資源類型分布

　　石油工業(yè)從以常規(guī)油氣為主，逐漸增加非常規(guī)油氣，在不遠的將來可能實現(xiàn)常規(guī)油氣和非常規(guī)油氣并舉的局面。石油地質(zhì)學(xué)正在發(fā)生創(chuàng)新性變化，不僅以常規(guī)油氣為對象的石油地質(zhì)學(xué)及其勘探開發(fā)技術(shù)將繼續(xù)深化發(fā)展，而且正在出現(xiàn)和發(fā)展非常規(guī)油氣地質(zhì)學(xué)和發(fā)展非常規(guī)油氣勘探開發(fā)技術(shù)。

　　根據(jù)非常規(guī)油氣的成因可以將其分為三大類。第一類是重油和油砂；第二類是頁巖油氣和致密油氣和煤層氣；第三類是油頁巖。（未完，本章節(jié)重點介紹重油和油沙）

　　1、重油和油砂

　　重油和油砂的成藏機理與一般常規(guī)油藏基本一致，都需要具有烴源巖、儲集層、蓋層和圈閉等成藏要素。由于重油和油砂的密度大、黏度高，雖然儲層多為高孔和高滲，仍然很難流動。重油和油砂的開采難度大、成本高，并且要有新的開采技術(shù)。

　　全世界的重油和油砂的標(biāo)準(zhǔn)不完全相同。美國聯(lián)邦地質(zhì)調(diào)查局2007年根據(jù)原油的重度和黏度進行分類：API大于25°為輕質(zhì)油；API大于20°，小于等于25°的為中質(zhì)油；API在10°和20°之間，黏度大于100MPA•S的為重油；API度小于10°，黏度大于10000MPA•S的為天然瀝青（即油砂）。

　　由此可見，原油的性質(zhì)從常規(guī)油、中質(zhì)油、重油、油砂是連續(xù)變化的。

　　從干酪根熱演化生成的大部分原油API大于25°。重油和油砂的形成是由于油藏形成之前和形成后，原油經(jīng)歷了不同程度破壞的結(jié)果。

　　主要有三種因素，一是盆地后期構(gòu)造運動對原油性質(zhì)變化的控制作用。

　　盆地演化過程中各種形式的抬升使早期形成的地層及其所包含的油氣藏出露地表，使空氣和地表水接觸，原油中輕質(zhì)組分逸散，原油被水洗和生物降解。最整合面之下的重油油藏。

　　二是蓋層質(zhì)量對原油性質(zhì)變化的控制作用。

　　蓋層阻擋油氣向上逸散，蓋層最主要的封堵作用是其巖石的毛細(xì)管力。最好的蓋層是鹽層，但分布最廣泛的蓋層是泥頁巖地層，當(dāng)這種蓋層的粉砂質(zhì)甚至砂質(zhì)含量增多，就降低蓋層的封蓋能力，使下覆儲層中的原油發(fā)生水洗和生物降解作用，使原油變重變稠。

　　三是底水作用，油藏底部形成瀝青墊現(xiàn)象在許多油田均有所發(fā)現(xiàn)，這是由于底水中的生物降解作用使原油變重和變稠。溫度高于80℃就很難有生物存在，底水降解作用必須在水溫80℃以上的深度。

　　大規(guī)模的重油和油砂聚集的先決條件是，盆地內(nèi)必須要有豐富的烴源巖，從而生成大量原油。盆地演化的早期多為被動大陸邊緣盆地和克拉通盆地，后期的原油變化要處于適度的范圍。

　　否則，原油全部破壞成為瀝青。重油形成環(huán)境受構(gòu)造運動影響弱于油砂。因此油砂多位于前陸盆地，重油可以存在于前陸盆地也可以存在于其他類型的盆地，分布更加廣泛。在一個盆地內(nèi)分布相對有利的位置是前陸盆地斜坡帶和前緣隆起的淺部�？傮w上，重油和油砂的埋藏比較淺。

　　根據(jù)美國聯(lián)邦地質(zhì)調(diào)查局的評價，油砂的原始地質(zhì)資源量為5.5萬億桶。其中，西加拿大盆地占2.334萬億桶、東委內(nèi)瑞拉盆地占2.08萬億桶，共占80%，分布非常集中，都是前陸盆地。重油原始地質(zhì)儲量為3.396萬億桶，約47%分布于阿拉伯盆地、東委內(nèi)瑞拉盆地和扎格羅斯盆地。與油砂相比，重油分布的盆地類型多，分布地域也比較廣泛。

　　重油和油砂的油質(zhì)比較稠，流動性差，特別是油砂。埋藏較淺的油砂基本上都是用露天開采和巷道開采的方法。一般在油砂埋深淺于120M時可以用露天開采，埋深120～750M時為巷道開采。

　　開采方法不斷改進，生產(chǎn)成本有所下降。重油和埋藏較深的油砂都采取井下開采的方法，目前在加拿大采用的主要方法是水平井和蒸汽輔助重力泄油（SAGD）相結(jié)合的方法。重油的原油性質(zhì)、埋深各地差異很大，必須因地制宜，但最基本的方法是注蒸汽，在合適的條件下，如奧里諾科重油帶也可以利用泡沫油機理水平井初期冷采，以提高經(jīng)濟效益。

　　截止到2012年，全球重油和油砂累計產(chǎn)量分別達到73.8億桶和175.8億桶。2012年全球年產(chǎn)重油4.69億桶，主要集中在東委內(nèi)瑞拉、巴西和墨西哥灣，油砂年產(chǎn)6.02億桶，主要集中在加拿大阿爾伯達盆地。據(jù)Hart　Energy　2011年預(yù)測，到2035年，全球重油和油砂年產(chǎn)量將達到56.72億桶。

全球重油與油砂2010-2035年日產(chǎn)量預(yù)測圖

　　可以生產(chǎn)的重油和油砂主要分布于較新的地層中，如白堊系、古近系和新近系。據(jù)報道，在東西伯利亞有規(guī)模巨大的瀝青礦藏，相當(dāng)大的部分為固體瀝青，地層時代較老，是否經(jīng)濟上可采有待研究。（轉(zhuǎn)自石油觀

察）