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尋其源——海底油氣資源的形成

石油和天然氣（統(tǒng)稱(chēng)為油氣）都屬于化石能源。對(duì)于它們的形成，現(xiàn)在一般認(rèn)為是遠(yuǎn)古時(shí)期的藻類(lèi)、魚(yú)類(lèi)、微生物和植物等的遺骸，被江河帶來(lái)的大量泥沙埋藏在地下。生物遺體的分解使泥沙富含有機(jī)質(zhì)而成為有機(jī)腐泥。隨著時(shí)間的推移，這些有機(jī)腐泥被不斷壓實(shí)并陷入更深部的地層中。在高溫、高壓的作用下，其中的有機(jī)物逐漸轉(zhuǎn)化為石油和天然氣，并滲入下方的多孔性介質(zhì)中。只要油氣來(lái)源充足，并具備孔隙度良好的儲(chǔ)油巖層，以及阻擋油氣散失掉的蓋層或圈閉條件，經(jīng)過(guò)一段漫長(zhǎng)的時(shí)間就能夠形成油氣藏。

海底石油儲(chǔ)藏通常分布在大陸架和深海盆地——在大陸架上，由于連續(xù)的沉積作用和地質(zhì)構(gòu)造的影響，沉積物更易堆積形成油氣藏；而在深海盆地中，也有大量的海底沉積物和地質(zhì)變化可以形成油氣藏。

海底地層的成像圖像（圖源：《知識(shí)就是力量》雜志）

由于藻類(lèi)、微生物和植物都是有機(jī)物，所以這種學(xué)說(shuō)也被稱(chēng)為“有機(jī)生油說(shuō)”。關(guān)于石油的生成，還有一種觀點(diǎn)，認(rèn)為石油是無(wú)機(jī)物生成的，被稱(chēng)為“無(wú)機(jī)生油說(shuō)”。

海底石油勘探背后的重重挑戰(zhàn)

人們是如何透過(guò)厚厚的海水發(fā)現(xiàn)埋藏在地下深處的石油的呢？

海上石油勘探的方法和技術(shù)發(fā)端于陸地石油勘探，但由于海底以上海水層的覆蓋使得海陸勘探方式大相徑庭，也增加了海上石油勘探的難度。

（圖源：《知識(shí)就是力量》雜志）

海上石油勘探最突出的特點(diǎn)是，一切勘探活動(dòng)都必須配備相應(yīng)的水上運(yùn)載工具和設(shè)備，不能進(jìn)行直接的野外地質(zhì)踏勘（也稱(chēng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查），只能通過(guò)海洋地球物理勘探和水下取樣等方式研究石油地質(zhì)基礎(chǔ)，預(yù)測(cè)石油儲(chǔ)量分布。

因此，海底石油勘探以及開(kāi)發(fā)都面臨重重挑戰(zhàn)：一方面，地震勘探、重力勘探、磁力勘探、電法勘探等地球物理勘探手段都需要在勘探船上進(jìn)行，船舶在航行中如果受到風(fēng)浪涌流的影響，會(huì)產(chǎn)生偏航，容易導(dǎo)致探測(cè)結(jié)果產(chǎn)生極大的誤差；另一方面，海上鉆井面臨海水深度過(guò)大、海洋內(nèi)波、海底低溫高壓、地基沖刷、材料腐蝕等難題，同時(shí)還有原油泄漏等風(fēng)險(xiǎn)，稍有不慎就會(huì)對(duì)海洋生態(tài)造成毀滅性的影響。

探其蹤——海洋地震探測(cè)顯神威

海洋地震探測(cè)是海上石油勘探和開(kāi)發(fā)管理中應(yīng)用最為廣泛的勘探技術(shù)，它是通過(guò)人工激發(fā)地震波的方式對(duì)海底油藏進(jìn)行勘探。目前最常用的勘探方法是三維地震勘探——通過(guò)帶有專(zhuān)業(yè)地震設(shè)備的大型船只進(jìn)行。進(jìn)行勘探的船上會(huì)配備高壓空氣槍陣列或電火花震源作為激發(fā)震源，并通過(guò)安裝拖纜陣列在水面以下進(jìn)行拖曳式采集，拖纜上安裝一系列水聽(tīng)器用于接收地震波。

拖纜陣列的寬度可達(dá)2000米，長(zhǎng)度可達(dá)1.5萬(wàn)米。通常情況下，勘探船以不大于5節(jié)（約9.2千米/時(shí)）的低速航行，每隔10秒左右，在水中激發(fā)一次地震波，人工激發(fā)產(chǎn)生的地震波穿過(guò)海水進(jìn)入地下巖層，而后從地層反射回水面，由水聽(tīng)器記錄下來(lái)。

數(shù)據(jù)采集完成后，會(huì)通過(guò)專(zhuān)業(yè)的地震數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行處理，像醫(yī)學(xué)的CT一樣，得到海底地層的成像圖像。石油地質(zhì)工作者可以借助這些圖像來(lái)判斷解釋地下的地質(zhì)情況，并預(yù)測(cè)該處潛在油氣藏的發(fā)育情況，而后可以通過(guò)打探井的方式來(lái)確認(rèn)是否存在油氣。同時(shí)，地震數(shù)據(jù)也用于已發(fā)現(xiàn)油氣藏后期的開(kāi)發(fā)和管理。