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油气田环境保护与治理技术研究伴随着全球化和工业化的迅速发展，油气资源的开采和利用也逐渐成为国家和地区经济发展的重心。
然而，开采和利用油气资源也给人类和环境带来了巨大的挑战。
油气开采中所产生的环境问题，例如油气泄漏、大气污染、水质污染等问题，不仅严重影响了当地的生态环境和人民的生命健康，而且也阻碍了油气资源的实际利用。
因此，油气田环境保护与治理技术的研究和实践，变得日益重要和紧迫。
一、油气田环境问题的成因油气田环境问题的成因非常复杂，主要涉及以下几个方面：1. 油气开采对环境的破坏油气开采过程中，需要进行井下注水、压裂等工艺，这些工艺会直接或间接对地下水、土地和空气等环境造成影响。
其中，注水过量容易引起地下水位升高、地表塌陷和水土流失等问题，而压裂过程中则可能引起地震灾害和土层破裂等危害。
2. 油气泄漏对环境的影响油气泄漏是油气开采中最常见的环境问题之一。
油气泄漏的原因可以是设备损坏、人为操作失误或天然灾害等多种因素。
油气泄漏会污染地表和地下水，破坏周边的动植物生态系统，同时也对当地民众的生命健康造成危害。
3. 废弃物处理不当导致污染油气开采工程过程中会产生大量的废弃物，包括井底沉积物、尾料水、生产二次污水等等。
这些废弃物如果处理不当，会对环境造成严重危害。
例如，井底沉积物和尾料水中可能含有多种有毒有害物质，如果不加以处理，可能直接排放到地下水和表面水体中，导致有毒物质的累积和污染。
二、油气田环境保护与治理的技术手段为了有效处理油气田环境问题，需要采用一系列的环境保护和治理技术手段。
这些技术手段可以分为以下几类：1. 油气泄漏应急预案与处置技术当发生油气泄漏时，需要采取针对性的应急预案和处理技术。
例如，对于较小的油气泄漏，可以采用人工熄火和物理拦截的方式进行处理；对于大面积的油气泄漏，可以通过引入其他的化合物来控制油气泄漏，或者通过地下覆盖层的方式隔离泄漏源。
2. 地下水、土地和大气治理技术针对油气开采对地下水、土地和大气的污染问题，需要采用一系列的治理技术，例如针对污染地下水的技术有压力抽水法、化学法、微生物处理法等；针对污染土地的技术有土壤重金属污染修复技术、植物修复技术等；针对大气的污染可以采用装置烟气脱硝的技术、低NOx燃烧技术、烟气脱硫技术等。
油气无机成因论概述中国石油大学（华东）谭丽娟2.1 油气无机成因论概述19世纪70年代以来两大成因学派：无机起源、有机起源根本分歧：对成烃母质的认识。
油气无机成因说：石油及天然气是由无机物转化而来的。
泛宇宙说和地球深部的无机合成说2.2.1 泛宇宙说包含烃类在内的有机化合物是在宇宙天体的无机演化过程中形成的，地球在形成时就包含有机物。
证据：陨石和行星中发现有机化合物；地球火山喷气和幔源岩浆岩中存在有机包裹体。
宇宙说、岩浆说、地幔脱气说1）宇宙说1889年，俄国В.Д.索柯洛夫•碳氢化合物是宇宙间固有的。
证据对太阳系中的木星、土星、天王星和海王星等行星的气圈以及彗星的尾部等天体光谱分析发现有甲烷;发现烃类化合物可由 Fischer-Tropsch 反应合成。
2）岩浆说 • 石油的形成与基性岩浆冷却时碳氢化合物的合成有关。
证据：岩浆岩、变质岩中相继发现油气藏；基性岩浆中发现天然气。
石油地质学家 库德梁采夫 （前苏联，1949） 碳 氢 氧 氮 硫 高温高压 CH 、CH 2、CH 3 聚合反应加氢作用 各种碳氢化合物3）地幔脱气说——深源气T.Gold（1993）•地球深部存在大量在地球形成时就已有的甲烷及其它非烃气体。
在地球演化过程中，这些气体从地球深部被加热而通过深大断裂等通道或伴随火山活动释放出来并向上运移，部分保存在地壳和上地幔中，形成天然气藏；部分逸散到大气圈中。
证据：火山岩气藏；超深井钻探发现非生物成因气。
2.2.2 地球深部的无机合成说油气是在地球深处，由于高温、高压和催化剂的作用下由H2O、CO2、H2等简单无机物反应形成的。
碳化物说、费-托地质合成说、高温生成说、橄榄石蛇纹石化生油说1）碳化物说1876年俄国化学家门捷列夫（Д．И．Менелеевд）•地下深处有重金属碳化物(碳化铁等)与水作用可产生烃类。
3Fe m C n+4mH2O→mFe3O4+C3n H8m 证据：当时大多数地表油气显示和油田都分布在山脊附近。
0 前言油气藏的形成过程研究及油气分布规律，是石油地质学理论的重点内容之一。
为了预测有利勘探区，提高选择勘探目标的精确性和效率，必须弄清油气分布规律，弄清油气分布规律必须分析油气成藏的全部过程和根本机理。
因此，自石油工业诞生以来，油气成藏机理研究一直是广大石油地质工作者极为关注的问题，也是长期以来困扰石油地质学界的一大难题。
油气成藏过程包括油气的生成、运移、聚集以及保存和破坏各个环节。
因此，分析油气成藏过程，总结油气成藏机理，建立油气成藏定量模式，对于推动石油地质理论的发展，有效解决当前油气勘探中的一些难题，提高油气藏定量评价和预测及石油工业的增储上产具有非常重要的意义。
1 油气成藏过程研究的历史发展阶段自石油工业产生以来，油气成藏机理一直是石油地质学家极为关注的问题，其研究大致经历了三个发展阶段。
1.1 第一阶段（19世纪末-20世纪50年代初）以沿背斜褶皱带分布油气藏的背斜说或重力说为代表，为油气成藏机理研究的初始阶段，主要研究成果有：（1）在1861年怀特提出的早期背斜学说基础上，通过大量的石油勘探实践和理论研究，建立了比较完善的油气藏形成的背斜学说。
在“背斜圈闭理论”基础上，人们又提出了“非背斜圈闭理论”，进行了早期的石油圈闭分类，分析了油气藏形成的具体地质条件（怀特，1861）。
（2）通过烃类运移和聚集的流体动力学研究，建立了浮力、水动力和毛细管力为成藏过程中油气运移和聚集的主要控制因素，提出了流体势的概念，并根据流体势分布断地下油、气和水的运动方向，解决油气运移和油气成藏问题（Hubbert，1953），将油气成藏过程作为动力学过程，从而使油气成藏研究建立在科学的基础上。
（3）随着国内外石油勘探的广泛开展，证实了陆相成油理论，促使地质学家从更广泛的角度考虑石油的生成和聚集，研究油气成藏机理。
1.2 第二阶段（50年代中期-70年代末）本阶段是在油气藏形成的基本条件和形成过程的分析的基础上，全面地研究了油气成藏机理，主要表现在：（1）有机地球化学在烃类生成、成熟和初次运移研究中发挥着重要的作用，确定了有机质类型、丰度、演化，对成烃和排烃进行了系统的评价（Tissot等，1978；Durand，1980）。
前言石油和天然气的成因问题是石油地质学的前缘学科之一,也是石油地质的热门话题。
因为不仅涉及到油气成因理论的创新,而且关系到深部油气的勘查方向和最大程度扩大能源储备的问题。
对于油气成因,除了“生物成因论”和“地幔成因论”之外,尚有“地幔热柱成因论”、“宇宙尘石油雨成因论”、“地下放电放光成因论”、“古陨石坑成因论”等等概括地说,就是“有机”和“无机”的成因争论。
20世纪中期,我国大庆油田在陆相有机成因理论的指引下,发现了世界上最大的中、新生代陆相油田,突破了“中国贫油论”的束缚,取得了辉煌的成绩。
近年来由于我国冀东南堡大型油田、四川盆地普光大型海相油田、松辽盆地徐家园子油田火山岩气田的发现,无疑是对单一的“生物成因论(有机成因论)”提出了挑战。
然而石油成因理论不仅关系到生命起源等重大科学问题,而且对于石油勘探工作有着实际的指导意义。
有机生油论指导我们找到了目前绝大多数的油气资源,然而无机成因油气田的不断发现,以及无机生油论取得的一些令人瞩目的研究成果,使我们不得不重新审视生油理论,以求解放思想,拓宽视野,在新领域探寻石油资源。
现在认为石油基本上是无机成因的,而天然气的成因却是二元的即有机成因和无机成因。
油气成因理论应该是不断发展、不断进步、不断丰富的过程。
上世界七十年建立的油气有机成因理论极大地推动了石油工业的发展,指导地质学家们发现了众多的油气田。
但是油气的无机成因理论也在发展丰富取得了一些列的成就。
以及一些无机成因的油气田的发现更是极大地鼓舞了长期坚持油气可以无机形成的地质学家,进一步推动了有机无机成因理论的发展。
同时也有一些理论认为尤其是两种机制同时作用的结果,即油气中的碳元素来自生物有机质即为有机成因,而油气中的氢元素部分却是来自无机自然界的。
更有一些理论运用地球动力学的模式直接打破了油气传统的有机或者无机成因划分,将二者融为一体运用地球动力学模式进行分析和研究进而指导油气田的勘探。
一．油气有机成因油气的有机成因理论包括早期生油说和晚期干酪根热降解。
第二章石油和天然气的成因2.2 油气有机成因理论概述《油气地质与勘探》2.2 油气有机成因理论概述油气有机成因说：油气是在地球上生物起源之后，在地质历史发展过程中，由保存在沉积岩中的生物有机质逐步转化而成。
1）蒸馏说18 世纪中叶米哈伊尔·瓦西里耶维奇·罗蒙诺索夫 石油是煤在地下高温蒸馏的产物。
2）有机质地质作用的研究维尔纳茨基20世纪20年代初期系统研究了有机质的地质作用：《地球化学概论》、《生物圈》详细论述了石油的有机组成和石油有机成因的主要依据，提出了碳循环的模式。
3）石油中卟啉化合物和旋光性的发现20世纪30年代①特雷布斯（Treibs，1933）：发现并证实了卟啉化合物广泛存在于不同时代、不同成因的石油、沥青中，认为这些卟啉化合物来源于植物叶绿素。
②发现石油有旋光性。
——石油有机成因说的重要依据和有力支持。
4）混成说1932年古勃金含有各种类型的分散有机质的淤泥，在成岩早期产生分散状态的石油（微石油），在压实过程中和水一起进入储层，形成油气藏。
5）油气有机成因早期说的建立P.V.Smith（美国）、B.B.维尔别（前苏联）1952-1954年20世纪40年代，怀特莫尔等：生油过程仅仅是生物体中烃类物质的分离和聚集。
20世纪50年代，美国学者史密斯和前苏联维尔别等：石油是有机质在沉积物（埋藏成岩）早期生成的，是许多海相生物遗留下来的天然烃的混合物。
——早期生油说。
6）油气有机成因晚期说的建立①Bray 等（1961）发现：现代沉积物和生物体中的正烷烃碳数分布具奇偶优势，正脂肪酸碳数分布具偶奇优势，古老沉积岩和原油（或油田水）中不具此优势。
揭开了有机质成岩演化机理及其与石油形成关系研究的序幕。
6）油气有机成因晚期说的建立②阿贝尔松（P. H. Abelson，1963）：石油是沉积岩中占有机质70～90%的不溶部分（干酪根Kerogen）经过一定的埋藏演化，在成岩作用晚期，经热解产生的。
油气成因研究综述
石油天然气的形成必须要有物质基础，还要遵循客观的演化规律，对于它的成因有机成因说和无机成因说的对峙已久，至今仍然存在争议，而两派争议的核心自然是对油气的起源物质和生成演化过程的认识不同。
简单的说，有机成因说认为油气是地下分散在沉积岩中的植物、动物有机质转化而成，无机成因说主张油气是在地下深部高温高压的环境下，由无机物转换而来，这两种争论从其产生延续至今。
标签：天然气；石油；有机成因说；无机成因说
1 油气有机成因说
有机成因说是18世纪中叶提出的，主要理论有“蒸馏说”、“动物说”、“植物说”、“动植物混合说”、“晚期成油说”等。
最主要的证据有：a.目前发现的油田大都分布在沉积岩中；b.前寒武纪到第四纪的每个时代岩层里都发现了石油；c.从油气剖面中看出含油气层位与富含有机质的层位有相互依存的关系；d.目前发现的石油中化学成分并不完全相同，也没有完全不同；e.石油组分中的元素和有机质中的元素相近；f.在模拟实验中可以从有机质中提取到在油气中含有的烃类物质；g.油层的温度大都低于100℃；h.石油大都有旋光性。
下面将以时间顺序介绍有机成因的各个学说。
1.1 高温蒸馏说
18世纪中叶苏联的罗蒙诺索夫提出高温蒸馏说，他是最早提出有机学说的学者，他认为石油是煤在地下受到高温蒸馏的产物。
1.2 动物说与植物说
在18世纪60年代，有机学派根据实验和观察，提出了一些新的方案，如以低等动物为主的动物说和以藻类为主的植物说，植物说认为可能成为生油气的藻类有绿藻、蓝藻、硅藻及甲藻。
从1888年起，Hoefer和Engler对多种动植物的脂肪酸进行了实验，进一步完善了该学说。
1.3 动植物混成学说
20世纪初，波东尼认为动植物都可以成为油气生成的基础材料，它们和矿物质点一起形成腐泥岩，腐泥岩经过天然蒸馏可产生石油。
进而在1932年古勃金各种生物化学组成部分均可参与生成油气，他们可以来自海洋的动植物残体和从陆地携带进海洋的生物分解产物，含有这些有机质的腐泥就是生油气的母岩，一开始时石油以纤维油滴的形式分散于粘土淤泥的母岩中，而后在压力的作用下运移聚集形成油气藏。
在这个过程中温度并不高，其间有厌氧菌的参加，压力也在不断增加。
这些都使得早期成油理论得到进一步发展。
1.4 晚期成油说
晚期成油说即干酪根热降解成油说，在20世纪初期，学者们认识到了原油成分与密度随着温度和沉积岩变质程度加深而不断变化；到了50年代，气相色谱图的发展，加快了地质体中的微量可溶有机质的研究，借机可以更加系统的研究沉积岩沉积物以及石油中的脂肪酸、烷烃的成因及分布特征。
经过了大量的研究，人们认识到石油的生成不仅是烃类的富集过程，更重要的是烃类的新生过程。
1969年Vassoevich提出石油生成的“主要阶段”和“主要相”的概念；1973年Pusey 通过对古地温的研究，发现石油在地下一定温度和深度范围内分布，由此提出了“液体窗”和“地温窗”的概念。
这些都为晚期成油说奠定了坚实的基础。
晚期成油说认为沉积物埋藏的一定深度之后，到了成岩作用的晚期，沉积岩中一些不溶有机质达到成熟，进而热解生成大量油气。
这种观点在油气成因研究中被广泛认可。
2 油气无机成因说
油气无机成因说是在19世纪后期至20世纪中叶提出来的，其中著名的理论包括宇宙说、碳化说、陨石说与岩浆说等，他们认为油气的生成是由宇宙天体中的碳氢化合物或者是地下深处岩浆中所含的碳和氢通过无机方式合成的。
2.1 碳化说
碳化说是在1876年由门捷列夫提出的，他观察到石油起源同煤相联系的提法与实际中观察的剖面有矛盾，在试验中他发现碳氢化合物可以通过无机合成來得到，因此他提出“石油是地下深处的重金属碳化物与下渗的地下水相互作用生成的”。
油气生成的过程是重金属碳化物与水发生反应生成金属氧化物和石油蒸汽。
这种观点有一个很大的弱点：地下究竟有无重金属碳化物，还没有确凿的证据。
2.2 宇宙说
在19世纪末期由索科洛夫提出，他的理论依据是发现一些天体中含有碳氢化合物，在水星、天王星、土星及彗星的头部都有发现。
所以他认为碳氢化合物是宇宙固有的，在地球处于熔融状态时，碳氢化合物就包含在它的大气圈里，随着地球的冷凝，碳氢化合物也被冷却的岩浆吸收，随着这些碳氢化合物沿着裂隙向地表移动，聚集起来便形成了油气藏。
对于这种观点也有它解释不通的地方，地球早期的碳氢化合物分子量小，结构也相对简单，而现在开采出来的石油分子量很大，结构也很复杂。
2.3 岩浆说
岩浆说是前苏联库得梁采夫提出的，他在火山喷发岩中发现了沥青，在岩浆岩中也找到极少数的石油，这些石油的形成同基性岩浆冷却时碳氢化合物的合成有关，正是由于高温高压的条件，使得很多不饱和的碳氢化合物被聚合成饱和的
碳氢化合物。
他的理论表明地球上先有了石油才有了生物，不是石油来自于有机物，而是有机物来自于石油。
2.4 高温成因说
这是由俄国切卡留克提出的，他根据金刚石合成的实验，发现石油形成于上地幔古登堡层内，在高温高压的条件下，铁的氧化物被还原成烃类。
2.5 蛇纹石化生油说
俄国科学家耶兰斯基认为，有些油田被发现于蛇纹岩或者是蛇纹化强烈的橄榄岩中，因此他认为油气可以通过橄榄石的蛇纹石化作用形成，这种蛇纹石化作用多发生在地壳深部的坳陷，所生成的油气沿着裂隙升入沉积岩中形成油藏。
在上述两种成因说中，目前有机成因说被多数人认可，而且占了绝大优势，但是在有机成因说中仍然有很多不能解释的矛盾，比如大量生物死亡后是如何才能聚在一起分解的；而无机成因说也有确凿的证据：在实验室中确实可以通过无机合成的方法生成石油中的碳氢化合物；在目前开发的油田中也可以找到无机成因的油气。
这些原因都不得不使人重新审视油气的成因，因此还诞生了油气成因的二元论。
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