石油地質(zhì)學是研究石油和天然氣在地殼中生成、運移和聚集規(guī)律的學科，是石油和天然氣地質(zhì)學的簡稱。
石油是流體，與固體礦產(chǎn)相比，有其獨特的生成和聚集規(guī)律。石油聚集的地方并不是生成的地方，石油在生成后，必須通過運移才能聚集在有利的圈閉中。大量的勘探和開采實踐，積累了很多有關油氣生成、運移和聚集規(guī)律的知識，逐漸形成這門學科。
在美國和日本等國，石油地質(zhì)學的內(nèi)涵更廣，除研究石油和天然氣成因、油氣藏的形成和油氣在地殼中的分布規(guī)律，以及從生成、運移到富集成為油氣藏的基本原理外，還包括油氣田地質(zhì)學、調(diào)查和勘探油氣的各種地質(zhì)學、地球物理學和地球化學的原理和方法，以及油氣田開發(fā)的地質(zhì)學原理和工藝技術等內(nèi)容。
18世紀中期，人們就曾經(jīng)在油氣苗位置上或其附近鑿井，發(fā)現(xiàn)在一些背斜脊部有油滲出。背斜理論是加拿大地質(zhì)學家亨特于1861年提出的。背斜理論一直為地質(zhì)學家所遵循，指導著勘探的決策。特別是1920年地震反射法成功地應用于地下構造的制圖，更加強了應用背斜理論尋找石油的信心。
20世紀30年代，在美國發(fā)現(xiàn)了巨大的東得克薩斯地層油藏之后，地質(zhì)學家認識到不能簡單地只靠背斜理論找油。為尋找新油田，除了應用構造制圖外，還必須廣泛地采用地層學方法。因此，在石油地質(zhì)理論中引入了礁、不整合、逆傾斜的尖滅、巖相制圖、樞紐線、三角、洲沉積等與地層圈閉有關的概念。
在19世紀初期，地質(zhì)學家根據(jù)野外觀察認為，石油起源于瀝青質(zhì)頁巖，并被運移到砂巖中。在無機成因說；與有機成因說的長期激烈爭論中，有機說者提供了很多重要證據(jù)，并且不斷地對一些論點加以修正、補充和完善。1943年，懷特莫爾等根據(jù)從海藻中分離出含有19～34碳原子的一系列烴類的事實，指出海洋有機體一年所提供的6000萬桶烴類，就足夠形成在沉積巖中發(fā)現(xiàn)的總烴量。
1952年，史密斯通過對現(xiàn)代海洋沉積物中烴的研究，進一步完善了這種生油理論。他指出近代海洋沉積物中存在游離烴類，并在成巖早期階段隨著深度加大，烴含量急劇增加，非烴化合物含量顯著減少。1963年，埃布爾森提出，石油是沉積物的干酪根在成巖過程的晚期經(jīng)過熱解生成的。干酪根成油說已成為石油生成的現(xiàn)代最重要的理論。
馬格拉除了強調(diào)壓實作用為初次運移的主要動力外，還提供了粘上脫水異常壓力和石油運移等方面的資料。此外，斯納爾斯基指出，微裂縫對石油從不滲透油源巖中排出有重要的作用。蒂索、佩列特和赫德伯格等還認為，由于液態(tài)或氣態(tài)烴類數(shù)量不斷增加，生油層內(nèi)壓力增加，直到壓力增至大于巖石強度時，則巖石產(chǎn)生微裂縫，烴類氣體排出，隨著地層內(nèi)壓力逐漸降低，使微裂縫閉合。隨著烴類的不斷增加，地層內(nèi)壓力加大，巖石又產(chǎn)生微裂縫，又有烴類排出，如此循環(huán)往復，就使烴類斷斷續(xù)續(xù)地排出。
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