石油地质学（汉语拼音：Shiyou Dizhixue；英语：Petroleum Geology),研究石油和天然气在地壳中生成、运移和聚集规律的学科。石油和天然气是流体，与固体矿产相比，有其独特的生成和聚集规律。油气在生成后必须通过运移才能聚集在有利的圈闭中。在石油地质学中，过去只是将天然气当作是生油过程中的伴生物，但随着天然气勘探的深入，发现了大量的工业性气藏。天然气的成因具有多样性，既有有机的油型伴生气、石油裂解气、生物成因气和煤成气，还有无机成因气。其运移聚集和保存条件也与油藏有差别。因此，20世纪80年代以来，人们逐步将天然气地质学从石油地质学中分出来而成为一门新学科。

石油是人类历时250年工业化的最重要的能源之一，最早是煤，然后是石油和天然气。人类对石油的需求使石油地质学取得了很大进展，但仍有问题尚待解决，如：干酪根热降解成油说，可能并非是生油理论的唯一模式；在储层成岩后生作用的研究中，探讨次生孔隙的成因，预测砂岩和碳酸盐岩横向上和纵向上的次生孔隙发育带；在厚的泥质烃源岩发育情况下，详细研究石油初次运移的距离和排烃量等问题；盆地分析和模拟研究；非构造圈闭成为提高油气储量和产量的重要勘探对象。

简史

18世纪中期，人们就在有油气苗的位置或其附近凿井，发现在一些背斜脊部有油渗出。1861年加拿大T.S.亨特、1863年俄国T.V.阿比赫和1885年美国I.C.怀特等地质学家先后提出了背斜找油理论。该理论一直为地质学家所遵循，指导着勘探的决策。1921年J.C.卡彻在美国俄克拉何马州中部运用地震勘探反射法成功地找到地下储油构造，为应用背斜理论找油提供了依据。20世纪30年代，在美国发现了巨大的东得克萨斯地层油藏之后，地质学家认识到不能简单地只靠背斜理论找油，为寻找新油田，还必须采用地层学方法。因此，在地质理论中引入了生物礁、不整合、逆倾斜的尖灭、岩相制图、枢纽线、三角洲沉积等与地层圈闭有关的概念。

19世纪初期，地质学家根据野外观察，认为石油起源于沥青质页岩，并运移到砂岩中。在石油无机与有机成因的长期激烈争论中，有机说提供了很多重要证据，且不断地完善。1941年，中国的潘钟祥教授提出了陆相生油的观点，1964年，黄第藩等通过中国青海湖第四纪有机物质的分析，进一步证实了这一观点。在国外海相沉积生油说盛行，1943年，美国的F.C.怀特莫尔等根据从海藻中分离出含有19～34碳原子的一系列烃类的事实，指出海洋有机体一年提供约6,000万桶油当量的烃类，足够形成在沉积岩中发现的总烃量。1952年，美国的P.V.史密斯通过对现代海洋沉积物中烃的研究，进一步完善了海相生油理论。他指出近代海洋沉积物中存在游离烃类，并在成岩早期阶段随着深度加大，烃含量急剧增加，非烃化合物含量显著减少。1963年，美国的P.H.艾贝尔森提出，石油是沉积物的干酪根在成岩过程的晚期经过热解生成的。干酪根成油说是石油生成的最重要理论。1985年，中国的戴金星等提出了煤成气的观点。

1962年，苏联的A.N.斯纳尔斯基指出，微裂缝对石油从不渗透烃源岩中排出有重要的作用；1975年，日本K.马格拉（真柄钦次）除了强调压实作用为初次运移的主要动力外，还主张黏土矿物转化脱水和异常压力也是初次运移的动力；1979年美国的H.D.赫德伯格认为，由于液态或气态烃类数量不断增加，生油层内压力增加，直到压力增至大于岩石强度时，岩石产生微裂缝，使烃类从烃源岩中排出。

20世纪70年代以来，许多地质学家和地球化学家，根据含油气盆地沉降史、沉积史、干酪根类型及其成熟度，建立石油生成模型，在空间和时间上定量地确定每一层烃源岩的生烃潜力。1975年，法国B.P.蒂索等首次提出石油生成与深度和地质时间呈函数关系的模型。1983年，法国B.迪朗还基于达西定律和相对渗透率概念，描述了二维二相单元数学运移模型。该模型提供了埋藏过程中沉积物孔隙的石油饱和度史和流体压力史，指出了石油运移的时间及油藏形成的可能部位。由于石油地质学家们的努力，石油地质理论开始定量化和模式化。

20世纪中、晚期，在油气勘探实践中，石油地质学家如美国的A.I.莱复生等总结出除了背斜型油气聚集带外，还存在断层、盐（泥、火山）、底辟构造、地层超覆不整合、潜山、生物礁、砂（砾）岩体等多种类型油气聚集带，并指出了找油气的方向。

中国石油地质学是随着油气勘探实践形成和发展起来的。近代石油工业可以上溯到清政府1878年以台湾设立中国第一个开发石油的矿油局、钻成第一口近代油井作为起点。直到1939年，甘肃玉门老君庙油田的投入开发，才初步建立了近代石油工业的基础。

中国石油地质学理论重点是围绕中国陆相沉积生油和复杂地质背景下成藏两大问题。1914～1916年，美孚石油公司在陕北钻井7口，未获好的结果而告终。同时派F.G.克拉普和M.L.富勒在中国北方进行了大面积石油地质调查，提出中国中新生代地层大部分为陆相沉积，海相沉积很少，不会生成大量石油，“中国贫油”。对此，最早提出质疑的是李四光（1928）、谢家荣（1930）、翁文灏(1934)、孙健初（1938）和王尚文（1946）等人。

1949年中华人民共和国建立，当时全国除台湾外只有老君庙、延长、独山子3个小油田和四川圣灯山、石油沟2个小气田。自20世纪50年代开始，以玉门油矿为基地，以陆相生油为理论基础，相继发现了冷湖油田、克拉玛依油田和四川天然气田。1959年9月26日，松基3井喷油，发现大庆油田，一举改变了中国石油工业的布局。至此，中国陆相生油理论从萌芽启蒙期发展为系统完整理论的轮廓初步形成。

20世纪50～60年代，中国一些主要大地构造学派，如李四光的地质力学构造理论，黄汲清的多旋回构造运动说，张文佑的断块构造说，张伯声的波浪状镶嵌构造说，陈国达的地洼学说以及在全球兴起的板块构造说，对中国含油气盆地勘探都产生过不同的影响。先后提出了“内陆潮湿拗陷说”和“深拗陷有利于生油”（田在艺1956，侯德封1959）。70年代末提出“新生古储－古潜山油气田”和“渤海湾盆地复式油气聚集（区）带”理论（李德生1980，胡见义1981）等，发现了胜利、大港、辽河、任丘等油气田，至1978年年产突破亿吨原油，跃居世界产油大国行列。

20世纪80年代以后，中国石油天然气工业进入稳定发展时期，在地质理论上先后提出煤成烃（气）理论、天然气地球化学、天然气聚集（区）带理论（戴金星1986，王涛1997），“陆相断陷盆地隐蔽油气藏形成机制与勘探”理论体系（胜利油田，2004）、“前陆盆地冲断带油气富集区”理论（贾承造，2004）等。在渤海湾、塔里木、准噶尔、吐哈、柴达木、四川和鄂尔多斯等盆地油气勘探取得重大进展。至2004年底，中国累计探明石油储量246.8亿吨，已探明天然气储量4.38万亿立方米，2004年完成“西气东输”工程建设。中国拥有丰富的油气资源，随着中国石油地质学的蓬勃发展，油气储量将会不断增长。

基本内容

主要包括以下7个方面：

1. 石油及其伴生的天然气、固体沥青的化学组成、物理性质和分类。
2. 石油成因与烃源岩标志。
3. 储集层、盖层及生储盖组合。生储盖组合是形成油气藏必不可少的条件之一。有利的生储盖组合是指烃源岩中的油气能运移到储集层中，同时盖层的质量和厚度又能保证运移至储集层中的油气不会逸散，这是形成油气藏的重要条件之一。
4. 油气运移，包括油气初次运移和油气二次运移。
5. 圈闭和油气藏类型。
6. 油气藏的形成和保存条件。油气藏的形成过程中在各种因素的作用下，油气从分散到集中的转化过程。能否有丰富的油气并且被保存下来，主要取决于是否具有生油层、储集层、盖层、运移、圈闭和保存6项条件，以及它们在时间上相互配置组成的含油气系统。
7. 油气田、油气聚集带、含油气系统和含油气盆地的地质特征及类型。

与其他学科的关系

石油地质学与流体力学、有机地球化学、地球物理学、构造地质学、沉积岩石学和岩相古地理学等有密切的关系。例如，有机地球化学的发展，以及色谱、色谱–质谱、红外光谱、电子显微镜和同位素分析等技术的广泛采用，为解决石油成因问题创造了良好的基础。一些重要的油气藏与河道砂、三角洲砂、浊积砂等类型沉积砂和礁密切相关。而这些类型的砂体和礁的分布受沉积体系的控制，因此，只有通过研究沉积岩石学和岩相古地理，才能确定储集岩分布的有利地带。石油地质学与构造地质学关系十分密切。油气的运移和聚集受盆地区域构造和局部构造条件的控制，要想成功地找到与背斜构造、断裂构造以及不整合面有关的油气田和油气聚集带，就必须深入掌握有关构造地质学的知识。为了确定储油气构造和各类沉积砂体、生物礁的位置和形态，常常需要借助于地球物理学中地震勘探方法特别是多属性地震分析的理论和技术。