【跟著AI學(xué)技術(shù)】世界地質(zhì)盆地中的重油與天然瀝青資源
發(fā)布時(shí)間：2025-10-23
編者按：文章內(nèi)容來(lái)自美國(guó)內(nèi)政部/美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的公開文件報(bào)告2007–1084，作者：Richard F. Meyer, Emil D. Attanasi, 和 Philip A. Freeman,報(bào)告詳細(xì)介紹了世界地質(zhì)盆地中的重油與天然瀝青分布、儲(chǔ)量和形成原因分析等內(nèi)容。全部?jī)?nèi)容采用Deepseek翻譯而成，僅供大家學(xué)習(xí)交流，如有不妥之處，請(qǐng)多多包涵，或聯(lián)系我們修正。后附報(bào)告原文，請(qǐng)對(duì)照參閱。
摘要
重油和天然瀝青因其高粘度（流動(dòng)阻力）和高密度（低API 比重）而與眾不同。這些屬性反映了高達(dá) 50 重量百分比的瀝青質(zhì)，在其晶格中包含多雜原子的非常高分子量的烴類分子恒定存在。幾乎所有的重油和天然瀝青都是常規(guī)油的蝕變產(chǎn)物。已知聚集區(qū)中的重油總資源量為 3,3960 億桶原始石油地質(zhì)儲(chǔ)量，其中包含 300 億桶作為遠(yuǎn)景額外石油。已知聚集中的天然瀝青總資源量達(dá)到 5,5050 億桶原始石油地質(zhì)儲(chǔ)量，其中包括 9,930 億桶作為遠(yuǎn)景額外石油。這些資源分布在 192 個(gè)含有重油的盆地和 89 個(gè)含有天然瀝青的盆地中。在九種基本的 Klemme 盆地類型（部分帶有細(xì)分）中，就已知重油和天然瀝青體積而言，迄今為止最多產(chǎn)的是大陸多旋回盆地，無(wú)論是克拉通邊緣的盆地還是沿匯聚板塊邊緣的封閉盆地。前者包含了 47% 的天然瀝青，后者包含了 47% 的重油和 46% 的天然瀝青?；∏芭璧刂袔缀鯖](méi)有重油，而天然瀝青既不出現(xiàn)在弧前盆地也不出現(xiàn)在三角洲盆地中。
引言
直到近年，常規(guī)的輕質(zhì)原油一直供應(yīng)充足，輕松滿足了世界對(duì)這種能源形式的需求。然而，到2007 年，全球?qū)υ偷男枨笠汛蠓黾?，使常?guī)石油的供應(yīng)緊張。這導(dǎo)致了對(duì)替代能源或未充分利用能源的考慮，其中重質(zhì)原油和天然瀝青或許是最容易獲得的，可以補(bǔ)充短期和長(zhǎng)期需求。長(zhǎng)期以來(lái)，重油一直被用作煉油廠原料的來(lái)源，但由于其質(zhì)量相對(duì)于常規(guī)油較低，價(jià)格一直較低。天然瀝青是一種粘度非常高的原油，可能在儲(chǔ)層中不流動(dòng)。它通常需要升級(jí)到煉油廠原料等級(jí)（質(zhì)量）。
當(dāng)天然瀝青在儲(chǔ)層中可流動(dòng)時(shí)，通常被稱為超重油。作為天然瀝青，自古以來(lái)就被用作鋪路、填縫和砂漿的來(lái)源，并且在世界某些地區(qū)仍用于這些目的。直接使用開采的瀝青進(jìn)行道路鋪筑現(xiàn)在幾乎完全是地方性的，已被制造瀝青所取代，后者可以根據(jù)特定要求進(jìn)行定制。
本研究顯示了按盆地類型劃分的已知重油和天然瀝青體積的地質(zhì)分布。提供這些數(shù)據(jù)是為了促進(jìn)更清晰地理解重油和天然瀝青的賦存與發(fā)現(xiàn)這些礦產(chǎn)的地質(zhì)環(huán)境類型之間的關(guān)系。所呈現(xiàn)的資源數(shù)據(jù)是從各種來(lái)源匯編而成的。這些數(shù)據(jù)不應(yīng)被視為對(duì)及時(shí)資源信息的調(diào)查，例如政府機(jī)構(gòu)和公共報(bào)告服務(wù)每年發(fā)布的數(shù)據(jù)。除加拿大外，沒(méi)有關(guān)于重油和天然瀝青聚集的此類數(shù)據(jù)來(lái)源。已知礦床中尚未開采的重油數(shù)量代表了未來(lái)供應(yīng)的一部分。在這些數(shù)量之上，還可以加上目前知之甚少且完全未開采的礦床中的重油?，F(xiàn)有信息表明，累計(jì)產(chǎn)量占已發(fā)現(xiàn)重油原始地質(zhì)儲(chǔ)量的不到3%，占天然瀝青原始地質(zhì)儲(chǔ)量的不到 0.4%。
報(bào)告定義的術(shù)語(yǔ)
·常規(guī)（輕質(zhì)）油：API 比重大于25°的油。
·中質(zhì)油：API 比重大于 20°API，但小于或等于 25°API的油。
·重油：API 比重在10°API 和20°API 之間（含）且粘度大于100 cP的油。
·天然瀝青：API 比重小于 10°且粘度通常大于10,000 cP 的油。僅憑粘度不可能定義天然瀝青，因?yàn)樵S多根據(jù)比重定義的天然瀝青粘度低于 10,000 cP。此外，粘度高度依賴于溫度（圖 1），因此必須知道它是在儲(chǔ)層中還是在儲(chǔ)罐中測(cè)量的。在處理俄羅斯資源時(shí)，術(shù)語(yǔ)天然瀝青被認(rèn)為包括軟瀝青和瀝青，但不包括硬瀝青。
·總原始石油地質(zhì)儲(chǔ)量：包括已發(fā)現(xiàn)的和遠(yuǎn)景額外的原始石油地質(zhì)儲(chǔ)量。
·原始石油地質(zhì)儲(chǔ)量-已發(fā)現(xiàn)：已發(fā)現(xiàn)的原始石油地質(zhì)儲(chǔ)量。
·儲(chǔ)量：通常報(bào)告為儲(chǔ)量或概算儲(chǔ)量的數(shù)量，一般沒(méi)有進(jìn)一步區(qū)分，以及預(yù)期從已知聚集中可以技術(shù)上但不一定商業(yè)上采出的石油數(shù)量。只有在加拿大，儲(chǔ)量才分別報(bào)告為通過(guò)一次或提高采收方法可采出的儲(chǔ)量。俄羅斯的A、B 和 C1 級(jí)儲(chǔ)量包含在此處（有關(guān)俄羅斯定義的說(shuō)明，請(qǐng)參見 Grace, Caldwell, and Hether, 1993）。
·遠(yuǎn)景額外石油地質(zhì)儲(chǔ)量：根據(jù)地質(zhì)和通常地球物理研究的推斷，認(rèn)為存在于已知礦床的未測(cè)量部分或部分中的資源量。
·原始儲(chǔ)量：儲(chǔ)量加上累計(jì)產(chǎn)量。此類別包括經(jīng)常被報(bào)告為估計(jì)最終可采儲(chǔ)量的石油，特別是在新發(fā)現(xiàn)的情況下。
化學(xué)和物理性質(zhì)
天然瀝青、重油、中質(zhì)油和常規(guī)（輕質(zhì)）油之間存在根本差異，這取決于其組成烴餾分（鏈烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴）的揮發(fā)性。當(dāng)輕餾分在從有機(jī)源巖演化后通過(guò)自然過(guò)程損失時(shí)，油變得重質(zhì)，含有高比例的瀝青質(zhì)分子，并且在碳網(wǎng)絡(luò)中取代了雜原子，如氮、硫和氧。因此，重油，無(wú)論來(lái)源如何，總是包含重餾分，即瀝青質(zhì)，其中包括樹脂、瀝青質(zhì)和前瀝青質(zhì)（碳烯-碳質(zhì)）（Yen, 1984）。沒(méi)有已知的重油不包含瀝青質(zhì)。大的瀝青質(zhì)分子決定了油的密度和粘度的增加或減少。去除或減少瀝青質(zhì)或前瀝青質(zhì)會(huì)顯著影響給定油的流變性質(zhì)及其芳香性（Yen, 1984）。瀝青質(zhì)被正式定義為在添加正構(gòu)烷烴（通常是正戊烷或正庚烷）時(shí)沉淀，但在甲苯或苯中仍然可溶的原油餾分。在 Tissot 和 Welte (1978) 的原油分類方案中，芳香-瀝青質(zhì)和芳香-環(huán)烷烴表征了加拿大和委內(nèi)瑞拉的重油和天然瀝青礦床，并且就資源數(shù)量而言是所有原油類別中最重要的。芳香-中間類表征了中東的礦床（Yen, 1984）。
表1 給出了常規(guī)、中質(zhì)和重質(zhì)原油以及天然瀝青的一些平均化學(xué)和物理性質(zhì)，以顯示它們的區(qū)別特征。數(shù)據(jù)來(lái)源于多個(gè)來(lái)源，有些是舊的，有些則遵循不同國(guó)家采用的標(biāo)準(zhǔn)。表 2 中概述的轉(zhuǎn)換因子用于將公布的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。表 1 中的一些性質(zhì)對(duì)于重油和天然瀝青從地下的開采很重要，而表 1 中的其他性質(zhì)則作為升級(jí)和煉油技術(shù)決策的基礎(chǔ)。從表 1 的常規(guī)油到天然瀝青，可以看到密度（顯示為 API 比重的降低）、焦炭、瀝青、瀝青質(zhì)、瀝青質(zhì)+樹脂、殘?jiān)褪章剩w積百分比）、傾點(diǎn)、動(dòng)態(tài)粘度以及金屬中的銅、鐵、鎳、釩含量和非金屬中的氮和硫含量的增加。儲(chǔ)層深度、汽油和瓦斯油收率以及揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC 和 BTEX – 苯、甲苯、乙苯和二甲苯）的值減小。這些差異的重要性常常反映在開采、運(yùn)輸、產(chǎn)品加工和這四種油類的環(huán)境緩解所需的資本和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用上。表 1 分析數(shù)據(jù)的主要來(lái)源是 Environmental Technology Centre (2003)、Hyden (1961)、Oil & Gas Journal Guide to Export Crudes (2006)、U.S. Department of Energy, National Energy Technology Laboratory (1995) 以及技術(shù)報(bào)告中發(fā)布的各種分析。
圖1. 一些阿爾伯塔原油的粘度對(duì)溫度變化的響應(yīng)（cP，厘泊），（Raicar and Proctor, 1984）。
樹脂和瀝青質(zhì)在石油的聚集、開采、加工和利用中起著重要作用。樹脂和瀝青質(zhì)是環(huán)烷-芳香分子的最終形式。碳骨架似乎包含三到五個(gè)多芳香片層，帶有一些雜環(huán)（N-S-O）化合物。這些微晶可以結(jié)合形成高分子量聚集體，重油的高粘度與這些聚集體的大小和豐度有關(guān)。大多數(shù)瀝青質(zhì)是由干酪根隨著沉積盆地深度和溫度增加而演化產(chǎn)生的。不同類型的瀝青質(zhì)可能來(lái)源于主要的干酪根類型。與輕烴在從烴源巖運(yùn)移到儲(chǔ)集層的過(guò)程中優(yōu)先運(yùn)移不同，瀝青質(zhì)不會(huì)優(yōu)先運(yùn)移，如果原油未被降解，它們?cè)趦?chǔ)集層中含量較少（Tissot, 1981）。
一些重油和天然瀝青起源于具有表1 所示化學(xué)和物理屬性的未成熟油，這些油幾乎沒(méi)有經(jīng)歷任何二次運(yùn)移。最大量的重油和天然瀝青是由原始輕質(zhì)原油在約 5,000 英尺或更淺的深度和低于 176°F的溫度下，在有氧條件下經(jīng)細(xì)菌降解形成的。生物降解的后果是損失了大部分低分子量揮發(fā)性鏈烷烴和環(huán)烷烴，導(dǎo)致原油密度非常高、粘度極高、黑色或深棕色，并且富含瀝青質(zhì)。需要活躍的水源來(lái)將細(xì)菌、無(wú)機(jī)養(yǎng)分和氧氣攜帶到油藏，并去除有毒副產(chǎn)物，如硫化氫，低分子量烴類則提供食物（Barker, 1979）。低分子量組分也可能通過(guò)儲(chǔ)層中的水洗、熱分餾以及當(dāng)儲(chǔ)層在地表破裂時(shí)的蒸發(fā)而損失（Barker, 1979）。這個(gè)過(guò)程對(duì)重油和天然瀝青開采的重要性在于，細(xì)菌改變的原油中 NSO（氮-硫-氧）化合物和瀝青質(zhì)的增加（Kallio, 1984）。
原油的細(xì)菌降解也可以在厭氧條件下進(jìn)行，從而避免了在淺層需要淡水供應(yīng)（Head, Jones, and Larter, 2003; Larter and others, 2006）。這個(gè)設(shè)想認(rèn)為，只要不超過(guò)細(xì)菌生存的最高極限溫度，即使在很深的深度，輕質(zhì)油也會(huì)發(fā)生降解。這個(gè)理論沒(méi)有以任何明顯的方式解釋重油和天然瀝青中極性瀝青質(zhì)（即樹脂和瀝青質(zhì)）的高百分比。
形成重油和天然瀝青礦床所涉及的石油質(zhì)量損失一直是眾多研究課題的主題。Beskrovnyi 等人（1975）得出結(jié)論，對(duì)于給定的礦床，所需的石油量是天然瀝青儲(chǔ)量的三到四倍。基于死海盆地的物質(zhì)平衡計(jì)算，Tannenbaum, Starinsky, and Aizenshtat (1987) 發(fā)現(xiàn)跡象表明，原始石油中 C15+ 范圍內(nèi)的 75% 成分因蝕變過(guò)程而被移除。通過(guò)考慮較低的碳數(shù)，他們估計(jì)地表瀝青僅代表了原始石油 10-20% 的殘余物。Head, Jones, and Larter (2003) 圖示了質(zhì)量損失從常規(guī)油的基本為零增加到重油的超過(guò) 50%，而重油本身最多只損失 20%。伴隨質(zhì)量損失的是 API 比重從 36°下降到 5-20°；氣油比從 0.17 kg 氣/kg 油下降；天然氣液體從 20% 下降到 2%；硫含量從 0.3wt% 增加到 1.5+wt%；以及 C15+ 飽和烴從 75% 下降到 35%。這個(gè)質(zhì)量損失的計(jì)算表明：(1) 重油和天然瀝青盆地，特別是西加拿大沉積盆地和東委內(nèi)瑞拉盆地，最初生成的石油量巨大；(2) 這種質(zhì)量損失對(duì)剩余重油和天然瀝青的生產(chǎn)-運(yùn)輸-加工鏈條施加了巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
重油與天然瀝青的起源
重油和天然瀝青可能通過(guò)幾種過(guò)程形成。首先，石油可能作為未成熟油從烴源巖中排出。普遍認(rèn)為未成熟油占重油的一小部分（Larter and others, 2006）。大多數(shù)重油和天然瀝青被認(rèn)為是作為輕質(zhì)或中質(zhì)油從烴源巖中排出，隨后運(yùn)移到圈閉中。如果圈閉后來(lái)抬升到氧化帶，幾種過(guò)程可以將石油轉(zhuǎn)化為重油。這些過(guò)程包括水洗、細(xì)菌降解和蒸發(fā)。在這種情況下，生物降解是有氧的。第三個(gè)提議是生物降解也可以在地下儲(chǔ)層深處發(fā)生（Head, Jones, and Larter, 2003; Larter and others, 2003; Larter and others, 2006）。這種解釋允許在任何具有水層且未被加熱到超過(guò) 176°F的儲(chǔ)層中發(fā)生生物降解。對(duì)生物降解的控制取決于局部因素而不是全盆地的因素。由于本報(bào)告的目的是描述已知重油和天然瀝青礦床的地質(zhì)盆地背景，因此論證世界每個(gè)盆地的重油和天然瀝青的來(lái)源或成因超出了本報(bào)告的范圍。
數(shù)據(jù)來(lái)源
單個(gè)油田和儲(chǔ)層的重油資源賦存和數(shù)量的數(shù)據(jù)已從許多已發(fā)表的報(bào)告和商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)中匯編而成。其中最重要的包括Demaison (1977)、IHS Energy Group (2004)、NRG Associates (1997)、Parsons (1973)、Roadifer (1987)、Rühl (1982) 以及美國(guó)能源部國(guó)家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室 (1983, 2005)。
美國(guó)天然瀝青礦床的數(shù)據(jù)總結(jié)在美國(guó)能源部國(guó)家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(1991) 中，但猶他州的信息取自 Oblad 等人 (1987) 和 Ritzma (1979)。盡管美國(guó)以外的礦床沒(méi)有單一的數(shù)據(jù)來(lái)源，但有豐富的文獻(xiàn)，特別是關(guān)于俄羅斯和前蘇聯(lián)國(guó)家的文獻(xiàn)。對(duì)于加拿大，依賴于阿爾伯塔能源和公用事業(yè)委員會(huì) (2004) 和薩斯喀徹溫工業(yè)和資源部 (2003) 的報(bào)告。
資源評(píng)估
我們認(rèn)為總原始石油地質(zhì)儲(chǔ)量是描述重油和天然瀝青資源位置和體積最有用的參數(shù)。這里報(bào)告的資源數(shù)量是基于對(duì)文獻(xiàn)的詳細(xì)審查以及可用的數(shù)據(jù)庫(kù)，旨在提示而非定義將來(lái)可能具有商業(yè)價(jià)值的資源體積。如果僅公布了聚集的可采重油體積，則根據(jù)表3 中規(guī)定的方案計(jì)算已發(fā)現(xiàn)的原始石油地質(zhì)儲(chǔ)量。
文獻(xiàn)中經(jīng)常報(bào)告天然瀝青的原始地質(zhì)儲(chǔ)量。如果只公布了可采估算值，則根據(jù)為重油制定的方案計(jì)算地質(zhì)儲(chǔ)量體積；這對(duì)于高于4°API比重的瀝青礦床尤其如此，我們?nèi)我獾胤Q之為超重油。
知之甚少的重油和天然瀝青礦床被包含在遠(yuǎn)景額外資源類別中，如表3 所述。在任何情況下，遠(yuǎn)景額外資源體積的值都不是像已發(fā)現(xiàn)資源那樣計(jì)算出來(lái)的，而是直接取自已發(fā)表的文獻(xiàn)。
表4 總結(jié)了每種盆地類型中包含的重油和天然瀝青的資源及其基本物理參數(shù)。這些特征影響重油和天然瀝青的賦存和開采。開采可以是一次采油，例如在不進(jìn)行礫石充填的冷采情況下，如果氣油比足夠高以提供必要的儲(chǔ)層能量。否則，開采通常需要應(yīng)用提高采收率方法，例如熱能或溶劑注入。
開采方法
儲(chǔ)層參數(shù)如何應(yīng)用于提高采收率的方法總結(jié)自Taber, Martin, and Seright (1997a, 1997b)，見表 5，該表涵蓋了最常用或至少嘗試過(guò)的提高采收率方法。在這些方法中，非混相氣驅(qū)、聚合物驅(qū)和原位燃燒（火驅(qū)）對(duì)于重油和天然瀝青取得的成功有限。蒸汽注入（循環(huán)蒸汽，吞吐）最為成功，通常采用循環(huán)蒸汽，然后是蒸汽驅(qū)。地表采礦和冷原位生產(chǎn)通常被認(rèn)為是一次采油方法。在適當(dāng)?shù)臈l件下，它們可以適用于重油和天然瀝青的提取。
下面的大多數(shù)工藝描述取自Taber, Martin, and Seright (1997b)。許多工藝可能導(dǎo)致工藝劑，如氮?dú)饣蚨趸迹３峙c儲(chǔ)層烴類非混相，或者與其混相。混相性取決于最小混相壓力，并決定了工藝劑實(shí)現(xiàn)提高采收率的方式。雖然本總結(jié)討論顯示了操作人員已經(jīng)嘗試并繼續(xù)作為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目嘗試的提高采收率工藝的廣度，但熱力提高采收率方法占了商業(yè)生產(chǎn)重油的大部分。關(guān)于應(yīng)用頻率的數(shù)據(jù)，除非另有引用，均取自《石油與天然氣雜志歷史回顧，1980-2006》（2006），特別是《石油與天然氣雜志》2000 年和 2006 年提高采收率調(diào)查。
氮?dú)怛?qū)成本低，因此可以大量使用。它通常用于輕質(zhì)油的混相開采。然而，它也可以用于非混相氣驅(qū)。《石油與天然氣雜志》2000 年調(diào)查包括一個(gè)在砂巖儲(chǔ)層中的非混相氮?dú)怛?qū)項(xiàng)目，原油為 16°API，深度 4,600英尺。據(jù)報(bào)道，該項(xiàng)目日產(chǎn) 1,000 桶提高采收率產(chǎn)量。該雜志 2006 年調(diào)查各報(bào)告了一個(gè)重油氮?dú)饣煜嗪头腔煜囗?xiàng)目?；煜囗?xiàng)目為 19°API，位于坎佩切灣，有 19 口井，但沒(méi)有報(bào)告生產(chǎn)能力。非混相項(xiàng)目的原油為 16°API，深度 4,600 英尺，位于砂巖中。據(jù)報(bào)道，該項(xiàng)目的總產(chǎn)量為 1,500 桶/天，其中 1,000 桶/天是通過(guò)非混相氮?dú)庾⑷胩岣叩摹?/p>
在《石油與天然氣雜志》2000 年調(diào)查的 77 個(gè) CO2 項(xiàng)目中，70 個(gè)是混相 CO2 項(xiàng)目，沒(méi)有一個(gè)涉及重油。在《石油與天然氣雜志》2006 年調(diào)查中也是如此，所有 86 個(gè) CO2 項(xiàng)目都致力于 28°API 以上的輕質(zhì)油。在《石油與天然氣雜志》2000 年調(diào)查中，七個(gè)非混相 CO2 項(xiàng)目中有五個(gè)應(yīng)用于重油儲(chǔ)層，四個(gè)在碎屑巖中，一個(gè)在石灰?guī)r中。后者在土耳其的西拉曼油田，涉及 13°API 的原油，深度 4,265 英尺，日產(chǎn) 8,000 桶。該儲(chǔ)層包含近 20 億桶原始石油地質(zhì)儲(chǔ)量。由于儲(chǔ)層的頑固性，可采儲(chǔ)量仍然很低。蒸汽驅(qū)未能成功。到《石油與天然氣雜志》2006 年日期，有八個(gè)非混相 CO2 項(xiàng)目，其中五個(gè)涉及重油，總計(jì) 7,174 桶/天。
兩個(gè)最大的項(xiàng)目分別是輕質(zhì)油和重油，并且都在碳酸鹽巖儲(chǔ)層中。聚合物/化學(xué)驅(qū)包括膠束/聚合物、堿-表面活性劑-聚合物和堿性流體（Taber, Martin, and Seright, 1997a, 1997b）。開采過(guò)程復(fù)雜，導(dǎo)致油水之間界面張力降低、某些膠束系統(tǒng)中油的增溶、油水乳化、潤(rùn)濕性改變和流動(dòng)性增強(qiáng)。局限性和成本表明這些驅(qū)替適用于干凈的碎屑巖地層?！妒团c天然氣雜志》2000 年調(diào)查顯示了五個(gè)重油聚合物/化學(xué)驅(qū)項(xiàng)目，原油為 15°API，在約 4,000 英尺深的砂巖儲(chǔ)層中。它們?nèi)债a(chǎn)約 366 桶，項(xiàng)目被認(rèn)為是成功或有前景的。像這樣的項(xiàng)目低于理想的比重限制，并且在 45cP時(shí)比期望的更粘。聚合物驅(qū)通過(guò)增加水的粘度，從而降低水的流度，并接觸更大體積的儲(chǔ)層，提高了未經(jīng)處理水驅(qū)的采收率。聚合物驅(qū)相對(duì)于普通水驅(qū)的優(yōu)勢(shì)是顯而易見的?！妒团c天然氣雜志》2000 年調(diào)查列出了 22 個(gè)聚合物驅(qū)項(xiàng)目，其中五個(gè)涉及重油。這五個(gè)項(xiàng)目在聚合物篩選范圍內(nèi)，盡管比重處于邊緣，從13.5°API 到略高于15°API。這五個(gè)項(xiàng)目日產(chǎn) 7,140 桶油，其中 2,120 桶歸因于提高采收率?！妒团c天然氣雜志》2006 年調(diào)查顯示了 20 個(gè)聚合物驅(qū)項(xiàng)目，其中五個(gè)探索重油儲(chǔ)層。五個(gè)中的三個(gè)總產(chǎn)油量為 7,140 桶/天，提高采收率產(chǎn)量為 2,120 桶/天?！妒团c天然氣雜志》2000 年調(diào)查顯示了四個(gè)熱水驅(qū)項(xiàng)目，其中一個(gè)是重油，比重為 12°API，粘度 900 cP，起始飽和度僅為 15%。項(xiàng)目產(chǎn)量為 300 桶/天?！妒团c天然氣雜志》2006 年調(diào)查中包含的三個(gè)熱水驅(qū)項(xiàng)目中有兩個(gè)旨在提高重油產(chǎn)量。這兩個(gè)項(xiàng)目總產(chǎn)油量約為 1,700 桶/天，熱水驅(qū)提高的產(chǎn)量為 1,700 桶/天。原位燃燒（火驅(qū)）在理論上很簡(jiǎn)單，點(diǎn)燃儲(chǔ)層油并通過(guò)注入空氣維持燃燒。通常，空氣通過(guò)注入井引入，燃燒前緣向生產(chǎn)井移動(dòng)。一種變體是將水驅(qū)與火驅(qū)結(jié)合，結(jié)果是帶有水驅(qū)的正向燃燒。另一種變體是開始火驅(qū)，然后將初始井轉(zhuǎn)為生產(chǎn)井，并從相鄰井注入空氣。這種反向燃燒的問(wèn)題在于它似乎不起作用。原位燃燒通過(guò)燃燒前緣引入熱量來(lái)采油，這導(dǎo)致粘度降低。此外，蒸汽蒸餾和儲(chǔ)層油熱裂解的產(chǎn)物被向前攜帶，以升級(jí)剩余的油。該過(guò)程的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是熱量形成的焦炭本身燃燒以提供熱量。最后，注入的空氣增加了儲(chǔ)層壓力。焦炭的燃燒維持了過(guò)程，因此該過(guò)程不適用于缺乏瀝青質(zhì)組分的輕質(zhì)油。該過(guò)程涉及許多問(wèn)題，有些很嚴(yán)重，但《石油與天然氣雜志》2000 年調(diào)查顯示了 14 個(gè)燃燒項(xiàng)目，其中五個(gè)是輕質(zhì)油，其余九個(gè)是重油，介于13.5°API和19°API 之間。粘度和起始含油飽和度相對(duì)較高。值得注意的是，重油原位燃燒項(xiàng)目在砂巖中，而輕油在碳酸鹽巖中。重油原位燃燒項(xiàng)目日產(chǎn)約 7,000 桶?！妒团c天然氣雜志》2006 年調(diào)查在總共二十一個(gè)項(xiàng)目中包括了九個(gè)重油燃燒項(xiàng)目。重油項(xiàng)目日產(chǎn)約 7,000 桶燃燒提高的石油，其范圍從13.5°API 到19°API。用于提高采收率的蒸汽注入有兩種方式，要么通過(guò)循環(huán)蒸汽注入（吞吐），要么連續(xù)蒸汽驅(qū)。項(xiàng)目通常以循環(huán)蒸汽開始，將高質(zhì)量蒸汽注入并在儲(chǔ)層中浸泡一段時(shí)間，然后由于熱量而粘度降低的石油通過(guò)注入井采出。這種浸泡周期可以重復(fù)多達(dá)六次，之后開始蒸汽驅(qū)。通常，蒸汽項(xiàng)目最適合深度不大于約 4,000 英尺、儲(chǔ)層厚度大于 20 英尺且含油飽和度高于孔隙體積 40% 的碎屑巖儲(chǔ)層。對(duì)于深度更大的儲(chǔ)層，由于井筒熱損失，蒸汽質(zhì)量降低，項(xiàng)目變成熱水驅(qū)。蒸汽很少應(yīng)用于碳酸鹽巖儲(chǔ)層，很大程度上是因?yàn)榱芽p中的熱損失?！妒团c天然氣雜志》2000 年調(diào)查列出了 172 個(gè)蒸汽驅(qū)項(xiàng)目。其中，加拿大的四個(gè)沒(méi)有給出比重讀數(shù)，十三個(gè)是中質(zhì)油，從 22°API 到 25°API，其余是重油。其中最大的是印度尼西亞的杜里油田，該原油為 22°API。對(duì)于整個(gè)項(xiàng)目列表，平均比重為14°API，最大值為 30°API，最小值為4°API。平均粘度為 37,500cP，最大和最小值分別為5,000,000cP和6cP。含油飽和度范圍從35%到90%，平均為68%。最重要的是，項(xiàng)目區(qū)的產(chǎn)量為140萬(wàn)桶/天，其中130萬(wàn)桶/天來(lái)自蒸汽驅(qū)提高采收率。《石油與天然氣雜志》2006 年調(diào)查發(fā)現(xiàn)的 120 個(gè)蒸汽項(xiàng)目中，除三個(gè)外，其余都涉及重油的開采。原油平均為 12.9°API，低值為 8°API，高值為 28°API（三個(gè)輕油儲(chǔ)層之一）。平均粘度為 58,000 cP，高值為 500 萬(wàn) cP，低值為 2 cP。這些項(xiàng)目日產(chǎn)超過(guò) 130 萬(wàn)桶，幾乎全部是蒸汽提高采收率。
圖件
報(bào)告重油和天然瀝青的盆地的地理分布，按其Klemme 盆地類型標(biāo)識(shí)，顯示在圖版 1 上。Klemme 盆地分類圖說(shuō)明了每種類型的構(gòu)造形態(tài)和地質(zhì)盆地結(jié)構(gòu)。該圖版還包括重油和天然瀝青總原始石油地質(zhì)儲(chǔ)量資源體積的直方圖。圖版 2 和圖版 3 分別描繪了全球重油和天然瀝青資源原始地質(zhì)儲(chǔ)量的分布。每個(gè)圖件根據(jù)報(bào)告的總原始石油地質(zhì)儲(chǔ)量體積對(duì)盆地進(jìn)行分類。一個(gè)表格按總原始石油地質(zhì)儲(chǔ)量體積對(duì)盆地進(jìn)行排序，并指示Klemme 盆地類型以及報(bào)告的已發(fā)現(xiàn)原始石油地質(zhì)儲(chǔ)量和遠(yuǎn)景額外石油地質(zhì)儲(chǔ)量。圖版 2 和圖版 3 還包括一個(gè)插圖，顯示了按 10 個(gè)世界區(qū)域劃分的原始重油或天然瀝青地理分布（參見表 6 中報(bào)告重油或天然瀝青的國(guó)家的區(qū)域列表。）
沉積省份的盆地輪廓是從St. John (1996) 編制的 AAPG 底圖數(shù)字復(fù)制的。St. John (1996) 的盆地輪廓未作改動(dòng)。然而，讀者應(yīng)注意，盆地輪廓被認(rèn)為是用于顯示資源分布的有用概括，但作為區(qū)域繪圖工具不太可靠。此外，一些盆地名稱已更改為當(dāng)?shù)貒?guó)家地質(zhì)學(xué)家更常用的名稱。這些等效名稱以及來(lái)自 Bally (1984) 和 St. John (1996) 的原始名稱在附錄 1 的表 1-1 中有詳細(xì)說(shuō)明。所示的東委內(nèi)瑞拉盆地輪廓不包括特立尼達(dá)島，那里既有重油也有天然瀝青資源。在本報(bào)告中，來(lái)自特立尼達(dá)和多巴哥的資源計(jì)入東委內(nèi)瑞拉盆地的總量。在少數(shù)情況下，圖版上勾勒的單個(gè)盆地由多個(gè)盆地組成，以提供更有意義的局部信息。這在美國(guó)尤其如此，那里使用了 AAPG-CSD 地圖（Meyer, Wallace, and Wagner, 1991）。在每種情況下，單個(gè)盆地保留與地圖上所示盆地相同的盆地類型，所有此類盆地在附錄 1 中都有標(biāo)識(shí)。
含有重油或天然瀝青礦床的盆地在附錄2 的表 2-1 中列出，同時(shí)列出了 Klemme 盆地類型、報(bào)告礦床的國(guó)家和美國(guó)州或加拿大省份以及文獻(xiàn)中引用的其他名稱。圖版 1 中的 Klemme 盆地分類圖在附錄 3 的圖 3-1 中轉(zhuǎn)載，以方便讀者。圖版 2 和圖版 3 中的表格作為表 4-1 和表 4-2 轉(zhuǎn)載，以方便讀者。
Klemme 盆地分類
已經(jīng)準(zhǔn)備了許多石油盆地的分類。在最早的分類之一中，Kay (1951) 概述了地槽的基本構(gòu)造，并對(duì)其起源提出了建議。Kay 的工作早于后來(lái)的板塊構(gòu)造理論。Klemme (1977, 1980a, 1980b, 1983, 1984) 給出了石油盆地的總結(jié)描述及其分類，基于盆地起源和固有的地質(zhì)特征。這種分類簡(jiǎn)單，易于應(yīng)用于理解重油和天然瀝青的賦存。本報(bào)告中描述的重油和天然瀝青盆地的 Klemme 盆地類型分配與 St. John, Bally, and Klemme (1984) 中所作的分配相對(duì)應(yīng)。在 St. John, Bally, and Klemme (1984) 中出現(xiàn)多重類型指定的情況下，通過(guò)參考 Bally (1984) 或 Bally and Snelson (1980) 解決了唯一的類型指定。在 St. John, Bally and Klemme (1984) 中最初被指定為多重類型的盆地中，只有少數(shù)似乎含有重油和天然瀝青。
表7 總結(jié)了 Klemme 分類所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)。與 Klemme 盆地分類相關(guān)的資源稟賦的一般描述是基于截至 1980 年的世界油田（和氣田）數(shù)據(jù)，而不考慮其所含烴類的密度或其他化學(xué)屬性（Klemme, 1984）。在 Klemme 工作期間，美國(guó)煉油廠原油的平均密度約為 33.7°API（Swain, 1991）。到 2003 年平均值下降到約 30.6°API，或許標(biāo)志著重油在混合油中日益重要（Swain, 2005）。
通常，盆地可以被描述為大或小，形狀為線性或圓形。它們也可以通過(guò)表面積與沉積物體積的比率來(lái)描述?；灼拭婊蚺璧貦M截面，連同物理描述，允許解釋基本的盆地構(gòu)造。然后可以將盆地置于相關(guān)的板塊構(gòu)造框架內(nèi)，并分配到四種盆地類型之一，其中兩種有子類型。Klemme 盆地類型的示意圖出現(xiàn)在圖版 1 上，顏色編碼與地圖上的盆地相對(duì)應(yīng)。
在以下部分，我們提供來(lái)自Klemme (1980b, 1983, 1984) 的盆地類型描述，隨后討論這些相同盆地類型內(nèi)的重油和天然瀝青賦存，其摘要數(shù)據(jù)在表 4 中給出。由于大多數(shù)重油和天然瀝青礦床是由常規(guī)油和中質(zhì)油蝕變產(chǎn)生的，導(dǎo)致初始常規(guī)油和中質(zhì)油聚集的因素與隨后重油和天然瀝青的賦存相關(guān)。
類型I. 內(nèi)陸克拉通盆地
這些盆地中的沉積物負(fù)載比碳酸鹽巖更具碎屑性。儲(chǔ)層采收率低，很少有盆地包含巨型油田。圈閉通常與中央隆起有關(guān)，例如辛辛那提隆起，在此作為單獨(dú)的一個(gè)省份處理（圖版1-3），或西伯利亞地臺(tái)的隆起（見下文進(jìn)一步解釋）。圈閉也發(fā)現(xiàn)在克拉通上的較小盆地中，例如密歇根盆地。這些凹陷的起源尚不清楚，盡管它們中的大多數(shù)始于前寒武紀(jì)（Klemme, 1980a, 1980b）。
六個(gè)含有重油的I 型盆地?fù)碛胁坏?30 億桶石油地質(zhì)儲(chǔ)量，其中 93% 僅存在于伊利諾伊盆地。四個(gè)含有天然瀝青的 I 型盆地?fù)碛?600 億桶天然瀝青地質(zhì)儲(chǔ)量，近 99% 在西伯利亞?wèn)|部的通古斯盆地，其余在伊利諾伊盆地。通古斯盆地覆蓋了西伯利亞地臺(tái)的大部分，其邊界周圍發(fā)現(xiàn)了 IIA 型的克拉通邊緣盆地。為方便起見，所有資源都分配給通古斯盆地。遠(yuǎn)景額外資源 520 億桶幾乎肯定是這個(gè)潛在有價(jià)值但難以進(jìn)入?yún)^(qū)域的絕對(duì)最小值（Meyer and Freeman, 2006。）
類型II. 大陸多旋回盆地
類型IIA. 克拉通邊緣（復(fù)合型）
這些盆地形成于大陸克拉通邊緣，通常是線性的，剖面不對(duì)稱，通常開始為伸展臺(tái)地或凹陷，結(jié)束為擠壓前淵。因此，它們是具有高沉積物體積與表面積比率的多旋回盆地。圈閉主要是大型隆起或塊狀抬升，可能發(fā)現(xiàn)于下部（臺(tái)地）或上部（擠壓）構(gòu)造旋回的巖石中。到1980 年，世界上發(fā)現(xiàn)的常規(guī)油約有 14% 來(lái)自邊緣克拉通盆地（Klemme, 1980a, 1980b）。
IIA 型盆地在重油方面重要性中等，約有 1,580 億桶石油地質(zhì)儲(chǔ)量分布在 28 個(gè)盆地中。三個(gè) IIA 型盆地，西加拿大沉積盆地、普?qǐng)D馬約盆地和伏爾加-烏拉爾盆地，合計(jì)總重油資源為 1,230 億桶石油地質(zhì)儲(chǔ)量，占 IIA 型盆地總量的 78%。
相比之下，24 個(gè) IIA 型盆地中的天然瀝青占 26,230 億桶天然瀝青地質(zhì)儲(chǔ)量，接近世界天然瀝青總量的 48%。西加拿大沉積盆地占 23,340 億桶天然瀝青地質(zhì)儲(chǔ)量，約占 89%。在加拿大總量中，7,030 億桶天然瀝青地質(zhì)儲(chǔ)量是遠(yuǎn)景額外石油，主要局限于深埋藏在皮斯河和阿薩巴斯卡油砂礦床部分下方一個(gè)被稱為碳酸鹽三角區(qū)的碳酸鹽巖中的瀝青。加拿大礦床的重要性在于它們集中在幾個(gè)主要礦床中：阿薩巴斯卡，其儲(chǔ)層在地表或近地表和淺層地下開采；以及冷湖和皮斯河，其瀝青從地下提取。另外兩個(gè)盆地含有少得多但仍然顯著數(shù)量的天然瀝青，俄羅斯的伏爾加-烏拉爾盆地（2,630 億桶天然瀝青地質(zhì)儲(chǔ)量）和美國(guó)的尤因塔盆地（120 億桶天然瀝青地質(zhì)儲(chǔ)量）。伏爾加-烏拉爾礦床數(shù)量眾多，但個(gè)體規(guī)模小， mostly of local interest。尤因塔礦床在空間上集中得多，但發(fā)現(xiàn)于遠(yuǎn)離已建立的運(yùn)輸和煉油設(shè)施的困難地形中。
類型IIB. 克拉通增生邊緣（復(fù)雜型）
這些盆地是位于克拉通增生邊緣的復(fù)雜大陸凹陷。在構(gòu)造上，它們與IIA 型盆地相似，但以裂谷作用開始，而非凹陷。大約四分之三的 IIA 和 IIB 型盆地已被證實(shí)是富產(chǎn)的，它們包含了世界上大約四分之一的石油和天然氣總量（Klemme, 1980a, 1980b）。
13 個(gè) IIB 型盆地含有中等數(shù)量的重油（1,930 億桶地質(zhì)儲(chǔ)量）。其中最重要的兩個(gè)盆地在俄羅斯，即西西伯利亞盆地和蒂曼-伯朝拉盆地。這些盆地，連同大多數(shù)其他 IIB 型重油盆地，其常規(guī)油和中質(zhì)油資源的重要性要大得多。
五個(gè)IIB 型盆地?fù)碛?290 億桶天然瀝青地質(zhì)儲(chǔ)量。只有蒂曼-伯朝拉盆地含有重要的天然瀝青礦床，約 220 億桶天然瀝青地質(zhì)儲(chǔ)量。不幸的是，該資源分布在大量通常規(guī)模較小的礦床中。
類型IIC. 地殼碰撞帶（匯聚板塊邊緣）
這些盆地位于沿匯聚板塊邊緣的地殼碰撞帶，在那里它們下?lián)铣尚⌒痛笱笈璧?。盡管它們最終形態(tài)是擠壓性的，表現(xiàn)為狹長(zhǎng)且不對(duì)稱的前淵，但在構(gòu)造旋回早期，它們以凹陷或臺(tái)地的形式開始。IIC 型下?lián)吓璧貎H占世界盆地面積的約 18%，但卻包含了近一半的世界石油和天然氣總量。這些盆地根據(jù)其最終的變形或缺乏變形細(xì)分為三個(gè)亞型：IICa 型，封閉型；IICb 型，海槽型；和 IICc 型，開放型（Klemme, 1980a, 1980b）。
雖然這類盆地開始時(shí)是下?lián)喜堥_成小型大洋盆地（IICc 型），但它們可能因大陸板塊的碰撞而變成封閉的（IICa 型）。封閉后，形成一個(gè)大型、線性、不對(duì)稱、物源來(lái)自兩側(cè)的盆地，類似于 IIA 型盆地。進(jìn)一步的板塊運(yùn)動(dòng)似乎會(huì)破壞大部分封閉盆地，留下一個(gè)狹窄、曲折的前淵，即 IICb 型海槽。開放型和封閉型盆地中相對(duì)較高的油氣稟賦可能與超常的地溫梯度有關(guān)，這促進(jìn)了烴類的成熟和長(zhǎng)距離斜坡運(yùn)移。圈閉大多是背斜型的，要么是披覆在隆起上，要么是擠壓褶皺，并且通常與鹽體流動(dòng)有關(guān)。
IICa 型盆地，由于其構(gòu)造與 IIA 型盆地相似，是三種 IIC 型重油盆地中最重要的。這 15 個(gè)盆地占了 16,100 億桶重油地質(zhì)儲(chǔ)量，其中阿拉伯盆地、東委內(nèi)瑞拉盆地和扎格羅斯盆地包含了總量的 95%。特別令人感興趣的是東委內(nèi)瑞拉盆地，它包含了大量的常規(guī)油和中質(zhì)油聚集，同時(shí)擁有巨大的重油和天然瀝青資源。
IICa 型盆地也富含天然瀝青，六個(gè)盆地總計(jì)擁有 25,070 億桶天然瀝青地質(zhì)儲(chǔ)量。其中約 83% 分布在委內(nèi)瑞拉，主要位于東委內(nèi)瑞拉盆地南部被稱為奧里諾科重油帶的地方。這里的儲(chǔ)集巖與主亞那克拉通的接觸方式，與西加拿大沉積盆地的儲(chǔ)集巖覆蓋到加拿大地盾上的方式非常相似。唯一另一個(gè)重要的 IICa 型天然瀝青聚集發(fā)現(xiàn)于北里海盆地（4,210 億桶天然瀝青地質(zhì)儲(chǔ)量）。
十四個(gè)IICb 型盆地含有中等數(shù)量的重油（320 億桶地質(zhì)儲(chǔ)量），天然瀝青則更少（七個(gè)盆地中有 50 億桶天然瀝青地質(zhì)儲(chǔ)量）。大部分該資源發(fā)現(xiàn)于亞得里亞海兩側(cè)的卡爾塔尼塞塔盆地和都拉斯盆地。都拉斯盆地的資源與南亞得里亞盆地的資源合并，該省份在圖版上標(biāo)注為南亞得里亞。卡爾塔尼塞塔資源的相當(dāng)一部分位于海上。
12 個(gè) IICc 型盆地中的重油數(shù)量可觀（4,600 億桶地質(zhì)儲(chǔ)量）。其中迄今為止最大的坎佩切盆地、墨西哥的坦皮科盆地和美國(guó)的北坡盆地占了重油總量的 89%。坎佩切油田，實(shí)際上是一個(gè)緊密相關(guān)油田的組合，位于墨西哥灣尤卡坦半島離岸約 65 英里處。北坡盆地位于阿拉斯加北海岸，處于氣候惡劣和永久凍土區(qū)，這使得應(yīng)用熱力（蒸汽）方法開采重油和天然瀝青在物理和環(huán)境上都十分困難。美國(guó)在東德克薩斯、墨西哥灣沿岸和密西西比鹽穹盆地的油田僅占此類盆地重油的 5%。
在八個(gè)IICc 型盆地中僅發(fā)現(xiàn)了少量天然瀝青（240 億桶）。其中兩個(gè)，北坡盆地和南德克薩斯鹽穹盆地，對(duì)未來(lái)可能的開發(fā)具有重要意義。
類型III. 大陸裂谷盆地
類型IIIA. 克拉通和增生帶（裂谷）
這些是小型、線性的大陸盆地，剖面不規(guī)則，由克拉通內(nèi)和沿增生大陸邊緣的裂谷作用和同時(shí)發(fā)生的凹陷作用形成。其中約三分之二是沿著較老變形帶的走向形成的，三分之一發(fā)育在前寒武紀(jì)地盾上。裂谷是伸展性的，導(dǎo)致塊體運(yùn)動(dòng)，因此圈閉通常是復(fù)合型的。石油運(yùn)移通常是側(cè)向的，距離較短。裂谷盆地?cái)?shù)量很少，約占世界盆地的百分之五，但其中一半是富產(chǎn)的。由于采收率高，IIIA 型盆地在 1980 年占了世界總可采石油和天然氣的 10%（Klemme, 1980a, 1980b）。
全球有28 個(gè) IIIA 型重油盆地，包含 2,220 億桶石油地質(zhì)儲(chǔ)量。中國(guó)的渤海灣盆地占了重油總量的 63%，另外 11% 來(lái)自蘇伊士灣，10% 來(lái)自北海北部。除此之外，大多數(shù) IIIA 型盆地只含有少量礦床。IIIA 型中的五個(gè)盆地?fù)碛薪?220 億桶天然瀝青地質(zhì)儲(chǔ)量，但其中一半位于北海北部盆地。
類型IIIB. 裂谷匯聚邊緣（大洋消減型）
類型IIIBa 盆地被歸類為火山弧匯聚克拉通一側(cè)的弧后盆地。它們是小型、線性的盆地，具有不規(guī)則的剖面（Klemme, 1980a, 1980b）。
與IIIA 型盆地相似，在 IIIBa 型盆地中發(fā)現(xiàn)的重油體積很小。17 個(gè)重油盆地包含 490 億桶地質(zhì)儲(chǔ)量，其中 83% 位于中蘇門答臘。
在名為波尼灣的IIIA 型盆地中，僅識(shí)別出 40 億桶天然瀝青地質(zhì)儲(chǔ)量。已知在庫(kù)克灣和湯加盆地也有少量存在。
類型IIIBb 盆地與裂谷化的、匯聚的克拉通邊緣有關(guān)，在那里走滑斷層和俯沖作用破壞了島弧。它們是小型、線性且剖面不規(guī)則的盆地。
14 個(gè)含有重油的 IIIBb 型盆地僅占 1,340 億桶石油地質(zhì)儲(chǔ)量。這些盆地在全球范圍內(nèi)重要性中等，但對(duì)加利福尼亞的石油工業(yè)一直非常重要。加利福尼亞的七個(gè)此類盆地——中央海岸、海峽群島、洛杉磯、薩克拉門托、圣華金、圣瑪麗亞和文圖拉——相當(dāng)于 1,290 億桶地質(zhì)儲(chǔ)量，占 96%。
有九個(gè)IIIBb 型盆地報(bào)告了天然瀝青礦床。它們包含 40 億桶天然瀝青地質(zhì)儲(chǔ)量，其中約一半在圣瑪麗亞盆地。
IIIBa 和 IIIBb 型盆地約占世界盆地面積的百分之七，但只有四分之一的盆地對(duì)各種類型的石油是富產(chǎn)的。然而，這些富產(chǎn)盆地僅代表世界盆地面積的百分之二，卻產(chǎn)出約世界石油和天然氣總量的百分之七（Klemme, 1983）。其中一些富產(chǎn)盆地，特別是位于加利福尼亞的那些，具有很高的儲(chǔ)層采收率。
類型IIIBc 盆地是小而狹長(zhǎng)的，剖面不規(guī)則，占據(jù)著大洋俯沖帶與克拉通之間或兩個(gè)克拉通板塊碰撞帶之間的中間地帶。它們是由中間帶的走滑斷層及隨之產(chǎn)生的裂谷形成的。此類盆地約占世界盆地面積的百分之三點(diǎn)五，貢獻(xiàn)了世界石油和天然氣總量的百分之二點(diǎn)五。
IIIBc 型盆地對(duì)于重油的賦存非常重要（3,510 億桶地質(zhì)儲(chǔ)量）。盡管有九個(gè)這種類型的盆地，但 92% 的重油集中在馬拉開波盆地。馬拉開波盆地也產(chǎn)出了五個(gè)含此類油氣的盆地中 1,780 億桶天然瀝青地質(zhì)儲(chǔ)量的 95%。這使得馬拉開波盆地獨(dú)一無(wú)二：沒(méi)有其他盆地類型如此完全地由單一盆地主導(dǎo)。
類型IIIC. 裂谷被動(dòng)邊緣（離散型）
這些盆地，通常恰當(dāng)?shù)胤Q為拉分盆地，是伸展性的、狹長(zhǎng)的且不對(duì)稱的。它們位于擴(kuò)張板塊的主要大洋邊界沿線，是離散型的，占據(jù)著厚大陸地殼和薄大洋地殼之間的中間地帶。它們似乎以裂谷階段開始，使得后來(lái)來(lái)自大陸的沉積物充填成為可能。IIIC 型盆地占世界盆地面積的 18%，大部分位于海上，并且通常處于深達(dá) 5,000 英尺的水中。因此，它們的開發(fā)一直很緩慢，但隨著傳統(tǒng)的、易于開發(fā)的盆地達(dá)到充分開發(fā)以及世界石油需求的增加，開發(fā)正在加速（Klemme, 1980a, 1980b）。
28 個(gè) IIIC 型盆地產(chǎn)出 1,580 億桶重油地質(zhì)儲(chǔ)量，但其中一個(gè)，海上的坎波斯盆地，包含了其中 66% 的重油。這些大陸邊緣盆地在其歷史上的某個(gè)時(shí)刻必定曾被充分抬升，使得其生成的常規(guī)油得以降解。有可能這些重油是非常不成熟的，僅經(jīng)歷了一次運(yùn)移和后來(lái)的抬升。此類盆地的地質(zhì)歷史并不支持這種觀點(diǎn)。然而，根據(jù) Head、Jones 和 Larter (2003) 以及 Larter 等人 (2006) 最近提出的機(jī)制，這些石油很可能在深處經(jīng)歷了細(xì)菌降解。在拉分盆地中，沉積物會(huì)快速堆積并在深處，隨后析出的石油就容易發(fā)生降解。深處降解的問(wèn)題在于流動(dòng)性喪失，除非能證明石油從未被抬升，而事實(shí)上坎波斯盆地的石油埋藏很深，平均深度接近 8,400 英尺。
IIIC 型盆地中的瀝青資源量很?。ㄆ邆€(gè)盆地有 470 億桶天然瀝青地質(zhì)儲(chǔ)量），與西加拿大沉積盆地和東委內(nèi)瑞拉盆地相比，幾乎所有瀝青礦藏都是如此。但位于尼日利亞西南部加納盆地的 383 億桶天然瀝青地質(zhì)儲(chǔ)量是可開采的，并且該資源量可能被低估了。與許多瀝青礦床一樣，它有待更詳細(xì)的評(píng)估。
類型IV. 三角洲（第三紀(jì)至近代）
三角洲作為伸展凹陷沿大陸邊緣形成，呈圓形至elongate，并顯示出極高的沉積物充填量與表面積之比。在構(gòu)造上，它們是由沉積中心組成的改良凹陷，出現(xiàn)在離散和匯聚的克拉通邊緣。盡管到 1980 年，三角洲盆地提供了世界盆地面積的百分之二點(diǎn)五，或許還有石油和天然氣總量的百分之六（Klemme, 1980a, 1980b），但隨著最近在前沿深水區(qū)成功的勘探，它們占據(jù)了更多常規(guī)資源稟賦。
三個(gè)IV 型三角洲盆地產(chǎn)出的重油很少（370 億桶地質(zhì)儲(chǔ)量），并且沒(méi)有天然瀝青。這與極高的沉積物充填量與表面積之比以及這些盆地表現(xiàn)出烴源巖有機(jī)質(zhì)的快速埋藏有關(guān)。埋藏是持續(xù)且不間斷的，為生成的石油降解提供了非常有限的機(jī)會(huì)。
類型V. 弧前盆地
弧前盆地位于火山弧的向海一側(cè)。它們由伸展和擠壓共同作用形成，剖面狹長(zhǎng)且不對(duì)稱，在構(gòu)造上是俯沖作用的結(jié)果。弧前盆地?cái)?shù)量稀少，且通常生產(chǎn)力不高（Klemme, 1980a, 1980b）。
在巴巴多斯盆地發(fā)現(xiàn)了極少量的重油。盡管在舒馬金盆地報(bào)告有天然瀝青礦床，但尚無(wú)體積估算。
弧前盆地中基本上沒(méi)有發(fā)現(xiàn)重油或天然瀝青，因?yàn)檫@些盆地不產(chǎn)生大量任何類型的石油，因此提供的可降解物質(zhì)相對(duì)較少。
重油與天然瀝青的區(qū)域分布
前面的討論涉及了世界地質(zhì)盆地中重油和天然瀝青的分布。這對(duì)于這兩種礦產(chǎn)的勘探和開發(fā)至關(guān)重要。流體及其所在儲(chǔ)層的化學(xué)和物理屬性不受政治邊界的影響。
同時(shí)，出于經(jīng)濟(jì)和政治原因，有必要了解重油和天然瀝青的地理分布。這些因素將在后續(xù)報(bào)告中詳細(xì)討論。圖版2 和圖版 3 上的條形圖分別給出了重油和天然瀝青的總原始地質(zhì)儲(chǔ)量和已發(fā)現(xiàn)原始地質(zhì)儲(chǔ)量的區(qū)域分布。資源的分布情況在表 8 中給出。西半球約占世界重油的 52% 和天然瀝青的 85% 以上。中東和南美洲擁有最大的重油地質(zhì)儲(chǔ)量，其次是北美洲。北美和南美洲擁有迄今為止最大的天然瀝青地質(zhì)儲(chǔ)量。東西伯利亞也已知有非常巨大的資源礦床，但現(xiàn)有數(shù)據(jù)不足，無(wú)法做出超出名義規(guī)模的估算。
總結(jié)
從前面的盆地討論來(lái)看，就重油而言，Klemme 盆地分類中的 IICa 型是迄今為止最多產(chǎn)的。對(duì)于天然瀝青，IIA 型和 IICa 型盆地是最多產(chǎn)的。所涉及的盆地類型在構(gòu)造上是類似的，始于沉積臺(tái)地或凹陷，最終成為前淵。它們僅在起源模式上有所不同。它們的共同點(diǎn)是，在來(lái)自富烴源區(qū)的上傾方向被克拉通塊體截切。這種情況使得常規(guī)油在淺層形成了巨大的聚集，并具備近乎理想的石油圈閉和生物降解條件，從而導(dǎo)致重油和瀝青聚集的形成。這些盆地中遠(yuǎn)景額外資源礦床的遠(yuǎn)景資源量大于許多盆地類型的已發(fā)現(xiàn)資源量。
Klemme 盆地分類系統(tǒng)包含了控制盆地類型的盆地發(fā)育和構(gòu)造要素。觀察到的重油和天然瀝青在不同盆地類型中的分布模式，與重油和天然瀝青是通過(guò)常規(guī)油降解過(guò)程形成的觀點(diǎn)是一致的。僅在內(nèi)陸克拉通（I 型）、三角洲（IV 型）和弧前盆地（V 型）中發(fā)現(xiàn)了相對(duì)少量的重油。
IICa 型盆地，包括阿拉伯、東委內(nèi)瑞拉和扎格羅斯盆地，擁有最大的重油稟賦，同時(shí)也包含最大量的常規(guī)油。大量的重油也發(fā)現(xiàn)于 IICc 型盆地（ notably 坎佩切、坦皮科和北坡盆地）以及 IIIBc 型盆地（主要是馬拉開波盆地）。對(duì)于天然瀝青，西加拿大沉積盆地和東委內(nèi)瑞拉盆地具有相似的發(fā)育歷史和盆地構(gòu)造特征。一些盆地的發(fā)育模式比其他模式更有利于形成更大體積的重油和天然瀝青。這一點(diǎn)在目前 IICa 和 IICc 型盆地中重油和天然瀝青的賦存情況中表現(xiàn)得最為明顯，這些盆地?fù)碛胸S富的生油區(qū)和上傾運(yùn)移路徑，使油氣得以圈閉在克拉通邊緣。常規(guī)油可以輕易地穿過(guò)傾斜的臺(tái)地運(yùn)移，直到臺(tái)地在近地表處被剝蝕，從而形成瀝青封蓋。
致謝
我們衷心感謝美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的James Coleman 和 Robert Milici，以及 Nexen Inc. 的 Dale Leckie 和 Geoff Ryder 對(duì)稿件進(jìn)行的審閱。我們感謝已退休的美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的 Dorothy B. Vitaliano 和 Nora Tamberg 將俄語(yǔ)文獻(xiàn)翻譯成英文。
參考文獻(xiàn)
阿爾伯塔能源與公用事業(yè)委員會(huì)，2004年，《阿爾伯塔省2003年儲(chǔ)量及2004-2013年供應(yīng)/需求展望：瀝青、原油和天然氣基本儲(chǔ)量數(shù)據(jù)表》：統(tǒng)計(jì)系列 2004-98 (CD-ROM)。含單獨(dú)的指定油田（石油與天然氣）和油砂區(qū)地圖。[可從網(wǎng)站www.eub.gov.ab.ca 獲取]
Bally, A.W., 1984年，表1（Bally 和 Snelson (1980) 分類的修訂版，用于區(qū)分洋殼并包含褶皺帶和臺(tái)地玄武巖），載于 St. John, Bill, Bally, A.W., 和 Klemme, H.D. 編，《世界沉積區(qū)——含油氣與非含油氣》[地圖《世界沉積區(qū)》的說(shuō)明文字]：塔爾薩，美國(guó)石油地質(zhì)學(xué)家協(xié)會(huì)，35頁(yè)。
Bally, A.W., 和 Snelson, S., 1980年，沉降域，載于 Miall, A.D. 編，《世界石油產(chǎn)狀的事實(shí)與原理》：卡爾加里，加拿大石油地質(zhì)學(xué)家協(xié)會(huì)，第9-94頁(yè)。
Barker, Colin, 1979年，《石油勘探中的有機(jī)地球化學(xué)》：美國(guó)石油地質(zhì)學(xué)家協(xié)會(huì)教育課程筆記系列#10，159頁(yè)。
Beskrovnyi, N.S., Gol'dberg, I.S., Makarov, K.K., Sobolev, V.S., 和 Taliev, S.D., 1975年，《蘇聯(lián)的天然固體瀝青——國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要的原材料儲(chǔ)備》：石油與天然氣地質(zhì)學(xué)，1975年第4期，第14-20頁(yè)。（英文翻譯由 Dorothy B. Vitaliano 于1985年3月完成，僅可在美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局雷斯頓圖書館查閱）
Demaison, G.J., 1977年，瀝青砂與特大型油田：美國(guó)石油地質(zhì)學(xué)家協(xié)會(huì)通報(bào)，第61卷，第11期，第1950-1961頁(yè)。
環(huán)境技術(shù)中心，2003年，石油性質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)：加拿大安大略省格洛斯特，環(huán)境技術(shù)中心。[可從網(wǎng)站www.etc.ec.gc.ca 獲取]
Grace, J. D., Caldwell, R. H. 和 Hether, D. I., 1993年，儲(chǔ)量定義比較：美國(guó)、歐洲和前蘇聯(lián)，石油技術(shù)雜志，（9月），第866-872頁(yè)。
Head, I.M., Jones, D.M., 和 Larter, S.R., 2003年，深層地下的生物活動(dòng)與重油的起源：自然，第426卷，第20期，第344-352頁(yè)。
Hyden, H.J., 1961年，原油中的鈾和其他金屬，B部分。鈾和其他金屬在原油中的分布：美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局公報(bào) 1100，第17-97頁(yè)。
IHS能源集團(tuán)，2004年，國(guó)際勘探與生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)：科羅拉多州恩格爾伍德，IHS能源集團(tuán)。[該數(shù)據(jù)庫(kù)前身為 Petroconsultants 油氣田文件，可從 IHS能源集團(tuán)獲取，地址：15 Inverness Way East, Englewood, CO 80112 USA.]
Kallio, R.E., 1984年，微生物在重油形成中的作用，載于 Meyer, R.F., Wynn, J.C., 和 Olson, J.C. 編，第二屆聯(lián)合國(guó)重油和瀝青砂國(guó)際會(huì)議，加拉加斯，1982年2月7-17日：紐約，麥格勞-希爾出版社，第430-432頁(yè)。
Kay, G.M., 1951年，北美地槽：美國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)備忘錄 48，143頁(yè)。
Klemme, H.D., 1977年，來(lái)自大油田和盆地（區(qū)域）分析的世界油氣儲(chǔ)量，載于 Meyer, R.F. 編，《自然形成石油和天然氣的未來(lái)供應(yīng)》：紐約，珀加蒙出版社，1046頁(yè)。
Klemme, H.D., 1980年a，未來(lái)石油資源的地質(zhì)學(xué)：法國(guó)石油研究所評(píng)論，第35卷，第2期，第337-349頁(yè)。
Klemme, H.D., 1980年b，石油盆地；分類與特征：石油地質(zhì)學(xué)雜志，第3卷，第2期，第187-207頁(yè)。
Klemme, H.D., 1983年，與盆地特征相關(guān)的油田規(guī)模分布：石油與天然氣雜志，第81卷，第52期（12月26日），第168-176頁(yè)。
Klemme, H.D., 1984年，表2；Klemme盆地分類，載于 St. John, Bill, Bally, A.W., 和 Klemme, H.D. 編，《世界沉積區(qū)——含油氣與非含油氣》[地圖《世界沉積區(qū)》的說(shuō)明文字]：塔爾薩，美國(guó)石油地質(zhì)學(xué)家協(xié)會(huì)，35頁(yè)。
Larter, S., Huang, H., Adams, J., Bennett, B., Jokanola, O., Oldenburg, T., Jones, M., Head, I., Riediger, C. 和 Fowler, M., 2006年，深層地下生物降解石油組成控制因素：第二部分。地下生物降解通量的地質(zhì)控制及儲(chǔ)層流體性質(zhì)預(yù)測(cè)的限制：美國(guó)石油地質(zhì)學(xué)家協(xié)會(huì)通報(bào)，第90卷，第6期，第921-938頁(yè)。
Larter, S, Whilhelms, A., Head, I., Koopmans, M., Aplin, A., Di Primio, R., Zwach, C., Erdmann, M., 和 Telnaes, N., 2003年，深層地下生物降解石油組成控制因素 – 第一部分：石油儲(chǔ)層中的生物降解速率：有機(jī)地球化學(xué)，第34卷，第3期，第601-613頁(yè)。
Meyer, R.F., 和 Freeman, P.A., 2006年，西伯利亞地臺(tái)；地質(zhì)與天然瀝青資源：美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局公開文件報(bào)告 2006-1316，可在線獲取：http://pubs.usgs.gov/of/2006/1316/。
Meyer, R.F., Wallace, L.G., 和 Wagner, F.J., Jr., 1991年，AAPG-CSD地質(zhì)區(qū)代碼圖：美國(guó)石油地質(zhì)學(xué)家協(xié)會(huì)通報(bào)，第75卷，第10期，第1644-1651頁(yè)。
NRG Associates, 1997年，美國(guó)重要油氣田：科羅拉多州科羅拉多斯普林斯。
Oblad, A.G., Bunger, J.W., Hanson, F.V., Miller, J.D., Ritzma, H.R., 和 Seader, J.D., 1987年，猶他大學(xué)的瀝青砂研究與開發(fā)：1987年能源年度評(píng)論，第12卷，第283-356頁(yè)。
石油與天然氣雜志，2006年，OGJ出口原油指南 - 原油化驗(yàn)（2006年）CD-ROM。[可從網(wǎng)站www.ogj.com 獲取]
石油與天然氣雜志，2006年，歷史提高采收率調(diào)查。CD-ROM。[可從網(wǎng)站www.ogj.com 獲取]
Parsons, W.H., 1973年，阿爾伯塔省，載于 McCrossan, R.G. 編，《加拿大未來(lái)的石油省份》：加拿大石油地質(zhì)學(xué)家協(xié)會(huì)備忘錄 1，第73-120頁(yè)。
Raicar, J., 和 Procter, R. M., 1984年，加拿大阿爾伯塔省洛伊明斯特重油供應(yīng)的經(jīng)濟(jì)考量與潛力，載于 Meyer, R.F., Wynn, J.C., 和 Olson, J.C. 編，第二屆聯(lián)合國(guó)重油和瀝青砂國(guó)際會(huì)議，加拉加斯，1982年2月7-17日：紐約，麥格勞-希爾出版社，第212-219頁(yè)。
Ritzma, H.O., 編纂, 1979年, 地圖47: 猶他州油浸巖礦床: 猶他地質(zhì)與礦產(chǎn)調(diào)查, 2張。
Roadifer, R.E., 1987年，世界已知最大石油和瀝青積聚的規(guī)模分布，載于 Meyer, R.F. 編，《重質(zhì)原油和天然瀝青的勘探》：美國(guó)石油地質(zhì)學(xué)家協(xié)會(huì)地質(zhì)學(xué)研究第25號(hào)，第3-23頁(yè)。
Rühl, Walter, 1982年，瀝青（超重油）砂和油頁(yè)巖，載于 Beckmann, Heinz 編，《石油地質(zhì)學(xué)》：斯圖加特，Enke出版社，第6卷，149頁(yè)。
薩斯喀徹溫省產(chǎn)業(yè)與資源部，2003年，薩斯喀徹溫省產(chǎn)業(yè)與資源部石油和天然氣儲(chǔ)量數(shù)據(jù)盤2003基礎(chǔ)儲(chǔ)層數(shù)據(jù)。[可從網(wǎng)站www.ir.gov.sk.ca 獲取]
St. John, Bill, 編纂, 1996年，《世界沉積區(qū)——含油氣與非含油氣》中的沉積盆地?cái)?shù)字地圖文件：塔爾薩，美國(guó)石油地質(zhì)學(xué)家協(xié)會(huì)，CD-ROM數(shù)據(jù)頁(yè)。[可從網(wǎng)站www.aapg.org 獲取]
St. John, Bill, Bally, A.W., 和 Klemme, H.D., 1984年，《世界沉積區(qū)——含油氣與非含油氣》[地圖《世界沉積區(qū)》的說(shuō)明文字]：塔爾薩，美國(guó)石油地質(zhì)學(xué)家協(xié)會(huì)，35頁(yè)。
Swain, E.J., 1991年，美國(guó)原油 slate 變得更重、硫含量更高：石油與天然氣雜志，第89卷，第36期（9月9日），第59-61頁(yè)。[更正，10月28日，1991年，第55頁(yè)]。
Swain, E.J., 2005年，美國(guó)煉油廠繼續(xù)處理更低API度、更高硫的原油：石油與天然氣雜志，第103卷，第1期（1月3日），第51-55頁(yè)。
Taber, J.J., Martin, F.D., 和 Seright, R.S., 1997年a，EOR篩選標(biāo)準(zhǔn)重訪 - 第一部分；篩選標(biāo)準(zhǔn)與提高采收率油田項(xiàng)目介紹：石油工程師協(xié)會(huì) SPE 35385，第189-198頁(yè)。
Taber, J.J., Martin, F.D., 和 Seright, R.S., 1997年b，EOR篩選標(biāo)準(zhǔn)重訪 - 第二部分；應(yīng)用與油價(jià)影響：石油工程師協(xié)會(huì) SPE 39234，第199-205頁(yè)。
Tannenbaum, E., Starinsky, A., 和 Aizenshtat, Z., 1987年，輕質(zhì)油向重油和瀝青的轉(zhuǎn)化——去除烴量的評(píng)估及該過(guò)程的水文地質(zhì)控制，載于 Meyer, R.F. 編，《重質(zhì)原油和天然瀝青的勘探》：美國(guó)石油地質(zhì)學(xué)家協(xié)會(huì)地質(zhì)學(xué)研究第25號(hào)，第221-231頁(yè)。
Tissot, B., 1981年，當(dāng)前對(duì)石油重質(zhì)產(chǎn)品的認(rèn)識(shí)：法國(guó)石油研究所評(píng)論，第36卷，第4期，第429-446頁(yè)。
Tissot, B.P., 和 Welte, D.H., 1978年，《石油的形成與產(chǎn)出》：柏林，Springer-Verlag出版社，538頁(yè)。
美國(guó)能源部，國(guó)家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，1983年，NPC公共數(shù)據(jù)庫(kù)：美國(guó)能源部，國(guó)家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。[可提供CD-ROM或從網(wǎng)站www.netl.doe.gov 獲取]
美國(guó)能源部，國(guó)家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，1991年，截至1991年8月22日的國(guó)內(nèi)瀝青砂礦床：塔爾薩，俄克拉荷馬州，美國(guó)能源部，國(guó)家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。[可從網(wǎng)站www.netl.doe.gov 獲取]
美國(guó)能源部，國(guó)家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，1995年，原油分析數(shù)據(jù)庫(kù)：美國(guó)能源部，國(guó)家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。[可提供CD-ROM或從網(wǎng)站www.netl.doe.gov 獲取]
美國(guó)能源部，國(guó)家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，2005年，2004年重油數(shù)據(jù)庫(kù)[2005年更新]：美國(guó)能源部，國(guó)家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。[可提供CD-ROM或從網(wǎng)站www.netl.doe.gov 獲取]
Yen, T.F., 1984年，重油的特征，載于 Meyer, R.F., Wynn, J.C., 和 Olson, J.C. 編，第二屆聯(lián)合國(guó)重油和瀝青砂國(guó)際會(huì)議，加拉加斯，1982年2月7-17日：紐約，麥格勞-希爾出版社，第412-423頁(yè)。
表格1-8
