有人将波斯湾国家的处境概括为“既受益也受诅咒”:该地区拥有全球最集中的石油和天然气资源,同时其能源供给的重要性也使其在地缘冲突与市场波动中更受关注。多项地球科学研究认为,波斯湾之所以成为全球油气富集区,源于数百万年地质演化形成的一组关键条件在此叠加。
波斯湾周边分布着超过30个“超级巨型油田”,单个油田储量均超过50亿桶石油。相关资料显示,该地区部分油井的日产量可达到北海和俄罗斯最佳油井的2至5倍。研究者指出,从资源丰度与开采便利性两方面看,波斯湾在全球范围内具有突出的对比优势。
从早期渗漏到现代发现
在现代地质学解释波斯湾形成之前,人类已长期观察到该地区的碳氢化合物渗漏现象。资料显示,在上一次冰河时代结束后的约1.4万至6000年前,波斯湾一带河流与山谷沿线就可见天然油气渗漏。更早在公元前数千年,当地已使用沥青(重油的一种)作为建筑砂浆与船只防水材料。

现代石油工业意义上的首次发现发生在1908年,地点位于伊朗西部一个已知渗漏点。到20世纪50至60年代,随着石油与天然气勘探快速扩展,行业逐步确认:在已知常规油气系统中,波斯湾的资源规模与产能表现难以被其他地区复制。尽管此后俄罗斯西西伯利亚、美国二叠纪盆地等地也发现了大型油气区,但在储量体量与开采速率方面仍难与波斯湾相提并论。
板块碰撞塑造“理想盆地”
地质研究将波斯湾的油气富集与其所处的板块构造环境直接关联。该地区位于阿拉伯板块与欧亚板块的碰撞带,碰撞过程已持续约3500万年,带来岩层弯曲、断裂以及深部岩石在高温高压下的变质等一系列地质效应。
波斯湾两侧的构造特征差异明显。伊朗一侧发育扎格罗斯山脉,山脉绵延约1100英里(1800公里),从阿曼湾延伸至土耳其边境,属于阿尔卑斯—喜马拉雅山系的一部分,其褶皱与断裂构造与多板块长期挤压有关。

相较之下,阿拉伯一侧未出现同等规模的褶皱断裂带。研究指出,碰撞挤压力使深部坚硬的“基底岩”平台发生变形,形成面积可达数十至数百平方英里的大型穹状构造。与此同时,波斯湾下方为一处盆地,主要由扎格罗斯山脉侵蚀物填充,盆地深部具备生成石油与天然气所需的高温高压条件。相关研究将其概括为有利于“大规模生成与封存碳氢化合物”的组合环境。
优质源岩提供充足“原料”
石油与天然气来源于海洋浮游动物、浮游植物等有机质,通常在页岩、富泥灰岩等岩石中富集,并在高温高压作用下转化为油气。研究界一般将有机质含量达到至少2%的岩层视为高质量油气源岩。
波斯湾地区分布着多套源岩层,部分层位厚度大、分布广且有机质含量高。阿拉伯一侧的哈尼法地层与图维克山地层形成于侏罗纪(约2亿至1.45亿年前);伊朗的卡兹杜米地层形成于白垩纪(约1.45亿至6600万年前)。相关研究给出的有机质含量范围为1%至13%,部分地区更高。

褶皱与穹隆构造形成大型圈闭
除“生烃”条件外,油气能否形成可开采的聚集体,还取决于有效的圈闭与储层。研究指出,波斯湾地区广泛发育的褶皱断裂带与大型穹状构造,为碳氢化合物封存提供了有利空间。
扎格罗斯褶皱带因其在卫星影像上呈现的显著形态而为地质学界熟知,相关资料称其中蕴藏数千亿桶石油及大量天然气。油气分布图显示,该地区油田多呈西北—东南向条带状,反映主要褶皱构造的控制作用;这些条带状构造实际上包含数百个不同规模的油田,从伊朗南部延伸至伊拉克东北部。
在阿拉伯板块一侧,大型穹状构造形成了更为集中的巨型油气聚集体。沙特的加瓦尔油田被称为世界最大油田之一,资料显示其原油储量可能超过700亿桶。卡塔尔与伊朗共有的南帕尔斯—北穹气田,天然气储量至少为1300万亿立方英尺(460亿立方米),其能量含量相当于超过2000亿桶石油。

储层方面,研究指出,部分溶蚀的石灰岩是该地区最重要的储层岩石类型之一,溶蚀作用提升了孔隙与渗透性,有利于油气流动。在扎格罗斯地区,板块碰撞引发的褶皱与断层形成裂缝网络,进一步促进流体运移。以沙特加瓦尔油田的阿拉伯-D储层、以及扎格罗斯多处油田的阿斯马里石灰岩为代表,这类高质量储层覆盖面积可达数百至数千平方公里。
仍存在新增资源空间与技术尝试
多项研究将上述因素的综合结果概括为:全球约一半的常规石油储量与40%的天然气储量,集中在地球陆地表面约3%的区域之下。

美国地质调查局(USGS)评估认为,即便经历一个多世纪的钻探与生产,波斯湾地区仍可能存在大量未发现油气资源。USGS在2012年针对阿拉伯半岛与扎格罗斯山脉的报告估计,除已发现储量外,相关岩层中可能还蕴藏860亿桶石油和336万亿立方英尺天然气。
在开发方式上,资料显示,随着水平钻井与水力压裂等技术在2000年代与2010年代由美国推动应用,波斯湾地区也被认为可能通过类似方法获取更多油气。沙特与阿联酋已在尝试相关技术;研究指出其效果仍难评估,但部分研究认为这些技术可能进一步提升产量。
本文信息整理自The Conversation发布内容及文中引用的公开研究与机构报告。
