石油成因理論

1、石油成因問題是石油地質(zhì)學(xué)中研究的重要問題之一，石油成因問題是石油地質(zhì)學(xué)中研究的重要問題之一， 對(duì)待這個(gè)問題的研究已爭論了一個(gè)世紀(jì)，其原因主要有對(duì)待這個(gè)問題的研究已爭論了一個(gè)世紀(jì)，其原因主要有 四個(gè)：四個(gè)： l 石油是可以流動(dòng)的物體，產(chǎn)出地點(diǎn)非同生成地點(diǎn)。石油是可以流動(dòng)的物體，產(chǎn)出地點(diǎn)非同生成地點(diǎn)。 l 石油是成分復(fù)雜的有機(jī)化合物，對(duì)外界途徑的變化石油是成分復(fù)雜的有機(jī)化合物，對(duì)外界途徑的變化 較為敏感，它的不同組份可能有不同的生成經(jīng)歷。較為敏感，它的不同組份可能有不同的生成經(jīng)歷。 l 對(duì)石油與原始母質(zhì)之間的過渡形式缺乏明確的認(rèn)識(shí)。對(duì)石油與原始母質(zhì)之間的過渡形式缺乏明確的認(rèn)識(shí)。 l 解決石油成因問

2、題涉及廣泛的地質(zhì)學(xué)科和化學(xué)學(xué)科。解決石油成因問題涉及廣泛的地質(zhì)學(xué)科和化學(xué)學(xué)科。 第一節(jié)第一節(jié)油氣成因理論油氣成因理論 一石油的無機(jī)成因?qū)W說一石油的無機(jī)成因?qū)W說 石油的有機(jī)成因說盛行于石油的有機(jī)成因說盛行于1919世紀(jì)中葉，較為有代表性的世紀(jì)中葉，較為有代表性的 學(xué)說有三個(gè)：學(xué)說有三個(gè)： l 碳化說（門捷列夫的學(xué)說影響最大碳化說（門捷列夫的學(xué)說影響最大1919世紀(jì)中期）世紀(jì)中期） 石油是在地下深處的重金屬碳化物與下滲的水相互作石油是在地下深處的重金屬碳化物與下滲的水相互作 用所形成的，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)生成的蒸汽在沖向地殼的過程中用所形成的，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)生成的蒸汽在沖向地殼的過程中 冷凝在地層孔隙里，在有

3、一上覆的非滲透層遮擋時(shí)，可集冷凝在地層孔隙里，在有一上覆的非滲透層遮擋時(shí)，可集 中形成油氣藏。中形成油氣藏。 第一節(jié)第一節(jié)油氣成因理論油氣成因理論 石油成因石油成因 無機(jī)無機(jī) 有機(jī)有機(jī) l宇宙成因說（索柯洛夫宇宙成因說（索柯洛夫19世紀(jì)晚期）世紀(jì)晚期） 某些天體中發(fā)現(xiàn)有碳?xì)浠衔铮鼈兪怯钪嬷兴逃械?，在地某些天體中發(fā)現(xiàn)有碳?xì)浠衔?，它們是宇宙中所固有的，在?球球處于熔融狀態(tài)時(shí)，氣圈中就存有碳?xì)浠衔?，后來隨著地球的處于熔融狀態(tài)時(shí)，氣圈中就存有碳?xì)浠衔铮髞黼S著地球的 冷卻，而被吸附并凝結(jié)在地殼的上部，在沿著裂縫溢向地表的過冷卻，而被吸附并凝結(jié)在地殼的上部，在沿著裂縫溢向地表的過 程中，便

4、可以形成油氣藏。程中，便可以形成油氣藏。 l 巖漿說（庫德梁采夫巖漿說（庫德梁采夫20世紀(jì)世紀(jì)5070年代）年代） 地殼深處的巖漿中，存在碳、氫、氧、硫及石油中的其它灰分地殼深處的巖漿中，存在碳、氫、氧、硫及石油中的其它灰分 元素。在溫度高達(dá)元素。在溫度高達(dá)600060001200012000C C中，碳和氫形成甲炔基；在中，碳和氫形成甲炔基；在 3000300040004000C C時(shí)，可形成亞甲基；溫度依次降低，可分別形成時(shí)，可形成亞甲基；溫度依次降低，可分別形成 甲基化合物和甲烷。同時(shí)，一氧化碳與氫可直接合成烴類化合物。甲基化合物和甲烷。同時(shí)，一氧化碳與氫可直接合成烴類化合物。 當(dāng)?shù)厍蛏?/p>

5、處的高溫巖漿（基性巖漿）離開巖漿源侵入到地殼以致當(dāng)?shù)厍蛏钐幍母邷貛r漿（基性巖漿）離開巖漿源侵入到地殼以致 于噴出地表的過程中，巖漿的溫度逐漸降低，上述化學(xué)反應(yīng)依次于噴出地表的過程中，巖漿的溫度逐漸降低，上述化學(xué)反應(yīng)依次 發(fā)生，在溫度和壓力適宜的地帶，生成石油烴類。但并不否認(rèn)石發(fā)生，在溫度和壓力適宜的地帶，生成石油烴類。但并不否認(rèn)石 油在運(yùn)移的過程中可以摻入一些生物成因化合物的可能性。油在運(yùn)移的過程中可以摻入一些生物成因化合物的可能性。 第一節(jié)第一節(jié)油氣成因理論油氣成因理論 斯密特在斯密特在現(xiàn)代沉積物現(xiàn)代沉積物中發(fā)中發(fā) 現(xiàn)了現(xiàn)了烴類烴類，包括液態(tài)烴，包括液態(tài)烴， 得出了石油是在沉積的早得出了石油

6、是在沉積的早 期形成的理論，突破了期形成的理論，突破了 3040年代特拉斯克關(guān)于年代特拉斯克關(guān)于 現(xiàn)代沉積物不存在烴類的現(xiàn)代沉積物不存在烴類的 著名研究，這是一個(gè)飛躍著名研究，這是一個(gè)飛躍 的突破。為此，斯密特曾的突破。為此，斯密特曾 獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。 19世紀(jì)，有機(jī)學(xué)派提出了一些新的世紀(jì)，有機(jī)學(xué)派提出了一些新的 方案，如以低等動(dòng)物為主的方案，如以低等動(dòng)物為主的動(dòng)物說動(dòng)物說 和以藻類為主的和以藻類為主的植物說植物說。也有人主。也有人主 張石油與煤同源于高等植物，只是張石油與煤同源于高等植物，只是 沉積環(huán)境不同而已。沉積環(huán)境不同而已。 有機(jī)學(xué)說的最早提出人是有機(jī)學(xué)說的最早提出人是

7、18世紀(jì)蘇世紀(jì)蘇 聯(lián)的羅蒙諾索夫，他認(rèn)為石油是煤聯(lián)的羅蒙諾索夫，他認(rèn)為石油是煤 在地下經(jīng)受在地下經(jīng)受高溫蒸餾的產(chǎn)物高溫蒸餾的產(chǎn)物。 20世紀(jì)的世紀(jì)的5060年代，年代， 有人提出了有人提出了原生說原生說， 認(rèn)為石油起源于生物認(rèn)為石油起源于生物 體中固有的烴類。據(jù)體中固有的烴類。據(jù) 估計(jì)海洋植物每年可估計(jì)海洋植物每年可 以產(chǎn)生以產(chǎn)生12106t烴，如烴，如 有有0.01%被保存下來，被保存下來， 一億年即可滿足世界一億年即可滿足世界 石油儲(chǔ)量。但生物體石油儲(chǔ)量。但生物體 中的原生烴含量太少，中的原生烴含量太少， 更難以富集，不宜作更難以富集，不宜作 為生油的主要原料。為生油的主要原料。 19世紀(jì)

8、初波東尼認(rèn)為動(dòng)植世紀(jì)初波東尼認(rèn)為動(dòng)植 物都能生成石油，也稱物都能生成石油，也稱動(dòng)動(dòng) 植物混成說植物混成說。 石油有石油有 機(jī)成因機(jī)成因 第一節(jié)第一節(jié)油氣成因理論油氣成因理論 二石油的有機(jī)成因說二石油的有機(jī)成因說 在動(dòng)植物混成說之后，人們又注意到有利于生油的生物化在動(dòng)植物混成說之后，人們又注意到有利于生油的生物化 學(xué)組份，學(xué)組份，1932年前蘇聯(lián)的古勃金認(rèn)為，各種生物化學(xué)組份都年前蘇聯(lián)的古勃金認(rèn)為，各種生物化學(xué)組份都 可參與生油。它們來自海洋的動(dòng)植物殘?bào)w，也可以是從陸地可參與生油。它們來自海洋的動(dòng)植物殘?bào)w，也可以是從陸地 攜帶入的生物分解產(chǎn)物，含有這些有機(jī)物質(zhì)的淤泥，就是將攜帶入的生物分解產(chǎn)物，

9、含有這些有機(jī)物質(zhì)的淤泥，就是將 來生成石油的母質(zhì)。母巖在早期由于細(xì)菌作用而產(chǎn)生分散態(tài)來生成石油的母質(zhì)。母巖在早期由于細(xì)菌作用而產(chǎn)生分散態(tài) 石油，晚期由于負(fù)荷加大，將油水一起擠入多孔的地層中，石油，晚期由于負(fù)荷加大，將油水一起擠入多孔的地層中， 而油水按比重分開，形成了油藏和氣藏。而油水按比重分開，形成了油藏和氣藏。 第一節(jié)第一節(jié)油氣成因理論油氣成因理論 沉積物中的有機(jī)質(zhì)在成巖作用的過程中，逐漸地轉(zhuǎn)化成沉積物中的有機(jī)質(zhì)在成巖作用的過程中，逐漸地轉(zhuǎn)化成 為可溶有機(jī)溶劑中的為可溶有機(jī)溶劑中的瀝青瀝青與不溶于有機(jī)溶劑中的與不溶于有機(jī)溶劑中的干酪根干酪根兩大兩大 部分。部分。 l 20世紀(jì)世紀(jì)6060年

10、代后期，一些前蘇聯(lián)學(xué)者傾向于把瀝青視為生年代后期，一些前蘇聯(lián)學(xué)者傾向于把瀝青視為生 成石油的直接源泉。成石油的直接源泉。 l20世紀(jì)世紀(jì)7070年代西歐的一些學(xué)者認(rèn)為干酪根為生油的母質(zhì)，年代西歐的一些學(xué)者認(rèn)為干酪根為生油的母質(zhì)， 而瀝青為干酪根熱解過程的中間產(chǎn)物。而瀝青為干酪根熱解過程的中間產(chǎn)物。 第一節(jié)第一節(jié)油氣成因理論油氣成因理論 中間產(chǎn)物中間產(chǎn)物 干酪根干酪根瀝青瀝青 生油相的問題生油相的問題，在，在20世紀(jì)世紀(jì)40年代后，我國老一代石年代后，我國老一代石 油地質(zhì)工作者潘鐘祥、黃汲青等力排眾議，以中國油油地質(zhì)工作者潘鐘祥、黃汲青等力排眾議，以中國油 田的實(shí)例，雄辯地論證了陸相生油的現(xiàn)實(shí)性

11、。從此，田的實(shí)例，雄辯地論證了陸相生油的現(xiàn)實(shí)性。從此， 使唯海相生油論發(fā)生了動(dòng)搖。目前，已很少有人反對(duì)使唯海相生油論發(fā)生了動(dòng)搖。目前，已很少有人反對(duì) 陸相生油了。但還有一種錯(cuò)誤的傾向，認(rèn)為陸相環(huán)境陸相生油了。但還有一種錯(cuò)誤的傾向，認(rèn)為陸相環(huán)境 是腐植型有機(jī)質(zhì)堆積，海相環(huán)境是腐泥型有機(jī)質(zhì)堆積。是腐植型有機(jī)質(zhì)堆積，海相環(huán)境是腐泥型有機(jī)質(zhì)堆積。 第一節(jié)第一節(jié)油氣成因理論油氣成因理論 生油相生油相 海相海相陸相陸相 在石油有機(jī)形成理論建立之后，爭論的焦點(diǎn)轉(zhuǎn)為石油是成在石油有機(jī)形成理論建立之后，爭論的焦點(diǎn)轉(zhuǎn)為石油是成 巖巖早早 期期還是成巖還是成巖晚期晚期生成的。生成的。 l20世紀(jì)世紀(jì)5050年代，早

12、期成油主張相當(dāng)活躍年代，早期成油主張相當(dāng)活躍, ,當(dāng)時(shí)，斯密特在現(xiàn)代沉積當(dāng)時(shí)，斯密特在現(xiàn)代沉積 物中發(fā)現(xiàn)了烴類，包括液態(tài)烴，得出了石油是在沉積的早期形成的物中發(fā)現(xiàn)了烴類，包括液態(tài)烴，得出了石油是在沉積的早期形成的 理論理論, ,突破了突破了30304040年代特拉斯克關(guān)于現(xiàn)代沉積物不存在烴類的著年代特拉斯克關(guān)于現(xiàn)代沉積物不存在烴類的著 名研究名研究, ,這是一個(gè)飛躍的突破。為此，斯密特曾獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。這是一個(gè)飛躍的突破。為此，斯密特曾獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。 l 因?yàn)樵缙谏傻臒N與晚期生成的烴無論在數(shù)量上或是在質(zhì)量上均因?yàn)樵缙谏傻臒N與晚期生成的烴無論在數(shù)量上或是在質(zhì)量上均 有較大的差別。最近的一、

13、二十年來，菲利比有較大的差別。最近的一、二十年來，菲利比. .蒂索、阿爾伯萊切特蒂索、阿爾伯萊切特 等對(duì)生油剖面的詳細(xì)研究表明，當(dāng)母巖埋深到一定的溫度和深度時(shí)，等對(duì)生油剖面的詳細(xì)研究表明，當(dāng)母巖埋深到一定的溫度和深度時(shí)， 有機(jī)質(zhì)才能產(chǎn)生成熟的石油烴。同時(shí)也承認(rèn)，在成巖作用的晚期是有機(jī)質(zhì)才能產(chǎn)生成熟的石油烴。同時(shí)也承認(rèn)，在成巖作用的晚期是 石油的主要生成期，但不排除早期轉(zhuǎn)換所做的準(zhǔn)備。石油的主要生成期，但不排除早期轉(zhuǎn)換所做的準(zhǔn)備。 第一節(jié)第一節(jié)油氣成因理論油氣成因理論 成油時(shí)間成油時(shí)間 早期早期晚期晚期 三三.早期成油說與晚期成油說理論早期成油說與晚期成油說理論 1早期成油說早期成油說 認(rèn)為石油

14、烴類是沉積巖中分散有機(jī)質(zhì)在成巖作用早期轉(zhuǎn)變而成認(rèn)為石油烴類是沉積巖中分散有機(jī)質(zhì)在成巖作用早期轉(zhuǎn)變而成 的，是沉積物中的烴經(jīng)過初步生物化學(xué)改造烴簡單聚集而成的，這的，是沉積物中的烴經(jīng)過初步生物化學(xué)改造烴簡單聚集而成的，這 些烴的聚集所需熱力、動(dòng)力條件微弱，時(shí)間也不是很長。該學(xué)說的些烴的聚集所需熱力、動(dòng)力條件微弱，時(shí)間也不是很長。該學(xué)說的 證據(jù)是現(xiàn)代沉積物中發(fā)現(xiàn)了烴，證據(jù)是現(xiàn)代沉積物中發(fā)現(xiàn)了烴，C14分析這些烴與現(xiàn)代沉積同時(shí)生分析這些烴與現(xiàn)代沉積同時(shí)生 成，主要論點(diǎn)是生油過程是生物體中烴類物質(zhì)的聚集和分離。成，主要論點(diǎn)是生油過程是生物體中烴類物質(zhì)的聚集和分離。 2 2晚期成油學(xué)說晚期成油學(xué)說 20

15、世紀(jì)世紀(jì)6060年代以后年代以后, ,一些學(xué)者研究表明現(xiàn)代沉積中的烴和古代巖一些學(xué)者研究表明現(xiàn)代沉積中的烴和古代巖 石中的烴在分布和化學(xué)結(jié)構(gòu)上有著本質(zhì)上的差別。巖石、原油中烴石中的烴在分布和化學(xué)結(jié)構(gòu)上有著本質(zhì)上的差別。巖石、原油中烴 的含量比生物沉積中烴的含量高很多的含量比生物沉積中烴的含量高很多, ,巖石、原油中高碳數(shù)烴具明顯巖石、原油中高碳數(shù)烴具明顯 奇數(shù)碳優(yōu)勢消失的特征；而生物沉積中高碳數(shù)正烷烴則存在明顯的奇數(shù)碳優(yōu)勢消失的特征；而生物沉積中高碳數(shù)正烷烴則存在明顯的 奇數(shù)碳優(yōu)勢。因此，認(rèn)為石油是有機(jī)質(zhì)在奇數(shù)碳優(yōu)勢。因此，認(rèn)為石油是有機(jī)質(zhì)在成巖作用的晚期生成的成巖作用的晚期生成的。 無機(jī)成油

16、說學(xué)派無機(jī)成油說學(xué)派20世紀(jì)世紀(jì)5050年代曾發(fā)起一次反攻，但沒有動(dòng)搖有年代曾發(fā)起一次反攻，但沒有動(dòng)搖有 機(jī)說理論在這一學(xué)說中的地位，有機(jī)起源說不僅有著充分的論據(jù)，機(jī)說理論在這一學(xué)說中的地位，有機(jī)起源說不僅有著充分的論據(jù)， 而且形成了相當(dāng)完整的體系，被大多數(shù)人所接受。而且形成了相當(dāng)完整的體系，被大多數(shù)人所接受。 第一節(jié)第一節(jié)油氣成因理論油氣成因理論 四四.石油有機(jī)成因的證據(jù)石油有機(jī)成因的證據(jù) l世界上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的油氣田世界上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的油氣田99.9%都分布在沉積巖中。都分布在沉積巖中。 l各個(gè)時(shí)代的地層中都發(fā)現(xiàn)了石油（前寒武各個(gè)時(shí)代的地層中都發(fā)現(xiàn)了石油（前寒武第三紀(jì)）。第三紀(jì)）。 l世界上石油的

17、化學(xué)成分相似，說明他們的成因可能相同。世界上石油的化學(xué)成分相似，說明他們的成因可能相同。 l石油中富集的微量元素與巖石圈的相比相差很大。石油中富集的微量元素與巖石圈的相比相差很大。 l油藏所在的地層溫度較低（油藏所在的地層溫度較低（6005020 腐殖腐泥型腐殖腐泥型II12506002050520 腐泥腐殖型腐泥腐殖型II2120250102025 腐殖型腐殖型III120102 第二節(jié)第二節(jié) 生成油氣的物質(zhì)基礎(chǔ)生成油氣的物質(zhì)基礎(chǔ) 應(yīng)用應(yīng)用IH與與Tmax的關(guān)系的關(guān)系 確定生油巖中的有機(jī)物類型確定生油巖中的有機(jī)物類型 l氫指數(shù)（氫指數(shù)（IH=S2/COT）: 表示每克有機(jī)碳熱解所產(chǎn)表示每克有

18、機(jī)碳熱解所產(chǎn) 生毫克熱解烴的量。生毫克熱解烴的量。 l氧指數(shù)（氧指數(shù)（IO=S3/COT） lTmax()裂解烴最高峰裂解烴最高峰 值溫度：值溫度：是干酪根的最高是干酪根的最高 裂解溫度，反映干酪根的裂解溫度，反映干酪根的 成熟度。成熟度。 干酪根干酪根是沉積巖中的生油氣是沉積巖中的生油氣母質(zhì)母質(zhì) 第二節(jié)第二節(jié) 生成油氣的物質(zhì)基礎(chǔ)生成油氣的物質(zhì)基礎(chǔ) MAB抽提物是抽提物是 甲醇甲醇丙酮丙酮 苯混合溶劑。苯混合溶劑。 一、有利于油氣生成的地質(zhì)環(huán)境一、有利于油氣生成的地質(zhì)環(huán)境 1. 1.大地構(gòu)造環(huán)境大地構(gòu)造環(huán)境 地殼上油氣資源分布的主要沉積盆地地殼上油氣資源分布的主要沉積盆地 l 板塊邊緣活動(dòng)板塊

19、邊緣活動(dòng) l 板塊內(nèi)部裂谷、坳陷板塊內(nèi)部裂谷、坳陷 l 造山帶的前陸盆地、山間盆地造山帶的前陸盆地、山間盆地 利于大量油氣生成的盆地特征：利于大量油氣生成的盆地特征： l沉降速率沉降速率 沉積數(shù)率沉積數(shù)率 第三節(jié)第三節(jié) 油氣生成的地質(zhì)環(huán)境及動(dòng)力條件油氣生成的地質(zhì)環(huán)境及動(dòng)力條件 保持沉積物處于還原環(huán)境保持沉積物處于還原環(huán)境 保持水深不變，利于生物的大量繁殖和死亡后的保存。保持水深不變，利于生物的大量繁殖和死亡后的保存。 沉積厚度大，埋藏深度大沉積厚度大，埋藏深度大，地溫梯度大。，地溫梯度大。 生、儲(chǔ)、蓋組合互層接觸，利于有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化與排烴。生、儲(chǔ)、蓋組合互層接觸，利于有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化與排烴。 l下降

20、速度快，持續(xù)時(shí)間長的盆地下降速度快，持續(xù)時(shí)間長的盆地 一、有利于油氣生成的地質(zhì)環(huán)境一、有利于油氣生成的地質(zhì)環(huán)境 2 2古地理環(huán)境古地理環(huán)境 l 陸相陸相 半深湖深湖區(qū)半深湖深湖區(qū) 三角洲相三角洲相 l海相海相 淺海區(qū)的瀉湖淺海區(qū)的瀉湖 海灣海灣 三角洲地帶三角洲地帶 第三節(jié)第三節(jié) 油氣生成的地質(zhì)環(huán)境及動(dòng)力條件油氣生成的地質(zhì)環(huán)境及動(dòng)力條件 一、有利于油氣生成的地質(zhì)環(huán)境一、有利于油氣生成的地質(zhì)環(huán)境（古地理環(huán)境）（古地理環(huán)境） 陸相：陸相：半深湖深湖區(qū)、三角洲相。半深湖深湖區(qū)、三角洲相。 深水深水半半深水湖相是陸相生油巖相發(fā)育的有利環(huán)境，這里具備深水湖相是陸相生油巖相發(fā)育的有利環(huán)境，這里具備 有機(jī)物

21、質(zhì)含量豐富，水流弱，波浪小的靜水沉積，水底是還原的良有機(jī)物質(zhì)含量豐富，水流弱，波浪小的靜水沉積，水底是還原的良 好環(huán)境，因此，具備良好的生油條件。但處于近海地帶的深水湖盆好環(huán)境，因此，具備良好的生油條件。但處于近海地帶的深水湖盆 地帶泥巖沉積物對(duì)生油更為有利。地帶泥巖沉積物對(duì)生油更為有利。 l 深水湖盆的共同特征深水湖盆的共同特征: :是長期穩(wěn)定沉降的沉積巖系厚度達(dá)數(shù)千是長期穩(wěn)定沉降的沉積巖系厚度達(dá)數(shù)千 米。米。 l 生油氣層系發(fā)育：在湖盆長期大幅度沉降過程中，往往伴隨著生油氣層系發(fā)育：在湖盆長期大幅度沉降過程中，往往伴隨著 震蕩運(yùn)動(dòng)，形成多旋回特點(diǎn)。震蕩運(yùn)動(dòng)，形成多旋回特點(diǎn)。 l 湖盆的發(fā)育

22、過程湖盆的發(fā)育過程 旋回初期，是山麓河流相砂泥巖沉積，伴隨盆地下沉，水體旋回初期，是山麓河流相砂泥巖沉積，伴隨盆地下沉，水體 加深，湖盆擴(kuò)大，使得半深水和深水湖相泥巖沉積成為主要生加深，湖盆擴(kuò)大，使得半深水和深水湖相泥巖沉積成為主要生 油巖系。后期，湖盆沉積速度變小，湖盆變淺，沉積了不利于油巖系。后期，湖盆沉積速度變小，湖盆變淺，沉積了不利于 生油的巖系，最后，為湖濱沼澤相的炭質(zhì)頁巖沉積，一次旋回生油的巖系，最后，為湖濱沼澤相的炭質(zhì)頁巖沉積，一次旋回 結(jié)束。之后，有可能開始一次新的沉積旋回，造成又一次有利結(jié)束。之后，有可能開始一次新的沉積旋回，造成又一次有利 生油的深水湖相沉積。生油的深水湖相

23、沉積。 第三節(jié)第三節(jié) 油氣生成的地質(zhì)環(huán)境及動(dòng)力條件油氣生成的地質(zhì)環(huán)境及動(dòng)力條件 烴源巖在湖盆中的分布特征烴源巖在湖盆中的分布特征 l 烴源巖在地區(qū)分布上烴源巖在地區(qū)分布上 深水湖相是最有利的生油巖相區(qū)深水湖相是最有利的生油巖相區(qū) l 烴源巖烴源巖在空間上在空間上 湖盆中央的深水地區(qū)是生油的最有利地區(qū)湖盆中央的深水地區(qū)是生油的最有利地區(qū) l 在時(shí)間上在時(shí)間上 生油最生油最有利的時(shí)期是沉積旋回中持續(xù)沉降階段有利的時(shí)期是沉積旋回中持續(xù)沉降階段 第三節(jié)第三節(jié) 油氣生成的地質(zhì)環(huán)境及動(dòng)力條件油氣生成的地質(zhì)環(huán)境及動(dòng)力條件 海相：海相：淺海區(qū)的瀉湖、海灣和三角洲地帶。淺海區(qū)的瀉湖、海灣和三角洲地帶。 淺海相淺

24、海相: :淺海相的碳酸鹽巖和泥質(zhì)巖具備很好的生油淺海相的碳酸鹽巖和泥質(zhì)巖具備很好的生油 條件，它們多處于廣海大陸架和潮下帶，處于持續(xù)的低條件，它們多處于廣海大陸架和潮下帶，處于持續(xù)的低 能環(huán)境，盆地長期穩(wěn)定沉降，氣候溫暖濕潤，生物繁盛，能環(huán)境，盆地長期穩(wěn)定沉降，氣候溫暖濕潤，生物繁盛， 水體安靜，氧化還原電位是負(fù)值，水介質(zhì)屬弱堿性，水體安靜，氧化還原電位是負(fù)值，水介質(zhì)屬弱堿性， 長期的還原環(huán)境使豐富的有機(jī)物質(zhì)得以順利保存，并向長期的還原環(huán)境使豐富的有機(jī)物質(zhì)得以順利保存，并向 油氣轉(zhuǎn)化。國外許多碳酸鹽巖含油氣盆地常出現(xiàn)碳酸鹽油氣轉(zhuǎn)化。國外許多碳酸鹽巖含油氣盆地常出現(xiàn)碳酸鹽 巖蒸發(fā)巖沉降旋回，開始

25、是深水泥灰?guī)r，然后過渡到巖蒸發(fā)巖沉降旋回，開始是深水泥灰?guī)r，然后過渡到 石灰?guī)r，局部遭受重結(jié)晶和白云巖化作用；有時(shí)出現(xiàn)生石灰?guī)r，局部遭受重結(jié)晶和白云巖化作用；有時(shí)出現(xiàn)生 物礁沉積，最后，為原生白云巖、硬石膏及鹽巖等蒸發(fā)物礁沉積，最后，為原生白云巖、硬石膏及鹽巖等蒸發(fā) 巖。在旋回的初、中期為有利的生油時(shí)期。巖。在旋回的初、中期為有利的生油時(shí)期。 第三節(jié)第三節(jié) 油氣生成的地質(zhì)環(huán)境及動(dòng)力條件油氣生成的地質(zhì)環(huán)境及動(dòng)力條件 二、有機(jī)質(zhì)演化成油的作用因素二、有機(jī)質(zhì)演化成油的作用因素 促使有機(jī)質(zhì)演化和生成石油過程主要是生物化學(xué)和化學(xué)過程，涉及的主促使有機(jī)質(zhì)演化和生成石油過程主要是生物化學(xué)和化學(xué)過程，涉及的主

26、 要因素有要因素有細(xì)菌、溫度、時(shí)間和催化劑細(xì)菌、溫度、時(shí)間和催化劑。 l細(xì)菌細(xì)菌 由于細(xì)菌生存條件的限制，細(xì)菌作用主要出現(xiàn)在有機(jī)質(zhì)改造的早由于細(xì)菌生存條件的限制，細(xì)菌作用主要出現(xiàn)在有機(jī)質(zhì)改造的早期。主要期。主要 起到以下作用：起到以下作用： 細(xì)菌本身是良好的生油原始材料，有的細(xì)菌可在自身細(xì)胞中合成細(xì)菌本身是良好的生油原始材料，有的細(xì)菌可在自身細(xì)胞中合成 少許固態(tài)的高分子烴類。少許固態(tài)的高分子烴類。 它的作用實(shí)質(zhì)是將有機(jī)物中的它的作用實(shí)質(zhì)是將有機(jī)物中的OO、NN、S S、P P等元素分離出來，使等元素分離出來，使C C、 H H元素富集起來。元素富集起來。 它可加速石油烴的轉(zhuǎn)化，因它的存在增加了

27、石油烴的化學(xué)活性，它可加速石油烴的轉(zhuǎn)化，因它的存在增加了石油烴的化學(xué)活性， 促進(jìn)油氣運(yùn)移。促進(jìn)油氣運(yùn)移。 通過酵素可使原始生物體中的許多組份被氧化和消化。當(dāng)游離氧通過酵素可使原始生物體中的許多組份被氧化和消化。當(dāng)游離氧 耗盡，在有機(jī)質(zhì)附近造成還原環(huán)境，這時(shí)厭氧細(xì)菌繼續(xù)和它發(fā)生作耗盡，在有機(jī)質(zhì)附近造成還原環(huán)境，這時(shí)厭氧細(xì)菌繼續(xù)和它發(fā)生作 用。在通氧的條件下游離產(chǎn)物為用。在通氧的條件下游離產(chǎn)物為H2O、CO2、硫酸鹽、銨和磷酸鹽離、硫酸鹽、銨和磷酸鹽離 子；在厭氧條件下主要游離產(chǎn)物為子；在厭氧條件下主要游離產(chǎn)物為CH4、CO2、H2S、H2O、銨和磷、銨和磷 酸鹽離子。細(xì)菌作用是以氣態(tài)和溶解態(tài)移走

28、酸鹽離子。細(xì)菌作用是以氣態(tài)和溶解態(tài)移走N、S、O和和P等原始的有等原始的有 機(jī)質(zhì)，在此過程中，機(jī)質(zhì)，在此過程中，C、H相對(duì)富集。相對(duì)富集。 第三節(jié)第三節(jié) 油氣生成的地質(zhì)環(huán)境及動(dòng)力條件油氣生成的地質(zhì)環(huán)境及動(dòng)力條件 l 溫度溫度 地溫梯度：地溫梯度：深度每增加深度每增加100m100m所增加的溫度值，所增加的溫度值， 單位：單位： /100m/100m， /km /km 。 人們?cè)鴮?duì)天然的有機(jī)質(zhì)（脂肪酸、氨基酸）進(jìn)行加熱人們?cè)鴮?duì)天然的有機(jī)質(zhì)（脂肪酸、氨基酸）進(jìn)行加熱 實(shí)驗(yàn)，得到了烴的產(chǎn)物，并對(duì)沉積物中的實(shí)驗(yàn)，得到了烴的產(chǎn)物，并對(duì)沉積物中的不溶有機(jī)質(zhì)不溶有機(jī)質(zhì)做實(shí)做實(shí) 驗(yàn)，也得到了烴類產(chǎn)物。證實(shí)了隨

29、溫度的增高，產(chǎn)物在數(shù)驗(yàn)，也得到了烴類產(chǎn)物。證實(shí)了隨溫度的增高，產(chǎn)物在數(shù) 量上相應(yīng)地增加，產(chǎn)物中的低分子量上相應(yīng)地增加，產(chǎn)物中的低分子成分也在逐漸地增多。成分也在逐漸地增多。 在有機(jī)質(zhì)向烴類轉(zhuǎn)化的過程中，溫度起到如下作用：在有機(jī)質(zhì)向烴類轉(zhuǎn)化的過程中，溫度起到如下作用： 促進(jìn)不溶有機(jī)質(zhì)熱降解，生成石油烴。促進(jìn)不溶有機(jī)質(zhì)熱降解，生成石油烴。 加速化學(xué)反應(yīng)，增加反應(yīng)速率，它的大小決定了加速化學(xué)反應(yīng)，增加反應(yīng)速率，它的大小決定了 生烴的數(shù)量。實(shí)驗(yàn)表明，低溫時(shí)烴的增長速度是緩生烴的數(shù)量。實(shí)驗(yàn)表明，低溫時(shí)烴的增長速度是緩 慢的，當(dāng)達(dá)到慢的，當(dāng)達(dá)到某一溫度某一溫度時(shí)，烴開始大量的增長，生時(shí)，烴開始大量的增長，

30、生 油數(shù)量開始顯著增加。油數(shù)量開始顯著增加。 第三節(jié)第三節(jié) 油氣生成的地質(zhì)環(huán)境及動(dòng)力條件油氣生成的地質(zhì)環(huán)境及動(dòng)力條件 門限溫度門限溫度（成熟溫度、熟化溫度）：生油母質(zhì)開始大量向石（成熟溫度、熟化溫度）：生油母質(zhì)開始大量向石 油烴類轉(zhuǎn)化時(shí)的溫度。油烴類轉(zhuǎn)化時(shí)的溫度。 門限深度：門限深度：生油母質(zhì)開始大量向石油烴類轉(zhuǎn)化時(shí)的深度。生油母質(zhì)開始大量向石油烴類轉(zhuǎn)化時(shí)的深度。 生油主要階段的起始溫度不低于生油主要階段的起始溫度不低于5050C C，終止溫度古高于，終止溫度古高于 175175C C，也可以說地殼中的生油過程僅出現(xiàn)在有限的溫度或深，也可以說地殼中的生油過程僅出現(xiàn)在有限的溫度或深 度范圍。溫度

31、在導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)發(fā)生熱降解生成石油烴過程中起決度范圍。溫度在導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)發(fā)生熱降解生成石油烴過程中起決 定性的因素。定性的因素。 第三節(jié)第三節(jié) 油氣生成的地質(zhì)環(huán)境及動(dòng)力條件油氣生成的地質(zhì)環(huán)境及動(dòng)力條件 l 門限溫度門限溫度 l 門限深度門限深度 第三節(jié)第三節(jié) 油氣生成的地質(zhì)環(huán)境及動(dòng)力條件油氣生成的地質(zhì)環(huán)境及動(dòng)力條件 （3 3）時(shí)間）時(shí)間 時(shí)間本身對(duì)有機(jī)質(zhì)向石油轉(zhuǎn)化不能單獨(dú)起作用，但與其它時(shí)間本身對(duì)有機(jī)質(zhì)向石油轉(zhuǎn)化不能單獨(dú)起作用，但與其它 因素相配合，卻是不可忽視的因素。因素相配合，卻是不可忽視的因素。時(shí)間與溫度時(shí)間與溫度是可以互補(bǔ)的，是可以互補(bǔ)的， 有機(jī)質(zhì)向石油轉(zhuǎn)化作用符合化學(xué)動(dòng)力學(xué)的一級(jí)反應(yīng)，即反

32、應(yīng)速有機(jī)質(zhì)向石油轉(zhuǎn)化作用符合化學(xué)動(dòng)力學(xué)的一級(jí)反應(yīng)，即反應(yīng)速 度只同反應(yīng)物濃度的一次方成正比。據(jù)此得出了時(shí)溫指數(shù)度只同反應(yīng)物濃度的一次方成正比。據(jù)此得出了時(shí)溫指數(shù) （TTITTI），），它是計(jì)算有機(jī)質(zhì)成熟效應(yīng)值的方法之一。它是計(jì)算有機(jī)質(zhì)成熟效應(yīng)值的方法之一。 反應(yīng)時(shí)間與地層的絕對(duì)溫度呈直線關(guān)系，即反應(yīng)時(shí)間的自反應(yīng)時(shí)間與地層的絕對(duì)溫度呈直線關(guān)系，即反應(yīng)時(shí)間的自 然對(duì)數(shù)與絕對(duì)溫度成然對(duì)數(shù)與絕對(duì)溫度成反比直線關(guān)系反比直線關(guān)系。 A R E T A RT E t 1 lnA R E T A RT E t 1 ln A R E T A RT E t 1 ln A R E T A RT E t 1 ln 第

33、三節(jié)第三節(jié) 油氣生成的地質(zhì)環(huán)境及動(dòng)力條件油氣生成的地質(zhì)環(huán)境及動(dòng)力條件 （4 4）催化劑）催化劑 自然條件下的催化劑主要是粘土，其中蒙脫石的催化能力最自然條件下的催化劑主要是粘土，其中蒙脫石的催化能力最 強(qiáng)，高嶺土的催化能力最弱。催化劑的作用主要是一種復(fù)雜的強(qiáng)，高嶺土的催化能力最弱。催化劑的作用主要是一種復(fù)雜的 自然表面能現(xiàn)象。被催化劑吸附的各種原子在催化劑原子的激自然表面能現(xiàn)象。被催化劑吸附的各種原子在催化劑原子的激 發(fā)下變得活躍起來，而有利于結(jié)合成新的化合物。在有機(jī)質(zhì)生發(fā)下變得活躍起來，而有利于結(jié)合成新的化合物。在有機(jī)質(zhì)生 油過程中催化劑可以改變生物體原有的化學(xué)結(jié)構(gòu)，斷開油過程中催化劑可以改

34、變生物體原有的化學(xué)結(jié)構(gòu)，斷開C CC C鍵鍵 和和C CH H鍵，從而分裂出輕的烴。鍵，從而分裂出輕的烴。 l 蒙脫石的催化能力最強(qiáng)蒙脫石的催化能力最強(qiáng) l 高嶺土的催化能力最弱高嶺土的催化能力最弱 總之，在有機(jī)質(zhì)生油轉(zhuǎn)化中，有催化劑的參與可以加快成烴總之，在有機(jī)質(zhì)生油轉(zhuǎn)化中，有催化劑的參與可以加快成烴 的反應(yīng)速度，降低反應(yīng)所需的活化能，改造烴的性質(zhì)。隨著埋的反應(yīng)速度，降低反應(yīng)所需的活化能，改造烴的性質(zhì)。隨著埋 藏的加深，有機(jī)質(zhì)受逐漸增大的溫度作用，同時(shí)也受到增大壓藏的加深，有機(jī)質(zhì)受逐漸增大的溫度作用，同時(shí)也受到增大壓 力的作用，對(duì)壓力的作用目前尚缺乏明確的認(rèn)識(shí)，但普遍認(rèn)為力的作用，對(duì)壓力的作

35、用目前尚缺乏明確的認(rèn)識(shí)，但普遍認(rèn)為 有機(jī)質(zhì)生油轉(zhuǎn)化中壓力無明顯和直接的作用，但壓力影響反應(yīng)有機(jī)質(zhì)生油轉(zhuǎn)化中壓力無明顯和直接的作用，但壓力影響反應(yīng) 系統(tǒng)中的物質(zhì)相態(tài)，可以說系統(tǒng)中的物質(zhì)相態(tài)，可以說溫度決定了生油氣的數(shù)量，溫度決定了生油氣的數(shù)量，壓力決壓力決 定了生成烴的相態(tài)。定了生成烴的相態(tài)。 第三節(jié)第三節(jié) 油氣生成的地質(zhì)環(huán)境及動(dòng)力條件油氣生成的地質(zhì)環(huán)境及動(dòng)力條件 生油原始物質(zhì)有機(jī)質(zhì)是沉積物的一部分，有機(jī)質(zhì)經(jīng)干酪根生油原始物質(zhì)有機(jī)質(zhì)是沉積物的一部分，有機(jī)質(zhì)經(jīng)干酪根 演變成石油和天然氣是有機(jī)質(zhì)成巖演化過程中附帶的自然產(chǎn)物，演變成石油和天然氣是有機(jī)質(zhì)成巖演化過程中附帶的自然產(chǎn)物， 有機(jī)質(zhì)向油氣演化的

36、過程受埋藏深度、溫度、壓力的作用，即有機(jī)質(zhì)向油氣演化的過程受埋藏深度、溫度、壓力的作用，即 在有機(jī)質(zhì)演化進(jìn)程的同時(shí)，所得到的烴類產(chǎn)物也是不同的。由在有機(jī)質(zhì)演化進(jìn)程的同時(shí)，所得到的烴類產(chǎn)物也是不同的。由 此，可按石油地質(zhì)的觀點(diǎn)將此，可按石油地質(zhì)的觀點(diǎn)將巖石的巖石的成巖和油氣生成劃分出階段成巖和油氣生成劃分出階段 來。巖石的成巖作用分為三個(gè)階段，對(duì)應(yīng)的油氣生成階段分為來。巖石的成巖作用分為三個(gè)階段，對(duì)應(yīng)的油氣生成階段分為 四個(gè)階段。四個(gè)階段。 第四節(jié)第四節(jié) 有機(jī)質(zhì)的演化和油氣生成的階段性有機(jī)質(zhì)的演化和油氣生成的階段性 生物化學(xué)生氣階段生物化學(xué)生氣階段 熱催化生油氣階段熱催化生油氣階段 熱裂解生凝析

37、氣階段熱裂解生凝析氣階段 高溫、高壓生氣階段高溫、高壓生氣階段 準(zhǔn)變質(zhì)作用階段準(zhǔn)變質(zhì)作用階段 成巖作用階段成巖作用階段 深層作用階段深層作用階段 未成熟階段未成熟階段 低成熟階段低成熟階段 高成熟階段高成熟階段 過成熟階段過成熟階段 1. 1.成巖作用階段（生物化學(xué)生氣階段未成熟階段）成巖作用階段（生物化學(xué)生氣階段未成熟階段） 有機(jī)質(zhì)經(jīng)沉積作用進(jìn)入了埋藏狀態(tài)，是沉積物固結(jié)成巖的有機(jī)質(zhì)經(jīng)沉積作用進(jìn)入了埋藏狀態(tài)，是沉積物固結(jié)成巖的 過程，生物殘?bào)w有機(jī)質(zhì)受細(xì)菌作用和水解作用，使原來的脂肪、過程，生物殘?bào)w有機(jī)質(zhì)受細(xì)菌作用和水解作用，使原來的脂肪、 蛋白質(zhì)、碳水化合物、木質(zhì)素、核酸等生物化學(xué)聚合物轉(zhuǎn)化成

38、蛋白質(zhì)、碳水化合物、木質(zhì)素、核酸等生物化學(xué)聚合物轉(zhuǎn)化成 為分子量較低的脂肪酸、氨基酸、糖、酚等生物化學(xué)單體物質(zhì)為分子量較低的脂肪酸、氨基酸、糖、酚等生物化學(xué)單體物質(zhì), , 同時(shí)，部分有機(jī)物質(zhì)被完全分解成同時(shí)，部分有機(jī)物質(zhì)被完全分解成COCO2 2、CHCH4 4、NHNH3 3、H H2 2S S、H H2 2O O等等 簡單分子。這些單體物質(zhì)有些不再反應(yīng)或成為瀝青，而大部分簡單分子。這些單體物質(zhì)有些不再反應(yīng)或成為瀝青，而大部分 重新聚合成為一種新的產(chǎn)物，成為腐植酸、富啡酸、腐植素之重新聚合成為一種新的產(chǎn)物，成為腐植酸、富啡酸、腐植素之 類的腐植質(zhì)類的腐植質(zhì)。這種。這種高分子聚合物高分子聚合物

39、大多不再被細(xì)菌用做食物，而大多不再被細(xì)菌用做食物，而 與周圍的礦物質(zhì)絡(luò)合，穩(wěn)定的保存下來，這些物質(zhì)就是生油的與周圍的礦物質(zhì)絡(luò)合，穩(wěn)定的保存下來，這些物質(zhì)就是生油的 母質(zhì)母質(zhì)干酪根干酪根。 第四節(jié)第四節(jié) 有機(jī)質(zhì)的演化和油氣生成的階段性有機(jī)質(zhì)的演化和油氣生成的階段性 生物化學(xué)生氣階段生物化學(xué)生氣階段 成巖作用階段成巖作用階段 未成熟階段未成熟階段 作用深度作用深度1000m1000m，不足以使分子發(fā)生有意義的熱降解。，不足以使分子發(fā)生有意義的熱降解。 溫度溫度6000m6000m，溫度溫度200200，以高溫、高壓為特征，有，以高溫、高壓為特征，有 機(jī)物和已生成的石油發(fā)生強(qiáng)烈的裂解，由于機(jī)物和已生

40、成的石油發(fā)生強(qiáng)烈的裂解，由于H H的消耗，干酪根的消耗，干酪根 H/CH/C原子比很低，生油潛力枯竭，當(dāng)原子比很低，生油潛力枯竭，當(dāng)H/C0.45H/C0.45時(shí)，無液態(tài)烴時(shí)，無液態(tài)烴 生成；當(dāng)生成；當(dāng)H/C0.3H/C0.3時(shí)，接近于甲烷生成的最低限。該階段上部時(shí)，接近于甲烷生成的最低限。該階段上部 可含甲烷族氣態(tài)同系物；下部是干氣甲烷。有機(jī)質(zhì)釋放出甲烷可含甲烷族氣態(tài)同系物；下部是干氣甲烷。有機(jī)質(zhì)釋放出甲烷 后，本身進(jìn)一步聚縮，最終將成為石墨。后，本身進(jìn)一步聚縮，最終將成為石墨。 第四節(jié)第四節(jié) 有機(jī)質(zhì)的演化和油氣生成的階段性有機(jī)質(zhì)的演化和油氣生成的階段性 高溫、高壓生氣階段高溫、高壓生氣階段

41、 準(zhǔn)變質(zhì)作用階段準(zhǔn)變質(zhì)作用階段過成熟階段過成熟階段 第四節(jié)第四節(jié) 有機(jī)質(zhì)的演化和油氣生成的階段性有機(jī)質(zhì)的演化和油氣生成的階段性 第四節(jié)第四節(jié) 有機(jī)質(zhì)的演化和油氣生成的階段性有機(jī)質(zhì)的演化和油氣生成的階段性 以上各階段是連續(xù)過渡的，相應(yīng)的反應(yīng)和產(chǎn)物是可以疊置交錯(cuò)以上各階段是連續(xù)過渡的，相應(yīng)的反應(yīng)和產(chǎn)物是可以疊置交錯(cuò) 的，況且生成烴類的有機(jī)質(zhì)類型不同，實(shí)際上不可能用統(tǒng)一的指標(biāo)的，況且生成烴類的有機(jī)質(zhì)類型不同，實(shí)際上不可能用統(tǒng)一的指標(biāo) 作出截然的劃分。作出截然的劃分。 第四節(jié)第四節(jié) 有機(jī)質(zhì)的演化和油氣生成的階段性有機(jī)質(zhì)的演化和油氣生成的階段性 總之，石油烴的絕大部分總之，石油烴的絕大部分 是在有機(jī)質(zhì)成

42、熟階段產(chǎn)生的，是在有機(jī)質(zhì)成熟階段產(chǎn)生的， 液 態(tài) 烴 相 始 終 存 在 于液 態(tài) 烴 相 始 終 存 在 于 6 56 5 150150之間，之間，晚期成油說和晚期成油說和 干酪根生油說指的就是這干酪根生油說指的就是這 個(gè)階段個(gè)階段。蒂索曾指出，最適。蒂索曾指出，最適 合于石油生成的深度為合于石油生成的深度為20002000 3000m3000m，但并不是說，但并不是說2000m2000m以前以前 及及3000m3000m以后就不能形成石油。以后就不能形成石油。 最適合生成天然氣的深度是最適合生成天然氣的深度是 300030004000m4000m，雖然在較淺的，雖然在較淺的 地方也有相當(dāng)多

43、的天然氣形成。地方也有相當(dāng)多的天然氣形成。 第五節(jié)第五節(jié) 天然氣成因類型及特征天然氣成因類型及特征 一一.天然氣的成因類型天然氣的成因類型 烴類天然氣的形成具有廣泛性、多源性和多階段性。烴類天然氣的形成具有廣泛性、多源性和多階段性。 l無機(jī)成因無機(jī)成因 l有機(jī)成因有機(jī)成因 按有機(jī)質(zhì)類型分：腐泥型按有機(jī)質(zhì)類型分：腐泥型( (油型氣油型氣) )、腐殖型、腐殖型( (煤型氣煤型氣) ) 按熱演化階段分：生物氣、熱解氣、裂解氣按熱演化階段分：生物氣、熱解氣、裂解氣 按氣藏位置分：氣頂氣、氣藏氣、按氣藏位置分：氣頂氣、氣藏氣、溶解氣、凝析氣溶解氣、凝析氣 按重?zé)N含量分：干氣、濕氣按重?zé)N含量分：干氣、濕氣

44、 l混合成因混合成因 一一.烴類天然氣特征烴類天然氣特征 生物氣生物氣、油型氣、油型氣( (熱解氣、裂解氣熱解氣、裂解氣) )、煤型氣、煤型氣 l生物氣生物氣 厭氧細(xì)菌對(duì)沉積有機(jī)質(zhì)進(jìn)行生物化學(xué)降解所形成的富含甲烷厭氧細(xì)菌對(duì)沉積有機(jī)質(zhì)進(jìn)行生物化學(xué)降解所形成的富含甲烷 氣體。氣體。 生物氣形成條件生物氣形成條件 u 源巖中含有豐富的腐殖型和混合型有機(jī)質(zhì)源巖中含有豐富的腐殖型和混合型有機(jī)質(zhì) u T75T97%。 u干燥系數(shù)（干燥系數(shù)（C1/C2+）在數(shù)百以上。）在數(shù)百以上。 u13C為為10055。 第五節(jié)第五節(jié) 天然氣成因類型及特征天然氣成因類型及特征 一一.烴類天然氣特征烴類天然氣特征 生物氣生

45、物氣、油型氣、油型氣( (熱解氣、裂解氣熱解氣、裂解氣) )、煤型氣、煤型氣 l油型氣油型氣 指腐泥型指腐泥型（I I、IIIIA A）干酪根進(jìn)入成熟階段以后所形成的天然氣，干酪根進(jìn)入成熟階段以后所形成的天然氣， 包括伴隨生油過程形成的包括伴隨生油過程形成的濕氣濕氣、高成熟和過成熟階段由于干酪、高成熟和過成熟階段由于干酪 根和液態(tài)烴裂解形成的根和液態(tài)烴裂解形成的凝析油凝析油伴生氣和裂解干氣。伴生氣和裂解干氣。 油型油型氣類型氣類型 u 原油伴生氣（低、中成熟階段形成的烴類氣）原油伴生氣（低、中成熟階段形成的烴類氣） u為凝析油伴生氣（高成熟階段形成的烴類氣）為凝析油伴生氣（高成熟階段形成的烴類

46、氣） 油型油型氣組成特點(diǎn)氣組成特點(diǎn) u重?zé)N含量高，重?zé)N含量高，C2+5%，凝析油，凝析油C2+達(dá)達(dá)2025%，原油伴生，原油伴生 氣可高達(dá)氣可高達(dá)4050%。 uiC4/nC4比值明顯小于比值明顯小于1。 u13C為為5537。 原油伴生氣原油伴生氣13C為為5545 凝析油凝析油13C為為4537 第五節(jié)第五節(jié) 天然氣成因類型及特征天然氣成因類型及特征 一一.烴類天然氣特征烴類天然氣特征 生物氣生物氣、油型氣、油型氣( (熱解氣、裂解氣熱解氣、裂解氣) )、煤型氣、煤型氣 l煤型氣煤型氣 指煤系有機(jī)質(zhì)指煤系有機(jī)質(zhì)（IIIIB B 、 、 IIIIII ）熱演化形成的天然氣。熱演化形成的天然氣

47、。 煤型煤型氣組成特點(diǎn)氣組成特點(diǎn) u重?zé)N含量重?zé)N含量C2+20%。 u13C為為4225。 第五節(jié)第五節(jié) 天然氣成因類型及特征天然氣成因類型及特征 一概述一概述 1 1概念概念 l 生油巖生油巖: :產(chǎn)生并足以形成工業(yè)性油、氣聚集烴類的細(xì)粒沉積。產(chǎn)生并足以形成工業(yè)性油、氣聚集烴類的細(xì)粒沉積。 l 生油巖系生油巖系: :相同的地質(zhì)背景下和一定的地史時(shí)期中，形成的生相同的地質(zhì)背景下和一定的地史時(shí)期中，形成的生 油巖與非生油巖的巖性組合。油巖與非生油巖的巖性組合。 l 含油巖系含油巖系: :生油巖系中儲(chǔ)集層含油。生油巖系中儲(chǔ)集層含油。 生油巖系生油巖系形成的油藏稱原生油藏。有的含油巖系并非生油巖形成

48、的油藏稱原生油藏。有的含油巖系并非生油巖 系，而形成的油藏稱為次生油藏。系，而形成的油藏稱為次生油藏。 2 2生油巖類型生油巖類型 生油巖主要是低能帶形成的生油巖主要是低能帶形成的粘土巖和碳酸鹽巖粘土巖和碳酸鹽巖淤泥沉積物質(zhì)，淤泥沉積物質(zhì)， 它們一般粒細(xì)、色暗，富含有機(jī)質(zhì)和微體生物化石，常含原生分散它們一般粒細(xì)、色暗，富含有機(jī)質(zhì)和微體生物化石，常含原生分散 狀黃鐵礦。狀黃鐵礦。 l 泥質(zhì)巖泥質(zhì)巖 泥巖、頁巖泥巖、頁巖和粘土巖是在一定深度穩(wěn)定水體中形成的，沉積環(huán)和粘土巖是在一定深度穩(wěn)定水體中形成的，沉積環(huán) 境安靜乏氧，浮游生物和陸源有機(jī)膠體隨粘土礦物大量堆積，得以境安靜乏氧，浮游生物和陸源有機(jī)膠

49、體隨粘土礦物大量堆積，得以 保存并向油氣轉(zhuǎn)化。所以，這些細(xì)粒的粘土巖類富含有機(jī)質(zhì)及低鐵保存并向油氣轉(zhuǎn)化。所以，這些細(xì)粒的粘土巖類富含有機(jī)質(zhì)及低鐵 化合物，顏色多為暗色。化合物，顏色多為暗色。 第六節(jié)第六節(jié) 生油巖研究與油源對(duì)比生油巖研究與油源對(duì)比 l碳酸鹽巖碳酸鹽巖 以低能環(huán)境下形成的富含有機(jī)質(zhì)的以低能環(huán)境下形成的富含有機(jī)質(zhì)的石灰?guī)r、生物灰?guī)r和泥石灰?guī)r、生物灰?guī)r和泥 灰?guī)r灰?guī)r為主。它們多呈厚層塊狀，水平層理或波狀層理發(fā)育，為主。它們多呈厚層塊狀，水平層理或波狀層理發(fā)育， 含黃鐵礦及生物化石，偶見原生油苗，錘擊可聞到瀝青臭味。含黃鐵礦及生物化石，偶見原生油苗，錘擊可聞到瀝青臭味。 我國四川盆地豐

50、富的天然氣資源就是二疊系、三疊系的石灰?guī)r我國四川盆地豐富的天然氣資源就是二疊系、三疊系的石灰?guī)r 生成的；華南地臺(tái)廣泛發(fā)育的古生代碳酸鹽巖和華北地臺(tái)震旦生成的；華南地臺(tái)廣泛發(fā)育的古生代碳酸鹽巖和華北地臺(tái)震旦 亞界、下古生界的許多碳酸鹽巖都具有良好的生油條件。亞界、下古生界的許多碳酸鹽巖都具有良好的生油條件。 二二. .生油巖的地球化學(xué)指標(biāo)鑒定生油巖的地球化學(xué)指標(biāo)鑒定 沉積巖是否能成為生油巖，鑒別生油巖的好壞要有一個(gè)標(biāo)沉積巖是否能成為生油巖，鑒別生油巖的好壞要有一個(gè)標(biāo) 準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)包括沉積巖中有機(jī)物質(zhì)的準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)包括沉積巖中有機(jī)物質(zhì)的如下地球化學(xué)指標(biāo)：如下地球化學(xué)指標(biāo)： l 有機(jī)質(zhì)豐富程度有機(jī)質(zhì)

51、豐富程度 l 有機(jī)質(zhì)類型有機(jī)質(zhì)類型 l 有機(jī)質(zhì)演化程度有機(jī)質(zhì)演化程度 第六節(jié)第六節(jié) 生油巖研究與油源對(duì)比生油巖研究與油源對(duì)比 l有機(jī)質(zhì)的數(shù)量（有機(jī)質(zhì)豐度指標(biāo)）有機(jī)質(zhì)的數(shù)量（有機(jī)質(zhì)豐度指標(biāo)） 有機(jī)碳（有機(jī)碳（TOC/%TOC/%） 指巖石種指巖石種殘留的有機(jī)碳的含量殘留的有機(jī)碳的含量，以單位重量巖石中有機(jī)碳，以單位重量巖石中有機(jī)碳 的重量百分?jǐn)?shù)表示。的重量百分?jǐn)?shù)表示。剩余有機(jī)碳剩余有機(jī)碳是生油層內(nèi)油氣逸散后，巖石是生油層內(nèi)油氣逸散后，巖石 中殘留下來的有機(jī)物中碳的含量。是從實(shí)驗(yàn)室所側(cè)得的數(shù)值，中殘留下來的有機(jī)物中碳的含量。是從實(shí)驗(yàn)室所側(cè)得的數(shù)值， 固而得名。因生油層內(nèi)只有很少一部分殘留下來的有機(jī)

52、物質(zhì)轉(zhuǎn)固而得名。因生油層內(nèi)只有很少一部分殘留下來的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn) 化成油氣離去，大部分仍殘留在生油層中，并且，碳又是有機(jī)化成油氣離去，大部分仍殘留在生油層中，并且，碳又是有機(jī) 物質(zhì)中所占比例最大、最穩(wěn)定的元素，所以，殘余有機(jī)碳的含物質(zhì)中所占比例最大、最穩(wěn)定的元素，所以，殘余有機(jī)碳的含 量，能夠近似地代表生油巖中有機(jī)質(zhì)的數(shù)量。量，能夠近似地代表生油巖中有機(jī)質(zhì)的數(shù)量。 列為生油巖的下限：泥質(zhì)巖列為生油巖的下限：泥質(zhì)巖0.40.4 碳酸鹽巖碳酸鹽巖0.080.080.20.2 剩余有機(jī)質(zhì)數(shù)量剩余有機(jī)質(zhì)數(shù)量1.221.22（1.331.33）剩余有機(jī)碳含量剩余有機(jī)碳含量 第六節(jié)第六節(jié) 生油巖研究與油源對(duì)比

53、生油巖研究與油源對(duì)比 l有機(jī)質(zhì)的數(shù)量（有機(jī)質(zhì)豐度指標(biāo)）有機(jī)質(zhì)的數(shù)量（有機(jī)質(zhì)豐度指標(biāo)） 氯仿瀝青氯仿瀝青“A A”含量（含量（%） 氯仿瀝青氯仿瀝青“A A”含指巖石中可含指巖石中可 抽提有機(jī)質(zhì)的含量，是常有抽提有機(jī)質(zhì)的含量，是常有 的有機(jī)質(zhì)豐度指標(biāo)之一。的有機(jī)質(zhì)豐度指標(biāo)之一。 好的生油巖好的生油巖“A”含量為含量為0.10.2% 非生油巖非生油巖“A”含量含量0.01% 總烴含量（總烴含量（HC/%） 生烴潛量（生烴潛量（PgS1+S2） 第六節(jié)第六節(jié) 生油巖研究與油源對(duì)比生油巖研究與油源對(duì)比 干酪根類型干酪根類型 l 有機(jī)質(zhì)原始類型有機(jī)質(zhì)原始類型 腐泥型腐泥型 腐殖腐殖腐泥型腐泥型 腐泥腐泥

54、腐殖型腐殖型 腐殖型腐殖型 l 光學(xué)分類光學(xué)分類 透射光透射光 反射光反射光 l 化學(xué)分類化學(xué)分類 I I型型 IIIIA A型型 IIIIB B型型 IIIIII型型 烴源巖中的干酪根分類烴源巖中的干酪根分類(據(jù)陳榮書，據(jù)陳榮書，1989，補(bǔ)充，補(bǔ)充) 孢粉學(xué)分類孢粉學(xué)分類藻藻質(zhì)質(zhì)絮絮質(zhì)質(zhì)草草質(zhì)質(zhì)木木質(zhì)質(zhì)煤煤質(zhì)質(zhì) 煤煤 巖巖 學(xué)學(xué) 分分 類類 顯微組分顯微組分殼殼質(zhì)質(zhì)組組鏡質(zhì)組鏡質(zhì)組情質(zhì)組情質(zhì)組 顯微組分細(xì)分顯微組分細(xì)分藻質(zhì)體藻質(zhì)體無定形無定形 孢孢粉粉 角質(zhì)體角質(zhì)體 樹脂體樹脂體 木栓體木栓體 結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體 無結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體無結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體 絲質(zhì)體絲質(zhì)體 微粒體微粒體 鞏膜體鞏膜體 元元

55、素素 分分 析析 Tissot分類分類 藻質(zhì)型藻質(zhì)型 （） 腐泥型（腐泥型（）腐植型（腐植型（）殘余型（殘余型（） 中國分類中國分類腐腐泥泥型（型（）腐植型（腐植型（）煤質(zhì)型（煤質(zhì)型（） 原始原始H/C原子比原子比1.70-1.501.501.301.00.700.600.50 原始原始O/C原子比原子比0.10.20.10.30.20.30.25 巖巖 石石 熱熱 解解 分分 析析 生烴潛力生烴潛力S1+S2 （kg/t巖石）巖石） 66422 降解率（降解率（%）50105010 IH（mg/g有機(jī)碳）有機(jī)碳）800800500150 IO（mg/g有機(jī)碳）有機(jī)碳）40604015050

56、紅紅 外外 光光 譜譜 分分 析析 2930(cm-1)/1600(cm- 1) 3.03.00.4 1460(cm-1)/1600(cm-1)1.201.200.450.25 有機(jī)質(zhì)來源有機(jī)質(zhì)來源海生、湖生海生、湖生陸生陸生陸生陸生 陸生強(qiáng)氧化陸生強(qiáng)氧化 或再循環(huán)或再循環(huán) 化石燃料化石燃料 以油、油頁巖、藻以油、油頁巖、藻 煤和殘植煤為主煤和殘植煤為主 油氣油氣 以氣和腐植以氣和腐植 煤為主煤為主 無油、少量氣無油、少量氣 l有機(jī)質(zhì)的類型有機(jī)質(zhì)的類型 第六節(jié)第六節(jié) 生油巖研究與油源對(duì)比生油巖研究與油源對(duì)比 l 有機(jī)質(zhì)成熟度指標(biāo)有機(jī)質(zhì)成熟度指標(biāo) 1. 1.鏡煤反射率（鏡煤反射率（R RO O）

57、 ） 鏡煤反射率（鏡煤反射率（RoRo）被認(rèn)為是研究干酪根演化和成熟度的最佳參）被認(rèn)為是研究干酪根演化和成熟度的最佳參 數(shù)之一。該值是一個(gè)數(shù)之一。該值是一個(gè)不可逆的數(shù)據(jù)不可逆的數(shù)據(jù)，是一項(xiàng)衡量生油巖經(jīng)歷的時(shí)，是一項(xiàng)衡量生油巖經(jīng)歷的時(shí) 間間古地溫史、有機(jī)質(zhì)熱成熟的良好指標(biāo)。古地溫史、有機(jī)質(zhì)熱成熟的良好指標(biāo)。 成巖作用階段：成巖作用階段：R RO O0.5 0.50.7%0.7%，生油巖未成熟。，生油巖未成熟。 深層作用階段：深層作用階段： 0.50.50.7%R0.7%RO O1.3 1.3，生油巖低成熟，進(jìn)入主生油期；，生油巖低成熟，進(jìn)入主生油期； 1.3% R1.3% RO O2.0 2.0

58、 2.0，生油巖過成熟，進(jìn)入干氣、甲，生油巖過成熟，進(jìn)入干氣、甲 烷氣帶。烷氣帶。 目前，在應(yīng)用目前，在應(yīng)用R RO O值鑒定生油巖成熟度中應(yīng)用的最為廣泛，但 值鑒定生油巖成熟度中應(yīng)用的最為廣泛，但 存在著存在著局限性局限性，因?yàn)椋R煤廣泛分布于煤中，在，因?yàn)椋R煤廣泛分布于煤中，在I I、IIII、IIIIII型干酪型干酪 根中的含量是不同的，所以，應(yīng)用根中的含量是不同的，所以，應(yīng)用R RO O確定成熟度要與其它生油巖成 確定成熟度要與其它生油巖成 熟度參數(shù)對(duì)比，并與已知油氣田對(duì)比，可以區(qū)分油、氣形成的階段。熟度參數(shù)對(duì)比，并與已知油氣田對(duì)比，可以區(qū)分油、氣形成的階段。 第六節(jié)第六節(jié) 生油巖研

59、究與油源對(duì)比生油巖研究與油源對(duì)比 （1）正烷烴分布特征和奇偶優(yōu)勢）正烷烴分布特征和奇偶優(yōu)勢 巖石抽提物中奇、偶原子正烷烴的相對(duì)豐度，稱為正烷烴巖石抽提物中奇、偶原子正烷烴的相對(duì)豐度，稱為正烷烴 奇偶優(yōu)勢比。奇偶優(yōu)勢比。 CPICPI值值 上式是以上式是以C C29 29為中心 為中心, ,將將C C24 24 C C34 34正烷烴的百分含量代入公式 正烷烴的百分含量代入公式 中計(jì)算中計(jì)算。 近代沉積物的近代沉積物的CPICPI值分布在值分布在2.42.45.55.5之間，因生物體內(nèi)最豐之間，因生物體內(nèi)最豐 富的正烷烴一般是富的正烷烴一般是C C27 27、 、C C29 29、 、C C31

60、 31、 、C C33 33， ，由于生物體中的正烷烴由于生物體中的正烷烴 存在明顯的奇數(shù)碳優(yōu)勢，隨著埋深的加大，至熱催化生油氣階存在明顯的奇數(shù)碳優(yōu)勢，隨著埋深的加大，至熱催化生油氣階 段，段，干酪根干酪根熱分解產(chǎn)生沒有奇數(shù)、偶數(shù)優(yōu)勢的新正烷烴，使熱分解產(chǎn)生沒有奇數(shù)、偶數(shù)優(yōu)勢的新正烷烴，使CPICPI 值降低。到主生油帶該值在值降低。到主生油帶該值在1 1附近。原油的附近。原油的CPICPI值在值在0.90.91.51.5 之間，因此，認(rèn)為只要沉積巖的之間，因此，認(rèn)為只要沉積巖的CPICPI值接近這個(gè)值范圍，就是生值接近這個(gè)值范圍，就是生 油巖，該值越接近于油巖，該值越接近于1 1附近，生油巖