油氣成因l理論

1、石油天然氣成因理論概論資信研10-8班地質(zhì)工程鐘娟娟Z10011作為國家的戰(zhàn)略性資源，油氣對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。其中，石油向來被譽(yù)為“工業(yè)的血液”，其重要性不言自明?，F(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展在很大程度上依賴于油氣資源的勘探與獲取。而油氣成因問題的研究則是為了更好地確定勘探方向，更有效地探望支撐經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的油氣能源。從物態(tài)上看，石油與天然氣是流體,在地下必然條件下,它不斷流動,現(xiàn)在所找到的油氣藏其實不是其生成地方,而是經(jīng)過必然距離運(yùn)移而齊聚起來的；從化學(xué)組成上看，石油與天然氣的組份很復(fù)雜,其實不是單一物質(zhì),且在地下運(yùn)移過程中或其他條件的改變,其成份也在發(fā)生變化,其現(xiàn)在的組成其實不代表

2、其原貌.；從認(rèn)知層面來看，油氣成因研究涉及眾多學(xué)科門類，擁有很強(qiáng)的復(fù)雜性、綜合性，需要專業(yè)化、綜合化、寬泛化的知識系統(tǒng)作為基底進(jìn)行研究；由于分別及判斷手段的限制,當(dāng)前對石油組份的認(rèn)識尚不充分，缺乏對石油及其成油母質(zhì)過渡形式的明確認(rèn)知。如上眾多因素以致石油成因這一復(fù)雜問題的爭論從未真切停止過。各家談?wù)摷姺?，各有特色。在眾多對油氣的認(rèn)識中，基本可分為有機(jī)成油說和無機(jī)成因說兩大學(xué)派。其中，有機(jī)成因?qū)W派認(rèn)為，生物體是油氣生成的最初本源，油氣是在地球上生物起源此后，在地質(zhì)歷史發(fā)展過程中，由保存在聚積巖中的生物有機(jī)質(zhì)漸漸轉(zhuǎn)變而成。而無機(jī)成因?qū)W派則認(rèn)為石油是在地殼深處、在地下高溫高壓條件下由無機(jī)物經(jīng)過化學(xué)反

3、應(yīng)形成的?，F(xiàn)在，有機(jī)成因說據(jù)有主導(dǎo)地位，是指導(dǎo)當(dāng)前油氣勘探的主要理論依照.油氣有機(jī)成因說又詳盡分為初期成油說和后期成油說兩大類。其中，初期成油說認(rèn)為，石油烴類是地殼淺處，聚積物成巖作用初期，由聚積巖中的分別有機(jī)質(zhì)在生物化學(xué)作用下生成的。后期成油說認(rèn)為，石油是有機(jī)物質(zhì)被埋藏后，在必然深度、必然溫度，在熱力作用和催化劑作用下，由有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)變而來的。初期成因說主張聚積有機(jī)質(zhì)在成巖過程中，漸漸轉(zhuǎn)變?yōu)槭秃吞烊粴?，并運(yùn)移來周邊的儲層中去；后期成因說認(rèn)為聚積物埋藏到必然深度后，到了成巖作用后期或后生作用初期，聚積巖中的不溶有機(jī)質(zhì)才開始發(fā)生熱降解，生成大量的液態(tài)石油和天然氣。有機(jī)成因說認(rèn)為，油氣生成需要滿足

4、兩個基本條件：1/5有利于油氣生成的豐富的有機(jī)質(zhì)和向油氣轉(zhuǎn)變的相應(yīng)。油氣有機(jī)成因?qū)W說認(rèn)為，生物有機(jī)質(zhì)的存在及數(shù)量多少，是油氣生成的內(nèi)在物質(zhì)基礎(chǔ)。成油氣的聚積有機(jī)質(zhì)主要有四大類：脂類化合物，蛋白質(zhì)，碳水化合物及木質(zhì)素和丹寧。在此基礎(chǔ)上還需定的地質(zhì)條件和物化條件。其中，從大地構(gòu)造方面來看，連續(xù)下沉的聚積盆地利于生物生長及聚積物聚積，進(jìn)而為油氣生成齊聚供應(yīng)有利場所。從巖相古地理條件來看，海相之淺海及三角洲區(qū)、陸相之深水半深水湖泊是油氣生成的最正確場所。其他，油氣的生成還需具備必然的外面條件，必然的溫度、壓力、細(xì)菌、催化劑、放射性是促成有機(jī)質(zhì)向油氣轉(zhuǎn)變的有利條件。其中，在有機(jī)質(zhì)向油氣轉(zhuǎn)變的過程中，溫度

5、是最有效、最長遠(yuǎn)的作用因素。溫度的不足能夠用延長反應(yīng)時間來填充，溫度與時間能夠互相補(bǔ)償：高溫短時作用與低溫長時作用可能產(chǎn)生近乎相同的收效。其他，壓力、細(xì)菌、催化劑以及放射性對油氣的生成亦發(fā)揮著不能或缺的作用。在有機(jī)質(zhì)和外在形成環(huán)境兼具的條件下，有機(jī)質(zhì)呈階段性向油氣轉(zhuǎn)變。包括以下四個階段：（一）生物化學(xué)生氣階段（二）熱催化生油氣階段（三）熱裂解生油氣階段（四）深部高溫生氣階段有機(jī)成因說的主要依照以下：（1）90%以上的石油產(chǎn)于聚積巖中，而大片巖漿巖、變質(zhì)巖區(qū)無石油產(chǎn)出。2）從前寒武到第四紀(jì)的各時代聚積巖中，都找到了石油，但在個時代地層中分布不均勻，且于各時代聚積巖中有機(jī)質(zhì)的總量呈正比，油氣在地殼

6、中的出現(xiàn)和富集程度與地史上生物的發(fā)育興衰息息相關(guān)。2/53）在近代海湖相聚積中發(fā)現(xiàn)了有機(jī)質(zhì)向石油、天然氣轉(zhuǎn)變的過程。4）各地、各時代，石油既有相似性又有差異。誠然世界上的石油沒有成份完好相同的,但所有石油的元素組成和化合物組成是周邊的或相似的,說明它們的成因可能大體相同5）石油中含的卟啉化合物,異戊間二烯型化合物,甾醇類化合物被有機(jī)地球化學(xué)家稱為生物標(biāo)志化合物，它們的碳骨架僅為生物體所有。6）石油寬泛擁有旋光性，這主要與含有化學(xué)構(gòu)造不對稱的生物標(biāo)志化合物相關(guān)。7）石油烴類中，有一些組分的構(gòu)造與生物某些組分的構(gòu)造擁有相似性。油氣的元素組分包括微量元素組成都與有機(jī)質(zhì)和有機(jī)礦床周邊。8）石油主要分布

7、于低溫小于150C的中淺層，說明其是在相對低溫的條件下形成的。9）模擬實驗表示，從有機(jī)質(zhì)中可獲取油氣中的烴類產(chǎn)物。10）現(xiàn)代化的檢測解析技術(shù)能夠從現(xiàn)代和古代聚積物中判斷出各種油氣中的烴類。無可否認(rèn)，油氣有機(jī)成因說在當(dāng)前據(jù)有優(yōu)勢地位并日臻完滿，在油氣勘探實踐中也發(fā)揮了重要作用，但其實不能夠因此就完好否認(rèn)油氣無機(jī)成因理論的科學(xué)價值。近來幾年來，一些無機(jī)成因天然氣的發(fā)現(xiàn)，為無機(jī)烴理論供應(yīng)了重要依照，在石油天然氣的勘探開發(fā)中也偶見與傳統(tǒng)石油有機(jī)成因理論相悖的現(xiàn)象，一些難以用傳統(tǒng)的油氣有機(jī)成因理論圓滿講解的現(xiàn)象。油氣無機(jī)成因說的存在也其實不是毫無道理可言。與有機(jī)成因說不相同，無機(jī)成因說認(rèn)為，石油是在地殼

8、深處、在地下高溫高壓條件下由無機(jī)物經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)形成的，認(rèn)為石油本源于地幔，是地幔沿著地殼裂隙上涌過程中的衍生物，任何物體都是在特定的內(nèi)力和外力作用下，處于力的動向平衡而顯現(xiàn)的一種物質(zhì)形態(tài)。該學(xué)說認(rèn)為油氣的物質(zhì)基礎(chǔ)是無機(jī)物而非有機(jī)物，這是與有機(jī)成因說的根本分歧所在。3/5無機(jī)成因說亦提出油氣生成還需要必然的外面條件，石油是在地幔發(fā)生熱膨脹，在特定地質(zhì)環(huán)境中形成的。指出其外面影響因素包括必然的裂隙壓強(qiáng)、合適的溫度以及相當(dāng)程度的碳?xì)浠衔餁怏w濃度。無機(jī)成因說認(rèn)為油氣生成過程以下：超高壓和高溫的條件下，地幔的原子、原子核等層次上的物質(zhì)在地殼裂開今后，地幔的超高壓狀態(tài)被打破，原來的牢固構(gòu)造被破壞，使之發(fā)

9、生熱膨脹，不斷地釋放內(nèi)能而演變?yōu)閹r漿。沿著裂縫上涌的巖漿由于發(fā)生熱膨脹而不斷耗散內(nèi)能，在特定的壓強(qiáng)和溫度下，重新達(dá)到內(nèi)力和外力平衡，進(jìn)而演化出100多種元素。石油就是地幔發(fā)生熱膨脹時，在特定的環(huán)境中形成的一種新物質(zhì)形態(tài)。油氣無機(jī)成因理論其實不是毫無依照可言，支撐該理論的依照包括以下幾個方面：1）實驗表示，可由無機(jī)物合成烴。2）火山噴出的氣體和熔巖流中含有烴類。3）好多天體上存有烴類（甚至植烷、姥鮫烷、卟啉、旋光性）。4）石油的旋光性可由非眩光物質(zhì)合成。石油中的卟啉也可無機(jī)合成，況且，這些成分還可以夠是石油運(yùn)移過程中從外界攫取的。5）生命起源于烴類。已知甲烷和氨能夠合成氨基酸，后者經(jīng)熱縮合又可成

10、為蛋白質(zhì)-生命的基礎(chǔ)物質(zhì)。也就是說，遠(yuǎn)在生命出現(xiàn)從前，石油就已經(jīng)存在了。6）石油的分布常受斷達(dá)上地幔的深斷裂控制，深斷裂正是烴類向上運(yùn)移最好的路子。7）有機(jī)說難以講解儲量巨大的石油齊聚。8）有機(jī)生油研究中使用溶劑抽提出來的烴類是干酪根的破壞產(chǎn)物，在抽提前本不存在。4/5不必置疑，無機(jī)成因說提出的憑據(jù)令人耳目一新，但就當(dāng)前情況而言，該學(xué)說尚不能熟，且遠(yuǎn)離油氣地質(zhì)實質(zhì)，當(dāng)前還未能有效指導(dǎo)油氣勘探實踐。其他，學(xué)說自己也存在若干難以講解之處。對于無機(jī)成因說，不能夠由于其尚不能熟就對其全盤否認(rèn)；對于有機(jī)成因說，亦不能夠由于其當(dāng)前據(jù)有主導(dǎo)地位就對其盲目尊敬。真理擁有相對性并受詳盡的時空條件限制。當(dāng)前被認(rèn)定是真理的一些理論、見解，可是人們在必然階段內(nèi)所獲取的正確認(rèn)知，其實不等同與絕對真理。我們不應(yīng)迷信于某一種或某幾種理論而阻滯連續(xù)研究與進(jìn)步。正確認(rèn)識油氣成因問題擁有重要的實踐指導(dǎo)意義，對油氣的勘探工作