石油和天然气成因石油天然气地质和勘探

煤成烃理论
沉积有机质馏分的深部热演化模式
第二节 生成油气的原始物质
一、生物有机质 二、沉积有机质 三、干酪根
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（一）生物有机质类型－生物体的有机组分
元素% C H O S N
主要特征
类脂 76 12 2 化合物
/ / 包括：脂肪、有机酸、甾萜类、蜡、色素等。 主要来自：低等植物（菌藻）、动物中。 ——主生油母质。
1.油气是流体，可运移，非原地矿藏， 即产油气地≠生油气地。
2.化学成分复杂。 3.原始母质→油气？ 4.涉及学科多。
二、两大成因学派
根据在生油气原始物质问题上观点的差异，分：
无机成因说 有机成因说
❖无机成因说：石油及天然气是在地下 深处高温、高压条件下由无机物通过化 学反应形成的。
无机物（C、H 、O、Fe）→油气
蛋白质 53 7 22 1 17 氨基酸聚合物，较利于生油。 ——低C数烃和含N化合物主要来源。
碳水 44 6 50 / / 糖类（葡萄糖、麦芽糖、淀粉、纤维素…）。
化合物
——易水解难保存，非主成油物质。
可成煤、气、芳烃。
木质素 63 5 31.6 0.1 0.3 芳香族化合物，抗腐能力强，来自高等植物。 ——主成煤。另：天然气、芳烃。
不溶性有机质：干酪根 （占A总量的70~90%或更多）
❖ 干酪根：
是指沉积岩中不溶于碱、非氧化性酸（HF、HCI）、非 极性有机溶剂（CCl4、CHCl3、苯、酒精）的分散有机质。
1. 干 酪 根 的 形 成 及 演 化
2.干酪根的分布
图：干酪根数量与化工燃料最大资源的比较
3.干酪根结构和化学组成
4.1932年古勃金提出“混成说” ： ——早期有机成因说
5. 20世纪50年代，美国P.V.Smith ；前苏 联B.B.维尔别：现代海洋沉积物中类原油烃类 化合物的分离鉴定—有机成因早期生油说—
6. Bray等(1961)：正烷烃的奇偶优势研究
——批判了沉积有机质直接成油说 7. 阿贝尔松（P.H.Abelson）(1963) ：
1．索可洛夫（1889）：宇宙说 前苏联，库德梁采夫（1949）：岩浆说
2. T.Gold（1993）：地幔脱气说
（二）地球深部的无机合成说
——油气是在地球的深处，由于高温、高 压 和 催 化 剂 的 作 用 下 由 H2O、 CO2、 H2等 简 单无机物反应形成的。
门 捷 列 夫 （ 1876） ： 碳 化 物 说 切 卡 留 克 （ 1971） ： 高 温 生 成 说 耶 兰 斯 基 （ 1971） ： 橄 榄 石 蛇 纹 石 化 生 油 说 R． Robinson（ 1963， 1966） ： 费 -托 地 质 合 成 说
②不同地质时代不均衡。
总趋势：地层越老，保存的沉积有机质越少。
2、影响沉积有机质丰度的因素
沉积物中富含有机质的地质条件：
①长期稳定下沉大地构造背景； ②较快的沉积（堆积）速度； ③足够数量和一定质量的原始有机质； ④温暖湿润、低能还原性岩相古地理环境 ——浅海封闭环境，半深－深湖、前三角洲
滨海
浅海（陆棚） 半深海（陆坡） 深海（深海平原）
干酪根热解成油说（有机成因晚期成油说） 8. Phillippi等(1965) ：生油门限
8. 70年代初，法国著名地球化学家Tissot等 建立了干酪根热降解生烃演化模式，提出
并完善了干酪根晚期生烃学说，总结了油气 形成、演化与分布规律。
1973年，Pusey： “地温窗”和“液态窗” 20世纪80年代以来：“未—低成熟”石油；
石油 84.5 13 0.5 1.5 0.5
（二）沉积物（岩）中的沉积有机质
随无机质点一起沉积并保存下来的 那部分生物有机质，称沉积有机质，又 叫地质有机质。
沉积有机质的来源： 原地有机质、 异地有机质 、再沉积有机质
1.沉积有机质的分布特点
——总量很大，分布很不均衡。
①不同岩性中分布不均匀。 泥质岩多：2.1%±；砂岩0.05%；碳酸盐岩0.29%。
四、油气有机成因说
早期有机成因论 晚期有机成因论
1. 十八世纪中叶，罗蒙诺索夫：蒸馏说 “石油是煤在地下高温蒸馏的产物。
2.二十世纪二十年代初期，维尔纳茨 《地球化学概论》和《生物圈》
——详细论述了石油的有机组成和石油有 机成因的主要依据，提出了碳循环的模式。
3. Treibs（1933）：卟啉化合物的发现和证 实——石油有机成因重要依据。
高能环境海水 进退频繁 沉积物粗 不利于繁殖、 堆积和保存
水体营养丰富，
阳光充足 水体较安静 生物大量繁殖 最有利
水体营养不足 生物不发育 生物遗体下沉经历巨厚水体 大部分遭到破坏，
陆源有机质很少
我国主要大型陆相湖盆的发育特征
（三）干酪根 Kerogen
埋藏，并经一系列改造
原始OM 于成岩过程中 新生沉积有机质（A） A： 可溶性有机质（可溶性沥青）：烃，含N.S.O化合物
（1）干酪根的化学成分 复杂高分子聚合物，无固定化学成分。 ［C12H12ON0.16S0.43］X
干酪根的元素
《石油天然气地质与勘探》
第二章 石油和天然气的成因
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
油气成因概述 生成的油气的原始物质 油气生成的地质环境与理化条件 有机质成烃演化模式 天然气成因类型及特征 烃源岩特征与油源对比
第一节 油气成因概述
一、油气成因有争议的原因 二、两大成因学派 三、油气无机成因说 四、油气有机成因说 五、两种成因学说的主要证据
第Hale Waihona Puke 节 油气成因概述油气成因、油气藏形成、油气分布规律， 是石油地质学的三大研究课题，而油气生成 是其中的根本性问题。要进行油气勘探工作， 需要选择有利的勘探区和有利层位，首先必 须解决盆地的油气生成问题。
油气成因问题，在原始物质、客观环境及转化 条件等方面，长期存在争论。
一、油气成因有争议的原因
❖有机成因说：油气是在地球上生物起源 之后，在地质历史发展过程中，由保存在 沉积岩中的生物有机质逐步转化而成。
生物有机质→油气
三、油气无机成因说
（一）泛宇宙说 （二）地球深部的无机合成说
（一）泛宇宙说
——包含烃类在内的有机化合物是在宇宙天体 的无机演化过程中形成的，在地球形成时就包 含有有机物。