石油地质学-第二讲石油天然气生成

§1油气成因理 论
有机成因论
3、动植物混成说
20世纪以来，石油中找到卟啉以及石油旋光性的发现， 成为油气生物起源的直接证据。波东尼1906年认为，动 植物都是油气生成的原始材料，它们同矿物质点一起形成 腐泥岩，后者经过天然蒸馏即可产生石油。混成说占据主 导后，人们关注更多的是有利生油气的有机组分。古勃金 在1932年认为，各种生物化学组成部分均可参与生油， 它们来自海洋动植物残体，也可来自陆地携入的生物分解 产物，含有这些分散有机质的腐泥就是生油气母岩。
（4）油气剖面中含油气层位与富含有机质的层位有依存关系； （5）油气元素组成中包括的微量元素与有机质和有机矿产相近 （6）石油中检测到的生物标记化合物中的碳骨架仅为生物所特 有
（7）模拟实验可以从多种有机质中得到油气中的烃类产物； （8）大量测试表明油层温度很少超过100℃； （9）石油普遍具有旋光性。
石油中普遍存在生物成因信息，如姥鲛烷、 植烷、甾烷等，石油也不能在高温下保存 等。
ຫໍສະໝຸດ Baidu机成因论
§1油气成因理 论
早在无机成因说提出的同时，有机成因说也相继提出一些观
点和证据。有机成因的主要证据：
（1）世界上已经发现的油田99.9%都分布在沉积岩中； （2）从前寒武纪至第四纪更新世的各时代岩层中均发现了石油 （3）世界上既没有化学成分完全相同的两种石油，也没有成分 完全不同的石油；
主要依据：
➢ 实验室中，从无机物中合成得到了烃类； ➢ 天体光谱分析有碳、氢和烃类； ➢ 火山喷出气体、岩浆岩的包裹体中含烃； ➢ 陨石中鉴定出烃类； ➢ 石油的旋光性，可由非旋光物质合成，卟啉也
可无机合成(近期有人认为)。
存在问题：
远离油气地质实际(99.9%的油气与沉积岩有 关)。
难以说明实验室和深部无机合成的简单烃 与石油组成复杂性之间关系。
➢认为石油形成后是呈徽点滴状的，其运移是以溶解在水中的方 式进行运移的（这要求岩层孔隙大、喉道粗，且生油岩大量的水 尚未排出)。
有机成因论
4、早期成油说
§1油气成因理 论
E.Orton(1888) 、McCoy&Keyte(1934)、VanTuyl&Parker(1941)、 Levorsen(1954)、Weeks(1961)和Hedberg(1964)等通过对世界各种地质资料的
3FemCn+4mH2O → mFe3O4+C3nH8m 反应生成的石油蒸汽在地壳中上升过程中冷凝在地层孔隙中， 并在孔隙性岩层中聚集成藏。但这种观点的一大弱点是地下究 竟有无重金属碳化物，同时地面的水能否穿过软流圈渗到地下 深处，尚未有明确证据。
无机成因论
2、宇宙说：
§1油气成因理 论
俄国索可洛夫在19世纪晚期提出，其理论依据是在一些天体 中发现有碳氢化合物，如土星、水星、天王星、海王星等气圈 中，以及慧星的头部均有发现。故认为碳氢化合物是宇宙固有 的，早在地球呈熔融状态时，碳氢化合物就包含在它的大气圈 中，随着地球冷凝，碳氢化合物被冷凝岩浆吸收，当这些碳氢 化合物沿裂隙向地表运移的过程中聚集起来便可形成油气藏。 但这种观点也有其不能解释的地方，即使地球早期存在碳氢化 合物，也应是分子量小，结构简单，然而石油的分子量大且分 子结构非常复杂。
第二章 石油天然气生成
一、两种成因论之争
§1油气成因理 论
世界上任何一种事物的形成都有一个过程，都有一定的成 因和演化条件，对于石油天然气的成因，无机成因说和有 机成因说两大学派对垒由来已久，其争议的核心是围绕油 气起源物质和油气的生成过程，无机成因说认为石油和天 然气是在地下深处高温、高压条件下由无机物转变而来的， 而有机成因说则主张油气是在地质历史上由分散在沉积岩 中的动物、植物有机体转化而成的，这种争论自其产生以 持续至今。
俄国切卡留克 根据金刚石合 成实验，认为 石油的形成是 在上地幔古顿 堡层内，在高 温高压下，铁 的氧化物被还 原而成烃类。
俄国耶兰斯基根据某些 油田发现于蛇纹岩或蛇 纹化强烈的橄榄岩中， 认为油气可通过橄榄石 的蛇纹石化作用形成， 这种作用发生在地壳深 部坳陷，生成的烃类沿 断裂上升到沉积岩中成 藏
有机成因论
4、早期成油说
§1油气成因理 论
早期成油说认为沉积物所含原始有机质在成岩过程中
逐渐转化为石油和天然气，并运移到邻近的储集层中去。 理由主要有：
➢在近代海洋湖泊沉积物中发现了有机物质的烃类转化的过程；
➢在实验室用细菌作用于有机质得到了比甲烷重的烃类；
➢研究发现，微生物的活动随埋藏深度增加迅速减弱以至停止。 因此，提出某些细菌是有机质加氢去羧基转变为类石油的媒介 。
无机成因论
1、碳化说：
§1油气成因理 论
俄国门捷列夫1876年提出，他认为把石油起源同煤相联系的 提法与实际观察到的剖面有矛盾，根据实验室可以通过无机合 成途径得到碳氢化合物的实验结果，提出石油是地下深处的重 金属碳化物与下渗的地下水相互作用生成的。反应方程可以表 示为：
重金属碳化物+水→金属氧化物+石油蒸汽
研究确信，油气能够在早期低温条件下形成并聚集在早期形成的圈闭中。 古勃金也认为生油是从有机软泥或生物软泥中开始的，以后就一直不停地 在有机岩夹层和围岩层的成岩变化过程中完成。在整个过程中温度并不特别高 ，在厌氧细菌的参与下，液态石油或半液态石油是在软泥或没有完全变硬的岩 层里开始形成的；当岩层在上覆重荷下逐渐压实时，随着压力的增加，石油和 水被挤入疏松岩层--砂岩、石灰岩层内（И.М.Губкин,1937）。
生 物 化 学 组 成
有机成因论
1、蒸馏说
俄国学者罗蒙诺索夫 在18世纪中叶提出， 认为石油和煤炭一样 是由泥炭(turf)在地 下经受高温蒸馏的产 物。
§1油气成因理 论
2、动物说、植物说
18世纪60年代以后，研究者 根据自己观察和实验分析， 提出以等动物为主的动物说， 以藻类为主的植物说。如植 物说认为可能成为生油气母 质的藻类有蓝藻、甲藻、绿 藻和硅藻。
无机成因论
§1油气成因理 论
3、岩浆说
4、高温生成说 5、蛇纹石化生油说
原苏联库得梁采夫提出，他 认为在许多天体上发现碳氢 化合物，火山喷发岩中也发 现有沥青，甚至于在岩浆岩 中也找到有为数极少的石油， 这些石油的形成同基性岩浆 冷却时碳氢化合物的合成有 关，正是因为这是在高温高 压下形成，才会使许多不饱 和碳氢化合物被聚合成饱和 的碳氢化合物。