石油和天然气的成因.ppt

天然气成因综合分类（戴金星、徐永昌等，1997）
无机成因气
幔源气、岩浆成因气、放射成因气、变质成因气、无机盐类分解气
成熟度
母质 气的
有
类型 成因类型
未熟阶段
成熟阶段 高成熟阶段 过成熟阶段
机
油型气
成 因
Ⅰ~ⅡA
腐 泥型气
原油伴生热 裂解凝析气
裂解干气
解气
（湿气）
Hale Waihona Puke Baidu
气
生物化学气
煤型气
ⅡB~Ⅲ
腐殖型气
热解气（凝析气）
增加的条件下，石油裂解为气态烃。
干酪根和液态石油的热演化过程包含两种作用：
芳香烃缩合作用：低分子菲 缩合稠化
放出H2
多核绸合芳香烃
石墨。
正烷烃岐化作用：大分子裂解为小分子，加H 最终 CH4、C2 H6等。
各 种 烃 类 的 热 稳 定 性
油气的演化服从低中温状态下的规律，即 碳数相同的烃类自由能：芳香烃＞环烷烃＞正烷烃 ——正烷烃稳定，芳香烃最差
2）凝析油伴生气 • C1/C2+小（10—20）；δ13C1（-50～-40‰），δD C1 （-250～-150‰），比石油伴生气偏重。
3）热裂解干气 • 以甲烷为主，重烃气极少（<1～2%）；
4）足够的孔隙空间 ——产甲烷菌的繁殖需要一定的空间
5）较快的沉积速率 ——沉积速率快有利于生物气形成
❖ 生物成因气的特点
➢ 以CH4为主，干气；干燥系数C1/C2＋>100或数百以上 ➢ 甲烷：δ13C低（-55～100‰），多数在-60～-80‰ 。
δD低（-250～150‰ ）。 ➢ 气藏埋藏浅（一般<1500米），浅层未成熟带
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一、天然气成因类型概述
天然气： 广义上，是指自然形成的、在标准状 态下呈气态的单质和化合物。
❖两大类：无机成因气和有机成因气 ❖无机成因气：根据来源机制——
宇宙气、幔源气、岩浆岩气、变质岩气、无机盐类分解气
❖有机成因气： 按其有机质类型——腐殖气、腐泥气 按热演化阶段——生物气、热解气、裂解气 腐泥型有机质的热解气和裂解气称为油型气； 腐殖型有机质(包括煤)的热解气和裂解气称为煤型气
生物成因气的形成机理
微生物
复杂的不溶有机质
可溶有机质
酶的作用下发酵
产酸菌和产氢菌
挥发性有机酸、H2、CO2
甲烷菌
CH4
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❖ 要生成大量生物气需具备的条件
1）丰富的原始有机质
——特别是腐殖型和混合型有机质，这是产生大量甲烷气的基础
2）严格的缺氧、缺硫酸盐还原环境
——产CH4菌繁殖的必要条件
3）适合CH4菌繁殖的地温（<75℃）和介质PH值（6.5-7.5）
1、有机成因天然气形成机理
•热降解作用、生物化学作用、力化学作用、催 化作用、加氢作用、 脱基团作用、 缩聚作用
2. 生物成因气
★——地壳浅部、成岩作用早期、低温（<75℃）、 还原条件下，由微生物（厌氧细菌）对沉积物有机 质进行生物化学降解所得的富含甲烷气体。
依被降解的有 机质类型分
腐泥型生物化学气 腐殖型生物化学气
成 60-150（180）℃
质生成大量石油。
因
热催化作用下，可生成一定量 湿气
生 热裂解生凝析气：
生凝析气，
成 深4000-7000米。
过
150-250℃。
程
生成少量轻质油。
（采至地表，反凝为凝析油。）
深部高温生气：
深大于7000米。
几乎不能生油。
生成高温甲烷气（干气）。
大于250℃。
二、有机成因气
★油型气演化方向：从石油伴生气→凝析油伴生气 →热裂解气和高度碳化的石墨
（2）油型气特点
主成气母质：腐泥型有机质；热演化阶段：RO=0.5-4.0% 1）石油伴生气： RO=0.5-1.2% 湿气，C1/C2+小（4～10）；δ13C1低（-55~-45‰）， δD C1低（-300~-180‰）； iC4/nC4比值明显小于1。
gases ) Section 4 关于无机生油说(About Inorganic Origin theory) Section 5 天然气的成因类型及特征 Section 6 烃源岩(Source Rocks) Section 7 油源对比研究简介
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第五节 天然气的成因类型及特征
一、天然气成因类型概述 二、有机成因气 三、无机成因气 四、非烃类气体成因 五、不同成因类型天然气的识别
（煤型气）
（煤型生物气）
腐泥型裂 解气 腐殖型裂 解气
混合成因气
大气、气水合物、同岩两源混合气、异岩两源混合气
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❖天然气与石油形成条件比较
生成条件 原始母质
石油.
以低等植物中的类脂 化合物、蛋白质、碳
水化合物为主
天然气
更广泛，除生油原始物质可生气 外，高等植物中的木质素及纤维 素也可生气。还有无机来源气。
生成环境
必须在乏氧还原-强还 原环境才利于生油。
除还原-强还原环境外，有氧存 在的弱还原环境也可生成天然气
沉积物埋藏初期： T、P不够大，有机质
有机质可被细菌分解，产生低
深度＜1000米。 T小于60℃。
未成熟，尚不能生油
温CH4（干气）、CO2和水
有
热催化生油气：
机 深度1000-4000米； 热催化作用下，有机
2. 油型气
★——是指与成油有关的有机质（主要是Ⅰ 型和Ⅱ型）在热演化过程中达到成熟、高成熟和 过成熟阶段时形成的天然气。 包括：干酪根热解生成的气、石油裂解形成的气
根据热演化阶段可分为 石油伴生气、凝析油伴生气、热裂解干气
（1）油型气的形成过程
两个演化途径： （1）干酪根热解直接生成气态烃； （2）干酪根热降解为石油，在地温继续
裂解干气
混合成因气
异源多源混合气、同源多阶混合气
一、天然气的成因类型
无机成因气
宇宙气、幔源气、岩浆岩气、变质岩气、无机盐类分解气
未熟阶段
成熟阶段
过熟阶段
有机成因气
腐泥型天然气
生 腐 泥 型 生 物 气 热 油型热解气 裂
（油型气）
（油型生物气）
物
解
解
腐殖型天然气 气 腐 殖 型 生 物 气 气 煤型热解气 气
第二章 现代油气成因理论
Section 1 油气成因概述 (Summary )
Section 2 油气成因的现代概念 (Modern Concept for the Origins of Petroleum & Natural gases )
Section 3 早期成因说与未成熟－低成熟油气 (Early origin theory and Immature-Initial Mature of Petroleum & Natural