油气成因l理论

合集下载

第9章 现代油气成因理论

第9章 现代油气成因理论

2,岩相古地理条件 无论是海相或陆相,都可能具备适合于油气生成的岩相古地理条件 是否有利于生物繁殖,有机质保存,埋藏,转化 是否有利于生物繁殖,有机质保存,埋藏,转化. ★ 海相环境中 海相环境中:一般认为浅海区 浅海区是最有利于油气生成;而滨海区和 浅海区 深海区,不利于有机保存和油气的生成. ★ 陆相环境 深水-半深水湖泊是陆相生油岩发育的区域. 陆相环境:深水-半深水湖泊 深水 ★ 海陆过渡相区 :三角洲 三角洲发育部位是极为有利的生油区域;海湾及 三角洲 海湾及 泻湖,因有半岛,群岛,沙堤或生物礁带与大海相隔,在这种半闭塞 泻湖 无底流的环境中,也对保存有机质有利.
第二节 生成油气的原始物质
一,沉积有机质 二,干酪根
生物有机质及其化学组成
元素% 元素 类脂 化合物 蛋白质 碳水 化合物 木质素 石油 C 76 H 12 O 2 S / N / 主要特征 包括:脂肪,有机酸,甾萜类,蜡,色素等. 色素等. 包括:脂肪,有机酸,甾萜类, ),动物中 主要来自:低等植物(菌藻),动物中. 主要来自:低等植物(菌藻),动物中. ——主生油母质. 主生油母质. 主生油母质
二,有机成因说
主要依据: (1)世界上已经发现的油气田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都找到了石油. (3)石油灰分与岩石圈相比,大大富集了钒,镍,铜等.煤与石油 的灰分在微量元素的组成上具有相似性. (4)从大量油田测试结果都证明石油是在低温条件下生成的. (5)除卟啉外,在石油中还发现了许多生物标志化合物. (6)从现代沉积物和古代沉积岩中检测出了石油中所含的所有烃类 .研究表明,在近代沉积物中确实存在着油气生成过程,至今还在进 行着,而且生成的油气数量也很可观.
有机成因说认为:石油是由地质时期中的生物有机质形成的;在油气 有机成因说认为 有机生成学说中,存在着早期生油说与晚期生油说两种观点:早期成 : 油说,晚期成油说 晚期成油说. 油说 晚期成油说 早期成油说:认为石油烃类是地壳浅处,沉积物成岩作用早期,由沉 早期成油说 积岩中的分散有机质在生物化学作用下生成的. 晚期成油说:认为石油是有机物质被埋藏后,达到一定深度,一定温 晚期成油说 度,在热力作用和催化剂作用下,由有机物质转化而来的.

油气成因理论认识

油气成因理论认识

关于油气成因的认识xx9回顾众说纷纭的石油成因争论,主要体现为有机起源与无机起源两大派别的对垒。

19世纪中叶,随着采油事业的兴起,石油成因广泛引起了学者们的兴趣。

进入20世纪,由于在石油中找到了生物起源的直接证据,即卟啉和旋光性,其核心即石油起源于生物物质,自此有机起源学说一直占据主导地位,并一直指导我们的勘探事业至今,在此理论的指导下,人们也确实找到了成千上万的大大小小的油气田。

油气成因争论的核心是起源物质和油气生成过程。

因此,油气成因学说历来是无机起源和有机起源两大学派对垒。

而在有机学派中,又分为早期成油说和晚期成油说两种。

一、油气无机成因说19世纪中叶,近代石油工业的兴起,引起了许多学者对油气成因研究的兴趣。

因而各种无机起源学说应运而生,其中最完整、最有影响的是1876年著名俄国化学家Менделеев提出的碳化物说。

他认为把石油起源同煤相联系的提法与实际观察到的油田剖面有矛盾,而在当时已有许多实验可由无机合成途径产生烃类,于是他提出石油是地下深处炽热的重金属碳化物与沿裂缝下渗的水相互作用而生成。

如:3FemCn+4mH2O → mFe3O4+C3nH8m所生成的石油蒸气在涌向地壳过程中冷凝在多孔岩层中,当条件适宜时就可形成油气藏。

1889年另一无机学派的典型代表Соколов提出了宇宙说,他依据对太阳系中的木星、土星、天王星和海王星等行星的气圈中以及彗星的尾部等天体光谱分析发现有甲烷,以及烃类化台物可由Fischer-Tropsch反应无机合成:nCO+2nH2→(-CH2)n+nH2OСоколов认为碳氢化台物是宇宙中固有的,在地球尚处于熔融状态时即已存在于大气圈中,后随着地球的冷却收缩,被凝结于地壳上部,并沿裂隙分离出来,当有孔隙性地层和其上被非渗透层覆盖时则可聚集成油气藏。

1904年Coste把石油起源与火山活动相联系又提出了火山说。

1.有机成因的不足1.在中亚的红色地层中找到了石油以后,前苏联的石油地质专家就提出:红色泥岩也能生油。

石油天然气的生成

石油天然气的生成

§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。
(1)化学成分、元素 组成
主要由C、H、O组成, 并 含 有 少 量 N、S、P 和 其它金属元素。
其中:C,70-90%; H,3-10%;O,319%; H/C(原子比),一般0.41.67;O/C 0.03-0.30; N,0.4~4%;S, 0.2%~5%;
早期成油说可概括为下列几点:
1.石油天然气是由分散在沉积岩中的分散有机质形成的; 2.脂肪、蛋白质和碳水化合物是主要生油母质。有机质从
沉积作用完结,从埋藏不深、温度不高的成岩作用早期 开始向石油转化。 3.有机质向石油转化中,菌解是必要媒介; 4.形成环境应是还原环境(否则发生氧化);
5.石油形成是一个由微石油向成熟石油逐渐聚集的过程。 由于这些要求概括的共同之处是强调低温,成岩作
第二节 生成油气的物质基础
有机说的核心是认为石油起源于生物物质,通过 沉积作用保留下来,再转化成油气。
按照油气有机成因理论,生成油气的核心是 生物物质,生物死亡后的残体经沉积作用埋 藏于水下沉积物中,经过一定的生物化学、 物理化学变化形成石油和天然气。通过沉积 作用进入沉积物中并被埋藏下来的那部分有 机质叫沉积有机质。组成沉积有机质的生物 化学组成包括类脂化合物、蛋白质、碳水化 合物以及木质素4类。

油气成因理论

油气成因理论

油气成因理论一、油气无机成因说(一)泛宇宙说认为包含烃类在内的有机化合物是宇宙天体的无机演化过程中形成的。

1.宇宙说:认为地球呈熔融状态时,碳氢化合物就包含在气圈中,随着地球的冷却被冷凝岩浆吸收,最后凝结于地壳形成石油。

2.地幔脱气说:认为地球深部存在大量的甲烷和其他非烃资源,在地球分异演化的早期从地球深部被加热而释放出来,有的被释放到大气圈,一小部分形成天然气藏。

(二)地球深部的无机合成说1.门捷列夫的碳化合物说:认为地球内部的水与重金属碳化物相互作用,形成碳氢化合物。

2.高温生成说:认为深度在150km,温度超过1500k、压力达5000Mpa,由于FeO及Fe3O4的参与,水与二氧化碳被还原形成烃类。

3.蛇纹石化生油说:提出橄榄石的蛇纹石化可以产生烃类。

4.费—托地质合成说:认为地球上原始石油是在20×108 年前通过费—托反应生成。

二、有机成因说基本观点:石油是地质历史时期生物有机质形成的。

分为:早期生油理论和晚期生油理论。

目前晚期生油理论占主导,晚期生油理论是指石油是在有机物质被埋藏到一定深度、温度条件,在热力作用和催化作用由有机物转化而来。

(一)生油的原始物质生物有机质:包括脂类、蛋白质、碳水化合物、木质素和丹宁(二)生油环境温暖、潮湿的气候环境有利于生物的大量繁殖和发育,总而具备了丰富的生油原始物质。

海洋、湖泊、三角洲等古地理区域不仅有丰富的水生生物,还因水体起到了隔绝空气的作用,阻止了有机质的腐烂分解,是生油的有利地区。

(三)油气生成的一般模式:1.生物化学生气阶段2.热催化生油气阶段3.热裂解生凝析气阶段4.深部高温生气阶段。

石油地质学 第二章石油成因理论PPT课件

石油地质学 第二章石油成因理论PPT课件
H占6.3%、O占11.1%和及少量的S、N。
不同类型原始物质干酪根成分、结构和 特征也不相同,因此,对干酪根的研究是 相当复杂的。
16
第二节 生成油气的物质基础
三.生油的原始物质-干酪根镜下特征
17
第二节 生成油气的物质基础
三.生油的原始物质-干酪根镜下特征
18
第二节 生成油气的物质基础
四. 干酪根类型
3
第一节 油气成因理论
石油成因
无机
有机
一.石油的无机成因学说
石油的有机成因说盛行于19世纪中叶,较为有代表性的
学说有三个:
碳化说(门捷列夫的学说影响最大-19世纪中期)
石油是在地下深处的重金属碳化物与下渗的水相互作
用所形成的,经化学反应生成的蒸汽在冲向地壳的过程中
冷凝在地层孔隙里,在有一上覆的非渗透层遮挡时,可集
中形成油气藏。
4
第一节 油气成因理论
宇宙成因说(索柯洛夫-19世纪晚期)
某些天体中发现有碳氢化合物,它们是宇宙中所固有的,在地 球处于熔融状态时,气圈中就存有碳氢化合物,后来随着地球的 冷却,而被吸附并凝结在地壳的上部,在沿着裂缝溢向地表的过 程中,便可以形成油气藏。
岩浆说(库德梁采夫-20世纪50~70年代)
2.晚期成油学说
20世纪60年代以后,一些学者研究表明现代沉积中的烃和古代岩
石中的烃在分布和化学结构上有着本质上的差别。岩石、原油中烃
的含量比生物沉积中烃的含量高很多,岩石、原油中高碳数烃具明显
奇数碳优势消失的特征;而生物沉积中高碳数正烷烃则存在明显的
奇数碳优势。因此,认为石油是有机质在成岩作用的晚期生成的。
1. 油气生成的物质基础 2. 油气生成的地质环境及动力条件 3. 有机质演化阶段及成烃模式 4. 天然气的成因类型及其识别 5. 生油层地质—地球化学研究与油气源对比

05第二章-1-成因概述

05第二章-1-成因概述

陆 地 陆 地、再沉积
成矿意义 石油、油页岩、腐泥煤
油、气 气、腐植煤 无油、痕量气
尽管我们上述对干酪根类型进行了详细划分,但必须注意,岩石中 的2020干/3/2酪7 根是各种类型的混杂组合,只是各种类型的含量比例不同而已。
课外思考:
1、为什么说浮游生物是主要的成油原始 物质?
现代从岩石中所测得的有机碳含量实际是残留 的有机碳含量。不过,被转化移出的只是极少一部 分。
四、沉积有机质中的干酪根: 1. 概念
干酪根:沉积岩中不溶于碱、非氧化型酸和非极性有机溶剂的分散有
机质。实验室从岩石中提纯出来 的 干酪根是黑色或褐色粉末。
色层

烃用
吸附物

类硅

溶于有
机溶剂

用 乙
可+
溶胶 的质
第二节 生成油气的物质基础
一、油气生成的原始物质
石油起源于生物物质,生物物质的化学组成主要有4类: 脂类、碳水化合物、蛋白质以及木质素等组成:
①脂类:狭义的理解主要是指动植物的油脂,广义的 理解则泛指所有不溶于水但溶于溶剂(如乙醚、氯仿等) 的脂状物质。
脂类物质抗腐能力强,化学成分和结构都接近石油, 所以,历来被许多人当做最重要的成油母质。
③在油田剖面中,含油层位总与富含有机质的层 位有依存关系。
④除卟啉外,近年还在石油中找到了许多与异戊间二烯 类,萜类和甾醇类有关的化合物。这些化合物的化学结构仅 为生物物质所持有。这即为地球化学家称之的生物标记化合 物或者指纹化合物。
所谓的生物标记化合物是指相对不受轻组分流失和风 化作用的影响,在有机演化的初期和中期始终保持着这种较 高分子的物质,如卟啉、异戊间二烯类等。它们可用于油源 对比、地层对比和油苗对比。

油气的生成理论

油气的生成理论

生物化学生气阶段
当原始有机质堆积到盆底之后,开 始了生物化学生气阶段。其深度范围是 从沉积界面到数百米乃至1500m深处,温 度介于10~60℃,以细菌活动为主。在还 原环境下,沉积有机质被厌氧细菌选择 性分解,转化为分子量更低的生物化学 单体,部分有机质被完全分解成CO2、 CH4、NH3、H2S和H2O等简单分子。
物理化学条件
问题4:生成油气的条件有哪些?
3.1.1 油气的生成理论
(一)古地理环境与地质条件
• (1)长期被淹没的水体。 • (2)离岸近地区。 • (3)浅海(湖)地区。 • (4)稳定的水体。 • (5)地壳长期稳定沉降,而
且沉降幅度应与沉积物补偿 的速度大体一致。
压力作用
3.1.1 油气的生成理论
• 1866年由法国著名化学家M·伯塞洛特提出。他经过实 验后认为,在高温下,CO2与碱金属作用可生成碳化物, 后者遇水即成乙炔,进而合成高级碳氢化合物;
• 1877年,俄国化学家门捷列夫以碳化铁实验制造碳氢化 合物成功,并认为石油是存在于地下碳化铁和水生成的, 从此创立了此假说。
3.1.1 油气的生成理论
一、油气有机成因说
问题2:什么是陆 相生油学说?
3.1.1 油气的生成理论
陆 相 生 油 学 说
20世纪30年代,潘钟祥等首次提出了陆相生油学说
陆相湖盆是陆地上相对低洼的汇水处,众多的溪流所携带的陆源、 有机碎屑和营养物质源源不断注入湖内,为水生生物的生长和繁 衍创造了条件,生长发育的浮游藻类和微生物死亡后便同高等植 物的碎屑被埋藏,转化为石油。
根据德根斯和伦特(1965)的研究
分散在沉积岩中沉积有机质约为0.38亿亿吨 大量统计资料表明,在近代沉积物中,干酪根占沉积有机质 总量的95%以上,在古代生油岩中占70%~90%左右。

现代油气成因理论综述.doc

现代油气成因理论综述.doc

前言石油和天然气的成因问题是石油地质学的前缘学科之一,也是石油地质的热门话题。

因为不仅涉及到油气成因理论的创新,而且关系到深部油气的勘查方向和最大程度扩大能源储备的问题。

对于油气成因,除了“生物成因论”和“地幔成因论”之外,尚有“地幔热柱成因论”、“宇宙尘石油雨成因论”、“地下放电放光成因论”、“古陨石坑成因论”等等概括地说,就是“有机”和“无机”的成因争论。

20世纪中期,我国大庆油田在陆相有机成因理论的指引下,发现了世界上最大的中、新生代陆相油田,突破了“中国贫油论”的束缚,取得了辉煌的成绩。

近年来由于我国冀东南堡大型油田、四川盆地普光大型海相油田、松辽盆地徐家园子油田火山岩气田的发现,无疑是对单一的“生物成因论(有机成因论)”提出了挑战。

然而石油成因理论不仅关系到生命起源等重大科学问题,而且对于石油勘探工作有着实际的指导意义。

有机生油论指导我们找到了目前绝大多数的油气资源,然而无机成因油气田的不断发现,以及无机生油论取得的一些令人瞩目的研究成果,使我们不得不重新审视生油理论,以求解放思想,拓宽视野,在新领域探寻石油资源。

现在认为石油基本上是无机成因的,而天然气的成因却是二元的即有机成因和无机成因。

油气成因理论应该是不断发展、不断进步、不断丰富的过程。

上世界七十年建立的油气有机成因理论极大地推动了石油工业的发展,指导地质学家们发现了众多的油气田。

但是油气的无机成因理论也在发展丰富取得了一些列的成就。

以及一些无机成因的油气田的发现更是极大地鼓舞了长期坚持油气可以无机形成的地质学家,进一步推动了有机无机成因理论的发展。

同时也有一些理论认为尤其是两种机制同时作用的结果,即油气中的碳元素来自生物有机质即为有机成因,而油气中的氢元素部分却是来自无机自然界的。

更有一些理论运用地球动力学的模式直接打破了油气传统的有机或者无机成因划分,将二者融为一体运用地球动力学模式进行分析和研究进而指导油气田的勘探。

一.油气有机成因油气的有机成因理论包括早期生油说和晚期干酪根热降解。

2.2 油气有机成因理论概述

2.2 油气有机成因理论概述

第二章石油和天然气的成因2.2 油气有机成因理论概述《油气地质与勘探》2.2 油气有机成因理论概述油气有机成因说: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。

1)蒸馏说18 世纪中叶米哈伊尔·瓦西里耶维奇·罗蒙诺索夫 石油是煤在地下高温蒸馏的产物。

2)有机质地质作用的研究维尔纳茨基20世纪20年代初期系统研究了有机质的地质作用:《地球化学概论》、《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)石油中卟啉化合物和旋光性的发现20世纪30年代①特雷布斯(Treibs,1933):发现并证实了卟啉化合物广泛存在于不同时代、不同成因的石油、沥青中,认为这些卟啉化合物来源于植物叶绿素。

②发现石油有旋光性。

——石油有机成因说的重要依据和有力支持。

4)混成说1932年古勃金含有各种类型的分散有机质的淤泥,在成岩早期产生分散状态的石油(微石油),在压实过程中和水一起进入储层,形成油气藏。

5)油气有机成因早期说的建立P.V.Smith(美国)、B.B.维尔别(前苏联)1952-1954年20世纪40年代,怀特莫尔等:生油过程仅仅是生物体中烃类物质的分离和聚集。

20世纪50年代,美国学者史密斯和前苏联维尔别等:石油是有机质在沉积物(埋藏成岩)早期生成的,是许多海相生物遗留下来的天然烃的混合物。

——早期生油说。

6)油气有机成因晚期说的建立①Bray 等(1961)发现:现代沉积物和生物体中的正烷烃碳数分布具奇偶优势,正脂肪酸碳数分布具偶奇优势,古老沉积岩和原油(或油田水)中不具此优势。

揭开了有机质成岩演化机理及其与石油形成关系研究的序幕。

6)油气有机成因晚期说的建立②阿贝尔松(P. H. Abelson,1963):石油是沉积岩中占有机质70~90%的不溶部分(干酪根Kerogen)经过一定的埋藏演化,在成岩作用晚期,经热解产生的。

油气的现代成因理论课件-PPT

油气的现代成因理论课件-PPT
沉积盆地——在一定特定时期,沉积物的堆积速率明显大于其周围区域,并具有较厚沉积物的构造单元。 四、油气生成的主要阶段
成无份机复 催杂化:剂蜡运—移最质受主外要等界的影是。响粘大土包→矿难物括以:判蒙孢断脱来石子源、;伊体利石、等 角质体、树脂体和木栓质体。是富氢 组分。 温度:60℃~180℃;
温度:180℃~250℃; ③慧星等天体上发现有烃类气体;
2.细菌作用
喜氧细菌:在游离氧存在的条件下都能生存。 厌氧细菌:在无游离氧,而存化合氧的条件下才能生存。 通性细菌:在有无游离氧的条件下都能生存。
① 细菌本身为生油原始物质 ② 细菌对有机质分解,产生相应的有机化合物和甲烷气。
——由于细菌怕热,只能在<100℃的浅层中起作用:在油气生成的 早期阶段作用显著。
nCO 2nH2 催化( CH2 )n nH2O
3.岩浆说 1949年,原苏联学者库德梁采夫提出:
“基性岩浆中存在C、H、O等元素,随其冷却时可化 合为碳氢化合物。”
基岩岩浆中C、H→CH→CH2→CH3→CH4→烃类物质
证据:岩浆岩、变质岩中相继发现油 气藏,基性岩浆中发现天然气。
另外,还有高温生成说、蛇纹石化生油学说等。
滨海③镜质浅海组(陆(棚)vi半t深r海i(n陆i坡t)e深)海(:深海平原)
催化作用强,但不耐高温。
是植物的茎、叶和木质纤维经过凝胶化作用形成的各种凝 – ④石油的分布常常与深大断裂有关(断开地壳作为通道)
所以,有机质向油气的转化,是在适宜的地质 环境里,多种因素综合作用的结果。
四、油气生成的主要阶段 →生物化学生气阶段 →热催化生油气阶段 →热裂解生凝析气阶段 →深部高温生气阶段
反射光下观察有机质可以划分为四种——

第二章 现代油气成因理论

第二章  现代油气成因理论

羧基
-OH
羟基
-C-OH
O
甲氧基
3、干酪根的类型
1)根据原始生物和成矿方向的不同,有机质分为两类
有机质类型
原始生物
主要成矿方向
腐泥型有机质 腐殖型有机质
富含类脂的孢子和水 生浮游生物
富含木质素、纤维素 的陆生高等植物
石油、油页岩、 腐泥煤
甲烷气、 腐殖煤
2)干酪根化学分类
2.0 H/C 1.5
主要产物 C2O、2HO、重杂原子化合物 石油、湿气 天然气(C4 H、CO、2 CO、 2 HO)

7-10
11-15

15-35
痕量-4

4-6
痕量-4

——
痕量-4
有机质 去O、加H、富集C 烃类
还原条件
地质+理化条件
一、地质条件
大地构造条件: 有利于有机质堆积、保存和向油气转化的地区:地质
历史上形成巨厚沉积岩层的沉积盆地。 ——板块的边缘活动带,板块内部的裂谷、坳陷,以
及造山带的前陆盆地、山间盆地等大地构造单位。
反射率
↓ 反 射 率 增 高 ↓
镜质组:
主要存在于Ⅱ、Ⅲ型干酪根中,其反射率(Ro)可以反 映 成岩作 用强度 ,烃源 岩经历的 时间 —温度史及 有机质演 化成熟程度。最初煤岩学家将Ro用于煤的研究,以确定煤 演化阶段:
泥炭————褐煤————烟煤————无烟煤 Ro:<0.5%——>0.5%——1.0-1.5%————>2.5% 后来将Ro引入烃源岩研究中,用以反映有机质向油气转 化程度。例如:Ⅱ型干酪根—— Ro:<0.5%——0.5-1.3%——1.3-2.0%———>2.5% 有机质未熟———成熟————高熟————过熟

石油地质学课件——第二章 现代油气成因理论

石油地质学课件——第二章 现代油气成因理论
2、在油气生成理论方面贡献比较大的是法国著 明地球化学家B·P·Tissot,他在前人研究的基础 上提出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,揭示了油气生成、演 化与分布的规律。
3FemCn+4mH2O——mFe3O4+C3nH3m
2、 宇宙说:1889年俄国索柯洛夫:碳氢化合物 是宇宙所固有的,在地球处于熔融阶段时即已存在 于气圈之中了,以后地球冷却被吸附凝结在地壳上 部形成油气藏。
3、岩浆说:苏联库德梁采夫(1949,10),在纪念宇宙 说六十周年时突然由有机说的观点转变为无机说,认 为地球深处的岩浆中,含有C、H,还有O、N、S及石 油中其他灰分元素。在6000℃—12000℃下,C、H可 形成甲基,到3000—4000℃可形成次甲基,随着温度 降低,可形成甲基,最后形成甲烷,甲炔基可聚合形 成各种烃,在温度、压力适合时形成石油。
原始母质->油气?
3.涉及学科多:由于分离及鉴定手段的限制,目前对石油组份 的了解尚不充分。
石油的成因问题,关系到油气的勘探方向,所以,多年来,它 一直吸引着许多国家地质学家、生物化学家和地球化学家。
二、油气成因分两大学派
从十八世纪七十年代以来,对油气成因的认识基本上分 为无机成油和有机成油学说两大学派。
以上重要事实的存在,大大促进了石油有机生成 理论的发展。特别是近代物理、化学、生物、地质学 等基础理论的发展,及色谱、光谱、质谱、电子显微 镜、同位素分析等先进技术手段的广泛采用,为应用 有机地球化学知识来解决油气成因问题创造了条件, 推动了石油生成现代科学理论的日臻完善。
石油有机成油理论
晚期成油理论广泛为国际石油界所接受, 同时“未熟—低熟”油(早期成油)不断被发现, 早期成油说和晚期成油说也结合起来,形成一个统

第三章 油气成因理论

第三章 油气成因理论

3、在化学成分上,石油和沉积岩中有机物质的组 成相似。含有一些仅能来源于生物体的成分,如卟啉 化合物、姥鲛烷、植烷等,并普遍具有有机物质才具 备的旋光性。
2/83
4、从大量油田测试结果可知:油层温度很少超 过100℃,只有少量深部油层温度可以高达141℃。
在所有石油中,轻质芳香烃含量 二甲苯>甲苯>苯 而当温度增加到700℃时,就会急剧发生逆向变化; 此外,石油中所含卟啉化合物,180-200℃卟啉发 生开环裂解反应而被破坏; 旋光性 300℃被破坏 环己烷、环戊烷 330℃被破坏
现在找到油气藏的地方往往不是油气生成的地方,这就为研究油气成 因问题带来了许多复杂性。
3、油气成因的争论焦点:关于油气成因的争论焦点主要集中在以下几个方面: (1)油气的来源是有机成因的还是无机成因的? (2)油气的生成是高温条件还是在低温条件下生成的? (3)有机质生成油气的时间,是其演化的早期还是晚期? (4)陆相沉积盆地能否生油?煤系地层是否能够生油?
6、实验室中再现了有机质生成油气的过程
上述重要事实的存在,大大促进了石油 有机生成理论的发展;特别是近代物理学、 化学、生物学及地质学等基础理论科学领域 的辉煌成就,色谱、光谱、质谱、电子显微 镜和同位素分析等先进技术的广泛采用,为 应用有机地球化学知识来解决油气成因问题 创造了良好条件,不仅对古代沉积岩中生油 岩的鉴别提供了科学根据,而且推动了对近 代沉积中烃类生成过程的研究。
10/83
3.煤成烃理论
石油有机成因理论的又一进展是煤成烃理论的发展与完 善。人们早就发现,煤和煤系地层能够生成大量天然气并聚 集成藏,但长期以来,人们认为成煤环境不利于生油。 二十世纪六十年代以来,在世界各地相继发现了一批与 中、新生代煤系地层有关的油气田,这表明,煤和煤系地层 不仅能够生成大量的天然气并聚集成天然气藏(田),而 且也能形成相当数量的石油并聚集成油藏(田)。 近年来,煤成油研究和勘探已经引起国内外学者的关注, 八十年代以来,人们通过有机岩石学与地球化学相结合的方 法和实验模拟对煤成油问题进行了深入的理论探讨,提出了 煤系地层有机质生烃机理和有机质演化模式 。

油气成因理论

油气成因理论

油气成因理论油气成因理论一、油气无机成因说(一)泛宇宙说认为包含烃类在内的有机化合物是宇宙天体的无机演化过程中形成的。

1.宇宙说:认为地球呈熔融状态时,碳氢化合物就包含在气圈中,随着地球的冷却被冷凝岩浆吸收,最后凝结于地壳形成石油。

2.地幔脱气说:认为地球深部存在大量的甲烷和其他非烃资源,在地球分异演化的早期从地球深部被加热而释放出来,有的被释放到大气圈,一小部分形成天然气藏。

(二)地球深部的无机合成说1.门捷列夫的碳化合物说:认为地球内部的水与重金属碳化物相互作用,形成碳氢化合物。

2.高温生成说:认为深度在150km,温度超过1500k、压力达5000Mpa,由于FeO及Fe3O4的参与,水与二氧化碳被还原形成烃类。

3.蛇纹石化生油说:提出橄榄石的蛇纹石化可以产生烃类。

4.费—托地质合成说:认为地球上原始石油是在20×108 年前通过费—托反应生成。

二、有机成因说基本观点:石油是地质历史时期生物有机质形成的。

分为:早期生油理论和晚期生油理论。

目前晚期生油理论占主导,晚期生油理论是指石油是在有机物质被埋藏到一定深度、温度条件,在热力作用和催化作用由有机物转化而来。

(一)生油的原始物质生物有机质:包括脂类、蛋白质、碳水化合物、木质素和丹宁(二)生油环境温暖、潮湿的气候环境有利于生物的大量繁殖和发育,总而具备了丰富的生油原始物质。

海洋、湖泊、三角洲等古地理区域不仅有丰富的水生生物,还因水体起到了隔绝空气的作用,阻止了有机质的腐烂分解,是生油的有利地区。

(三)油气生成的一般模式:1.生物化学生气阶段2.热催化生油气阶段3.热裂解生凝析气阶段4.深部高温生气阶段。

油气成因

油气成因

因此,现代油气成因理论主要偏向于有机成因。

现代油气成因理论指出:油气是由经沉积埋藏作用保存在沉积物中的生物有机质(即沉积有机质)经过一定的生物化学、物理化学变化而形成的。

油气地质学上将沉积剖面中的沉积有机质分为干酪根和沥青两大类。

沉积有机质源于生命物质及其代谢产物。

丰富的生物有机质的供给、适宜的静水环境以及中等沉积速度的细碎屑物质的沉积是富有机质沉积形成的必要条件。

时间和温度是影响有机质演化生烃的最主要因素。

当温度升高到一定数值,有机质开始大量转化为石油,这个温度界限称为门限温度。

影响有机质生烃的因素还有细菌活动、催化作用、放射性作用和压力的作用等等。

有机质向油气转化的阶段主要有:生物化学生气阶段:深度范围从沉积物顶面到数百米乃至一千多米处,温度介于10~60℃。

在该阶段早期,埋深较浅,温压较低,环境适于细菌存活,这些微生物将利用有机化合物合成生物甲烷;本阶段后期,温度接近60℃,开始生成少量低熟石油。

热催化生油气阶段:沉积物埋深超过1500~2500m,有机质经受的温度升至60~180℃,促使有机质转化的最活跃因素是粘土矿物的热催化作用。

干酪根中大量的化学键开始断裂,形成大量烃类分子,成为主要的生油时期。

热裂解生凝析气阶段:沉积物埋深超过3500~4000m,地温达到180~250℃,为有机质演化的高成熟阶段,此时残余干酪根继续断开杂原子官能团和侧链,生成H2O、CO2、N2和低分子量烃类。

同时地温升高,前期已经生成的液态烃类不再稳定,开始裂解,导致液态烃急剧减少,低分子正烷烃剧增。

深部高温生气阶段:当深度超过6000~7000m,沉积物已进入变生作用阶段,有机质演化的过成熟阶段,温度超过250℃。

干酪根的裂解反应继续进行,氢以甲烷的形式脱除,干酪根进一步缩聚,生烃潜力逐渐枯竭。

从形成天然气的基本物质着眼可将天然气分为有机成因和无机成因。

有机成因气主要强调成气的原始母质为有机质,来源于生物界。

油气成因理论和烃源岩

油气成因理论和烃源岩
3.世界上既没有化学成份完全相同旳两种石油,也没有成份完 全不同旳两种石油;所以,石油旳相同性是主要旳,这恰好阐 明它们旳成因可能大致相同,而它们在成份上旳差别性则可能 同原始生油物质和生成环境旳不尽相同以及油气生成后旳经历 变化有关。 4.油气元素构成与有机物质相近; 5.油层温度极少超出100摄氏度;有些深部油层温度可达141℃。
补充3.石油及大多数天然气旳碳同位素构成与生物物质旳碳 同位素构成接近;
补充4.灰岩晶洞和介壳及封闭旳砂岩透镜体中油气只能源于 沉积有机质;
主张沉积物所含原始有机质在成岩过程中,逐渐转 化主为张石沉油积和物天埋然深气到,较并大运深移 度到,邻到近了旳成储岩集作层用中晚去期。或
油气有机成因 早期生油说 后生作用早期,沉积物中旳不溶有机质到达成熟, 热降解生成大量液态石油和天然气。 晚期生油说
主要根据:
1.试验室中,从无机物中合成得到了烃类; 2.天体光谱分析:有碳、氢和烃类;
3.火山喷出气体、岩浆岩旳包裹体中含烃; 4.陨石中鉴定出烃类; 5.石油旳旋光性,可由非旋光物质合成,卟 啉也可无机合成(近期有人以为)。
作为石油起源假说,主要有下列几种:
①碳化说(门捷列夫,1876),以为在地球内部水与金属 碳化物相互作用,能够产生碳氢化合物;
目前,尤其是我国,基本是以有机成因晚期成油学 说观点进行石油地质学研究和勘探开发旳。既有人提 出,成油旳过程是屡次旳,即早期也有,晚期也有, 宜将两种观点统一起来。
一、油气无机成因说
石油工业发展早期,从纯化学角度出 发,以为石油是无机成因旳。 大致可归为两类:
地深成因说,以为烃类形成于地球深处; 宇宙成因说,以为烃类早在地球形成旳宇 宙阶段即已形成。
四、油气有机成因早期成油说
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

石油天然气成因理论概论
资信研10-8班地质工程钟娟娟 Z1001011
作为国家的战略性资源,油气对国民经济的发展发挥着至关重要的作用。

其中,石油向来被誉为“工业的血液”,其重要性不言自明。

现代经济社会的发展在很大程度上依赖于油气资源的勘探与获取。

而油气成因问题的研究则是为了更好地确定勘探方向,更有效地探寻支撑经济社会发展的油气能源。

从物态上看,石油与天然气是流体,在地下一定条件下,它不断流动,现在所找到的油气藏并非其生成地方,而是经过一定距离运移而聚集起来的;从化学组成上看,石油与天然气的组份很复杂,并非单一物质,且在地下运移过程中或其它条件的改变,其成份也在发生变化,其现今的组成并不代表其原貌.;从认知层面来看,油气成因研究涉及众多学科门类,具有很强的复杂性、综合性,需要专业化、综合化、广泛化的知识体系作为基底进行研究;由于分离及鉴定手段的限制,目前对石油组份的了解尚不充分,缺乏对石油及其成油母质过渡形式的明确认知。

如上众多因素导致石油成因这一复杂问题的争论从未真正停止过。

各家众说纷纭,各有特色。

在众多对油气的认识中,基本可分为有机成油说和无机成因说两大学派。

其中,有机成因学派认为,生物体是油气生成的最初来源,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。

而无机成因学派则认为石油是在地壳深处、在地下高温高压条件下由无机物通过化学反应形成的。

现今,有机成因说占据主导地位,是指导当前油气勘探的主要理论依据.
油气有机成因说又具体分为早期成油说和晚期成油说两大类。

其中,早期成油说认为,石油烃类是地壳浅处,沉积物成岩作用早期,由沉积岩中的分散有机质在生物化学作用下生成的。

晚期成油说认为,石油是有机物质被埋藏后,在一定深度、一定温度,在热力作用和催化剂作用下,由有机物质转化而来的。

早期成因说主张沉积有机质在成岩过程中,逐步转化为石油和天然气,并运移到临近的储层中去;晚期成因说认为沉积物埋藏到一定深度后,到了成岩作用晚期或后生作用初期,沉积岩中的不溶有机质才开始发生热降解,生成大量的液态石油和天然气。

有机成因说认为,油气生成需要满足两个基本条件:有利于油气生成的
丰富的有机质和向油气转化的相应。

油气有机成因学说认为,生物有机质的存在及数量多少,是油气生成的内在物质基础。

成油气的沉积有机质主要有四大类:脂类化合物,蛋白质,碳水化合物及木质素和丹宁。

在此基础上还需定的地质条件和物化条件。

其中,从大地构造方面来看,持续下沉的沉积盆地利于生物生长及沉积物沉积,从而为油气生成聚集提供有利场所。

从岩相古地理条件来看,海相之浅海及三角洲区、陆相之深水半深水湖泊是油气生成的最佳场所。

另外,油气的生成还需具备一定的外部条件,一定的温度、压力、细菌、催化剂、放射性是促成有机质向油气转化的有利条件。

其中,在有机质向油气转化的过程中,温度是最有效、最持久的作用因素。

温度的不足可以用延长反应时间来弥补,温度与时间可以互相补偿:高温短时作用与低温长时作用可能产生近乎相同的效果。

另外,压力、细菌、催化剂以及放射性对油气的生成亦发挥着不可或缺的作用。

在有机质和外在形成环境兼具的条件下,有机质呈阶段性向油气转化。

包括如下四个阶段:
(一)生物化学生气阶段
(二)热催化生油气阶段
(三)热裂解生油气阶段
(四)深部高温生气阶段
有机成因说的主要依据如下:
(1)90%以上的石油产于沉积岩中,而大片岩浆岩、变质岩区无石油产出。

(2)从前寒武到第四纪的各时代沉积岩中,都找到了石油,但在个时代地层中分布不均匀,且于各时代沉积岩中有机质的总量呈正比,油气在地壳中的出现和富集程度与地史上生物的发育兴衰息息相关。

(3)在近代海湖相沉积中发现了有机质向石油、天然气转化的过程。

(4)各地、各时代,石油既有相似性又有区别。

虽然世界上的石油没有成份完全相同的,但所有石油的元素组成和化合物组成是相近的或相似的,说明它们的成因可能大致相同
(5)石油中含的卟啉化合物,异戊间二烯型化合物,甾醇类化合物被有机地球
化学家称为生物标志化合物,它们的碳骨架仅为生物体所有。

(6)石油普遍具有旋光性,这主要与含有化学结构不对称的生物标志化合物有关。

(7)石油烃类中,有一些组分的结构与生物某些组分的结构具有相似性。

油气的元素组分包括微量元素组成都与有机质和有机矿床相近。

(8)石油主要分布于低温小于150C的中浅层,说明其是在相对低温的条件下形成的。

(9)模拟实验表明,从有机质中可得到油气中的烃类产物。

(10)现代化的检测分析技术可以从现代和古代沉积物中鉴定出各种油气中的烃类。

无可否认,油气有机成因说在当前占据优势地位并日臻完善,在油气勘探实践中也发挥了重要作用,但并不能因此就完全否定油气无机成因理论的科学价值。

近年来,一些无机成因天然气的发现,为无机烃理论提供了重要依据,在石油天然气的勘探开发中也偶见与传统石油有机成因理论相悖的现象,一些难以用传统的油气有机成因理论圆满解释的现象。

油气无机成因说的存在也并非毫无道理可言。

与有机成因说不同,无机成因说认为,石油是在地壳深处、在地下高温高压条件下由无机物通过化学反应形成的,认为石油来源于地幔,是地幔沿着地壳裂隙上涌过程中的衍生物,任何物体都是在特定的内力和外力作用下,处于力的动态平衡而显现的一种物质形态。

该学说认为油气的物质基础是无机物而非有机物,这是与有机成因说的根本分歧所在。

无机成因说亦提出油气生成还需要一定的外部条件,石油是在地幔发生热膨胀,在特定地质环境中形成的。

指出其外部影响因素包括一定的裂隙压强、适宜的温度以及相当程度的碳氢化合物气体浓度。

无机成因说认为油气生成过程如下:超高压和高温的条件下,地幔的原子、原子核等层次上的物质在地壳裂开以后,地幔的超高压状态被打破,原来的稳定结构被破坏,使之发生热膨胀,不断地释放内能而蜕变为岩浆。

沿着裂缝上涌的岩浆由于发生热膨胀而不断耗散内能,在特定的压强和温度下,重新达到内力和外力平衡,进而演化出100多种元素。

石油就是地幔发生热膨胀时,在特定的环
境中形成的一种新物质形态。

油气无机成因理论并非毫无根据可言,支撑该理论的依据包括如下几个方面:
(1)实验表明,可由无机物合成烃。

(2)火山喷出的气体和熔岩流中含有烃类。

(3)许多天体上存有烃类(甚至植烷、姥鲛烷、卟啉、旋光性)。

(4)石油的旋光性可由非眩光物质合成。

石油中的卟啉也可无机合成,况且,这些成分还可以是石油运移过程中从外界攫取的。

(5)生命起源于烃类。

已知甲烷和氨可以合成氨基酸,后者经热缩合又可成为蛋白质---生命的基础物质。

也就是说,远在生命出现之前,石油就已经存在了。

(6)石油的分布常受断达上地幔的深断裂控制,深断裂正是烃类向上运移最好的途径。

(7)有机说难以解释储量巨大的石油聚集。

(8)有机生油研究中使用溶剂抽提出来的烃类是干酪根的破坏产物,在抽提前本不存在。

毋庸置疑,无机成因说提出的证据令人耳目一新,但就目前情况而言,该学说尚不成熟,且远离油气地质实际,目前还未能有效指导油气勘探实践。

此外,学说本身也存在若干难以解释之处。

对于无机成因说,不能因为其尚不成熟就对其全盘否定;对于有机成因说,亦不能因为其当前占据主导地位就对其盲目推崇。

真理具有相对性并受具体的时空条件限制。

当前被认定是真理的一些理论、观点,只是人们在一定阶段内所获取的正确认知,并不等同与绝对真理。

我们不应迷信于某一种或某几种理论而停滞继续探索与进步。

正确认识油气成因问题具有重大的实践指导意义,对油气的勘探工作、全球能源问题的解决都有着不可替代的影响作用。

这便要求我们坚持对油气成因问题的不断探索与研究,在肯定前人理论成果的同时,我们应该保持一种发展的观点,运用新技术、保持新观念、在新的实践中提炼新总结新的理论。

无论是有机成因说还是无机成因说,都存在些许不完善之处,这要求我们进行不断的探索与研究,对旧的理论进行不断修整与完善。

相关文档
最新文档