油气成因理论
生油理论的发展
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。
(一)无机成因说1、碳化说:1876年俄国化学家门捷列夫:石油是地下深处的金属碳化物与下渗的水相互作用所生成。
生成的石油蒸气在冲向地壳的过程中冷凝形成油气藏。
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。
其证据是:岩浆岩、变质岩中相继发现油气藏,二)有机成因说1、十八世纪中叶,罗蒙诺夫提出“石油是煤在地下高温蒸馏的产物——蒸馏说2、二十世纪初,发现石油中有卟啉化合物,石油有旋光性——有机说盛行“植物说”、“动物说”、混合说、脂肪说、碳水化合物说、蛋白质说3、“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,在压实过程中和水一起进入储层形成油气藏。
——早期有机成因说4、早期有机论(P.V.Smith,1952—1954):石油是有机质在沉积(埋藏成岩)早期生成的,是许多海相生物遗传下来的天然烃的混合物。
5、晚期成油说(P.H.Abelson,1963):石油是由沉积岩中占有机质70-90%的不溶部分(干酪根)经过一定的埋藏演化,在成岩作用晚期,经热解产生的。
——干酪根热解成油说6、液态窗(Pusey,1973):液态烃分布规律,主要分布66.5~148.9℃地温间,高于此温度大部分为凝析气田、气田、干气田;低于此温度则为生物成因气。
油气无机成因论概述
油气无机成因论概述中国石油大学(华东)谭丽娟2.1 油气无机成因论概述19世纪70年代以来两大成因学派:无机起源、有机起源根本分歧:对成烃母质的认识。
油气无机成因说:石油及天然气是由无机物转化而来的。
泛宇宙说和地球深部的无机合成说2.2.1 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,地球在形成时就包含有机物。
证据:陨石和行星中发现有机化合物;地球火山喷气和幔源岩浆岩中存在有机包裹体。
宇宙说、岩浆说、地幔脱气说1)宇宙说1889年,俄国В.Д.索柯洛夫•碳氢化合物是宇宙间固有的。
证据对太阳系中的木星、土星、天王星和海王星等行星的气圈以及彗星的尾部等天体光谱分析发现有甲烷;发现烃类化合物可由 Fischer-Tropsch 反应合成。
2)岩浆说 • 石油的形成与基性岩浆冷却时碳氢化合物的合成有关。
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。
石油地质学家 库德梁采夫 (前苏联,1949) 碳 氢 氧 氮 硫 高温高压 CH 、CH 2、CH 3 聚合反应加氢作用 各种碳氢化合物3)地幔脱气说——深源气T.Gold(1993)•地球深部存在大量在地球形成时就已有的甲烷及其它非烃气体。
在地球演化过程中,这些气体从地球深部被加热而通过深大断裂等通道或伴随火山活动释放出来并向上运移,部分保存在地壳和上地幔中,形成天然气藏;部分逸散到大气圈中。
证据:火山岩气藏;超深井钻探发现非生物成因气。
2.2.2 地球深部的无机合成说油气是在地球深处,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。
碳化物说、费-托地质合成说、高温生成说、橄榄石蛇纹石化生油说1)碳化物说1876年俄国化学家门捷列夫(Д.И.Менелеевд)•地下深处有重金属碳化物(碳化铁等)与水作用可产生烃类。
3Fe m C n+4mH2O→mFe3O4+C3n H8m 证据:当时大多数地表油气显示和油田都分布在山脊附近。
3第三章油气成因理论及生成模式1
CO+3H2CH4+H2O CO2+4H2CH4+2H2O 3)同其他天体一样,地球上形成的碳氢化合物后来为岩浆所吸收; 4)当岩浆进一步冷却和凝缩时,包含在其中的碳氢化合物就沿断裂 或裂隙分离出来。
4
油气田开发基础
第三章 油气成因理论及油气生成模式
§1、油气成因理论 §2、油气生成的物质基础 §3、油气生成的外在条件 §4、油气生成模式
5
油气田开发基础
6
油气田开发基础
§1 油气成因理论
石油和天然气的成因问题,是石油地质学界的主要研究对象之一,也 是自然科学领域中争论最激烈的一个重大研究课题。多年来,这一问题 一直吸引着国内外地质学家、生物化学家和地球化学家。
18
油气田开发基础
§2 油气生成的物质基础
1)脂类
动物和低等植物脂类含量高,是生成液态烃的主 要成分。如动植物的脂肪_动物的皮下组织_植物的孢 子、种子及果实-细菌和藻类-高等植物的角质、孢粉 等都含有丰富的脂类。
2)蛋白质
在生物细胞中,除水外,80%以上的物质为蛋白 质,约占动物干重的50%。
19
9
油气田开发基础
§1 油气成因理论
2、宇宙说:由俄国学者В.Д.索可洛夫于1889年10月3日
在莫斯科自然科学研究者协会年会上首次提出。 宇宙说主张:在地球呈熔融状态时,碳氢化合物就包含在它
的气圈中;随地球冷凝,碳氢化合物被冷凝岩浆吸收,最后凝结 于地壳中而成石油。宇宙说的基本论点为:
1)在天体中碳和氢的储量很大,因此同样可以假设这些元素在地球 上也很丰富;
油气成因和烃源岩课件
CONTENTS
• 油气成因 • 烃源岩 • 油气勘探 • 油气开发 • 油气储运
01
油气成因
油气形成的过程
有机物质形成阶段
在沉积环境中,有机物质(如 动植物遗体)通过沉积和埋藏
过程逐渐形成。
生物降解和热解阶段
随着埋深的增加,有机物质在 缺氧的环境下经过生物降解和 热解作用转化为油、气和干酪 根等。
05
油气储运
油气的储存方式
地下储存
利用地下岩层孔隙和洞穴 储存油气,优点是安全性 高、容量大,缺点是开采 成本高。
地面储存
利用储罐、储气库等地面 设施储存油气,优点是便 于管理和监控,缺点是容 量相对较小。
海上储存
利用海上平台或浮式储油 装置储存油气,优点是容 量大、灵活性高,缺点是 技术难度大、风险较高。
腐殖型等)和丰度对油气的生成
具有决定性作用。
温度和压力
温度和压力是影响有机质热解和 油气形成的动力学因素。 03
时间
04 油气形成需要足够的时间,使有 机质经过充分的转化和油气生成 。
油气形成的机理
生物降解作用
在缺氧环境下,微生物通过降解有机 质释放出甲烷等气体。
热解作用
随着温度升高,有机质中不稳定的组 分热解形成轻质油和气体。
0 开发与生产 4在证实油气藏存在后,进行开
发方案设计和生产工作。
油气勘探的实践
案例分析
介绍国内外成功的油气勘探案例,分析其 成功的原因和技术手段。
实践操作
通过模拟实验和实地考察,让学生亲自动 手进行油气勘探实践操作。
经验总结
总结油气勘探实践中的经验教训,提高学 生对油气勘探的认识和理解。
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
§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。
第二章.石油成因理论
第一节 油气成因理论
中间产物 干酪根 沥青
沉积物中的有机质在成岩作用的过程中,逐渐地转化成 沉积物中的有机质在成岩作用的过程中, 为可溶有机溶剂中的沥青与不溶于有机溶剂中的干酪根 沥青与不溶于有机溶剂中的干酪根两大 为可溶有机溶剂中的沥青与不溶于有机溶剂中的干酪根两大 部分。 部分。 20世纪60年代后期,一些前苏联学者倾向于把沥青视为生 世纪60年代后期, 世纪60年代后期 成石油的直接源泉。 成石油的直接源泉。 20世纪70年代西欧的一些学者认为干酪根为生油的母质, 世纪70年代西欧的一些学者认为干酪根为生油的母质, 世纪70年代西欧的一些学者认为干酪根为生油的母质 而沥青为干酪根热解过程的中间产物。 而沥青为干酪根热解过程的中间产物。
第一节 油气成因理论
成油时间 早期 晚期
在石油有机形成理论建立之后, 在石油有机形成理论建立之后,争论的焦点转为石油是成 岩早 还是成岩晚期生成的。 晚期生成的 期还是成岩晚期生成的。 20世纪50年代 早期成油主张相当活跃,当时, 20世纪50年代,早期成油主张相当活跃,当时,斯密特在现代沉积 世纪50年代, 物中发现了烃类,包括液态烃, 物中发现了烃类,包括液态烃,得出了石油是在沉积的早期形成的 理论,突破了30~40年代特拉斯克关于现代沉积物不存在烃类的著 理论, 突破了30~ 40年代特拉斯克关于现代沉积物不存在烃类的著 30 名研究,这是一个飞跃的突破。为此,斯密特曾获得了诺贝尔奖。 名研究,这是一个飞跃的突破。为此,斯密特曾获得了诺贝尔奖。 因为早期生成的烃与晚期生成的烃无论在数量上或是在质量上均 有较大的差别。最近的一、二十年来,菲利比.蒂索、 有较大的差别。最近的一、二十年来,菲利比.蒂索、阿尔伯莱切特 等对生油剖面的详细研究表明,当母岩埋深到一定的温度和深度时, 等对生油剖面的详细研究表明,当母岩埋深到一定的温度和深度时, 有机质才能产生成熟的石油烃。同时也承认,在成岩作用的晚期是 有机质才能产生成熟的石油烃。同时也承认, 石油的主要生成期,但不排除早期转换所做的准备。 石油的主要生成期,但不排除早期转换所做的准备。
石油天然气形成
●
海陆过渡相区:
三角洲:
陆源有机质源源搬运而来,原地的海相生物, 致使沉积物中的有机质含量特别高; 沉积速率较高,有机质被快速埋藏; 三角洲区域是极为有利的生油区域。
海湾及泻湖:
有半岛、群岛、沙堤或生物礁与大海相隔, 该半闭塞无底流的环境对有机质保存有利。
3、古气候条件 古气候条件也直接影响生物的发育;
故认为:在深约150km, 温度超过1500K、压力5000MPa下, 由于FeO及Fe3O4的参与,H2O与CO2还原而成烃类。
(二)、油气有机成因说
认为:石油由地质时期中的生物有机质形成; 在油气有机生成学说中,存在两种观点:
●
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,由沉积岩中分散有机质在生物化学作用下生成。
沉积有机质的来源
沉积有机质--从生物物质的发源地来说
⑴ 来源于盆地 本身的所谓原地 有机质,是普遍 存在的部分,也 是最基础的部分 ⑵ 来自被 河流等从周 围陆地携来 的异地有机 质 ⑶ 再沉积的 有机质,来自 经受侵蚀的古 老沉积层中的 化石有机质, 数量少。
1、生物体的基本组成 ⑴ 类脂化合物(脂类):其化学组成与石油的化学组成
有机溶剂的分散有机质(享特,1979)。
2、干酪根的形成--分为两步
生物有机体--结构规 则的大分子聚合物(类
脂化合物、蛋白质等)
⑴ 有机质转化 为地质聚合物
结构不规则的简 单大分子所构成 的地质聚合物
干酪根的前身
生物化学及化学作用
⑵ 地质聚合物 转化成干酪根
沉积成岩作用过程中 埋藏到数十或数百米 缩合与聚合作用
2、生物体的元素组成
有机质基本成分和石油的元素组成对比表
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。
现代油气成因理论
下沉的区域,是地壳上油气资源分布的主要沉积盆地类型。
在沉积盆地中,能否造就还原环境以及还原环境持续时间的长短 等,取决于沉降速度(Vs)与沉积速度(Vd)之间的关系:
若Vs远远超过Vd水体急剧变深,生物死亡后,在下沉过程中易遭巨厚
水体所含氧气的氧化破坏;
若 Vs 显著低于Vd水体迅速变浅,甚至上升为陆,沉积物暴露地表,
沉积物和沉积岩中有机质的转化
(据D.W.Waples,1985修改)
2、干酪根的类型和演化 干酪根是沉积有机质的主体,干酪根的类型基本上代表了沉积有 机质的类型。干酪根类型划分一般有两种方案:化学方法分类、光学
方法分类。其中,化学方法较常用。
煤岩学家分类 孢粉学家分类 I 型干酪根 化学分类: Ⅱ型干酪根 Ⅲ型干酪根
H/C原子比
0.5
Ⅲ型演化轨迹
埋深增加
Ⅰ型 Ⅱ型 Ⅲ型
0.1 O/C原子比 0.2 0.3 0.4
图2-8 不同来源干酪根的元素分析图解
Ⅰ型: ○ 美国尤英塔盆地绿河页岩; Ⅱ型: ▲法国巴黎盆地下托尔页岩; ■德国里阿斯期波西多尼希费组; Ⅲ型: *喀麦隆杜阿拉盆地洛格巴巴页岩;+腐殖煤
I 型干酪根: ★ 原始氢含量高和氧含量低,H/C原子比介于1.25~1.75,O/C原子 比介于0.026~0.12。 ★ 以含类脂化合物为主,直链烷烃很多,多环芳香烃及含氧官能 团很少。 ★ 来自藻类堆积物,也可能是各种有机质被细菌强烈改造,留下 原始物质的类脂化合物馏分和细菌的类脂化合物。 ★ 生油潜能大,相当于浅层未成熟样品重量的80%。
间似乎可以互为补偿:高温短时作用与低温长时作用可能产生近乎同
样的效果。 值得注意的是:若沉积物埋藏太浅,地温太低,有机质热解生成烃所 需反应时间过长,实际上难以生成工业数量的石油。
石油天然气
1. 油气成因两大学派的根本分歧,两大学派的代表性观点,油气有机成因早期说和晚期说的根本分歧? 答:(1)根据在生油气原始物质问题上观点的差异,分为无机成因说: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。
(2)无机成因说:泛宇宙说,地球深部的无机合成说。
有机成因说:早期有机成因论,晚期有机合成论。
(3)早期说(浅成说):油气是沉积物中的分散有机质在地壳浅部,沉积物成岩早期,在细菌生物化学作用下生成的。
晚期说(深成说):油气是有机质被埋藏到一定程度,达到一定温度,在热力和催化剂作用下转化成的。
2. 生物有机质的类型及其成烃潜力,干罗根类型划分及各类型相关特征?答:(1)生物有机质类型-生物体的有机组分(2)I型干酪根:一般为细纹层状或无定形粉末状,颜色为发暗的深色,具有较高的生油潜力。
热解产物主要是直链和支链烷烃。
Ⅱ型干酪根:具有较高的H/C 原子比和较低的O/C 原子比,生油潜能中等,热解时比I型干酪根产生的烃类要少。
Ⅲ型干酪根:具有较低的原始H/C 原子比(<1.0),而O/C 原子比高(0.2-0.3)热解产物很少,生油能力差,但在高成熟阶段也可形成可观的甲烷气体。
3. 有利于油气生成的大地构造条件,岩相古地理古气候环境,理化环境?答:(1)有利于有机质堆积、保存、转化的地质环境必须要有: ① 期稳定下沉大地构造背景(V 沉积≈V 沉降) ; 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 ⑤适当的受热和埋藏史。
(2)(3)促使有机质转化为油气的理化条件(物理、化学、生物化学条件)主要有: 细菌、催化剂、温度和时间 放射性、压力 4. 有机质向油气转化的过程,各阶段的主要特征?0.51.50.51384.5石油芳香族化合物,抗腐能力强,来自高等植物。
油气成因理论和烃源岩
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
石油和天然气是怎样形成的
石油和天然气是怎样形成的?对油气形成原因,学术界有三种不同观点:油气无机成因说、油气有机成因说和油气成因多元论。
不同的观点在不同的时期占有不同的地位和起了不同的作用。
一、油气是由无机物变来的--油气无机成因说无机物就是与生命活动无关的东西。
无机成因说出现于18世纪后期至20世纪中叶,这一类假说认为石油的生成是由宇宙天体中简单的碳氢化合物或地下深处岩浆中所含的碳和氢以无机方式合成的。
地球形成初期,这些简单的碳氢化合物被岩浆或岩石吸收,然后转入地壳深处,经高温高压和复杂的化学作用,逐渐使分散的、少量的碳氢化合物集合起来,当岩浆上升冷凝时,分离出石油,这些石油沿裂缝、断裂运移到地下各处形成油藏。
油气无机成因说可以大致被归纳为两类:一是地球深处无机合成说。
这类成因说认为油气是在地球深处,在高温、高压和催化剂的作用下,由水、二氧化碳、氢等简单无机物反应形成的。
该学说由俄国科学家门捷列夫1876年提出。
他认为在地球内部水与重金属碳化物相互作用,可以产生碳氢化合物。
由于无法证实地球的深部存在金属碳化物,所以,这种学说没有得到人们的认同,但这是最早提出的有关油气形成的无机假说。
二是泛宇宙说。
该派学说认为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,地球也不例外,在其形成时就包含有有机物。
陨石和行星中普遍发现了有机化合物,地球火山喷发和幔源岩浆岩中存在有机包裹体等,是这一类成因说的主要证据。
该学说由俄国化学家索可洛夫于1889年首次提出。
他认为碳氢化合物在地球形成的早期阶段就已形成了,后来被岩浆所吸收,当岩浆进一步冷却和体积收缩时,包含在其中的碳氢化合物就沿裂缝分离出来,即人们见到的石油、天然气。
地球深处合成说和泛宇宙说的共同点是:石油、天然气都是由无机物形成的,从地球深处而来的。
所不同的在于,地球深处合成说认为,地幔深处并没有现成的有机烃,而是由无机物在一定温度和压力条件下,合成为有机烃的。
而泛宇宙论认为早在地球形成的宇宙年代中,有机烃已经形成,缩入在地幔深处。
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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。