油气成因研究综述
第2章 油气成因
第二节
生成油气的原始物质
一、生物有机质及其化学组成
二、沉积物（岩）中的沉积有机质
三、干酪根的组成、分类及演化
四、沥青的组成与演化
一、生物有机质及其化学组成
碳水化合物(Carbohydrate) 生 物 有 机 质
脂类(Lipids)
蛋白质(Protein)
木质素(Lignin)和丹宁(Tannin)
用而形成碳化铁。地表水沿地壳裂隙向下渗透，与碳化铁作 用产生碳氢化合物，沿着裂隙上升冷凝形成石油。 3FemCn+4mH2O→mFe3O4+C3nH8m ——无法证实地球的深部存在金属碳化物
高温生成说—切卡留克（1971）
矿物混合物 （方解石、石英、六水泻盐等） 6000～7000MPa高压 1800oK高温 甲烷、乙烷、丙烷、 丁烷、戊烷、己烷及 少许庚烷
这是从煤岩学（ Coal-Petrology ）引进的一种在显微镜下直
接测干酪根组成的方法。将干酪根粉末洒在涂有甘油的载玻璃上，
在显微镜下观察。 直接认识干酪根的原始生物组成，细菌和埋藏后改造情况。
直接对干酪根进行分类和生油气性判断。
以透射光为基础的干酪根显微组分分类
显微组分 亚组分 原始有机质 生油 潜力 ↓ 生 油 潜 力 降 低 ↓ 反射 率 ↓ 反 射 率 增 高 ↓
2.沉积有机质的分布特点
总量很大，多数呈分散状态存在；
常与细粒成分共生；
分布很不均衡，其中近95%集中在泥页岩和碳酸盐岩中；
地层越老，保存的沉积有机质越少。
3.沉积有机质数量的影响因素
•富集沉积有机质的环境条件： ①生物物质的产量 ---------生物产率高
②原始有机质保存条件 ---------低能静水还原环境
油气田环境保护与治理技术研究
油气田环境保护与治理技术研究伴随着全球化和工业化的迅速发展，油气资源的开采和利用也逐渐成为国家和地区经济发展的重心。
然而，开采和利用油气资源也给人类和环境带来了巨大的挑战。
油气开采中所产生的环境问题，例如油气泄漏、大气污染、水质污染等问题，不仅严重影响了当地的生态环境和人民的生命健康，而且也阻碍了油气资源的实际利用。
因此，油气田环境保护与治理技术的研究和实践，变得日益重要和紧迫。
一、油气田环境问题的成因油气田环境问题的成因非常复杂，主要涉及以下几个方面：1. 油气开采对环境的破坏油气开采过程中，需要进行井下注水、压裂等工艺，这些工艺会直接或间接对地下水、土地和空气等环境造成影响。
其中，注水过量容易引起地下水位升高、地表塌陷和水土流失等问题，而压裂过程中则可能引起地震灾害和土层破裂等危害。
2. 油气泄漏对环境的影响油气泄漏是油气开采中最常见的环境问题之一。
油气泄漏的原因可以是设备损坏、人为操作失误或天然灾害等多种因素。
油气泄漏会污染地表和地下水，破坏周边的动植物生态系统，同时也对当地民众的生命健康造成危害。
3. 废弃物处理不当导致污染油气开采工程过程中会产生大量的废弃物，包括井底沉积物、尾料水、生产二次污水等等。
这些废弃物如果处理不当，会对环境造成严重危害。
例如，井底沉积物和尾料水中可能含有多种有毒有害物质，如果不加以处理，可能直接排放到地下水和表面水体中，导致有毒物质的累积和污染。
二、油气田环境保护与治理的技术手段为了有效处理油气田环境问题，需要采用一系列的环境保护和治理技术手段。
这些技术手段可以分为以下几类：1. 油气泄漏应急预案与处置技术当发生油气泄漏时，需要采取针对性的应急预案和处理技术。
例如，对于较小的油气泄漏，可以采用人工熄火和物理拦截的方式进行处理；对于大面积的油气泄漏，可以通过引入其他的化合物来控制油气泄漏，或者通过地下覆盖层的方式隔离泄漏源。
2. 地下水、土地和大气治理技术针对油气开采对地下水、土地和大气的污染问题，需要采用一系列的治理技术，例如针对污染地下水的技术有压力抽水法、化学法、微生物处理法等；针对污染土地的技术有土壤重金属污染修复技术、植物修复技术等；针对大气的污染可以采用装置烟气脱硝的技术、低NOx燃烧技术、烟气脱硫技术等。
041第四章 油气成因和烃源岩(第一节 油气成因概述)
晚期成因说
应该看到，原始有机质从沉积、埋藏到转化为石油和天然气，是一个逐 渐演化的过程。在承认晚期成油起主要作用的同时，也不能一概否定早 期成油的影响，只不过在生油的量上可能多少不一，以晚期为主。
现在看来，液态石油的成因主要是晚期成因，而天然气的成因条件转化 较为宽松。
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气与油的成因差别
第五章 油气成因和烃源岩
第一节 油气成因概述 第二节 沉积有机质 第三节 沉积有机质的成烃演化 第四节 天然气成因 第五节 烃源岩 第六节 油气地球化学对比
一 油气无机成因说
第一节 油气成因
1904年又提出了火山说；
20世纪初又提出了岩浆说和高温生油说。
3. 油、气都属于流体矿产，但其流动、扩散性质以及成藏、保存条件都 有很大差别。
1. 天然气气源广阔，是多源的，相对而言，油源范围较窄，往往受到有 机物源的限制，是少源的。沉积层系中烃源岩类型在很大程度上决定 气和油的生成比重，几乎所有有机质岩类（腐植型、腐泥型、混合型 有机质），不同环境（海相、湖相、沼泽相）的有机岩类均有成气条 件。
2. 生气是多阶段的，而油则是在有机质达到中演化阶段生成的。
早期有机成因说
1. 实验发现，一些生物组分如类脂物、蛋白质和碳水化合物在一定条件 下都可生成烃类。
2. 在现代或近代的沉积物中，观察有有机质向烃类的转化。 3. 某些细菌是有机质加氢、去羧基转化为类石油物质的媒介，而这一过
程完成于沉积物埋藏不深的阶段。 难点： a.世界上发现的原生油气藏几乎偶在上新世以前； b.现代沉积物中的烃类性质与真正的石油不同。
19世纪中叶以来，提出了动物说、植物说以及动植物混成说。进入20世纪， 混成说得到了进一步的发展，认为富含分散有机质的淤泥就是生成石油的母 岩。到了50年代初，Smith提出了“石油是早期生成的烃类富集而成”。后来 有人又提出了只有当母岩埋藏达到一定的深度和温度时，有机质才大量的生 成液态的成熟烃。因此晚期生油说得到了更多人的拥护。
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。
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
有
烃用
吸附物
机
类硅
质
溶于有
机溶剂
的
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。
油气成藏过程研究文献综述
0 前言油气藏的形成过程研究及油气分布规律，是石油地质学理论的重点内容之一。
为了预测有利勘探区，提高选择勘探目标的精确性和效率，必须弄清油气分布规律，弄清油气分布规律必须分析油气成藏的全部过程和根本机理。
因此，自石油工业诞生以来，油气成藏机理研究一直是广大石油地质工作者极为关注的问题，也是长期以来困扰石油地质学界的一大难题。
油气成藏过程包括油气的生成、运移、聚集以及保存和破坏各个环节。
因此，分析油气成藏过程，总结油气成藏机理，建立油气成藏定量模式，对于推动石油地质理论的发展，有效解决当前油气勘探中的一些难题，提高油气藏定量评价和预测及石油工业的增储上产具有非常重要的意义。
1 油气成藏过程研究的历史发展阶段自石油工业产生以来，油气成藏机理一直是石油地质学家极为关注的问题，其研究大致经历了三个发展阶段。
1.1 第一阶段（19世纪末-20世纪50年代初）以沿背斜褶皱带分布油气藏的背斜说或重力说为代表，为油气成藏机理研究的初始阶段，主要研究成果有：（1）在1861年怀特提出的早期背斜学说基础上，通过大量的石油勘探实践和理论研究，建立了比较完善的油气藏形成的背斜学说。
在“背斜圈闭理论”基础上，人们又提出了“非背斜圈闭理论”，进行了早期的石油圈闭分类，分析了油气藏形成的具体地质条件（怀特，1861）。
（2）通过烃类运移和聚集的流体动力学研究，建立了浮力、水动力和毛细管力为成藏过程中油气运移和聚集的主要控制因素，提出了流体势的概念，并根据流体势分布断地下油、气和水的运动方向，解决油气运移和油气成藏问题（Hubbert，1953），将油气成藏过程作为动力学过程，从而使油气成藏研究建立在科学的基础上。
（3）随着国内外石油勘探的广泛开展，证实了陆相成油理论，促使地质学家从更广泛的角度考虑石油的生成和聚集，研究油气成藏机理。
1.2 第二阶段（50年代中期-70年代末）本阶段是在油气藏形成的基本条件和形成过程的分析的基础上，全面地研究了油气成藏机理，主要表现在：（1）有机地球化学在烃类生成、成熟和初次运移研究中发挥着重要的作用，确定了有机质类型、丰度、演化，对成烃和排烃进行了系统的评价（Tissot等，1978；Durand，1980）。
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。
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。
2.油气成因(煤层气10).
早期成油说：
二十世纪上半叶是早期成油说空前活跃的时期，这 一时期的有机学派大多持早期成油观点。
1）E.Orton(1888)在对当时关于石油生成、运移和聚集的 观点作评述时就表明其更倾向于石油早期形成，这可能是最 早出现的油气早期形成观点。
因此，应当将早期与晚期生油说两种观点统一起来， 把原始有机质生油、生气视为一个统一的发展过程。
有机成因难以解释的问题：
（1）一些地区存在约15亿年前形成的石油？按照传统 的石油地质与生物学理论，当时的生物量并不足以形成石油。 比如加拿大的阿塔巴斯河区和美国的克拉富特—普鲁斯油田的 所在地就没有富含生物的沉积岩层。
20世纪80年代以来： 未成熟-低成熟石油形成的理论：突破了干酪根热降解成烃学 说的局限。未成熟石油是指沉积岩中有机质的成烃演化达到 成烃门限之前所形成的石油。其烃源岩的镜质体反射率Ro主 要在0.3-0.5%,少量可达0.7%，一般也称未成熟-低成熟石油。 煤成烃理论（煤系生油理论）；长期以来，认为煤和煤系地 层可以成气藏，但不利于成油。然而，20世纪60年代以来， 中、新生代煤系地层有关的油气田的发现，表明煤成油值得 关注。
（2）许多大型油气田分布在地壳的大型线状断裂带上。如 美国在洛杉矶的逆掩断裂带上就发现了19个油田？
（3）世界上的大型、超大型油气田大多集中分布问题。比 如中东地区，这仅仅用“那里的海相地层可以更多地富集有机 质”的观点恐怕难以令人信服。
（4）为什么在大型油气田的分布区内往往地热值都较高， 且地层深部大多存在着一个地幔柱？
浅谈油气的成因
浅谈油气的成因【摘要】科学家们已经证实，油各种生物气体是一种古老的残留物质，在适当的腐泥温度和压力条件下，经过长时间的和复杂的变化过程形成的石油和天然气是受密切联系的有机流体矿物两个因素影响。
它们都是由碳氢化合物组成的，其化学成分主要是烷烃、环烷烃、芳香烃等。
【关键词】油气形成条件＜b＞ 1 石油＜/b＞石油存储在岩石孔隙、洞穴和裂缝之中。
那些岩石有孔、缝所以可以贮存流岩。
石油储层和流体在储层之中，专业人士用孔隙度和渗透率的两个主要因素来衡量质量的水库。
孔隙度值大，这表明石油存储空间大，可以容纳更多的石油。
高渗透率值，孔隙度和连通性之间的缝洞，油很容易从中流动，可以获得更高的产量。
＜b＞ 2 天然气＜/b＞石油天然气主要是烃类，但在国家的天然气从地下到地上，天然气条件比石油更加多样化。
对于生成阶段，要达到一定的深度可以生成大量的石油和天然气。
他们是从浅到深可以生成的。
物质来源、生成油主要以浮游动物和植物在水或腐泥型有机质为主，生成的气体也可以有一个更高的植物或腐殖型有机质，至于原因，有无机成因，这种多样性成气条件给我们一个更广泛的发现气田。
＜b＞ 3 油气成因＜/b＞石油和天然气的形成原因可以概括为无机和有机两种，但有机的来源广泛为人们所接受。
50年代和60年代初已研究出来的理论（干酪根源）也在研究未成熟石油的形成。
到目前为止，石油地质学家已经接受了干酪根热降解石油这个理论，液体油是一种沉积岩中在温度、压力、催化剂、微生物等等的作用下形成的有机质。
天然气是有机成因为主，部分是无机成因。
泥质岩和碳酸盐岩可以生成石油。
天然气通常是在地球的深处，从源岩产生的有机物，然后迁移到水库积累。
在烃源岩反应、地层温度和压力中扮演着重要的角色，但在过去强调温度和时间因素，对应力作用的研究较少。
＜b＞ 4 构造发展史＜/b＞石油和天然气通常包含在一个沉积盆地（盆地）。
沉积盆地是如何形成的？原来，我们的地球总是在活动，在一些地方增加成为一座山，一些地方在秋天成为了沉积盆地。
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。
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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油气成因研究综述
石油天然气的形成必须要有物质基础，还要遵循客观的演化规律，对于它的成因有机成因说和无机成因说的对峙已久，至今仍然存在争议，而两派争议的核心自然是对油气的起源物质和生成演化过程的认识不同。
简单的说，有机成因说认为油气是地下分散在沉积岩中的植物、动物有机质转化而成，无机成因说主张油气是在地下深部高温高压的环境下，由无机物转换而来，这两种争论从其产生延续至今。
标签：天然气；石油；有机成因说；无机成因说
1 油气有机成因说
有机成因说是18世纪中叶提出的，主要理论有“蒸馏说”、“动物说”、“植物说”、“动植物混合说”、“晚期成油说”等。
最主要的证据有：a.目前发现的油田大都分布在沉积岩中；b.前寒武纪到第四纪的每个时代岩层里都发现了石油；c.从油气剖面中看出含油气层位与富含有机质的层位有相互依存的关系；d.目前发现的石油中化学成分并不完全相同，也没有完全不同；e.石油组分中的元素和有机质中的元素相近；f.在模拟实验中可以从有机质中提取到在油气中含有的烃类物质；g.油层的温度大都低于100℃；h.石油大都有旋光性。
下面将以时间顺序介绍有机成因的各个学说。
1.1 高温蒸馏说
18世纪中叶苏联的罗蒙诺索夫提出高温蒸馏说，他是最早提出有机学说的学者，他认为石油是煤在地下受到高温蒸馏的产物。
1.2 动物说与植物说
在18世纪60年代，有机学派根据实验和观察，提出了一些新的方案，如以低等动物为主的动物说和以藻类为主的植物说，植物说认为可能成为生油气的藻类有绿藻、蓝藻、硅藻及甲藻。
从1888年起，Hoefer和Engler对多种动植物的脂肪酸进行了实验，进一步完善了该学说。
1.3 动植物混成学说
20世纪初，波东尼认为动植物都可以成为油气生成的基础材料，它们和矿物质点一起形成腐泥岩，腐泥岩经过天然蒸馏可产生石油。
进而在1932年古勃金各种生物化学组成部分均可参与生成油气，他们可以来自海洋的动植物残体和从陆地携带进海洋的生物分解产物，含有这些有机质的腐泥就是生油气的母岩，一开始时石油以纤维油滴的形式分散于粘土淤泥的母岩中，而后在压力的作用下运移聚集形成油气藏。
在这个过程中温度并不高，其间有厌氧菌的参加，压力也在不断增加。
这些都使得早期成油理论得到进一步发展。
1.4 晚期成油说
晚期成油说即干酪根热降解成油说，在20世纪初期，学者们认识到了原油成分与密度随着温度和沉积岩变质程度加深而不断变化；到了50年代，气相色谱图的发展，加快了地质体中的微量可溶有机质的研究，借机可以更加系统的研究沉积岩沉积物以及石油中的脂肪酸、烷烃的成因及分布特征。
经过了大量的研究，人们认识到石油的生成不仅是烃类的富集过程，更重要的是烃类的新生过程。
1969年Vassoevich提出石油生成的“主要阶段”和“主要相”的概念；1973年Pusey 通过对古地温的研究，发现石油在地下一定温度和深度范围内分布，由此提出了“液体窗”和“地温窗”的概念。
这些都为晚期成油说奠定了坚实的基础。
晚期成油说认为沉积物埋藏的一定深度之后，到了成岩作用的晚期，沉积岩中一些不溶有机质达到成熟，进而热解生成大量油气。
这种观点在油气成因研究中被广泛认可。
2 油气无机成因说
油气无机成因说是在19世纪后期至20世纪中叶提出来的，其中著名的理论包括宇宙说、碳化说、陨石说与岩浆说等，他们认为油气的生成是由宇宙天体中的碳氢化合物或者是地下深处岩浆中所含的碳和氢通过无机方式合成的。
2.1 碳化说
碳化说是在1876年由门捷列夫提出的，他观察到石油起源同煤相联系的提法与实际中观察的剖面有矛盾，在试验中他发现碳氢化合物可以通过无机合成來得到，因此他提出“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”。
油气生成的过程是重金属碳化物与水发生反应生成金属氧化物和石油蒸汽。
这种观点有一个很大的弱点：地下究竟有无重金属碳化物，还没有确凿的证据。
2.2 宇宙说
在19世纪末期由索科洛夫提出，他的理论依据是发现一些天体中含有碳氢化合物，在水星、天王星、土星及彗星的头部都有发现。
所以他认为碳氢化合物是宇宙固有的，在地球处于熔融状态时，碳氢化合物就包含在它的大气圈里，随着地球的冷凝，碳氢化合物也被冷却的岩浆吸收，随着这些碳氢化合物沿着裂隙向地表移动，聚集起来便形成了油气藏。
对于这种观点也有它解释不通的地方，地球早期的碳氢化合物分子量小，结构也相对简单，而现在开采出来的石油分子量很大，结构也很复杂。
2.3 岩浆说
岩浆说是前苏联库得梁采夫提出的，他在火山喷发岩中发现了沥青，在岩浆岩中也找到极少数的石油，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，正是由于高温高压的条件，使得很多不饱和的碳氢化合物被聚合成饱和的
碳氢化合物。
他的理论表明地球上先有了石油才有了生物，不是石油来自于有机物，而是有机物来自于石油。
2.4 高温成因说
这是由俄国切卡留克提出的，他根据金刚石合成的实验，发现石油形成于上地幔古登堡层内，在高温高压的条件下，铁的氧化物被还原成烃类。
2.5 蛇纹石化生油说
俄国科学家耶兰斯基认为，有些油田被发现于蛇纹岩或者是蛇纹化强烈的橄榄岩中，因此他认为油气可以通过橄榄石的蛇纹石化作用形成，这种蛇纹石化作用多发生在地壳深部的坳陷，所生成的油气沿着裂隙升入沉积岩中形成油藏。
在上述两种成因说中，目前有机成因说被多数人认可，而且占了绝大优势，但是在有机成因说中仍然有很多不能解释的矛盾，比如大量生物死亡后是如何才能聚在一起分解的；而无机成因说也有确凿的证据：在实验室中确实可以通过无机合成的方法生成石油中的碳氢化合物；在目前开发的油田中也可以找到无机成因的油气。
这些原因都不得不使人重新审视油气的成因，因此还诞生了油气成因的二元论。
参考文献
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