油气田开发基础第三油气成因剖析
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授课内容
第一章 绪论 第二章 油气水成分及性质 第三章 油气成因理论及油气生成模式 第四章 生油层、储集层、盖层 第五章 油气运移、聚集和保存 第六章 油气成藏条件及油气藏类型 第七章 油气聚集单元及分布规律 第八章 油气田地质研究概述 第九章 油层对比 第十章 油气田地下构造研究 第十一章 沉积相研究 第十二章 储层非均质研究 第十三章 油层压力和温度 第十四章 储量计算
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油气田开发基础
§1 油气成因理论
有机成油理论依据：
1．环境：世界已发现的油气田99.9%都在沉积岩中，只 有极少数分布在岩浆岩和变质岩中，且这少数石油也被证明 是从沉积岩中运移而来的，而与沉积岩无关的地盾和巨大结 晶岩突起发育区，至今未找到油气聚集。
2．分布：石油在地层时代的分布上与煤、油页岩及有机 质的分布状况相吻合的，表明它们在成因上是有联系的。
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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
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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。
1、化学成分比较复杂：由于石油、天然气的化学成分比较复杂。 2、找到油气藏的地方往往不是油气生成的地方：是流体，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： （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？
他还指出：因为岩浆中形成石油的过程在不断进行着，古老的油 气通过扩散作用早已逸散消失，所以，所有的油藏，包括寒武系中的 油藏，都是年青的油藏。并且，依靠石油才在地球上产生了生物，石
油中含有生物所需要的一切化学元素，因此，石油不是来自有机物质， 相反，有机物质却是来源于石油。
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油气田开发基础
§1 油气成因理论
温度<1000℃时，甲烷可按下列方式生成：
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。
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油气田开发基础
§1 油气成因理论
3、岩浆说：1949年10月3日，前苏联学者H.A.库得梁采夫在发
4、石油高温生成说：切卡留克1971年根据合成金
刚石的实验，用装满矿物混合物（方解石、石英、六水泻 盐等）代替石墨反应器，在高压6000~7000MPa和高温1800K 下，几分钟后由反应器中分离出易挥发组分，包括甲烷、 乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷及少许庚烷。
从而认为在深约150公里的上地幔古顿堡层内，在温 度超过1500K、压力5000MPa下，由于有FeO及Fe3O4的 参与，H2O与CO2还原而成烃类。在强烈褶皱作用时，深 部石油进入地壳沉积岩，并由低分子烃转化为高分子烃及 环状烃。
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油气田开发基础
§1 油气成因理论
一、石油无机成因说
其基本观点：石油是由自然界中的无机物化合而 成的，与有机物质无关。石油是在高温、高压条件下 形成的，为非生物成因产物。
“ 碳化说” （门捷列夫，1876） 宇宙成因说（索科洛夫，1889） 岩浆说（库德梁采夫，1950s） 高温生油说（切卡留克，1971）
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油气田开发基础
§1 油气成因理论
源自文库
1、碳化物说：由俄国著名化学家Д．И．门捷列夫于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：
3FemCn+4mH2O→mFe3O4+C3nH8m
地球形成时期温度很高，碳和铁为液态，互相作用而形成碳化铁。由 于它们比重较大，保存在地球深处。后来，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，后者又沿着裂隙上升到地壳的冷却部分。
有些碳氢化合物浸透了岩石，形成油页岩、藻煤及其他含沥青岩石； 有些碳氢化合物在地表附近受到氧化，形成地表沥青等产物； 如果碳氢化合物上升到地壳比较冷却的部分，冷凝下来形成石油，并 在孔隙性岩层中聚集便可形成油藏。
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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
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油气田开发基础
§1 油气成因理论
主要证据：
(1)在实验室，用无机C、H元素合成了烃类； (2)在岩浆岩内曾发现过石油、沥青； (3)在宇宙其它星球大气层中也发现有碳氢化合物存在； (4)在陨石中发现有碳氢化合物及氨基酸等多达100多种； (5)认为用有机观点对世界上有些大的沥青矿(如加拿大的阿萨巴斯 卡沥青矿，储量达856亿吨以上)不能作出令人满意的解释。
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油气田开发基础
§1 油气成因理论
二、石油有机成因假说
石油、天然气由地质时期生物遗体在适宜条件下生成。 1、早期生成说 石油烃类是由沉积岩中的分散有机质在地质浅处，成 岩作用的早期在生物化学作用下生成的。 2、晚期生成说 石油是有机物质被埋藏后，在一定深度、温度、热力 和催化剂作用下，由有机物质转化而来。
表宇宙说六十周年纪念日的同一讲坛上，提出了石油起源岩浆说。
库得梁采夫首先提到在许多天体上存在碳氢化合物、泥火山重复 喷发、在所谓生油岩之下的岩浆岩和变质岩中形成和存在油气 藏、……等都是无机生成说的论据。他认为石油的生成是同基性岩浆 冷却时碳氢化合物的合成有关。这个过程是在高压条件下完成的，因 而可以促使不饱和碳氢化合物聚合而成饱和碳氢化合物。
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；
2）由碳、氢合成碳氢化合物是出现在天体发展的早期阶段，例如在
授课内容
第一章 绪论 第二章 油气水成分及性质 第三章 油气成因理论及油气生成模式 第四章 生油层、储集层、盖层 第五章 油气运移、聚集和保存 第六章 油气成藏条件及油气藏类型 第七章 油气聚集单元及分布规律 第八章 油气田地质研究概述 第九章 油层对比 第十章 油气田地下构造研究 第十一章 沉积相研究 第十二章 储层非均质研究 第十三章 油层压力和温度 第十四章 储量计算
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§1 油气成因理论
有机成油理论依据：
1．环境：世界已发现的油气田99.9%都在沉积岩中，只 有极少数分布在岩浆岩和变质岩中，且这少数石油也被证明 是从沉积岩中运移而来的，而与沉积岩无关的地盾和巨大结 晶岩突起发育区，至今未找到油气聚集。
2．分布：石油在地层时代的分布上与煤、油页岩及有机 质的分布状况相吻合的，表明它们在成因上是有联系的。
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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
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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。
1、化学成分比较复杂：由于石油、天然气的化学成分比较复杂。 2、找到油气藏的地方往往不是油气生成的地方：是流体，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： （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？
他还指出：因为岩浆中形成石油的过程在不断进行着，古老的油 气通过扩散作用早已逸散消失，所以，所有的油藏，包括寒武系中的 油藏，都是年青的油藏。并且，依靠石油才在地球上产生了生物，石
油中含有生物所需要的一切化学元素，因此，石油不是来自有机物质， 相反，有机物质却是来源于石油。
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油气田开发基础
§1 油气成因理论
温度<1000℃时，甲烷可按下列方式生成：
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。
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油气田开发基础
§1 油气成因理论
3、岩浆说：1949年10月3日，前苏联学者H.A.库得梁采夫在发
4、石油高温生成说：切卡留克1971年根据合成金
刚石的实验，用装满矿物混合物（方解石、石英、六水泻 盐等）代替石墨反应器，在高压6000~7000MPa和高温1800K 下，几分钟后由反应器中分离出易挥发组分，包括甲烷、 乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷及少许庚烷。
从而认为在深约150公里的上地幔古顿堡层内，在温 度超过1500K、压力5000MPa下，由于有FeO及Fe3O4的 参与，H2O与CO2还原而成烃类。在强烈褶皱作用时，深 部石油进入地壳沉积岩，并由低分子烃转化为高分子烃及 环状烃。
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油气田开发基础
§1 油气成因理论
一、石油无机成因说
其基本观点：石油是由自然界中的无机物化合而 成的，与有机物质无关。石油是在高温、高压条件下 形成的，为非生物成因产物。
“ 碳化说” （门捷列夫，1876） 宇宙成因说（索科洛夫，1889） 岩浆说（库德梁采夫，1950s） 高温生油说（切卡留克，1971）
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油气田开发基础
§1 油气成因理论
源自文库
1、碳化物说：由俄国著名化学家Д．И．门捷列夫于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：
3FemCn+4mH2O→mFe3O4+C3nH8m
地球形成时期温度很高，碳和铁为液态，互相作用而形成碳化铁。由 于它们比重较大，保存在地球深处。后来，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，后者又沿着裂隙上升到地壳的冷却部分。
有些碳氢化合物浸透了岩石，形成油页岩、藻煤及其他含沥青岩石； 有些碳氢化合物在地表附近受到氧化，形成地表沥青等产物； 如果碳氢化合物上升到地壳比较冷却的部分，冷凝下来形成石油，并 在孔隙性岩层中聚集便可形成油藏。
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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
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油气田开发基础
§1 油气成因理论
主要证据：
(1)在实验室，用无机C、H元素合成了烃类； (2)在岩浆岩内曾发现过石油、沥青； (3)在宇宙其它星球大气层中也发现有碳氢化合物存在； (4)在陨石中发现有碳氢化合物及氨基酸等多达100多种； (5)认为用有机观点对世界上有些大的沥青矿(如加拿大的阿萨巴斯 卡沥青矿，储量达856亿吨以上)不能作出令人满意的解释。
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油气田开发基础
§1 油气成因理论
二、石油有机成因假说
石油、天然气由地质时期生物遗体在适宜条件下生成。 1、早期生成说 石油烃类是由沉积岩中的分散有机质在地质浅处，成 岩作用的早期在生物化学作用下生成的。 2、晚期生成说 石油是有机物质被埋藏后，在一定深度、温度、热力 和催化剂作用下，由有机物质转化而来。
表宇宙说六十周年纪念日的同一讲坛上，提出了石油起源岩浆说。
库得梁采夫首先提到在许多天体上存在碳氢化合物、泥火山重复 喷发、在所谓生油岩之下的岩浆岩和变质岩中形成和存在油气 藏、……等都是无机生成说的论据。他认为石油的生成是同基性岩浆 冷却时碳氢化合物的合成有关。这个过程是在高压条件下完成的，因 而可以促使不饱和碳氢化合物聚合而成饱和碳氢化合物。
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；
2）由碳、氢合成碳氢化合物是出现在天体发展的早期阶段，例如在