第2章油气生成lmg
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第2章油气生成lmg
第二章 油气生成
• 无机生成主要学说
– 碳化物说 门捷列夫. 1876
– 宇宙说 索可洛夫. 1889 – 岩浆说 库得梁采夫. 1949 – 高温生成说 库得梁采夫. 1971
6000-7000MPa 方解石 石英 六水舄（Xi)盐———————— 甲烷 …己烷
1800K
– 蛇纹石化生油说 耶兰斯基. 1966 1971
氧化分解 生化分解 生物吞食
海洋盆地中有机体的产量
有机体
浮游植物 浮游动物 底栖生物 鱼类 经损失后能到沉积物中的 （占总量的0.6%）
年产量（干重）103t/km2
里 海 南加州陆缘海
460
560
34
44
41
19
2
1.3
3.2
3.8
第2章油气生成lmg
第1节 生成油气的原始物质
二、影响沉积物有机质丰度的主要因素 • 生物产率 控制因素包括: 营养供给、光照强度、温度、掠食生物、 水化学性质等。 具有较高生物产率的环境： • 浅海 （ 生物死亡 营养原地再循环；河流带入陆源营养） • 海水上涌区
第二章 油气生成
现代油气生成理论认为: 保存在沉积物中的有机质 在不断埋深的过程中, 在细菌、温度等因素的作用 下，经历未成熟、成熟和过成熟等阶段，陆续转化 成石油和天然气。
第2章油气生成lmg
第1节 生成油气的原始物质
一、沉积有机质及其来源 沉积有机质：随无机质点一道沉积并保存下来的生物残留1
0.3 31.6
蛋白质
53
7
1
17
22
脂类
76
12
12
石油
85
13
1
0.5
0.5
各类有机物质的 C/N+S+O 原子比:
碳水化合物 ~ 1:1
蛋白质
~ 3:1
脂类 第2章油气生~成1l0m:g1
保存下来的生物有机质平均 仅为其原始产量的0.8%左右
有机质的沉积
第2章油气生成lmg
滞水盆地 (湖泊)
密度分层
乏氧的底水
第2章油气生成lmg
海水最低含氧层
大陆隆
大陆坡
大陆架
米
最低含氧层
黑色、还原的沉积物
微还原至氧化 的沉积物
氧化的沉积物 棕褐至白色
第2章油气生成lmg
最低含氧层的扩展
（大洋乏氧事件,－K2、J3、D3）
米
大陆隆
大陆坡
大陆架
扩展的最低含氧层
O2
黑色、还原的沉积物
橄榄石 蛇纹石+烃类
第2章油气生成lmg
第二章 油气生成
• 有机生成主要依据
– 产状 99.9%油气田在沉积岩中 – 石油时代分布与有机质分布吻合 – 各油田石油的化学成分不同 – 光谱特征及特殊的有机成分 V Ni – 油田发现的温度比较低 <100℃ – 油气生成正在现代湖泊中进行
第2章油气生成lmg
第2章油气生成lmg
不同环境有机碳的产率
第2章油气生成lmg
海水上涌造成高的生物产率
第2章油气生成lmg
全球现代沉积碳的分布
第2章油气生成lmg
第1节 生成油气的原始物质
二、影响沉积物有机质丰度的主要因素
• 生物产率 控制因素包括: 营养供给、光照强度、温度、掠食生物、 水化学性质等。 具有较高生物产率的环境： • 浅海 （ 生物死亡 营养原地再循环；河流带入陆源营养） • 海水上涌区
第二章 油气生成
油 无机
气 生 成 理 论
第2章油气生成lmg
第二章 油气生成
• 无机生成主要学说
– 碳化物说 门捷列夫. 1876
3FemCn+4mH2O → mFe3O4+C3nH8m
– 宇宙说 索可洛夫. 1889
CO+3H2 → CH4+H2O CO2+4H2 → CH4+2H2O
– 岩浆说 库得梁采夫. 1949
上涌
水中溶解O2的含量 高 中
低第2章油气生成lmg
高水流量 低水流量
沉积速度与有机质含量的关系
沉第2积章油速气度生（成lm厘g 米/千年）
第1节 生成油气的原始物质
二、影响沉积物有机质丰度的主要因素
• 生物产率 控制因素包括: 营养供给、光照强度、温度、掠食生物、 水化学性质等。 具有较高生物产率的环境： • 浅海 （ 生物死亡 营养原地再循环；河流带入陆源营养） • 海水上涌区
常温常压下不溶于有机溶剂的 固体有机质，但在热解或加氢 分解产生烃类物质。
Hunt （ 1979 ） ： 沉 积 岩 中 所 有不溶于非氧化性的酸、碱和 非极性溶剂的分散有机质。
岩石中可溶于有机溶剂的部 分—称沥青（bitumen）。 第2章油气生成lmg
（二）元素组成
28
浮游植物
23
66
11
硅藻
29
63
8
石松孢子
8
42
50
动物
浮游动物
60
22
18
挠足类
65
25
10
牡蛎
55
33
12
高等无脊椎动物 70
20
10
第2章油气生成lmg
木质素 29 37 17 0 0 0
0 0 0 0
天然有机物质的平均化学组成(重量%)
( 据Hunt, 1996 )
物质
C
H
S
N
O
碳水化合物 44
弱还原至氧化的沉积物
第2章油气生成lmg
浅障壁盆地 (水深>~200m)
表层水流入或流出
密度分层
乏氧的水
第2章油气生成lmg
第2章油气生成lmg
第2章油气生成lmg
深障壁盆地 (障壁与最低含氧层交切)
缺氧
障壁
富含有机质的沉积物
充氧 缺氧或乏氧 充氧
第2章油气生成lmg
深障壁盆地 (障壁位于最低含氧层之下)
• 保存条件 控制因素包括: 氧化作用强度、有机质的类型、沉积物 的堆积速度
• 稀释作用
第2章油气生成lmg
过快速堆积造成的“稀释作 用”
沉积物第堆2章积油速气度生成（lm米g /百万年）
三、沉积有机质中的干酪根
（一）干酪根（Kerogen） Kerogen：泛指现代沉积物和古代沉积岩中不溶于一般有机溶剂的沉积有 机质。
• 保存条件 控制因素包括: 氧化作用强度、有机质的类型、沉积物 的堆积速度
第2章油气生成lmg
第1节 生成油气的原始物质
缺氧带（Anoxic zone）：溶解氧含量 < 0.2 mL/L (仅厌氧菌能存活) 充氧带（Oxic zone）： 溶解氧含量 > 0.5 mL/L (喜氧菌)
第2章油气生成lmg
• 原始来源：活的有机体及其在生命活动中的代谢产物（分泌物、 排泄物）。
水生低等生物（尤其是藻类） 陆生高等植物 浮游动物和高等动物对沉积有机质的贡献相对很小
第2章油气生成lmg
生物体的组成（干重%）
( 据Hunt, 1996 )
植物
蛋白质 碳水化合物 脂 类
云杉木
1
66
4
橡树叶
6
52
5
针松叶
8
47
第二章 油气生成
• 无机生成主要学说
– 碳化物说 门捷列夫. 1876
– 宇宙说 索可洛夫. 1889 – 岩浆说 库得梁采夫. 1949 – 高温生成说 库得梁采夫. 1971
6000-7000MPa 方解石 石英 六水舄（Xi)盐———————— 甲烷 …己烷
1800K
– 蛇纹石化生油说 耶兰斯基. 1966 1971
氧化分解 生化分解 生物吞食
海洋盆地中有机体的产量
有机体
浮游植物 浮游动物 底栖生物 鱼类 经损失后能到沉积物中的 （占总量的0.6%）
年产量（干重）103t/km2
里 海 南加州陆缘海
460
560
34
44
41
19
2
1.3
3.2
3.8
第2章油气生成lmg
第1节 生成油气的原始物质
二、影响沉积物有机质丰度的主要因素 • 生物产率 控制因素包括: 营养供给、光照强度、温度、掠食生物、 水化学性质等。 具有较高生物产率的环境： • 浅海 （ 生物死亡 营养原地再循环；河流带入陆源营养） • 海水上涌区
第二章 油气生成
现代油气生成理论认为: 保存在沉积物中的有机质 在不断埋深的过程中, 在细菌、温度等因素的作用 下，经历未成熟、成熟和过成熟等阶段，陆续转化 成石油和天然气。
第2章油气生成lmg
第1节 生成油气的原始物质
一、沉积有机质及其来源 沉积有机质：随无机质点一道沉积并保存下来的生物残留1
0.3 31.6
蛋白质
53
7
1
17
22
脂类
76
12
12
石油
85
13
1
0.5
0.5
各类有机物质的 C/N+S+O 原子比:
碳水化合物 ~ 1:1
蛋白质
~ 3:1
脂类 第2章油气生~成1l0m:g1
保存下来的生物有机质平均 仅为其原始产量的0.8%左右
有机质的沉积
第2章油气生成lmg
滞水盆地 (湖泊)
密度分层
乏氧的底水
第2章油气生成lmg
海水最低含氧层
大陆隆
大陆坡
大陆架
米
最低含氧层
黑色、还原的沉积物
微还原至氧化 的沉积物
氧化的沉积物 棕褐至白色
第2章油气生成lmg
最低含氧层的扩展
（大洋乏氧事件,－K2、J3、D3）
米
大陆隆
大陆坡
大陆架
扩展的最低含氧层
O2
黑色、还原的沉积物
橄榄石 蛇纹石+烃类
第2章油气生成lmg
第二章 油气生成
• 有机生成主要依据
– 产状 99.9%油气田在沉积岩中 – 石油时代分布与有机质分布吻合 – 各油田石油的化学成分不同 – 光谱特征及特殊的有机成分 V Ni – 油田发现的温度比较低 <100℃ – 油气生成正在现代湖泊中进行
第2章油气生成lmg
第2章油气生成lmg
不同环境有机碳的产率
第2章油气生成lmg
海水上涌造成高的生物产率
第2章油气生成lmg
全球现代沉积碳的分布
第2章油气生成lmg
第1节 生成油气的原始物质
二、影响沉积物有机质丰度的主要因素
• 生物产率 控制因素包括: 营养供给、光照强度、温度、掠食生物、 水化学性质等。 具有较高生物产率的环境： • 浅海 （ 生物死亡 营养原地再循环；河流带入陆源营养） • 海水上涌区
第二章 油气生成
油 无机
气 生 成 理 论
第2章油气生成lmg
第二章 油气生成
• 无机生成主要学说
– 碳化物说 门捷列夫. 1876
3FemCn+4mH2O → mFe3O4+C3nH8m
– 宇宙说 索可洛夫. 1889
CO+3H2 → CH4+H2O CO2+4H2 → CH4+2H2O
– 岩浆说 库得梁采夫. 1949
上涌
水中溶解O2的含量 高 中
低第2章油气生成lmg
高水流量 低水流量
沉积速度与有机质含量的关系
沉第2积章油速气度生（成lm厘g 米/千年）
第1节 生成油气的原始物质
二、影响沉积物有机质丰度的主要因素
• 生物产率 控制因素包括: 营养供给、光照强度、温度、掠食生物、 水化学性质等。 具有较高生物产率的环境： • 浅海 （ 生物死亡 营养原地再循环；河流带入陆源营养） • 海水上涌区
常温常压下不溶于有机溶剂的 固体有机质，但在热解或加氢 分解产生烃类物质。
Hunt （ 1979 ） ： 沉 积 岩 中 所 有不溶于非氧化性的酸、碱和 非极性溶剂的分散有机质。
岩石中可溶于有机溶剂的部 分—称沥青（bitumen）。 第2章油气生成lmg
（二）元素组成
28
浮游植物
23
66
11
硅藻
29
63
8
石松孢子
8
42
50
动物
浮游动物
60
22
18
挠足类
65
25
10
牡蛎
55
33
12
高等无脊椎动物 70
20
10
第2章油气生成lmg
木质素 29 37 17 0 0 0
0 0 0 0
天然有机物质的平均化学组成(重量%)
( 据Hunt, 1996 )
物质
C
H
S
N
O
碳水化合物 44
弱还原至氧化的沉积物
第2章油气生成lmg
浅障壁盆地 (水深>~200m)
表层水流入或流出
密度分层
乏氧的水
第2章油气生成lmg
第2章油气生成lmg
第2章油气生成lmg
深障壁盆地 (障壁与最低含氧层交切)
缺氧
障壁
富含有机质的沉积物
充氧 缺氧或乏氧 充氧
第2章油气生成lmg
深障壁盆地 (障壁位于最低含氧层之下)
• 保存条件 控制因素包括: 氧化作用强度、有机质的类型、沉积物 的堆积速度
• 稀释作用
第2章油气生成lmg
过快速堆积造成的“稀释作 用”
沉积物第堆2章积油速气度生成（lm米g /百万年）
三、沉积有机质中的干酪根
（一）干酪根（Kerogen） Kerogen：泛指现代沉积物和古代沉积岩中不溶于一般有机溶剂的沉积有 机质。
• 保存条件 控制因素包括: 氧化作用强度、有机质的类型、沉积物 的堆积速度
第2章油气生成lmg
第1节 生成油气的原始物质
缺氧带（Anoxic zone）：溶解氧含量 < 0.2 mL/L (仅厌氧菌能存活) 充氧带（Oxic zone）： 溶解氧含量 > 0.5 mL/L (喜氧菌)
第2章油气生成lmg
• 原始来源：活的有机体及其在生命活动中的代谢产物（分泌物、 排泄物）。
水生低等生物（尤其是藻类） 陆生高等植物 浮游动物和高等动物对沉积有机质的贡献相对很小
第2章油气生成lmg
生物体的组成（干重%）
( 据Hunt, 1996 )
植物
蛋白质 碳水化合物 脂 类
云杉木
1
66
4
橡树叶
6
52
5
针松叶
8
47