石油地质学第二章石油天然气成因

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1、问题：第二章现代油气成因理论1.油气成因学派？2.何谓沉积有机质？其数量主要取决于哪些因素？3.何谓干酪根？如何对干酪根进行分类？生烃潜力如何？4.影响油气生成的主要因素有哪些？5.有机质向油气转化的过程分为几个阶段？6.何谓生油门限、生油窗、成熟点、低熟油？第一节油气成因理论研究概况（Origin）一、油气成因无机说和有机说两大学派：有机成油说—生物有机质在沉积成岩过程中演化而成的。无机成油说—无机物合成的，来源于地球内部或宇宙中的C、H元素。第二章现代油气成因理论（一）无机说主要论据：（碳化物说，宇宙说，岩浆说）化学试验证

2、明，无机途径可形成一定烃类；CO+H2—CH4+H2O火山喷出气体熔岩流中含有烃类；天体上存在烃类；生命源于烃类；在生命之前已存在生命，CH4+N2—氨基酸石油分布受断裂控制；深断裂是烃类向上运移的途径。问题：1多数油田分布于沉积岩；2金属卟啉类化合物；3石油组成复杂多样性（二）有机说1.早成说：沉积有机质在成岩作用早期（温度不高，细菌作用明显）生成的石油。2.晚成说：沉积有机质在成岩作用晚期，由不溶有机质（干酪根）在温度作用下生成的。--干酪根生油说第一节油气成因理论研究概况二、石油有机成因说的证据1.沉积岩中的油气田：占9

3、9.9%，海相沉积，陆相沉积。2.油气的地质年代分布与有机质分布状况吻合（煤、油页岩等）；3.近代的海、湖相沉积中发现了有机质向油气的转化的过程.(smith,1954,诺贝尔奖）4.油气化学成分的复杂多样性及C/H比值（5.9—8.5%之间）的大致一致性与生物有机质相关性好5．已知油气层温度大多＜100℃，极少超过140℃，说明低温生成；6．石油中金属卟啉类化合物，异戊间二烯型烷烃类，旋光性与生物成因密切相关；7．上新世至更新世地层发现商业油藏，说明生成石油并聚集成藏的时间大约不到一百万年。第一节油气成因理论研究概况“唯海相

4、生油论”----陆相生油（我国，潘钟祥，1941）70年代初，法国Tissot干酪根热降解生烃演化模式（晚期生烃学说）“未熟—低熟”石油的存在煤成烃理论（60年代以来）第二节生成油气的原始物质一、沉积有机质的形成和分布（一）形成先源物：活的有机体，水生低等生物；细菌、浮游动植物、高等植物组成：类脂化合物、蛋白质、碳水化合物、木质素等生物化学聚合物。（二）分布极不均衡，分散状态存在。与岩性岩相关系密切：泥岩—2.1%，碳酸盐岩—0.29%，砂岩—0.05%。（Hunt，1963）生物体的组成（干重%）植物蛋白质碳水化合物脂类木质

5、素云杉木166429橡树叶652537针松叶8472817浮游植物2366110硅藻296380石松孢子842500动物浮游动物6022180挠足类6525100牡蛎5533120高等无脊椎动物7020100(据Hunt,1996)物质CHSNO碳水化合物44650木质素6350.10.331.6蛋白质53711722脂类761212石油851310.50.5天然有机物质的平均化学组成(重量%)(据Hunt,1996)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~10:1保存下来的生物有机质平均仅为

6、其原始产量的0.8%左右氧化分解生化分解生物吞食有机质的沉积（三）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）海水上涌区第二节生成油气的原始物质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二节生成油气的原始物质（三）影响沉积

7、物有机质丰度的主要因素缺氧带（Anoxiczone）：溶解氧含量<0.2mL/L(仅厌氧菌能存活)充氧带（Oxiczone）：溶解氧含量>0.5mL/L(喜氧菌)密度分层乏氧的底水滞水盆地(湖泊)密度分层表层水流入或流出乏氧的水浅障壁盆地(水深>~200m)沉积速度与有机质含量的关系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二节生成油气的原始

8、物质（三）影响沉积物有机质丰度的主要因素沉积物堆积速度（米/百万年）过快速堆积造成的“稀释作用”二、沉积有机质中的Kerogen（一）干酪根（Kerogen）Kerogen：（源于希腊语）泛指现代沉积物和古代沉积岩不溶于一般有机溶剂的沉积有机质（organicmatter）。