石油与天然气的现代成因理论

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1、第二章石油与天然气的现代成因理论石油的成因是一个极为复杂的课题，至今还存在一些争论。这主要原因是：1．从物态上看：石油与天然气是流体，在地下一定条件下，它不断流动，现在所找到的油气藏并非其生成地方，而是经过一定距离运移而聚集起来的。2．从化学组成上看：石油与天然气的组份很复杂，并非单一物质，且在地下运移过程中或其它条件的改变，其成份也在发生变化，其现今的组成并不代表其原貌。3．由于分离及鉴定手段的限制，目前对石油组份的了解尚不充分。由于石油的成因问题，关系到油气的勘探方向，所以，多年来，它一直吸引着许多国家地质

2、学家、生物化学家和地球化学家。§1油气成因研究现状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。无机成油学说认为，石油是在地壳深处形成的，后来沿着深大断裂渗透到地壳上部，或者在天体形成时形成，当地壳冷凝时以“烃雨”的形式降落下来，后聚集成油气藏。其基本观点是石油是在地下高温、高压条件下形成的而非生物成因。其依据是：（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）在陨石中也发现有碳氢化合物

3、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。但是，随着油气勘探的不断深入，越来越多的事实用无机学说无法自圆其说，只能证明现代有机成油理论的正确性。这些实事有1．世界上已发现的油气田99.9%都分布在沉积岩中，只有极少数石油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的结晶岩突起发育区，至今未找到油气聚集。2．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

4、合的，表明它们在成因上是有联系的。3．虽然世界上的石油没有成份完全相同的，但所有石油的元素组成和化合物组成是相近的或相似的，说明它们的成因可能大致相同。4．大量油田测试结果可知，油层温度很少超过100℃，有些深部油层温度可以高达141℃，而当T超过250℃时，烃类就会发生急剧而彻底的裂解，生成石墨及H2，说明石油不可能在高温下形成。5．从目前发现的油气藏分析看，石油生成、聚集成藏不需很长的时间，大约需不到一百万年。6．石油中含的卟啉化合物，异戊间二烯型化合物，甾醇类，石油的旋光性都证明石油是在低温下，由生物有机

5、质生成的。7．石油地质工作者对近代沉积的研究成果表明，在近代沉积中确实存在着油气生成过程，且至今还在进行着，生成的数量也很可观。并且，在实验条件下，用有机质进行地下条件模拟，转化出了烃类，这为有机成因学说提供了有力的科学依据。以上重要事实的存在，大大促进了石油有机生成理论的发展。特别是近代物理、化学、生物、地质学等基础理论的发展，及色谱、光谱、质谱、电子显微镜、同位素分析等先进技术手段的广泛采用，为应用有机地球化学知识来解决油气成因问题创造了条件，推动了石油生成现代科学理论的日臻完善。在油气勘探初期，石油大部分

6、被发现于海相地层中，使得不少石油地质家认为只有海相沉积才能生成油气，特别是在我国清末、民初，国外在中国陆相盆地进行油气勘探的失败，使得“唯海相生油论”猖獗一时。对此，以潘钟祥为代表的我国老一辈地质学家，通过对陕西、四川等地进行详尽的油气地研究，于1941年提出了陆相也能生油的理论，有力地驳斥了中国贫油论，极大地丰富了石油理论。在油气有机学说中还存在着早期成因学说和晚期成因学说两种观点。前者主张沉积有机质在成岩过程中，逐步转化为石油和天然气，并运移到邻近的储层中去；后者则认为沉积物埋藏到较大深度后，到了成岩作用晚

7、期或后生作用初期，沉积岩中的不溶有机质（干酪根）才开始发生热降解，生成大量液态石油和天然气。在油气生成理论方面贡献比较大的是法国著明地球化学家B·P·Tissot，他在前人研究的基础上提出了干酷根热降解生烃演化模式，提出并完善了干酪根晚期生烃学说，揭示了油气生成、演化与分布的规律。我们应该看到，任何的成油理论，不管它多么完善，终归只是一种假说，不是终极真理，都有待发展和完善。我们必须用客观的、发展的观点去对待它们，即不能完全迷信流行的新理论，也不能完全否定过时的旧理论。晚期成油理论虽然已广泛为国际石油界所接受，

8、但随油气勘探的不断深入，“未熟—低熟”油不断被发现，显然自然界中确实存在相当数量的各类早期生成的非常规油气资源。这样早期成油说和晚期成油说也结合起来，视为一个统一的油气演化过程，这就更拓宽了油气勘探领域。近来，石油有机成油理论的又一进展是煤成烃理论的发展与完善。二十世纪六十年代以来，在世界各地相继发现了一批与中、新生代煤系地层有关的油气田。这表明煤系地层不仅是天然气的主要来源，而且也能