天然气无机成因学说的发展和目前的研究进展及判别方法

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1、《非常规油气地质与勘探》课程论文题目：天然气无机成因学说的发展和目前的研究进展及判别方法班级：地科研1601姓名：谢生杰学号：161080291指导老师：姚志刚实验日期：2017年4月13目录1前言12无机天然气的类型22.1地幔说22.2中地壳与费－托地质合成说22.3板块构造与费－托地质合成说32.3.1超铁镁岩的蛇纹石化及其逆反应脱蛇纹石化均是氢的地质来源42.3.2CO2来源42.3.3催化剂43无机成因天然气的鉴别53.1烷烃气甲烷碳同位素53.2无机成因烷烃气负碳同位素73.3R/Ra>0.5和δ13C1−δ13C2>0是无机成因烷烃气指标83.4CH4/3He≤106是无机成因烷

2、烃气（甲烷）,CH4/3He≥1011是有机成因烷烃气84无机成因二氧化碳气84.1碳同位素鉴别法94.2CO2组分含量鉴别法94.3CO2含量及其碳同位素综合鉴别法9131前言石油成因问题的争论由来已久。目前，石油有机成因论在油气地质学占主导地位，但是对石油无机成因的研究也似乎一直在进行着。我国无机成因油气理论的研究走在世界的前沿。科学实践证明，在油气中很大部分，特别是石油是有机成因的，然而并不排除在油气中相当多的部分，特别是天然气是无机成因的。无机成因油气论系指油气的组成元素是非生物源的，其形成与生物作用无关而是无机化学作用的结果。无机成因油气田是指其中占绝对优势的组分或各组分均是无机成因

3、的。从18世纪中叶无机成因油气论产生至20世纪70年代，是以地质为主，特别是以大地构造臆测为基础的古典无机成因油气论阶段，其特征是从油气本身地球化学角度来定量研究油气无机成因不够，而多靠旁推侧击的地质推论来阐明油气无机成因，从而导致无机成因油气论处于兴短衰长的被动局面。从1763年至今，大量无机成因油气论者提出了大胆的推论，可惜他们对油气本身地球化学缺乏深入研究或没有研究油气主体的地球化学，只去探索油气的从属的地球化学，使其立论难以获得支持。近一二十年来，非生物（无机）生油气学说得到了发展。随着石油勘探的深入与发展，干酪根热降解理论面临越来越大的挑战；而宇宙化学与地球形成的新学说，板块构造学说

4、的发展及应用，地壳超深钻的不断实践，同位素地球化学（特别是Pb、Sr、Nd固体同位素）研究的深入，均为油气形成机理提供了许多新的信息和思路。传统的有机成因和无机成因油气理论的争论焦点是有关油气存在的地球化学条件或依据。一般认为，无机成因的油气是在高温下形成的，在高温状况下，石油能否形成和存在，还是个有争议并且值得深入研究的问题，而高温条件下烃类气（特别是甲烷）和二氧化碳存在和形成则有充分的地球化学依据。油气成因可归结为两大派，即无机成因和有机成因；其形成与生物作用无关而是化学作用的结果。而在现今我认为主要的天然气无机成因又分为了地幔脱气和的费-托合成理论。131无机天然气的类型1.1地幔说Go

5、ld等(1982；1984；1993)依据太阳系、地球形成演化的模型，认为[1~3]地球深部存在着大量的甲烷及其他非烃资源，这些甲烷在地球形成时就已存在，大最还原状态的碳是地壳深部被加热而释放出来的。经过地质历史的种种变化，这些甲烷向上运移，并大量聚集在地壳深度15km左右的地带，形成无机成因的油气藏。根据地球演化理论，大约在距今3500Ma，由地幔物质脱水作用形成的大气圈是还原性的，当时没有游离氧，但有甲烷等；当地球开始凝聚时，原始大气中的甲烷等气体作为“化石”保留在上地慢或地壳深处。当存在怠慢柱并有深大断裂时，这些甲烷气便通过断裂、火山活动或在地壳运动中释放。显然，这种释放过程贯穿整个地质

6、时期，但它有几个主要释放期。由地慢脱气作用释放出来的所有气体，大部分被逸散到大气中，仅有部分形成了天然气藏。就目前来说，这种气藏多与沉积岩层有关，但是火山岩气藏正越来越多地被发现。还有一个问题，这些深源气也可能与有机成因气混合。东太平洋、红海、冰岛、中国五大连池、中国云南腾冲等火山区均有这类成因的天然气。Gold等认为[2,3]，大陆板块边缘褶皱带、大型地壳裂谷、地震活动带、活火山或死火山附近，以及已查明富集油气的线性带的外延部分，均是油气概率极高的地区。前苏联科学院地质研究所极为重视地球深源气的研究[4]。根据他们的理论以及实验模拟，并从大量的地球化学资料中论证了在强还原条件下形成的深源气是

7、氢气、各种烃类气及硫化氢。他们认为，在上地幔这种特有的温度和压力条件下，液-气相是氢和烃的巨大储气库。地球深源气向地壳表层运移的氢和甲烷的脱气过程受构造控制，深断裂带、裂谷、地堑、坳拉谷、挠折-断层带等均是深源气垂直运移的通道，即“脱气作用管”。根据热力学计算，在压力为65kPa，温度为1700℃的条件下模拟表明，高压一方面可使烷类热分解得以抑制，另一方面则促使烃类的环化、聚合作用和凝析作用，从而