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时间:2018-09-04
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1、石油天然气形成的原因 自然界中天然气分布很广,成因类型繁多且热演化程度不同,其地化特征亦多种多样,因此很难用统一的指标加以识别。品才网整理了石油天然气的形成原因,欢迎大家阅读。石油天然气形成的原因 天然气与石油生成过程既有联系又有区别:石油主要形成于深成作用阶段,由催化裂解作用引起,而天然气的形成则贯穿于成岩、深成、后成直至变质作用的始终;与石油的生成相比,无论是原始物质还是生成环境,天然气的生成都更广泛、更迅速、更容易,各种类型的有机质都可形成天然气——腐泥型有机质则既生油又生气,腐植形有机质主要生成气态烃
2、。因此天然气的成因是多种多样的。 归纳起来,天然气的成因可分为生物成因气、油型气和煤型气。无机成因气尤其是非烃气受到高度重视,这里一并简要介绍,最后还了解各种成因气的判别方法。 生物成因气 概念 生物成因气—指成岩作用(阶段)早期,在浅层生物化学作用带内,沉积有机质经微生物的群体发酵和合成作用形成的天然气。其中有时混有早期低温降解形成的气体。生物成因气出现在埋藏浅、时代新和演化程度低的岩层中,以含甲烷气为主。 形成条件 生物成因气形成的前提条件是更加丰富的有机质和强还原环境。 最有利于生气的有机母质
3、是草本腐植型—腐泥腐植型,这些有机质多分布于陆源物质供应丰富的三角洲和沼泽湖滨带,通常含陆源有机质的砂泥岩系列最有利。硫酸岩层中难以形成大量生物成因气的原因,是因为硫酸对产甲烷菌有明显的抵制作用,H2优先还原SO42-→S2-形成金属硫化物或H2S等,因此CO2不能被H2还原为CH4. 甲烷菌的生长需要合适的地化环境,首先是足够强的还原条件,一般Eh 油型气 概念 油型气包括湿气(石油伴生气)、凝析气和裂解气。它们是沉积有机质特别是腐泥型有机质在热降解成油过程中,与石油一起形成的,或者是在后成作用阶段由有
4、机质和早期形成的液态石油热裂解形成的。 形成与分布 与石油经有机质热解逐步形成一样,天然气的形成也具明显的垂直分带性。 在剖面最上部(成岩阶段)是生物成因气,在深成阶段后期是低分子量气态烃(C2~C4)即湿气,以及由于高温高压使轻质液态烃逆蒸发形成的凝析气。在剖面下部,由于温度上升,生成的石油裂解为小分子的轻烃直 至甲烷,有机质亦进一步生成气体,以甲烷为主石油裂解气是生气序列的最后产物,通常将这一阶段称为干气带。 由石油伴生气→凝析气→干气,甲烷含量逐渐增多,故干燥系数升高,甲烷δ13C1值随有机质演化
5、程度增大而增大。 对中国四川盆地气田的研究(包茨,1988)认为,该盆地的古生代气田是高温甲烷生气期形成的,从三叠系→震旦系,干燥系数由小到大(T:→P:→Z:),重烃由多到少。川南气田中,天然气与热变沥青共生,说明天然气是由石油热变质而成的。 煤型气 概述 煤型气是指煤系有机质(包括煤层和煤系地层中的分散有机质)热演化生成的天然气。 中国煤层气藏和抽采区 煤田开采中,经常出现大量瓦斯涌出的现象,如四川合川县一口井的瓦斯突出,排出瓦斯量竟高达140万立方米,这说明,煤系地层确实能生成天然气。 煤型气
6、是一种多成分的混合气体,其中烃类气体以甲烷为主,重烃气含量少,一般为干气,但也可能有湿气,甚至凝析气。有时可含较多Hg蒸气和N2等。 煤型气也可形成特大气田,1960S以来在西西伯利亚北部K2、荷兰东部盆地和北海盆地南部P等地层发现了特大的煤型气田,这三个气区探明储量22万亿立方米,占世界探明天然气总储量的1/3弱。据统计(哈尔布蒂,1970),在世界已发现的26个大气田中,有16个属煤型气田,数量占60%,储量占%,由此可见,煤型气在世界可燃天然气资源构成中占有重要地位。 中国煤炭资源丰富,据统计有6千亿吨
7、,居世界第三位,聚煤盆地发育,现已发现有煤型气聚集的有华北、鄂尔多斯、四川、台湾—东海、莺歌海—琼东南、以及吐哈等盆地。经研究,鄂尔多斯盆地中部大气区的气多半来自上古生界C-P煤系地层(上古∶下古气源=7∶3或6∶4),可见煤系地层生成天然气的潜力很大。 成煤作用与煤型气的形成; 成煤作用可分为泥炭化和煤化作用两个阶段。前一阶段,堆积在沼泽、湖泊或浅海环境下的植物遗体和碎片,经生化作用形成煤的前身——泥炭;随着盆地沉降,埋藏加深和温度压力增高,由泥炭化阶段进入煤化作用阶段,在煤化作用中泥炭经过微生物酶解、压实
8、、脱水等作用变为褐煤;当埋藏逐步加深,已形成的褐煤在温度、压力和时间等因素作用下,按长焰煤→气煤→肥煤→焦煤→瘦煤→贫煤→无烟煤的序列转化。 实测表明,煤的挥发分随煤化作用增强明显降低,由褐煤→烟煤→无烟煤,挥发分大约由50%降到5%.这些挥发分主要以CH4、CO2、H2O、N2、NH3等气态产物的形式逸出,是形成煤型气的基础,煤化作用中析出的主要挥发性产物。 1.煤
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