石油及天然气的成因

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1、第二章石油的成因研究石油的成因问题，可以指导石油勘探、预测石油的储量，更好地了解石油的化学组成上某些特点。本章的主要内容为：石油的无机成因说石油的有机成因说石油中各族烃类的形成关于石油的成因，到目前为止，学术界还有争论，没有完全弄清楚，主要原因在于：石油在地下易于流动，现在找到的油、气藏的地方往往并不是石油生成的地方。通过运移，现在的石油组成并不代表其本来面貌。石油的形成过程发生几亿年前的地层深处。研究石油的成因必须解决三个问题：生成石油的原始物质。原始物质变成石油的原因和过程。石油的运移和富集。关于石油生成的原始物质，有两大学派：无机成因学派有机成因学派第一节

2、石油的无机成因学说无机成因学派的论据主要有以下几点：通过无机途径(例如：金属碳化物和水)可以形成一定量的烃类。许多天体上存在烃类。火山喷出的气体和熔岩中含有烃类。一、碳化物说这是由俄国化学家门捷列夫于1876年创立的，他认为在地球形成时期，使碳和铁变成液态，相互作用形成碳化铁，保存在地球深处，地表水沿着地壳裂缝向下渗透与碳化铁作用而形成了烃类。二、宇宙说这是由俄国学者索科洛夫于1889年提出的，其理论基础就是在一些天体中发现了碳氢化合物，认为碳氢化合物是宇宙中所固有的。三、岩浆说这是前苏联学者库德梁采夫在1949年提出来的，他认为碳和氢不仅存在于太阳和星球中，而

3、且也存在于地球的岩浆中，在高温高压下它们形成各种烃类。无机成因的致命弱点：脱离了地质条件来讨论石油的形成，而且将宇宙中发现的简单烃类与复杂的石油烃类等同起来。目前大家比较公认是能够指导生产并正确反映客观规律的有机成因学说。第二节石油的有机成因说生成石油及天然气的原始物质：既有动物又有植物，而以低等生物为主；生成石油及天然气的环境：既有陆相生油，又有海相生油。一、生油的原始物质现代有机学说认为，石油是地质时期中生物遗体(或有机残体)在适当条件下生成的。形成沉积物中有机质的最重要的生物有四种：浮游植物、浮游动物、高等植物和细菌。其中的一小部分由于沉积在缺氧的环境中，

4、被泥沙埋藏而保存下来，最后转化成石油。生物有机质的主要生化组成是：木质素、碳水化合物、蛋白质、类脂。与石油组成最相近的类脂在成油过程中的作用最大，而木质素和纤维素在成气和成煤过程中最重要。1、木质素木质素是高等植物的主要组成部分，不易水解，但可被氧化成芳香酸和脂肪酸。在缺氧的水体中，在水和微生物的作用下，木质素分解，与其它化合物生成腐植酸。腐植酸又能与烃类形成络合物，从而可以成为烃类从陆上流到海洋的运载体。与木质素具有相似结构的物质是丹宁，它们都是沉积物有机质中芳香结构的重要来源，是成煤的重要前身物，也可生成天然气。2、碳水化合物亦称糖类，几乎所有的动、植物及微

5、生物中都含有糖，糖的通式可用Cx(H2O)y表示，故称碳水化合物。糖按分子大小可分为单糖、低聚糖和多糖。多糖中对形成沉积岩中有机质最有意义的是纤维素和半纤维素。纤维素和半纤维素是成煤和成气的主要原始物质。3、蛋白质蛋白质是生物体内一切组织的基本组成部分，细胞中除水外，其余80%都是蛋白质。它是20多种氨基酸分子通过肽键连接而成的复杂的高分子化合物。在酸、碱、酶的作用下，蛋白质发生水解形成氨基酸。有机体死亡之后，氨基酸仍保存在遗骸中。4、类脂指所有不溶于水而易溶于乙醚、氯仿、苯等低极性有机溶剂的脂状物质，其中包括：油脂、蜡、萜类、烃类和色素等。其元素组成和分子结构

6、与石油烃类最接近，因而被认为是生油的主要原始物质。二、生油环境温暖、潮湿的气候环境有利于生物的大量繁殖和发育，从而具备了丰富的生油原始物质。在海洋或湖泊中，不仅有丰富的水生生物，还因水体起到了隔绝空气的作用，阻止了有机残体的腐烂分解，于是与矿物质一起被沉积埋藏起来。因此海洋、湖泊、三角洲等古地理区域都是生油的有利地区。随着沉积盆地的不断下沉，沉积物不断加厚，随着地层压力的增加，温度的不断升高，沉积物经历一系列的物理化学变化而变成了沉积岩。而含有分散有机质的沉积岩称为生油岩。除了浅海外，内陆湖泊也有丰富的有机残体，并具备还原条件，是良好的生油区。在我国除塔里木属于

7、海相生油外，绝大多数油田都是在陆相条件下形成的。三、有机残体的演化和油气生成的阶段性通过对生油剖面的详细研究表明，只有当生油岩埋藏到一定深度并具备一定温度时，生油岩中的原始有机质才能转化成石油烃。沉积岩中分散的有机质沥青：溶于有机溶剂干酪根：不溶于常用的有机溶剂，是高分子聚合物，呈暗棕色细软粉末，分散在沉积岩中，占80～99%，是由有机残体演化而成的。干酪根演化生成石油烃的三个阶段：未成熟阶段：干酪根形成及生成甲烷气阶段；成熟阶段：干酪根裂解成油阶段；过熟阶段：干酪根裂解成气阶段。1、干酪根形成及生成甲烷气阶段（未熟阶段）分解蛋白质碳水化合物木质素类脂CO2、C

8、H4、NH3、H2S、H