资源描述：
《生物气形成机理及源岩地球化学特征DD以柴达木盆地生物气为例》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第14卷第5期天然气地球科学Vol.14No.52003年10月NATURALGASGEOSCIENCEOct.2003文章编号:167221926(2003)0520402206生物气的形成机理及源岩的地球化学特征——以柴达木盆地生物气为例122321丁安娜,王明明,李本亮,张道伟,彭秀丽,惠荣耀(11中国科学院兰州地质研究所,甘肃兰州 730000;21中国石油勘探开发研究院廊坊分院天然气研究所,河北廊坊 065007;31中国石油青海油田勘探开发研究院,甘肃敦煌 736202)摘 要:生物气形成于有机质演化的未成熟—低成熟阶段,形成过程非常
2、复杂和多元化;主要通过H2+CO2生物化学还原反应和乙酸发酵两条途径完成。通过研究柴达木盆地生物气认为:生物气气源岩的地球化学特征均与细菌的产甲烷活动有关,有机质中存留被细菌改造的遗迹;生气母质多为混合型,有机质含碳量低,IHC+IH和IO指数主要分布在大于100mgög·TOC值域范围内;氯仿沥青“A”族组成中非烃含量较高,多数样品的正构烷烃分布模式与脂肪酸化合物相似;植烷类、甾萜烷类化合物主要被细菌生源烃以及其它被细菌改造后的生源烃所表征;有机母质沉积在强还原环境中。关键词:生物气;气源岩;地球化学;柴达木盆地+中图分类号:TE1221113
3、文献标识码:A 生物气气源岩的生源组构、生烃潜力、生烃显微组分和源岩生物标记化合物的组合特征同生物气成因机理有内在联系,因此研究二者关系及生物气源岩的地球化学特征,对扩大天然气勘探领域具有非常重要的意义。1 生物气形成机制概述生物气成因理论源于沼气发酵过程,并由二阶段理论发展到三阶段理论。近年由于同型产乙酸细[1]菌类群的发现、分离和研究,以Zehnder等为代表又提出了四阶段发酵理论。但在陆相地层或海相地层中,由于微生物活动受时空生境的限制,在浅层或生物气开始形成时,可能有乙酸发酵产气活动的进行;随着埋藏深度的增加,这种活动将逐步演变为以H2
4、öCO2还原反应为主的产气机制。下面仍按三阶段讨论甲烷的形成。生物和动植物体埋藏后,首先经过喜氧微生物图1 厌氧生态环境中有机质降解生成甲烷的碳流和[1]电子流向的耗氧降解,形成大分子有机质,并使有氧生境通过喜氧微生物的耗氧及兼性细菌的过渡逐步演变到厌为有机单体分解为还原态有机化合物的阶段,发酵氧生境。如图1所示,在厌氧生态系统中,第一阶段的碳水化合物、蛋白质、脂类等大分子有机多聚体被收稿日期:2003205227;修回日期:20032092041作者简介:丁安娜(19462),女,辽宁营口人,副研究员,主要从事有机地球化学及微生物地球化学研究。
5、No.5 丁安娜:生物气的形成机理及源岩的地球化学特征 403水解性细菌或发酵细菌酵解为糖、氨基酸、脂肪酸、质中碳含量降低。生物甲烷气的生成离不开H2和甘油等有机单体,然后将有机单体进一步水解为丙CO2,所以富氢又富氧的混源型有机质最有利于生酸、丁酸、乳酸和醇类等还原态有机化合物。第二阶物化学产甲烷活动的进行。段为还原态有机化合物降解为CO2和乙酸的阶段,如图2所示,准噶尔盆地二叠系油源岩、侏罗系由专性产氢、产乙酸菌等将水解后的中间产物进一低熟油源岩和松辽盆地未熟油源岩的大多数样品均步降解为乙酸、CO2及甲酸
6、、甲醇、甲胺之类的C1化呈现IHC+IH参数大于100mgög和IO指数小于合物和氢。降解分两种情况:①在有硝酸盐和(或)硫100mgög的趋向。而煤系气源岩IHC+IH参数多小酸盐存在的地质系统中,电子流首先流向硝酸盐和于100mgög和IO指数大于100mgög。柴达木盆地(或)硫酸盐,经过硝酸盐和(或)硫酸盐还原菌的代和莺琼盆地生物气气源岩的IHC+IH和IO参数均大谢,将还原态的有机产物氧化为CO2和乙酸;②在于100mgög,且值域分布较宽。IH和IO指数越高,不含硝酸盐和(或)硫酸盐的生态环境中电子流直接生物化学作用产甲烷的能力越强。
7、柴达木、莺琼及松流向CO2。第三阶段为产甲烷阶段,由同型产乙酸菌辽盆地生物气田的气源岩均以ÊA-ËA型有机质-将CO2或HCO3与氢合成乙酸,乙酸再通过发酵生为主,故生物化学产甲烷能力强。成甲烷;或由产甲烷菌利用辅酶M还原系统在厌氧呼吸代谢过程中将CO2或通过其它发酵途径将C1化合物转化为甲烷。所以生物气的形成可归结有H2+CO2还原和乙酸发酵两条途径。生物气的形成过程非常复杂和多元化,本文仅重点讨论柴达木盆地陆相地层生物气形成的主要机制。柴达木盆地东部生物气的形成以H2+CO2生物化学还原反应为主,主要依据有以下几点:(1)农业部成都沼气科学研
8、究所通过对产甲烷菌形态的观察,认为该盆地生物气源岩主要含有产甲烷杆菌,其生长基质为H2öCO2。(2)仅在浅于300m的个别样品中发现了
