石油地质学第四章油气成因理论及烃源岩

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1、第一节油气成因理论发展概况第二节生成油气的物质基础第三节油气生成的动力条件第四节有机质演化与成烃模式第五节天然气的成因类型及特征第六节烃源岩第七节油源对比第四章：石油和天然气的生成与烃源岩第一节油气成因理论发展概况1、石油、天然气成因，作为找油、找气工作的基础，具有很重要的指导意义。对油气成因，现已提出了多种假说，之所以出现各种假说，其复杂性在于：2、石油、天然气只有生成后，才有运移、聚集、保存、破坏等石油地质事件发生，无油气源一切都无意义！1.物态上：油气都是流体，易于流动，现找到它们的地方，往往并不是它们生成的场所，2.化学上：油气通过运移，其

2、性质、原始组分发生变化，现在组成，并不代表其原始面貌；实际上，油气生成不能脱离周围地质条件，争论的焦点是：原始物质和转化条件等问题总结勘探、开采经验，结合近代物理学、化学、生物学及地质学等基础理论科学，为有机说提供了充分证据，且形成了相当完整的体系，从而被绝大多数人所接受。有机成因理论形成后，争论油气是成岩早期或晚期形成的问题。通过大量研究，晚期成油说得到大部分人的拥护。目前，特别是我国，基本是以有机成因晚期成油学说观点进行石油地质学研究和勘探开发的。现有人提出，成油的过程是多次的，即早期也有，晚期也有，宜将两种观点统一起来。油气成因基本归为：无机

3、成因和有机成因一、油气无机成因说石油工业发展早期，从纯化学角度出发，认为石油是无机成因的。大致可归为两类：地深成因说，认为烃类形成于地球深处；宇宙成因说，认为烃类早在地球形成的宇宙阶段即已形成。1.实验室中，从无机物中合成得到了烃类；2.天体光谱分析：有碳、氢和烃类；3.火山喷出气体、岩浆岩的包裹体中含烃；4.陨石中鉴定出烃类；5.石油的旋光性，可由非旋光物质合成，卟啉也可无机合成(近期有人认为)。主要依据：作为石油起源假说，主要有以下几种：①碳化说（门捷列夫，1876），认为在地球内部水与金属碳化物相互作用，可以产生碳氢化合物；3FemCn+4m

4、H2O→mFe3O4+C3nH8m碳化物说认为，在地球形成时期，温度很高，使碳和铁变为液态，互相作用而形成碳化铁。由于它们密度较大，被保存在地球深处。后来，地表水沿地壳断裂向下渗透，与碳化铁作用产生碳氢化合物，后者又沿着断裂上升到地壳的冷却部分。有些碳氢化合物浸透了岩石，形成油页岩、藻煤等；有些碳氢化合物在地表附近受到氧化，形成地沥青等产物；如果碳氢化合物上升到地壳比较冷却的部分，冷凝下来形成石油，并在孔隙性岩石中聚集便可形成油藏。②宇宙说(索科洛夫,1889)：主张在地球呈熔融状态时，碳氢化合物就包含在它的气圈中；随着地球冷凝，碳氢化合物被冷凝岩

5、浆吸收；最后，它们凝结于地壳中而成石油。由于碳化物说和宇宙说所依据的由无机物制成简单碳氢化合物的实验，至今未找到任何实地证据说明在自然界也发生过这样的过程，相反却找到越来越多的有机生成证据。所以，二十世纪以来，上述古典的石油无机生成假说逐渐被人们忘记了，但是，至二十世纪五十年代，前苏联地质界又兴起了无机生成思潮。③岩浆说（库特梁采夫，1951）认为地球深部岩浆存在碳、氢及微量元素，岩浆冷却时形成烃类；他还指出：因为岩浆中形成石油的过程在不断进行着，古老的油气通过扩散作用早已逸散消失，所以，所有的油藏，包括寒武系中的油藏，都是年青的油藏。并且，依靠石

6、油才在地球上产生了生物，石油中含有生物所需要的一切化学元素，因此，石油不是来自有机物质，恰好相反，有机物质却是来源于石油。作为石油起源假说，主要有以下几种：根据这些学说：寻找油气应在地壳深处、岩浆活动、岩浆岩发育的地方。④高温高压说（切卡留克，1971）认为深部生成烃类，沿断裂进入沉积岩；⑤蛇纹岩化说(耶兰斯基，1966)，提出橄榄石的蛇纹石化可形成烃类；实践中，无机学说无法解释许多问题：1.99.9%的油气与沉积岩有关，分布在沉积岩中。2.难以说明实验室和深部无机合成的简单烃与石油组成复杂性之间关系。反之，用有机成因观点来解释，则比较合理一些。3

7、.石油中普遍存在生物成因信息，如姥姣烷、降姥姣烷、植烷等，石油也不能在高温下保存等。二、油气有机成因说主张油气有机成因说的学者认为，油气是地质时期中生物选择在适当条件下生成的。干馏说(罗蒙诺索夫，1763)煤在地下受热、干镏生烃。动物说(E.Engler，1869)实验证明动物脂肪可合成烃类。混成说(波东尼，1906)动、植物首先生成腐泥岩、再形成石油，使有机成油说成为较完整的学说。五十年代，P.V史密斯，G.T菲力普等研究取得了宝贵成果，证实为有机质生成油、气。1.世界99.9%以上石油都产自沉积岩，而在大片火成岩、变质岩出露地区，没有工业石油；

8、三、油气有机成因证据3.世界上既没有化学成分完全相同的两种石油，也没有成分完全不同的两种石油；所以，石油的相似性是主要的，