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1、《开发地质学》学习笔记天然气是目前世界三大能源支柱之一，是重要的燃料和化工的原料。天然气所以能作为洁净、廉价的燃料，最主要的是有烷烃气(C1-C4)组分；天然气能作为化工的基础原料，最主要的也是有烷烃气组分。烷烃气是天然气具有工业效用的精髓，是天然气中用途最广泛，含量最多的最常见的组分。世界上和我国具有工业价值的天然气，绝大部分以具有高含烷烃气为特征。鉴别各类烷烃气，可确定天然气的成因从属，是油气运移、气源对比的一种研究方法，为探索天然气富集规律及勘探方向提供依据，同时对大或深大断裂发育深浅和近期活动情况
2、提供信息。一、有机的和无机的烷烃气的识别1、有机甲烷和无机甲烷的鉴别除高成熟和过成熟的极少量煤型气甲烷外，凡甲烷碳同位素(δ13C1)大于-30‰的是无机甲烷。绝大部分有机甲烷δ13C1值小于-30‰。2、有机烷烃气和无机烷烃气的鉴别烷烃气的碳同位素系列对比可鉴别有机和无机烷烃气。所谓烷烃气碳同位素系列系指依烷烃气分子碳数顺序递增，δ13C1值依次递增或递减。递增者（δ13C1<δ13C2<δ13C3<δ13C4)称为正碳同位素系列；递减者(δ13C1>δ13C2>δ13C3)谓为负碳同位素系列。有机烷烃
3、气具有正碳同位素系列，我国和国外含油气盆地有大量这样的有机烷烃气。无机烷烃气具有负碳同位素系列，这方面在国内、外目前研究的均较薄弱。我国松辽盆地北部芳深1井，东海盆地天外天构造上第三系中，都发现具有负碳同位素系列特征的无机烷烃气。此外，在美国和苏联也有发现。二、天然气的成因类型在国外学者有机成因气(又分为生物气、热解气、裂解气)和无机成因气的天然气成因类型研究的基础上，“六五”和“七五”9期间,国内学者通过对煤系生气机理和煤成气地化特征的研究,认为煤成气是天然气的重要成因类型之一，同时发现由于我国气源岩层
4、位多、演化历史长,自然界中存在的天然气往往是由多种来源的天然气混合而成,戴金星、宋岩等提出了无机成因气、有机成因气、混合成因气3大类天然气成因类型的划分方案，并将有机成因气根据演化程度划分为生物气、热解气和裂解气，根据母质类型划分为煤成气和油型气。“八五”期间，徐永昌、刘文汇等提出在生物气和热解气之间还存在生物-热催化过渡带气的成因类型。2.1无机成因气无机成因气系指非生物成因天然气。近20余年来,我国许多学者较深入地研究了无机成因气，并将无机成因气列为天然气重要的成因类型之一。无机成因气多与宇宙或地球深
5、部地幔、岩浆活动有关，它们沿深大断裂上升至沉积圈中。无机成因气的主要成分有CO2、甲烷和稀有气体。由于甲烷具有高氧逸度的不稳定性,故沉积层中无机成因甲烷发现较少，无机成因气以CO2为主。无机CO2主要有两种成因类型:一是岩石化学成因,即碳酸盐岩在高温作用下发生变质而形成CO2；二是幔源成因,即伴随着地下岩浆活动释放出的CO2气体。目前已发现的无机成因CO2主要有以下几种赋存形式：CO2气藏;与有机成因烃类气藏伴生;以气苗形式与温泉或冷泉伴生；存在于岩石包裹体中。无机成因CO2气藏主要分布在我国东部地区，如
6、松辽盆地万金塔气藏、黄骅坳陷翟庄子气藏、济阳坳陷平方王气藏、苏北盆地黄桥气藏、三水盆地水深9井气藏等，CO2含量均达95%~99%。这些地区的共同特点是构造活动频繁,岩浆和断裂活动发育,均有碳酸盐岩分布，因此除幔源-岩浆成因的天然气外，还有部分碳酸盐岩在岩浆高温烘烤作用下产生的CO2气体。2.2有机成因气9有机成因气系指由沉积岩中的集中或分散有机质通过细菌作用、化学作用和物理作用形成的气体。有机成因气又可根据其母质类型和热演化程度进行次一级的成因类型划分。根据热演化程度的天然气成因类型划分：生物气：系指不
7、同类型有机质在未成熟阶段由厌氧细菌的生物化学作用形成的天然气。其形成机理是在厌氧环境中,微生物通过复杂的生物化学作用使有机质转化为有机酸、二氧化碳和氢,再通过合成作用使二氧化碳和氢转变为甲烷。我国典型的生物气藏分布在柴达木盆地三湖地区,已发现了涩北1、涩北2和台南3个大型气田。生物-热催化过渡带气：系指在生物气与热解气形成的过渡阶段(Ro值为0.4%~0.6%)，在50~85℃的温度和一定的矿物参与并起催化作用的情况下,有机质通过脱羧、脱基团和缩聚作用而形成的天然气。各类母质均可形成该类气体,但Ⅱ—Ⅲ型干
8、酪根是该类气体的主要母质。热解气：系指在成熟和高成熟演化阶段(Ro值为0.6%~2.0%),有机质经热催化作用降解而形成的天然气。由腐泥型和偏腐泥型干酪根形成的热解气往往以原油伴生气的形式存在,故称之为油型(热解)气；由于腐殖型干酪根主要存在于煤系之中，故其形成的热解气称为煤成(热解)气。煤成气是形成我国大中型气田的主要天然气类型,例如,鄂尔多斯盆地苏里格、榆林等大气田。裂解气：系指在过成熟阶段(Ro值大于2.0%),残余干酪
