《油气的生成》PPT课件

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1、第五章石油和天然气的成因与生油岩石油成因概述石油成因的现代理论天然气的成因生油岩石油的地球化学对比§1石油成因概述一．无机成因说主张：石油是由自然界中的无机物化合而成的，与有机物质无关。“碳化说”（门捷列夫，1876）宇宙成因说（索科洛夫，1889）岩浆说（库德梁采夫，1950s）高温生油说（切卡留克，1971）致命要害：解释不了为什么世界上90%以上的石油都埋藏在沉积岩中，为什么石油具有只有生物有机质才有的旋光性、生物标志化合物等问题。实验室合成生成的仅是一些烃分子，远不是代表油、气本身的复杂

2、混合物。发展趋势：如根据对塔里木、准噶尔盆地干酪根、沥青的Pb、Sr、Nd（铌）同位素地化研究，认为干酪根为壳源，沥青则为幔源。46亿年前宇宙大爆炸与地球的形成二．早期有机成油说主张：石油是地质历史时期中生物有机质在还原环境中转化而成的，且形成于沉积物成岩作用的早期。依据：A．实验发现，一些生物组分如类脂物、蛋白质、碳水化合物在一定条件下都可生成烃类；B．在现代或近代的沉积物中，观察到有机质向烃类的转化；C．某些细菌是有机物质加氢、去羧基转化为类石油物质的媒介，而这一过程完成于沉积物埋藏不深的阶

3、段，说明烃类只能在成岩早期生成。难点：a.世界上发现的原生油气藏几乎都在上新世(N2)以前；b.现代沉积中的烃类性质与真正的石油不同：以甲烷为主，缺乏C2-8重烃；正烷烃分布曲线上具奇数碳优势，而石油中奇偶碳几乎相等。三．晚期有机成因说1960s以来，由于分析手段的提高和认识水平的飞跃，晚期有机成油学说逐渐占了上风。通过对生油剖面的详细研究表明，只有当含有丰富有机质的沉积物(称为母岩/源岩)被埋藏到一定温度和深度时，有机质才会显著地产生大量石油烃。Abelson（1963)提出，石油是沉积物(岩

4、)中的不溶有机质(称为干酪根Kerogon)在成岩作用晚期，经过热解生成的。这一理论目前已经成为石油生成的主流学说。总结：▲应该看到，原始有机质从沉积，埋藏到转化为石油和天然气，是一个逐渐演化的过程，在承认晚期成油起主要作用的同时，也不能一概否定早期成油的影响，如未/低熟油。▲现在看来，液态石油的成因主要是晚期成因，而天然气的成因条件较为宽松，成因机制也多种多样。§2石油成因的现代理论一、成油的原始物质—干酪根(一)沉积有机质的形成和分布有机学说的核心就是石油起源于生物物质。其生物化学组成：类脂

5、物、碳水化合物、蛋白质、木质素活的有机体死亡后，其分解过程可有三种途径：沉积有机质由两部分组成：一部分是保留原先活的有机体化学结构的继承性物质，如地球化学化石或生物标记化合物；另一部分是非继承性物质，即原有机体分解成简单低分子，再聚合成结构复杂的高分子物质。有机质是沉积物中的常见成分，但它的含量变化很大，90%以上的沉积有机质呈分散状态存在于沉积物之中，一般含量＜10%，在暗色泥岩中为0.8～2%。沉积物中有机质的含量与生物物质的产量、原始有机质的保存条件、堆积速度以及沉积物的粒度等因素有关。表

6、5—1不同沉积物中的有机碳分布(二)干酪根干酪根(kerogen)：沉积岩中不溶于碱、非氧化型酸和有机溶剂的分散有机质。沉积岩中的有机质可以分为两部分，不溶的干酪根与可溶的沥青，后者包括烃类、胶质和沥青质等。随深度增加，干酪根含量的减少与可溶烃含量增加的对应关系密切——揭示了二者间的内在联系。1．干酪根的成分和结构高分子聚合物，没有固定的化学成分，分子式可用[C12H12ON0.16S0.43]x表示。五种元素的重量百分比平均为：C－76.4%，H－6.3%，O－11.1%，S－3.65%，N－

7、2.02%。干酪根在结构上是一种复杂的三维大分子，它有很多结构单元(核)，多个核通过桥键相联结，在桥和核上都可能具有官能团。2.干酪根的数量干酪根约占总有机质的80～90%，是沉积有机质的主体。根据杜朗(1980)估算，沉积岩中干酪根总量1016t，而化石燃料最大资源量分别是：石油4×1011t、气2×1011t、页岩油5×1011t、油页岩1012t、地沥青3×1011t，煤和富有机页岩分别为1013t和1014t。干酪根总量约比化石燃料总量大1000倍，非常充足。3.干酪根的类型(1)化学分

8、类根据390个干酪根样品，按H/C和O/C原子比表示在范氏图上，可将干酪根分为三种主要类型（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型）。三种类型干酪根的特征对比表有机反映三种类型干酪根结构的概念性模型（均处于未成熟阶段）Ⅰ型Ⅱ型Ⅲ型“Ⅳ型干酪根”：O/C原子比特高(＞0.25)，H/C原子比很低(0.5～0.6)，不具备生油能力。(2)光学分类孢粉学家：用HCl和HF除去无机矿物质后，将有机残渣(干酪根)放在显微镜透射光下观测，可划分出藻质、无定形絮质、草质、木质和煤质五种组分。煤岩学家：在显微镜下用25～50倍油浸镜头，