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石油和天然气成因石油天然气地质和勘探
煤成烃理论
沉积有机质馏分的深部热演化模式
第二节 生成油气的原始物质
一、生物有机质 二、沉积有机质 三、干酪根
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(一)生物有机质类型-生物体的有机组分
元素% C H O S N
主要特征
类脂 76 12 2 化合物
/ / 包括:脂肪、有机酸、甾萜类、蜡、色素等。 主要来自:低等植物(菌藻)、动物中。 ——主生油母质。
1.油气是流体,可运移,非原地矿藏, 即产油气地≠生油气地。
2.化学成分复杂。 3.原始母质→油气? 4.涉及学科多。
二、两大成因学派
根据在生油气原始物质问题上观点的差异,分:
无机成因说 有机成因说
❖无机成因说:石油及天然气是在地下 深处高温、高压条件下由无机物通过化 学反应形成的。
无机物(C、H 、O、Fe)→油气
蛋白质 53 7 22 1 17 氨基酸聚合物,较利于生油。 ——低C数烃和含N化合物主要来源。
碳水 44 6 50 / / 糖类(葡萄糖、麦芽糖、淀粉、纤维素…)。
化合物
——易水解难保存,非主成油物质。
可成煤、气、芳烃。
木质素 63 5 31.6 0.1 0.3 芳香族化合物,抗腐能力强,来自高等植物。 ——主成煤。另:天然气、芳烃。
不溶性有机质:干酪根 (占A总量的70~90%或更多)
❖ 干酪根:
是指沉积岩中不溶于碱、非氧化性酸(HF、HCI)、非 极性有机溶剂(CCl4、CHCl3、苯、酒精)的分散有机质。
1. 干 酪 根 的 形 成 及 演 化
2.干酪根的分布
图:干酪根数量与化工燃料最大资源的比较
3.干酪根结构和化学组成
4.1932年古勃金提出“混成说” : ——早期有机成因说
5. 20世纪50年代,美国P.V.Smith ;前苏 联B.B.维尔别:现代海洋沉积物中类原油烃类 化合物的分离鉴定—有机成因早期生油说—
6. Bray等(1961):正烷烃的奇偶优势研究
——批判了沉积有机质直接成油说 7. 阿贝尔松(P.H.Abelson)(1963) :
1.索可洛夫(1889):宇宙说 前苏联,库德梁采夫(1949):岩浆说
2. T.Gold(1993):地幔脱气说
(二)地球深部的无机合成说
——油气是在地球的深处,由于高温、高 压 和 催 化 剂 的 作 用 下 由 H2O、 CO2、 H2等 简 单无机物反应形成的。
门 捷 列 夫 ( 1876) : 碳 化 物 说 切 卡 留 克 ( 1971) : 高 温 生 成 说 耶 兰 斯 基 ( 1971) : 橄 榄 石 蛇 纹 石 化 生 油 说 R. Robinson( 1963, 1966) : 费 -托 地 质 合 成 说
②不同地质时代不均衡。
总趋势:地层越老,保存的沉积有机质越少。
2、影响沉积有机质丰度的因素
沉积物中富含有机质的地质条件:
①长期稳定下沉大地构造背景; ②较快的沉积(堆积)速度; ③足够数量和一定质量的原始有机质; ④温暖湿润、低能还原性岩相古地理环境 ——浅海封闭环境,半深-深湖、前三角洲
滨海
浅海(陆棚) 半深海(陆坡) 深海(深海平原)
干酪根热解成油说(有机成因晚期成油说) 8. Phillippi等(1965) :生油门限
8. 70年代初,法国著名地球化学家Tissot等 建立了干酪根热降解生烃演化模式,提出
并完善了干酪根晚期生烃学说,总结了油气 形成、演化与分布规律。
1973年,Pusey: “地温窗”和“液态窗” 20世纪80年代以来:“未—低成熟”石油;
石油 84.5 13 0.5 1.5 0.5
(二)沉积物(岩)中的沉积有机质
随无机质点一起沉积并保存下来的 那部分生物有机质,称沉积有机质,又 叫地质有机质。
沉积有机质的来源: 原地有机质、 异地有机质 、再沉积有机质
1.沉积有机质的分布特点
——总量很大,分布很不均衡。
①不同岩性中分布不均匀。 泥质岩多:2.1%±;砂岩0.05%;碳酸盐岩0.29%。
四、油气有机成因说
早期有机成因论 晚期有机成因论
1. 十八世纪中叶,罗蒙诺索夫:蒸馏说 “石油是煤在地下高温蒸馏的产物。
2.二十世纪二十年代初期,维尔纳茨 《地球化学概论》和《生物圈》
——详细论述了石油的有机组成和石油有 机成因的主要依据,提出了碳循环的模式。
3. Treibs(1933):卟啉化合物的发现和证 实——石油有机成因重要依据。
高能环境海水 进退频繁 沉积物粗 不利于繁殖、 堆积和保存
水体营养丰富,
阳光充足 水体较安静 生物大量繁殖 最有利
水体营养不足 生物不发育 生物遗体下沉经历巨厚水体 大部分遭到破坏,
陆源有机质很少
我国主要大型陆相湖盆的发育特征
(三)干酪根 Kerogen
埋藏,并经一系列改造
原始OM 于成岩过程中 新生沉积有机质(A) A: 可溶性有机质(可溶性沥青):烃,含N.S.O化合物
(1)干酪根的化学成分 复杂高分子聚合物,无固定化学成分。 [C12H12ON0.16S0.43]X
干酪根的元素
《石油天然气地质与勘探》
第二章 石油和天然气的成因
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
油气成因概述 生成的油气的原始物质 油气生成的地质环境与理化条件 有机质成烃演化模式 天然气成因类型及特征 烃源岩特征与油源对比
第一节 油气成因概述
一、油气成因有争议的原因 二、两大成因学派 三、油气无机成因说 四、油气有机成因说 五、两种成因学说的主要证据
第Hale Waihona Puke 节 油气成因概述油气成因、油气藏形成、油气分布规律, 是石油地质学的三大研究课题,而油气生成 是其中的根本性问题。要进行油气勘探工作, 需要选择有利的勘探区和有利层位,首先必 须解决盆地的油气生成问题。
油气成因问题,在原始物质、客观环境及转化 条件等方面,长期存在争论。
一、油气成因有争议的原因
❖有机成因说:油气是在地球上生物起源 之后,在地质历史发展过程中,由保存在 沉积岩中的生物有机质逐步转化而成。
生物有机质→油气
三、油气无机成因说
(一)泛宇宙说 (二)地球深部的无机合成说
(一)泛宇宙说
——包含烃类在内的有机化合物是在宇宙天体 的无机演化过程中形成的,在地球形成时就包 含有有机物。