油气的现代成因理论
为石油和天然气,并运移到邻近的储集层中去。
3.Tissot 等(20世纪70年代) 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。 石油生成的现代成因理论已基本建立起来了,它不仅符
合客观地质事实,逐渐为广大的石油地质工作者所接受,而且 在指导油气勘探中发挥了重大作用。
2. 陆相生油理论
认识的局限性、片面性
早期成油说:沉积有机质在成岩过程中逐步转化为油气。
3. 晚期成油说:沉积有机质埋藏到较大深度,到成岩晚期
达到成熟,经热降解生成大量油气。
油气的成因是一个非常复杂的理论问题,尽管目前油 气有机成因理论日臻完善,在油气勘探实践中发挥了重要 的作用,但并不能由此否定油气无机成因理论的科学价值。 近二十多年来,随着宇宙化学和地球形成新理论的兴起, 板块构造理论的发展和应用,以及同位素地球化学研究的 深入,为油气无机成因理论提供了新的理论依据。越来越 多的研究者注意到,地球深部来源物质对沉积有机质转化 为油气有重要影响(加氢和催化),这可以说是油气有机 和无机成因说的相互融合。
沉积物中富含有机质的环境条件是:
①生物产率高,有机质来源充足; ②低能静水还原环境,有机质分解少,保存条件好; ③沉积物堆积速度较大,粒度细。
(二)干酪根(Kerogen)
1、干酪根的定义和形成
❖定义:生油母质,沉积岩中不溶于非氧化型酸、 碱和非极性有机溶剂的分散沉积有机质。
❖形成过程:
生物体
(藻类、细菌、浮游生物和高等植物)
有机成因理论和无机成因假说,都有许多问题尚待进 一步深入研究。
二、石油生成的物质基础
(一)沉积有机质
❖概念:在外力地质作用下,在还原环境中伴随其它
矿物一起沉积、保存下来的生物残留物质。
❖来源:低等水生动、植物为主—细菌、藻类最佳
生物体的分泌物与死亡尸体可形成类脂化合物、蛋白质、 糖类及木质素等有机组分,这些有机组份大部分通过生物再 循环或物理化学作用遭到分解,仅少部分保存在沉积物(岩) 中形成有机质。
死亡
生物有机组分
(类脂化合物、蛋白质、糖类和木质素)
保保存存下下来来的的生生物物有有机机质质平平均均 仅仅为为其其原原始始产产量量的的00..88%%左左右右
被其它 生物吞食
保存到 沉积物(岩)中
氧化分解
可溶有机质
沉积有机质
生物化学分解作用
不溶有机质 (干酪根)
2.干酪根的成分及结构
❖成分:黑H(色9或%褐)色O(粉3末%,)是S(一5种%高)分N(子2聚%合)物微,量无元固素定。的化学成分C(79%)
②含油盆地中,含油层位与富含有机质的层位有依存关系。 ③石油中存在生物体特有的化合物,并具有旋光性等。 ④生物物质加热催化,可形成少量烃类。 ⑤碳的稳定同位素组成与生物物质的碳稳定同位素组成接近。
1.Treibs(1933): 首次发现并证实了卟啉化合物广泛存在于不同
时代、不同成因的石油、沥青等中。
nCO 2nH2 催化( CH 2 )n nH 2O
3.岩浆说 1949年,原苏联学者库德梁采夫提出:
“基性岩浆中存在C、H、O等元素,随其冷却时可化 合为碳氢化合物。”
基岩岩浆中C、H→CH→CH2→CH3→CH4→烃类物质
证据:岩浆岩、变质岩中相继发现油 气藏,基性岩浆中发现天然气。
另外,还有高温生成说、蛇纹石化生油学说等。
1.碳化说 1876年,俄国化学家门捷列夫提出:
“地下深处有重金属碳化物(碳化铁等)与水作用可产生烃类。”
3FemCn 4mH2O 高T、高P mFe 3O4 C 3nH 8m
2.宇宙说 1889年,俄国学者索可洛夫提出:
“碳氢化合物是宇宙间固有的。” ——证据:慧星等天体上发现了碳氢化合物。
石油工业通论
Introduction of Petroleum Industry
主讲人:刘宗堡 东北石油大学地球科学学院
第二节 石油的生成
➢油气成因概述 ➢石油生成的物质基础 ➢油气生成的外在条件 ➢油气生成的主要阶段 ➢生油岩
一、油气成因概述
❖成因复杂: 1.油气为流体,在地下可运移;***发现地≠生成地 2.成份复杂:运移受外界影响大→难以判断来源; 3.成因涉及多学科综合分析(需要广泛的知识) 4.缺乏对石油及其原始母质过渡形式的明确认识。
❖焦点与学派:
无机成因说
生成油气的原始物质
有机成因说
早期成油说 晚期成油说
(一)油气的无机成因学说
无机物在高温、高压条件下,转化为油气。
主要依据:
①在实验室中,无机物可以合成烃类——
nCO 2nH2 催化( CH 2 )n nH 2O
②火山喷出气体中有甲烷、乙烷等烃类成分。 ③慧星等天体上发现有烃类气体; ④石油的分布常常与深大断裂有关(断开地壳作为通道)
认为:卟啉化合物来源于植物叶绿素 ——石油有机成因重要依据。
2.Smith美国(1952-1954);前苏联B.B.维尔别 成功地从现代海洋沉积物中分离鉴定出微量类
似于原油的烃类化合物。 石油是有机质在沉积物(埋藏成)早期生成
的,是许多海相生物遗留下来的天然烃的混合物。 沉积物所含原始有机质在成岩过程中逐步转化
(二)油气有机成因学说
有机成因学说:沉积有机质在特定的地质、还原环境中,在细菌、 催化剂、温度、时间、放射性等各种作用下,经历生物化学、热催 化、热裂解、高温变质阶段陆续转化为石油和天然气。
主要依据:
①世界99%以上的石油产自沉积岩,少数岩浆岩、变质岩中的石 油也可能是来自相邻近的富含有机质的沉积岩。
❖分布特点:
沉积有机质主要呈分散状态分布在细粒沉积物(岩) 中,总数量约为3.8×1015吨,但分布很不均衡。
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%。
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。
❖数量的影响因素:
生物物质的产量、 原始有机质的保存条件 沉积物堆积速度、 沉积物的粒度
4.Albrecht和Durand等(1976):
对喀麦隆杜阿拉盆地白垩系一个未成熟、成熟到过成熟 的完整有机质演化剖面进行了研究。
迄今最好的有机质演化研究实例之一。
5.20世纪80年代以来: “未—低成熟”石油、煤成烃理论逐渐形成。
植物生油理论
1. 动物生油理论 生成油气的原始物质是沉积有机质
海相生油理论