第五章油气成因理论与烃源岩
一、有机成因的证据
1、世界99%的石油产自沉积岩
2、石油在地壳中的出现，与地史上生物的发育和兴衰密切相关
3、在油田剖面上，含有层位总与富含有机质的层位有依存关系
4、石油中找到了许多鱼异戊间二烯类、萜类和甾醇类有关的化合物
5、石油的元素组成包括痕量元素组成，与有机质或有机矿产相近似
6、石油具有旋光性
7、各种生物物质通过降解可得到或多或少的烃类产物。
二、干酪根
1、沉积岩中不溶于碱、非氧化性酸和非极性有机溶剂的分散有机质
2、根据H/C和O/C原子比可分为三种：藻质型、腐泥型、腐殖型
三、油气生成的理化条件
温度、时间、细菌、催化剂、放射性、压力
门限温度：烃源岩达到门限温度时（50-200），干酪根才开始成熟，与门限温度对应的深度（1500-5000）叫门限深度。
四、成烃演化与模式
镜质体反射率（Ro）与有机质的成烃作用和成熟度有良好的对应关系。
1、未成熟阶段——成岩作用阶段
①划分界限：此阶段从沉积有机质被埋藏开始至门限深度为止，Ro<0.55
②物质基础：脂肪、碳水化合物、蛋白质和木质素等生物聚合物
③化学作用过程：有机和无机过程。生物水解、降解
④烃类产物：挥发物、少量未熟——低熟石油。
⑤特点：正构烷烃具有明显的奇碳数优势
⑥终结物：干酪根
2、成熟阶段——深成作用阶段（为干酪根生成油气的主要阶段）
①划分界限：该阶段从有机质演化的门限值开始至生成油气和湿气结束为止，Ro为
0.5%~2%
②物质基础：干酪根
③化学作用过程：当达到门限深度和温度时，在热力作用下，粘土催化作用，干酪根初
期热降解生成石油，后期热裂解生成轻质油和湿气。
④烃类物质：湿气、凝析气、成熟石油
⑤特点：该阶段按干酪根的成熟度和成烃产物划分为为油带和轻质油、湿气带，其特点
分别为：
油带：石油以中-低分子量的烃类为主，正烷烃奇碳数优势逐渐变为成熟油冲淡直至消失，环烷烃和芳香烃的碳数和环数减少，曲线有双峰变为单峰
⑥终结物：干酪根残渣
3、过成熟阶段——准变质作用阶段
①划分界限该阶段埋深大，温度高，Ro>2%
②物质基础：干酪根残渣和已生成的湿气、凝析气、轻质油
③化学作用过程：高温热裂解
④烃类产物：干气（甲烷）
⑤特点：趋于向甲烷分子的化学热稳定；干酪根缩聚为富碳残余物。
⑥终结物：次石墨
*需要说明的是：1、有机质成烃演化是一个连续的过程，对于任意烃源岩而言，可能只是演化到某一阶段的某个过程而已；2、以上仅仅是成烃演化的一般模式，对于不同的坳陷盆地其演化过程可能有其特殊性，必须具体问题具体分析；3、对于低熟油气，煤层和天然气水合物的成因也有其特殊性。
第二节天然气的成因类型与判别
天然气有机成因气生物成因气
热解气油型气
煤型气
无机成因气
①生物成因气
是有机质在还原条件下由微生物降解、发酵和合成作用形成的以甲烷为主的天然气。碳酸盐还原带是生成甲烷的主要的生化带
有利于生物气形成的因素可大致归纳为：有丰富的有机质；严格的缺氧、缺硫酸盐岩环境；pH值以接近中性为宜；温度在35-42℃为最佳；
生物成因气化学组成，除个别含氮气较多的天然气外，甲烷含量一般大于98%，有的甚至在99%以上，重烃含量低，一般少于0.2%，为典型的干气。
②油型气
指成油有机质在热力作用下以及石油热裂解形成的各种天然气。主要包括石油伴生气、凝析油伴生气和热裂解干气，成油有机质的热演化成烃过程用Ro来表示其阶段和主要产物。
③煤型气
煤型气是指腐殖煤及复制型煤系有机质在变质作用阶段形成的天然气。其含义与腐泥型有机质在成油演化过程中形成的天然气称为油型气相对应。又称煤系气、煤成气。
煤型气的化学组成中重烃气含量有时可达10%以上，甲烷气一般占70%~95%，非烃气中普遍含氮气和汞蒸气，也常含二氧化碳，但贫硫化氢。
④无机成因气
通常是认为是地幔排气作用形成，地幔排气过程依其特点可分为两种基本类型：即高温低压热排气过程和低温高压冷排气过程。前者地幔气水和二氧化碳为主；后者则以甲烷和氢气为主。
化学组成一般以甲烷占优势，C+2含量很少，一般<1%。常可见少量到微量烯烃，且氢、氮、二氧化碳、一氧化碳及氦气含量较高。
2、烃源岩的评价
有机质数量、有机质类型和有机质成熟度
1）有机质数量：包括有机质的丰度和烃源岩的体积，主要指标为有机碳、氯仿沥青A和总烃的百分含量。
2）有机质的类型，常从不溶有机质（干酪根）和可溶有机质（沥青）的性质和组成加以区分。
干酪根：元素分析、光学分析、红外光谱分析以及岩石热解分析
元素分析：根据H/C，O/C原子比，可分为藻质型，腐泥型，腐殖型
光学分析法：孢粉分析按干酪根在透射光下的微观结构，分为藻质、絮质、草质、本
质和煤质
煤岩分析将干酪根的显微组分分为壳质组、镜质组、和惰质组岩石热解分析:是岩石热解分析仪直接从岩样中测出所含的吸附烃，干酪根热解烃和二氧化碳与水等含氧挥发物以及相应的温度，温度可逐步加热到550摄氏度。
由于氢指数和氧指数与干酪根元素组成成分析能进行很多的对比。
可溶沥青分析：常用的参数：（1）烃源岩氯仿抽提物中组分组成特征如饱和烃/芳香烃（2）饱和烃气相色谱特征包括主峰碳位置和峰型等
（3）色谱——质谱分析可鉴定甾类和萜类等生物标志化合物的种类
和数量，这对母质的来源也有重要意义。
3）有机质的成熟度是表征其成烃有效性和产物性质的重要参数，有效地方法有：镜质反射率（R0）法，孢粉和干酪根的颜色法、岩石热解法、可溶有机质的化学法
镜质体反射率法：是温度和有效加热时间的函数具有不可逆性。是确定煤化阶段的最佳参数之一。镜质体反射率的主要类型有最大、最小和随机3种。在煤岩显微组分中，镜质组最丰富，反射率居中，而壳质组反射率最低，惰质组最高
第三节油气地球化学对比
广义上包括油-油对比，油-岩对比，气-气对比，油-气-岩对比和天然气成因分类，其中油-岩和气-岩对比是核心问题。
一、1）参数选取的原则
油气对比的基础是：1、性质相同的两种油气应源于同一母岩；2、母岩排出的石油应该与母岩中残留的石油相同；3、母岩排出的天然气的成因类型应该与母岩的性质一致。
2）对比参数
石油对比参数：常用的有微量元素系列和V/Ni比值；生物标志化合物如异戊间二烯烷烃的系列分布，萜类和甾类化合物的分布型式和特征；正构和异构烷烃、环烷烃、芳香烃等系列化合物的分布型式和比值；各种石油组分的碳氢稳定同位素。
天然气的对比参数：烃气富集系数，即烃气/非烃气，甲烷系数，干燥系数，重烃系数和湿度。
二、油源对比：C+15正构烷烃，类异戊二烯烷烃，甾类和萜类化合物，芳香族化合物，
碳同位素和族组分等几大类。
气源对比：轻重气态烃的含量和比值，同位素，非烃含量，凝析油的地球化学指标
第六章石油与天然气运移
第一节初次运移
油气的初次运移：是指油气在烃源岩中的运移以及向晕载层或储集层中的运移。
一、初次运移的介质条件
（一）烃源岩的物理性质
1、烃岩源的压实
压实作用：随着上覆沉积负荷的不断增加，下伏先期沉积物逐渐被压实的
现象为压实作用。
2、烃源岩的孔隙和比表面
组成岩石的颗粒越细则比表面越大，相同埋深情况下泥岩的比表面比砂岩
大；比表面大意味着岩石与孔隙流体的接触面增大，给流体运移带来困难
3、烃源岩的润湿性与毛细管压力
润湿性是吸附能力的一种作用，指液体在表面分子力作用下在固体表面流
散的现象。毛细管压力是在两种不混溶流体的弯曲界面上，由于两边流体
所承受的压力不同，在凹面承受较大的流体压力，毛细管中的这种压力差
称为毛细管压力，毛细管压力总是指向非润湿相。
（二）运移的理化条件
1、温度条件石油生成的温度范围为60—150，通常，石油初次运移开始的
温度和深度一般大于石油大量生成的温度和深度。
2、压力条件压力主要是指孔隙流体压力，是指作用在岩石或地层孔隙中的
流体上的压力，即地层压力。
二、初次运移的动力
主要有压力、构造应力、分子扩散力和浮力
（1）压力包括正常压实作用产生的剩余压力、欠压实产生的异常压力、渗透作用产生的渗透压力和烃源岩与运载层接触面产生的毛细管压力（2）构造应力通常是指导致地壳发生构造运动的地应力，或者是由于构造运动而产生的地应力。构造应力之所以是初次运移的动力，是因为烃源岩孔隙度和
流体压力的变化，不仅可以由上覆岩石负荷应力所产生，也可以由水平的构
造应力所引起，大多是两种应力叠加的结果。
（3）分子扩散力。由于浓度差而产生的分子扩散。在初次运移中的作用主要有以下两个方面。1）虽然扩散作用在烃类物质运移方面的效率比较低，但只要有
浓度差存在，扩散作用就无时不刻在发生
2）扩散流与渗流在地下孔隙空间中可以相互转换，各显其能地进行初次运移。
（4）浮力
三、阻力
（1）分子间的吸着力
（2）毛细管阻力
（3）油气的浮力
四、初次运移的相态及演变
初次运移的相态是指：油气在地下发生运时的物理相态。石油主要有水溶相、连续油相，气溶相和扩散相。天然气主要有：水溶相、油溶相、连续油相和气溶相
五、初次运移的通道
包括烃源岩中较大孔隙、构造裂缝和断层，微裂隙、缝合线以及有机质或干酪根网络。
六、初次运移的基本模式
1、正常压实模式
在未熟-——底熟阶段，烃源岩层埋深不大，生成油气的数量少，烃源岩孔隙水较多，渗透率相对较高，部分油气可以溶解在水中呈水溶状态，部分可呈分散的游离油气滴，在压实作用下，随压实水流，同过烃源岩孔隙运移到储集层中。
2、异常压力模式
在成熟——过成熟阶段，烃源岩层已被压实，孔隙水较少，渗透率较低，烃源岩排液不畅，有机质大量生成油气，孔隙水不足以完全溶解所有油气，大量油气呈游离状态。
3、扩散作用
由于扩散作用是一种分子运移行为，因此与体积流相比，效率较低。
七、初次运移的其他问题
（1）初次运移的时间
1、根据压实阶段确定：初次运移发生在晚期压实阶段
2、根据微裂隙形成时间确定：初次运移的时间就是微裂隙形成的时间。
3、根据有机质包裹体确定：有机包裹体是运移期有油气的原始样品。测定有机包裹体的形成的温度，就可确定油气运移的时间及深度。
（2）初次运移的方向
取决于油气初次运移的驱使因素和通道特征。烃源岩内的孔隙压力差是最重要的驱使因素。但实际运移方向常与生、储组合形式有关。
（3）初次运移的距离
烃源岩排烃有效厚度+-30m，有砂岩夹层将大大增加排烃厚度。
（4）初次运移的效率
排烃效率：烃源岩排出烃的质量与生成烃的质量百分比
第二节二次运移
油气二次运移是指油气自源岩中排出并进入相邻运载层以后沿储集层、断层、裂隙、不整合面等通道的运移。
广义的二次运移：油气脱离母岩后发生的一切运移。
运移的条件：1、油气饱和度达到一定2、油柱必须大于临界油柱高度。
一、二次运移的主要动力：重力、浮力、水动力
1、浮力
在自由水中或自由水面之上任一高度的油气所受到的浮力，实际上等于该高度的静水压力与静油压力之差。
当岩层倾斜时，浮力分解成垂直于层面和平行于层面的两个分力。
2、水动力
水动力是推动地层孔隙水流动的动力。地层中的水动力可以由差异压实作用和重力作用而产生，并形成压实水动力和重力水动力。
上倾水流和下倾水流：当水动力与油气上浮方向一致时，水动力将成为二次运移的动力（上倾水流）；当水动力与油气的上浮方向相反时，水动力成为二次运移的阻力（下倾水流）。水动力不仅影响二次运移动力的大小，而且还影响着油气运移的方向。静水条件下，油气油气运移的方向只取决于重力。动力条件下，水平的等势面变为向水流方向倾斜的平面，垂直等势面的法线方向就是流动方向。
3、扩散力
烃类只要存在浓度差，分子扩散就可以发生。在水动力梯度和微弱的致密地层中，分子扩散就成为二次运移的主要动力和方式，在非常规的深盆气、煤层气、透镜体中油气的运聚成藏过程中起着重要的作用。
二、二次运移的阻力毛细管阻力
三、油气在二次运移中的相态
四、二次运移的通道
1、连通孔隙
2、裂隙（缝）
3、断层
4、不整合面
五、二次运移主要模式
1、多相渗流模式
对于地下孔隙水中呈连续烃相的油气，二次运移过程中渗流大多是油、气、水三相渗流，并简化为油-水或气-水的两相渗流。
油气的势差是二次运移的动力源，油气总是自发从高势区向低势区渗流。油气在力场中受到的净浮力与水动力的合力，正是力场强度，它为油气渗流提供了具体动力和指向。
2、扩散模式
分子扩散的动力是烃浓度差、因此烃源岩是烃类扩散的源头。烃类的扩散同样经历了初次和二次运移的全过程，并最终到达地表而散失。
六、二次运移的时期
构造运动期次是确定大规模二次运移的依据。
二次运移的方向：由深凹陷 斜坡或隆起的方向就是水流和浮力的共同指向，所以这自然成为油气二次运移的主要指向。
二次运移的距离：取决于运移通道的通畅程度、烃源岩供给油气的丰富程度，沉积盆地的岩性岩相变化、盆地大小以及盆地构造格局的展布等因素。
七、二次运移的效率
可用排聚率（聚集量/排烃量的百分数）来表示，也可以用生聚率（聚烃量/生烃量）的百分数来表示。
4、扩散作用
5、
10.3.2.3烃源岩排烃 力学 排烃也称为初次运移。 由于烃源岩在埋藏过程中的压实作用，孔隙的大小可能会小于某些油气分子的大小（图10.28）。这样，在解释油气如何运移出烃源岩的问题上就存在了一个困难。在地质文献中讨论的所有可能的初次运移机制中，最可能的是油气以不连续相穿过由超压解压作用形成的微裂缝。烃源岩中的超压可能是油气生成、温度升高流体膨胀、封闭烃源岩的压实作用以及粘土矿物脱水作用排水等综合作用的结果。 图 10.28 各物理参数与页岩沉积物不断增加的埋深之间的相互关系，图中显示了页岩的孔隙直径与油气分子直径的关系。当埋藏深度适当时，与较大的油气分子相比，页岩的孔隙直径变得非常小。 干酪根向油气的转化导致了明显的体积增加，这使得烃源岩中孔隙压力增加。孔隙压力的增加有时足以导致微裂缝的形成。这样可以释放压力，同时允许油气运移出烃源岩进入到毗邻的运载层，从这点开始油气进入二次运移过程。生烃、压力增加、显微破裂作用、油气运移、压力释放这个循环会一直继续，直到烃源岩枯竭。这个理论的实质是只要烃源岩足够富集，那么它会不断地排出油气。从这种意义上来讲，初次运移并不是石油地质学家们主要关注的事。在区域压力梯度的调节下，初次运移中明显地发生油气向上且/或向下移出烃源层。 当液态石油在烃源岩中裂解成气的时候，将发生大规模的体积膨胀。较贫乏的生油岩可能不能生成足以引起显微破裂作用的烃类，这样就不会有排烃作用发生。然而，如果达到更高的成熟度，仍然停留在烃源岩中的石油将会裂解成气，由此引起的体积增加和超压可能促使排烃的发生。因此，如果蕴油性的贫油烃源岩达到足够高的成熟度，那么该烃源岩易排出凝析气。 排烃率 生成的油气（包括初期的）有多少可能会从烃源岩排出呢？Cooles 等（1986）指出，在120℃至150℃之间，烃源岩的排烃率主要取决于烃源岩中有机质的富集程度。在有机质富集的烃源岩中（潜产量＞5kg ton-1，TOC＞1.5%），排油效率非常高，有生成油气总量的60-90%将会被排出。然而，在生烃与排烃之间存在一个迟滞时间。在烃源岩有效排烃以前，烃源岩中俄油气必须达到某一最小含有饱和度（约4%）。在有机质较贫乏的烃源岩中潜产量＜5kg ton-1，TOC＜1.5%），排烃率要低的多，大多数生成的石油停留在烃源岩中。如我们所知道的，如果达到更高的成熟度，石油将会裂解成气并排出。不考虑烃源岩中有机质的富集程度，天然气和凝析气的排出效率非常高。 Mackenzie和Quigley（1988）以原始干酪根浓度和干酪根类型为基础，将烃源岩分为三个端员类（图10.29）。生油指数（PGI）是指已经转化为油气的那一部分有机质，因此是烃源岩成熟度的量度。排烃率（PEE）是指在烃源岩中形成并排出的那一部分油气。由这些参数确定油气排出的时间和成分。
第19卷第1期Evaluation on hydrocarbon source rocks in different environments and characteristics of hydrocarbon generation and expulsion in Dongpu Depression Chen Jie 1,Lu Kun 1,Feng Ying 1,Yuan Kehong 1,Wang Debo 1,Cui Hong 2，Zhang Wenjie 2 (1.Research Institute of Exploration and Development,Zhongyuan Oilfield Company,SINOPEC,Puyang 457001,China;2.ZPEB International,SINOPEC,Puyang 457001,China) Abstract:In different environments,the potential of hydrocarbon source rocks has a significant difference in Dongpu Depression.By studying the organic geochemistry of source rocks and the characteristics of hydrocarbon generation and expulsion in different environments,it is shown that the source rocks in the northern salt water environment are good to excellent,the source rocks in northern brackish environment are medium to good and the source rocks in southern fresh water -brackish water environment are poor to medium ．Source rocks in different environments have twice hydrocarbon generations and expulsions ．The first phase is R o <0.7%,in which the soluble organic matters directly convert into immature or low mature oil.The second phase is R o >0.7%,in which the thermal degradation of kerogen mainly generates mature oil ．The evaluation on source rocks in different environments and the characteristics study of hydrocarbon generation and expulsion can provide an instructive role for the next step exploration in Dongpu Depression ． Key words:sedimentary environment;evaluation on hydrocarbon source rock;characteristics of hydrocarbon generation and expulsion;Dongpu Depression 1区域概况 东濮凹陷是一个典型的含盐盆地，整个盆地呈北 北东向展布，南宽北窄。其东侧隔兰聊大断裂与鲁西隆起为邻，西侧以六塔-石家集断层为界与内黄隆起相接，南至兰考凸起，北到马陵断层，面积约5300km 2（见图1）［1-2］。 东濮凹陷北部盐岩发育，主要分布在沙三段。其中，沙三中盐岩厚度最大，分布最广。东濮凹陷不同地 区烃源岩的沉积环境不同，其中，北部含盐区为典型的咸水环境，北部无盐区为半咸水环境，而南部地区则为淡水—微咸水环境（见图1）。不同沉积环境烃源岩有机质丰度及生排烃特征差别较大，通过对不同沉积环境烃源岩评价及生排烃特征研究，可以为资源评价及生烃潜力预测提供依据。 东濮凹陷不同环境烃源岩评价及生排烃特征研究 陈洁1，鹿坤1，冯英1，苑克红1，王德波1，崔红2，张文洁2 （1.中国石化中原油田分公司勘探开发科学研究院，河南濮阳457001；2.中国石化中原石油勘探局对外经济贸易总公司，河南濮阳457001） 基金项目：国家科技重大专项“渤海湾盆地南部精细勘探关键技术”（2008ZX05000-006）资助 摘 要 东濮凹陷不同环境烃源岩生烃潜力差别巨大，文中对不同环境烃源岩有机地球化学特征和生排烃特征进行了研 究。研究结果表明：东濮北部咸水环境烃源岩为好—优质烃源岩，北部半咸水环境烃源岩为中等—好烃源岩，南部淡水—微咸水环境烃源岩最差，为差—中等烃源岩。不同环境烃源岩均有2次生烃和2次排烃，第一期生烃为镜质体反射率R o 小于 0.7%，该期主要是可溶有机质直接转化成未熟或者低熟油，第二期为R o 大于0.7%，主要以干酪根热降解生成成熟油为主。 东濮凹陷不同环境烃源岩评价及生排烃特征的研究，对东濮凹陷下一步勘探具有指导意义。关键词 沉积环境；烃源岩评价；生排烃特征；东濮凹陷 中图分类号：TE122.1 文献标志码：A 文章编号：1005-8907（2012）01-0035-04 引用格式：陈洁，鹿坤，冯英，等.东濮凹陷不同环境烃源岩评价及生排烃特征研究［J ］.断块油气田，2012，19（1）：35-38. Chen Jie ，Lu Kun ，Feng Ying ，et al.Evaluation on hydrocarbon source rocks in different environments and characteristics of hydrocarbon generation and expulsion in Dongpu Depression ［J ］.Fault -Block Oil &Gas Field ，2012，19（1）：35-38. 收稿日期：2011-08-09；改回日期：2011-11-28。 作者简介：陈洁，女，1965年生，工程师，现从事油田地质研究工作。E -mail ：zhychj666@https://www.doczj.com/doc/472293380.html, 。 断块油气田 FAULT -BLOCK OIL ＆GAS FIELD 2012年1月
文章编号:1000-0747(2003)06-0045-03 济阳坳陷古近系烃源岩结构及排烃的非均一性 陈中红,查明 (石油大学(华东)地球资源与信息学院) 基金项目:国家“十五”重点科技攻关项目(2001BA605A-09) 摘要:济阳坳陷古近系湖相纹层状泥页岩中的有机碳分布非均一性强烈,烃源岩结构有大段纯泥岩式、砂岩嵌入式、指状式、泥岩嵌入式、泥包砂式、砂包泥式和砂泥交互式等,其压实状态、压力分布状态及排烃特征互不相同。烃源岩压实不均衡导致排烃的非均一性,厚层烃源岩中的滞排现象和超压体系的幕式排烃特征是非均一性的两种极端体现。烃源岩排烃的非均一性为分阶段进行排烃模拟提供了新思路。图3表1参22 关键词:烃源岩;排烃;非均质性;济阳坳陷;古近系 中图分类号:TE122.1 文献标识码:A 济阳坳陷的古近系烃源岩的生烃问题进行过详细研究[1-6],排烃研究相对薄弱。烃源岩排烃存在强烈的非均质性,烃源岩结构也存在非均质性,如果忽略这一点,根据有限的样品分析,用局部的排烃模型代表整体排烃模型,可能会得出一些错误结论。 1济阳坳陷烃源岩结构特征 1.1烃源岩有机质分布特征 济阳坳陷主要烃源岩是沙河街组湖相泥质岩中的纹层状泥质岩[6,7],纹层以伸长、压扁、片状或藻类化石层等形式存在[6]。富有机质纹层页岩由有机质纹层和黏土矿物组成;钙质纹层页岩的一类由有机质纹层和钙质超微化石纹层组成,另一类由有机质纹层和含有钙质超微化石的粗粒方解石纹层组成;钙质纹层泥岩由细粒方解石纹层和含有机质的黏土矿物组成。 泥岩中的黏土矿物一方面作为有机质附着的“载体”和成烃的“催化剂”,另一方面又是吸附残留烃的“吸附剂”,对生排烃影响显著,那些分布不均一的、由藻类勃发形成的颗石藻化石纹层更有重要的控制作用[8,9]。有机质在烃源岩中的赋存主要有3种形式:顺层富集型、分散型和局部富集型[10]。沙三段深湖—半深湖相沉积中的有机碳多顺层富集,有机碳含量一般在1%以上,通常在厚层烃源岩中形成向外排烃的重要通道———层理或页理,对烃源岩的生烃及排烃都能产生积极影响,碳酸盐含量也高,属好的烃源岩。滨浅湖—三角洲—河流相沉积中的有机碳呈分散型,有机碳含量多小于1%,碳酸盐含量低,对生排烃不利。 即使在有机碳含量高的层段,有机碳分布离散也较大[11],牛38井的纵向有机碳含量分布呈现波峰— 波谷的波动特点,如沙三段下部(3280～3370m)有机碳含量为0.35%～12.8%,相差两个数量级[5]。有机碳分布的纵横向非均质性通常导致厚层泥岩中存在有机碳局部集中、丰度较高的薄层,这些薄层是对生排烃有较大贡献的“优质烃源岩”[12]。 1.2烃源岩岩性结构特征 烃源岩岩性结构指烃源岩与分布于其中的砂岩的组合模式,对烃源岩排烃的影响主要表现为单层泥岩越薄、砂泥交互越频繁,排烃效率越高。根据大量统计分析,济阳坳陷古近系烃源岩结构主要有7种形式(见表1)。 表1 烃源岩岩性配置特征 岩性组合特征描述定量描述排烃特征典型实例 纯泥岩不含砂岩的大套纯泥岩L m≥20,L s=0具“滞排带”坨77井,2720～2770m 砂岩嵌入式单层泥岩中嵌入薄层砂岩L m≥20,0
西南石油大学学报（自然科学版） 2012年10月第34卷第5期 Journal of Southwest Petroleum University（Science&Technology Edition） V ol.34No.5Oct.2012 编辑部网址：http：//https://www.doczj.com/doc/472293380.html, 文章编号：1674–5086（2012）05–0059–06DOI：10.3863/j.issn.1674–5086.2012.05.008 中图分类号：TE122文献标识码：A 反向正断层在松辽盆地南部油气聚集中的作用*张永波1，高宇慧2，马世忠3，刘冬民4，孙雨3 1.中国石油新疆油田公司陆梁油田作业区，新疆克拉玛依834000 2.中国石油新疆油田公司勘探开发研究院，新疆克拉玛依834000 3.东北石油大学地球科学学院，黑龙江大庆163318 4.中国石油东方地球物理勘探有限责任公司研究院地质研究中心，河北涿州072751 摘要：油气勘探的实践成果表明，我国绝大多数含油气盆地中油气藏的形成和分布受断层分布的控制。通过对两井东—木头南区扶余油层石油地质特征、已提交探明储量区及有利区块预测结果表明，研究区通过以西南为主要物源方向的三角洲前缘砂体与北北西断层垂直或者高角度斜交的大型反向正断层的有效匹配，形成了邻凹侧具有有利富油的条件。分别通过对反向正断层形成的机制及背景、研究区发育分布特征、以及反向正断层聚油机理–模式进行研究表明，反向正断层对油气的聚集与分布有以下控制作用：控制油气聚集的类型、控制油气富集的程度、控制油气聚集的层位、控制油气聚集的部位，为今后油气勘探开发工作指明了方向。 关键词：反向正断层；扶新隆起带；油气聚集；扶余油层；两井东—木头南 网络出版地址：http：//https://www.doczj.com/doc/472293380.html,/kcms/detail/51.1718.TE.20120928.1558.021.html 张永波，高宇慧，马世忠，等．反向正断层在松辽盆地南部油气聚集中的作用[J]．西南石油大学学报：自然科学版，2012，34（5）：59–64．Zhang Yongbo,Gao Yuhui,Ma Shizhong,et al．Function of Oil and Gas Accumulation and Formation Mechanism of Antithetic Normal Faults in the South of Songliao Basin[J]．Journal of Southwest Petroleum University：Science&Technology Edition，2012，34（5）：59–64． 引言 两井东—木头南区块地理位置处于吉林省松原市境内，北为新民油田主力区，西临乾安油田，西南为孤店油气田，东为木头油田。在构造区域划分上属于松辽盆地南部中央拗陷区扶新隆起带南坡，西部为长岭凹陷，南部为华字井阶地，东部为东南隆起带，勘探面积约2000km2（图1）。 经过近几十年的勘探，研究区先后完成了重力、磁力、电法、模拟地震普查、数字二维地震及区域地质钻探勘查等工作，勘探工作全面展开，由此发现了木头构造及扶新隆起带。进入新世纪，随着三维地震资料的应用，石油地质及油气成藏规律等的深入研究，形成了“扶新隆起带构造南翼储层发育、油源充足、盖层条件好，只要具备圈闭条件，则可聚集油气并富集成藏”的认识[12]。在此基础上，1994年开展了以落实构造、寻找断块圈闭为主要目标的滚动勘探开发。目前，两井东—木头南区已成 为吉林油田重要的油气资源接替区。 图1研究区构造位置图 Fig.1Location of the study area *收稿日期：2011–10–17网络出版时间：2012–09–28
油气成因与烃源岩评价研究综述 1 油气成因理论 油气成因理论作为石油地质学研究的核心问题已争论上百年，油气成因的认识可归纳为有机成因和无机成因2大学派，其争论的核心是生成油气的母质和形成过程。前者认为油气是由地质历史时期分散在沉积物中的动植物有机质发生热解转化而成，后者则提出油气是由地下深处的无机物通过无机合成反应形成的。 1.1 有机成因说 认为油气是由分散在沉积岩中的生物有机体转化而成[1]。有人根据一些实验事实，提出油气是由动物遗体转化而来的；也有人根据煤的形成,提出油气的生成同植物残体的埋藏有关；古勃金则根据多数油藏分布于滨海或海洋沉积层内，或是与海洋有联系的陆相沉积层内(这里动植物非常繁盛且易于埋藏)，提出石油的动植物混成说。 史密斯经过对墨西哥湾进行大量现代沉积取样分析研究，提出油气的有机成因早期生成说，认为沉积物中所含原始有机质在成岩过程中逐渐转化为石油和天然气。但其观点与实际地质资料有较大出入：古代沉积岩中液态烃含量要比现代沉积物中大20余倍，现代沉积物中液态烃的组成和性质与石油都有一定的差别，而且要在地下一定深度和温度下才能生成石油。于是又有人提出有机成因晚期生成说，认为有机质埋入地下，随沉积物不断下沉，有机质转变为干酪根，在一定温度和压力下，干酪根达到成熟热解，开始生成大量油气。但后来研究表明生物有机质在细菌的分解作用下，可以不经干酪根而直接生成油气。因而有机成因学派在油气生成过程及生成机理上也有分歧。 现代石油地质学理论主要是建立在油气生成的有机成因上，人们认为所有工业性油气藏和煤矿几乎完全为生物成因的。油气的有机成因理论已被长期作为油气勘探战略和方法的理论基础，石油有机成因主要依据如下： (1)世界上已发现的油气田99.9%分布于沉积岩中，而在沉积盖层不发育的地盾和巨大结晶基底隆起区，很少或没有找到油气聚集。 (2)从前寒武纪至第四纪更新世的各个时代岩层中都找到了石油，但石油天然气在地质时代上的分布很不均衡，似乎与沉积岩中有机质的分布状况相吻合，
油气成因理论 一、油气无机成因说 （一）泛宇宙说 认为包含烃类在内的有机化合物是宇宙天体的无机演化过程中形成的。 1．宇宙说：认为地球呈熔融状态时，碳氢化合物就包含在气圈中，随着地球的冷却被冷凝岩浆吸收，最后凝结于地壳形成石油。 2．地幔脱气说：认为地球深部存在大量的甲烷和其他非烃资源，在地球分异演化的早期从地球深部被加热而释放出来，有的被释放到大气圈，一小部分形成天然气藏。 （二）地球深部的无机合成说 1．门捷列夫的碳化合物说：认为地球内部的水与重金属碳化物相互作用，形成碳氢化合物。2．高温生成说：认为深度在150km，温度超过1500k、压力达5000Mpa，由于FeO及Fe3O4的参与，水与二氧化碳被还原形成烃类。 3．蛇纹石化生油说：提出橄榄石的蛇纹石化可以产生烃类。 4．费—托地质合成说：认为地球上原始石油是在20×108 年前通过费—托反应生成。 二、有机成因说 基本观点：石油是地质历史时期生物有机质形成的。 分为：早期生油理论和晚期生油理论。 目前晚期生油理论占主导，晚期生油理论是指石油是在有机物质被埋藏到一定深度、温度条件，在热力作用和催化作用由有机物转化而来。 （一）生油的原始物质 生物有机质：包括脂类、蛋白质、碳水化合物、木质素和丹宁 （二）生油环境 温暖、潮湿的气候环境有利于生物的大量繁殖和发育，总而具备了丰富的生油原始物质。海洋、湖泊、三角洲等古地理区域不仅有丰富的水生生物，还因水体起到了隔绝空气的作用，阻止了有机质的腐烂分解，是生油的有利地区。 （三）油气生成的一般模式： 1．生物化学生气阶段 2．热催化生油气阶段 3．热裂解生凝析气阶段 4．深部高温生气阶段
石油天然气成因理论概论 资信研10-8班地质工程钟娟娟 Z1001011 作为国家的战略性资源，油气对国民经济的发展发挥着至关重要的作用。其中，石油向来被誉为“工业的血液”，其重要性不言自明。现代经济社会的发展在很大程度上依赖于油气资源的勘探与获取。而油气成因问题的研究则是为了更好地确定勘探方向，更有效地探寻支撑经济社会发展的油气能源。 从物态上看，石油与天然气是流体,在地下一定条件下,它不断流动,现在所找到的油气藏并非其生成地方,而是经过一定距离运移而聚集起来的；从化学组成上看，石油与天然气的组份很复杂,并非单一物质,且在地下运移过程中或其它条件的改变,其成份也在发生变化,其现今的组成并不代表其原貌.；从认知层面来看，油气成因研究涉及众多学科门类，具有很强的复杂性、综合性，需要专业化、综合化、广泛化的知识体系作为基底进行研究；由于分离及鉴定手段的限制,目前对石油组份的了解尚不充分，缺乏对石油及其成油母质过渡形式的明确认知。如上众多因素导致石油成因这一复杂问题的争论从未真正停止过。各家众说纷纭，各有特色。在众多对油气的认识中，基本可分为有机成油说和无机成因说两大学派。其中，有机成因学派认为，生物体是油气生成的最初来源，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。而无机成因学派则认为石油是在地壳深处、在地下高温高压条件下由无机物通过化学反应形成的。现今，有机成因说占据主导地位，是指导当前油气勘探的主要理论依据. 油气有机成因说又具体分为早期成油说和晚期成油说两大类。其中，早期成油说认为，石油烃类是地壳浅处，沉积物成岩作用早期，由沉积岩中的分散有机质在生物化学作用下生成的。晚期成油说认为，石油是有机物质被埋藏后，在一定深度、一定温度，在热力作用和催化剂作用下，由有机物质转化而来的。早期成因说主张沉积有机质在成岩过程中，逐步转化为石油和天然气，并运移到临近的储层中去；晚期成因说认为沉积物埋藏到一定深度后，到了成岩作用晚期或后生作用初期，沉积岩中的不溶有机质才开始发生热降解，生成大量的液态石油和天然气。有机成因说认为，油气生成需要满足两个基本条件：有利于油气生成的
油气成因研究综述 石油天然气的形成必须要有物质基础，还要遵循客观的演化规律，对于它的成因有机成因说和无机成因说的对峙已久，至今仍然存在争议，而两派争议的核心自然是对油气的起源物质和生成演化过程的认识不同。简单的说，有机成因说认为油气是地下分散在沉积岩中的植物、动物有机质转化而成，无机成因说主张油气是在地下深部高温高压的环境下，由无机物转换而来，这两种争论从其产生延续至今。 标签：天然气；石油；有机成因说；无机成因说 1 油气有机成因说 有机成因说是18世纪中叶提出的，主要理论有“蒸馏说”、“动物说”、“植物说”、“动植物混合说”、“晚期成油说”等。最主要的证据有：a.目前发现的油田大都分布在沉积岩中；b.前寒武纪到第四纪的每个时代岩层里都发现了石油；c.从油气剖面中看出含油气层位与富含有机质的层位有相互依存的关系；d.目前发现的石油中化学成分并不完全相同，也没有完全不同；e.石油组分中的元素和有机质中的元素相近；f.在模拟实验中可以从有机质中提取到在油气中含有的烃类物质；g.油层的温度大都低于100℃；h.石油大都有旋光性。下面将以时间顺序介绍有机成因的各个学说。 1.1 高温蒸馏说 18世纪中叶苏联的罗蒙诺索夫提出高温蒸馏说，他是最早提出有机学说的学者，他认为石油是煤在地下受到高温蒸馏的产物。 1.2 动物说与植物说 在18世纪60年代，有机学派根据实验和观察，提出了一些新的方案，如以低等动物为主的动物说和以藻类为主的植物说，植物说认为可能成为生油气的藻类有绿藻、蓝藻、硅藻及甲藻。从1888年起，Hoefer和Engler对多种动植物的脂肪酸进行了实验，进一步完善了该学说。 1.3 动植物混成学说 20世纪初，波东尼认为动植物都可以成为油气生成的基础材料，它们和矿物质点一起形成腐泥岩，腐泥岩经过天然蒸馏可产生石油。进而在1932年古勃金各种生物化学组成部分均可参与生成油气，他们可以来自海洋的动植物残体和从陆地携带进海洋的生物分解产物，含有这些有机质的腐泥就是生油气的母岩，一开始时石油以纤维油滴的形式分散于粘土淤泥的母岩中，而后在压力的作用下运移聚集形成油气藏。在这个过程中温度并不高，其间有厌氧菌的参加，压力也在不断增加。这些都使得早期成油理论得到进一步发展。
第二章 油气成因理论综述 油气从哪里来？或者说什么是油气的先质？这些先质是如何转化为油气的？这些问题是从油气被发现以来，就摆在油气勘探开发工作者面前的重大课题。是油气地球化学必需面对、油气成因理论必需回答的问题。对这些问题的回答，不仅具有阐明油气成因的理论意义，而且对指导油气勘探具有不言而喻的现实意义。比如说，如果油气是火山成因的，那么油气勘探的有利区域就应该在正在或者曾经发生过火山活动的地区；如果油气是有机成因的，那么油气勘探就应该将主要注意力放在与有机质沉积密切有关的沉积岩发育区。 概括来说，油气成因理论的发展大致经历了四个阶段，即无机成因说、早期有机成因说、晚期有机成因说和以晚期有机成因为主但兼顾其它因素贡献的成烃理论。由于石油工业早期找到的更多的是油，因此早期的油气成因理论更多关注的是油的成因问题。但现代的石油成因理论应既包括油也包括气。 第一节 油气的无机成因说 无机成烃说认为，油气是由无机化合物经化学反应形成的。它们或者是由地球深部高温条件下原始碳或其氧化态经还原作用形成，如Д·И·门捷列夫（1876）提出的碳化说，库德梁采夫（1951）提出的“岩浆说”；或者是在宇宙（地球）形成初期即已经存在，后来随着地球冷却被吸收并凝结在地壳的上部，由这些碳氢化物沿裂隙溢向地表过程中便可形成油气藏。如索柯洛夫（В·Д·СΟКΟЛΟВ，1889）、Gold 等（1982，1984，1993）提出的宇宙说。这一观点在二十世纪三十年代之前占支配地位。 按照这一学说，无机成因油气不仅存在，而且远景巨大，将有可能比有机成因的油气潜力大得多，其蕴藏量几乎是取之不尽的（陈沪生，1998）。较典型的有如对中东油气富集的认识：波斯湾地区几十个油气田分布在一条500英里长的地带，占地球表面积不到2%，却拥有世界可采储量的50%以上。这些油气藏显示了很宽的地质年龄谱；而且烃类产在构造和地层变化都很大的环境中，各种圈闭都是严重泄漏的，油气渗流随处可见，且由来已久；显然是一种过度供给的情形。这里的石油组成极为相同，因而推测它们是同一来源。但这个来源是什么呢？不少地质学家认为可能是地幔来的无机成因烃源（P.A 切诺韦斯，1993；转引自陈沪生，1998）。 支持无机成因学说的主要证据有： （1）烃类已经在实验室内通过无机物合成。 例如，著名的俄国化学家门捷列夫很早就已在实验室中由无机的碳化物合成出烃类 FeC 2+2H 2O →HC ≡CH+Fe(OH)2 Szatmari （1989）、张景廉（2001）等认为地幔脱气生成的CO 2，CO ，H 2沿破裂带上升到超基性的蛇纹岩带，发生费－托合成反应： 22n m 2Fe,Co,Ni,V()CO + H C H +H O+ Q 300~400 催化℃ 费－托反应合成的烃类伴随着岩浆活动（如火山喷发）沿花岗岩缺失的“通道”上升，并运移到储集层形成油气藏。 （2）天体的光谱中有烃类的显示，陨石中也已检测到烃类化合物。如在水星、土星、天王星、海王星等的气圈中以及慧星的头部都有发现。地球上的有机质和生命最初也是有无机过程合成的。 （3）在火山气和火成岩中有烃类存在。如东太平洋海隆、红海、冰岛，我国的五大连池、云南腾冲等火山区均发现有这类成因的天然气，许多含油气盆地都已在火山岩储层中发
前言 石油和天然气的成因问题是石油地质学的前缘学科之一,也是石油地质的热门话题。因为不仅涉及到油气成因理论的创新,而且关系到深部油气的勘查方向和最大程度扩大能源储备的问题。对于油气成因,除了“生物成因论”和“地幔成因论”之外,尚有“地幔热柱成因论”、“宇宙尘石油雨成因论”、“地下放电放光成因论”、“古陨石坑成因论”等等概括地说,就是“有机”和“无机”的成因争论。20世纪中期,我国大庆油田在陆相有机成因理论的指引下,发现了世界上最大的中、新生代陆相油田,突破了“中国贫油论”的束缚,取得了辉煌的成绩。近年来由于我国冀东南堡大型油田、四川盆地普光大型海相油田、松辽盆地徐家园子油田火山岩气田的发现,无疑是对单一的“生物成因论(有机成因论)”提出了挑战。然而石油成因理论不仅关系到生命起源等重大科学问题,而且对于石油勘探工作有着实际的指导意义。有机生油论指导我们找到了目前绝大多数的油气资源,然而无机成因油气田的不断发现,以及无机生油论取得的一些令人瞩目的研究成果,使我们不得不重新审视生油理论,以求解放思想,拓宽视野,在新领域探寻石油资源。现在认为石油基本上是无机成因的,而天然气的成因却是二元的即有机成因和无机成因。 油气成因理论应该是不断发展、不断进步、不断丰富的过程。上世界七十年建立的油气有机成因理论极大地推动了石油工业的发展,指导地质学家们发现了众多的油气田。但是油气的无机成因理论也在发展丰富取得了一些列的成就。以及一些无机成因的油气田的发现更是极大地鼓舞了长期坚持油气可以无机形成的地质学家,进一步推动了有机无机成因理论的发展。同时也有一些理论认为尤其是两种机制同时作用的结果,即油气中的碳元素来自生物有机质即为有机成因,而油气中的氢元素部分却是来自无机自然界的。更有一些理论运用地球动力学的模式直接打破了油气传统的有机或者无机成因划分,将二者融为一体运用地球动力学模式进行分析和研究进而指导油气田的勘探。 一．油气有机成因 油气的有机成因理论包括早期生油说和晚期干酪根热降解。油气的有机成因理论大家已较为熟悉在这里我只做简要的介绍。油气的有机成因理论中最重要的是上世纪七十年代法国科学家Tissot等创立的干酪根晚期热成烃理论,揭示了常规油气的形成、演化和分布规律,描述了油气生成、破坏的阶段性和基本过程在指导现在常规油气的勘探中发挥了无可替代的作用。干酪根晚期热降解生烃理论认为液态烃形成的温度范围为 60-120℃( 即Ro在0.6%-1.35%之间 ),当地层温度超过 120℃( Ro>1.35%)时有机质和液态烃将发生分解形成以甲烷为主的气态烃类。世界上绝大部分已发现的石油均存在于65.5-149℃的温度范围,高于此范围的石油则被天然气所取代。故将此温度界限称之为“液态窗”。 该理论认为在约 4500m以下深度的地温环境下石油和天然气将不能形成有商业价值的油气藏。然而勘探实践和理论研究表明石油特别是天然气可稳定地存在于更大的深度。因此对深层石油和天然气的研究应着眼于突破传统的"经济死亡线"在现行勘探深度以下研究和寻找石油和天然气特别是天然气资源。这说明传统的油气有机成因理论即干酪根晚期热降解理论存在着一定的局限性,不能用于指导地壳更深层的油气资源的勘探。 二.油气无机成因 从1763年俄国学者洛蒙诺索夫注意到油气的成因与火山活动有关,提出了无机成因油气的启蒙思想以来,无机成因油气说几度兴衰。油气无机成因理论出现两个多世纪以来,形成了多种无机成因油气观点,概括起来有以下几种：宇宙说、碳化说、岩浆说、变质说和核变说。目前影响较大的非无机生油气的几个学派。其中之一是Gold的地幔脱气理论;其中之二是费-托地质合成理论。 1.地幔脱气说 1.1Gold氏的理论 Gold 等依据太阳系、地球形成演化的模型, 认为地球深部存在着大量的甲烷及其它非烃资源,这些甲烷在地球形成时就已存在,大量还原状态的碳是在地壳深部被加热而释放出来的。经过地质历史时期的种种变化,这些甲烷向上运移, 并大量聚集在地壳深度15km左右的地带,形成无机成因的油气藏。Gold 认为,大陆板块边缘褶皱带、大型地壳裂谷、地震活动带、活火山或死火山附近,以及已查明富集油气的线性带的外延部位均是油气概率极高的地区。如前所述,来自地幔的烃,可以进入到大气圈中,也可运移到沉积储层,也可运移到火成岩、变质岩中,更可以进入水圈。北极地区大量气水合物的发现正是甲烷等烃类气体向上运移而形成的类冰态化合物。著名天体学家Ahrens( 1994) 在论述地球起源时明确指出:地球是吸积形成的, 被吸积的物质是冷却的, 因此,它们保留了相当一部分挥发份(水、甲烷、氨和稀有气体等)。 1.2幔汁说 幔汁说由杜乐天所倡导。杜乐天通过对地幔流体及软流层地球化学的多年系统的深入研究,在1987 年提出幔汁说的基础上,于1993 年提出了地球有5 个气圈的新假设。该假设认为:地球是一个充气的球,它内部存在压力极大,而且温度和密度都很高的气体,这些气体构成了从地球表面一直到地核的至少 5 个气圈。其中地壳气圈( 即气圈,位于地壳8～10km以下)对于人类具有重大的意义,它蕴藏着可供人类大规模开发利用的巨大天然气资源。 1. 3 幔源油气 前苏联科学院地质研究所极重视地球深源气的研究, 根据他们的理论,以及实验模拟,并从大量的地球化学资料,论证了在强还原条件下形成的深源气是氢气、各种烃类气及硫化氢。他们认为:在上地幔这种特有的温度和压力条件下,液-气相是氢和烃的巨大储气库。 2.费-托地质合成说 2. 1俄罗斯学者的“超基性岩底辟说” 俄罗斯学者卡罗斯、萨尔基索夫等( 1986)根据大量折射波、反射波、转换波的研究和分析,提出地壳结晶基底非层状特征的新概念模型。尔后,沃里沃夫斯基提出了陆壳岩浆潜入式增长的超基性蛇纹岩底辟说。他们认为: 陆壳的结晶部分不全是由高变质的层状结晶岩所构成,即在花岗岩(花岗片麻岩) 与玄武岩中间夹有可塑性的超基性蛇纹岩。在地壳发展早期是双层结构,后来由于可塑性的超基性岩的挤入使上下层分离,并发生破裂, 即所谓的“超基性蛇纹岩底辟说”。这种超基性岩在地
生油理论的发展 姓名：xxx 学号：xxxx 班级：xxx
石油成因是石油地质学中一个带有根本性的问题，因为只有石油生成之后才有运移、聚集、演化和破坏等一系列地质现象。油气从哪里来？或者说什么是油气的先质？这些先质是如何转化为油气的？这些问题是从油气被发现以来，就摆在油气勘探开发工作者的重大课题是油气地球化学必须回答的问题。对这些问题的回答，不仅具有阐明油气成因的理论意义，而且对指导油气勘探具有不言而喻的现实意义。比如，在确定勘探区域和选择主要目的层时，实际上都是在一定成因假说的指导下进行的。 回顾众说纷纭的石油成因争论，主要体现为有机起源与无机起源两大派别的对垒。油气成因理论的发展大致经历了四个阶段：无机成因说，早期有机成因说，晚期有机成因说，以晚期有机成因为主兼顾其他成因理论。由于石油工业早期找到的更多的是油，因此早期的油气成因理论更多关注的是原油的成因问题。但现代石油成因理论应既包括油也包括气。 （一）无机成因说 无机成因理论认为油气是无机化合物经化学反应形成的。 1、碳话说：1876年俄国化学家门捷列夫提出石油是地下深处的金属碳化物与下渗的水相互作用所生成。生成的石油蒸气在冲向地壳的过程中冷凝形成油气藏。 ３FemCn+4mH2O——mFe3O4+C3nH3m 2、宇宙说：1889年俄国索柯洛夫：碳氢化合物是宇宙所固有的，在地球处于熔融阶段时即已存在于气圈之中了，以后地球冷却被吸附凝结在地壳上部形成油气藏。 3、岩浆说：苏联库德梁采夫（1949,10），在纪念宇宙说六十周时突然由有机说的观点转变为无机说，认为地球深处的岩浆中，含有C、H，还有O、N、S 及石油中其他灰分元素。在6000℃—12000℃下，C、H可形成甲基，到3000—4000℃可形成次甲基，随着温度降低，可形成甲基，最后形成甲烷，甲炔基可聚合形成各种烃，在温度、压力适合时形成石油。 其证据是：岩浆岩、变质岩中相继发现油气藏。 无机成因说的主要证据 证据之一：烃类已经在实验室内通过无机物合成 例如，著名的俄国化学家门捷列夫很早就已在实验室中由无 机的碳化物合成出烃类 Szatmari（1989）、张景廉（2001）等认为地幔脱气生成的 CO2，CO，H2沿破裂带上升到超基性的蛇纹岩带，发生费－托 合成反应：
油气成因研究综述 油气成因理论作为石油地质学研究的核心问题已争论上百年，油气成因的认识可归纳为有机成因和无机成因2大学派，其争论的核心是生成油气的母质和形成过程。前者认为油气是由地质历史时期分散在沉积物中的动植物有机质发生热解转化而成，后者则提出油气是由地下深处的无机物通过无机合成反应形成的。 1.1 有机成因说 有机成因说认为油气是由分散在沉积岩中的生物有机体转化而成。有人根据一些实验事实，提出油气是由动物遗体转化而来的；也有人根据煤的形成,提出油气的生成同植物残体的埋藏有关；古勃金则根据多数油藏分布于滨海或海洋沉积层内，或是与海洋有联系的陆相沉积层内，提出石油的动植物混成说。 史密斯经过对墨西哥湾进行大量现代沉积取样分析研究，提出油气的有机成因早期生成说，认为沉积物中所含原始有机质在成岩过程中逐渐转化为石油和天然气。但其观点与实际地质资料有较大出入：古代沉积岩中液态烃含量要比现代沉积物中大20余倍，现代沉积物中液态烃的组成和性质与石油都有一定的差别，而且要在地下一定深度和温度下才能生成石油。于是又有人提出有机成因晚期生成说，认为有机质埋入地下，随沉积物不断下沉，有机质转变为干酪根，在一定温度和压力下，干酪根达到成熟热解，开始生成大量油气。但后来研究表明生物有机质在细菌的分解作用下，可以不经干酪根而直接生成油气。因而有机成因学派在油气生成过程及生成机理上也有分歧。 现代石油地质学理论主要是建立在油气生成的有机成因上，人们认为所有工业性油气藏和煤矿几乎完全为生物成因的。油气的有机成因理论已被长期作为油气勘探战略和方法的理论基础，石油有机成因主要依据如下： (1)世界上已发现的油气田90%以上分布于沉积岩中，而在大片岩浆岩和变质岩区，很少或没有找到油气聚集。 (2)从前寒武纪至第四纪更新世的各个时代岩层中都找到了石油，但石油天然气在地质时代上的分布很不均衡，似乎与沉积岩中有机质的分布状况相吻合，并且与煤、油页岩等可燃有机矿产的时代分布有一定联系。 (3)在近代海相和湖相沉积中发现了有机物质转化为油气的过程，而且这个过程至今仍在进行。愈往地下深处，近代沉积物中的有机物质愈接近石油。 (4)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石油。但大多 数石油的化学组成十分相似，而在成分上的差异性则可能同原始生油物质的生成环境的不尽相同及油气生成后的变化历程有关。 (5)光谱分析表明，煤和石油都可能是有机生成的。 (6)从大量油田测试结果可知，石油是在低温条件下生成的。 (7)石油生成并聚集成油藏所需时间大约不到1Ma。 1.2 无机成因说 油气无机成因论认为烃是由碳和氢在无生物作用条件下合成的，而不是起源于沉积有机质。按照无机成因油气理论的发展历程可将其划分为早期无机成因油气理论或古典无机成因油气(18世纪中叶至20世纪70年代) 和晚期无机油气生成理论(20世纪70年代至今)；按照是否发生合成反应分为2个主要理论学派，一是地幔脱气理论，认为烃类在地球形成时期就已存在，在合适的构造环境下从地球内部排出；二是无机反应成烃理论，即认为烃类是在地球内部合适的物理化学环境条件下通过各种无机反应形成的。主要论据有： (1)石油和天然气常发现于长的线性或大的弧型构造单元。这些部位有切割很深的断裂
关于油气成因的认识 张涛071153039 回顾众说纷纭的石油成因争论，主要体现为有机起源与无机起源两大派别的对垒。19 世纪中叶，随着采油事业的兴起，石油成因广泛引起了学者们的兴趣。进入20 世纪，由于在石油中找到了生物起源的直接证据，即卟啉和旋光性，其核心即石油起源于生物物质，自此有机起源学说一直占据主导地位，并一直指导我们的勘探事业至今，在此理论的指导下，人们也确实找到了成千上万的大大小小的油气田。 油气成因争论的核心是起源物质和油气生成过程。因此，油气成因学说历来是无机起源和有机起源两大学派对垒。而在有机学派中，又分为早期成油说和晚期成油说两种。 一、油气无机成因说 19世纪中叶，近代石油工业的兴起，引起了许多学者对油气成因研究的兴趣。因而各种无机起源学说应运而生，其中最完整、最有影响的是1876年著名俄国化学家Менделе ев提出的碳化物说。他认为把石油起源同煤相联系的提法与实际观察到的油田剖面有矛盾，而在当时已有许多实验可由无机合成途径产生烃类，于是他提出石油是地下深处炽热的重金属碳化物与沿裂缝下渗的水相互作用而生成。如： 3Fe m Cn＋4mH2O → mFe3O4+C3nH8m 所生成的石油蒸气在涌向地壳过程中冷凝在多孔岩层中，当条件适宜时就可形成油气藏。 1889年另一无机学派的典型代表Соколов提出了宇宙说，他依据对太阳系中的木星、土星、天王星和海王星等行星的气圈中以及彗星的尾部等天体光谱分析发现有甲烷，以及烃类化台物可由Fischer-Tropsch反应无机合成： nCO+2nH2→（-CH2）n+nH2O Соколов认为碳氢化台物是宇宙中固有的，在地球尚处于熔融状态时即已存在于大气圈中，后随着地球的冷却收缩，被凝结于地壳上部，并沿裂隙分离出来，当有孔隙性地层和其上被非渗透层覆盖时则可聚集成油气藏。 1904年Coste把石油起源与火山活动相联系又提出了火山说。 1．有机成因的不足 1．在中亚的红色地层中找到了石油以后，前苏联的石油地质专家就提出：红色泥岩也能生油。玉门老君庙油田都是红色地层，上第三系底部白杨河组中只有30 m 厚棕褐色泥岩，找不到生油层，于是来了个白垩系生油，倒灌至志留系及第三系的说法。塔里木盆地叶城柯克亚油田在红色第三系中打出了千吨井，找不到生油层，又解释为它是通过断层与侏罗系沟通，侏罗系生的油侧灌到第三系里来。 2．“生油层”不断深移 在找油的实践过程中，许多盆地经历了不断往深处寻找生油层的过程。例如，对我国准噶尔盆地及塔里木盆地的生油层的认识都走过一段“渐进式的路程”。20 世纪50 年代，在石油地质报告中，人们首先认为是侏罗系生油。60 年代找到克拉玛依油田后，认为是三叠系克拉玛依组生油。80 年代又说是二叠系生油。 3．晶洞和盆地基底以下地层含油 1960 年克拉玛依油田八区大断裂下盘克256 井于2 818 m进入古生界基底，在2 830m～2 838 m 取心见两处火成岩晶洞中含油，岩性为流纹岩，有石英斑晶，晶洞中含油，四氯化碳试验呈黄色，晶洞互不连通。1966 年在克256 井南4 km 的检乌8井3 008 m 经二叠系底砾岩进入古生界基底，在3 021 m～3 022m 基底岩石中取心又见流纹岩，灰白色，具黑色玻璃质的流纹状结构，有石英斑晶，晶洞中含稠油，加四氯化碳呈浅黄色。上述情况用有机生