油气成因和烃源岩(2010)
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02 油气成因和烃源岩一、名词解释:1、沉积有机质2、地温梯度3、门限温度4、门限深度5、烃源岩(生油岩)6、镜质体反射率(Ro)三、填空:1、沉积有机质开始大量生成石油时的最低温度称为门限温度,与之相应的最小深度称为门限深度。
2、Ⅲ型干酪根与Ⅰ型干酪根相较,前者O/C原子比较大,而H/C原子比较小。
3、三种主要类型干酪根相比较,形成石油意义最大的是Ⅰ型干酪根,最差的是Ⅲ型干酪根。
4、促使盆地内有机质向油气演化的地质因素主要是温度和时间。
5、在常温压下,能溶于有机溶剂的那一部分沉积有机质叫做沥青,不溶的那一部分叫做干酪根(Kerogen)。
6、盆地内油气演化的终极产物是碳沥青和次石墨。
(干气已经被氧化了。
碳沥青,一种变质程度很高、含碳95%以上的黑色坚硬固体的沥青类型。
碳质沥青进一步碳化的产物。
外表和性质与无烟煤相似,多为暗一亮光泽。
为不溶于有机溶剂、也不熔化的黑色坚硬物质,几乎全部由碳类物质或游离碳组成。
根据变质程度又可分为:低级碳沥青、高级碳沥青和次石墨三种。
碳沥青,又称沥青煤或碳沥青煤,是指充填于断层破碎带或裂隙带中的一种含碳量和发热量均较高的固体可燃矿产。
我国主要产于南方缺煤省、自治区。
与一般煤矿床相比,碳沥青的产出形态复杂、变化较大、规模较小,不具有大规模工业开采价值,但对南方缺煤地区具有一定现实意义。
加之碳沥青中富含钒、镍、钼等多种稀有金属,常具有较大的开采价值。
[来自互动百科])7、若盆地古地温梯度较高,则门限深度相应低(烃源岩只有在适当的温度场条件下,才能达到最大的生烃量,热流太高会使烃源岩很快通过“生油窗口”进人生气阶段,造成油窗狭窄;热流太低则使烃源岩难以成熟,使勘探目的层深度加大,导致储层产能过低,勘探成本增大,甚至失去勘探价值;烃源岩的生烃演化历史与其经历的古热场密切相关,古地温梯度越高的地区,烃源岩进入生烃门限的深度就越浅、时间越早)四、选择性填空(每题选择一正确答案):1、大量研究表明:有机质开始大量形成石油的门限温度一般为 D ℃。
源,是烃源岩的“源”。
那么什么叫烃源岩?烃源岩(source rock)通常叫生油岩,即“油源岩、气源岩和油气源岩”,也可分为粘土岩类烃源岩、碳酸盐岩类烃源岩、煤系烃源岩。
一般浅海相、三角洲相、深水-半深水湖相,有利于有机质大量繁殖和保存的环境,其通俗的定义是:“富含有机质、大量生成油气与排出油气的岩石。
就是说“是一种能够产生或已经产生可移动烃类的岩石”。
烃源岩是与烃类有机起源说紧密联系的,因此,评价烃源岩必须依据油气成因的现代概念,亨特(J.M.Hunt,1979)将烃源岩限定为"曾经产生并排出了足以形成工业性油、气聚集之烃类的细粒沉积"。
从广义的成烃角度来看则既指成熟烃源岩,也包括未成熟烃源岩。
因为生物成因气也可以形成工业性聚集。
蒂索(B.P.Tissot,1978)则定义为"可能产生或已经产生石油的岩石叫做生油岩"。
在一定的地质背景下形成的一套生油岩与非生油岩的岩性组合,叫做生油岩系。
通常要从“有机质丰度、有机质类型和有机质成熟度”等三个方面的分析来对其作出定性定量评价。
2009年,美国天然气产量取代俄罗斯重回世界第一,主要原因是源内成藏的页岩气产量快速增长,并实现了规模有效开发。
最近国外媒体报道,美国石油产量将在2020年取代沙特成为世界第一,日产油量将达到1110万桶/日。
主要原因是美国将页岩气开发技术移植到源内成藏的页岩油开发,页岩油产量也实现了快速增长,2011年已达到3000万吨,助推美国石油产量快速增长。
源内油气资源大有可为、不可限量。
我国源内油气资源开发已出现星星之火。
鄂尔多斯盆地延长统(烃源岩)长7地层,在页泥岩夹杂粉细砂岩地层新钻7口水平井,试油日产100-184方/天,爆出了页泥岩产油的最大冷门,可谓意义重大,值得高度重视的很好现象。
在四川盆地,中石化四川元坝页泥岩地层钻探的元21井,日产50.7万方/天,据报道要建10亿方产能。
石油烃源岩的形成与沉积环境演化石油烃源岩是指含有丰富有机质,有潜在石油生成能力的沉积岩。
它是石油的原始来源,这种岩石通常是在特定的环境条件下形成的。
本文将探讨石油烃源岩的形成与沉积环境演化。
首先,石油烃源岩的形成需要适宜的环境,主要包括湖泊、河流、浅海和海岸等地。
这些环境通常有较低的氧含量,以减少有机物的生物分解。
此外,湖泊和浅海通常有稳定的沉积条件,有机物可以堆积在底部,并逐渐埋藏在堆积物下方。
其次,有机物的来源对石油烃源岩的形成也起着重要作用。
有机质可以来自生物遗体和植物残渣的沉积,也可以是微生物的活动产物。
当这些有机物被埋藏在沉积物中时,它们会经历一系列的生物化学和地球化学变化,最终形成石油和天然气。
石油烃源岩的形成过程可以分为四个阶段:有机质的输入和堆积、早期诊断化石形成、有机质的去除和形成烃源岩。
第一阶段是有机质的输入和堆积,有机物通过沉积过程被送入湖泊和海洋,然后在底部积累。
在第二阶段中,有机质会经历早期诊断化石形成过程,如藻类、胚胎、孢粉和浮游生物的残留物会保留在岩石中。
这些化石在后续过程中也可以提供有关沉积环境的信息。
第三阶段是有机质的去除过程,这是在压实和硬化底部沉积物期间发生的。
有机质会被压实和去除,使其发生热解并产生石油和天然气。
最后一个阶段是形成烃源岩,有机质会在埋藏过程中逐渐分解和转化成烃源岩。
石油烃源岩的演化过程也与沉积环境的演化密切相关。
沉积环境的变化可以影响有机质的输入和堆积,进而影响石油烃源岩的形成。
例如,当湖泊逐渐浅化并发生退化时,有机质的输入量会减少,从而对石油烃源岩的形成产生不利影响。
同样,海岸线的变化也会影响沉积环境,如海平面上升会导致原有的石油烃源岩被淹没,而形成新的石油烃源岩。
总而言之,石油烃源岩的形成与沉积环境演化密切相关。
适宜的环境和有机物的输入是形成石油烃源岩的基本条件,而沉积环境的变化则会对石油烃源岩的形成产生影响。
对石油烃源岩形成和沉积环境演化的研究有助于我们更好地理解和预测石油资源的分布和潜力。
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:烃源岩到达门限温度时〔50-200〕,干酪根才开场成熟,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①②物质根底: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场至生成油气和湿气完毕为止,Ro为0.5%~2%②物质根底:干酪根③化学作用过程:当到达门限深度和温度时,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物质根底: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;干酪根缩聚为富碳剩余物。
燃源岩有机质成燃阶段的划分一、理论学问回顾油气现代有机成因理论指出,油气是由经沉积埋藏作用保存在沉积物中的生物有机质,经过肯定的生物化学、物理化学变化而形成的。
富含有机物质的细粒沉积物,随着埋深加大,温度不断上升,有机质渐渐向油气转化。
由于不同深度范围内促使有机质转化的条件不同,致使其转化的反应过程和主要产物具有明显的区分,并使有机质向石油转化过程具有明显的阶段性。
燃源岩中有机质的丰富程度和向油气的转化程度可以通过某些反映有机质丰度和成熟度的参数变现出来。
1.常用的有机质丰度指标目前常用的有机质丰度指标主要包括有机碳含量(TOC)、氯仿沥青“A”、总燃含量(HC)和岩石热解生煌潜量(S1+S2)等,这些指标数值越大,意味着有机质越丰富,通常这比较有利于油气的生成。
对于泥质燃源岩来说,评价其有机质丰度的标准可参考表∏-2J0应留意的是,岩石中TOC若太高(>3%),会造成无潜力碳太多,并非好燃源岩。
但TOC 太低,明显也不行。
岩石中的“A”含量,与有机质丰度、类型、成熟度都有关, 其中受成熟度影响比较大,相互对比时应考虑大体为同一演化阶段。
表∏∙2-l泥质燃源岩有机质丰度的评价标准2.常用的有机质成熟度指标用于评价燃源岩有机质成熟度的常见指标有镜质体反射率(R。
)、热变指数(TAI)、沥青转化率或燃转化率、CPI值(碳优势指数)、OEP值(奇偶优势比)、时间■温度指数(TTI)等。
镜质体反射率是一项确定有机质成熟度划分油气形成阶段特别有效的指标。
但因不同类型干酪根具有不同化学结构,达到各演化阶段所需的低温条件不同,因而在应用镜质体反射率推断有机质的成熟度时,对不同类型的干酪根应有所区分(图∏∙2-l)°热变指数(TAI)分五个级别:①级一未变化,有机残渣呈黄色;②级一稍微热变质,呈桔色;③级一中等热变质,呈棕色或褐色;④级一强变质,呈黑素;⑤级一剧烈热变质,除有机残渣呈黑色外,另有岩石变质现象。