油气成因理论及生成模式

3、岩浆说：1949年10月3日，前苏联学者H.A.库得梁采夫在
发表宇宙说六十周年纪念日的同一讲坛上，提出了石油起源岩浆说。
库得梁采夫首先提到在许多天体上存在碳氢化合物、泥火山重 复喷发、在所谓生油岩之下的岩浆岩和变质岩中形成和存在油气 藏、……等都是无机生成说的论据。他认为石油的生成是同基性岩浆 冷却时碳氢化合物的合成有关。这个过程是在高压条件下完成的，因 而可以促使不饱和碳氢化合物聚合而成饱和碳氢化合物。
2)蛋白质
在生物细胞中，除水外，80%以上的物质为蛋白 质，约占动物干重的50%。
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§2 油气生成的物质基础
3)碳水化合物
又称糖类，是自然界分布极广的一种有机质，主要 由C、H、O三种元素组成，是石油中芳烃和天然气主要来 源之一。尤以植物含量最高：纤维素、淀粉、树胶，动 物体内的糖原，昆虫的甲壳等。
及
（包括烷烃和环烷烃）2）芳香烃3）非烃4）沥青质
性
组分（油质、胶质、沥青质、碳质）
质
四、石油的物理性质
颜色、密度和相对密度、粘度、凝固点、导电性、溶解性、 热值1、荧光性、旋光性。
第二章 油气水成分及性质
一、天然气的化学组成 §2
天
烃类（ C1、C2+）、非烃类（ N2、CO2、H2S、H2 、CO、SO2 ）
4、石油高温生成说：切卡留克1971年根据合成金
刚石的实验，用装满矿物混合物（方解石、石英、六水泻 盐等）代替石墨反应器，在高压6000~7000MPa和高温1800K 下，几分钟后由反应器中分离出易挥发组分，包括甲烷、 乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷及少许庚烷。
从而认为在深约150公里的上地幔古顿堡层内，在温 度超过1500K、压力5000MPa下，由于有FeO及Fe3O4的参与， H2O与CO2还原而成烃类。在强烈褶皱作用时，深部石油进入 地壳沉积岩，并由低分子烃转化为高分子烃及环状烃。
其基本观点是石油是在高温、高压条件下形 成的，为非生物成因产物。
无机成油学说认为，石油是在地壳深处形成 的，后来沿着深大断裂渗透到地壳上部，
或者在天体形成时形成，当地壳冷凝时聚集 成油气藏。
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§1 油气成因理论
1、碳化物说：由俄国著名化学家Д．И．门捷列夫于1
876年提出。他认为在地球内部水与重金属碳化物相互作用， 可以产生碳氢化合物：
1、化学成分比较复杂：由于石油、天然气的化 学成分比较复杂。
2、找到油气藏的地方往往不是油气生成的地方： 是流体，现在找到油气藏的地方往往不是油气生成的 地方，这就为研究油气成因问题带来了许多复杂性。
3、油7 气成因的争论焦点： （1）油气的来源是有机成因的还是无机成因的？
§1 、石油成因进展
■“未熟—低熟”油不断被发现，说明存在相 当数量的各类早期生成的非常规油气资源；使早期 成油说和晚期成油说也结合起来，视为一个统一的 油气演化过程，从而拓宽了油气勘探领域。
■煤成烃理论发展与完善，提出了煤系地层有 机质生烃机理和演化模式。
■近20多年来，无机成因天然气发现，为无机 成烃理论提供了依据。
有机成油理论依据：
1．环境：世界已发现的油气田99.9%都在沉积岩中，只 有极少数分布在岩浆岩和变质岩中，且这少数石油也被证明 是从沉积岩中运移而来的，而与沉积岩无关的地盾和巨大结 晶岩突起发育区，至今未找到油气聚集。
2．分布：石油在地层时代的分布上与煤、油页岩及有机 质的分布状况相吻合的，表明它们在成因上是有联系的。
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§2 油气生成的物质基础
一、生物有机质
生物体是生成油气的最初来源。生物死亡后→ 残体埋藏→生物化学、物理化学→石油和天然气。
包括细菌、浮游植物、浮游动物和高等植物、动物 等，它是生物有机质的主要供应者。构成生物有机质的 组分主要包括以下四种:
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§2 油气生成的物质基础
1)脂类
动物和低等植物脂类含量高，是生成液态烃的主 要成分。如动植物的脂肪_动物的皮下组织_植物的孢 子、种子及果实-细菌和藻类-高等植物的角质、孢粉 等都含有丰富的脂类。
根据各显微组分的相对含量，干酪根分成四种类型 干酪根镜鉴分类标准
类型
腐泥型（I） 腐殖腐泥型（Ⅱ ）
1
腐泥腐殖型（Ⅱ2） 腐殖型（Ⅲ）
27
壳(脂)质组 （%）
＞90 50－90 10－50 ＜10
3．组成：虽然世界上的石油没有成分完全相同的，但所 有石油的元素组成和化合物组成是相近的或相似的，说明它 们的成因可15 能大致相同。
§1 油气成因理论
4．条件：大量油田测试结果可知，油层温度很少超过100℃，有 些深部油层温度可以高达141℃，而当温度超过250℃时，烃类就会发 生急剧而彻底的裂解，生成石墨及H2，说明石油不可能在高温下形成。
§2 油气生成的物质基础
(二)干酪根类型
1、两分法 腐泥型干酪根：指脂肪族有机质在缺氧条件下
分解和聚合的产物，它们来自海洋和湖泊环境水下 淤泥中的孢子及浮游类生物，它们主要生成石油、 油页岩、藻煤（腐泥煤）和烛煤（腐植腐泥煤）；
腐殖型干酪根：泥炭形成的产物，来自有氧条
件下沼泽环境的陆生植物，主要可以形成天然气和 腐殖煤，26 在一定条件下也可以生成液态石油。
第二章 油气水成分及性质
一、石油的元素组成
主要成分：C、H、O、S、N。灰分：其它微量元素（V）（N
§1
i）等。
石
二、石油的化合物组成
油
烷烃、环烷烃、芳香烃、含硫、含氮、含氧。
的
三、石油的馏分、族分、组分
成
馏份（如汽油、煤油、柴油、重瓦斯油、润滑油、渣油）
分
用液相色谱法常将石油划分为四个族分，即:1）饱和烃
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§2 油气生成的物质基础
1、来源
1)原地有机质：自身有机质； 2)异地有机质：河流带入； 3)再沉积有机质
2、形成过程
1)生物死后，被吞食； 2)生物化学作用分解逸散； 3)沉积保存0.8%.
3、丰度影响因素
1)生物物质产量； 2)保存条件—氧化或还原； 3)堆积速度； 4)沉积物颗粒大小；
1)不同岩性分布不均匀：泥质多2.1%，碳酸岩盐
田
量。以水加热至105℃，蒸发后所剩残渣质量或离子
水
总量来表示，单位mg/L或g/L。
的 成 分
三、地下水产状 吸附水、毛细管水、自由水
及
四、油田水的物性
性
颜色及透明度、密度、粘度、嗅觉和味觉、温度、
质 导电性
五、油田水分类 3苏林通过Na/Cl，（Na-Cl）/SO4和（Cl-Na）/Mg
分为四类：
他含沥青岩石； 有些碳氢化合物在地表附近受到氧化，形成地表沥青
§1 油气成因理论
2、宇宙说：由俄国学者В．Д．索可洛夫于1889年10月3
日在莫斯科自然科学研究者协会年会上首次提出。
宇宙说主张：在地球呈熔融状态时，碳氢化合物就包含在 它的气圈中；随地球冷凝，碳氢化合物被冷凝岩浆吸收，最后凝
结于地壳中而成石油。宇宙说的基本论点为：
第三章 油气成因理论及油气生成模式
§1、油气成因理论 §2、油气生成的物质基础 §3、油气生成的外在条件 §4、油气生成模式
5
6
§1 油气成因理论
石油和天然气的成因问题，是石油地质学界的主 要研究对象之一，也是自然科学领域中争论最激烈的 一个重大研究课题。多年来，这一问题一直吸引着国 内外地质学家、生物化学家和地球化学家。
3FemCn+4mH2O→mFe3O4+C3nH8m
地球形成时期，温度很高，使碳和铁变为液态，互 相作用而形成碳化铁。由于它们比重较大，保存在地球 深处。
后来，地表水沿地壳裂隙向下渗透，与碳化铁作用产 生碳氢化合物，后者又沿着裂隙上升到地壳的冷却部分。
有些碳氢化合物浸透了岩石，形成油页岩、藻煤及其 9
然
二、天然气的物性
气
的
相对密度、临界温度和临界压力、蒸气压力、溶解性、
成
粘度、热值。
分 及
三、天然气分类
性
油田气、气田气、凝析气、水溶气、煤层气、固态气体
质
水合物、页岩气
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第二章 油气水成分及性质
一、油田水的化学组成
元素组成、有机组分、溶解的气体组分
§3 二、油田水的矿化度
油
总矿化度：即水中各种离子、分子和化合物总含
授课内容
第一章 绪论 第二章 油气水成分及性质 第三章 油气成因理论及油气生成模式 第四章 生油层、储集层、盖层 第五章 油气运移、聚集和保存 第六章 油气成藏条件及油气藏类型 第七章 油气聚集单元及分布规律 第八章 油气田地质研究概述 第九章 油层对比 第十章 油气田地下构造研究 第十一章 沉积相研究 第十二章 储层非均质研究 第4 十三章 油层压力和温度 第十四章 储量计算
他还指出：因为岩浆中形成石油的过程在不断进行着，古老的 油气通过扩散作用早已逸散消失，所以，所有的油藏，包括寒武系中 的油藏，都是年青的油藏。并且，依靠石油才在地球上产生了生物，
石油中含有生物所需要的一切化学元素，因此，石油不是来自有机物 质，相反，1有1 机物质却是来源于石油。
§1 油气成因理论
在显微镜反射光下观测干酪根的显微组分，可划 分为三组。
壳质组（又称脂质组）：呈暗灰色，富含氢，包 括孢粉体、角质体、藻质体、树脂体、木栓质体等；
镜质组：呈灰白色，富含氧，具镜煤(Vitrain) 特征，由同泥炭成因有关的腐殖质组成；
惰质组：呈黄白色，富含碳。 以2上5 三组的反射率依次增大，生油潜能依次降低。
4、分布
0.29%，砂岩0.05%；
22 2)不同地质时代不均衡：地层老则含量少。
§2 油气生成的物质基础
三、干酪根
干酪根：沉积岩中所有不溶于非氧化性的酸、碱和 非极性有机质溶剂的分散有机质。