石油天然气地质 2-4油气成因模式
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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。
第二章石油和天然气的成因2.2 油气有机成因理论概述《油气地质与勘探》2.2 油气有机成因理论概述油气有机成因说: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。
1)蒸馏说18 世纪中叶米哈伊尔·瓦西里耶维奇·罗蒙诺索夫 石油是煤在地下高温蒸馏的产物。
2)有机质地质作用的研究维尔纳茨基20世纪20年代初期系统研究了有机质的地质作用:《地球化学概论》、《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)石油中卟啉化合物和旋光性的发现20世纪30年代①特雷布斯(Treibs,1933):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、沥青中,认为这些卟啉化合物来源于植物叶绿素。
②发现石油有旋光性。
——石油有机成因说的重要依据和有力支持。
4)混成说1932年古勃金含有各种类型的分散有机质的淤泥,在成岩早期产生分散状态的石油(微石油),在压实过程中和水一起进入储层,形成油气藏。
5)油气有机成因早期说的建立P.V.Smith(美国)、B.B.维尔别(前苏联)1952-1954年20世纪40年代,怀特莫尔等:生油过程仅仅是生物体中烃类物质的分离和聚集。
20世纪50年代,美国学者史密斯和前苏联维尔别等:石油是有机质在沉积物(埋藏成岩)早期生成的,是许多海相生物遗留下来的天然烃的混合物。
——早期生油说。
6)油气有机成因晚期说的建立①Bray 等(1961)发现:现代沉积物和生物体中的正烷烃碳数分布具奇偶优势,正脂肪酸碳数分布具偶奇优势,古老沉积岩和原油(或油田水)中不具此优势。
揭开了有机质成岩演化机理及其与石油形成关系研究的序幕。
6)油气有机成因晚期说的建立②阿贝尔松(P. H. Abelson,1963):石油是沉积岩中占有机质70~90%的不溶部分(干酪根Kerogen)经过一定的埋藏演化,在成岩作用晚期,经热解产生的。
1、油气成因模式。
19世纪70年代以来,油气成因的认识主要分为无机生成和有机生成。
前者认为是有及天然气是在地下深处高温、高压条件下由无机物合成的;后者主张油气是在地质历史上由分散在沉积岩中的动物、植物灯有机物质生成的。
无机成因说:A.碳化物说。
由俄国著名化学家门捷列夫1876年提出。
碳化物说认为,在地球形成时期,温度很高,使碳和铁变为液态,互相作用而生成碳化铁,它密度大,被保存在地球深处,后来地表水沿地壳断裂向下渗透,与碳化铁作用产生碳氢化合物,后者又沿着断裂上升到地壳的冷却部分。
B.宇宙说。
由俄国学者索科洛夫1889年提出。
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;随着地球冷却,碳氢化合物被冷凝岩浆吸收,最后他们凝结于地壳而成石油。
C.岩浆说。
在发表宇宙说六十周年纪念日的论坛上由前苏联学者库得梁夫提出了石油起源岩浆说。
许多天体上存在碳氢化合物、泥火山重复喷发、在地球上所谓烃源岩之下的岩浆岩和变质岩中形成和存在油气藏都是无机生成说的论据。
D.高温生成说。
切卡留克在合成金刚石的实验(高温高压)中,从反应器中分离出挥发组分,包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等。
他从而认为在深约150km的上地幔古登堡层内,在温度超过1500k、压力达5000MPa情况下,由于有FeO及Fe3O4的参与,H2O与CO2还原而成烃类。
E.蛇纹石化生油说。
耶兰斯基根据某些油田在蛇纹岩及强烈蛇纹岩化的橄榄岩中被发现的事实,提出了橄榄石的蛇纹石化作用可以产生烃类。
橄榄石的蛇纹石化作用是在埋深22~40km的地壳玄武岩层底的,橄榄石同12~22km深处的深水圈层接触的结果。
这种接触发生在地壳深坳陷,由于延伸扩张。
裂开,水沿萌芽状态的断裂进入橄榄岩发育带,生成烃类又沿着断裂而进入沉积岩。
有机成因说:有机成因说中存在早期生油说与晚期生油说两种观点。
早期生油说认为石油烃类是地壳钱处,沉积物成岩作用早期,由沉积岩中分散有机质在生物化学作用下生成的。