第四章油气生成与烃源岩11815技术文件.doc

第四章 油氣生成與烴源岩 ???? 石油和天然氣的性質複雜多變,給石油和天然氣成因的研究帶來了巨大困難???? 無機成因說認為,石油是無機物合成的,著名的學說有碳化物說?宇宙說?岩漿說?作為一種學說,無機學說仍不夠成熟,它遠離油氣地質實際,難以協調實驗室和深部無機合成的簡單烴類與石油組成複雜性之間的關係???? 有機成因說主張油氣起源於活的有機體,由地質體中動植物的遺體經過複雜的生物化學?物理化學轉化而來?早期成油說認為石油是成岩早期生物體中固有烴類的富集,但研究表明,這些烴類與油藏中石油相比,無論在數量上還是品質上均有較大的差別,成岩早期並非石油形成的主要時期,是烴類的新生過程 ????????第一節? 油氣生成的原始物質 ????????? 第二節? 乾酪根熱降解成油機理??????????? ????????? 第三節? 油氣生成的地質環境????????????? ????????? 第四節? 天然氣的成因類型???????????? ????????? 第五節? 烴源岩及其地球化學研究???????????? ????????? 第六節? 油源對比 第一節? 油氣生成的原始物質 一 ??? 1. 生物種類來源 ??? 沉積有機質的生物種類來源首先是浮游植物,其次是細菌?高等植物?浮游動物??? ??? 2. 生化組分來源 ??? 對沉積有機質來源提供最多的生化組成是脂類化合物?蛋白質?碳水化合物和木質素? ??? 類脂物質的特徵是抗腐力較強,能在各種地質條件下保存起來,其元素組成和分子結構也最接近於石油烴,被認為是生成油氣的主要原始物質? 二?原始物質的形成 ?? ?沉積有機質:通過沉積作用進入沉積物中並被埋藏下來的那部分有機質稱為沉積有機質? ?? 形成: ?氧化成簡單的分子 生物 → 死亡 ?沉積有機質(只占0.8%左右) ??? 分兩類: ??1.原生的沉積有機質:指通過沉積作用,直接或間接進入沉積物中的有機質?包括:氨基酸 2. 新生的沉積有機質:指原生的沉積有機質通過埋藏作用和化學作用重新合成和演化形成的有機化合物古代沉積岩中分散有機質的組成: ??? 瀝青:可溶於有機溶劑,是烴類和非烴類物質的混合物?可分為油質?膠質及瀝青質,是有機質向油氣轉化的中間產物? ??? 乾酪根:不能溶解於有機溶劑的固體分散有機質? 三?生油母岩———乾酪根 ??? 1.概念 ?? 乾酪根:為沉積岩中所有不溶於非氧化的酸?堿和非極性有機溶劑的分散有機質( 1979年,亨特)? ?沉積有機質包括:有機溶劑可抽提的瀝青;不溶於有機溶劑的乾酪根?乾酪根是有機碳的最重要形式?它比煤和儲集層中石油含量之和還要多上千倍,比非儲集層中瀝青和其它分散的石油多50倍?在古代沉積岩中,有機質的80~99%是乾酪根? ??? 2.形成 ??? 六?七十年代,關於乾酪根的形成研究日漸完善,日本大石渡良志1976年提出認為乾酪根的形成的以下三種途徑: ?????? ?①不飽和化合物 ((氧化 聚合)中間產物 ( (聚合)乾酪根 ??? ② 碳水化合物?蛋白質 ( (聚合)腐殖酸 ( (聚合)乾酪根 ??????? ③脂肪?碳水化合物?蛋白質 ( (微生物作用)腐殖酸 ( (聚合)乾酪根 ?? ?3.性質 ?? ?從岩石中提純出來的乾酪根呈黑色或褐色粉末,是複雜的有機高分子聚合物?在沉積岩中乾酪根呈細微分散狀態,有時以局部富集的紋層存在於泥岩中? ?? ?4.組成及結構 ?? ?元素組成:乾酪根的元素組成中以 C 為主?一般分佈範圍是 C:70~90%,H:3~10%,O:3~19%,N:0.4~4 %, S:0.2~5%(據Tissot,1984)?乾酪根的元素組成跨有很大範圍,它的化學成分和結構會因原始物質的類型和演化程度而變化? ?? 結構:乾酪根是一個由很多“橋鍵”交連 的“核”組成,在核和橋上帶有各種官能團,類脂化合物可被聚集在核間的空隙中的立體大分子? ?? 5.類型 ?? Tissot(1974)根據乾酪根的元素分析採用 H/C 和 O/C 原子比繪製相關圖,即範氏圖(Van Krevelen 圖),將其 主要分為三大類 ? ??? Ⅰ型乾酪根:稱腐泥型,富含脂肪族結構,富氫貧氧,H/C高,一般為 1.5~1.7,而O/C低,一般小於 0.1, 生烴潛力為 0.4~0.7? ??? Ⅱ型乾酪根:富含脂肪鏈及飽和環烷烴,也含有多環芳香烴及雜原子官能團?H/C