“古盆地蒸发沉淀有机酸盐”生油气机理.DOC

“古盆地蒸发沉淀有机酸盐”生油气机理 石军柱 刘海涛 石 娜 （ 河北省 安国市 祁州镇 流霜 071200） 内容提要： 为了探讨新的石油成因理论，给现今盐下油气藏勘探提供理论依据。 研究了古地球上有机、无机成因有机酸盐的生成，阐明了古地球盆地内有机酸盐的生成；做了有机酸盐高温、高压热分解试验，获得了“热解烃”、和有机酸盐金属离子相对应的碳酸盐。 揭示了碳酸盐油气田形成过程，碳酸盐油气田中的“碳酸盐”是有机酸盐中金属离子生成，“油气”是有机酸根生成的。表明地质时期“古盆地蒸发沉淀有机酸盐”在地质作用下能够生成油气。在今天盐下油气藏勘探已成为世界热点，所以对有机酸盐生油气机理的研究更具有重要意义。 关键词：油气成因机理 有机酸盐 模拟实验 石油成因理论发展到今天，不管是有机成因还是无机成因，对世界石油高度集中的现象、油气的生成、油气的初次运移，都不能做出满意地解释。油气与蒸发岩共生关系，这是石油界有目共睹。油气与蒸发盐共生的现象揭示蒸发岩与油气的生成、保存及成藏具有密切关系[1]。但是：石油地质界只注重蒸发岩的盖层作用，而忽视了蒸发作用还可把水溶性（盐、胶质、络合物、螯合物）有机物蒸发出来。本文通过对古地球有机酸盐、有机酸盐盆地的形成进行了研究。并做了甲酸钙、乙酸钙、乙酸钠有机酸盐高温、高压热分解试验。提出了“古盆地蒸发沉淀有机酸盐生油气机理[2]。 1. 古盆地蒸发沉淀有机酸盐的生成 1.1古地球上有机酸盐的产生 （1）有机成因有机酸的产生 地球上有机质产生有机酸盐的主要途经的3条：①生物体本身就含有多种有机酸。如：甲酸又名 蚁酸，是蚂蚁的毒液，是昆虫的自卫“武器”。草酸最初发现存在草中，草酸就因此而得名。 ②死亡生物体经细菌作用腐烂、变酸就会产生出乙酸。细菌、微生物死亡后也能生成有机酸[3] ③生物体不完全燃烧。原始森林、草原大火 （现象是冒烟）都能产生有机酸。古代岩石、现代水体中都存在有机酸[4-5]。 （2） 无机成因有机酸的产生 原始地球无机生成有机酸盐的主要途经有2条： ①原始大气层中的甲烷[6]，在地球演变到有氧地质时期，甲烷在火山对流圈内不完全氧化生成有机酸。 ②变价金属碳酸盐在地质作用下产生有机酸。变价金属碳酸盐有它独特的优势，那就是变价金属碳酸盐内不光存有变价金属的化学能，还有产生有机物不可缺少的碳元素（CO2）。变价金属碳酸盐沉积盆地（矿）形成后，变价金属碳酸盐就把金属离子的变价化学能和碳元素（CO2）一起带入沉积盆地。一但积盆地受到地质热，变价金属碳酸盐的金属离子就和体系内沉积水发反应，在广谱高温、压力、催化剂作用下，碳酸铁金属离子变高价产生出 烷类、有机酸等[7-8]。 1.2古盆地蒸发沉淀有机酸盐的生成 古地质时期，有机、无机生成的有机酸，在天上降水的帮助下接触到金属氧化物、碳酸盐，有机酸就生成和金属离子相对应的有机酸盐。陆生的有机酸盐在天上降水的帮助下，溶于水进入水域。在水介质的帮助下，可“游遍全球”在蒸发作用下集中富集于某一盆地（如中东）。潘兆橹、罗谷风在中国大百科全书“地质学”，“矿物”一节中指出：“绝大多数矿物都是无机化合物和单质，仅有极少数是通过无机作用形成的有机物，如草酸钙［Ca(C2O4).2H2O］等[9]”。地球演变到中元古代后，已经演变得能够形成蒸发沉积盆地。在古盐场式盆地内，在干旱炎热气候条件下，造成海水大量蒸发；在古海盆内（海进、海退盆地），地壳深断裂导致岩浆和火山活动发育，促使地温升高，造成海水强烈蒸发。上述两种蒸发作用使海水中的有机盐结晶而沉淀生成 “蒸发沉淀有机酸盐 ”盆地。 2．甲、乙、草酸盐热分解生烃模拟实验 2．1实验材料及制备 将30%的甲酸钙、45%的乙酸钙、15%的乙酸钠10%碳酸钠混合，加入适量水，再加入少许草酸铁、二氧化锰熬制（见图1、2），脱去大部分结晶水。 图1 有机酸盐的熬制 图2 实验生成的有机酸盐 2．2生烃模拟实验装置 自制：直径60mm长300mm不锈钢棒，当中钻30mm的孔，深250mm。500℃高温下, 耐压70MPa（图3—图6） 。 图3 实验装置—反应釜 图4 反应釜侧视 图5 反应釜俯视图 图6 生油后开釜俯视图 2.3实验步骤与结果 （1）把制好的有机酸混合物150克压到反应釜中,当中留小孔 5mm（油气运移通道）。（2）把反应釜放入加热圈中加热，打开油气阀常压下运行，排除反应釜中多余的水，直至有机酸盐开始分解（有气体排出）。（3）这时关闭油气阀，继续加热最高温度升至450℃。经40分钟反应釜内压升到55MPa 。（4）打开油气阀慢慢减压，在卸压过程中，油被油气或水汽经过