第十一章 天然气的组成、分类及地球特征 第十二章 天然气地球化学.pptVIP

第十一章 天然气的组成、分类及地球特征 教学目的 熟悉天然气的类型及分类，掌握天然气的成因类型及其判别标志 主要内容 天然气成因类型 有机成因气的主要类型及其特征 碳、氢、氦和氩同位素地球化学特征 轻烃地球化学 各类天然气的鉴别 重点及难点 天然气的成因类型及其识别标志 第一节 天然气成因类型 广义的天然气是指自然界中的一切气体，即岩石圈、水圈、大气圈以及地幔和地核中的一切气体 狭义的天然气是指以烃类气体为主（在少数情况下也有以CO2和N2为主，极个别情况下也有以H2S为主）的，分布于岩石圈、水圈以及地幔和地核中的气体 在油气勘探中主要研究的是岩石圈中的可燃天然气体，主要成分为CH4 3.按生储盖组合分类 自生自储天然气——指天然气源岩及储层同时位于一个较大的地质层系，气体的运移和聚集未超过该层系范围 新生古储天然气——指气体源岩的地质时代较储层新，气体通过断层、不整合面以侧向运移方式聚集在老地层中 古生新储天然气——老地层中生成的天然气以垂向运移或通过断层不整合面等储集在新地层中的天然气 4.按天然气存在相态分类 气藏气——指呈游离态单独聚集成藏的天然气 溶解气——指油藏中溶解的天然气 凝析气——指在地层条件下具有凝析和反凝析规律的气藏中的天然气 气体水合物——指以物理方式封闭在膨胀的水分子晶格内的天然气 按母质类型分类 1.腐泥型天然气（油型气）——它是由腐泥型或偏腐泥型(I、 II1型)干酪根降解形成。干酪根相对富氢，以含直链及环状饱和烃为主，只含少量多环芳香烃及含氧官能团，它在初次裂解过程中主要形成石油，同时伴生部分天然气，但早期形成的液态油若继续经历更高的热应力，进一步二次裂解成为天然气。 2.腐殖型天然气（煤型气）——煤成气、煤型气。它是由腐殖或偏腐殖型(Ⅱ2、 Ⅲ型)干酪根降解而成。干酪根相对贫氢，以含多环芳香烃及缩合稠环芳香烃为主，富含氧官能团，饱和结构含量少，且以短链为主，它以成气为主。 按有机质演化阶段分类 1.生物气——指有机质在未成熟阶段(Ro0.4%~0.5%)经厌氧细菌生物化学降解所生成的气态产物。化学成分以甲烷为主，典型生物气为干气，重烃气含量常小于0.5%, 一般δ13C1-55‰。 2.热解气——指有机质在成熟演化阶段（Ro为0.5%～2.0%）经热催化作用生成的天然气，包括油型热解气和煤型热解气。 第二节 有机成因气的主要类型及其特征 生物成因气系指成岩作用阶段早期，在浅层生物化学作用带内，沉积有机质经微生物的发酵和合成作用形成的天然气。其中，有时混有早期低温降解形成的气体。 在表层沉积物中，微生物的活动可以使有机质分解形成CO2、H2、H2S、CH4、NH3和N2等气体。 （2）非烃组分 非烃 0.1~90%，平均10%，主要为CO2及N2，次为 H2 、H2S及稀有气体; N2 0.1~50%,平均4.8%，残留型气藏 CO2 0.01~84%,平均6.14%，大于10%，有无机成因气混入。 2.稳定同位素组成 δ13C1 ：-55‰~-48‰； δ13C2 ：-44.5‰~-15.2‰，平均-33.2‰； δ13C3 ：-35.2‰~-18.9‰，平均-29.8‰； δ13C1＜ δ13C2 ＜ δ13C3 ＜ δ13C4 δDCH4 ：-304‰~-143‰；平均-232‰； δDCH4 ＜ -200‰；为淡水沉积。 油型气的甲烷碳同位素含量与其源岩热成熟度的关系 煤成气、煤层气 煤成气：由煤所形成的天然气 煤层气：由煤本身通过吸附作用而富集的气，是煤成气的一种产状（富集形式） 煤型气：包括煤、煤系地层的分散有机质、陆源腐植有机质所形成的天然气。 煤型气 δ13C1：-43‰~-10‰， δ13C2 ：大于-28.1‰， δ13C3 ：大于-23.2‰， 1.沉积环境示踪 δDCH4 ：-190‰；海相与陆相分界，δDCH4 ＜ -190‰；为淡水沉积。 2.热演化标尺 3.甲烷及其同系物随碳数增加δD变重 δDCH4＜ δDC2H6 ＜ δDC3H8 ＜ δDC4H10 2.有机成因烃气和无机成因烃气的鉴别 有机成因烷烃气是正碳同位素系列 δ13 C1 ＜ δ13 C2 ＜ δ13 C3 ＜ δ13 C4 无机成因烷烃气是负碳同位素系列 δ13 C1 ＞ δ13 C2 ＞ δ13 C3 ＞ δ13 C4 复习思考题 什么叫轻烃？如何利用轻烃的地化参数的进行天然气成因类型的划分？ 试述有机成因气中烷烃气组分的鉴别？ 油型气和煤型气的碳同位素及生标鉴别标志？ 天然气无机成因气和有机成因气的鉴别特征？ 二、轻烃地球化学参数的应用 1.天然气成因类型的划分 1)正构—异构—环