石油与天然气地质学_油气成因与烃源岩.ppt

第二章 油气成因与烃源岩 油气成因：有机？无机？ 有机成因：早期？晚期？ 物质基础：高等生物？低等生物？ 无机生油说：有无市场？ 干酪根 油气成因类型 烃源岩 油气地球化学对比 一、油气成因概述 油气来自于什么物质？它是如何形成的？ 有机说和无机说之争有无结局？ 大自然为人类准备了多少油气？ 我们为什么和怎么确定烃源岩及其生烃能力？ 只有追根寻源，才能在油气勘探中有的放矢！ I、油气成因??? 油气成因是石油及天然气地质学中一个带根本性的问题： 物质是基础，没有物质，其它一切都无从谈起； 油气成因是找油找气的基础； 油气勘探必须有的放矢，如选择勘探区，选定勘探目的层，确定目标区（又称靶区），这些具体工作都是在一定的油气成因理论（假说）指导下进行的。 因此，阐明油气成因不仅具有理论意义，而且对于指导油气勘探具有重要的现实意义。 关于油气的成因，已经争论了一个多世纪，至今认识尚未完全统一。 II、油气成因问题难点所在 为什么解决油气成因问题如此艰难？油气成因问题之所以这样难于解决，其原因在于： ①油气是流体，可以流动是其天然属性，因此一般现今产出油气的地方往往并非油气的出生地； ②油气、特别是石油的成分是非常复杂的有机混合物，油气中的不同组分可能有不同的来历，加之其有机成分对外界物、化条件的变化较为敏感，在其所经历的漫长的地质历史过程中变数繁多，难于把握； ③解决油气成因问题要涉及地质、物理、化学、生物等极其广泛的知识领域，人们对油气先体（原始母质）与油气之间的过渡形式至今缺乏明确的认识，因而难于追寻其形成的踪迹。 为此，最近200年来，不同专家学者曾提出过各种不同的油气成因假说。在众说纷纭的油气成因争论中，就其观点都可归属于有机起源与无机起源两大学派。 III、石油的有机与无机起源学说 早在18世纪中页，俄罗斯化学家罗蒙诺索夫（1763）根据石油化学的研究，认为石油和煤炭一样是由泥炭在高温作用下生成。这是最早的石油有机成因论，被称为蒸馏说。 罗蒙诺索夫要算是世界上最早研究石油并力图解释石油成因的学者。 19世纪中期，各种无机起源说也随之应运而生。俄国化学家Д·И·门捷列夫（1876）反对石油和煤在成因上有联系的说法，并提出碳化物说，认为通过无机合成途径可得到烃类，他指出：石油是地下深处的重金属碳化物与下渗的水相互作用所生成： 3FemCn+4mH2O--mFe3O4+C3nH8m 上述反应所生成的石油蒸汽在冲向地壳的过程中冷凝于地层孔隙中，当上覆有非渗透层时就可集中形成油气藏。 从化学角度看，该假说是成立的。关键在于地下有无足够数量的重金属碳化物存在以及上层的水能否穿越软流圈下渗到地下深处。 19世纪晚期，索柯洛夫(B·Д·COKOЛOB)提出的宇宙说。其理论依据是在一些天体中发现有碳氢化物，如在水星、土星、天王星、海王星等星球的气圈中以及慧星的头部都有发现。 在此值得一提的是，这些碳氢化物远不是平均分子量大得多、成分复杂得多的石油。 宇宙说理论认为，碳氢化物是宇宙固有的，在地球处于熔融阶段时即已存在于气圈之中，其后随着地球冷却被吸收并凝结在地壳的上部，这些碳氢化物沿裂隙溢向地表过程中便可形成油气藏。 此外当时还出现过岩浆说、火山说等。总之，19世纪后半叶是石油无机起源说相当盛行的时期。 1863年，Lanrent把脂肪酸放在水蒸气中蒸馏得到了液态烷烃。两年后，Waren和Storrer也从对鮸鱼肝油的蒸馏中获得了相似的烷烃石油的混合物，并认为脂肪酸可能是烃类的母质。 1866年，美国人Lesquereaux指出美国东部泥盆系的石油可能是海相有机质产生的，这是美国主张石油有机成因的第一人。 自1888年起， Enger和Heofer对不同的动、植物脂肪酸类进行了成烃模拟实验和野外考查，一同完善了生物（有机）成因学说（Engler Heofer，1909）。 有意义的是， Enger和Heofer研究了波罗的海泻湖底由单细胞藻类组成、正在分解的腐泥，经过蒸馏得到的成分如下： 腊质和沥青质液态烃：24.4% 气态烃：14.6% 这一实验开创了利用现代沉积物模拟石油形成的先河。 总之，19世纪石油有机学派主要通过观察和实验为石油有机成因提供了佐证。就形成石油的原始物质来说： 动物说—以低等动物为主 植物说—以藻类为主 高等植物—主张石油与煤同源于高等植物，只是沉积环境不同而已 其中最有生命力的是动植物混成说。 IV、石油的有机成因理论 20世纪上半叶是各种成烃理论论战最为活跃的时期，特别是有机成因理论，得到大量实验的支持而获得了空前发展，有机成油说得到了大多数人的认可，其优势日趋明显。 经过波东尼（G.Potonie,1906）的发展，有机学派混成说已构成近代生油概念的雏型。波东尼认为动植物都是成油的原始材料，它们和矿