油气田开发地质学第二章 油气生成.ppt

1、石油与天然气的成因理论 无机成因学说认为： 石油不是由有机质形成的 相反 因为地球上先出现了有机质，才也现了生命 干酪根分离法 1、将生油岩粉碎后，先用氯访抽提，然后用M．A．B(甲醇—丙酮-苯三元溶剂)或E．A．B(乙醇、丙酮、苯三元溶剂)进行抽提，除去可溶有机质。 2、用盐酸溶解除去岩样中碳酸盐。 氟氢酸溶解除去岩样中硅铝酸，如； 4、用比重差异原理以重液、超声波除去干酪根中的黄铁矿及其它矿物。 放射性 在粘土岩中富集大量放射性物质，沉积物所含水在α射线轰击下可产生大量游离氢，所以这些放射性物质的作用也可能是促使有机质向油气转化的能源之一。 小 结 1、细菌和催化剂都是在特定阶段作用显著，加速有机质降解生油、生气； 2、放射性作用则可不断提供游离氢的来源； 3、只有温度与时间在油气生成全过程中都有着重要作用。 所以，有机质向油气的转化，是在适宜的地质环境里，多种因素综合作用的结果。 有机质的演化与生烃模式 有机质向油气转化的阶段及一般模式 （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及 （4）深部高温生气阶段。 （一）生物化学生气阶段 1、环境：当原始有机质堆积到盆底之后，开始了生物化学生气阶段。这个阶段的深度范围是从沉积界面到数百乃至1500m深处，温度介于10~60℃，以细菌活动为主， 2、产物：在这个阶段，埋藏深度较浅，温度、压力较低，有机质除形成少量烃类和挥发性气体以及早期低熟石油外，大部分转化成干酪根保存在沉积岩中。由于细菌的生物化学降解作用，产物以甲烷为主，缺乏轻质(C4~C8)正烷烃和芳香烃。到本阶段后期，埋藏深度加大，温度接近60℃，开始生成少量液态石油。在特定的生源构成和适宜环境条件下可生成相当数量的未熟-低熟油。 3、意义：值得强调指出：在这个阶段生成的生物化学气，或称细菌气，甲烷含量在95%以上，属干气；甲烷稳定碳同位素值异常低，介于-55~-85‰。它们可以富集成特大型气藏，埋藏深度浅，易于勘探和开发，是经济效益高的研究对象。 （二）热催化生油气阶段  1、环境：随着沉积物埋藏深度超过1500~2500m，进入后生作用阶段前期，有机质经受的地温升至60~ 180℃，促使有机质转化的最活跃因素是热催化作用。在有粘土矿物的催化作用下，地温不需太高，便可达到成熟门限，干酪根发生热降解，杂原子(O、N、S)的键破裂产生二氧化碳、水、氮、硫化氢等挥发性物质逸散，同时获得大量低分子液态烃和气态烃 2、产物：这个阶段产生的烃类已经成熟，在化学结构上显示出同原始有机质有了明显区别，而与石油却非常相似，正烷烃碳原子数及分子量递减，奇数碳优势消失；环烷烃及芳香烃碳原子数也递减，多环及多芳核化合物显著减少。 3、意义：在热催化作用下，有机质能够大量转化为石油和湿气，成为主要的生油时期，在国外常称为“生油窗”。 （三）热裂解生凝析气阶段 1、环境：当沉积物埋藏深度超过3500~4000m，地温达到180~250℃。在这个阶段烃类反应的性质，可分为石油热裂解(Cracking)与石油热焦化(Coking)两种作用 ：石油热裂解是指在高温下脂肪族结构破裂为较小分子，变为甲烷及其气态同系物，并使石油所含芳香烃浓缩集中；石油热焦化是指在高温下贫氢石油(一般以含杂元素-芳香烃为主)产生缩合反应，主要形成固态残渣，并使石油中脂肪族相对增加而杂原子减少。 2、产物：此时地温超过了烃类物质的临界温度，除继续断开杂原子官能团和侧链，生成少量水、二氧化碳和氮外，主要反应是大量C-C链断裂，包括环烷的开环和破裂，液态烃急剧减少。相反，低分子正烷烃剧增，主要是甲烷及其气态同系物，在地下深处呈气态，采至地面随温度、压力降低，反而凝结为液态轻质石油，即凝析油并伴有湿气，进入了高成熟时期。 3、意义：在深度较大的部位可以寻找优质的凝析油气藏。 （四）深部高温生气阶段  1、环境：当深度超过6000~7000m，沉积物已进入变生作用阶段，达到有机质转化的末期，温度超过了250℃，以高温高压为特征。 2、产物：已形成的液态烃和重质气态烃强烈裂解，变成热力学上最稳定的甲烷；这个阶段出现了全部沉积有机质热演化的最终产物干气甲烷和碳沥青或石墨。 3、意义：埋藏很深的生油岩，有机质演化程度高，主要以产气为主，寻找液态石油的希望不大。 藻质和无定形组分：均来源于海、湖水生浮游生物 ，前者可识别出藻类形态，后者呈多孔状、非晶质、无结构、无定形的云雾状，没有清晰的轮廓； 草质组分：由孢子、花粉、角质层、叶子表皮和植物细胞构造所组成，大部分来源于陆地； 木