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君子忧道不忧贫。——孔丘

石油、天然气的生成、运移基础知识

一、石油和天然气的生成

油气生成的原因

石油和天然气的成因，是石油地质学界主要研究和长期争论的重大课题之

一。它的研究不仅具有重要的理论意义，而且对石油和天然气的勘探起着指导作

用。根据对石油原始物质截然不同的认识，石油成因理论可以分为无机成因和有

机成因两大学派。

石油无机成因认为，石油是由自然界的无机物形成的。但是，油气田勘探

的实践证明，世界上绝大多数油气田都分布在沉积岩中，极少数岩浆岩和变质岩

中的油气藏也同附近的沉积有机质有关，是石油侧向或垂向运移聚集的结果。并

且在石油中相继发现许多具有明显生物标志的有机化合物。由于石油无机成因假

说不能用来指导石油勘探，所以其支持者已经很少了，只能在实验室内作为科学

理论问题进行探讨。

石油有机成因说认为，石油是由沉积物当中的有机质，在特定的地质环境

中，在各种压力的综合作用下，经历生物化学、热催化、热裂解、高温变质等阶

段，陆续转化为石油和天然气。有机成因说又可以分为早期成油说和晚期成油说

两个分支。目前，有机晚期成油说已被石油地质学家、地球化学家所接受，能比

较可靠地指导油气田勘探。因此,本节主要介绍有机晚期成油说的主要论点。

有机物质为石油的生成提供了根据，有机物质主要是指生活在地球上的生

物遗体。要使有机物质保存下来并转化成石油还要有适当的外界条件。自然界中

的生物种类繁多，它们在不同程度上都可以作为生油的原始物质。比较起来，低

等生物作为生油的原始物质更有利、更重要。因为低等生物繁殖力极强且数量多，

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低等生物多为水生生物，死亡后容易被保存；另外它在历史上出现最早，其生物

体中富含脂肪和蛋白质。

有机体从死亡到沉入水底的过程，不可避免地要经受游离氧的氧化和水对

可溶性组分的溶解，只有幸存的一小部分有机体能够到达水底，同矿物质一起堆

积起来。只有堆积埋藏下来的有机体才能在适当的环境、条件下开始向石油烃类

方向转化。

1.还原环境

还原环境对有机质的保存和向油气的转化都是非常重要的。原始有机体的

堆积，若处于氧化环境之下将被氧化，其分解产物主要是CO2和水，原始有机

质将被氧化殆尽，谈不上向石油烃类转化。所以，原始有机质的堆积环境必须是

还原环境。在某些情况下，原来属于弱氧化环境，由于部分有机质被氧化而耗尽

自由氧，也可以使原来不利于生油的环境变为有利的生油环境。

有机质的各种成分在向石油烃类转化的过程中，具有还原环境是重要因素。

石油中碳、氢多，氧少；沉积有机质中碳、氢相对少，而氧相对多些，说明有机

质向石油转化的总趋势是：去氧，加氢，富集碳。所以，在从有机质堆积到转化

为石油的全过程都必须处于还原环境中。

石油生成以后，如果暴露在氧化环境里，轻组分会被氧化为以重组分为主

的沥青质石油。如玉门石油沟油田，油层出露于地面，石油氧化而形成沥青塞。

2.生物化学作用

与有机质改造和转化有关的生物化学作用有两类，一是细菌对有机质的分

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解作用，二是酵母素的催化作用。

细菌是地壳上分布最广，繁殖最快的一种生物。按其习性可分为喜氧细菌

和厌氧细菌及通性细菌三种。喜氧细菌在有氧气存在的条件下，转化有机质为

CO2和H20，不产生烃类。厌氧细菌在缺氧的条件下，对有机质大分子进行分

解，产生相应的有机化合物，如脂肪分解为脂肪酸与醇；蛋白质分解为氨基酸；

色素分解为卟啉和异戊二烯烃类；碳氧化合物分