《油气生成与烃源岩的关系》由会员分享，可在线阅读，更多相关《油气生成与烃源岩的关系（126页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 成因假说成因假说？成油原始物质成油原始物质 ：无机无机 ？有机有机 ？成油时间成油时间 ：早期早期 ？晚期？晚期 ？无机假说无机假说碳化说：1876年俄国化学家门捷列夫：石油是地下深处的金属碳化物与下渗的水相互作用所生成。生成 的石油蒸气在冲向地壳的过程中冷凝形成油气藏。 宇宙说：1889年俄国索柯洛夫：碳氢化合物是宇宙所固有的，在地球处于熔融阶 段时即已存在于气圈这中了，以后地球冷 却被吸附凝结在地壳上部形成油气藏。岩浆说：1949年10月3日，在纪念宇宙说六十周年 时苏联库德梁采夫突然由有机说的观点转变为无机说 ，认为地球深处的岩浆中，含有C、H，还有O、N、S 及石油中其他灰分元素。在
2、600012000下，C、 H可形成甲炔基，到30004000可形成次甲基，随着 温度降低，可形成甲基，最后形成甲烷，甲炔基可聚 合形成各种烃，在温度、压力适合时形成石油。 无机假说无机假说简单烃类与石油组成复杂性?生物成因 ?19世纪中叶以来，研究者根据观察和实验以低等动物为主的“动物学说”；以藻类为主的“植物说”；“动植物混成说”。有机假说有机假说证据：生物标志化合物及旋光性 成油时间成油时间“石油是早期生成的烃类富集而成的”数量上：现代沉积物的烃含量及烃转化率远远低于古代沉积物；质量上：现代沉积物的烃组成与原油和生油岩均有较大的区别。当母岩埋藏达到一定的深度和温度时，有机质才可大量生成液
3、态烃。 原始物质的形成原始物质的形成原始物质的来源原始物质的来源二二生油母质生油母质干酪根干酪根一一三三1 1 油气生成的原始物质油气生成的原始物质第二章 油气生成与烃源岩一、原始物质的来源 1. 生物种类来源 沉积积有机质质的生物种类类来源首先是浮游植 物，其次是细细菌、高等植物、浮游动动物。 2. 生化组分来源 对对沉积积有机质质来源提供最多的生化组组成是脂类化合物、蛋白质质、碳水化合物和木质质素。 第二章 油气生成与烃源岩第二章 油气生成与烃源岩天然有机质与石油平均元素组成0.50.51.51384.5石油12-1276类类脂22171753蛋白质质31.60.30.1563木质质素50
4、-644碳水化合物O%N%S%H%C%类脂物质的特征是抗腐力较强，能在各种地质条件下保存起来 。其元素组成和分子结构最接近于石油烃，是生成油气的主要 原始物质。 原始物质的形成原始物质的形成原始物质的来源原始物质的来源二二生油母质生油母质干酪根干酪根一一三三1 1 油气生成的原始物质油气生成的原始物质第二章 油气生成与烃源岩二、原始物质的形成 沉积积有机质质：通过过沉积积作用进进入沉积积物中 并被埋藏下来的那部分有机质质称为为沉积积有机质质 。 形成： 氧化成简单的分子 生物 死亡 沉积有机质（只占0.8%左右）第二章 油气生成与烃源岩分两类：1. 原生的沉积有机质：指通过沉积作用，直接或间接
5、进入沉积物中的有机质。包括：氨基酸、脂肪酸、脂类及木质素。2. 新生的沉积有机质：指原生的沉积有机质通过埋藏作用和化学作用重新合成和演化形成的有机化合物。如腐殖酸、干酪根、烃和非烃。第二章 油气生成与烃源岩古代沉积岩中分散有机质的组成：烃类：岩石中可溶于有机溶剂的有机质。是有机体生化作用的产物。沥青：可溶于有机溶剂，是烃类和非烃类物质的混合物。可分为油质、胶质及沥青质，是有机质向油气转化的中间产物。干酪根：不能溶解于有机溶剂的固体分散有机质。第二章 油气生成与烃源岩原始物质的形成原始物质的形成原始物质的来源原始物质的来源二二生油母质生油母质干酪根干酪根一一三三1 1 油气生成的原始物质油气生成
6、的原始物质第二章 油气生成与烃源岩第二章 油气生成与烃源岩三、生油母质干酪根 1.概念干酪根：为沉积岩中所有不溶于非氧化的酸、碱和非极性有机溶剂的分散有机质（ 1979年，亨特）。沉积积有机质质包括：有机溶剂剂可抽提的沥沥青；不溶于有机溶剂剂的干酪根。干酪根是有机碳的最重要形式。它比煤和储储集层层中石油含量之和还还要多上千倍，比非储储集层层中沥沥青和其它分散的石油多50倍。在古代沉积积岩中，有机质质的8099%是干酪根。 第二章 油气生成与烃源岩2.形成六、七十年代，关于干酪根的形成研究日渐完善 ，日本大石渡良志1976年提出认为干酪根的形成的以下三种途径： 1.不饱和化合物 （氧化 聚合）中
7、间产物 （聚合）干酪根2. 碳水化合物、蛋白质 （聚合）腐殖酸 （聚合）干酪根 3. 脂肪、碳水化合物、蛋白质 （微生物作用 ）腐殖酸 （聚合）干酪根第二章 油气生成与烃源岩3.性质质从岩石中提纯出来的干酪根呈黑色或褐色粉末，是复杂的有机高分子 聚合物。在沉积岩中干酪根呈细微分 散状态，有时以局部富集的纹层存在 于泥岩中。 第二章 油气生成与烃源岩4.组组成及结结构元素组成：干酪根的元素组成中以 C 为主。一般分布范围是 C：7090%，H：310%，O：319%，N：0.44 %，S：0.25%（据Tissot，1984）。干酪根的元素组成跨有很大范围，它的化学成分和结构会因原始物质的类 型
8、和演化程度而变化。 第二章 油气生成与烃源岩结结构：干酪根是一个由很多“桥键”交连的“ 核”组成，在核和桥上带有各种官能团，类脂化合物可被聚集在核间的空隙中的立体大分子。第二章 油气生成与烃源岩5.类类型 Tissot（1974） 根据干酪根的元素分 析采用 H/C 和 O/C 原子比绘制相关图， 即范氏图（Van Krevelen 图），将 其主要分为三大类 。 第二章 油气生成与烃源岩型干酪根：称腐泥型，富含脂肪族结构，富氢贫 氧，H/C高，一般为 1.51.7，而O/C低，一般小于 0.1，生烃潜力为 0.40.7。第二章 油气生成与烃源岩型干酪根：富含脂肪链及饱和环烷烃，也含有多 环芳
9、香烃及杂原子官能团。H/C 较高，约 1.31.5， O/C 较低，约 0.10.2，生烃潜力为 0.30.5。 第二章 油气生成与烃源岩型干酪根：称腐殖型。富含多芳香核和含氧基团 。H/C 低，通常小于 1.0，而 O/C 高，可达 0.20.3，生 烃潜力为 0.10.2。第二章 油气生成与烃源岩国内陆相有机质由于分异性差，不能充分 区分，常采用黄第藩（1986）的三类五分法。 标标准腐殖型 2含腐泥腐殖型 1腐殖腐泥型 含腐殖腐泥型 I2标标准腐泥型 I1HC 1.50C 0.300.300.250.250.150.150.10 0.80外29201600 3.2513C() -22.5
10、-22.5 -25.5-25.5 -28 475第二章 油气生成与烃源岩2 2 干酪根热降解干酪根热降解成油机理成油机理上节的内容：上节的内容：生油物质来源沉积有机质生油母质干酪根的形成、特征及类型问题的提出：问题的提出：随着温度、压力的增高，干酪根将会发生什么变化？油气生成的阶段性及特征油气生成的阶段性及特征烃的演化烃的演化二二生油理论的新进展生油理论的新进展一一三三2 2 干酪根热降解成油机理干酪根热降解成油机理第二章 油气生成与烃源岩油气生成的影响因素油气生成的影响因素四四第二章 油气生成与烃源岩一、烃的演化1. 氯仿沥青“A”和总烃的演化第二章 油气生成与烃源岩第二章 油气生成与烃源岩
11、第二章 油气生成与烃源岩2. 烷烃的演化正构烷烃的演化异构烷烃的演化环烷烃的演化芳香烃的演化第二章 油气生成与烃源岩第二章 油气生成与烃源岩油气生成的阶段性及特征油气生成的阶段性及特征烃的演化烃的演化二二生油理论的新进展生油理论的新进展一一三三2 2 干酪根热降解成油机理干酪根热降解成油机理第二章 油气生成与烃源岩油气生成的影响因素油气生成的影响因素四四第二章 油气生成与烃源岩二、油气生成的阶段性及特征 门限温度：门限温度：随着埋 藏深度的增加，当温度 升高到一定的数值，有 机质才开始大量转化为 石油，这个温度界限称 为门限温度。门限深度：门限深度：与门限 温度相对应的深度称为 门限深度。分三
12、个阶段：成岩作用阶段未成熟阶段深成作用阶段成熟阶段变质作用阶段过成熟阶段第二章 油气生成与烃源岩1.成岩作用阶段未成熟阶段从沉积有机质被埋藏开始至门限深度为止。地层条件：低温（小于5060）、低压。有机质特征：微生物化学作用为主，有机质以形 成干酪根为主，没有形成大量烃类，O/C大大降低， H/C稍微下降。主要产物及特征：生物成因气，有少量的烃类来 自于活生物体，大部分为C15以上的重烃，为生物标志 物。正烷烃多具明显的奇偶优势。成岩作用阶段后期 也可形成一些非生物成因的降解天然气以及未熟油。鉴别指标：Ro小于0.5%。第二章 油气生成与烃源岩2.深成作用阶段成熟阶段深成作用阶段为干酪根 生成
13、油气的主要阶段。该阶 段从有机质演化的门限值开 始至生成石油和湿气结束为 止。按照干酪根的成熟度和 成烃产物划分为两个带：生油主带（低中成熟阶 段） 凝析油和湿气带（高成熟 阶段）第二章 油气生成与烃源岩生油主带（低中成熟阶段）：有机质特征：干酪根热降解作用为主， H/C大大降低。主要产物及特征：成熟的液态石油。以中 低分子量的烃类为主，正烷烃中奇碳优势逐 渐消失，环烷烃和芳香烃的碳数和环数减少， 曲线由双峰变单峰。W.C.Pusery把它称为“液 态窗”或“石油窗”。鉴别指标： Ro为0.51.3%。 第二章 油气生成与烃源岩凝析油和湿气带（高成熟阶段）：有机质特征： 高温下，剩余的干酪根和
14、已 经形成的重烃继续热裂解。主要产物及特征： 液态烃急剧减少，C1 C8的轻烃将迅速增加。在地层温度和压力超过 烃类相态转变的临界值时，这些轻质轻就会发 生逆蒸发，反溶解于气态烃之中，形成凝析气 和更富含气态烃的湿气。鉴别指标： Ro为1.32.0%。第二章 油气生成与烃源岩3.准变质作用阶段过成熟阶段有机质特征： 埋深大、温度高，由于在 成熟阶段干酪根中绝大部分可以断裂的侧链 和基团已消耗殆尽，所以石油潜力枯竭，残 余的少量烷基链，尤其是已经形成的轻质液 态烃在高温下继续裂解形成大量的热力学上 的最稳定的甲烷。 干酪根的结构进一步缩聚 形成富碳的残余物质。主要产物及特征： 热裂解甲烷。鉴别指
15、标： Ro2.0%。第二章 油气生成与烃源岩第二章 油气生成与烃源岩第二章 油气生成与烃源岩第二章 油气生成与烃源岩油气生成的阶段性及特征油气生成的阶段性及特征烃的演化烃的演化二二生油理论的新进展生油理论的新进展一一三三2 2 干酪根热降解成油机理干酪根热降解成油机理第二章 油气生成与烃源岩油气生成的影响因素油气生成的影响因素四四三、干酪根成油理论的新进展1.未低成熟油的成因 强还原咸化环境藻类成烃 盐湖相沉积有机质在低温条件下转化成烃 含煤岩系特殊的富氢显微组分早期成烃 内因：有机质类型外因：局部咸化环境、较高的地温梯度第二章 油气生成与烃源岩第二章 油气生成与烃源岩第二章 油气生成与烃源岩
16、第二章 油气生成与烃源岩2.煤成烃的形成 煤成烃：煤系地层的有机质在不同的演化阶段，其富氢组分所生成的气态和液态烃类。 演化特点：沥青化作用 第二章 油气生成与烃源岩第二章 油气生成与烃源岩第二章 油气生成与烃源岩油气生成的阶段性及特征油气生成的阶段性及特征烃的演化烃的演化二二生油理论的新进展生油理论的新进展一一三三2 2 干酪根热降解成油机理干酪根热降解成油机理第二章 油气生成与烃源岩油气生成的影响因素油气生成的影响因素四四有机质演化过程主要是一个生物化学和化学作用的过程，影响其演化的因素很多，有温度、时间、细菌、催化剂和压力等因素，其中起主要控制作用的因素是温度和时间。第二章 油气生成与烃源岩一、温度 化学动力学
