第三次课：第二章-油气生成演示幻灯片.ppt

第二章现代油气成因理论——油气生成模式第二章现代油气成因理论——油气生成模式一、油气成因学说1、无机成因说1．碳化物说：地球内部水与重金属碳化物相互作用：3FemCn+4mH2O→mFe3O4+C3nH8m2．宇宙说：由碳、氢合成碳氢化合物是出现在天体发展的早期阶段，例如在温度≤1000℃时，甲烷可按下列方式生成：CO+3H2CH4+H2OCO2+4H2CH4+2H2O3．岩浆说2、有机成因说①世界上90%以上油气都产自沉积岩。②油气在地壳中的出现和富集程度与地史上生物的发育和兴衰息息相关，油气储量的时代分布与地层中分散有机质以及煤和油页岩等有机矿产的时代分布具有相关性。③在油气田剖面中，含油气层位总与富含有机质的层位有依存关系，而不像无机的内生矿床那样与火成岩和变质岩有关；④灰岩晶洞和介壳中的油气只能源于沉积有机质;⑤油气的元素组成包括微量元素组成都与有机物质和有机矿床相近；⑥石油中检测出的卟啉、类异戊间二烯烷烃、甾萜类化合物被有机地球化学家称为生物标记化合物，它们的碳骨架仅为生物体所特有；⑦石油普遍具有旋光性，这主要与含有化学结构不对称的生物标志化合物有关；⑧模拟实验表明，从多种有机质中可得到油气中的烃类产物；⑨现代化的测试分析技术可从现代和古代沉积物中鉴定出各种油气中的烃类。地质年代表＊二、有机成因说—干酪根晚期生油学说生物物质油气（一）成烃母质—干酪根1、干酪根的形成（1）沉积有机质的生物物质组成（2）原始有机物质的化学组成与结构②蛋白质(Protein)是生物体中一切组织的基本组成部分，是生物体赖以生存的物质基础，占生物体细胞除水外的80%。含氮化合物，由20多种氨基酸构成。④木质素(Lignin):都具有芳香结构特征。是植物细胞壁的主要成分。（3）沉积有机质的原始生物元素组成（4）原始生物物质（生物构型有机质）→干酪根（地质构型）2、干酪根的定义干酪根(Kerogen)：沉积岩中所有不溶于非氧化性的酸、碱和非极性有机溶剂的有机质。是最重要的成烃母质。干酪根是沉积有机质的主体，约占总有机质的80~90%。与其相对应，岩石中可溶于有机溶剂的部分，称为沥青(Bitumen)。3、干酪根的成分和结构是一种高分子聚合物，没有固定的化学成分，主要由C、H、O和少量S、N组成，没有固定的分子式和结构。美国绿河页岩干酪根结构模型I型干酪根原始氢含量高和氧含量低，H/C原子比介于1.25~1.75，O/C原子比介于0.026~0.12。以含类脂化合物为主，直链烷烃很多，多环芳香烃及含氧官能团很少；它可以来自藻类堆积物，也可能是各种有机质被细菌强烈改造，留下原始物质的类脂化合物馏分和细菌的类脂化合物；生油潜能大，相当于干酪根重量的80%。Ⅱ型干酪根原始氢含量较高，但稍低于I型干酪根，H/C原子比0.65~1.25，O/C原子比0.04~0.13。属高度饱和的多环碳骨架，含中等长度直链烷烃和环烷烃甚多，也含多环芳香烃及杂原子官能团；来源于海相浮游生物(以浮游植物为主)和微生物的混合有机质；生油潜能中等。产物约为有机质原始重量的60%；Ⅲ型干酪根原始氢含量低和氧含量高，H/C原子比0.46~0.93，O/C原子比0.05~0.30，以含多环芳香烃及含氧官能团为主，饱和烃链很少，被联接在多环网格结构上；来源于陆地高等植物，含可鉴别的植物碎屑甚多，可被河流带入海、湖成三角洲或大陆边缘；热解时可给出30%产物，与Ⅰ、Ⅱ型相比，对生油不利，但埋藏到足够深度时，可成为有利的生气来源。我国主要陆相含油气盆地泥质岩中干酪根也可划分为上述三种类型，但以Ⅱ型为主，王铁冠根据我国6个陆相盆地统计，Ⅱ型干酪根占48.5%，Ⅰ、Ⅲ型分别为22.9%和28.6%。5、成烃母质-干酪根形成的有利地质环境③只有在长期持续下沉过程中伴随适当的升降，沉降速度与沉积速度相近(Vs≈Vd)或前者稍大时，，才能持久保持还原环境——稳定的欠补偿大地构造环境可以长期保持适于生物大量繁殖和有机质免遭氧化的有利水体深度，保证丰富的原始有机质沉积下来(2)、有利于生物大量繁盛的古地理环境①在海相环境有利区域——浅海、三角洲、海湾及泻湖浅海：水深一般不超过200米，水体较宁静，阳光、温度适宜，生物繁盛，尤其各种浮游生物异常发育，死亡后不需经过太厚的水体即可堆积下来；三角洲：陆源有机质源源搬运而来，加上原地繁殖的海相生物，致使沉积物中的有机质含量特别高，是极为有利的生油区域；海湾及泻湖，因有半岛、群岛、沙堤或生物礁带与大海相隔，携带大量氧气的汹涌波涛难以侵入，新的氧气不易补给，在这种半闭塞无底流的环境中，也对保存有机质有利。不利区域——滨海、深海区滨海区，海水进退频繁，浪潮作用强烈，不利于生物繁殖和有机质的堆积保存；深海区生物本来就少，死后下沉至海底需经历巨厚水体，易遭氧化破坏；加