文档介绍：石油地质学
第二章石油的成因及生油气岩
第二章石油的成因及生油气岩
油气成因理论研究概况
生成油气的原始物质
有机质向油气转化的条件
油气生成的热演化模式
油气生成的地质环境
天然气的成因类型
生油气岩
第一节油气成因理论研究概况
油气的成因是一个长相争论的基本理论问题。
由于:
(1).石油、天然气是流体,其产出地与生成地往往不一致,受多种因素控制。
(2).化学成分均很复杂
(3).油气水常常伴生
更使油气成因的研究变得复杂和困难。人类在长期寻找、勘探和研究油气的基础上,提出了各种假说。这些假说又在实践中不断受到检验、修正和完善,逐步建立起油气生成的理论。今天的干酪根热降解成油的理论,基本能说明油气生成的众多现象,并在勘探实践中取得了显著的成果,这说明现代油气成因理论是基本正确的。
第一节油气成因理论研究概况
无机成因论
石油工业发展早期,从纯化学角度出发,认为油气是无机成因的。无机成因说大致可归纳为:
1、碳化物说(门捷列夫,1876年):认为在地球内部水与重金属碳化物作用,可以产生碳氢化合物:
+4mH2O一mFe3O4+C3nH8m
地球形成时期,温度很高,使碳和铁变为液态,互相作用而形成碳化铁。由于它们密度较大,保存在地球深处。后来,地表水沿地壳裂隙向下渗透,与碳化铁作用产生碳氢化合物,沿着裂隙上升到地壳。有些碳氢化合物浸透了岩石,形成油页岩、藻煤及其他含沥青岩石;有些碳氢化合物在地表附近受到氧化,形成地沥青等产物;如果碳氢化合物上升到地壳比较冷却的部分,冷凝下来形成石油,并在孔隙性岩层中聚集便可形成油藏。
第一节油气成因理论研究概况
2、宇宙说:索可洛夫,1889年
主张:在地球呈熔融状态时,碳氢化合物就包含在它的气圈中;随着地球冷凝,碳氢化合物被冷凝岩浆吸收,最后,凝结于地壳中而成石油。
基本论点:1)在天体中碳和氢的储量很大;
2)由碳、氢合成碳氢化合物是出现在天体发展的早期阶段;
3)同其他天体一样,地球上形成的碳氢化合物后来为岩浆所吸收;
4)当岩浆进一步冷却和紧缩时,包含在其中的碳氢化合物就沿断裂或裂隙分离出来。
碳化物说和宇宙说所依据的由无机物制成简单碳氢化合物的实验,至今未找到任何实地证据说明在自然界也发生过这样的过程。
3、岩浆说:库得梁采夫,1949年
认为石油的生成同基性岩浆冷却时碳氢化合物的合成有关。这个过程是在高压条件下完成的,因而可以促使不饱和碳氢化合物聚合而成饱和碳氢化合物。
并且,依靠石油才在地球上产生了生物,石油中含有生物所需要的一切化学元素,因此,不是石油来自有机物质,恰好相反,而是有机物质来源于石油。
第一节油气成因理论研究概况
4、高温生成说:切卡留克,1971
实验发现:一些矿物在高温、高压下可分离出甲烷、乙烷等烃类,因此认为油气是上地幔中的氧化铁和水反应所得。
5、蛇纹石化生油说:耶兰斯基,1966,1971
但无机成因论者的致命点:
(1)是脱离了地质条件来讨论油气的成因,而且将宇宙中发现的简单烃与地球上组成复杂的石油等同起来。
(2)%都分布在沉积岩中。
(3)无法解释为什么石油具有只有生物有机质才有的旋光性,生标物等问题,而且石油的旋光性在300℃以上就不存在了,若为无机成因需要高温、高压,石油的旋光性早就消失了。
第一节油气成因理论研究概况
有机成因论
随着油气勘探和生油研究不断深入,无机成因论逐步为有机成因论所代替。有机成因论的主要论据:
①%以上的石油产于沉积岩区;而与沉积岩无关的大片岩浆岩、变质岩区没有产出石油;少量工业油流的岩浆岩、变质岩都与沉积岩毗邻;
②油气中先后鉴定出很多与活生物体有关的生物标志化合物;
③油气中烃类与生物体中类脂物、沉积有机质在元素组成、化学成分及结构上都存在着相似性和连续性。
④实验室中模拟地下条件,从多种有机质中获得了烃类。
总之,油气的有机成因说,由于充分考虑了油气的生成和产出的地质、地球化学条件。深入对比了油气及有机质的组成特征,因此,更能说明油气的成因。为绝大多数石油地质,地球化学工作者所接受。现代研究证明,部分天然气则很可能是无机成因的。
在油气生成的机理和时间上,亦有早期生成论和晚期生成论之争。
第一节油气成因理论研究概况
早期成油论
主张:油气是地质历史时期中生物有机质在还原环境中转化而来的。
依据:1)实验发现,一些生物组分如脂类、蛋白质等在一定条件下可以生成烃类;
2)在现代沉积物中发现了液态烃。Zobell(1945)和史密斯(1952)发现里海、黑海和墨西哥湾现代沉积物中不但富含有机质,且存在自由的液态烃类,用放射性碳同位素C14测定了烃的年龄,证明它们是现代生成的,;