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第八章油气的生成 1 第八章油气的生成 第一节油气生成的物质基础第二节油气生成的条件及过程第三节烃源岩 2 第一节油气生成的物质基础 一 关于油气成因问题的历史争论 无机成因说 认为石油是由无机物质形成的 主要有碳化物说 宇宙说 岩浆说等 无机成因说主要石油工业发展的早期 19世纪和20世纪早期 比较流行 有机成因说 认为石油是由有机物质形成的 如浮游动物 浮游植物 高等植物等 油气成因的现代观点 石油是有机成因的 天然气主要也是有机成因的 但不排除一部分天然气是无机成因的 3 第一节油气生成的物质基础 二 生成石油的有机物质 从原始有机质到干酪根 太湖蓝藻 厦门赤潮 浮游动物 原始有机质 浮游动物 浮游植物 高等植物等 4 第一节油气生成的物质基础 二 生成石油的有机物质 从原始有机质到干酪根 原始有机质在埋藏以后 经过一系列的化学和物理的变化 演变为一种称为 干酪根 的有机物质 保存在岩石中 5 第一节油气生成的物质基础 干酪根的定义 干酪根 沉积岩中不溶于非氧化的酸 碱和非极性有机溶剂的有机质 6 2 干酪根的成分 干酪根是一种高分子聚合物 无固定的化学成分 主要由C H O和少量S N组成 C 76 4 O 11 1 H 6 3 S 3 65 N 2 02 第一节油气生成的物质基础 7 第一节油气生成的物质基础 3 干酪根的结构 黄县褐煤干酪根结构 美国绿河页岩干酪根结构 干酪根结构属于三维网状系统 具有多个芳香结构的核 核上连接着数量不等的具有脂肪族结构的支链 这些核被链状桥 键和各种官能团连接起来 8 第一节油气生成的物质基础 范 克雷维伦 D W VanKrevelen 图解 4 干酪根的类型 1 型干酪根 原始氢含量高 氧含量低 以脂肪族直链结构为主 多环芳香结构及含氧官能团很少 主要来自藻类 生油潜力大 9 第一节油气生成的物质基础 范 克雷维伦 D W VanKrevelen 图解 4 干酪根的类型 2 型干酪根 原始氢含量较高 氧含量较低 含有较多的脂肪族直链结构 也含有多环芳香结构及含氧官能团 主要来自浮游生物 生油潜力中等 10 第一节油气生成的物质基础 范 克雷维伦 D W VanKrevelen 图解 4 干酪根的类型 3 型干酪根 原始氢含量低 氧含量高 多环芳香结构及含氧官能团含量高 脂肪族直链结构较少 主要来自高等植物 生油潜力差 11 干酪根的结构 芳香结构的核 脂肪族链状结构的支链 连接核与支链的化学键 温度的升高 第二节油气生成的条件及过程 1 温度和时间的作用 12 第二节油气生成的条件及过程 随着埋藏深度的增加 温度逐渐升高 烃源岩中的有机质在热力 温度 的作用下逐渐生成了石油和天然气温度在油气生成中起主要作用 时间在油气生成中起重要作用 温度的不足可以用时间来补偿 1 温度和时间的作用 13 随着埋藏深度的增大和温度的增高 干酪根开始大量生烃的温度称为干酪根的成熟温度或生油门限 这个成熟温度所在的深度称为成熟点 生油门限 1 温度和时间的作用 第二节油气生成的条件及过程 14 第二节油气生成的条件及过程 1 温度和时间的作用 15 第二节油气生成的条件及过程 2 油气生成的过程和阶段 未成熟阶段 成熟阶段 高成熟阶段 过成熟阶段 16 第二节油气生成的条件及过程 2 油气生成的过程和阶段 1 生物化学生气阶段 未成熟阶段 范围温度 10 60 深度 0 2000m 机理 生物化学作用 产物 生物甲烷 CO2 H2O 干酪根 少量高分子液态烃 17 2 热催化生油气阶段 成熟阶段 范围温度 60 180 深度 2000 4500m 机理 热催化作用 产物 液态石油为主 第二节油气生成的条件及过程 2 油气生成的过程和阶段 18 3 热裂解生湿气阶段 高成熟阶段 范围温度 180 250 深度 4500 6500m 机理 热裂解作用 产物 湿气为主 第二节油气生成的条件及过程 2 油气生成的过程和阶段 19 4 深部高温生气阶段 过成熟阶段 范围温度 250 深度 6500m 机理 热裂解 热变质 产物 干气 第二节油气生成的条件及过程 2 油气生成的过程和阶段 20 第三节烃源岩 烃源岩 sourcerock 能够生成油气 并能排出油气的岩石称为烃源岩 1 烃源岩的概念及其岩性特征 一般岩性特征 常含分散状的黄铁矿 富含有机质和微体古生物化石 粒细 色暗 1 粘土岩类烃源岩 暗色泥岩 页岩 2 碳酸盐岩类烃源岩 暗色石灰岩 生物灰岩等 3 煤系烃源岩 煤和煤系泥岩 21 第三节烃源岩 2 烃源岩的地球化学特征 1 有机质丰度 有机碳含量 TOC 岩石中的有机碳占岩石重量的百分比 范 克雷维伦 D W VanKrevelen 图解 2 有机质类型 22 第三节烃源岩 2 烃源岩的地球化学特征 3 有机质的成熟度 成熟度 maturity 在温度的作用下有机质的热演化程度 镜质体反射率Ro 镜质体反射光的能力 用 表示 无结构镜质体 未成熟阶段 Ro 0 5 成熟阶段 Ro 0 5 1 2 高成熟阶段 Ro 1 2 2 0 过成熟阶段 Ro 2 0 23 本章要点 油气生成的基本物质 干酪根的定义 成分 结构和类型 不