第四届油气成藏机理与油气资源评价国际学术研讨会多媒体

古盆地蒸发沉淀有机酸盐 生油气机理 河北省安国市祁州镇流霜村 2006年10月 石军柱 主要内容 古盆地有机酸盐的生成 一 古盆地有机酸盐的生成 1 有机成因的有机酸 2 无机成因的有机酸 3 古盆地有机酸盐的生成和富集 4 现今地球上有机酸盐岩的蛛丝马迹 1 有机成因的有机酸 1 生物体本身就含有机酸 如 蚁酸 草酸 苹果酸等 2 生物体发酵产生有机酸 如做醋 3 生物体不完全燃烧 烟内有有机酸 4 被埋藏的古生物体 在地质热作用下产生大量的有机酸 参考 生物热解油 生物热解油成分表 表中表明 杨木 枫木 松木热解总产酸量是8 4 11 4 乙酸含量 5 4 6 3 玉米桔杆热解总产酸量是15 8 乙酸含量 13 0 2 无机成因的有机酸 1 原始大气层中的甲烷 在大气层中有氧后 在火山周围不完全燃烧 生成有机酸 2 费 托地质合成 变价金属碳酸盐在地质热作用下 产生有机酸 3 古盆地有机酸盐的生成和富集 不管是有机 还是无机生成的有机酸 它们接触到金属离子后 如果能起反应 就生成和金属离子相对应的有机酸盐 有机酸盐在水介质的帮助下 在蒸发作用下富集于蒸发盐盆地 4 现今地球上有机酸盐岩的蛛丝马迹 岩石 岩石包裹体里有有机酸 有机酸盐 油田水中有有机酸 有机酸盐 昆明理工大学矿物博物馆内 就陈列着多种多样的有机酸盐岩石 如醋胺石 草酸铁钾石 草酸铁矿石 醋氯钙石等 有关有机酸盐生油气方面的研究资料 二 有机酸盐热分解实验 1 有机酸盐的熬制2 反应釜3 实验方法4 结果 将30 的甲酸钙 45 的乙酸钙 15 的乙酸钠 10 碳酸钠混合 加入适量水 再加少许草酸铁 熬制 脱掉大部分结晶水为止 1 有机酸盐的熬制 2 反应釜 自制 直径60mm长300mm不锈钢棒 当中钻30mm的孔 孔深250mm 500 高温下 耐压70MPa 把有机酸盐压入釜内 开放式升温 排除水 干相有利生油 釜内有机酸盐开始分解时 关闭阀门继续升温升压到 a时停止升温 分钟后 打开阀门泄压 油蒸汽 水汽经过冷凝器收集在试管中 气体放空 3 实验方法 釜内压好有机酸盐照片 生油后开釜照片 2 讨论 三 结果与讨论 1 热解产物和油盐比 2 油样分析 3 讨论 1 热解产物和油盐比 在有机酸盐生烃模拟实验中 有机酸盐中的金属离子生成相对应的碳酸盐 有机酸根生成油气 CO2和H2O 克有机酸盐生一克油 气体烃大量 2 油样分析 1 油样气相色谱烃分布范围分析 2 油样饱和烃分析 分析单位 石油大学 北京 资源与信息学院地球化学实验室 油样气相色谱烃分布范围分析 2 油样饱和烃分析 把一毫升油样倒入盛有浓硫酸的试管中 充分混合后 静止 等分层后 上层就是饱和烃 幻灯片背景就是分析照片 3 讨论 有机酸盐生成油 碳酸盐岩是不是烃源岩 油气初次运移 石油高度集中的现象 按理论上说 高纯度甲酸盐热分解时得到的是甲烷和碳酸盐 乙酸盐得到的是丙酮和碳酸盐 草酸盐得到的是CO和碳酸盐 为了模拟古盆地蒸发盐生成 把它们混在一起熬制 得到的混合有机酸盐 在热分解时便得到大分子烃 这是为什么呢 这是因为混合溶液中的有机酸盐 在熬制时按自己的化学性质生成络合物 螯合物 混合物 得到的混合有机酸盐 热分解时产生出多种自由基 生成多种多样组分的油 分析上述只有混合才能生油的现象联想到 这可能是地球上最古老 最原始 最基本的 交配 方式 有机酸盐生成油 络合物状态下的混合有机酸盐 碳酸盐岩是不是烃源岩 碳酸盐岩是不是烃源岩 是石油界目前最头痛的问题 不是烃源岩 可是碳酸盐岩中储藏了占世界可采量一半的油气 是烃源岩 可是固结了的碳酸盐岩 使油气初次运移说不清楚 根据以上实验 按有机酸盐生油说 晚期生油说所说的烃源岩 碳酸盐岩 实际是生过油气的油渣 它的前身是蒸发沉淀有机酸盐 油气初次运移 按目前石油成因理论 油气初次运移解释难于自圆 有机酸盐生油气理论 属于早期生油范筹 有机酸盐在热分解前就脱掉了结晶水 腾出了相当大的 空间 给初次运移准备了道路 还有有机酸盐热分解时 生成颗粒碳酸盐 这更有利于油气的初次运移 根据多次模拟实验总结出油气运移 1 油自己在高温下生成蒸汽 2 油溶于其它低碳烃或水气中 3 靠盆地热源的驱赶力 背向热源运移 油气总是向着相对压力低 能泄压的地方运移 石油高度集中的现象 石油高度集中的现象 给石油地质界出了一个难题 波斯湾地区几十个油气田分布在一条500英里长的地带 占地球表面积不到2 却拥有世界可采储量50 以上的油气 按有机酸盐生油气机理分析 那就是在地质时期 波斯湾地区 从寒武纪到新近纪有6个地质年代产出蒸发盐岩 约3亿年长期巨大的蒸发作用 不光熬出了无机盐 而且熬出了有机酸盐 悬浮胶质 络合物 螯合物等 另一方面 大量的海水蒸发掉 半封闭海盆会产生海流 海流把海洋中的大量有机物也带进蒸发盐盆地 有机酸盐 海流沉积有机质 在地质作用下 生成拥有世界可采储量50 以上的油气 四 结论 通过对古地球上有机 无机成因有机酸盐生成的研究 阐明古地质时期地球能够生成含有有机酸盐的盆地 指出蒸发盐盆地中 生烃 岩 是有机酸盐及 海流沉积有机质 并首次提出有机质海流富集说 生烃模拟实验表明 小分子有机酸盐能生成大分子烃 有助于 原始有机汤池 形成的研究 进行古盆地 蒸发沉淀有机酸盐 生油气机理的研究 对盐下 生前古老油气勘探有重大意义 致谢 感谢 北京石油大学校长张一伟 盆地与油藏研究中心姜振学主任 朱丹 张枝焕老师给予的大力支持和帮助 感谢 中石油勘探开发研究院戴金星院士 廊坊分院李剑所长给予的大力支持和帮助 感谢 国土资源部油气资源战略研究中心