生油岩与油气形成PPT演示课件

第二章,烃源岩与油气的形成,1,复习与回顾,油气生成是油气藏形成的前提烃源岩的存在是油气生成的基础烃源岩是富含有机质的细粒沉积岩沉积有机质的类型是多种多样的烃源岩的发育与盆地构造演化和沉积环境以及气候条件有关沉积有机质随埋深增加,演化程度增加.,2,第四节干酪根生油气的动力学条件,3,1、温度、时间对干酪根演化生烃的作用,4,阿伦纽斯方程：,式中：k0称为频率因子,E为活化能,R为气体常数,T为绝对温度,（2）,反应速度常数k可用阿伦纽斯方程描述,代表单位时间单位容积内粒子碰撞的次数，它与容积内粒子的大小、浓度及运动快慢有关。,代表欲使化学反应发生，必须由粒子碰撞提供的最低能量,+273,8.3144J/molk,5,C为在时刻t反应物的浓度。,C0是反应开始时（t=0）反应物的浓度，,（3）,6,C为在时刻t反应物的浓度。,C0是反应开始时（t=0）反应物的浓度，,（3）,温度和时间具有互补性，高温短时间和低温长时间可以达到相同的反应程度。,反应程度与温度呈指数关系，与时间呈线性关系,分析（3）式可以得到两个重要结论：,7,温度的倒数（1/T）与时间的对数（lnt）具有线性关系,8,2.生油门限和成熟点,温度(地层温度地层埋深)增加到一定值时才能开始大量生油,温度的作用是决定性的,只有达到这一温度后,时间才起作用,9,实际地质资料同样证明：温度与时间的互补性,10,温度和时间的作用是相互补偿的；年代较新，成熟门限温度则较高。,烃源岩地质年龄与其干酪根成熟门限温度的关系,11,12,13,第五节有机质的生烃模式,烃源岩中的干酪根随埋深增加，其演化生烃过程具有明显的阶段性，即其形成的产物（油气）以及作用机制具有明显的分段性。,14,15,一、有机质生油气阶段的划分,16,1.生物化学生气阶段（未成熟阶段）,17,生物化学单体沉积有机质被选择性分解，转化为分子量更低的生物化学单体(如苯酚、氨基酸、单醣、脂肪酸等等)，部分有机质被完全分解成CO2、NH3和H2O等简单分子。生物CH4气；厌氧细菌还原小分子的乙酸、CO2,形成生物CH4气未熟-低熟油。在特定的生源构成和适宜环境条件下生成一定数量的未熟-低熟油。干酪根沉积有机质大部分转化成干酪根,生物化学作用阶段沉积有机质所形成的产物,18,未熟-低熟油特点,未熟-低熟油,定义：非干酪根晚期热降解生成的油组成特点在正烷烃C22C34范围内有明显的奇数碳优势；环烷烃中1-6环均有，但四环分子显畸峰；芳香烃亦以高分子量化合物为主，显示萘和多核芳香烃双峰。有时杂原子化合物较多。物性密度有轻、有重；多数相对较大粘度相对较大,19,未熟油-低熟油的形成条件,1、未熟-低熟阶段，Ro=0.2%-0.7%2、特殊的有机质树脂体木栓质体藻类类脂物富硫有机质细菌改造过的陆源有机质,20,2.热催化生油气阶段（成熟阶段）,21,热催化生油气阶段生成的石油的特点,22,3.热裂解生凝析油气阶段（高成熟阶段）,23,凝析油的特点,地面条件下为密度较小的液态油，密度小于0.8（0.78)；在地层温压下溶于气体，形成单一气态（地下为气藏）。成分相当于汽油，即35-190的馏分，由C6-C11构成主体在地下需要有大量小分子气态烃同时存在，地表状态气油比不小于600-800m3/m3,凝析油与石油相比，其含有的杂质要少的多，可不经加工直接用于内燃机的燃料。通常1吨凝析油可炼09吨成品油,24,4.深部高温生气阶段（过成熟阶段）,25,二、有机质演化的基本特征,小结：,26,27,三、不同有机质生烃（模式）的差异性,1、不同有机质各阶段界限差异,差别：生油门限生油高峰,28,三、不同有机质生烃（模式）的差异性,2、不同有机质生烃性质和数量的差异,生液态烃的数量和油气的总量I和II型均高于III型,29,三、不同有机质生烃（模式）的差异性,3、煤的生烃问题,煤是由多种类型有机质（不同显微组分）构成；,生烃模式是其各组分的叠合结果，煤的类型不同，形成液态油和油气总量就不同,30,四、生烃演化模式的意义,预测盆地油气资源的类型未熟-低熟油资源正常成熟油资源凝析油和天然气资源干气资源上述各种或几种资源,31,第六节天然气成因类型和鉴别,一、天然气的成因类型,32,1.无机成因气（inoganicgas）,泛指各种环境下由无机物质形成的天然气。,33,2.有机成因气（oganicgas）,泛指沉积有机质所形成的天然气，包括分散或集中有机质（煤、储层中的油）形成的天然气,1）按成气物质的来源划为分二个亚类,油型气(oil-typegas),煤型气(coal-typegas),由腐泥型母质，即型或1型干酪根形成的天然气,由腐殖型母质，即型或2型干酪形成的天然气,34,2）按有机质演化阶段划分的天然气成因类型,生物气,石油伴生气,裂解气,凝析油伴生气,35,二、与石油相比，天然气形成的特点,1.成气物质的多源性：,原始有机质、各种类型的干酪根、煤、可溶有机质、液态烃、无机物质,2.成气机理的多样性：,微生物生物化学作用(有机质分解、CO2还原）、热降解、热裂解、无机化学反应、核反应,3.成气环境的广泛性：,地表环境、不同深度的地下环境、水体、地壳深部、太空,36,天然气和石油形成条件的比较,37,三、各类天然气的组成特征,1.无机成因气,(1)组成：,CH4含量低，,以非烃气体为主，CO2常见,(2)同位素：,富集重碳同位素,13C1-30，绝大多数13C1-20,2.生物成因气,(1)组成：,(2)同位素：,CH4占绝对优势，可高达98%,富集轻的碳同位素，13C1-55,38,3.油型气,（1）原油伴生气和凝析油伴生气,组成：重烃气含量高，一般超过5%，有时可达20%50%,原油伴生气：13C1=-55-45凝析油伴生气：13C1=-50-40,碳同位素：13C1=-55-40,（2）裂解气（过成熟阶段生成的气）,碳同位素：13C1=-40-35,组成：以CH4为主（干气），重烃气2%,39,4.煤型气,组成：甲烷CH4含量较高，重烃气含量较低，一般-30,42,43,.生物气与油型气的鉴别,44,.油型气与煤型气的鉴别,45,第七节烃源岩的地球化学评价,一、烃源岩评价的主要方面有机质丰度有机质类型有机质成熟度,目的从地球化学角度来研究烃源岩,特别是研究烃源岩的有效性:解决烃源岩在哪里?范围多大?何时成熟生烃?能生多少?,46,1.有机质丰度（organicmatterabundance）,常用于表示丰度的参数：有机碳含量氯仿沥青“A”含量，抽提物中总烃含量岩石的生烃潜力,47,有机碳含量评价烃源岩标准,48,（2）氯仿沥青“A”含量和总烃含量,烃源岩评价标准,49,生烃潜量：Pg=S1+S2,泥岩源岩的岩石热解评价标准,(3)岩石热解生烃潜量,50,2有机质的类型研究,51,3.有机质的成熟度（maturityoforganicmatter）,研究途径：不溶有机质（干酪根）可溶有机质（抽提物）烃源岩,52,（1）运用镜质体反射率研究源岩成熟度,53,（2）依据可溶有机质的组成研究源岩成熟度,可抽提有机质的数量及烃类数量“A”/TOC、“HC”/TOC正构烷烃分布OEP、CPI、主峰碳、C21-/C22+生物标志化合物,主要包括三个方面的参数,54,可抽提有机质的数量及烃类数量“A”/TOC、“HC”/TOC,55,抽提物中的正烷烃分布特征,56,正烷烃奇偶优势参数,57,不同演化程度烃源岩抽提物与原油的比较,58,甾烷、萜烷异构化比值,甾族化合物是由三个六员环和一个五员环组成的四个环的化合物,萜烷是有环异戊间二烯型的化合物最常见的是三萜烷和五萜烷,C29甾烷：,C31藿烷：,普遍存在异构体：,三萜环烷烃(C31藿烷）,C29甾烷,59,甾烷、萜烷异构化比值,60,(3)岩石热解最高峰温(Tmax),（）,61,烃源岩生烃过程的复杂性烃源岩层受构造运动的影响会发生沉降和抬升的变化烃源岩层的升降导致其地温的改变(地层温度=地表温度+深度地温梯度)烃源岩升与降的历史(何时及持续多久)会影响烃源岩中有机质/干酪根的受热历史和生烃过程,二、烃源岩演化历史问题,演化史方法：通过烃源岩的埋藏史和温度史，运用生烃模式来模拟。如TTI