油气成因理论及生成模式.ppt
《油气成因理论及生成模式.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《油气成因理论及生成模式.ppt(58页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、第二章 油气水成分及性质,1石油的成分及性质,一、石油的元素组成 主要成分:C、H、O、S、N。灰分:其它微量元素(V)(Ni)等。二、石油的化合物组成 烷烃、环烷烃、芳香烃、含硫、含氮、含氧。三、石油的馏分、族分、组分 馏份(如汽油、煤油、柴油、重瓦斯油、润滑油、渣油)用液相色谱法常将石油划分为四个族分,即:1)饱和烃(包括烷烃和环烷烃)2)芳香烃3)非烃4)沥青质 组分(油质、胶质、沥青质、碳质)四、石油的物理性质 颜色、密度和相对密度、粘度、凝固点、导电性、溶解性、热值、荧光性、旋光性。,2天然气的成分及性质,一、天然气的化学组成 烃类(C1、C2+)、非烃类(N2、CO2、H2S、H2
2、、CO、SO2)二、天然气的物性 相对密度、临界温度和临界压力、蒸气压力、溶解性、粘度、热值。三、天然气分类 油田气、气田气、凝析气、水溶气、煤层气、固态气体水合物、页岩气,第二章 油气水成分及性质,3油田水的成分及性质,一、油田水的化学组成 元素组成、有机组分、溶解的气体组分二、油田水的矿化度 总矿化度:即水中各种离子、分子和化合物总含量。以水加热至105,蒸发后所剩残渣质量或离子总量来表示,单位mg/L或g/L。三、地下水产状 吸附水、毛细管水、自由水四、油田水的物性 颜色及透明度、密度、粘度、嗅觉和味觉、温度、导电性五、油田水分类 苏林通过Na/Cl,(Na-Cl)/SO4和(Cl-Na
3、)/Mg分为四类:一般说Na2SO4、NaHCO3水型形成于大陆环境,氯化镁水型存在并形成于海洋环境,而氯化钙水型则是地壳内部深成环境中的主要类型,而且认为油田水的化学类型大都属于氯化钙水型和重碳酸钠水型。六、油田水在勘探开发中的作用,第二章 油气水成分及性质,第一章 绪论,第二章 油气水成分及性质,第三章 油气成因理论及油气生成模式,第六章 油气成藏条件及油气藏类型,第七章 油气聚集单元及分布规律,第八章 油气田地质研究概述,第九章 油层对比,第四章 生油层、储集层、盖层,第五章 油气运移、聚集和保存,授课内容,第十章 油气田地下构造研究,第十一章 沉积相研究,第十二章 储层非均质研究,第十
4、三章 油层压力和温度,第十四章 储量计算,第三章 油气成因理论及油气生成模式,1、油气成因理论2、油气生成的物质基础3、油气生成的外在条件4、油气生成模式,1 油气成因理论,石油和天然气的成因问题,是石油地质学界的主要研究对象之一,也是自然科学领域中争论最激烈的一个重大研究课题。多年来,这一问题一直吸引着国内外地质学家、生物化学家和地球化学家。1、化学成分比较复杂:由于石油、天然气的化学成分比较复杂。2、找到油气藏的地方往往不是油气生成的地方:是流体,现在找到油气藏的地方往往不是油气生成的地方,这就为研究油气成因问题带来了许多复杂性。3、油气成因的争论焦点:(1)油气的来源是有机成因的还是无机
5、成因的?(2)油气的生成是高温条件还是在低温条件下生成的?(3)有机质生成油气的时间,是其演化的早期还是晚期?(4)陆相沉积盆地能否生油?煤系地层是否能够生油?,一、石油无机成因假说,其基本观点是石油是在高温、高压条件下形成的,为非生物成因产物。无机成油学说认为,石油是在地壳深处形成的,后来沿着深大断裂渗透到地壳上部,或者在天体形成时形成,当地壳冷凝时聚集成油气藏。,1 油气成因理论,1、碳化物说:由俄国著名化学家门捷列夫于1876年提出。他认为在地球内部水与重金属碳化物相互作用,可以产生碳氢化合物:3FemCn+4mH2OmFe3O4+C3nH8m 地球形成时期,温度很高,使碳和铁变为液态,
6、互相作用而形成碳化铁。由于它们比重较大,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,后者又沿着裂隙上升到地壳的冷却部分。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,形成地表沥青等产物;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。,1 油气成因理论,2、宇宙说:由俄国学者索可洛夫于1889年10月3日在莫斯科自然科学研究者协会年会上首次提出。宇宙说主张: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。宇
7、宙说的基本论点为:1)在天体中碳和氢的储量很大,因此同样可以假设这些元素在地球上也很丰富;2)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+3H2CH4+H2O CO2+4H2CH4+2H2O3)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凝缩时,包含在其中的碳氢化合物就沿断裂或裂隙分离出来。,1 油气成因理论,3、岩浆说:1949年10月3日,前苏联学者H.A.库得梁采夫在发表宇宙说六十周年纪念日的同一讲坛上,提出了石油起源岩浆说。库得梁采夫首先提到在许多天体上存在碳氢化合物、泥火山重复喷发、在所谓生油岩
8、之下的岩浆岩和变质岩中形成和存在油气藏、等都是无机生成说的论据。他认为石油的生成是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。他还指出:因为岩浆中形成石油的过程在不断进行着,古老的油气通过扩散作用早已逸散消失,所以,所有的油藏,包括寒武系中的油藏,都是年青的油藏。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,石油不是来自有机物质,相反,有机物质却是来源于石油。,1 油气成因理论,4、石油高温生成说:切卡留克1971年根据合成金刚石的实验,用装满矿物混合物(方解石、石英、六水泻盐等)代替石
9、墨反应器,在高压60007000MPa和高温1800K下,几分钟后由反应器中分离出易挥发组分,包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷及少许庚烷。从而认为在深约150公里的上地幔古顿堡层内,在温度超过1500K、压力5000MPa下,由于有FeO及Fe3O4的参与,H2O与CO2还原而成烃类。在强烈褶皱作用时,深部石油进入地壳沉积岩,并由低分子烃转化为高分子烃及环状烃。,1 油气成因理论,无机生油理论的主要证据:(1)在实验室,用无机C、H元素合成了烃类;(2)在岩浆岩内曾发现过石油、沥青;(3)在宇宙其它星球大气层中也发现有碳氢化合物存在;(4)在陨石中发现有碳氢化合物及氨基酸等多达100多种
10、;(5)认为用有机观点对世界上有些大的沥青矿(如加拿大的阿萨巴斯卡沥青矿,储量达856亿吨以上)不能作出令人满意的解释。,1 油气成因理论,二、石油有机成因假说 石油、天然气由地质时期生物遗体在适宜条件下生成。1、早期生成说 石油烃类是由沉积岩中的分散有机质在地壳浅处,成岩作用的早期在生物化学作用下生成的。2、晚期生成说 石油是有机物质被埋藏后,在一定深度、温度、热力和催化剂作用下,由有机物质转化而来。,1 油气成因理论,有机成油理论依据:1环境:世界已发现的油气田99.9%都在沉积岩中,只有极少数分布在岩浆岩和变质岩中,且这少数石油也被证明是从沉积岩中运移而来的,而与沉积岩无关的地盾和巨大结
11、晶岩突起发育区,至今未找到油气聚集。2分布:石油在地层时代的分布上与煤、油页岩及有机质的分布状况相吻合的,表明它们在成因上是有联系的。3组成:虽然世界上的石油没有成分完全相同的,但所有石油的元素组成和化合物组成是相近的或相似的,说明它们的成因可能大致相同。,1 油气成因理论,4条件:大量油田测试结果可知,油层温度很少超过100,有些深部油层温度可以高达141,而当温度超过250时,烃类就会发生急剧而彻底的裂解,生成石墨及H2,说明石油不可能在高温下形成。5时间:从目前发现的油气藏分析看,石油生成、聚集成藏不需很长的时间,大约需不到一百万年。6标志:石油中含的卟啉化合物,异戊间二烯型化合物,甾醇
12、类,石油的旋光性都证明石油是在低温下,由生物有机质生成的。7实验:石油地质工作者对近代沉积的研究成果表明,在近代沉积中确实存在着油气生成过程,且至今还在进行着,生成的数量也很可观。并且,在实验条件下,用有机质进行地下条件模拟,转化出了烃类,这为有机成因学说提供了有力的科学依据。,1 油气成因理论,“未熟低熟”油不断被发现,说明存在相当数量的各类早期生成的非常规油气资源;使早期成油说和晚期成油说也结合起来,视为一个统一的油气演化过程,从而拓宽了油气勘探领域。煤成烃理论发展与完善,提出了煤系地层有机质生烃机理和演化模式。近20多年来,无机成因天然气发现,为无机成烃理论提供了依据。,三、石油成因进展
13、,1 油气成因理论,一、生物有机质 生物体是生成油气的最初来源。生物死亡后残体埋藏生物化学、物理化学石油和天然气。包括细菌、浮游植物、浮游动物和高等植物、动物等,它是生物有机质的主要供应者。构成生物有机质的组分主要包括以下四种:,2 油气生成的物质基础,1)脂类 动物和低等植物脂类含量高,是生成液态烃的主要成分。如动植物的脂肪_动物的皮下组织_植物的孢子、种子及果实-细菌和藻类-高等植物的角质、孢粉等都含有丰富的脂类。2)蛋白质 在生物细胞中,除水外,80%以上的物质为蛋白质,约占动物干重的50%。,2 油气生成的物质基础,3)碳水化合物 又称糖类,是自然界分布极广的一种有机质,主要由C、H、
14、O三种元素组成,是石油中芳烃和天然气主要来源之一。尤以植物含量最高:纤维素、淀粉、树胶,动物体内的糖原,昆虫的甲壳等。4)木质素和丹宁 木质素和丹宁都具有芳香结构特征。木质素是植物细胞壁的主要成分,丹宁主要出现在高等植物中。它们是有机质中芳香结构的主要来源,也是成煤的重要有机组分。,2 油气生成的物质基础,2 油气生成的物质基础,二、沉积有机质 生物有机质并非是生油的直接母质。生物死之后,与沉积物一起沉积下来,构成沉积有机质。沉积有机质:指随无机质点一起沉积并保存下来的生物残留物质。,1)原地有机质:自身有机质;2)异地有机质:河流带入;3)再沉积有机质,1)生物死后,被吞食;2)生物化学作用
15、分解逸散;3)沉积保存0.8%.,1)生物物质产量;2)保存条件氧化或还原;3)堆积速度;4)沉积物颗粒大小;,1)不同岩性分布不均匀:泥质多2.1%,碳酸岩盐0.29%,砂岩0.05%;2)不同地质时代不均衡:地层老则含量少。,1、来源,2、形成过程,3、丰度影响因素,4、分布,2 油气生成的物质基础,三、干酪根 干酪根:沉积岩中所有不溶于非氧化性的酸、碱和非极性有机质溶剂的分散有机质。干酪根分子大且结构复杂。为高分子聚合物,无固定分子式,为三维分子,具有多种官能团,被桥键连接而成。沉积有机质经历了复杂的生物化学及化学变化,通过腐泥化及腐殖化过程才形成一种结构非常复杂的生油母质干酪根,成为生
16、成油气的直接先驱。,2 油气生成的物质基础,(一)干酪根组成 干酪根是沉积有机质的主体(约占80-90%)。石油主要是干酪根转化而成(80-95%)。沉积岩中干酪根的成分和结构十分复杂,无固定的成分和结构,不能用分子式来表达,主要成分为C、H、O。C:76.4%、H:6.3%、O:11.1%、三者共占93.8%。此外还包括少量S、N等其它元素。,2 油气生成的物质基础,在显微镜反射光下观测干酪根的显微组分,可划分为三组。壳质组(又称脂质组):呈暗灰色,富含氢,包括孢粉体、角质体、藻质体、树脂体、木栓质体等;镜质组:呈灰白色,富含氧,具镜煤(Vitrain)特征,由同泥炭成因有关的腐殖质组成;惰
17、质组:呈黄白色,富含碳。以上三组的反射率依次增大,生油潜能依次降低。,(二)干酪根类型1、两分法 腐泥型干酪根:指脂肪族有机质在缺氧条件下分解和聚合的产物,它们来自海洋和湖泊环境水下淤泥中的孢子及浮游类生物,它们主要生成石油、油页岩、藻煤(腐泥煤)和烛煤(腐植腐泥煤);腐殖型干酪根:泥炭形成的产物,来自有氧条件下沼泽环境的陆生植物,主要可以形成天然气和腐殖煤,在一定条件下也可以生成液态石油。,2 油气生成的物质基础,根据各显微组分的相对含量,干酪根分成四种类型,干酪根镜鉴分类标准,28,1、2:I型干酪根,松辽盆地白垩系;3、4:IIA型干酪根,济阳坳陷沙三段,2 油气生成的物质基础,1,2,
18、3,4,29,5、6、7:IIB型干酪根;8、9:III型干酪根,2 油气生成的物质基础,5,6,7,8,9,2光学分类方法(1)孢粉学家的分类:透射光 藻质和无定形:来源于海、湖水浮游生物,前者可识别出藻类形态,后者呈云雾状,没有清晰的轮廓;草质组分:孢子、花粉、角质层、叶子表皮和植物细胞构造所组成,大部分来源于陆地;木质组分:易辩认的长形木质构造纤维状物质,来源于陆地高等植物;煤质组分:是陆地天然碳化植物物质和再沉积的碳化物质。生油气潜能:藻质无定形草质木质煤质的顺序依次减少。,2 油气生成的物质基础,(2)煤岩学家分类:反射光 腐泥组:包括了藻质体和无定形体;壳质组:呈暗灰色,由孢子、角
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 油气 成因 理论 生成 模式
![提示](https://www.31ppt.com/images/bang_tan.gif)
链接地址:https://www.31ppt.com/p-5781467.html