页数：61页文件大小：3.46 MB来源： 石油地质勘探概论ppt课件
本课件介绍油气成因的无机成因说与有机成因说，讲解沉积有机质与干酪根的类型和演化特征，说明油气生成所需的古地理、古气候与理化条件，阐述有机质向油气转化的阶段性及生物化学气等天然气成因类型与特征。
第九章现代油气成因理论
第三节油气生成条件第五节生油层研究第二节生成油气的原始物质第四节有机质演化与成烃模式
第一节石油和天然气成因概述
在石油工业发展早期
2从前寒武纪至第四纪更新世的各时代岩层中都找到了石油。
3石油灰分与岩石圈相比，大大富集了钒、镍、铜等。
煤与石油的灰分在微量元素的组成上具有相似性。
4从大量油田测试结果都证明石油是在低温条件下生成的。
5除卟啉外，在石油中还发现了许多生物标志化合物。
6从现代沉积物和古代沉积岩中检测出了石油中所含的所有烃类。
研究表明，在近代沉积物中确实存在着油气生成过程，至今还在进行着，而且生成的油气数量也很可观。
为：石油是由地质时期中的生物有机质形成的；在油气有机生成学说中，存在着早期生油说与晚期生油说两种观点：早期成油说、晚期成油说。早期成油说：认为石油烃类是地壳浅处，沉积物成岩作用早期，由沉积岩中的分散有机质在生物化学作用下生成的。晚期成油说：认为石油是有机物质被埋藏后，达到一定深度、一定温度，在热力作用和催化剂作用下，由有机物质转化而来的。
第二节生成油气的原始物质
其中包括：生物的遗体、生物生命过程中的排泄物和分泌物。
沉积有机质的类型—腐泥型和腐植型两大类：腐泥型--指由富含类脂化合物和蛋白质的藻类等低等植物与水生生物在缺氧条件下分解和聚合的产物。
腐殖型--指主要由富含木质素和碳水化合物的高等植物在有氧条件下分解、聚合的产物。
干酪根是一种高分子聚合物
由多个核被桥键和各种官能团联接而成。绿河页岩干酪根结构图解(据法B.P.Tissot等，1978)A-微弱演化B-强烈演化
(据D.W.Waples,1985修改)
最大资源的比较(据B.Durand,1980)
干酪根的类型基本上代表了沉积有机质的类型。干酪根类型划分一般有两种方案：化学方法分类、光学方法分类。其中，化学方法较常用。
光学分类：化学分类：煤岩学家分类孢粉学家分类I型干酪根Ⅱ型干酪根Ⅲ型干酪根干酪根的分类2、干酪根的类型和演化
法国石油研究院
★原始氢含量高和氧含量低
★原始氢含量
▲原始氢含量低和氧含量高
ssot等，1984）Ⅰ型Ⅱ型Ⅲ型
第三节油气生成的条件
板块内部的裂谷、坳陷，以及造山带的前陆盆地、山间盆地等大地构造单位，是在地质历史上曾经发生长期持续下沉的区域，是地壳上油气资源分布的主要沉积盆地类型。一、地质条件1、大地构造条件在沉积盆地中，能否造就还原环境以及还原环境持续时间的长短等，取决于沉降速度(Vs)与沉积速度(Vd)之间的关系：
生物死亡后，在下沉过程中易遭巨厚水体所含氧气的氧化破坏；若Vs显著低于Vd水体迅速变浅，甚至上升为陆，沉积物暴露地表，有机质易受空气中的氧所氧化，也不利于有机质的堆积和保存。★★只有在长期持续下沉过程中伴随适当的升降，沉降速度与沉积速度相近或沉降速度稍大时，才能持久保持还原环境。
★陆相环境：深水-半深水湖泊是陆相生油岩发育的区域。
★海相环境中：一般认为浅海区是最有利于油气生成；
而滨海区和深海区，不利于有机保存和油气的生成。
★海陆过渡相区：三角洲发育部位是极为有利的生油区域；
海湾及泻湖，因有半岛、群岛、沙堤或生物礁带与大海相隔，在这种半闭塞无底流的环境中，也对保存有机质有利。
2、岩相古地理条件
和发育，是油气生成的有利外界条件之一。古气候条件也直接影响生物的发育，年平均温度高、日照时间长、空气湿度大，都能显著增强生物的繁殖能力。3、古气候条件上述各项条件都对形成适于有机质繁殖、堆积、保存的环境产生综合性的影响，相互之间有密切联系。
其中，大地构造条件是根本的，它控制着岩相古地理和古气候的特征。
为有机质的大量繁殖、堆积和保存创造了有利的地质条件，但有机质向石油及天然气演化还必须具备适当的温度、时间、细菌、催化剂、放射性等物理、化学及生物化学条件。近些年来的研究成果证明，温度与时间是在油气生成全过程中至关重要的一对因素。其它因素，如细菌、催化剂、放射性物质等也有一定的影响。
二、物理化学条件
在反应过程中，温度不足可用延长反应时间来弥补，即温度与时间似乎可以互为补偿：高温短时作用与低温长时作用可能产生近乎同样的效果。
值得注意的是：若沉积物埋藏太浅，地温太低，有机质热解生成烃所需反应时间过长，实际上难以生成工业数量的石油。
1、温度和时间
地温相应升高，生成烃类的数量有规律地按指数增长。随着埋藏深度的增大，当温度升高到一定数值，有机质才开始大量转化为石油，这个温度界限称为有机质的成熟温度或生油门限；这个成熟温度所对应的深度，即称为成熟点。15011.37230.04深度，km温度，℃5065100大量生油成熟点深度-温度关系曲线0.010.020.03饱和烃/总有机碳石油生成百分率-深度关系曲线
由于地质条件的差异，成熟点的成熟温度也就会有所区别。一般说来，在地温梯度分别为2°、3°、4℃/100m地区，其成熟点相应约在3000、1800、1300m深处。可见，在地温梯度较高的地区，有机质不需埋藏太深就可能成熟转化为石油。
我国不同盆地不同时代生油岩埋藏深度与油气生成的关系（黄第藩，1991）
生油岩埋藏深度与油气生成的关系（B.Tissot，1984）
对油气生成来讲
。其催化能力与其吸附性质有关。催化剂表面吸附两种或两种以上物质的原子时，它们便会相互作用而形成新的化合物。
有机酵母催化剂能加速有机质的分解。当有酵母存在时，有机质的分解比在细菌活动时还要快得多。在有机质向油气转化的过程中，主要存在无机盐类和有机酵母两类催化剂。
3、催化作用4、放射性作用在粘土岩中富集大量放射性物质，如铀、钍、钾等等。沉积物所含水在α射线轰击下可产生大量游离氢。
第四节有机质演化
★有机质向油气转化的过程
1.埋深
二、热催化生油气阶段
三、热裂解生凝析气阶段
1.深度＞6000-7000
沉积有机质乏氧生物化学降解
一、天然气的成因类型天然气具有广泛性、多源性和多阶性。无机成因气：有机成因气：按有机质类型——腐殖型气、腐泥型气按热演化阶段——生物气、热解气、裂解气
★在低温（<75℃）还原条件下，由微生物（厌氧细菌）对沉积物有机质进行生物化学降解所形成的富含甲烷气体。以干气为主。埋藏浅。
——又称生物化学气、生物成因气、细菌气、沼气
有机质演化进入成熟阶段后形成的天然气，以重烃气为主。三、油型气石油伴生气、凝析油伴生气、裂解干气根据热演化阶段可分为油型气分布广，含油气盆地中只要发现了油藏，都有可能找到数量不等的油型气。它们多分布在盆地的中深部，深约1500～3500m。
(包括煤层和煤系地层中的分散有机质)热演化有关的天然气，称为煤型气。四、煤型气煤型气、煤成气和煤层气的差异：煤成气原指煤层在煤化过程中所生成的天然气；为煤型气的一种。煤层气是指以吸附状态存在于煤层中的煤成气。
气指来源于非有机物质的气体，主要是由岩浆活动、变质作用、无机盐类分解等产生的气体。非烃气主要来自无机作用。也有很多迹象表明，甲烷也有无机成因来源。
无机成因气的分布与深大断裂有关。
广义上，泛指所有具有潜在生烃能力的岩石。富含有机质，能够生成并排出足以形成工业数量油气的细粒沉积岩石——生油（气）岩、油气源岩由烃源岩组成的地层称为烃源岩层,又叫生油层。第六节烃源岩
地质特征暗色、细粒、富含有机质和微体生物化石，常见分散状原生黄铁矿，偶见原生油苗。粘土岩类——泥岩、页岩、油页岩；碳酸盐岩类——生物灰岩、泥灰岩、礁灰岩、普通灰岩
富含有机质及低价铁化合物，形成于低能乏氧的稳定水体。我国主要陆相盆地如松辽、渤海湾、准噶尔、柴达木等含油气盆地，主要烃源岩层多为灰黑、深灰、灰及灰绿色泥岩、页岩。1.粘土岩类烃源岩
纯372沙四上河130沙三下河149沙三中
生物灰岩和泥灰岩，形成于低能环境；隐晶-粉晶结构，多呈厚层-块状，水平层理或波状层理发育。含黄铁矿及生物化石。如，四川盆地天然气产自二叠-三叠的灰岩；波斯湾盆地。
2.碳酸盐岩类烃源岩
★常用指标有机碳、氯仿沥青“A”、总烃含量
碳含量,又称总有机碳或剩余有机碳（C有，%）。C含量最多、最稳定，能近似反映有机质数量。Toc：单位重量岩石中有机碳重量百分数实测Toc：剩余有机碳或残余有机碳。
Toc必须达到一定数值
根据有机碳含量划分
岩样未经酸处理，直接用氯仿抽提的产物。
“A”经分离可得到：饱和烃、芳烃、非烃、沥青质。
总烃含量：饱和烃+芳烃。
我国陆相淡水-半咸水沉积中
（三）有机质的成熟度——烃源岩有机质向石油转化的热演化程度。
镜质体：以芳香环为核，带有不同的烷基支链。
在热演化过程中，烷基支链热解析出，芳环稠合，芳香片间距逐渐缩小，致使反射率增大、透射率减小、颜色变暗，且该趋势不可逆转。
1、镜质体反射率
干酪根产烃开始时的元素组成
唐纳盆地干酪根颜色的阿伦纽斯图
——正烷烃分布曲线：由锯齿形→光滑，主峰碳碳数降低
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