NBA篮球竞猜第二章现代油气成因理论Secti on 1油气成因概述(Summary )Secti on 2 油气成因的现代概念(Modern Concept for the Ori gi ns of Petrol eum & Natural gases )Secti on 3Secti on 3早期成因说与未成熟－低成熟油气早期成因说与未成熟1低成熟油气(Earl y ori gi n theory and I mmature-I ni ti al Mature of Petrol eum & Natural gases )Secti on 4关于无机生油说(About I norgani c Ori gi n theory)Secti on 5 天然气的成因类型及特征Secti on 6 烃源岩(Source Rocks)Secti on 7 油源对比研究简介一、 天然气成因类型概述二、 有机成因气三三、 无机成因气无机成因气第五节第五节天然气的成因类型及特征天然气的成因类型及特征2四、 非烃类气体成因五、 不同成因类型天然气的识别天然气：广义上， 是指自然形成的、 在标准状态下呈气态的单质和化合物。

两大类： 无机成因气和有机成因气无机成因气： 根据来源机制——宇宙气宇宙气、 幔源气、 岩浆岩气、 变质岩气、 无机盐类分解气幔源气岩浆岩气变质岩气无机盐类分解气一、 天然气成因类型概述有机成因气：按其有机质类型——腐殖气、 腐泥气按热演化阶段——生物气、 热解气、 裂解气腐泥型有机质的热解气和裂解气称为油型气；腐殖型有机质(包括煤) 的热解气和裂解气称为煤型气天然气成因综合分类（戴金星、 徐永昌等， 1997）无机成因气 幔源气、 岩浆成因气、 放射成因气、 变质成因气、 无机盐类分解气成熟度 母质 气的 类型 成因类型 未熟阶段 成熟阶段 高成熟阶段过成熟阶段油型气油型气有 机 机Ⅰ ~ⅡA 腐泥型气 原油伴生热解气 裂解凝析气（湿气） 裂解干气煤型气 成 因 气 ⅡB~Ⅲ 腐殖型气生物化学气 热解气（凝析气） 裂解干气混合成因气 异源多源混合气、 同源多阶混合气 一、 天然气的成因类型无机成因气 宇宙气、 幔源气、 岩浆岩气、 变质岩气、 无机盐类分解气 未熟阶段 成熟阶段 过熟阶段 腐泥型天然气腐泥型生物气腐泥型生物气油型热解气油型热解气腐泥 型裂生生热热裂裂5（油型气） （油型生物气）解气 有机成因气 腐殖型天然气（煤型气） 物气腐殖型生物气（煤型生物气）解气 煤型热解气解气腐殖型裂解气 混合成因气 大气、 气水合物、 同岩两源混合气、 异岩两源混合气 天然气与石油形成条件比较生成条件生成条件生成条件生成条件石油.石油.石油.石油.天然气天然气天然气天然气原始母质原始母质原始母质原始母质以低等植物中的类脂化合物、 蛋白质、 碳水化合物为主水化合物为主水化合物为主水化合物为主更广泛， 除生油原始物质可生气外， 高等植物中的木质素及纤维素也可生气。

还有无机来源气。素也可生气。 还有无机来源气。素也可生气。 还有无机来源气。素也可生气。 还有无机来源气。生成环境生成环境生成环境生成环境必须在乏氧还原-强还原环境才利于生油。原环境才利于生油。原环境才利于生油。原环境才利于生油。除还原-强还原环境外， 有氧存在的弱还原环境也可生成天然气在的弱还原环境也可生成天然气在的弱还原环境也可生成天然气在的弱还原环境也可生成天然气沉积物埋藏初期：深度＜1000米。小于小于小于小于T小于60℃。T小于60℃。T小于60℃。T小于60℃。T、 P不够大， 有机质未成熟， 尚不能生油未成熟， 尚不能生油未成熟， 尚不能生油未成熟， 尚不能生油有机质可被细菌分解， 产生低温CH4（干气） 、 CO2和水温CH4（干气） 、 CO2和水温CH4（干气） 、 CO2和水温CH4（干气） 、 CO2和水以低等植物中的类脂化合物、 蛋白质、 碳化合物、 蛋白质、 碳化合物、 蛋白质、 碳更广泛，除生油原始物质可生气外石油和天然气的形成， 高等植物中的木质素及纤维外， 高等植物中的木质素及纤维外， 高等植物中的木质素及纤维必须在乏氧还原-强还必须在乏氧还原-强还必须在乏氧还原-强还除还原-强还原环境外， 有氧存除还原-强还原环境外， 有氧存除还原-强还原环境外， 有氧存沉积物埋藏初期：深度＜1000米。

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深度＜1000米。深度＜1000米。T、 P不够大， 有机质T、 P不够大， 有机质T、 P不够大， 有机质有机质可被细菌分解， 产生低有机质可被细菌分解， 产生低有机质可被细菌分解， 产生低以低等植物中的类脂以低等植物中的类脂更广泛， 除生油原始物质可生气更广泛， 除生油原始物质可生气沉积物埋藏初期：沉积物埋藏初期：有机成因生成过程程程程热催化生油气：深度1000-4000米；60-150（180） ℃60-150（180） ℃60-150（180） ℃60-150（180） ℃热催化作用下， 有机质生成大量石油。质生成大量石油。质生成大量石油。质生成大量石油。热催化作用下， 可生成一定量湿气湿气湿气湿气热裂解生凝析气：深4000-7000米。150-250℃。150-250℃。150-250℃。150-250℃。生成少量轻质油。生成少量轻质油。生成少量轻质油。生成少量轻质油。生凝析气，生凝析气，生凝析气，生凝析气，（采至地表， 反凝为凝析油。 ）（采至地表， 反凝为凝析油。 ）（采至地表， 反凝为凝析油。 ）（采至地表， 反凝为凝析油。 ）深部高温生气：深大于7000米。大于250℃。

NBA篮球竞猜大于250℃。大于250℃。大于250℃。几乎不能生油。几乎不能生油。几乎不能生油。几乎不能生油。生成高温甲烷气（干气） 。生成高温甲烷气（干气） 。生成高温甲烷气（干气） 。生成高温甲烷气（干气） 。有机成因生成过过过热催化生油气：深度1000-4000米；深度1000-4000米；深度1000-4000米；热催化作用下， 有机热催化作用下， 有机热催化作用下， 有机热催化作用下， 可生成一定量热催化作用下，可生成一定量热催化作用下石油和天然气的形成， 可生成一定量热裂解生凝析气：深4000-7000米。深4000-7000米。深4000-7000米。深部高温生气：深大于7000米。深大于7000米。深大于7000米。有机成因生成成有机成因生热催化生油气：热催化生油气：热裂解生凝析气：热裂解生凝析气：深部高温生气：深部高温生气：二、 有机成因气1、 有机成因天然气形成机理•热降解作用、 生物化学作用、 力化学作用、 催化作用、 加氢作用、脱基团作用、缩聚作用2. 生物成因气腐泥型生物化学气腐殖型生物化学气★——地壳浅部、 成岩作用早期、 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得的富含甲烷气体。

依被降解的有机质类型分生物成因气的形成机理微生物 复杂的不溶有机质可溶有机质酶的作用下发酵产酸菌和产氢菌8挥发性有机酸、 H2、 CO2甲烷菌CH4 要生成大量生物气需具备的条件1） 丰富的原始有机质2） 严格的缺氧、 缺硫酸盐还原环境——特别是腐殖型和混合型有机质， 这是产生大量甲烷气的基础——产CH4菌繁殖的必要条件产CH4菌繁殖的必要条件4） 足够的孔隙空间5） 较快的沉积速率3） 适合CH4菌繁殖的地温（<75℃） 和介质PH值（6. 5-7. 5）——产甲烷菌的繁殖需要一定的空间——沉积速率快有利于生物气形成生物成因气的特点以CH4为主， 干气； 干燥系数C1/C2＋>100或数百以上甲烷： δ13C低（-55～100‰） ， 多数在-60～-80‰ 。δ D低（-250～150‰ ） 。气藏埋藏浅（一般<1500米） ， 浅层未成熟带★——是指与成油有关的有机质（ 主要是Ⅰ型和Ⅱ 型） 在热演化热演化过程中达到成熟、 高成熟和过成熟阶段时形成的天然气。2. 油型气石油伴生气、 凝析油伴生气、 热裂解干气包括： 干酪根热解生成的气、 石油裂解形成的气根据热演化阶段可分为 两个演化途径： （1） 干酪根热解直接生成气态烃； （2） 干酪根热降解为石油，在地温继续增加的条件下石油和天然气的形成， 石油裂解为气态烃。

（ （1 1 ） 油型气的形成过程） 油型气的形成过程干酪根和液态石油的热演化过程包含两种作用：芳香烃缩合作用： 低分子菲缩合稠化放出H2多核绸合芳香烃石墨。正烷烃岐化作用： 大分子裂解为小分子， 加H最终CH 、4 C2 H 等。6各种烃类的热热稳定性油气的演化服从低中温低中温状态下的规律， 即碳数相同的烃类自由能：碳数相同的烃类自由能： 芳香烃＞环烷烃＞正烷烃芳香烃＞环烷烃＞正烷烃————正烷烃稳定， 芳香烃最差正烷烃稳定， 芳香烃最差★油型气演化方向： 从石油伴生气→凝析油伴生气→热裂解气和高度碳化的石墨（2） 油型气特点主成气母质： 腐泥型有机质； 热演化阶段： RO=0.5-4.0%湿气湿气， C1/C2+小（4～10） ； δ δ13δ δ D DC1C1低低（-300~-180‰） ；13C1C1低iCiC4 4/nC/nC4 4比值明显小于低（-55~-45‰） ，小于1 1。1 1 ） 石油伴生气） 石油伴生气： ：RO=0.5-1.2%• • C1/C2C1/C2+ +小（-250～-150‰） ， 比石油伴生气偏重。小（10—20） ； δ13C1（-50～-40‰） ， δ DC12 2） 凝析油伴生气） 凝析油伴生气•以甲烷为主， 重烃气极少C1/C2+=20～100； δ13C1≥-35～-40‰重烃气极少（<1～2%） ；3 3） 热裂解干气） 热裂解干气天然气组成主要参数分析 油田或油区 CH4 重烃 C1/C2+ C1/∑C δ13C1 ‰(PDB) 大庆油田 (石油伴生气) (石油伴生气)53.9~95.612.64~ 38.511.40~36.22 0.58~ 0.975-37.72~-49.97我国若干油型气的组成特点（陈荣书， 1989）东濮凹陷 (凝析油伴生气) 71.04~ 87.43 10.63~ 26.91 3.21~ 20.3 0.75~ 0.96 -38.9~-45.1 板桥凝析气田 82.88 15.29 5.42 0.844 川东相国寺气田 (热裂解干气) 98.15 0.89 110.3 0.991 -33.55 ★由各种产出状态的腐殖型有机质在热演化过程中形成的天然气， 称为煤型气 。

3. 煤型气煤层或腐殖型干酪根以含带许多烷基侧链和含氧官能团的缩合多核芳香烃为主官能团的缩合多核芳香烃为主， 所以， 热演化中以产所以热演化中以产气态烃为主。 煤化过程不同阶段， 形成的产物组成有所不同。★两种类型：煤型热解湿气煤型热解湿气煤型裂解干气煤型裂解干气3. 煤型气 1、 成煤原始有机质及其主要演化阶段 （1） 成煤原始有机质煤是由各种不同门类的植物遗体形成的。 志留纪前以藻菌类植物为主， 只能形成腐泥煤。 志留纪开始出陆生裸蕨植物炭纪以来出现陆生裸蕨植物； 石炭纪以来， 各类植物空前繁盛。虽然不同时期成煤植物有所差别， 但均以陆生高等植物为主要成煤原始物质， 低等植物仅占次要地位。 陆生植物， 特别是陆生高等植物， 它们的有机组成主要是碳水化合物（包括纤维素、 半纤维素等） 、 木质素为主。各类植物空前繁盛19（2） 有机质的成煤演化成煤有机质被埋藏后， 随着埋深的增加， 在微生物、 温度、 压力、 时间等因素的作用下， 不同的原始有机质形成不同类型的煤，即腐泥煤和腐植煤。 前者以低等浮游藻类为成煤的主要原始有机质20； 后者以高等植物为主要成煤有机质。 古代植物遗体被埋藏后成煤演化的全过程大致可分为两个阶段， 即泥炭化阶阶段和煤化作用阶段。

Ⅰ .Stags of peat 泥炭化阶段从植物死亡后堆积到水体中开始，在氧和微生物的作用下石油和天然气的形成，植物遗体发生氧化和分解。 随着植物遗体继续堆积和埋21藏石油和天然气的形成， 先前堆积的植物遗体逐渐与空气隔绝而处于弱氧化或还原环境。 在厌氧细菌作用下， 上述分解产物和植物遗体经过复杂的生物化学变化合成腐植酸、 沥青等泥炭化物质。这个阶段称之为泥炭化阶段。Ⅱ . Stage of coal 煤化作用阶段随着埋藏加深， 在微生物、 温度、 压力、 时间等因素的22作用下， 泥炭向褐煤、 烟煤、 无烟煤以至半石墨方向演化的全过程， 称为煤化作用阶段。 此阶段还可根据演化条件和有机质熟化变质程度进一步分为成岩作用(diagenesis) 阶段和变质作用(metamorphics) 阶段。成岩作用阶段： 是指从泥炭层顶板沉积后开始到褐煤（或年轻褐煤） 阶段的煤化作用。 该阶段埋深不大， 温度不高（一般＜60-70℃） ， 压力较小， 泥炭中含水量较高。 此阶段促使泥炭向褐煤转变的主要营力是微生物的生物化学作用和压实作用。 结果使有机质脱水主要营力是微生物的生物化学作用和压实作用。 结果使有机质脱水23和去羧基（CO2释出） ； 同时形成的煤元素组成上也发生相应的变化--含氧量进一步下降， 碳相对富集， 氢含量有一定的变化但不明显。

NBA篮球竞猜变质作用阶段： 在温度的作用下， 伴随煤变质程度的逐步加深， 煤中有机质分解产生烃气， 这是煤型气形成的主要阶段从植物→泥炭→褐煤→烟煤→无烟煤形成的全过程， 是碳元素逐渐富集， 氧、 氢元素不断减少， 挥发分不断降低的过程。 演化早24期（泥炭化和煤化作用前期即成岩作用阶段） ， 氧的消耗远大于氢， 碳、 氢两元素同时富集（为煤型气的生产蓄积原材料） ； 而晚期（变质作用阶段） ， 氢的消耗大于碳（烃气和液态烃生成并释出）， 氢含量不断下降， 碳不断富集， 煤阶逐渐升高。成煤过程中的成气阶段：1. 泥 炭 － 褐 煤 早 期 阶 段 ：Ro<0.4%, 地温小于75℃， 相当于生物化学生气阶段；2.褐煤中期－长焰煤阶段： 形成的气主要为CO2和CH4， 含少量重烃烃， 为成岩和热解作用形成；为成岩和热解作用形成腐植型有机质煤化过程的阶段与成气模式3.气煤－瘦煤阶段： 主要形成煤型湿气和煤型油， 有时重烃气含量超过甲烷；4.贫煤-无烟煤阶段： 形成以甲烷为主的煤型干气。☆煤气发生率煤气发生率： 从泥炭泥炭阶段到某一煤阶， 每吨煤所生成的烃类气体的总量（体积）◇视煤气发生率视煤气发生率： 从褐煤褐煤到某一煤阶， 每吨煤所生成的烃类气体的总量（体积）煤 气 发 生 率煤 气 发 生 率杨 天 宇 等 ，1 9 8 31 9 8 32 8 92 8 91 7 01 7 01 4 01 4 01 1 01 1 08 48 47 07 0В . П . К о э л о в ，1 9 6 11 9 6 14 1 94 1 93 3 33 3 32 8 72 8 72 7 02 7 02 2 92 2 92 1 22 1 21 6 81 6 86 86 8无烟煤煤贫煤煤瘦煤煤焦煤煤肥煤煤气煤煤长焰煤煤褐煤煤测 算 者测 算 者煤煤化化程程度度杨 天 宇 等 ，В . П . К о э л о в ，...