石油天然气地质 2-5天然气成因类型课件.ppt

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1、石油天然气地质与勘探主讲人：张传河中国石油大学胜利学院1油气成因概述油气生成的原始物质油气生成的地质环境与物理化学条件有机质成烃演化模式天然气的成因类型及特征烃源岩特征与油源对比第二章石油和天然气的成因《石油天然气地质与勘探》2第三节油气生成的地质环境与理化条件一、油气生成的地质环境二、促使油气生成的理化条件3第四节有机质成烃演化模式一、有机质向油气转化的阶段二、低熟油与煤成油形成理论45一、天然气成因类型概述二、有机成因气三、无机成因气四、非烃类气体成因五、不同成因类型天然气的识别第五节天然气的成因类型及特征6天然气的形成具

2、有广泛性、多源性和多阶性。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：有机成因气、无机成因气一、天然气成因类型概述7无机成因气：根据来源分：宇宙气、幔源气、岩浆岩气、变质岩气、无机盐类分解气有机成因气：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8天然气成因综合分类（戴金星、徐永昌等，1997）9（一）、有机成因气形成机理热解作用：温度作用下有机质降解成烃，大分子烃热裂解成更小分子烃

3、。生物化学作用：主要指产甲烷菌利用二氧化碳、氢、甲酸、醋酸和甲醇等形成甲烷的过程。力化学作用：构造作用引起的机械能（压力）作用于有机质，直接参与有机质分解的化学键断裂，即力化学作用。二、有机成因气10催化作用：粘土矿物作为催化剂在有机质成烃演化过程中可加速成烃化学反应速度，并降低了反应的活化能，使有机质在低温阶段形成烃类。加氢作用：与烃类相比，有机质贫氢富杂原子，通过加氢可形成气态烃；氢主要来源于不饱和环状单元的缩聚作用。11脱基团作用：脂肪酸脱羧基形成烃类，氨基酸脱氨基和羧基形成烃类缩聚作用：具两个或两个以上官能团的物质相互

4、作用，在形成大分子同时形成小分子气态烃的过程12（二）、有机成因气的主要类型★依据有机质的类型有机成因气分★按热演化阶段分腐泥型气、腐殖型气生物气、热解气、裂解气腐泥型有机质的热解气和裂解气合称油型气腐殖型有机质的热解气和裂解气合称煤型气1314腐泥型生物气腐殖型生物气1.生物气★——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。依有机质类型分——又称生物化学气、生物成因气、细菌气、沼气15商业性烃类天然气聚集主要有两种成因类型：生物成因气：占世界天然气资源的20%。热

5、成因气：有机质在较高温度下热降解和裂解作用生成的。占商业性天然气聚集的80%16我国典型生物气气田：柴达木盆地东三湖地区，埋深<1400米，气藏温度<60℃，第四系砂岩储层，C1/C2＋=100—1000，δ13C<-65‰。在渤海湾盆地也有发现，如惠民凹陷阳信地区。目前已发现的生物气以白垩系居多（K—Q），其次为第三系和第四系。80%以上储量集中在西西伯利亚地区。171）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4）足够的孔隙空间5）较

6、快的沉积速率3）适合甲烷菌繁殖的地温（<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（1）生物气的形成条件1819湖泊沉积物中：由于含盐量低，缺SO42-，PH值中等呈中性，所以甲烷菌出现较早，在近地表浅层即开始大量生成CH4，但因埋藏太浅，大部分散失或氧化，不易保存下来形成气藏。半咸水或咸水湖泊中：尤其是碱性咸水湖，可抑制产甲烷菌过早大量繁殖，也有利于有机质保存。当埋深到一定深度后，有机质分解使介质PH降到6.5—7.5时，产甲烷菌才能大量繁殖，此时生成的CH4容易保存

7、，并可聚集成工业气藏。20（2）生物气的特点以CH4为主、>98%，干气；干燥系数C1/C2＋>100或数百以上甲烷：富集轻的碳同位素12C，δ13C低（-55～100‰），多数在-60～-80‰。甲烷：δD低（-250～150‰）。腐殖型生物气δD：－210～－280‰；腐泥型生物气δD：-150～-210‰。有热解气混入以及厌氧氧化时，同位素可变重气藏埋藏浅（一般<1500米），浅层未成熟带，有机质的Ro<0.5%。21★指腐泥型和腐殖腐泥型有机质演化进入成熟阶段后形成的天然气。2.油型气石油伴生气、凝析油伴生气、裂解干气

8、根据热演化阶段可分为22两个演化途径：1）干酪根热解直接生成气态烃；2）干酪根热降解为石油，在地温继续增高的条件下，石油裂解为气态烃。（1）油型气的形成过程23实验：自然演化模式：自然条件下，CH4存在的最高温度为400—500℃，埋深>12000米。24干酪根在热演化过程中