天然气成因ppt课件.ppt

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1、第二章天然气成因天然气成因类型不同成因天然气的形成与组成特征不同成因天然气的综合判别天然气成因分类根据天然气的来源，其成因分为两大类生物化学气石油伴生气凝析油伴生气无机成因气一、生物气的形成及特征在低温(<75℃)还原环境下，厌氧细菌对沉积物有机质进行生物化学降解作用所形成的富含甲烷气体称为生物化学气。或称之为细菌气、沼气、生物气或生物成因气等。成岩作用阶段形成生物气1、生物气的形成条件1)拥有丰富的原始有机质，特别是腐殖型和混合型有机质，这是细菌活动所需碳源的物质基础。2)严格的缺游离氧、缺硫酸盐环境，这是厌氧的甲烷菌群繁殖的必要条件。3)地温低于75℃时，甲烷菌才能大量繁殖；当温

2、度超过75℃时，甲烷菌大量死亡，不利于甲烷气的生成。4)最适合甲烷菌繁殖的pH值为6.5－7.5。有机质类型与生物气产率产甲烷菌在严格的厌氧环境中才能大量繁殖微生物代谢作用的生化环境剖面图硫酸盐浓度与甲烷产量2、微生物合成甲烷的机理和过程不溶有机质可溶有机质挥发性有机酸+H2+CO2CH4酶的发酵作用产酸菌产氢菌产甲烷菌微生物食物链在厌氧生态环境中，大分子有机物被降解直到生成甲烷的过程,是由种类繁多、各具独特生理化学特性的微生物类群共同参与、相互配合、协同完成的。甲烷生成菌的生长需要物H2和CO2是大多数产甲烷菌能利用的底物，在氧化氢的同时把二氧化碳还原为甲烷，这是产甲烷菌所独有的

3、反应。温度对甲烷生成数量的影响对最适宜甲烷菌繁殖的温度有不同的认识；<75ºC,温度高有利;吴欣荣(1980)实验室结果,65ºC最佳Zeikus等(1976)实验室结果:35-42ºC最佳关德师等，25ºC-65ºC主要生气带生物气生成演化模式3、生物气的组成特点生物化学气的组成主要是甲烷，可高达98%以上，重烃气(C2+)含量极低，一般<2%，干燥系数(C1/C2+)在数百以上，属于干气。有时可含有痕量的不饱和烃以及少量的CO2和N2。生物化学气的甲烷以富集轻的碳同位素12C为特征。其甲烷的碳同位素含量δ13C1的范围从-55～-100‰多数在-60～-80‰。生物气的甲烷碳

4、同位素随深度增加而增加碳同位素含量（δ）的含义PDB：12C/13C=1123.72x10-5s含碳物质的碳同位素组成4、我国生物气组成实例生物气形成深度生物气可以形成大气田我国生物气分布据不完全统计，至1995年底，中国共发现生物气藏28个（东南沿海第四系浅层气藏除外）；柴达木盆地东部、浙江与东南沿海、松辽、二连、渤海湾、江汉、苏北、百色等盆地有发现；除柴达木盆地外，气藏规模小，勘探程度低，为其它钻探目的的附带结果。已发现气藏类型简单（背斜、断背斜，岩性）；层位分布新（Q、Tr、K）；埋深浅（<2000m）。典型实例-柴达木盆地东部第四系第四系厚度超过3000m，是世界第四系最厚的

5、剖面柴达木盆地第四系岩性柱状图国外典型实例：——西西伯利亚乌连戈依气田二、油型气油型气系指腐泥型干酪根进入成熟阶段以后所形成的天然气，它包括伴随生油过程形成的石油伴生气，以及高成熟和过成熟阶段由干酪根和液态烃裂解形成的凝析油伴生气和裂解干气。因此,油型气可进一步分为石油伴生气、凝析油伴生气及裂解干气。腐泥型与腐殖型有机质所有沉积有机质大致可以区分为腐泥型和腐殖型两大类。腐泥型系指脂肪族有机质在缺氧条件下分解和聚合作用的产物，来自海洋或湖泊环境水下淤泥中的孢子及浮游类生物，它们可以形成石油、油页岩、藻煤。腐殖型系指泥炭形成的产物，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

6、腐殖煤，在一定条件下也可以生成液态石油。偏腐泥型有机质偏腐殖型有机质干酪根结构示意图不同干酪根的产烃量和产烃性质油型气的生成模式形成石油伴生气形成凝析油伴生气形成高温裂解气油型气的产生途径干酪根H/C原子比随演化程度的增加而变低；甲烷和石墨是这一演化过程的终结产物。原油热演化过程的正构烃歧化作用和芳香烃缩合作用。结果正构烃分子不断变小，芳香烃不断缩合。粘土类矿物在烃类裂解中的催化作用硅铝矿物结构，吸附烃类，形成正碳离子，导致发生ß位断裂，形成小分子烃；粘土类矿物含量、有机质类型的不同，产气率不同。nC23在蒙脱石催化裂解下形成小分子烃类（温度300度）油型气的组成特点石油伴生气和凝

7、析油伴生气的共同特点是重烃气含量高，一般超过5%，有时可达20－50%，石油伴生气的甲烷碳同位素含量为-55～-45‰，凝析油伴生气的-50～40‰。过成熟的裂解干气，以甲烷为主，重烃气极少，<1～2%，甲烷碳同位素≥-35～-40‰。组成特征实例油型气的甲烷碳同位素含量与其源岩热成熟度的关系不同类型干酪根不同成熟度条件下形成天然气的δ13C1腐殖型：δ13C1=14logRo-28腐泥型：δ13C1=17logRo-42天然气甲烷系列碳同位素特征有机成因