大学精品课件：02第二章 油气成因及生油层-.ppt

1、生油物质生油物质*生油条件生油条件*油气生成的主要阶段油气生成的主要阶段*油源层(生油层生油层)及其评价及其评价*Origin of PetroleumOil Source rock油气成因概述油气成因概述 1.油气为流体，在地下可运移；油气为流体，在地下可运移；*发现地发现地生成地生成地 2.成份复杂：成份复杂：运移运移受外界影响大受外界影响大难以判断来源；难以判断来源；3.往往涉及多学科综合分析往往涉及多学科综合分析 4.缺乏对石油及其原始母质过渡形式的明确认识；缺乏对石油及其原始母质过渡形式的明确认识；晚晚期期成成油油说说早早期期成成油油说说有有机机成成因因说说无无机机成成因因说说生生成

2、成油油气气的的原原始始物物质质一一、油气成因概述、油气成因概述v焦点与学派焦点与学派：v成因复杂：成因复杂：Organic and inorganic considerationsOrigin of Petroleum前者认为石油及天然气是在地下深处高温、高压条件下由无机物通过化学反应形成的；后者主张油气是在地球上生物起源之后，在地质历史发展过程中，由保存在沉积岩中的生物有机质逐步转化而成（一）油气无机成因说无机物在高温、高无机物在高温、高压压条件下，条件下，通过化学反应形成通过化学反应形成油气。油气。主要依据：主要依据：火山喷出气体中有甲烷、乙烷等烃类成分。火山喷出气体中有甲烷、乙烷等烃类成

3、分。慧星等天体上发现有烃类气体；慧星等天体上发现有烃类气体；石油的分布常常与深大断裂有关石油的分布常常与深大断裂有关（断开地壳作为通道）（断开地壳作为通道）。OnH)CH(nH2nCO2n22 催催化化在实验室中，无机物可以合成烃类在实验室中，无机物可以合成烃类碳化说碳化说：地球深部的无机地球深部的无机合成说合成说 宇宙说宇宙说一、油气无机成因说一、油气无机成因说岩浆说岩浆说主要学说：主要学说：泛宇宙说泛宇宙说包含烃类在内的有机化合物是在宇宙天体的无机演化过程中形成的 m8n343PT2nmHCOmFeO4mHC3Fe 、高高高高1.碳化说碳化说 1876年，俄国化学家门捷列夫提出：年，俄国化

4、学家门捷列夫提出：2.宇宙说宇宙说 1889年，俄国学者索可洛夫提出：年，俄国学者索可洛夫提出：油气无机成因说油气无机成因说OnH)CH(nH2nCO2n22 催催化化“碳氢化合物是宇宙间固有的。碳氢化合物是宇宙间固有的。”证据：慧星等天体上发现了碳氢化合物。证据：慧星等天体上发现了碳氢化合物。“地下深外有重金属碳化物（碳化铁等）地下深外有重金属碳化物（碳化铁等）+水水-烃类。烃类。”“基性岩浆中存在基性岩浆中存在C C、H H、O O等元素，随其冷却时可化合等元素，随其冷却时可化合 为碳氢化合物。为碳氢化合物。”一、油气无机成因说一、油气无机成因说3.岩浆说岩浆说 1949年，原苏联学者库德

5、梁采夫提出：年，原苏联学者库德梁采夫提出：基岩岩浆中基岩岩浆中C、HCHCH2CH3CH4烃类物质烃类物质证据：岩浆岩、变质岩中相继发现油气藏，基性证据：岩浆岩、变质岩中相继发现油气藏，基性 岩浆中发现天然气。岩浆中发现天然气。5.高温生成说高温生成说4.蛇纹石化生油说蛇纹石化生油说（二）（二）油气有机成因说油气有机成因说(organic origin of petroleum)是沉积物当中的是沉积物当中的有机质有机质，在，在特定的地质环境特定的地质环境中，在中，在细菌、催化剂、温度、放射性等细菌、催化剂、温度、放射性等各种作用各种作用下，经历下，经历生物化学、热催化、热裂解、高温变质阶段生物

6、化学、热催化、热裂解、高温变质阶段，陆续，陆续转化成石油和天然气。转化成石油和天然气。埋藏在地下的沉积岩中的生物残体（有机埋藏在地下的沉积岩中的生物残体（有机质），在一定温度、压力和还原等条件下转质），在一定温度、压力和还原等条件下转换而来的。换而来的。石油成分的复杂多样性和石油组成元素的大体一致性，石油成分的复杂多样性和石油组成元素的大体一致性，与生物有机质有着惊人的相似性；与生物有机质有着惊人的相似性；主要依据：主要依据：世界世界99%99%以上的石油产自沉积岩以上的石油产自沉积岩;石油组分中可以找到大量生物成因的证据，如石油组分中可以找到大量生物成因的证据，如 卟啉类化合物；卟啉类化合物

7、；在近代海相与湖相沉积中已经发现有机质向油气转化的证据。在近代海相与湖相沉积中已经发现有机质向油气转化的证据。实验室：生物物质加热催化，可形成少量烃类。实验室：生物物质加热催化，可形成少量烃类。油气有机成因说油气有机成因说早期成油说早期成油说：沉积有机质在成岩过程中逐步转化为油气。：沉积有机质在成岩过程中逐步转化为油气。晚期成油说晚期成油说：沉积有机质埋藏到较大深度，到成岩晚期：沉积有机质埋藏到较大深度，到成岩晚期 达到成熟，经热降解生成大量油气。达到成熟，经热降解生成大量油气。生生 物物 体体(藻类、细菌、浮游生物和高等植物藻类、细菌、浮游生物和高等植物)死亡死亡生物有机组分生物有机组分(类

8、脂化合物、蛋白质、糖类和木质素类脂化合物、蛋白质、糖类和木质素)被其它被其它生物吞食生物吞食保存到保存到沉积物（岩）中沉积物（岩）中氧化分解氧化分解沉积有机质沉积有机质生物化学分解作用生物化学分解作用 可溶有机质可溶有机质不溶有机质不溶有机质(干酪根干酪根)二、二、生油物质生油物质Does the the rock have sufficient organic matter?生物有机质沉积有机质 油气（一）生物有机质类型生物体的有机组分（一）生物有机质类型生物体的有机组分类脂化合物、类脂化合物、蛋白质、蛋白质、碳水化合物碳水化合物木质素木质素 纤维素物烃物烃 低等植物（细菌、藻类）和动物中低

9、等植物（细菌、藻类）和动物中主要来源于植物高等植物高等植物类脂类脂化合化合物物76122/脂肪、有机酸、甾萜类、蜡、色脂肪、有机酸、甾萜类、蜡、色素等。主要来自：低等植物（菌素等。主要来自：低等植物（菌藻）、动物中。藻）、动物中。主生油母质。主生油母质。蛋白蛋白质质53722117氨基酸聚合物，较利于生油。氨基酸聚合物，较利于生油。低低C数烃和含数烃和含N化合物主要来源。化合物主要来源。碳水碳水化合化合物物44650/糖类（葡萄糖、麦芽糖、淀糖类（葡萄糖、麦芽糖、淀粉粉）。）。易水解难保存，非易水解难保存，非主成油物质。可成煤、气、芳烃。主成油物质。可成煤、气、芳烃。木质木质素素63531.6

10、 0.10.3 芳香族化合物，抗腐能力强，来芳香族化合物，抗腐能力强，来自高等植物。自高等植物。主成煤。另：主成煤。另：天然气、芳烃。天然气、芳烃。石油石油84.584.513130.50.51.51.50.50.5元素元素%C CH HO OS SN N生生 物物 体体(藻类、细菌、浮游生物和高等植物藻类、细菌、浮游生物和高等植物)死亡死亡生物有机组分生物有机组分(类脂化合物、蛋白质、糖类和木质素类脂化合物、蛋白质、糖类和木质素)被其它被其它生物吞食生物吞食保存到保存到沉积物（岩）中沉积物（岩）中氧化分解氧化分解沉积有机质沉积有机质生物化学分解作用生物化学分解作用 可溶有机质可溶有机质不溶有

11、机质不溶有机质(干酪根干酪根)Does the the rock have sufficient organic matter?（二）沉积有机质1 概念：概念：在外力地质作用下，在在外力地质作用下，在还原环境还原环境中中伴随其它矿物一起沉积、保存下来的生物伴随其它矿物一起沉积、保存下来的生物残留物质。残留物质。v3 沉积有机质分布特点：沉积有机质分布特点：沉积有机质的概念、来源与分布特点沉积有机质主要呈沉积有机质主要呈分散状态分散状态分布在分布在细粒沉积物细粒沉积物（岩）（岩）中，分布很不均衡中，分布很不均衡。不同岩性中分布不均匀不同岩性中分布不均匀 不同地质时代不均衡不同地质时代不均衡泥质岩

12、多：泥质岩多：2.1%；砂岩；砂岩0.05%；碳酸盐；碳酸盐岩岩0.29%。地层越老地层越老，保存的沉积有机质，保存的沉积有机质越少越少。低等水生动、植物为主低等水生动、植物为主细菌、藻类最佳细菌、藻类最佳v2 来源：来源：沉积岩中的不溶沉积岩中的不溶（不溶于有机溶剂）（不溶于有机溶剂）有机质。有机质。（三）干酪根（Kerogen）1、干酪根的定义、干酪根的定义(油母质油母质)生生 物物 体体(藻类、细菌、浮游生物和高等植物藻类、细菌、浮游生物和高等植物)死亡死亡生物有机组分生物有机组分(类脂化合物、蛋白质、糖类和木质素类脂化合物、蛋白质、糖类和木质素)被其它被其它生物吞食生物吞食保存到保存到

13、沉积物（岩）中沉积物（岩）中氧化分解氧化分解沉积有机质沉积有机质生物化学分解作用生物化学分解作用 可溶有机质可溶有机质不溶有机质不溶有机质(干酪根干酪根)%9080%2010)(干干酪酪根根不不溶溶有有机机质质可可溶溶沥沥青青可可溶溶有有机机机机质质氯氯仿仿、苯苯、乙乙醚醚等等有有机机溶溶剂剂沉沉积积有有机机质质2.干酪根的成分及结构干酪根的成分及结构黑色或褐色粉末，黑色或褐色粉末，石石油油干干酪酪根根加加氢氢、去去氧氧、富富集集碳碳v成分：成分：干酪根干酪根碳（碳（C）、氢（）、氢（H）、硫（）、硫（S）、氮（）、氮（N）、氧（、氧（O）84-87%11-14%96 1-4%石油的元素组成高

14、分子聚合物高分子聚合物，无固定的化学成分无固定的化学成分C（79%）H（9%）O（3%）S（5%）N（2%）微量元素）微量元素3.干酪根的成分及结构干酪根的成分及结构v结构：结构：干酪根干酪根由多个核桥键和各种由多个核桥键和各种官能团联接形成的三官能团联接形成的三维网状结构维网状结构（1）根据）根据原始生物原始生物和和成矿方向成矿方向的分类：的分类：3、干酪根的类型、干酪根的类型 有机质类型有机质类型原始生物原始生物主要成矿方向主要成矿方向腐泥型有机质腐泥型有机质富含类脂的孢子和富含类脂的孢子和水生浮游生物水生浮游生物石油、油页岩、石油、油页岩、腐泥煤腐泥煤腐殖型有机质腐殖型有机质富含木质素、

15、纤维富含木质素、纤维素的陆生高等植物素的陆生高等植物甲烷气、甲烷气、腐殖煤腐殖煤（2）干酪根类型化学分类类型类型型型型型型型H/C1.1-1.6 1.1-1.35 0.7-1.1O/C 0.06-0.160.08-0.2 0.1-0.25来源来源藻类、藻类、水生低水生低等微体等微体生物生物水生低水生低等生物等生物高等植高等植物物生油生油潜力潜力大大中中等等低低Type of Organic Matter:有机质类型有机质类型I I型干酪根型干酪根富含类脂化合物；富含类脂化合物；直链烷烃多；直链烷烃多；高氢低氧；高氢低氧；藻类藻类生油潜力大。生油潜力大。类型型型型H/C1.1-1.61.1-1.

16、350.7-1.1O/C 0.06-0.16 0.08-0.20.1-0.25来源藻类、水生低等微体生物水生低等生物高等植物生油潜力大中等低干酪根干酪根型干酪根型干酪根含大量中等长度的直链烷烃含大量中等长度的直链烷烃和环烷烃，也含多环芳香烃和环烷烃，也含多环芳香烃及杂原子官能团，及杂原子官能团，浮游生物和微生物浮游生物和微生物生油潜力中等生油潜力中等分为分为1 1、2 2型。型。类型型型型H/C1.1-1.61.1-1.350.7-1.1O/C 0.06-0.16 0.08-0.20.1-0.25来源藻类、水生低等微体生物水生低等生物高等植物生油潜力大中等低型干酪根型干酪根芳香烃多，饱和烃少；

17、芳香烃多，饱和烃少；低氢高氧；低氢高氧；主要来源于陆地高等植物，主要来源于陆地高等植物，生烃潜力低，生烃潜力低，主要形成煤、天然气。主要形成煤、天然气。类型型型型H/C1.1-1.61.1-1.350.7-1.1O/C 0.06-0.16 0.08-0.20.1-0.25来源藻类、水生低等微体生物水生低等生物高等植物生油潜力大中等低H/CO/C0.10.20.30.51.01.52.0主要产物CO、H O、重杂原子化合物22石油、湿气天然气（CH、CO、CO、H O）422成熟作用增强范氏图解（2 2）干酪根化学分类）干酪根化学分类 其中：其中：型干酪根来源于森林火灾和再沉积有机型干酪根来源于

18、森林火灾和再沉积有机质，几乎不生油气。质，几乎不生油气。三、生油条件三、生油条件Controls on total organic matter Productivity Grain size Sedimentation rate Oxidation/Reduction有机质烃类去O、加H、富集C还原条件地质+理化条件Is the organic matter capable of generating?1 1 岩相古地理环境：岩相古地理环境：2 2 大地构造条件：大地构造条件：(一一)地质条件地质条件生物物质的产量、生物物质的产量、原始有机质的保存条件原始有机质的保存条件沉积物堆积速度、沉积

19、物堆积速度、沉积物的粒度沉积物的粒度v沉积有机质沉积有机质影响因素：影响因素：岩相古地理环境岩相古地理环境 能能还还原原环环境境有有利利于于有有机机质质保保存存的的低低有有机机物物丰丰富富的的水水体体深深度度适适当当、面面积积较较大大、高能环境、海水高能环境、海水进退频繁，沉积进退频繁，沉积物粗不利于繁殖、物粗不利于繁殖、堆积和保存。堆积和保存。水体营养丰富，阳水体营养丰富，阳光充足、水体较安光充足、水体较安静，最有利于生物静，最有利于生物大量繁殖。大量繁殖。水体营养不足、生物不发育，水体营养不足、生物不发育，生物遗体下沉经历巨厚水体生物遗体下沉经历巨厚水体大部分遭到氧化，而且陆源大部分遭到氧

20、化，而且陆源有机质很少。有机质很少。滨海滨海 浅海（陆棚）浅海（陆棚）半深海（陆坡）半深海（陆坡）深海深海 浪基面浪基面浅海、半深湖、深湖，前三角洲浅海、半深湖、深湖，前三角洲2 2 大地构造条件大地构造条件丰富的沉积有机质丰富的沉积有机质 迅速向油气转化的地质环境迅速向油气转化的地质环境沉积速度沉积速度沉降速度沉降速度盆地名称盆地名称面积面积104Km2持续时间持续时间Ma最大厚度最大厚度m塔里木塔里木56.3175（J、K、R）10000陕甘宁陕甘宁32.0155（T、J、K）3600渤海湾渤海湾21.3133（K、R、Q）10000松辽松辽26.1175（J、K、R）5000柴达木柴达木

21、12.1180(J、K、R、Q)12000准噶尔准噶尔13.1265（P、T、J、K、R）10000长期、持续稳定下降的沉积盆地长期、持续稳定下降的沉积盆地长期稳定下沉（长期稳定下沉（V沉积沉积V沉降）的大地构造背景；沉降）的大地构造背景；地质条件：地质条件：较快的沉积（堆积）速度；较快的沉积（堆积）速度；足够数量和一定质量的原始有机质；足够数量和一定质量的原始有机质；低能、还原性岩相古地理环境：低能、还原性岩相古地理环境：浅海封闭环境，半深深湖、前三角洲。浅海封闭环境，半深深湖、前三角洲。适当的受热和埋藏史。适当的受热和埋藏史。（二）理化条件理化条件细菌作用细菌作用催化剂作用催化剂作用温度和

22、时间温度和时间放射性放射性 通通性性：两两者者兼兼有有等等、，生生成成有有机机物物与与、富富集集，、有有机机质质，分分离离还还原原条条件件下下，部部分分分分解解厌厌氧氧等等、，生生成成喜喜氧氧：彻彻底底分分解解有有机机质质细细菌菌SHCOCHHC ONS :OHCO224221 细菌作用细菌作用 细菌本身为细菌本身为生油原始物质生油原始物质 细菌对有机质分解，产生有机化合物和甲烷气。细菌对有机质分解，产生有机化合物和甲烷气。细菌怕热，只能在细菌怕热，只能在10095%CH495%，干气，浅层气藏，干气，浅层气藏B、热催化生油气阶段：、热催化生油气阶段：深度：深度：1500-4000m1500-

23、4000m；温度：温度：6060180180；热催化作用。热催化作用。有机质成熟、进入生油门限，大量转化为石油和湿气有机质成熟、进入生油门限，大量转化为石油和湿气主要的生油时期。主要的生油时期。生成油气的主要阶段 C、热裂解生凝析气阶段、热裂解生凝析气阶段：深度深度4000400070007000米；米；温度温度180180250250；热力作用成为主导因素。热力作用成为主导因素。生成油气的主要阶段 有机质演化进入高成熟时期；有机质演化进入高成熟时期；地温超过了液态烃类物质的临界温度；地温超过了液态烃类物质的临界温度；深度深度600060007000m7000m；温度温度250 250；高温高

24、压高温高压主要产物：干气甲烷和石墨；主要产物：干气甲烷和石墨；D、深部高温生气阶段：、深部高温生气阶段：生成油气的主要阶段 成熟门限成熟门限干气石墨 深部高温深部高温 生气阶段生气阶段变生作用阶段变生作用阶段7.0km250热力热力作用作用湿气大量石油 残留干酪根 热催化热催化生油气阶段生油气阶段1.5-4.0km60-180热力热力作用作用催化催化作用作用 沉积有机质细菌气、挥发物干酪根未熟-低熟石油1.5km10-60 生物化学生物化学 生气阶段生气阶段成岩作用阶段成岩作用阶段细菌细菌降解降解催化催化作用作用凝析气干酪根残渣 热裂解热裂解生凝析气阶段生凝析气阶段后生作用阶段后生作用阶段4.

25、0-7.0km180-250热力热力作用作用生成油气的主要阶段生成油气的主要阶段 五、烃源层（生油层）五、烃源层（生油层）烃源岩烃源岩1、基本概念凡能生成石油和天然气的岩石凡能生成石油和天然气的岩石油源层油源层油源岩组成的地层油源岩组成的地层source bedsv 特征：特征：v分类：分类：2、油源层的岩性特征及分类泥质岩类：黑色泥岩、页岩、粉砂质泥岩黑色泥岩、页岩、粉砂质泥岩 碳酸盐岩类：生物灰岩、礁灰岩、泥灰岩；生物灰岩、礁灰岩、泥灰岩；浅海相、泻湖相、前三角洲相和半深湖浅海相、泻湖相、前三角洲相和半深湖-深湖相深湖相v分布：分布：暗色、细粒、富含有机质暗色、细粒、富含有机质盆盆 地地盆

26、地面积盆地面积10104 4kmkm2 2生油岩发育状况生油岩发育状况时时 代代岩相、岩性及厚度岩相、岩性及厚度波斯湾波斯湾240240J J3 3、K K2 2、E E3 3、N N1 1为主为主浅海相碳酸盐岩为主，最厚浅海相碳酸盐岩为主，最厚40004000米，米，平均平均1000100015001500米米西西伯利亚西西伯利亚230230J J3 3、K K1 1为主为主 前三角洲泥岩，平均前三角洲泥岩，平均50050010001000米米美国美国墨西哥湾墨西哥湾110110K K3 3、N N1 1为主为主浅海相泥岩为主，部分为碳酸盐岩，浅海相泥岩为主，部分为碳酸盐岩，平均平均1000

27、100020002000米米利比亚利比亚锡尔特锡尔特3535K K2 2、E E为主为主浅海相石灰岩、泥灰岩为主，次为浅海相石灰岩、泥灰岩为主，次为泥岩，平均泥岩，平均1000100020002000米米松辽松辽26.126.1K K深湖半深湖相泥岩，深湖半深湖相泥岩，平均平均50050010001000米米渤海湾渤海湾21.321.3E E为主为主深湖半深湖相泥岩，深湖半深湖相泥岩，最厚最厚1000100015001500米米洛杉矶洛杉矶0.390.39N N深湖相泥岩，平均深湖相泥岩，平均2000200030003000米米油源层的岩性特征及分类世界著名含油气盆地生油岩发育状况世界著名含油

28、气盆地生油岩发育状况在陆相盆地中，深水湖相是最有利的生油岩相，其中又以在陆相盆地中，深水湖相是最有利的生油岩相，其中又以近海地带深水湖盆泥岩生油条件更佳。近海地带深水湖盆泥岩生油条件更佳。3、油源岩的地球化学指标（1）有机质丰度指标）有机质丰度指标有机质丰度、类型、成熟度、排烃效率有机质丰度、类型、成熟度、排烃效率烃源岩中有机质的数量，即有机质的丰富程度。烃源岩中有机质的数量，即有机质的丰富程度。有机碳含量有机碳含量（TOCTOC）*氯仿沥青氯仿沥青“A”A”总烃（总烃（HCHC）生烃潜量（生烃潜量（S S1 1+S+S2 2）常用指标：常用指标：TOC must be greater tha

29、n 0.5%Quantity of Organic Matter:实测实测TOCTOC：岩石中剩余有机碳或残余有机碳的含量。岩石中剩余有机碳或残余有机碳的含量。由于有机质生成且排出岩石的烃类最多为有机质的由于有机质生成且排出岩石的烃类最多为有机质的1 1，故实测故实测TOCTOC近似表示为有机质丰度。近似表示为有机质丰度。v有机碳含量（有机碳含量（TOCTOC）油源岩的地球化学指标v有机碳有机碳含量（含量（TOCTOC）又称又称总有机碳总有机碳，是指，是指岩石中有机物质中的碳岩石中有机物质中的碳（C C有有）。）。C C有有含量最多、最稳定，能近似反映有机质数量。含量最多、最稳定，能近似反映有

30、机质数量。泥质岩泥质岩TOC TOC 碳酸盐岩碳酸盐岩TOC TOC 油源岩的地球化学指标v有机碳含量（有机碳含量（TOCTOC）泥岩泥岩TOCTOC：0.5%-1%0.5%-1%碳酸盐岩碳酸盐岩Toc 0.2%Toc 0.2%适合生油的生油岩：TOC must be greater than 0.5%a.原始有机质不同，分布不均；原始有机质不同，分布不均；b.成岩作用不同，后者成岩快成岩作用不同，后者成岩快、有机碳损失多；有机碳损失多；c.吸附作用：泥中粘土矿物吸吸附作用：泥中粘土矿物吸附附 强，有机碳多。强，有机碳多。“A”经分离可以得到饱和烃、芳烃、非烃、沥青质。经分离可以得到饱和烃、芳

31、烃、非烃、沥青质。岩样未经稀盐酸处理，直接用氯仿抽提的产物。岩样未经稀盐酸处理，直接用氯仿抽提的产物。油源岩的地球化学指标v氯仿沥青氯仿沥青“A”A”泥质烃源岩泥质烃源岩评价评价氯仿沥青氯仿沥青“A”A”好烃源岩好烃源岩100010004000ppm4000ppm较好烃源岩较好烃源岩5005001000ppm1000ppm烃源岩下限烃源岩下限250250300ppm300ppm是指是指饱和烃饱和烃+芳烃芳烃，是从氯仿沥青，是从氯仿沥青“A”A”中分离出来的中分离出来的。v总烃总烃（HCHC）泥质烃源岩评价泥质烃源岩评价好烃源岩好烃源岩较好烃源岩较好烃源岩烃源岩下限烃源岩下限总烃（总烃（HCHC

32、）ppmppm50050010001000100100500500100100油源岩的地球化学指标(2)有机质类型有机质类型烃源岩中干酪根的类型烃源岩中干酪根的类型根据根据原始生物原始生物和和成矿方向成矿方向的分类：的分类：有机质类型有机质类型原始生物原始生物主要成矿方向主要成矿方向腐泥型有机质腐泥型有机质富含类脂的孢子和富含类脂的孢子和水生浮游生物水生浮游生物石油、油页岩、石油、油页岩、腐泥煤腐泥煤腐殖型有机质腐殖型有机质富含木质素、纤维富含木质素、纤维素的陆生高等植物素的陆生高等植物甲烷气、甲烷气、腐殖煤腐殖煤干酪根类型干酪根类型化学分类化学分类类型类型型型型型型型H/C1.1-1.6 1

33、.1-1.35 0.7-1.1O/C 0.06-0.160.08-0.2 0.1-0.25来源来源藻类、藻类、水生低水生低等微体等微体生物生物水生低水生低等生物等生物高等植高等植物物生油生油潜力潜力大大中中等等低低烃源岩烃源岩中有机质的热演化程度中有机质的热演化程度油源岩的地球化学指标(3)有机质成熟度有机质成熟度镜质体反射率镜质体反射率Ro Ro*孢粉颜色孢粉颜色*干酪根颜色干酪根颜色H/C H/C、O/CO/C原子比原子比正烷烃分布特征及奇偶优势正烷烃分布特征及奇偶优势*温度指数（温度指数（TTITTI）常用常用指标指标：油源岩的地球化学指标有机质成熟度有机质成熟度镜质体反射率镜质体反射率

34、Ro*MaturityRo：0.5%0.5-1.3%1.3-2.0%2.5%有机质未熟有机质未熟成熟成熟 高熟高熟 过熟过熟孢粉颜色孢粉颜色浅黄（末熟）浅黄（末熟）金黄金黄-棕棕-褐色（成熟）褐色（成熟）黑色（过熟）黑色（过熟）生油岩的地球化学指标TAI孢粉颜色孢粉颜色温度温度（）有机质变有机质变质程度质程度演化产物演化产物1级级浅黄色浅黄色30未变质未变质干气干气2级级桔（橙）桔（橙）黄黄50轻微变质轻微变质干气、重油干气、重油3级级棕黄色棕黄色150中等变质中等变质油、湿气油、湿气4级级灰黑色灰黑色175强变质强变质湿气、凝析气湿气、凝析气5级级黑色黑色200深度变质深度变质干气干气我国陆

35、相烃源岩评价标准我国陆相烃源岩评价标准 油源岩的地球化学指标地地质质特特征征沉积相沉积相深深 湖湖半深湖半深湖浅半深浅半深湖湖滨浅湖滨浅湖河流河流-滨湖滨湖岩性岩性灰黑色泥灰黑色泥岩岩黑褐色泥黑褐色泥岩岩灰绿色泥灰绿色泥岩岩灰绿色泥灰绿色泥岩岩红色泥岩红色泥岩生物特征生物特征浮游生物浮游生物为主为主同左，陆同左，陆源生物源生物常见植物常见植物碎屑碎屑常见植物常见植物碎屑碎屑生物贫乏生物贫乏地地球球化化学学指指标标TOCTOC（%）1.52.01.01.50.61.00.40.610005001000 200500 1002000.150.10.15 0.050.1 0.010.050.01干酪

36、根类干酪根类型型1 12 2RoRo（%）0.61.2 0.61.20.61.20.61.22总烃总烃/TOC/TOC64624121评评 价价极好极好好好较好较好差差非烃源岩非烃源岩天然气成因综合分类天然气成因综合分类六、天然气的成因类型及特征六、天然气的成因类型及特征无机成无机成因气因气幔源气、岩浆成因气、无机盐类分解气幔源气、岩浆成因气、无机盐类分解气有有机机成成因因气气母质母质 气的气的类型类型 成因类型成因类型未熟阶段未熟阶段成熟阶成熟阶段段高成熟高成熟阶段阶段过成熟过成熟阶段阶段A A腐泥腐泥型气型气生物化学生物化学气气油型气油型气原油伴原油伴生热解生热解气气裂解凝裂解凝析气析气（

37、湿气）（湿气）裂解干裂解干气气B B腐殖腐殖型气型气煤型气煤型气热解气（凝析气）热解气（凝析气）裂解干裂解干气气混合成混合成因气因气异源多源混合气、同源多阶混合气异源多源混合气、同源多阶混合气按组分划分：按组分划分：干气、湿气或烃类气、非烃气干气、湿气或烃类气、非烃气按来源划分：按来源划分：无机成因气无机成因气按相态分：按相态分：游离气、溶解气、吸附气、固体气游离气、溶解气、吸附气、固体气(气水化合物气水化合物)按有机质演化阶段可分：按有机质演化阶段可分：生物气、生物生物气、生物-热催化过渡带气、热解气、裂解气热催化过渡带气、热解气、裂解气六、天然气的成因类型及特征六、天然气的成因类型及特征有

38、机成因气有机成因气天然气成因分类天然气成因分类六、天然气的成因类型及特征六、天然气的成因类型及特征无机成因气无机成因气幔源气、岩浆成因气、无机盐类分解气幔源气、岩浆成因气、无机盐类分解气有机成因气有机成因气生物化学气生物化学气原油伴生气原油伴生气凝析气凝析气裂解气裂解气混合成因气混合成因气大气，气体化合物大气，气体化合物天然气与石油形成条件比较：天然气与石油形成条件比较：生成条件生成条件石油石油.天然气天然气 原始母质原始母质以低等植物中的类脂化以低等植物中的类脂化合物为主合物为主更广泛，生油原始物质更广泛，生油原始物质,高等植物中高等植物中的木质素及纤维素。还有无机来源。的木质素及纤维素。还

39、有无机来源。生成环境生成环境还原还原-强还原强还原除还原除还原-强还原环境外，弱还原环境强还原环境外，弱还原环境也可生成天然气也可生成天然气 有有机机成成因因生生成成过过程程沉积物埋藏初期：沉积物埋藏初期：深度深度10001000米。米。T T小于小于6060。T T、P P不够大，有机质未不够大，有机质未成熟，尚不能生油成熟，尚不能生油 有机质可被细菌分解，产生低温有机质可被细菌分解，产生低温CHCH4 4（干气）、（干气）、COCO2 2和水和水热催化生油气：深热催化生油气：深度度1000-40001000-4000米；米；60-15060-150（180180）热催化作用下，有机质热催化

40、作用下，有机质生成大量石油。生成大量石油。热催化作用下，可生成热催化作用下，可生成 湿气湿气热裂解生凝析气：热裂解生凝析气：深深4000-70004000-7000米。米。150-250150-250。生成少量轻质油。生成少量轻质油。生凝析气生凝析气深部高温生气：深深部高温生气：深大于大于70007000米。大于米。大于250250。几乎不能生油。几乎不能生油。高温甲烷气（干气）。高温甲烷气（干气）。六、天然气的成因类型及特征六、天然气的成因类型及特征 指不涉及有机物质反应的一切作用和过程所产生的气体。指不涉及有机物质反应的一切作用和过程所产生的气体。(一一)无机成因天然气无机成因天然气1、类

41、型：、类型：幔源气幔源气地壳深部及上地幔的气体。地壳深部及上地幔的气体。火山气火山气与火山作用有关气体。与火山作用有关气体。变质岩气变质岩气变质岩中化学作用生成的气体。变质岩中化学作用生成的气体。宇宙气宇宙气宇宙空间核反应、放射性反应及化学反应生成气体。宇宙空间核反应、放射性反应及化学反应生成气体。无机盐无机盐沉积岩中无机盐分解产生的气体，沉积岩中无机盐分解产生的气体，如碳酸盐分解如碳酸盐分解 产生的产生的CO2气体、硫酸盐还原气体、硫酸盐还原 产生的产生的H2S气体等。气体等。（1 1）非烃气）非烃气种类较多，包括种类较多，包括COCO2 2、COCO、N N2 2、H H2 2以及以及He

42、He、ArAr和和NeNe等惰性气体；等惰性气体；以以COCO2 2、N N2 2、H H2 2等气体为主。等气体为主。3、无机成因天然气成分、无机成因天然气成分甲烷为主，甲烷为主，C2+很少；即干气。很少；即干气。（2 2）烃气）烃气与深大断裂活动有关与深大断裂活动有关，常沿深大断裂运移至，常沿深大断裂运移至浅层，或沿结晶岩与沉积岩之间的浅层，或沿结晶岩与沉积岩之间的不整合不整合进入紧邻进入紧邻结晶岩的沉积岩中，聚集成藏。结晶岩的沉积岩中，聚集成藏。2.分布分布实例实例1：济阳坳陷滨南地区某油气田济阳坳陷滨南地区某油气田1）下第三系气藏：）下第三系气藏：CO2含量含量63-66%，其余为，其

43、余为CH4等气体。等气体。2）滨古滨古1111井奥陶系气藏井奥陶系气藏（深（深2240米）米）CO2达达97.3%这里CO2可能是岩浆同石灰岩接触岩浆同石灰岩接触引发高温，导致碳酸盐分解所致。实例实例2：匈牙利潘农盆地米哈伊气田匈牙利潘农盆地米哈伊气田不整合覆盖在结晶基岩之上的第三系砂层，产出天然气中不整合覆盖在结晶基岩之上的第三系砂层，产出天然气中CO2含量达含量达95%，CH4仅仅4.5%，可能来自结晶基岩深处。，可能来自结晶基岩深处。CO2可能是可能是岩浆活动岩浆活动直接产生的。其中直接产生的。其中13C：-5-7。4、无机成因天然气实例、无机成因天然气实例 实例实例3：美国中部大陆本得

44、隆起等气田美国中部大陆本得隆起等气田 氮含量高达氮含量高达8090%，伴有，伴有79%的氦，推断这种气体的氦，推断这种气体同深源岩浆成因同深源岩浆成因 有关。有关。实例实例4：俄罗斯科拉半岛俄罗斯科拉半岛 钻入超基性岩体中的井内，发现钻入超基性岩体中的井内，发现含氮量含氮量2040%、含氦、含氦量量0.63.7%的天然气，从这种天然气的地质产状及氮的天然气，从这种天然气的地质产状及氮-氦氦组合来看均表明是组合来看均表明是岩浆成因岩浆成因 特征。特征。4、无机成因天然气实例、无机成因天然气实例有机成因气有机成因气按热演化阶段分按热演化阶段分生物（化学）气、热解气、裂解气生物（化学）气、热解气、裂

45、解气腐泥型有机质的热解气和裂解气合称腐泥型有机质的热解气和裂解气合称油型气油型气腐殖型有机质的热解气和裂解气合称腐殖型有机质的热解气和裂解气合称煤型气煤型气1.生物成因气生物成因气 浅部、低温（浅部、低温（75）、还原条件下，由微生物（厌氧细）、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。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。又称生物化学气、生物气、细菌气、沼气又称生物化学气、生物气、细菌气、沼气 以以CH4为主、干气；为主、干气；与成油有关的有机质（主要是与成油有关的有机质（主要是型和型和型）在型）在过程中达到成熟、高成熟和过成熟阶段时形

46、成的过程中达到成熟、高成熟和过成熟阶段时形成的天然气。天然气。2、油型气油型气石油伴生气、凝析油伴生气、热裂解干气石油伴生气、凝析油伴生气、热裂解干气根据热演化阶段可分为根据热演化阶段可分为腐殖型腐殖型(与煤系有机质与煤系有机质,包括煤层和煤系地层包括煤层和煤系地层中分散有机质中分散有机质)热演化热演化有关的天然气，称为煤型气或有关的天然气，称为煤型气或煤系气。煤系气。3、煤型气煤型气煤成气煤成气是专指是专指在煤化过程中所生成的天然气。在煤化过程中所生成的天然气。煤层气煤层气是指以吸附状态存在于煤层中的煤成气。是指以吸附状态存在于煤层中的煤成气。本章要点1、概念：、概念：沉积有机质、干酪根、生油门限温度、沉积有机质、干酪根、生油门限温度、烃源岩烃源岩2、了解油气成因两大学派；、了解油气成因两大学派；3、掌握干酪根类型的划分及其石油地质意义；、掌握干酪根类型的划分及其石油地质意义；4、掌握有机质向油气转化的过程；、掌握有机质向油气转化的过程；5、掌握烃源岩的特征及其类型；、掌握烃源岩的特征及其类型；6、掌握反映烃源岩有机地化特征的主要指标、掌握反映烃源岩有机地化特征的主要指标7、掌握天然气的成因类型、掌握天然气的成因类型3、了解沉积有机质的主要来源、分布及其数量、了解沉积有机质的主要来源、分布及其数量的的 影响因素；影响因素；4、了解干酪根的形成过程；、了解干酪根的形成过程；