当前位置 »  网络教程 »  第四章 油气成因和烃源岩

 

 

 

本 章 概 要        

石油、天然气属于流体矿产,具有可流动性。油气藏中聚集的油气均来自圈闭之外的地方。也就是说,油气的“出生地”与“暂聚地”是不同的地方。“暂聚地”在圈闭;“出生地”在哪儿?这就涉及到油气成因(petroleum origin)问题。关于油气成因,长期存在争议。根据对油气物质起源的认识,分为油气无机成因观点和有机成因观点两大派别。油气无机成因(inorganic petroleum origin)观点认为油气起源于地球深部的简单非烃物质或地球形成早期就已存在的甲烷,经过合成、脱气等无机化学反应而生成。油气有机成因(organic petroleum origin)观点则认为油气起源于生物有机体。生物有机质(living organisms)只有很小部分进入沉积物中得以保存,形成沉积有机质(sedimentary organic matter)。沉积有机质经过热催化、热降解及热裂解等复杂的生物化学和有机化学变化,才演变而成石油、天然气。有机质演化生烃(generation)具有明显的阶段性。在未成熟(immature)阶段,可生成一些生物成因气,同时本身转变成地质聚合物即干酪根(kerogen)。进入成熟(mature)阶段,开始大量生油、湿气(wet gas)。演化到过成熟(over mature)阶段,干酪根生油潜力枯竭,只能热裂解出一些高温甲烷(干气,dry gas)。干酪根本身将进一步聚成富碳的残余物。受原始生物有机质的发育、保存的影响,通常只有那些低能环境的细粒的暗色泥质岩和碳酸盐岩沉积才富含沉积有机质,有利于生油。

在天然条件下,曾经产生并排出过烃类,并已形成工业性油气聚集的细粒沉积叫做烃源岩(hydrocarbon source rock)。评价烃源岩的质量和数量的指标都是围绕其生烃贡献而言的。有机质丰度(content of organic matter)较高、有机质类型(type of organic matter)好、有机质成熟度(maturity of organic matter)处于适当的阶段,则有利于生烃,这类烃源岩的质量评价就优。烃源岩分布面积广、单层厚度不大但是累计厚度大,则生烃数量多且有利于排烃(expulsion),该烃源岩的数量评价就好。相反,若有机质丰度过低、烃源岩分布面积或总厚度太小,则缺乏必要的生烃物质基础。有机质类型差、有机质成熟度不够或过高,都不利于生油,仅能生成一定量的天然气。沉积盆地中主要烃源岩发育的坳陷区叫做生烃坳陷(也称生烃灶,hydrocarbon kitchen)。因此,生烃坳陷才是石油、天然气的“出生地”。不同的烃源岩、同一套烃源岩演化到不同阶段所生成的石油与天然气,在化学组成、有机分子结构、同位素特征方面都存在差别;母岩排出的油气与母岩中残留的油气性质应具有相似性。利用这两种点基本原则,可以进行油气地球化学对比(简称油源对比,oil and source rock correlation),以帮助确定油气藏中油气的来源及成因。用于对比的参数要求是那些受非成因因素干扰最小且较稳定。被称为地球化学化石(geochemical fossil)生物标志化合物(biomarker)常被用于油源对比。