【正文】 不存在其原型。 蛋 白 質(zhì) 蛋白質(zhì)是組成細(xì)胞的基礎(chǔ)物質(zhì)，只要經(jīng)過去羧基和去氨基后就可以形成烴類。碳水化合物的通式可寫成 Cn(H2O)m，呈單醣或單醣的聚合體形式存在。 飽和脂肪酸可能主要是正烷烴的母體，而不飽和脂肪酸除可生成正烷烴外還可生成環(huán)烷烴乃至苯。17122753蛋白質(zhì)包括：脂肪、有機(jī)酸、甾萜類、蠟、色素等?！?易水解難保存，非主成油物質(zhì)。 （一）生物有機(jī)質(zhì)類型－生物體的有機(jī)組分 . 5石油芳香族化合物，抗腐能力強(qiáng)，來自高等植物。 煤系地層不僅是天然氣的主要來源，而且也能形成相當(dāng)數(shù)量的石油聚集和大油田。 1 對不同的動、植物脂肪酸類進(jìn)行了成烴模擬實驗和野外考查 波羅的海海濱瀉湖水底由單細(xì)胞藻類組成且正在分解的腐泥，經(jīng)過蒸餾得到了 %的臘質(zhì)和瀝青質(zhì)液態(tài)烴和 %的氣態(tài)烴 有機(jī)成因說的證據(jù) 2 現(xiàn)代沉積物模擬石油形成 3 卟啉化合物的發(fā)現(xiàn) 首次發(fā)現(xiàn)并證實卟啉化合物廣泛存在于不同年代、不同成因的含油和瀝青建造中，認(rèn)為卟啉化合物來自葉綠素的生物地球化學(xué)轉(zhuǎn)化，是石油有機(jī)成因的重要證據(jù)。2. 二十世紀(jì) 二十年代初期， 維爾納茨《地球化學(xué)概論》和《生物圈》—— 詳細(xì)論述了 石油的有機(jī)組成 和 石油有機(jī)成因的主要依據(jù) ，提出了碳循環(huán)的模式。 6．石油中含的卟啉化合物，異戊間二烯型化合物，甾醇類，石油的旋光性都證明石油是在低溫下，由生物有機(jī)質(zhì)生成的。 2．石油在地層時代的分布上與煤、油頁巖及有機(jī)質(zhì)的分布狀況相吻合的，表明它們在成因上是有聯(lián)系的。 十九世紀(jì)后半葉是石油無機(jī)起源說相當(dāng)盛行的時期 。無機(jī)物（ C 、 H 、 O 、 Fe ）→ 油氣一、石油的無機(jī)起源學(xué)說 無機(jī)成油學(xué)說認(rèn)為，石油是在地殼深處形成的，后來沿著深大斷裂滲透到地殼上部，或者在天體形成時形成，當(dāng)?shù)貧だ淠龝r以“烴雨”的形式降落下來，后聚集成油氣藏。油氣來自于什么物質(zhì)？ 本章要解決的問題 它是如何形成的？ 有機(jī)說和無機(jī)說之爭有無結(jié)局？ 大自然為人類準(zhǔn)備了多少油氣？ 我們?yōu)槭裁春驮趺创_定烴源巖及其生烴能力？ 第二章 現(xiàn)代油氣成因理論 第一節(jié)、油氣成因概述 第二節(jié)、油氣生成的物質(zhì)基礎(chǔ) 第三節(jié)、早期成油說與未熟 — 低熟油氣 第四節(jié)、關(guān)于無機(jī)生油說 第五節(jié)、天然氣成因與相關(guān)類型 第六節(jié)、烴源巖 第七節(jié)、油氣物理化學(xué)對比 第一節(jié) 油氣成因概述 油氣生成是其中的根本性問題 石油地質(zhì)學(xué)的三大研究課題 油氣成因、油氣藏形成、油氣分布規(guī)律 要進(jìn)行油氣勘探工作，需要選擇有利的勘探區(qū)和有利層位，首先必須解決盆地的油氣生成問題。 基本觀點是石油是在地下高溫、高壓條件下形成的而非生物成因 （ 1）在實驗室，用無機(jī) C、 H元素合成了烴類； （ 2）在巖漿巖內(nèi)曾發(fā)現(xiàn)過石油、瀝青； （ 3）在宇宙其它星球大氣層中也發(fā)現(xiàn)有碳?xì)浠衔锎嬖冢? （ 4）在隕石中也發(fā)現(xiàn)有碳?xì)浠衔锛鞍被岬榷噙_(dá) 100多種； （ 5）認(rèn)為用有機(jī)觀點對世界上有些大的瀝青礦（如加拿大的阿薩巴斯卡瀝青礦，儲量達(dá) 856億噸以上）不能作出令人滿意的解釋。 ? 有機(jī)成因說 ： 油氣是在地球上生物起源之后，在地質(zhì)歷史發(fā)展過程中，由保存在沉積巖中的生物有機(jī)質(zhì)逐步轉(zhuǎn)化而成。 3．雖然世界上的石油沒有成份完全相同的，但所有石油的元素組成和化合物組成是相近的或相似的，說明它們的成因可能大致相同。 7．石油地質(zhì)工作者對近代沉積的研究成果表明，在近代沉積中確實存在著油氣生成過程，且至今還在進(jìn)行著，生成的數(shù)量也很可觀。3. Treibs （ 1933 ） ： 卟啉化合物 的發(fā)現(xiàn)和證實 —— 石油有機(jī)成因重要依據(jù) 。 4 石油具旋光性等的確認(rèn)，石油有機(jī)成因的證據(jù)進(jìn)一步充實。 到了二十世紀(jì)八十年代，人們通過有機(jī)巖石學(xué)與地球化學(xué)相結(jié)合的方法和實驗?zāi)M對煤成油問題進(jìn)行了深入的理論探討，提出了煤系地層有機(jī)質(zhì)生烴機(jī)理和演化模式。—— 主成煤?？沙擅?、氣、芳烴。主要來自：低等植物（菌藻）、動物中。 脂類中的萜和異戊間二稀化合物、固醇、色素等則可能是環(huán)烷烴、芳香烴和異構(gòu)烷烴的母體。 纖維素較為穩(wěn)定，是煤的重要母質(zhì)之一。 蛋白質(zhì)是生物體中氮的主要載體。 木 質(zhì) 素 僅存在于高等植物中，具有比纖維素更強(qiáng)的抗腐能力，還有豐富的芳環(huán)結(jié)構(gòu)。 脂類對油氣的貢獻(xiàn)當(dāng)居首位。 總而言之，應(yīng)該說各生化組分對形成油氣均有不同程度的貢獻(xiàn)，但普遍認(rèn)為脂類是最有利成烴的生化組分。 （二）沉積物（巖）中的沉積有機(jī)質(zhì) 隨無機(jī)質(zhì)點一起沉積并保存下來的那部分 生物有機(jī)質(zhì) ，稱 沉積有機(jī)質(zhì) ，又叫 地質(zhì)有機(jī)質(zhì) 。；砂巖 % ；碳酸鹽巖 % 。 干酪根是在成巖作用后期形成的。 ? 另外，干酪根中還見有 微量 由植物或動物合成的 特殊有機(jī)物 ，如鏈烷、脂肪酸、萜烷、甾烷、卟啉和直鏈烴， ?經(jīng)歷了有機(jī)質(zhì)的分解作用和成巖作用后未被破壞的地球化學(xué)標(biāo)志物包含在干酪根中。片狀體直徑＜ 10 A 176。鏈橋一般為脂肪鏈、含硫、或含氧官能鍵，核和鏈橋表面可有些官能團(tuán)。 巖石中的干酪根是生成油氣的基本源泉 。 圖：干酪根數(shù)量與化工燃料最大資源的比較 干酪根是有機(jī)質(zhì)的主體，所以干酪根的類型基本上代表了有機(jī)質(zhì)的類型。 H/C和 O/C原子比介于上述二類之間，屬混合型或過渡型干酪根。生油潛力小，但可生成天然氣。 生油潛能 ： 藻質(zhì) 無定形絮質(zhì) 草質(zhì) 木質(zhì) 煤質(zhì) 依次減小 干酪根類型的各種劃分及其地質(zhì)含義 類型 劃分依據(jù) 腐 泥 成 分 腐 植 成 分 按煤巖學(xué) （反射光） 殼 質(zhì) 組 鏡 質(zhì) 組 惰 性 組 按孢粉學(xué) （透射光） 絮 質(zhì) 藻 質(zhì) 草 質(zhì) 木 質(zhì) 煤 質(zhì) 按 H/C和O/C原子比 Ⅰ 、 Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 按化合物 脂 肪 族 含芳香脂肪 族 含脂肪芳香 族 芳 香 族 物質(zhì)來源 海洋、湖泊 陸地 陸地 陸地、再沉 積 成礦意義 石油、油頁巖、腐泥煤 油、氣 氣、腐植煤 無油、痕量 氣 5 干酪根的顯微組成 組 分 亞 組 分 無定形 — 絮狀，團(tuán)粒狀，薄膜狀有機(jī)質(zhì) 腐泥組 藻質(zhì)體 孢粉體 — 孢子、花粉、菌孢 樹脂體 角質(zhì)體 木栓質(zhì)體 殼質(zhì)組 表皮體 結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體 鏡質(zhì)組 無結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體 惰質(zhì)組 絲質(zhì)體 以透射光為基礎(chǔ)的干酪根顯微組分分類 各顯微組分的來源及生油潛力 絲 炭化的木質(zhì)纖維 ， 來源于 森林火 災(zāi)、再沉積有機(jī)質(zhì)，相對富 O 惰質(zhì)組 植物的結(jié)構(gòu)和無結(jié)構(gòu)木質(zhì)纖維 ，來 自高等植物 鏡質(zhì)組 陸生植物的孢子、花粉、角質(zhì)層、 樹脂、蠟和木栓層等 ，相對富 H 殼質(zhì)組 ↓ 反 射 率 增 高 ↓ ↓ 生 油 潛 力 降 低 ↓ 藻類和其它 低等 水生生物及細(xì)菌。 碳酸鹽巖多含無定形干酪根，有利于生成環(huán)烷烴。原始有機(jī)質(zhì)的堆積、保存和轉(zhuǎn)化過程必須在還原條件下進(jìn)行，而還原環(huán)境的形成及其持續(xù)時間的長短受當(dāng)時的地質(zhì)及能源條件所制約 油氣生成的地質(zhì)環(huán)境 要生成大量的油氣 ， 必須有足夠的生物有機(jī)質(zhì) ， 這就要求必須要有利于生物的大量生長和繁殖的環(huán)境 。 有利于有機(jī)質(zhì)堆積、保存、轉(zhuǎn)化的地質(zhì)環(huán)境必須要有： ① 長期穩(wěn)定下沉大地構(gòu)造背景 （ V沉積 ≈ V沉降 ） ； ②較快的沉積（堆積）速度； ③足夠數(shù)量和一定質(zhì)量的原始有機(jī)質(zhì)； ④低能、還原性巖相古地理環(huán)境 ——淺海封閉環(huán)境，半深－深湖、前三角洲 ⑤ 適當(dāng)?shù)氖軣岷吐癫厥?。 首先需要 水體中有大量水生生物的繁殖 ，以作為有機(jī)質(zhì)供給之源泉； 豐富的有機(jī)質(zhì)堆積和保存是油氣生成的重要前提，這就需要相對寧靜的沉積水體 和 較為穩(wěn)定的還原環(huán)境 。 水體營養(yǎng)不足、生物不發(fā)育， 生物遺體下沉經(jīng)歷巨厚水體 大部分遭到氧化，而且陸源 有機(jī)質(zhì)很少。 總之，地質(zhì)歷史中的 前三角洲 、 瀉湖 、 海灣 及其它帶有 封閉性質(zhì)的坳陷區(qū) ，是最有利的海域古地理環(huán)境。但若為補(bǔ)給充足的匯水盆地，即使氣候干燥或半干燥，湖盆也可保持一定深度的水體，使生物在一定時期內(nèi)得以繼續(xù)繁殖和保存，使之具備油氣生成的物質(zhì)基礎(chǔ)。 物理化學(xué)條件 有機(jī)質(zhì)向石油轉(zhuǎn)化是一個熱降解過程 ， 溫度是最有效和最持久的作用因素 ； 溫度不足可用延長反應(yīng)時間來彌補(bǔ)。 是在較高溫度下裂解為 低分子產(chǎn)物所致。 門限溫度的高低主要與有機(jī)質(zhì)受熱持續(xù)時間或地質(zhì)時代有關(guān)，此外還與有機(jī)質(zhì)類型和催化作用有關(guān)。 石油生成的時 溫關(guān)系 (據(jù) Connan,1974,引自 Hunt,1979) 1巴西亞馬遜盆地； 2法國巴黎盆地；3法國阿奎特因盆地； 4西非阿尤恩地區(qū)； 5喀麥隆杜阿拉盆地； 6新西蘭塔拉納基盆地； 7法國卡馬格盆地； 8新西蘭塔拉納基盆地； 9美國洛杉磯盆地； 10美國文圖拉盆地； 11法國阿奎特因盆地 沉積有機(jī)質(zhì)的時代新 ，生油門限溫度越高 ； 時代越老 門限溫度越低 。 否則，或沒有達(dá)到成熟階段，或已達(dá)破壞階段，對油氣勘探均不利。 細(xì)菌本身也是良好的生油原始材料。主要： 成巖早期② 無機(jī)鹽類 ： 最主要的是 粘土礦物 。 正十六烷熱裂解和催化裂解所需要的時間 (據(jù) Goldstein,1980) 用高活力催化劑在100℃ 下裂解正十六烷只需要幾個月， 用低活力催化劑則需要 1000年， 而不用催化劑單純的熱解所需時間已超過了地球的年齡 。主要放射性元素有鈾、釷和鉀。 一般認(rèn)為，高壓對于實體及增大的裂解反應(yīng)是不利的 它可以阻止液態(tài)裂解為液態(tài)烴。細(xì)菌和催化劑都是在特定階段作用顯著，加速有機(jī)質(zhì)降解生油、生氣；放射性作用則可不斷提供游離氫的來源； 只有溫度與時間在油氣生成全過程中都有著重要作用。石油和天然氣正是有機(jī)質(zhì)成巖演化總過程中形成的自然產(chǎn)物。 沉積有機(jī)質(zhì)乏氧生物化學(xué)降解Ro=%60180 Ro=%%180250 250375揮發(fā)物干酪根未熟低熟 石油熱催化濕氣大量石油 殘余干酪根熱裂解濕氣凝析氣干酪根 殘渣熱變質(zhì)干氣次石墨生物化學(xué)生氣階段成巖作用階段熱催化生油氣階段 熱裂解生凝析氣階段后生作用階段深部高溫生氣階段變生作用階段生油門限生油窗1060 CCCCRo %Ro? 1. 埋深 ： 0 1000 米177。 在進(jìn)入此階段，干酪根發(fā)生熱降解，雜原子（ O、 H、 S）鍵破裂產(chǎn)生二氧化碳、水、氨、硫化氫等揮發(fā)性物質(zhì)逸散，同時獲得大量低分子液態(tài)烴和氣烴，是主要生油時期 該階段（尤其是早、中期）是 主要的生油階段 。 三、熱裂解生凝析氣階段 ? 1. 深度： 4000 ～ 6000 米；? 2. 溫度： 1800 ～ 250 ℃? 3. 演化階段： 后生作用后期碳化作用瘦煤 貧煤階段有機(jī)質(zhì)高成熟時期? 4. 作用因素： 石油熱裂解、熱焦化? 5. 演化過程及其產(chǎn)物? 6. 烴類組成的特征碳原子數(shù)環(huán)數(shù) 碳原子數(shù)15 25 35 0 2 4 6 13 2030 33液態(tài)烴急劇減少 ； 低分子正烷烴劇增，主要產(chǎn)物是甲烷及其氣態(tài)同系物。 高溫、高壓下的液態(tài)烴和重質(zhì)氣態(tài)烴強(qiáng)烈裂變成甲烷；干酪根進(jìn)一步縮聚， H/C原子比降至 ～，出現(xiàn)全部有機(jī)制熱演化的最終產(chǎn)物 —— 干氣甲烷 和 碳瀝青 或 次石墨 。? 相當(dāng)于干酪根生烴模式的未成熟 （ Ro ? % ）和低成熟（ Ro= % ） 階段。 （ 1 ）樹脂體早期生烴（ 2 ）木栓質(zhì)體早期生烴（ 3 ）細(xì)菌改造陸源有機(jī)質(zhì)早期生烴（ 4 ）高等植物蠟質(zhì)早期生烴（ 5 ）藻類類脂物早期生烴（ 6 ）富硫大分子有機(jī)質(zhì)早期降解生烴 一般相對密度較重，也有低熟凝析油和輕質(zhì)油。? 腐殖煤的主要顯微組分 為 鏡質(zhì)組 ，可含有相當(dāng)數(shù)量的 殼質(zhì)組 ，腐泥組和惰質(zhì)組含量較低。? 相對于腐泥型有機(jī)質(zhì)生成的原油： 芳香烴 含量 豐富 。 無機(jī)成因 有機(jī)成因 腐泥型 腐殖型 宇宙氣 幔源氣 巖漿巖氣 變質(zhì)巖氣 無機(jī)鹽類分解氣 熱解氣