石油和天然气发现之谜 天然气和石油的先期发现是什么?

作者&投稿:策砖 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

从全世界勘探和开发石油及天然气矿藏几百年历史来看,99.9%以上的油气矿藏都在沉积岩中,只有极少量的石油和天然气储藏在火成岩或变质岩中。经实际分析,即使这些很少量的石油和天然气也大都是沉积岩中的石油和天然气渗流进去的。这个事实充分说明了石油和天然气是在沉积岩中形成的。

新疆是我国最大的一个省(区)份,国土面积为166.49万平方千米。在这广阔的面积内是否到处都能生成石油和天然气呢?不是的。那么,新疆在哪里才有沉积岩呢?经过50多年来广大地质工作者的艰苦勘探,具有一定厚度和具有油气勘探价值的沉积岩盆地有30多个(表4-4-1),总面积约90万平方千米。

表4-4-1 新疆主要沉积岩盆地一览表

从表中我们知道,在新疆已勘探的沉积岩盆地中,已找到大小80多个油气田,这些石油和天然气是怎样生成的呢?那么就要了解在漫长的地史时期中,有机质是怎样生成石油和天然气的。

(一)油气物质来源探秘

从人们开始勘探石油和天然气开始到目前为止,世界上经过勘探所找到的石油储量约1300亿吨。而新疆已进行勘探的沉积岩盆地——塔里木、准噶尔、吐哈、三塘湖、焉耆等盆地,到2007年底,累计探明石油储量38亿吨,探明天然气储量1.3万亿立方米。人们自然会问,沉积岩中的有机物质是否有足够的数量作为生成大量石油和天然气的物质基础呢?

根据近年来地球科学工作者研究,有机物质在沉积岩中的分布十分广泛,地球上沉积岩中的有机物质总含量约为3000万亿吨,而地球上煤和石油的储量分别为5万亿吨和2千亿吨,也就是说,它们仅为沉积岩中有机物质总量的1/600和1/15000。

上述数据说明,作为生成石油和天然气的原始有机物质总量是十分充分的,完全能够满足生成石油和天然气的需要。

这些有机物质是从何而来的呢?根据古生物和地质历史的研究,地球上有生命的物质的出现是很早的,远在距今10亿年左右的元古宙,地球上就有很低等的藻类等生物。随着地球的发展,生活在地球上的生物也得到了繁殖和发展。在距今大约5亿~6亿年的古生代时期,出现了大量的生物,当时几乎所有动物的主要门类都有了。在距今3.5亿~4亿年的古生代泥盆纪时期,水生生物得到了巨大发展,原始的水生植物扩展到陆地,占据了地球表面的各个部分。发展到现在,地球上已经有了几百万种动物和植物。在地球的任何部分,从波涛汹涌的海洋到宁静的湖泊,从奔腾的河流到辽阔的平原,从地球的空气层到地面以下的土壤里,从气温常变的沙漠到风雪交加的两极,都有各种类型的生物生活着。据统计,现在地球上活着的生物可达10万亿吨。在过去的地质时代中,各种生物不断地繁殖、发展,老的死亡,新的出生,死亡之后的尸体在一定条件下保存下来,形成了各地质时代中的丰富的有机物质。特别是低等生物,它们的繁殖速度(即在一定时间内产生和死亡的数量)是非常惊人的,例如一个硅藻(低等植物的一种),在不受任何限制的理想条件下,8天之内就可以繁殖地球那么大的体积。

在现代海洋中,有不少地方可以看到,由于低等生物的繁殖,而使大片大片的海域变成绿色、深棕色或蓝色。有人统计过,全世界所有海洋,在水深100米厚的这一层水体中,单是浮游生物每年可产生600亿吨的有机碳,有机碳是从有机物质中分析出来的碳素。

陆地上也同样有着极其丰富的有机物质。如果把地球上的内海、内陆湖泊、海湾等地区的有机物质统统计算起来,它的数量是非常巨大的。这样巨大数量的有机物质并非都能保存下来,但是地质年代是漫长的,是以百万年为计算单位的。因此,即使只有很少部分有机物质被保存下来,其总的数量还是很可观的。据石油地质工作者测定,塔里木盆地暗色沉积岩石中的有机质含量平均占岩石重量的1.2%,有的高达3.88%(侏罗系七克台组),这类岩石厚度有两千余米,分布面积达50多万平方千米,可见当时保存下来的有机物质是很丰富的。这些有机物质就是生成塔里木盆地极其丰富的石油和天然气的原始材料。准噶尔、吐哈、三塘湖、焉耆等盆地与塔里木盆地相同,沉积岩中的有机物质含量也很丰富,生成的石油和天然气也很丰富。

总之,可以肯定,在地质历史中,有机物质作为生成石油和天然气的原始材料,在数量上是可以满足需要的。由于低等生物比高等生物的繁殖速度要大得多,因此,一般认为低等生物是生成石油和天然气的主要物质(图4-4-1)。

(二)油气生成条件探秘

塔里木、准噶尔、吐哈等盆地内沉积岩中有机物质本身的性质,决定了它能够变成石油和天然气。因此,有机物质的存在为石油和天然气的生成提供了依据。但是,有机物质能不能变成石油和天然气,还需要有适当的外界条件。正如鸡蛋要有适当的温度才能变成小鸡一样,没有适当的外界条件,有机物质也不能变成石油和天然气。

首先,要有保存有机物质的地质环境。否则,有机物质不可能保存下来。例如,把有机物质(各种生物的尸体)暴露在空气中,时间长了就会慢慢地被氧化,即通常称之为腐烂,氧化以后生成气体跑到空气中,剩下一些残渣。这正像烧煤一样,燃烧以后,煤炭就和空气中的氧气相结合,生成二氧化碳,从烟囱里跑掉,剩下一堆灰。因此,有机物质在空气中是不可能被保存下来的。那么,有机物质在什么样的地质环境条件下才能保存下来,并向石油和天然气变化呢?根据地质勘探实践,首先需要有比较广阔的低洼地区,曾经长期被水(海水或湖水)淹没。有机物质在这样的水域沉积下来,而水层又起到了隔绝空气的作用。虽然水中也有一定量的氧气,但当这些氧气氧化一部分有机物质而消耗以后,其他大量的有机物质就能够被保存下来。因此,在地质历史中,曾经是浅海、海湾、湖或大陆上的湖泊等地理区域是生成石油和天然气的有利地区。确定这些低洼地区的存在,是根据分布在这些地区的沉积岩岩性特征得来的,地质上叫泥岩、砂质泥岩分布地区在地质历史上一般都是较低洼的地区。曾经是深海的地区,并不利于有机物质保存,因为有机物质要沉积下来,需要通过很厚的水层,而被水中的氧所氧化掉了。

其次,需要在浅海、湖泊等低洼地区的周围和水中,有大量的生物繁殖,特别是微体生物的繁殖。这些低洼地区处在良好的气候条件下,为生物大量的滋生创造了良好条件。因此,气候条件是生油的外界条件之一。有没有大量的有机物质存在,可以从沉积岩中的生物遗迹,即化石的丰富情况来判断。

最后,需要有陆地上经常输入大量的泥沙或其他矿物质到浅海或湖泊中去,迅速地把从陆地上输送来的和水体中死亡的生物体埋藏起来,形成与空气隔绝的还原环境,从而不让它们腐烂成为气体向空气中扩散而消失。这就需要这些低洼地区,随着地壳的运动,边沉降边沉积,即陆生和水生的生物死亡以后同大量的泥沙和其他物质一起沉积下来。沉积盆地不断地沉降,沉积物一层一层地加厚,老的沉积物被新的沉积物所覆盖,沉降多少,沉积物的厚度就增加多少,长期保持水的一定深度,就能长期地形成还原环境。在这样的地质环境下,才可能有极其丰富的有机物质被保存下来,并在还原环境中向石油和天然气转化。新疆的塔里木、准噶尔和吐哈等盆地的地层厚度达万米以上,这么厚的地层,显然是在边沉降边沉积的过程中形成的(图4-4-2)。

总之,还原环境是有机物质保存并向石油和天然气变化的外界条件,而还原环境的形成则需要有良好的地理条件、气候条件和地质条件。这些条件在塔里木、准噶尔、吐哈等盆地的某些地质历史上都具备。

(三)油气生成过程探秘

在认识了生成石油和天然气的原始物质和它们的生成环境的基础上,就可以对石油和天然气的生成过程有个概括的了解,即:生成石油和天然气的原始材料是有机物质,这种有机物质既有陆生的,也有水生的,既包括动物,也包括植物,而以繁殖量最大的低等生物为主。有机物质从陆地上搬运下来,或从水体中沉积下来,同泥沙和其他矿物质一起,在低洼的浅海或湖泊中沉积下来,形成了淤泥,这种有机淤泥被新的沉积物覆盖,造成了氧气不能自由进入的还原环境。随着低洼地区的不断沉降,沉积物的不断加厚,有机淤泥所承受的压力和温度不断地增大。同时,在细菌、压力、温度和其他因素不断的作用下,处在还原环境中的有机物质逐渐地变成石油和天然气。这是一个漫长的、复杂的变化过程,一直持续到含有机物质的淤泥经过压实和固结作用而变成沉积岩石,形成生油层,在时间上往往要经过数百万年。

有机物质变成石油和天然气的过程,不是一个简单的物理变化或化学变化过程,而是包含着许多作用因素。长期以来,人们根据石油和天然气生成的地质和地理条件,在实验室里进行实验,发现细菌、温度、压力、催化剂和放射性等因素都起一定的作用。例如,温度可以使有机物质发生热分解而生成烃类;压力能够促使低分子的烃类变成高分子烃,使不饱和的烃变成饱和烃;当把一种厌氧细菌和植物一起放在封闭的容器里,经过十多年后,可以见到烷烃的生成;用粘土作催化剂,在比较高的温度(100℃以上)下,可以使脂肪发生变化,而得到类似石油的碳氢化合物等。总之,促使有机物质变成石油和天然气的能量来源是多方面的,其作用过程都比较复杂,尚待进一步研究。

大家都知道,准噶尔盆地的克拉玛依油田石油的蕴藏量十分丰富,这些石油是怎样生成的呢?原来早在1.8亿年到2.7亿年的地质历史中(地质上叫二叠纪、三叠纪),准噶尔盆地是一个与海隔绝的内陆湖泊。当时气候温暖潮湿,在湖泊周围的陆地上和湖泊中的淡水里,繁殖着各种动植物,特别是浮游动物的介形虫、鱼类和甲壳类的叶肢介等大量繁殖。这些生物死亡之后,同周围河流带来的泥沙一起在湖盆底部沉积下来。地壳运动引起的湖盆底部不断地沉降,沉积物一层一层地加厚,经过漫长的地质年代,以至形成了巨厚的湖相沉积岩层,在这些沉积岩层中含有极其丰富的有机物质。在盆地边缘出露的二叠纪、三叠纪的地层及打井过程中取得的岩心、岩屑中,都见到了大量的生物遗迹——化石,如介形虫、叶肢介的介壳、鱼类的骨架和植物枝叶的痕迹等,这就可以推断当时生物是多么丰富。正是这些生物的遗体在还原环境下变成了石油和天然气,后来,这些石油和天然气聚集起来形成了克拉玛依油气田。

(四)油气生成现代证据探秘

前面已介绍了对油气生成的认识。现今地球上仍然广泛地存在着浅海或湖泊等低洼地区,在这些低洼地区的近代沉积物中是否存在丰富的有机物质?是否存在生成油气的条件和油气生成的过程呢?显然,以将今论古的办法,研究近代沉积物中的生成油气条件和生成油气过程,将能更加充实和完善我们对地质历史中油气生成的认识。从这个观点出发,我国石油科技工作者对青海省的青海湖和湖南省的洞庭湖中的近代沉积物进行了研究,国外石油科技工作者也曾在黑海、里海和墨西哥湾等地进行了研究。这些研究工作取得了一定的成果,归纳起来有以下几点认识:

第一,在这些低洼地区的水体中和近代沉积物中,确实存在着大量的有机物质。例如,青海湖中,除有丰富的鱼类以外,还有很多浮游生物和底栖生物(即生活在水底的生物),特别是微生物硅藻占75%以上。据统计,欧洲的黑海有100万吨各种鱼类和100万种微生物,而微生物的产量每年可达80亿吨。在青海湖的近代沉积物中也发现了丰富的有机物质,并且发现有机物质在不同类型的沉积物中的分布也有一定的规律,越细的沉积物中有机物质的含量越丰富。这是由于沉积物越细,当时的水体越稳定,越容易形成还原环境,从而越有利于有机物质的沉积和保存。

第二,从这些低洼地区的近代沉积物中提取出来的有机物质经实验室化验,其化学成分和物理性质与石油近似。把淡水泥质沉积物中的有机物质的元素组成与石油以及浮游生物三者加以比较(表4-4-2)。可以看出,近代沉积物中有机物质的元素组成介于有机物质和石油之间,显然它比浮游生物更接近于石油。

表4-4-2 石油、沉积物中的有机物质和浮游生物元素组成对比表(%)

另外,对近代沉积物中有机物质的碳氢化合物含量进行了分析,发现随着沉积物所处的深度加深,其中有机物质的碳氢化合物含量也在增加,而相对的氧、硫、氮等化合物的含量减少。这说明,越往深处,近代沉积物中的有机物质越接近石油。

这些研究成果表明,在近代沉积物中存在着石油和天然气生成的过程,这个过程就是现在也还在进行着。从现在仍然有生油过程的存在,可以加深对古代生油过程的认识,并说明这种认识是比较符合客观实际的。



石油和天然气生成之谜~

石油和天然气是非常宝贵的矿物资源,人们对石油和天然气生成的认识,是在勘探和开发实践中逐步加深的。石油和天然气的生成问题是自然科学领域中争论最激烈的一个重大研究课题,是石油地质学界的主要研究对象之一。
为了认识石油和天然气是怎样生成的,首先应该了解什么是石油和天然气。
(一)石油和天然气成分探秘
石油可分为天然石油和人造石油两种。天然石油是从油气田里直接开采出来的,如克拉玛依油田、塔河油田、大庆油田等开采出来的石油。人造石油是从油页岩或煤干馏出来的,如东北抚顺和广东茂名等地利用油页岩干馏得到的石油。石油在提炼以前称为原油。从原油中可以提炼出汽油、煤油、柴油、润滑油以及其他一系列的石油化工产品,如乙烯、化肥等。
石油有哪些特性呢?从外观上看,石油的颜色多种多样,有的油田的石油是棕黑色的,像烟袋油,如克拉玛依油田的;有的呈黑绿色,如独山子油田的;还有浅棕黄色,如柯克亚油田的;有些油气田采出来的石油无色透明,像清水一样,如巴楚地区的巴什托凝析油气田和呼图壁凝析油气田的。
闻气味也是认识石油的一种方法。石油中含有汽油和煤油,所以可以闻到特殊的煤油味。有一些石油中含有硫化氢,闻起来有一股臭鸡蛋味。还有一些石油含有较多的芳香烃(一种有机化合物),闻起来又特别香。
石油比水轻,又不溶于水。石油的相对密度(在20℃时,与同体积的水相比)介于0.75~1.0之间,相对密度小于0.9的石油称为轻质石油,相对密度大于0.9的称为重质石油。由于石油比水轻,又不溶于水,所以当石油遇到水时,就漂浮在水面上,呈现出五颜六色的油膜。
石油不像水那样容易流动,具有一定的黏性,黏度越大,越不容易流动。石油的黏度随着温度的增高而减小,有些石油在地面看起来很稠,很不容易流动,但是在地下比较高的压力和温度条件下,它的流动性可能是很好的。
以上几点突出的物理性质,可以帮助我们去认识石油。物理性质是化学组成的反映,因此,要认识石油还必须认识它的实质,即它的化学组成。
有许多有用矿产的化学组成是比较简单的,如煤,主要是由碳(C)组成的。石油的化学组成比较复杂,它既不是由单一的元素组成的,也不是由简单的化合物组成的,而是由多种元素组成的多种化合物的混合物。
石油是由碳(C)、氢(H)和少量的氧(O)、硫(S)、氮(N)等元素构成的。其中两种主要元素碳和氢构成碳氢化合物,化学上称为烃,这是取碳字中的“火”字和氢字中的“”而构成的。烃类是一种有机化合物,它占石油成分的97%~99%,其余的成分是含氧的化合物、含硫的化合物和含氮的化合物。这些化合物只占1%~3%。在自然界里,大多数含碳化合物中,除一氧化碳、二氧化碳和碳酸盐以外,都是有机化合物。所以说,石油是一种复杂的有机化合物的大家族。
石油中的碳氢化合物,按照结构的不同分为三类:
(1)烷族碳氢化合物:它是通式为CnH2n+2的饱和烃,“n”表示碳的个数。在室温下,C1—C4为气态,C5—C16是液态,是石油的主要成分;C16以上的为固态,悬浮在石油中(表4-3-1)。

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表4-3-1 石油中的部分碳氢化合物


(2)环烷族碳氢化合物:通式为CnH2n,属饱和烃。碳元素呈环状结构,以五元环和六元环最多。

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在多数情况下,环烷族烃占石油成分的主要部分。
(3)芳香族碳氢化合物:通式为CnH2n-6,属不饱和烃,包括苯、甲苯和二甲苯等。芳香烃具有强烈的芳香气味,但是在大多数情况下,它在石油中的比例比较小。
还有其他不饱和的碳氢化合物混杂在石油中,如烯烃类(表4-3-1),但是数量很少,对石油的成分影响不大。
不同油田的石油,所含各类碳氢化合物的比例是不同的。新疆大多数油田的石油含烷烃较多,其次是环烷烃,芳香烃较少,属于烷族-环烷族石油。
组成石油的碳氢化合物,在一般情况下,有一部分呈气体状态。在油田里都含有一定数量的这种气体,称为天然气,或称油田气。
实际上,石油和天然气是个“双胞胎”,它们的生成物质和生成环境基本上是一致的。因此,当我们了解了石油的特性以后,还应该了解天然气的特性。
天然气的成分也不是单一的,是各种气体的混合物,其中主要的气体是气态碳氢化合物,其次有少量的碳酸气〔(即:二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)〕、氮气(N2)、氢气(H2)、氦气(He)和氩气(Ar)等,有时还有少量硫化氢气(H2S)。
天然气中的气态碳氢化合物主要是烷烃类,而且以甲烷最多,一般占气体成分的80%~90%,另外还有少量的乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)和丁烷(C4H10)等。在气态的烷烃中,乙烷以上的烃类称为“重烃”。不同的油气田的天然气中,重烃的含量是不同的(表4-3-2),重烃含量较高的天然气称为“湿气”或称富气。含有很少量重烃的天然气称为“干气”或称贫气。干气常以气田的形式出现,如塔里木盆地的克拉2气田。油田中的天然气多为湿气。
表4-3-2 天然气、煤田气和沼气中各种气体成分含量百分比


天然气作为燃料已广泛用于国民经济当中,已利用天然气炼钢、发电等。在人口集中的城镇利用天然气取代煤炭作为清洁能源供居民燃烧使用。新疆的乌鲁木齐、克拉玛依、喀什、和田、阿克苏、库尔勒、石河子和呼图壁等城镇居民就已使用上了这种清洁能源,大大地改善了空气质量,保护了人类的生存环境。
(二)石油和天然气生成探秘
由于石油和天然气的成分比较复杂,而且它们又能流动,现在发现的油气矿藏往往并不是它们的出生地,这与煤、铁等固体矿藏显著不同。因此,长期以来,对于石油和天然气的生成问题,有过许多激烈的争论,直到现在对这个问题还在继续实践和认识。
从18世纪70年代到现在230多年来,人们对石油和天然气的生成问题,先后提出了几十种假说。这些假说中,大多数是根据实验室里试验、天文观测和勘探开发油气田的实践。把许多种假说归结起来,可分为两大学派,即:无机生成说和有机生成说。
1.无机生成的学说
无机生成说是根据实验室内由无机物制成甲烷、乙烷、乙炔及苯等类碳氢化合物,认为石油和天然气是由无机物变成的。在石油无机生成说中,又有碳化物说、宇宙说及岩浆说。现简介如下:
(1)碳化物说:俄国著名化学家Д·И·门捷列夫在1876年提出。他认为在地球形成时期,温度很高,使碳和铁变为液态,互相作用而成碳化铁,并保存在地球深处。后来地表水沿地壳裂缝向下渗透,与碳化铁作用产生碳氢化合物,后来又沿着裂隙上升到地壳比较冷却的部分,冷凝下来形成石油,并在孔隙性岩层中聚集而成油气矿藏。
门捷列夫还指出:在“山脊”上升时期是地球成油最有利的时期,因为这时容易造成裂隙,成为地表水向下渗透和油气向上运移的通道。他以当时大多数地表油气苗显示和油田都位于山脊附近的事实来论证自己的观点。
(2)宇宙说:俄国天文学家В·Д·索可洛夫在1889年提出。当时天文学获得了巨大成就,光谱分析证明彗星头部气圈中含有碳氢化合物,在其他行星(木星、土星等)大气中也含有碳氢化合物,有的直接存在着甲烷气体。
宇宙说主张在地球呈熔融状态时,碳氢化合物就包含在它的气圈中,随着地球冷凝,碳氢化合物被冷凝岩浆吸收,最后凝结于地壳中而成石油。
由于碳化物说和宇宙说所依据的是由无机物制成简单碳氢化合物的实验,至今未找到任何实地证据说明在自然界中也发生过这样的过程。所以,20世纪以来,上述的石油无机生成学说,逐渐被人们忘记。但是,到20世纪50年代,苏联地质界又再次兴起无机生成思潮,就是岩浆说。
(3)岩浆说:1949年,苏联著名的地质学家Н·А·库得梁采夫提出了石油起源岩浆说。他认为石油的生成是同基性岩浆冷却时碳氢化合物的合成有关,这个过程是在高压条件下完成的,因而可以促使不饱和碳氢化合物聚合而成饱和碳氢化合物。他还指出,因岩浆中形成石油的过程在不断进行着,古老的油气通过扩散作用早已消失。所以,所有的油藏都是年轻的油藏。并且依靠石油才在地球上产生了生物,石油中含有生物所需要的一切元素。因此,石油不是来自有机物质,恰好相反,有机物质却是来源于石油。
2.有机生成的学说
石油有机生成说也有早期成油说和晚期成油说两种认识。
(1)石油有机生成早期成油说:早在1763年,俄国的化学家М·В·罗蒙诺索夫就提出了石油是煤在地热作用下干馏产生的有机生成说。今天用它来解释欧洲北海的油气田仍然有效。但实践表明,很多地区的油气田并不与煤共生。因此,人们开始把注意力转向了混在沉积岩中的、在数量上比煤大得多但却又分散的有机物质。经过多年对沉积岩中分散有机物质的野外观察和实验室研究,从地质、地球化学各个方面进行总结,逐渐形成了石油是由沉积岩中分散有机质生成的思想。20世纪40~50年代,石油地质工作者普遍认为:石油烃类是沉积岩中的分散有机质在成岩作用早期转变而成的,这就是有机生成早期成油说。
早期成油说的论据有:①世界上发现的2万多个油气田,99.9%都分布在沉积岩中,而且与富含有机质的细粒沉积物相伴随。②石油普遍具有旋光性,旋光性只有生物有机质才具有。③石油中的某些化合物明显来自动植物机体,如卟琳化合物、姥鲛烷、植烷等异戊二烯类化合物及甾烷类等。④石油的碳同位素组成与动植物或生物成因的物质相似,而与非生物成因的物质差别较大。⑤实验证明,动植物机体的结构,在适当条件下,能生成一定数量的烃。⑥现代沉积和古代沉积中都有烃类物质存在。⑦在实验中,用细菌作用于有机质,得到了少量比甲烷重的烃。
早期有机生成说在与无机生成说的斗争中,逐渐建立起从生油物质、生油母岩、成油环境到转化条件等一整套成油理论,为石油有机生成说打下了坚实的基础。
(2)石油有机生成晚期成油说:1963年,Р·Н·阿贝尔松提出,石油是沉积物(岩)中不溶有机质,即称之为干酪根(Kerogen)的一种物质,在成岩作用晚期,经过热解生成的。这个学说认为,大量生油的时期,已经是含有大量有机质的沉积物处于成岩作用的晚期阶段,同时生油原始物质主要是在岩石中。因此,人们常把这个学说简称为“晚期成油说”或“干酪根成油说”。
晚期成油说认为:①根据原始有机质(干酪根)类型,生成石油和天然气的母源分为三类:Ⅰ类,腐泥型干酪根,它是富含类脂物和蛋白质的分解产物,生成液态石油烃的潜力高,是生成石油的主要母源物质;Ⅱ类,腐殖型干酪根,生成液态石油烃的潜力低,是生成天然气的主要母源物质;Ⅲ类,过渡型干酪根,介于上述二类之间,其生油或生气能力取决于它与腐泥型或腐殖型的接近程度。②有机质转化成石油和天然气的过程,要经过一个物理化学作用。有机体死亡之后沉入水底堆积起来或从大陆搬运到湖泊、海洋水底堆积起来,在搬运和沉积过程中,水中的游离氧和氧化剂(NO2-、SO42-等)大量地氧化有机体的残骸,使之成为CO2和H2O。加之,水对有机质中的可溶组分的溶解,只有一部分有机质能够到达水盆底,同矿物质一起堆积起来,只有这部分有机质才能在适宜的环境条件下开始向烃的方向转化。现已查明,向烃转化过程中,生物化学作用、温度、压力和催化剂都起着重要作用。
(a)生物化学作用:与有机质转化成油气有关的生物化学作用有两类,一是细菌对有机质的分解作用,二是酵素的催化作用。
细菌的种类很多,按其生存条件可分为喜氧细菌、厌氧细菌和通气细菌三种。对油气生成来说,有意义的是厌氧细菌。厌氧细菌在缺氧的条件下,对有机质进行分解,产生稳定的分散有机质。在其他因素作用下,有机质可进一步向石油转化。
酵素,是动植物和微生物产生的一种高分子胶体物质,是一种有机催化剂。它在有机质改造中,可以加速有机质的分解,在有机质向油转化过程中起着催化作用。
(b)温度:无论是实验室还是对含油气盆地沉积岩剖面研究,都指出沉积岩中的有机质,在加热温度达400℃~500℃就能得到石油中的烷烃、环烷烃以及少量芳香烃及烯烃。因此,温度对有机质转化成油有决定性影响,只有当温度增加到一定门限值(成熟温度),有机质才能大量转化成石油。由于这个原因,凡地温梯度较高的盆地,一般地说,油气就比较丰富,如塔里木盆地。
(c)压力:究竟在多大的压力下,有机质才能生成石油和天然气?至今还没有得到正确的答案。不过实验证明,中温高压有利于石油的生成,如,大约50℃这样的中等温度,在30~70兆帕压力时,有机质就可以产生出石油烃。实验还证明,在1500~3000米深处,是有机质向石油转化的主要阶段,即主要生油期。
从一般化学反应来看,单纯压力作用,不利于低分子烃(尤其是气态烃)生成,而有利于液态烃的保存,使之不易于甲烷化。故压力对生成油气作用的影响,不是表现在数量方面,而是主要表现在质量方面。

中国人早在3000多年前,就发现并开始利用石油和天然气。在遥远古代中国发现油气苗的情形,曾被载入多种史书。中国周代的《易经·革卦》中有“泽中有火”的记载(图2.1)。公元前200多年写成的《山海经》记述:“……令丘之山。无草木,多火。”这些都是说的天然气露到地面后,发生燃烧的现象。《汉书》、《蜀都赋》等书、文记载着陕西和四川地区相继发现天然气和石油苗。地处陕西神木西南的鸿门,挖掘水井时获得天然气并发生燃烧,被称为火井,是最早有记载的一口天然气井。东汉《汉书·地理志》还记述了延安地区的石油苗:“高奴,有洧水,可燃。”是指在延安地区清涧河的水面上,有可燃烧的物质——石油。这些火井、洧水就是中国古代对天然气和石油的发现。在历朝历代的史书、地方志、奏章和私家著述中,对于石油天然气的记载,地理分布遍及当今行政区域20多个省、市、自治区。

图2.1 《周易》有关“泽中有火”的记载(四部丛刊影印宋刊本,王观堂校批)

煤石油天然气是怎么形成的
答:大多数地质学家认为石油像煤和天然气一样,是古代有机物通过漫长的压缩和加热后逐渐形成的。按照这个理论石油是由史前的海洋动物和藻类尸体变化形成的。(陆上的植物则一般形成煤。)经过漫长的地质年代这些有机物与淤泥混合,被埋在厚厚的沉积岩下。在地下的高温和高压下它们逐渐转化,首先形成腊状的油...

石油和天然气是如何形成的?
答:在低温条件下,有机质可由细菌作用形成生物生成气;在“液烃窗”内有与石油共生的伴生气;在超成熟阶段的高温变质作用下,可生成大量的甲烷气;在煤系地层中,可产生大量煤层气。人们已发现和利用的天然气有六大类:油型气、煤成气、生物成因气、无机成因气、水合物气和深海水合物圈闭气。人们日常所说...

天然气是怎么形成的?
答:在较深的层位和较高的温度下(高于300℉或150℃),可以生成热成因气。这种天然气可以被圈闭在地下的储集层内,储集层上面有一套非渗透性的“盖层”岩石,它可以阻止天然气向上渗漏。在一些天然气储集层中,高温会汽化较重的液态烃类。当天然气生成,而且温度下降时,这些烃类会重新液化并形成凝析油...

煤、石油、天然气是怎样产生的
答:在漫长的地质史中形成的礁体厚度巨大,它们死亡后,被沉积物覆盖并埋藏在地层深部,在长期的地质作用下,逐渐成为石油和天然气形成的物质基础。科学家们通过对地史时期和生物礁的研究发现,在礁体的生物骨骼遗骸中具有成千上万的孔洞和空隙,含有较理想的孔隙度和渗透率,它们为石油和天然气的形成和储集提供了便利条件。

简述我国油气勘探史
答:在东部深化勘探的同时,重点加强了西部地区,特别是塔里木、准噶尔、吐哈、柴达木和鄂尔多斯盆地的油气勘探工作。经过近20年的艰苦努力,发现了一大批新油田,保证了我国原油产量的稳定增长,西部盆地探明石油储量较快速增长的趋势还将继续下去。天然气勘探获得了重大进展,相继发现了南海莺-琼盆地的崖13-1、...

石油的由来?
答:...最初人们把自然界产出的油状可燃液体矿物称为石油,把可燃气体称为天然气,把固态可燃油质矿物称为沥青。随着对这些矿物的深入研究,认识到石油、天然气、沥青在成因上互有联系,在分子组成上都属于碳氢化合物。我国古代对石油和天然气的发现、开采、认识和利用,源远流长,具有悠久的历史,我国是...

天然气的怎么勘探的?
答:计算机技术已溶入地震学中,三维地震数据已经投入使用。这一技术用大量的地震测量数据产生一幅地表之下的岩石层的三维图像。这些数据被输入计算机,分析并建立一套三维模型。使用传统的技术,在钻一口井的范围内发现石油的机会为10%~20%。而应用三维地震技术,发现石油和天然气的机会就大大增加了。然而,...

海底石油和天然气怎样形成的?
答:中层是覆盖在表层之下,座于岩盘之上的沉积岩层,油、气藏就在这层之中。这层主要是新生代的沉积层,有的地区也包括中生代的沉积层,这些沉积层由于受到上覆巨厚沉积物长期压力的作用,成为固结或半固结状态的岩层,如砂岩、页岩、泥岩、泥灰岩、石灰岩等等。世界上各地大陆架的中间层差别很大,这种差别...

石油究竟是怎么形成的?和远古生物的遗骸有关吗?
答:想必不用多说,大家心中也是一目了然的。石油固然珍贵,但和天然气,沥青等很多矿产资源相比较起来,石油储存量也不一定就远远少于天然气,煤炭等资源。毕竟石油的开采权仅仅只掌握在少部分人的手中,而我们多数人都被一叶障目了,不知道大家对此是如何看待的呢?你们觉得石油资源究竟是因何形成的呢?

石油的如何发现与早期如何利用的?
答:也就是在这一时期,我国开始对石油进行加工使用,炼制出称之为“猛火油”的石油产品。这期间,人们已能用沥青制作控制火药燃烧速度的原料,并能用石油制作炭黑。明代,我国已能从石油中提炼灯油。由于较早发现了石油,我国古代的石油开采技术也很发达,特别是通过钻凿油井和气井来开采石油和天然气的技术...