石油地质基础 任务二 石油生成 石油生成

严 谨 治 学 见 贤 思 齐

教学情境

石油地质

授课方式

理论课

授课时间

第 周

星期 第 节

授课内容

石油的形成

计划课时

1学时

教学目标与要求

知识目标：

了解石油形成的现状研究，掌握石油形成的原始基础和石油形成的转化模式。

能力目标：

能分掌握石油天然气成因

素质目标：

具体石油地质分析的素质

教学重点与难点

重点：石油形成的原始基础和石油形成的转化模式。

难点：石油形成的转化模式。

处理方法：

图示、讲解、分析讨论、实训

教学资源

教案、PPT课件、参考教材

教学过程

主题/任务/活动

教学方法

时间分配

导课

讲述

5

石油形成的物质基础

讲授法

20

石油形成的模式

讲授 讨论 图示

20

小结

讲述

5

作业/

技能训练

1、石油形成的物质基础主要有哪些？

2、简述石油形成的每一阶段的特点。

教学评估

教 学 设 计

　石油形成

导入新课：

复习上节内容，并提问进而导入新课。

讲授新课：

一、油气成因研究现状

1（一）无机成油学说：石油是由自然界中的无机物形成的。

主要假说有“碳化说”、 “宇宙说”、 “火山起源说”，提出的“岩浆说”。他们从不同角度论述了在高温条件下，碳、氢元素或这些元素的无机化合物通过化学反应合成石油的设想。

（二）有机成因学说：

1．世界上已发现的油气田99.9%都分布在沉积岩中，只有极少数石油分布在岩浆岩和变质岩中，且这少数石油也被证明是从沉积岩中运移而来的，而与沉积岩无关的地盾和巨大的结晶岩突起发育区，至今未找到油气聚集。

2．石油在地层时代的分布上与煤、油页岩及有机质的分布状况相吻合的，表明它们在成因上是有联系的。

3．虽然世界上的石油没有成份完全相同的，但所有石油的元素组成和化合物组成是相近的或相似的，说明它们的成因可能大致相同。

4．大量油田测试结果可知，油层温度很少超过100℃，有些深部油层温度可以高达141℃，而当T超过250℃时，烃类就会发生急剧而彻底的裂解，生成石墨及H2，说明石油不可能在高温下形成。

5．从目前发现的油气藏分析看，石油生成、聚集成藏不需很长的时间，大约需不到一百万年。

6．石油中含的卟啉化合物，异戊间二烯型化合物，甾醇类，石油的旋光性都证明石油是在低温下，由生物有机质生成的。

7．石油地质工作者对近代沉积的研究成果表明，在近代沉积中确实存在着油气生成过程，且至今还在进行着，生成的数量也很可观。并且，在实验条件下，用有机质进行地下条件模拟，转化出了烃类，这为有机成因学说提供了有力的科学依据。

二、石油生成的物质基础

1．生成油气的原始物质

生物有机质并非是生油的直接母质。生物死之后，与沉积物一起沉积下来，构成了沉积物的分散有机质。这些有机质经历了复杂的生物化学及化学变化，通过腐泥化及腐殖化过程才形成一种结构非常复杂的生油母质——干酪根，成为生成油气的直接先驱。

2．干酪根

干酪根（Kerogen）是指沉积岩（物）中分散的不溶于一般有机溶剂的沉积有机质，也可理解为油母质。与其相对应的可溶部分称为沥青。

三、油气生成的外在条件

生物有机质的存在及其数量的多少，是油气生成的内在物质基础；要生成大量的油气还要靠外部条件。这主要是指地质环境和物化条件。

1．油气生成的地质环境

1）大地构造条件

2）岩相古地理条件

3）古气候

2．油气生成的物化条件

油气生成除需大量有机质提供物质条件外，还必须具备外部条件如温度、压力、细菌、催化剂、放射性等物化条件，只有这样，有机质才能逐步

转化为油气。

四、有机质向石油转化的阶段及一般模式

1．生物化学生气阶段

深度：0~1500m，温度：10~60℃。主要能量以细菌活动为主。在还原环境下，厌氧细菌非常活跃，其结果是：有机质中不稳定组分被完全分解成CO2、CH4、NH3、H2S、H2O等简单分子，生物体被分解成分子量低的生物化学单体（苯酚、氨基酸、单糖、脂肪酸），而这些产物再聚合成结构复杂的干酪根。

2．热催化生油气阶段

沉积物埋深H：>1500~2500m，温度：60℃~180℃。有机质转化最活跃的因素是热催化作用，催化剂为粘土矿物。由于成岩作用增强，粘土矿物对有机质的吸附能力加大，加快了有机质向石油转化的速度，降低有机质成熟的温度。在进入此阶段，干酪根发生热降解，杂原子（O、H、S）键破裂产生二氧化碳、水、氨、硫化氢等挥发性物质逸散，同时获得大量低分子液态烃和气烃，是主要生油时期。国外称为“生油窗”或“液态窗口”。

3．热裂解生凝析气阶段

H：>3500~4000m，T：180℃~250℃。此时温度超过了烃类物质的临界温度，除继续断开杂原子官能团和侧链生烃外，主要反应是大量C—C链断裂及环烷烃的开环和破裂，长链烃急剧减少，C25以上趋于零，低分子的正烷烃剧增，加少量低碳原子数的环烷烃和芳烃。在地下呈气态，采到地上反凝结为液态轻质油，并伴有湿气，这是进入了高成熟期。

4．深部高温生气阶段

当深度超过6000~7000m，温度超过了250℃时，已形成的液态烃和重质气

态烃强烈裂解，变成最稳定的甲烷，干酪根残渣释出甲烷后，进一步缩聚形成碳沥青或石墨。

课后小结：

石油：概念、组成（烃类组成、非烃类组成）、物理性质

天然气：概念、产状类型、组成、物理性质

油田水：概念、分类、物理性质

油气生成的地质条件：大地构造、岩相古地理、古气候

有机质向石油转化的阶段及一般模式：

生物化学生气阶段

热催化生油气阶段

热裂解生凝析气阶段

深部高温生气阶段