煤,石油,天然气是怎么形成的( 三 ) _有机质「问人人知识网」

目前已发现的生物成因气储量大致占世界已发现天然气总储量的20%左右。其中大约80%在俄罗斯，而俄罗斯的大部分又是在西西伯利亚地区，其勘探前景不可低估。
(二)油型气
油型气指成油有机质(腐泥型和混合型干酪根)在热力作用下以及石油热裂解形成的各种天然气，主要包括石油伴生气、凝析油伴生气和热裂解干气。成油有机质的热演化成烃过程用Ro来表示其阶段和主要产物(图5－28) 。
图5－28 有机质成烃演化条件的模式图
成油有机质成熟演化过程中产生的天然气以烃气为主，但仍有数量不等的非烃气。CO2主要形成于深成作用阶段的早中期， N2主要形成于深成阶段的中期，H2S主要形成于深成阶段中期到准变质阶段。产气高峰在深成作用的中晚期，这是因为深成作用中晚期成油有机质液态烃产率明显降低，而产气率逐渐增加，与此同时已生成的液态烃，开始裂解成气，两种成气作用叠加的结果，使产烃气率大增，形成产气高峰。
与成油有机质演化有关的天然气(烃和非烃)随深度的生成模式，如图5－29所示。
成油有机质热降解作用所形成的石油伴生气和热裂解成因干气，都是在较高温度(超过门限温度)下参与热化学反应形成的。石油和凝析油伴生气在化学组成上的基本特点是重烃含量高，一般大于5%;最高可达40%～50% ，甚至可超过甲烷含量。而且iC4/nC4常小于1 。过成熟干气则以甲烷为主，很少重烃(≤2%) 。两者在碳同位素组成上亦有明显差别，由石油伴生气→凝析油伴生气→过成熟干气向13C逐渐富集， δ13C1值增大。分别为－55‰～－40‰，－45‰～－30‰ ，－35‰ 。不同演化阶段天然气δ13C1值的分布区间只是概略的，实际情况变化范围可能更大些。此外还必须指出，在原油开始裂解时形成的天然气具有较低的δ13C1值，甚至比石油伴生气更低些(δ13C1值约为－60‰～50‰) 。
图5－29 与成油有机质演化有关的天然气(烃和非烃)生成模式图(转引自陈荣书，1994)
(三) 煤型气
指腐殖煤及腐殖型煤系有机质在变质作用阶段形成的天然气。其含义与腐泥型有机质在成油演化过程中形成的天然气称为油型气相对应，又称煤系气、煤成气等。
煤系又称含煤岩系，它是指以含有煤层和煤线为特征的沉积岩系。当腐殖有机质高度聚集时便形成腐殖煤，而当其分散存在时便形成暗色泥岩和炭质泥岩，一般把有机碳含量≤15%的称暗色泥岩，在15%～30%之间称炭质泥岩，＞30%时叫煤。
腐殖煤及腐殖型干酪根显微镜下观察有3组煤岩显微组成，即镜质组、惰质组和壳质组。镜质组是最主要的组成，它是植物茎、叶等木质纤维组织通过分解和凝胶化作用而形成的，有结构镜质组和无结构镜质组。惰质组又称丝质组，是木质纤维被焚烧或经脱水强氧化后而形成，具丝炭状细胞结构。壳质组也称稳定组，包括孢粉、树脂体、角质体和木栓体等，它们常具清晰的特殊形态和光学性质。上述3种煤岩组分中，挥发分含量以壳质组最多，其次为镜质组，再次为惰质组。壳质组在成煤所有阶段均有烃类生成，镜质组仅从气煤－肥煤阶段才开始生烃，而惰质组则从贫煤(Ro＞19%)阶段才产生甲烷。3种煤岩组分和几种植物组成的元素分析见图5－30 。