石油和天然气怎么生成的?
1、石油的形成:
石油的原料是生物的尸体,生物的细胞含有脂肪和油脂,脂肪和油脂则是由碳、氢、氧等3种元素组成的。生物遗体沉降于海底或湖底并被淤泥覆盖之后,氧元素分离,碳和氢则组成碳氢化合物。 大量产生碳氢化合物的岩石即称为“石油源岩”。埋没于地中的石油源岩受到地热和压力的影响,再加上其他多种化学反应之后就产生石油,而石油积存于岩石间隙之间便形成油田。
2、天然气的形成:
天然气的形成与生物有关。在地质历史中,海洋里生存着大量的生物,它们在生长过程中具有分泌钙质骨骼的能力,在水深、温度、光照和海水含盐度适宜的条件下,这些生物一代又一代地繁殖,便形成了坚固的生物礁。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,逐渐成为天然气形成的物质基础。
石油和天然气的区别:
1、石油也叫原油,是从地下深处开采出来黏稠黑褐色液体燃料。天然气是埋藏在地下的古生物经过亿万年的高温和高压等作用而形成的可燃气体。
2、在化学组成的特征上,天然气分子量小(小于20),结构简单,H/C原子比高(4~5)。石油的分子量大(75~275),结构也较复杂,H/C原子比相对低(1.4~2.2)。
3、在物理性质方面,天然气基本是只含有极少量液态烃和水的单一气相;石油则可包容气、液、固三相而以液相为表征的混合物。
4、在生成的条件方面,天然气比石油宽。天然气分布的领域要比石油广,产出的类型、贮集的形式也比石油多样,既有与石油聚集形式相似的常规天然气藏,如构造、地层、岩性气藏等,又可形成煤层气、水封气、气水化合物以及致密砂岩、页岩气等非常规的天然气藏。
石油的形成:
石油是古代生物遗骸,堆积在湖里、海里,或是陆地上,经高温、高压的作用,由复杂的生物及化学作用转化而成的。
天然气的形成:
分散的沉积有机质或可燃有机矿产(油、煤和油页岩),在其成岩成熟过程中,由微生物降解和热解作用形成的以烃气为主的天然气。
石油和天然气的联系和区别:
化学成分上来说 都是碳氢化合物。分子结构的长短决定了化学性质的不同。天然气主要成分是甲烷,含少量乙烷。 分子结构越长,沸点熔点 不断升高。在常温下,甲烷,乙烷等是气体,而汽油、柴油则是液体,但汽油比柴油容易挥发,正是汽油的碳链比柴油短的缘故。
石油是多种碳氢化合物的混合,在提炼及裂解(裂解就是破换分子结构,长链变断链)的过程中会产生多种长度的碳链,产生不同的物质,当然包括甲烷,汽油,柴油等,还有副产物沥青。 液化气也是石油炼化的副产品。
一、油气生成的原始物质
石油和天然气来源于有机质。早在古生代以前,地球上就出现了生物,随着地史的发展,生物广泛地发育起来。地球上的动植物种类繁多,数量很大,化学成分也异常复杂,但就生成油气的主要原始物质而言,仍然是以沉积岩中分散的有机质为主。那么有机物质的哪些组分可以生成油气呢?
(1)类脂化合物。常见的类脂化合物是脂肪,脂肪水解后生成脂肪酸,在还原条件下,脂肪酸发生去羧基和加氢作用,生成类似石油的液态烃类,是生油最主要的物质。类脂化合物主要来自于低等的生物和微生物体,如低等的藻类、细菌、低等水生物。
(2)蛋白质。蛋白质是生物体的基本组成物质之一,其性质不稳定,与酸、碱共热或遇酶水解可生成氨基酸的混合物。氨基酸去羧基和氨基可生成不同的低分子碳氢化合物。蛋白质主要来自于低等的生物(细菌、藻类等)。
(3)碳水化合物。碳水化合物即糖类,是高等植物的主要组分,易被水解、氧化及生物化学分解。碳水化合物在碱性条件下,发生糖化作用生成脂肪酸,再向烃类转化。碳水化合物较稳定的部分,如几丁质、纤维素等,可以被降解形成腐殖类物质向煤转化,同时,纤维素经微生物分解也可生成天然气。
(4)木质素。木质素来自于高等植物,它是由对甲基烯丙基苯为基本结构单元的高分子化合物,是形成腐殖质的原始物质,故人们认为它可能是石油中芳香烃的母质之一,也是成煤生气的主要物质。
可见,低等生物(如藻类和低等水生动物)和微生物是生成油气的主要物质。
二、油气生成的外界条件
有机质为石油和天然气的生成提供了物质基础,但要使有机质保存下来,并向油气转化,必须有适当的外界条件。
(一)古地理环境和大地构造条件
根据对现代沉积相和古代沉积岩的调查研究,浅海区、海湾、潟湖以及内陆湖泊的深湖—半深湖、前三角洲地区,是有利的生油气地理环境。这些地方适宜于生物生活和繁殖,有丰富的有机质,且水体宁静,含氧量少,具有生成油气的还原环境;沉积物来源充足,沉积速度快,有机物能迅速被掩埋起来,利于有机质的保存。
从大地构造角度来说,沉积盆地中各类坳陷具有长时期的沉降作用,且沉降的幅度不断被沉积物所补偿,始终保持有利于生物繁殖的水深环境,保证沉积有机物不断被新的沉积物所覆盖,保持还原环境,减少有机物被氧化消耗。随着有机物埋深加大,地层温度升高,有利于沉积有机质向油气转化。我国松辽盆地中、新生代沉积层厚约5500m,华北、四川、准噶尔盆地沉积岩厚达上万米,这些盆地都找到了丰富的油气藏。
(二)物理化学条件
有机质向油气转化的物理化学条件主要有细菌、温度、压力、催化剂。
细菌是地球上分布最广、繁殖最快的微生物。细菌能引起多种生物化学作用,尤其是厌氧细菌可以把沉积有机质分解成各种单体化合物和沥青质。在成岩作用初期阶段,细菌分解作用是主导作用。
温度可以加速化学反应进行。沉积有机质在埋藏深度不断加大,地层温度不断上升的情况下,有机质发生热解形成烃类。高温下,有机质变质作用增强,裂解成气态物质(甲烷)和石墨。在油气形成过程中,温度起主导作用。随着沉积有机质埋藏深度加大,压力升高,在中等温度(50℃)下,增加压力到30~70MPa时,类脂化合物室内模拟试验时产生烃。
压力可以促进加氢作用,使高分子烃变成低分子烃,使不饱和烃变为饱和烃,对形成石油的质量有影响。
催化剂是指能够加速有机质向油气转化的物质,但它本身在反应前后并不发生变化。室内研究表明,在150~200℃时硅酸铝能催化脂肪、氨基酸以及其他类脂化合物生成烃类化合物,膨润土也有催化作用。
三、油气生成阶段
有机质向油气转化,依据其作用因素和产物的不同,大致可以划分为三个阶段。
(一)生物化学生气阶段
有机质自沉积埋藏开始至1500m深度范围,压力增大,温度小于60℃,以细菌活动为主。有机质在细菌作用下发生分解,产生大量气态物质,如CH4、CO2、N2等。同时,阶段后期有极少量的碳数较高的液态烃形成。因此,此阶段只能形成气藏,而不能形成像样的油藏。
(二)热催化生油阶段
随着有机质埋深加大,地层温度、压力不断升高,细菌作用逐渐减弱,地热及无机催化作用起着主导作用。此阶段深度大约在1500~6000m,温度在60~210℃之间。其中在60~120℃、深度在1500~3000m范围内,有机质发生催化降解、加氢作用,大量的液态烃和气态烃形成,称之为“生油主带”。我们把有机质开始热解成为大量石油烃和气态烃的温度(约60℃)称为“生油门限温度”。在埋深3000~6000m、温度120~210℃阶段,温度的作用更为显著,有机质热解产生少量的气态物,先形成的液态烃部分裂解,形成湿气或凝析气。
(三)热裂解生气阶段
当埋深超过6000m、温度超过210℃时,有机质和已生成的石油发生降解,早期尚有少量的液态烃,但最终它们均裂解成为气态烃(CH4)和石墨,称之为“干气阶段”。
四、生油(气)层
能够生成工业数量的石油和天然气的岩石,称为生油(气)岩,也称为生油(气)母岩。由生油(气)岩组成的岩层称为生油(气)层,它是自然界生成石油和天然气的场所。
生油(气)层是由颗粒较细的沉积岩层组成。常有两类岩石:一是黏土岩,包括泥岩和页岩;二是碳酸盐岩,如泥晶灰岩、介壳灰岩、白云岩、礁灰岩等。生油(气)层的共同特征是:颜色较深,多为灰褐、黑色;颗粒较细;含有较多的分散状有机质(如微体古生物化石)和黄铁矿。
生油(气)层常形成于水体较为安静、有机质丰富的深湖相、半深湖相、前三角洲相、浅海相、潟湖相等相带。
生油岩的鉴别,目前已由定性的判断向定量的方法分析转变。定量确定生油岩是分析岩石中的各种地球化学指标,包括有机质丰度指标、有机质类型指标、有机质成熟度指标和有机质转化指标四类。
石油和天然气怎么生成的?
一、油气生成的原始物质 石油和天然气来源于有机质。早在古生代以前,地球上就出现了生物,随着地史的发展,生物广泛地发育起来。地球上的动植物种类繁多,数量很大,化学成分也异常复杂,但就生成油气的主要原始物质而言,仍然是以沉积岩中分散的有机质为主。那么有机物质的哪些组分可以生成油气呢?(1)...
石油和天然气形成的一般过程
石油和天然气是沉积有机质热演化过程中的阶段性产物。沉积有机质的演化过程可分为三个阶段:成岩作用阶段、深成热解作用阶段和变质作用阶段(图4-12)。不同阶段产油、产气的数量和油、气的成分是不同的。图4-12 沉积有机质的演化及其油气的生成 (一)成岩作用阶段 此阶段的温度、压力低,促使...
石油和天然气是如何形成的?
埋没于地中的石油源岩受到地热和压力的影响,再加上其他多种化学反应之后就产生石油,而石油积存于岩石间隙之间便形成油田。2、天然气的形成:天然气的形成与生物有关。在地质历史中,海洋里生存着大量的生物,它们在生长过程中具有分泌钙质骨骼的能力,在水深、温度、光照和海水含盐度适宜的条件下,这些...
石油和天然气是怎么形成的
海底的石油和天然气是海洋中的有机物质在合适的环境下演变所产生的。这些有机物质包括陆生和水生的低等植物,死亡后从陆地搬运下来,或被江河冲积下来,同泥砂和其他矿物质一起,在低洼的浅海或陆地上的湖泊中沉积,逐渐使此处淤泥的中形成有机质含量。这种有机淤泥又被新的沉积物覆盖、埋藏起来,造成...
“石油”和“天然气”是怎么形成的?
天然气的形成:分散的沉积有机质或可燃有机矿产(油、煤和油页岩),在其成岩成熟过程中,由微生物降解和热解作用形成的以烃气为主的天然气。石油和天然气的联系和区别:化学成分上来说 都是碳氢化合物。分子结构的长短决定了化学性质的不同。天然气主要成分是甲烷,含少量乙烷。 分子结构越长,沸点...
石油,天然气是怎么来的
1.从物态上看:石油与天然气是流体,在地下一定条件下,它不断流动,现在所找到的油气藏并非其生成地方,而是经过一定距离运移而聚集起来的. 2.从化学组成上看:石油与天然气的组份很复杂,并非单一物质,且在地下运移过程中或其它条件的改变,其成份也在发生变化,其现今的组成并不代表其原貌. 3.由于分离及鉴定手段的...
石油和天然气形成的一般过程
石油和天然气的形成经历了沉积有机质的热演化过程,这个过程大致可以分为三个主要阶段:成岩作用阶段、深成热解作用阶段和变质作用阶段。在不同的演化阶段,产生的油气数量和成分存在差异。在成岩作用阶段,较低的温度和压力条件下,生物作用成为推动有机质演化的重要力量。有机质部分被微生物代谢,转化为...
什么是石油和天然气生成的“母体”?
对生油来讲是质量最差的,但是它更有利于生成天然气。干酪根是一种极为复杂的大分子化合物,来源和形成原因都十分复杂,人们虽然使用了高倍扫描电子显微镜和透射电子显微镜及多种有机地球化学分析,但迄今还没有完全弄清楚它的结构,但可以确定,它与生物体的残余物有着密切的关系。
石油和天然气是怎么形成的
这样就形成了天然气田。然而,随着“碟子”之上泥沙厚度继续累积,在万有引力的作用下,深埋于泥土之下的“碟子”及下层地面逐渐升温,甲烷周边由零下80多度升至100多摄氏度。(在引力源作用下,陆沉地表大多每向下千米,其温度通常上升近40度。这是许多物质属性所决定的。)甲烷被置身于3000\/4000米以下...
煤,石油,天然气是怎么形成的!
2、石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成,属于生物沉积变油,不可再生。3、天然气的形成:成岩作用(阶段)早期,在浅层生物化学作用带内,沉积有机质经微生物的群体发酵和合成作用形成的天然气称为生物成因气。其中有时混有早期低温降解形成的气体。生物成因气出现在埋藏浅、时代新和演化...
呼琬甲巯: 石油和天然气主要都是由c元素组成的,是由动植物的遗体在地壳里经过复杂的变化而成的.
礼县13511843966: 说说石油 天然气是怎样形成的? - ?
呼琬甲巯:[答案] 天然气与石油生成过程既有联系又有区别:石油主要形成于深成作用阶段,由催化裂解作用引起,而天然气的形成则贯穿于成岩、深成、后成直至变质作用的始终;与石油的生成相比,无论是原始物质还是生成环境,天然气的生成都...
礼县13511843966: 天然气 石油是怎样形成的 - ?
呼琬甲巯: 石油的形成: 石油主要由碳氢化合物组成.在岩层孔隙内,常以液体或气态(天然气)存在;有时部份凝结成固态.石油是古代生物遗骸,堆积在湖里、海里,或是陆地上,经高温、高压的作用,由复杂的生物及化学作用转化而成的.石油在...
礼县13511843966: 石油、天然气是由什么变成的? - ?
呼琬甲巯: 目前认为石油和天然气有有机成因和无机成因,石油主要是有机成因,认为是古代生物遗体在一定埋深和温度压力下形成的,无机成因目前不能指导石油勘探,天然气有生物成因气,凝析气,裂解气,无机成因气之分,天然气已经证实有无机成因
礼县13511843966: 煤\石油\天然气是怎么形成的? - ?
呼琬甲巯:[答案] 答:化石燃料的形成: 煤的形成: 煤是古代植物遗体的堆积层埋在地下后,经过长时期的地质作用而形成的.据研究,几乎所有的植物遗体,只要具备了成煤的条件,都可以转化成煤.不过,低等植物遗体所形成的煤,分布范围小,厚度薄,很少被人...
礼县13511843966: 石油.天然气是怎样形成的, - ?
呼琬甲巯:[答案] 在没有人类活动影响因素之前,炭裸露于地表,遇氧而自燃,产生一氧化碳、二氧化碳,部分被植物吸收,植物或因天然大火燃烧而化为二氧化碳、或腐烂转化甲烷、或部分被动物食用而转化甲烷,这些含碳分子都将进入大气;它们在...
礼县13511843966: 石油\天然气\煤 到底怎么形成的? - ?
呼琬甲巯: 煤主要是由于森林长期被埋在地下形成的;石油、天然气主要是由于动物尸体长期被埋在地下,经过化学变化形成的.
礼县13511843966: 石油.天然气是怎样形成的, - ?
呼琬甲巯: 在没有人类活动影响因素之前,炭裸露于地表,遇氧而自燃,产生一氧化碳、二氧化碳,部分被植物吸收,植物或因天然大火燃烧而化为二氧化碳、或腐烂转化甲烷、或部分被动物食用而转化甲烷,这些含碳分子都将进入大气;它们在大气中受...
礼县13511843966: 简略说说煤、石油、天然气是怎么形成的. - ?
呼琬甲巯:[答案] 煤是古代植物遗体的堆积层埋在地下后,经过长时期的地质作用而形成的.几乎所有的植物遗体,只要具备了成煤的条件,都可以转化成煤.不过,低等植物遗体所形成的煤,分布范围小,厚度薄,很少被人利用.那些分布广、规模大、利用广泛的煤,...
礼县13511843966: 石油和天然气是如何形成的? - ?
呼琬甲巯: 世界上对石油的成因存在着不同的观点,从18世纪70年代到现在,先后有几十种假说,大致可分为无机生成学说和有机生成学说两大派.当前,石油地质学界普遍承认,石油和天然气的生源物是生物,特别是低等的动物和植物.它们先后聚集于...