地质微生物作用与油气资源

地质微生物作用与油气资源的生成、保存、破坏、开采和勘探的各个环节都有着密切的联系。微生物(细菌)本身不仅是良好的成烃母质,还是促使有机物转化为石油烃的主要营力。微生物作用使沉积有机质向更有利于生烃的物质转化,并使有机质中表征成熟度的一些指标在尚未受热成熟作用前就显示成熟特征。沉积环境中微生物的发育对有机质的贡献与保存有积极作用,细菌对有机质的降解也有利于有机质中成烃组分的保存与富集。微生物作用生成的天然气、煤层气和甲烷水合物在世界各地已成为有商业开采价值的资源。然而,微生物对已成藏的油气资源又具有破坏作用。储层中喜氧与厌氧菌的存在,不仅破坏石油储量,还使原油质量明显下降。     

地质微生物作用与油气资源

地质微生物作用与油气资源的生成、保存、破坏、开采和勘探的各个环节都有着密切的联系。微生物（细菌）本身不仅是艮好的成烃母质，还是促使有机物转化为石油烃的主要营力。微生物作用使沉积有机质向更有利于生烃的物质转化，并使有机质中表征成熟度的一些指标在尚未受热成熟作用前就显示成熟特征。沉积环境中微生物的发育对有机质的贡献与保存有积极作用，细菌对有机质的降解也有利于有机质中成烃组分的保存与富集。微生物作用生成的天然气、煤层气和甲烷水合物在世界各地已成为有商业开采价值的资源。然而，微生物对已成藏的油气资源又具有破坏作用。储层中喜氧与厌氧菌的存在，不仅破坏石油储量，还使原油质量明显下降。     

热液烃的生成与深部油气藏

热液烃不仅分布于洋底,在大陆也有广泛分布,实验表明:热液对碳酸盐岩和沉积有机质的作用均有油气生成;洋底火山岩流体包裹体、原油、有机质Pb、Sr、Nd同位素均表明地幔流体在油气生成中的作用。认识热液烃的存在对开拓深部油气藏的勘探有重要意义。     

蒸发岩与油气生成、保存的关系

油气与蒸发岩共生的现象揭示蒸发岩与油气的生成、保存及成藏具有密切关系。从油气生成条件看,细菌、藻类及咸水盆地底层的岩性对油气的生成具有重要作用,此外红层中的粘土对烃类的生成起到催化的作用,碱金属可使生成的烃类发生流动;从有机质的保存条件看,蒸发岩盆地水体中具有密度分层的特点,在高密度层以下的沉积物具有强的氧化还原电位,从而使有机质保存下来。蒸发岩往往与油气共生,形成多种形式的成藏模式,我国东濮凹陷、济阳坳陷深水成因的蒸发岩实例,均已揭示了蒸发岩地区油气勘探的巨大潜力。     

铀对(Ⅱ型)低熟烃源岩生烃演化的影响Ⅱ

在油、气、煤、铀多种能源矿产形成演化富集成藏(矿)过程中,有机-无机相互作用是普遍存在的,在有机质的强大吸附作用及其所提供的还原环境为铀的富集成矿起促进作用的同时,铀也改变了烃源岩的生烃演化进程。本文在Ⅱ型低熟烃源岩中加入碳酸铀酰溶液的条件下进行了生烃模拟实验,对比无铀-加铀样品生烃模拟实验产物的相关参数,以探讨油气生成过程中无机铀所起的作用。从实验结果可以看出,铀可以使产物中不饱和烃向饱和烃转化;促进长链烃的裂解,促进低分子量烃类的产生,从而使CH4的含量提高,使生成的烃类的干气化程度增加。铀可以在低温阶段促进有机质的成熟度,降低烃源岩的生烃门限,使低熟烃源岩早期生成烃类;同时在高温阶段阻止有机质过度成熟,利于所生成烃的保存。因而铀可能是未熟-低熟油气生成可能的无机促进因素之一。     

中国海相地层水文地质地球化学与油气保存条件研究

我国海相地层的油气藏被构造运动改造的强度较大,油气保存条件较差.地下水动力场的分布特征在油气藏的形成与演化过程中起着重要的作用.本文通过对比研究四川盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地已知海相油田与南方海相地层的水文地质地球化学特征,揭示了水文地质地球化学性质与油气保存条件的密切关系.沉积埋藏阶段是油气生成运移、聚集的主要时期;抬升剥蚀时期水文地质的最大特点是地层压实排水作用停止,沉积埋藏水被大气水驱替、淡化.不整合面附近的封存大气水可能是油气藏被破坏和保存条件差的标志,也可能是有机质尚未进入二次生烃的重要指标.通常水文地质开启程度随着深度的增加而减弱.交替停滞带是不受地表水影响的水文地质带,有利于油气保存;自由交替带受地表水强烈影响,不利于油气保存.并且初步总结了一套比较系统的油气保存条件的水文地质地球化学综合判别指标体系.     

油气成因二元论及其地质-经济意义

文章分析了我国含油盆地的多旋回、二元结构、叠合盆地特征,提出了"油气成因二元论"的观点,认为石油和天然气既可由沉积有机质转化而成,也可由来自地球深部流体中的无机物生成烃,并列举出二元成烃八个方面的证据.油气成因二元论将对扩大找藏领域和深部找矿提供依据,对丰富矿床学理论、创建油气矿产-金属矿床-非金属矿床的成矿系列具有重要意义.按照油气成因二元论的思路,我国油气中的氦资源、金属元素将会在综合利用中获得巨大的经济效益.     

火山活动对烃源岩形成与演化的影响

火山活动是自然界中一种常见的地质活动,地球内部蕴藏的巨大热能及丰富的地表罕见的化学物质,都可由于火山活动而释放出来。针对火山活动对烃源岩形成与演化影响的调查研究表明,火山活动不仅给水生生物带来了大量的营养物质,为优质烃源岩的形成奠定了丰富的物质基础,而且可以使水体含盐度增加,形成还原环境,为有机质的保存和转化提供有利条件;另外,火山活动带来的巨大热能量可以提高有机质热演化程度,使生油门限变浅,加快烃源岩向油气转化;火山热液中携带的大量过渡族金属元素可以促进烃源岩早生烃,有利于低熟油的形成;火山矿物橄榄石、沸石、辉石及其蚀变矿物参与了烃源岩有机质的生烃演化过程,加速了其生排烃过程,加大了其生排烃量。     

地壳动力学在石油开发中的应用(一)——构造应力场与石油生成

一、引言地壳动力学用于石油开发,是近年来的一个新研究领域。本文专门讨论构造应力场在石油生成中的作用。研究有机质演化成烃的动力学原因,是石油开发中所要解决的一个新课题,其结果将成为石油勘探和开采中所要考虑的重要物理因素,并将会从石油生成理论的研究开始,促进地壳动力学在指导找油和采油领域的应用及发展。二、构造应力场能为油气生成提供足够的地温     

川东北地区海相深层多源生烃动态转化机制——以普光气田为例

海相碳酸盐岩层系深层-超深层油气形成机制是石油地质学研究的热点和难点。以川东北普光气田为例,通过烃源(岩)评价及其与原油、储层沥青和天然气之间的地球化学对比、油气藏形成演化与保存过程分析,结合不同类型天然气组分、流体包裹体以及多种烃源生烃模拟等实验数据,对油气来源和成烃成藏过程进行了系统分析。结果表明,在多期沉积构造活动背景下,海相深层烃源岩系和主力产层均经历过高温高压环境与高热演化,形成了不同类型的干酪根、以分散和富集状态赋存的可溶有机质,以及以有机酸盐形式存在的不溶有机质等多种形式烃源,并普遍存在不同类型烃源、不同成因油气的连续或叠置动态相态转化,及其对油气成藏贡献的接替过程,呈现出"来源的多样性、转化的接替性、过程的多期性和成因的复合性"之油气形成演化特点,提出"多源生烃动态转化"是深层油气形成演化的主要机制,将烃源生气过程延续到更高的演化阶段,有利于深层-超深层条件下油气藏的再充注和聚集保存。     

微生物在石油生成中的作用(二)--氢代谢及多源输入

产氢菌的发现是近代微生物学研究的一大重要进展。地质体中的氢代谢（氢的生成和利用）是微生物降解有机质形成烃类的重要环节。在石油生成过程中,氢是重要的中间产物及主产物。大分子化合物分解为小分子化合物、脱去含氧基团、烯烃成为饱和烃均需要补充氢。没有氢代谢便没有石油的大量生成。产氢菌含有氢化酶,具有生成H₂的能力。一部分微生物在降解有机质的过程中形成H₂,另一部分微生物利用H₂进行生命活动,产氢耗氢一直处于一种稳定的动态平衡,产氢微生物只有在耗氢微生物存在下才能生长。耗氢微生物的耗氢作用又促进了产氢反应的连续进行,这种微生物的互营联合,发生在石油形成过程中的各个阶段。氢转移是厌氧降解有机质区别于有氧降解有机质的最重要特征。微生物生长繁殖受温度、营养及沉积环境的影响,从浅层至深层,微生物种群不断更替,原有的种群因环境改变而死亡,新的种群又会大量繁殖,死亡的微生物输入至沉积层便成为烃类。酶是一种具有催化活性的蛋白质,微生物的一切生命活动都离不开酶。一种酶只能催化一种反应或一类反应的完成,各阶段都有独特的酶系统,酶在完成专属代谢途径后,可转化成石油组分,如叶绿素转化成甲烷菌F430辅酶,再转化成卟啉。地层温度促进了有机质热裂解,使有机质中的C-C键断裂发生得更加频繁;厌氧微生物的降解作用也使有机质发生降解。二者方向相同,互为融合,使有机质的裂解加速。微生物对有机质改造形成烃类,其中脱去含氧官能团、产氢用氢形成饱和烃等作用,对讨论石油和天然气的形成具有重要意义。     

康滇古陆西侧断裂及岩浆活动对油气保存条件的影响:以盐源盆地为例

盐源盆地复杂的断裂体系及频繁的构造与岩浆活动对盆地内页岩气及常规油气保存的影响有待探讨.通过对断裂、岩浆活动与两套主要烃源岩生排烃史的匹配性分析,认为:（1）盐源盆地的边界断裂及其伴生的次级断裂在喜马拉雅期均有活动,且其活动作用主要是破坏早期的油气藏,并对油气的空间配置进行再次调整,对自生自储的原位页岩气保存主要起破坏作用;（2）盐源盆地内部北东向与北西向两组褶皱中仍然可能残留保存相对较完好的构造圈闭,并且可能富含气和轻质油;（3）盐源盆地及邻区所发育的海西期、印支期、燕山期及喜山期4期岩浆活动对盐源盆地中油气生成与运移的有利作用在于催熟烃源岩,加速其生油气,并提供潜在的运移通道;不利作用在于会破坏有利圈闭或先期油气藏,且烃源岩中的岩浆底辟会对自生自储的原位页岩气保存起破坏作用.      

一种新的成烃机制--力化学作用及其实验证据

传统油气地质学认为构造作用主要控制含油气盆地的沉积和油气的运移聚集,而烃类形成演化的能量主要是热能。近年来,越来越多的地质和地球化学资料显示,构造活动对有机质直接成烃的力化学作用在成烃过程中起着重要作用。为了证实构造作用产生的机械能对成烃的力化学作用,本文在系统分析高分子力化学作用、阐述力化学作用基本特点的基础上,应用新方法对不同类型低演化源岩有机质进行了力化学成烃模拟。结果表明,在低温剪切应力作用下,腐泥型有机质发生了明显的非烃向烃类的转化,模拟后样品总烃比例明显增加;而腐殖型有机质不仅发生了可溶有机质中非烃、沥青质向总烃的转化,也发生了大分子烃类向小分子烃类的转化,这表明机械能是有机质成烃演化的重要能量来源,力化学作用可能是有机质早期演化成烃的最主要机制之一。     

济阳坳陷青东凹陷低熟油生烃机理研究

青东凹陷勘探程度低,油气资源潜力尚未得到充分认识,开展凹陷内低熟油成因机理的研究有利于评价油气资源潜力并指导油气勘探工作。原油的物理及地球化学特征表明低熟油主要分布于凹陷边缘的沙四上亚段储层中。油源对比显示低熟油主要来自凹陷内沙四上亚段低熟烃源岩。研究区沙四段烃源岩具备形成低熟油的地质和地球化学条件：沙四段泥页岩有机质丰度高,有机质类型以腐泥型(I)和腐泥-腐殖型(II1)为主;泥页岩与蒸发岩共生的咸化还原环境因富含高矿化度地层水而有助于有机质早期转化生烃;烃源岩中的可溶有机质经过低温化学反应、细菌活动、生物催化作用等可形成低熟油。该研究对青东凹陷油气勘探工作有重要指导意义,寻找低熟油气藏是研究区未来重要的勘探方向。     

深部热流体对油气成藏的影响

深部热流体是一种由多元组分构成的超临界流体 ,其上升活动可使地球内部的物质与能量发生调整或再分配。对油气而言 ,深部热流体携带的高热能可使沉积盆地的古地温升高 ,加快烃源岩的热演化进程 ,增加有效烃源岩的体积 ,促进烃类的生成 ;在上升过程中 ,因其具很强的溶解和扩散能力 ,故可萃取、富集沉积物中的分散有机质 ,同时又对生烃产生显著的加氢作用 ,从而为油气的形成补充物源。此外 ,热流体与围岩储层发生化学反应 ,可改善储层的孔渗条件 ,有利于油气的聚集成藏 ,而且因其具有较高的压力和含水量 ,可抑制烃类的热裂解而有利于油气的保存。     

未成熟油气的生成

未成熟油气是指那些埋藏深度浅于成熟门限深度的沉积有机质生成的油气。该类油气由岩石中可溶有机质直接衍生和干酪根早期热降解作用共同作用的结果。其形成条件，包括有利于有机质堆积和保存的环境、良好的有机质类型、有机质丰度高、富含有利于早期成烃的特殊组分、并长期处于低演化阶段等。     

墨西哥湾含水合物和油气渗漏区海底表层沉积物中有机质饱和烃组成分布特征研究

报道了采自墨西哥湾富含水合物和油气渗漏区6个海底表层沉积物样品中有机质的丰度、组成和分布特征.研究发现,所分析的6个沉积物样品中有机质的丰度和组成变化很大,其中S-1、S-7和S-9样品中饱和烃的组成分布主要反映了现代海洋沉积有机质及其受细菌微生物改造作用的特征,而S-8、S-10和S-11样品中饱和烃组成以特征的石油污染成因的不可分辨的混合物(UCM)为主,相关甾萜类参数也表明沉积物受到原油渗漏或泄露污染;另一方面,S-8和S-11样品中正构烷烃不同程度的缺失表明有机质遭受了较为强烈的的生物降解作用.仅在S-1沉积物中鉴定出了与甲烷古细菌厌氧氧化有关的特征标志物--2,6,10,15,19-五甲基二十烯烃系列化合物(PMI△)并且具有极负的碳同位素组成,这表明S-1样品所在海底可能有天然气水合物的产出.     

评述异常压力研究中的石油地质学新思想

在对异常压力的认识不断深化的过程中,凝结出许多新的概念和思想,为现代石油地质学理论注入了新的内容。关于超压生成与有机质成熟-生烃的关系虽有争议,但大多数主张超压对有机质成熟和生烃起抑制作用;在超压的背景下,生烃、排烃以及烃类的运移和聚集常呈现出幕式的特征;压力驱动是流体活动和油气运移的重要动力;动态运移通道是油气运移的新型通道;通常压力过渡带是油气聚集的有利场所;在超压的含油气盆地中,可能发现的非传统油气聚集有异常压力的气饱和封存箱、水力破裂-泥岩裂缝油气藏、烃水倒置的油气藏等。异常压力的储层具有相对独立性。     

两种温压体系下烃源岩生烃演化特征对比及其深层油气地质意义

利用3种有机质类型的海相烃源岩,分别在温压共控模拟和常规高压釜模拟两种温压体系下开展生烃模拟实验。在系统对比两种模拟方式产物产率、有机地球化学特征基础之上,分析了静岩压力和流体压力、水的性质与相态对烃源岩生烃过程与生烃机理的影响,探讨了实验结果在深层油气勘探中的地质意义。实验结果对比表明,高静岩压力和流体压力以及高温压缩态水的存在对有机质生烃演化具有明显控制作用,主要表现在以下几点:(1)有机质镜质组反射率受到"抑制",成熟阶段原油生成被延迟,高过成熟阶段延缓原油向烃气转化;(2)原油和原油裂解气产率增加,干酪根裂解烃气、CO_2和H_2非烃气产率降低;(3)原油产物中非烃和沥青质组分含量增加,烃气产物干燥系数相对较低、碳同位素值更偏负;(4)促进了干酪根"解聚型"生成油气方式的发生,抑制了"官能团脱除型"生成油气方式的发生。实验结果为深层油气资源评价、勘探深度下限厘定、烃类相态预测提供了有价值的信息。     

低演化烃源岩有机质微生物降解的生标组合特征

研究了吐哈盆地低演化烃源岩有机质受到细菌微生物改造后其生物标志物的分布特征。结果表明:低演化有机质在经受细菌微生物作用时不同系列生物标志物的降解敏感性存在“类阶梯式”序列:正构烷烃＞无环类异戊二烯烷烃＞藿烷＞甾烷＞芳香烃。甾烷C29αββ/（ααα+αββ）和芳烃9 MP/ΣMP是良好的细菌微生物作用有机质的敏感参数。同一烃源岩有机质的生物标志物参数出现:OEP2＞OEP1(OEP1可能出现偶碳优势);藿烷C31αβ22S/22(S+R)＞甾烷C29ααα20S/20(S+R);及甾烷C29αββ/(αββ+ααα)＞C29ααα20S/20(S+R)等异常组合特征,可认为该源岩经历过较强烈的微生物作用过程,其降解程度可用每对参数比值的大小来判识,进而可将这些异常生标组合特征作为判识该地区有无微生物成烃（气、油）的依据。研究区源岩被微生物改造后改变了原始有机质的性质,使其生烃活化能大大降低,在低演化阶段即可生烃,从而有利于低熟油、气的生成。