石油地质学教案 第二章 石油和天然气的形成
石油和天然气的形成
启发“沉降”—当你听到“沉降”一词时，会想到什么？在一张纸上快速绘制出一幅图画，描述当你听到“沉降”一词时心中想到的内容。
探索为每位学生提供一张8.5 英寸x 14 英寸的纸。
指导学生将纸分为三等份。
在每一份上写好标记：1.场景 1、场景 2 和场景 3。
让学生们清除课桌上的所有物品，只留几支绘图铅笔和一支铅笔。
告诉学生们，他们的作品将在学校2.大厅展示。
他们将倾听一段故事，然后将他们的理解画出来。
向学生们朗读以下故事。
告诉学生们认真听。
他们既可以在你朗读时绘画，也可以在每一场景结束时3.绘画。
让学生们决定最适合自己的绘画方式。
这三幅图画的示例可在本课程的讲义部分找到4.场景一5.7 亿年前，在称为“古生代”（Paleozoic，读作 pey-lee-uh-zoh-ik）的时期，现在的美国南部地区那时还被一大片海洋覆盖着。
在这片海洋中，生活着大量的微生动植物，称为浮游生物。
这种微生浮游生物在水面或接近水面的地方漂流，并且数量众多，实际上用肉眼即可看到。
在整个“古生代”，海洋中还遍布着三叶虫、珊瑚虫、海百合、腕足动物以及很多其他动植物，它们已经进化了数百万年。
三叶虫是一种怪模怪样的小型动物。
细小的沟槽将它的躯体和硬节肢壳分为三个垂直部分。
其头部覆盖有半圆形甲壳。
珊瑚虫今天仍然存在，大小、形状和颜色纷繁多样。
珊瑚虫是非常简单的动物，它们能够从盐水中提取出钙质，将其转化为形似岩石的住所，并且居住在里面。
海百合借助根状结构将自身固着于海底的岩石上。
在这种结构支撑的茎或柄上，覆盖着一个杯状腔体，构成了花朵的保护罩。
腕足动物是与蛤类相似的动物。
它们具有分成两片的背壳和腹壳，将其软体部分封闭在里面，起到保护作用。
由于浮游生物具有快速繁殖的能力，因此它们和其他海洋生物的数量极为庞大。
这些含碳有机体在经历极其短暂的生命周期后就会死亡，其遗骸随即沉入深海海底，然后被淤泥、砂子以及来自侵蚀山脉和周围地区的沉积物覆盖。
石油地质学-2
• 碳循环
–烃类是自然界碳循环中的一个过渡阶段，碳在自然 界是不稳定的，除非是石墨或无机的碳酸盐岩。 –地壳中总含碳量：91019kg 火成岩中：1.3 1019kg –水圈、生物圈：5 1019kg –沉积物、沉积岩中： 2.7 1019kg,其中80%是碳酸 盐岩中的C –总的有机C：1.2 1019kg,其中 –沉积岩中： 1.1 1019kg –煤+泥岩：15 1015kg –储集层中的石油：1 1015kg
气体水合物的结构
水-水：氢键 (hydrogen bond) 水分子“笼子 (cavity)”
外观为类冰晶体 非化学计量的 包合物 (clathrate)
气体分子：CH4, C2H4, C2H6, C3H8, Ne, Ar, Kr, Xe, N2, H2S, CO2,
天然气水合物的主要赋存状态
干酪根的类型
• 有机质的分类： 腐泥质：脂肪族有机质在乏氧条件下分解和聚合作 用的产物，来自海洋或湖泊环境水下淤泥中的孢子及浮游 类生物，可以形成石油、油页岩、藻煤和烛煤。腐泥质干 酪根是生油的主要有机质类型，主要为I型。
腐殖质：泥炭形成的产物，来自有氧条件下沼泽环境 下的陆生植物，可以形成天然气和腐质煤。腐殖质干酪根 是生气的主要有机质类型，主要为III型。如：煤成气
二、生物化学气
生物化学气大量形成的条件可归纳如下： 1．拥有丰富的原始有机质，这是产生大量甲烷的物质基础。 2．严格的缺游离氧、缺硫酸盐环境，这是厌氧的甲烷菌群繁 殖的必要条件。 3．地温低于75℃，甲烷菌才能大量繁殖，且随温度升高甲烷 产率增多；但当温度超过75℃时，甲烷菌大量死亡，不利 于甲烷气的生成。 4. 最适合甲烷菌繁殖的PH值为6.5-7.5，中性为宜；否则甲烷 菌难以繁殖乃至中毒，停止发酵。 生物化学气的化学成分是以甲烷为主，如：沼气。
石油与天然气地质学教案及思考题
石油与天然气地质学教案及思考题教案章节一：石油与天然气地质学概述1. 学习目标：了解石油与天然气地质学的基本概念和研究内容。
2. 教学方法：讲授法，案例分析法。
3. 教学内容：a. 石油与天然气的概念及其形成过程b. 石油与天然气地质学的研究内容和目标c. 石油与天然气地质学的发展历程及现状4. 教学活动：a. 教师讲解石油与天然气地质学的基本概念和研究内容b. 分析实际案例，让学生了解石油与天然气地质学在实际应用中的重要性5. 思考题：a. 简述石油与天然气的形成过程b. 阐述石油与天然气地质学在能源开发中的作用教案章节二：沉积盆地与烃源岩1. 学习目标：掌握沉积盆地的形成与演化，以及烃源岩的特征和分类。
2. 教学方法：讲授法，图表分析法。
3. 教学内容：a. 沉积盆地的形成与演化b. 烃源岩的特征和分类c. 烃源岩的分布与评价4. 教学活动：a. 教师讲解沉积盆地的形成与演化过程b. 通过图表分析，让学生了解烃源岩的特征和分类c. 讨论烃源岩的分布与评价方法5. 思考题：a. 简述沉积盆地的形成与演化过程b. 阐述烃源岩的特征及其对石油与天然气的影响教案章节三：石油与天然气的运移与聚集1. 学习目标：理解石油与天然气的运移过程，掌握油气聚集的类型和成因。
2. 教学方法：讲授法，实例分析法。
3. 教学内容：a. 石油与天然气的运移过程b. 油气聚集的类型和成因c. 油气藏的形成与分布规律4. 教学活动：a. 教师讲解石油与天然气的运移过程b. 通过实例分析，让学生了解油气聚集的类型和成因c. 探讨油气藏的形成与分布规律5. 思考题：a. 简述石油与天然气的运移过程b. 阐述油气聚集的类型及其成因教案章节四：油气藏描述与评价1. 学习目标：掌握油气藏的类型及特征，学会油气藏评价的方法。
2. 教学方法：讲授法，实践操作法。
3. 教学内容：a. 油气藏的类型及特征b. 油气藏评价的方法和技术c. 油气藏描述与评价的实际案例4. 教学活动：a. 教师讲解油气藏的类型及特征b. 实践操作，让学生学会油气藏评价的方法和技术c. 分析实际案例，提高学生对油气藏描述与评价的掌握程度5. 思考题：a. 简述油气藏的类型及其特征b. 阐述油气藏评价的方法及其适用范围教案章节五：石油与天然气勘探技术1. 学习目标：了解石油与天然气勘探的技术和方法，掌握其主要应用领域。
石油地质学第二章石油天然气成因
Ⅱ型干酪根
Ⅲ型干酪根
我国陆相盆地统计 (王铁冠)： Ⅰ型干酪根占22.9%， Ⅱ型干酪根占 48.5%，Ⅲ型干酪根占28.6%。
B.大陆环境
湖泊（lacustrine）中，深水湖相--半深水湖相是陆相盆地中油气生成最
有利的地区。特别是近海深水湖盆更是最有利的生油坳陷。 1 汇聚周围河流带来的大量有机质，增加湖泊营养和有机质数量；
2 有一定深度的稳定水体，提供水生生物繁殖发育条件（浮游生物和藻类 繁盛）。 如我国陆相沉积盆地：准噶尔盆地（晚二叠世）、陕甘宁盆地（晚三叠 世）、松辽盆地（早白垩世）、渤海湾盆地（早第三纪）、柴达木盆地 （早第三纪） 四、古气候条件 温暖潮湿的气候有利于生物繁殖和发育，是油气生成的有利外界条件之一。
石油地质学
第二章
10
滞水盆地 (湖泊)
密度分层
乏氧的底水
石油地质学
第二章
11
浅障壁盆地 (水深>~200m)
表层水流入或流出
乏氧的水 密度分层
石油地质学
第二章
12
沉积速度与有机质含量的关系
石油地质学
第二章
13
第二节
生成油气的原始物质
（三）影响沉积物有机质丰度的主要因素
• 生物产率 控制因素包括: 营养供给、光照强度、温度、掠食生物、 水化学性质等。
第二章
问题：
现代油气成因理论
1.油气成因学派？
2.何谓沉积有机质？其数量主要取决于哪些因素？ 3.何谓干酪根？如何对干酪根进行分类？生烃潜力如何？
石油与天然气地质学教案及思考题
石油与天然气地质学教案及思考题教案章节一：石油与天然气地质学概述1. 学习目标：理解石油与天然气地质学的基本概念和研究内容。
掌握石油与天然气的形成和储存条件。
2. 教学内容：石油与天然气地质学的定义和研究对象。
石油与天然气的形成过程和来源。
石油与天然气的储存条件和地质特征。
3. 教学方法：讲授法：讲解石油与天然气地质学的基本概念和研究内容。
互动法：引导学生参与讨论石油与天然气的形成和储存条件。
4. 教学资源：教材：石油与天然气地质学教科书。
图片和图表：展示石油与天然气的形成和储存条件的图片和图表。
5. 教学评估：课堂讨论：评估学生对石油与天然气地质学的基本概念的理解。
思考题：评估学生对石油与天然气的形成和储存条件的掌握。
教案章节二：石油与天然气的形成与演化1. 学习目标：理解石油与天然气的形成过程和演化规律。
掌握石油与天然气的、运移和聚集机制。
石油与天然气的形成过程：生物残体的转化、有机质的成熟等。
石油与天然气的演化规律：生烃期、排烃期、聚集期等。
石油与天然气的、运移和聚集机制：生物油源岩、热解油源岩等。
3. 教学方法：讲授法：讲解石油与天然气的形成过程和演化规律。
互动法：引导学生参与讨论石油与天然气的、运移和聚集机制。
4. 教学资源：教材：石油与天然气地质学教科书。
图片和图表：展示石油与天然气的形成过程和演化规律的图片和图表。
5. 教学评估：课堂讨论：评估学生对石油与天然气的形成过程和演化规律的理解。
思考题：评估学生对石油与天然气的、运移和聚集机制的掌握。
教案章节三：石油与天然气的储层地质学1. 学习目标：理解石油与天然气的储层特征和储集机制。
掌握储层岩石的类型和性质，以及储层评价和预测方法。
2. 教学内容：储层岩石的类型和性质：砂岩、碳酸盐岩、泥岩等。
储层特征：孔隙结构、渗透性、可动性等。
储集机制：水动力条件、油气运移路径、油气藏形成等。
储层评价和预测方法：地震勘探、测井技术、地质建模等。
讲授法：讲解储层岩石的类型和性质，以及储层特征和储集机制。
石油地质学-第二讲石油天然气生成
无机成因论
1、碳化说：
§1油气成因理 论
俄国门捷列夫1876年提出，他认为把石油起源同煤相联系的 提法与实际观察到的剖面有矛盾，根据实验室可以通过无机合 成途径得到碳氢化合物的实验结果，提出石油是地下深处的重 金属碳化物与下渗的地下水相互作用生成的。反应方程可以表 示为：
重金属碳化物+水→金属氧化物+石油蒸汽
研究确信，油气能够在早期低温条件下形成并聚集在早期形成的圈闭中。 古勃金也认为生油是从有机软泥或生物软泥中开始的，以后就一直不停地 在有机岩夹层和围岩层的成岩变化过程中完成。在整个过程中温度并不特别高 ，在厌氧细菌的参与下，液态石油或半液态石油是在软泥或没有完全变硬的岩 层里开始形成的；当岩层在上覆重荷下逐渐压实时，随着压力的增加，石油和 水被挤入疏松岩层--砂岩、石灰岩层内（И.М.Губкин,1937）。
有机成因论
4、早期成油说
§1油气成因理 论
早期成油说认为沉积物所含原始有机质在成岩过程中
逐渐转化为石油和天然气，并运移到邻近的储集层中去。 理由主要有：
➢在近代海洋湖泊沉积物中发现了有机物质的烃类转化的过程；
➢在实验室用细菌作用于有机质得到了比甲烷重的烃类；
➢研究发现，微生物的活动随埋藏深度增加迅速减弱以至停止。 因此，提出某些细菌是有机质加氢去羧基转变为类石油的媒介 。
石油中普遍存在生物成因信息，如姥鲛烷、 植烷、甾烷等，石油也不能在高温下保存 等。
有机成因论
§1油气成因理 论
早在无机成因说提出的同时，有机成因说也相继提出一些观
点和证据。有机成因的主要证据：
（1）世界上已经发现的油田99.9%都分布在沉积岩中； （2）从前寒武纪至第四纪更新世的各时代岩层中均发现了石油 （3）世界上既没有化学成分完全相同的两种石油，也没有成分 完全不同的石油；
石油地质学 第二章石油成因理论PPT课件
不同类型原始物质干酪根成分、结构和 特征也不相同，因此，对干酪根的研究是 相当复杂的。
16
第二节 生成油气的物质基础
三.生油的原始物质－干酪根镜下特征
17
第二节 生成油气的物质基础
三.生油的原始物质－干酪根镜下特征
18
第二节 生成油气的物质基础
四. 干酪根类型
3
第一节 油气成因理论
石油成因
无机
有机
一．石油的无机成因学说
石油的有机成因说盛行于19世纪中叶，较为有代表性的
学说有三个：
碳化说（门捷列夫的学说影响最大－19世纪中期）
石油是在地下深处的重金属碳化物与下渗的水相互作
用所形成的，经化学反应生成的蒸汽在冲向地壳的过程中
冷凝在地层孔隙里，在有一上覆的非渗透层遮挡时，可集
中形成油气藏。
4
第一节 油气成因理论
宇宙成因说（索柯洛夫－19世纪晚期）
某些天体中发现有碳氢化合物，它们是宇宙中所固有的，在地 球处于熔融状态时，气圈中就存有碳氢化合物，后来随着地球的 冷却，而被吸附并凝结在地壳的上部，在沿着裂缝溢向地表的过 程中，便可以形成油气藏。
岩浆说（库德梁采夫－20世纪50～70年代）
2．晚期成油学说
20世纪60年代以后,一些学者研究表明现代沉积中的烃和古代岩
石中的烃在分布和化学结构上有着本质上的差别。岩石、原油中烃
的含量比生物沉积中烃的含量高很多,岩石、原油中高碳数烃具明显
奇数碳优势消失的特征；而生物沉积中高碳数正烷烃则存在明显的
奇数碳优势。因此，认为石油是有机质在成岩作用的晚期生成的。
1. 油气生成的物质基础 2. 油气生成的地质环境及动力条件 3. 有机质演化阶段及成烃模式 4. 天然气的成因类型及其识别 5. 生油层地质—地球化学研究与油气源对比
石油与天然气地质学教案及思考题
石油与天然气地质学教案及思考题教案章节一：石油与天然气地质学概述1. 学习目标：了解石油与天然气地质学的基本概念和研究内容。
掌握石油与天然气的形成过程和分布规律。
2. 教学内容：石油与天然气地质学的定义和研究对象。
石油与天然气的形成过程：有机质的来源和转化。
石油与天然气的分布规律：盆地类型和油气藏特征。
3. 教学方法：讲授法：讲解石油与天然气地质学的基本概念和原理。
案例分析法：分析具体油气藏实例，理解油气藏的形成和分布规律。
4. 教学资源：教材：石油与天然气地质学教科书。
课件：展示油气藏的形成和分布示意图。
5. 教学活动：引入话题：通过展示油气田图片，引发学生对石油与天然气地质学的好奇心。
讲解基本概念：讲解石油与天然气地质学的定义和研究内容。
分析油气形成过程：引导学生理解有机质的来源和转化过程。
探讨油气分布规律：分析不同盆地类型和油气藏特征。
6. 作业与评估：思考题：要求学生回答石油与天然气地质学的基本问题和实例分析。
教案章节二：沉积盆地与烃源岩1. 学习目标：了解沉积盆地的形成和分类。
掌握烃源岩的特征和评价方法。
2. 教学内容：沉积盆地的形成和分类：板块构造和地质演化。
烃源岩的特征：岩石类型和有机质含量。
烃源岩的评价方法：有机质类型和成熟度。
3. 教学方法：讲授法：讲解沉积盆地的形成和分类原理。
实验法：观察烃源岩样品，了解其特征。
4. 教学资源：教材：石油与天然气地质学教科书。
样品：展示烃源岩样品，进行观察和分析。
5. 教学活动：引入话题：通过展示沉积盆地和烃源岩的图片，引发学生对沉积盆地和烃源岩的兴趣。
讲解沉积盆地的形成和分类：讲解板块构造和地质演化的关系。
分析烃源岩的特征：观察烃源岩样品，了解其岩石类型和有机质含量。
介绍烃源岩的评价方法：讲解有机质类型和成熟度的评价方法。
6. 作业与评估：思考题：要求学生分析沉积盆地和烃源岩的特征及其对油气形成的影响。
教案章节三：油气与运移1. 学习目标：了解油气的过程和条件。