《石油与天然气地质学》课程教学资源（讲义）第四章 油气生成与烃源岩（4.4）天然气的成因类型

第四节天然气的成因类型 天然气按成因可分为四种类型:生物成因气、油型气、煤型气和无机成因。 、生物成因气 1、生物成因气的形成 生物成因气是指成岩作用阶段早期,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,主要是甲烷气及部分CO2和少量N2。有时也混有早期低温降解形成的烃 气 可归纳为: 沉积有机质 ↓微生物喜氧呼吸 产生有机酸、二氧化碳、水 ↓硫酸盐、碳酸盐岩 还原带的厌氣呼吸→H2 两带产氢菌的活动→H2 甲烷生成菌的活动→甲烷 腐殖质 ↓地质聚合 酪根 2、生物成因气的特征 (1)化学组成 甲烷含大于98%,重烃含量一般小于1%,少量的N,和C0,为典型的干气

第四节 天然气的成因类型 天然气按成因可分为四种类型： 生物成因气、油型气、煤型气 和无机成因。 一、生物成因气 1、生物成因气的形成 生物成因气是指成岩作用阶段早期，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，主要是甲烷气及部分 CO2 和少量 N2。有时也混有早期低温降解形成的烃 气。 可归纳为： 沉积有机质 ↓ 微生物喜氧呼吸 产生有机酸、二氧化碳、水 ↓ 硫酸盐、碳酸盐岩 还原带的厌氧呼吸 → H2 两带产氢菌的活动 → H2 甲烷生成菌的活动 → 甲烷 腐殖质 ↓ 地质聚合 干酪根 2、生物成因气的特征 （1）化学组成 甲烷含量大于 98%，重烃含量一般小于 1%，少量的 N 2 和 CO 2，为典型的干气

(2)6°c值 一般为-55~-90‰。 3、生物成因气的分布 生物成因气的分布层位主要在白垩系以上,埋深在地表到2000米左右。区域上白垩系生 物气主要分布在东北地 区,第三系分布在渤海湾和三水盆地,第四系主要分布在柴达木盆地和长江沿海地区和现代 湖泊中。 二、油型气 1、油型气的形成 油型气是指成油有机质在热力作用下以及油热裂解形成的各种天然气。包括湿气(石油 伴生气)、凝析气和裂 干酪根 ↓温度 液态烃+气态烃 ↓裂解 气态烃(凝析气、甲烷气) 高峰期:在深成作用阶段的中晚期

（2）δ 13C 值 一般为 –55 ～ -90‰。 3、生物成因气的分布 生物成因气的分布层位主要在白垩系以上，埋深在地表到 2000 米左右。区域上白垩系生 物气主要分布在东北地 区，第三系分布在渤海湾和三水盆地，第四系主要分布在柴达木盆地和长江沿海地区和现代 湖泊中。 二、油型气 1、油型气的形成 油型气是指成油有机质在热力作用下以及油热裂解形成的各种天然气。包括湿气（石油 伴生气）、凝析气和裂 解气。 干酪根 ↓ 温度 液态烃 + 气态烃 ↓ 裂解 气态烃 （凝析气、甲烷气） 高峰期：在深成作用阶段的中晚期

原始有机质重量(% 生成的烃类 香烃 武记州 圈圖 ∴ 碳原子数环烷的环数碳原了数 ①Ca+Ho ②石油;③溢气;④甲烷 明不溶有机(酷》 ②溶丁的物质:⑧答于酸的物质 同单分子(O02、0、C1、 沉积有机质热演化模式 油型气的特征 (1)化学组成:重烃含量大于5%,最高可达40~50% (石油和凝析气阶段);过成熟气以甲烷为主,重烃气一般小于2% (2)813c值:随着成熟度的增高而增大,由石油伴生气的-55~-409‰到凝析油 伴生气的-45~-30‰ 到干气为≥-35%。 3、油型气的分布 油型气分布普遍,东部北起松辽,南至广东三水和广西百色盆地,中部稳定区的鄂尔多斯 和四川盆地,西部的塔 里木、准葛尔和柴达木盆地。层位上从震旦系到第三系各层系均有分布。 三、煤型气 1、煤型气的形成 煤系气:凡与煤系有机质热演化有关的天然气

2、油型气的特征 （1）化学组成：重烃含量大于 5%，最高可达 40 ～ 50% （石油和凝析气阶段）；过成熟气以甲烷为主，重烃气一 般小于 2%。 （2）δ13C 值：随着成熟度的增高而增大，由石油伴生气的 -55 ～ -40‰ 到凝析油 伴生气的 -45 ～ -30‰ 再 到干气为 ≥-35‰。 3、油型气的分布 油型气分布普遍，东部北起松辽，南至广东三水和广西百色盆地，中部稳定区的鄂尔多斯 和四川盆地，西部的塔 里木、准葛尔和柴达木盆地。层位上从震旦系到第三系各层系均有分布。 三、煤型气 1、煤型气的形成 煤系气：凡与煤系有机质热演化有关的天然气

煤成(层)气:煤层在煤化过程中所生成的天然气 煤型气:煤系地层中分散有机质在热演化过程中所生成的天然气。 目前用煤型气来概括,即煤型气是指煤系地层中煤和分散有机质在煤化作用和再 煤化作用过程中形成的天然气 腐殖煤、腐殖型干酪根 ↓泥炭化作用 泥炭、生物成因气(因缺乏保存条件难以聚集) ↓成岩作用阶段 褐煤、生物成因气(非烃含量高) ↓变质作用阶段(热力作用) 长焰煤 气煤、肥煤轻质油和C2~C4重烃气 焦煤、瘦煤煤型裂解气 煤型气 贫煤、烟煤、无烟煤 烃源煤的成烃演化剖面|主要运移饱和烃的排驱效率 通道《(对和烃而) 初次运移阶段及其特征 烃转化率增加 2040608 水相运移 压实排靶阶段 · (水溶水驱为主 有Q2助 池相运移 连续整体池相运移 阶段(以油为主含 少量溶解气的油相 运移用络) 气溶形式运移阶段 凝K以羲析气为运移方式)

煤成（层）气：煤层在煤化过程中所生成的天然气。 煤型气：煤系地层中分散有机质在热演化过程中所生成的天然气。 目前用煤型气来概括，即煤型气是指煤系地层中煤和分散有机质在煤化作用和再 煤化作用过程中形成的天然气。 腐殖煤、腐殖型干酪根 ↓ 泥炭化作用 泥炭、生物成因气（因缺乏保存条件难以聚集） ↓成岩作用阶段 褐煤、生物成因气（非烃含量高） ↓ 变质作用阶段（热力作用） 长焰煤 气煤、肥煤 轻质油和 C2 ～C4 重烃气 焦煤、瘦煤 煤型裂解气 煤型气 贫煤、烟煤、无烟煤

2、煤型气的特征 (1)化学组成:重烃含量可达10%以上,甲烷一般占70%~95%;非烃CO2量最大 N2次之,H2S最少。 (2)813c值:一般为-41.‰~-24.9‰ 3、煤型气的分布 煤型气多分布在煤系地层发育区 四、无机成因气 1、无机成因气的形成 由地壳内部、深海大断裂、深海沉积物形成,包括氮气、二氧化碳、硫化氢、氦气等。 氮气:高温高压条件下,含氮化合物裂解形成。 二氯化碳:碳酸盐在深埋高温或岩浆活动提供的热源下分解形成ε 硫化氢:由火山喷发形成 氮气:放射性气体衰变形成,岩浆中铀和钍放射性蜕变的产物。 2、无机成因气的特征 化学组成甲烷占优势,非烃含量较高:813C值大于-20 3、无机成因气的分布 多分布在大断裂、岩浆体

2、煤型气的特征 （1）化学组成：重烃含量可达 10% 以上，甲烷一般占 70% ～ 95%；非烃 CO2 量最大， N2 次之，H2 S 最少。 （2）δ13C 值：一般为 -41.‰ ～ -24.9‰。 3、煤型气的分布 煤型气多分布在煤系地层发育区。 四、无机成因气 1、无机成因气的形成 由地壳内部、深海大断裂、深海沉积物形成，包括氮气、二氧化碳 、硫化氢、氦气等。 氮气：高温高压条件下，含氮化合物裂解形成。 二氧化碳 ：碳酸盐在深埋高温或岩浆活动提供的热源下分解形成。 硫化氢：由火山喷发形成。 氦气：放射性气体衰变形成，岩浆中铀和钍放射性蜕变的产物。 2、无机成因气的特征 化学组成甲烷占优势，非烃含量较高；δ13C 值大于 -20‰。 3、无机成因气的分布 多分布在大断裂、岩浆体