石油和天然气形成的一般过程

Question

如题所述

Answer 1

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，转化为微生物细胞，未被微生物同化的残余物通过缩合作用形成了干酪根。干酪根被认为是生成石油的母质。此阶段还产生了甲烷气和未成熟的原油。除了甲烷，还形成了少量的C15以上烷烃和环烷烃，这些化合物直接来源于活的生物体，保留了生物体的结构和特性，成为了生物标志化合物。
进入深成热解作用阶段，随着沉积物埋藏深度的增加，温度逐渐上升，干酪根开始发生热降解，断裂的化学键越来越多，例如醚键和C—C键等，这导致了大量液态烃的生成，并伴有一定量的气体，主要包括甲烷、乙烷、丙烷等。在这个阶段，大部分新形成的烃类具有中低分子量，失去了原有的特定结构和分布特征，不再具有生物标志性质。这些新形成的烃类稀释了早期形成的生物标志化合物，使其标志特征变得不明显。
最后是变质作用阶段，在这一阶段，由于温度的进一步提升，干酪根中的大部分侧链已经断裂，只有少量的烷基侧链继续断裂，从干酪根中生成的主要是甲烷。同时，已经形成的液态烃和重质气态烃也因为温度的升高而裂解，生成大量的甲烷。