1、 天然气地球化学n 教学目的 掌握天然气成因类型及其判识标志，学会判断天然气的成因类型 了解天然气藏的形成条件及分布规律n 主要内容 天然气的基本知识 天然气的组成 天然气碳同位素组成 天然气的成因类型及综合判识 天然气藏的形成条件和分布规律n 重点及难点 天然气成因类型及其判识标志一、概述目前，对天然气的涵义有两种认识： 广义的天然气包括自然界中的一切气体，即包括岩石圈、水圈、气圈以及地幔和地核中的一切气体 （ CoKonob， 1991）； 狭义的天然气系指以烃类气为主 （在少数情况下也有以二氧化碳和氮气为主，极个别情况也有以硫化氢为主）的，分布于岩石圈，水圈以及地幔和地核中的气体。 在油
2、气勘探中主要研究的是岩石圈中的可燃天然气体 ，其主要成分是甲烷（ CH4）。但是，由于天然气形成过程的复杂性和气态物质的易扩散性自然界的天然气往往是可燃天然气与其它气态物质的混合物，包括以甲烷为首的烷烃系列，二氧化碳、氮、硫化氢、氢、二氧化硫、一氧化碳和汞蒸气等非烃气体以及氦、氖、氩、氪、氙等稀有气体。所以，天然气地球化学着重研究可燃天然气以及与其有关的气态物质的地球化学特征和地球化学过程，其中天然气的成因机理和成因类型判别、气源综合对比及富集规律等方面是当前天然气地球化学研究的主导方向 天然气来源多样天然气产出类型具有多样性。以气藏而论，既可聚集成游离的常规气藏，又能形成多种非常规气藏，可以
3、与原油伴生形成伴生气藏，但大多数以非伴生气藏为主。在天然气藏气中，伴生气仅占 25，而非伴生气约占 75。天然气的分子量较小，结构较简单，而原油的分子量大，结构也较复杂 。天然气的物理性质明显有别于原油。天然气分子长度和有效直径比原油小得多；天然气的粘度与原油相比差 3 4个数量级，在标准状态下，一般天然气的粘度仅n10 -2 10-3mPas ， 而原油的粘度为 n n10mPas ； 天然气的密度远比原油低，易被压缩，也易膨胀；天然气的扩散能力远大于原油；天然气在水中的溶解度也远大于原油在水中的溶解度，特别是在高压条件下，具有较高的溶解度；天然气碳同位素的分馏作用远比原油显著。对储层的要求
4、比原油低，但对盖层的要求比原油高得多。深层勘探天然气比原油更为有利。 一、概述一、概述同时，天然气的成因也具有多样性，既有无机成因气，也有多种类型的有机成因气，并在有机质热演化过程中具有多阶连续成气特征，因此天然气研究更加复杂二、天然气的类型（一）天然气的起源 1.天然气的无机起源 （ 1）上地幔高温生气 （ 2）蛇纹石化生气 （ 3）基性岩浆冷却生烃2.天然气的有机起源 3.天然气的混合起源 （二）天然气的分类1、天然气来源分类（ 1）无机成因气： 泛指在任何环境下由无机物质形成的天然气。 幔源气： 又称深源气，系指地球形成初期捕获的原始气体，从地幔通过不同方式上升到沉积圈的天然气，包括火山
5、喷发和沿深大断裂或转换断层上升运移的气体，其中含有 CH4和非烃气体，如 CH4、 H2O、 SO2、N2及稀有气体。 宇宙气： 指在宇宙空间由放射性反应、核反应及化学反应等作用形成的天然气。以含 H2、 He为特征，并有 CH基、 CH2基等混杂。二、天然气的类型二、天然气的类型 岩浆岩气： 指在岩浆岩中由高温化学作用形成的气体。包括在岩浆岩、火 山岩矿物包裹体气及大部分火山气。以含 CO2、 H2为主，混有 N2、CH4、 H2S及稀有气体 变质岩气： 指在变质岩中由高温化学变质作用形成的气体。富含 CO2、 N2、 H2，并有 CH4、 H2S及稀有气体混杂。 无机盐类分解气 ：指在沉积
6、岩中由无机盐类化学分解产生的气体。如碳酸盐分解产生的 CO2、磷酸盐被还原产生的 H2S等。（ 2）有机成因气： 它是指沉积岩中分散状或集中状的有机质通过细菌作用、物理化学作用等形成的天然气。按有机质母质类型将天然气分为 腐殖型气 （煤型气）、 腐泥型气 （油型气）。 有学者还有一种分类 腐殖腐泥气 （陆源有机气）二、天然气的类型a）腐泥型天然气 ：简称腐泥气或油型气。由腐泥型干酪根降解而成。b）腐殖型天然气 ：简称腐殖气或煤型气。由腐殖型干酪根降解而成。该类母质主要分布在煤或含煤层系中，呈分散状有机质或呈集中状腐殖煤出现。不能理解为仅由煤生成的气。按有机质演化阶段分类有机质热演化分为未成熟、成熟（包括低成熟和高成熟）、过成熟等阶段。相应的可将有机成因气分为 生物气、生物 热催化过渡带气、热解气（ 油型热解气、煤型热解气 ）、裂解气， 但由于天然气的生成过程是连续的，所以在这里的划分并没有严格的界限。二、天然气的类型油气有机成因的现代模式（戴金星， 1997）二、天然气的类型
