乾酪根成油說
正文
20世紀60年代以來,許多學者在野外觀察及實驗室研究的基礎上,已就乾酪根生油的地球化學依據、全球乾酪根的數量、乾酪根的類型、乾酪根的演化等有關乾酪根成油機理問題進行了深入的研究。多數石油地質學家確信,石油的生成,不僅僅是有機質中原有烴類的富集過程,更主要在有機質埋藏過程中新生成烴類,只有當達到一定溫度或埋藏深度時,有機物質才能大量轉化成石油。70年代,法國的B.P.蒂索等以巴黎盆地下托爾頁岩為研究對象,揭示了乾酪根轉化成油的機理。其結論可以大致概括為:①頁岩中烴類含量在埋深小於1500米時增長十分緩慢,而埋深大於1500米時增長十分明顯。與此同時,頁岩中的乾酪根含量在埋深小於1500米時變化很不顯著,而當埋深大於1500米時,含量明顯減少。這表明當埋深大於1500米時,乾酪根轉化成烴類。②甲醇-丙酮- 苯的混合溶劑(縮寫MAB)抽提物含量隨埋深增加而減少,但當埋深為1500米上下時,其含量基本穩定。MAB 抽提物是乾酪根向烴類轉化過程中的中間產物。③膠質及瀝青質含量隨埋深增加的變化趨勢與烴類基本一致,但不如烴類增長顯著。它們是乾酪根成烴過程的副產物。④烴類含量與乾酪根含量隨埋深的變化曲線的轉折點的一致性(都在埋深為1500米處)表明,乾酪根大量成油需要一定的埋藏深度,或者說乾酪根需要一定的溫度才能大量成油。
除溫度因素外,在乾酪根的熱降解中,時間是不可忽略的因素,但居於次要地位。根據化學動力學原理,母質產生石油的數量和時間呈線性關係,而與溫度呈指數關係。基於上述思想,N.V.洛帕京於1971年提出一個簡單的辦法,即用時間-溫度指數(TTI)表示成熟度,該方法經D.韋普爾斯(1980)發展,在油氣勘探中得到廣泛運用。
乾酪根的數量,是根據地殼的有關參數、沉積岩石的平均比重及沉積岩石中的乾酪根平均含量估算的。地殼(岩石圈)表面積為5.10×108平方公里,地殼平均厚度為17公里,沉積岩在岩石圈中只占岩石總量的5%,這樣就可以算得地球上沉積岩石的總體積為 4.3×108立方公里。假設沉積岩石的平均比重為2.3,則地球上沉積岩石的總重量大致為 1018噸。若沉積岩石中的乾酪根平均含量為0.3%,那么,全球乾酪根的數量大約為,3×1015噸。世界油氣資源總量(天然氣是按1000立方米相當原油1噸折算)的粗略估計為1012噸。可見,全球乾酪根的數量大約是世界油氣資源總量的3000倍,為形成眾多的油氣田提供了足夠的物質保證。
乾酪根成油說已經從一種假說逐步發展成為一種科學理論,並成為指導石油勘探工作和科學評價油氣資源的一個重要依據。
參考書目
B.P.蒂索、D.H.威爾特著,郝石生等譯:《石油形成和分布》,石油工業出版社,北京,1982。(B.P.Tissot,D. H. Welte, Petroleum Formation and Occurrence, Springer-Verlog,Berlin Heidelberg,New York,1978.)