1. 煤,石油,天然气为什么会身藏地下
煤,一种固体可燃有机岩,主要由植物遗体经生物化学作用,埋藏后再经地质作用转变而成。在地表常温、常压下,由堆积在停滞水体中的植物遗体经泥炭化作用或腐泥化作用,转变成泥炭或腐泥;泥炭或腐泥被埋藏后 ,由于盆地基底下降而沉至地下深部,经成岩作用而转变成褐煤;当温度和压力逐渐增高,再经变质作用转变成烟煤至无烟煤。泥炭化作用是指高等植物遗体在沼泽中堆积经生物化学变化转变成泥炭的过程。腐泥化作用是指低等生物遗体在沼泽中经生物化学变化转变成腐泥的过程。腐泥是一种富含水和沥青质的淤泥状物质。
石油,是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体。各种有机物如动物、植物、特别是低等的动植物像藻类、细菌、蚌壳、鱼类等死后埋藏在不断下沉缺氧的海湾、潟湖、三角洲、湖泊等地经过许多物理化学作用,最后逐渐形成为石油。
天然气,系古生物遗骸长期沉积地下,经慢慢转化及变质裂解而产生之气态碳氢化合物,具可燃性,多在油田开采原油时伴随而出。
2. 石油及天然气是怎样形成和保存的
在日常生活中,当你把少量的水洒到海绵上时,会发现水渗入海绵的孔隙中,且不会流出。与这种现象相似,石油和天然气是储存在有孔隙的岩石中的,储存油气的地层叫油气储层。储层中的油气很不稳定,往往会借助地下岩石孔隙相连而形成的通道,由压力大的地方向压力小的地方移动,只有遇到阻挡物时才会停止运移。在阻挡物处油气由少聚多,并且越聚越多,这种阻挡油气的地方一般称为圈闭。当圈闭像一个倒扣的锅时,专业人员称它为构造圈闭。当然还有其他形式的圈闭。如果这些圈闭正好被致密的、不透水的岩石所组成的地层盖住,油气从圈闭中流不走,也挥发不掉,使油气最终定居在这里,就形成油气田。
那么油气是怎样生成的呢?对于石油和天然气的生成有几种学说,占主导地位的有机生成学说认为,石油和天然气是生物(包括动植物、微生物等)死亡后演变而成。一般认为,海洋或湖泊中生活的生物,死后沉入水底,与从陆地上随河流搬运来的沙石一起,在水底形成沉积物。由于这些沉积物与空气隔绝,不容易腐烂,这些沉积物便不断地一层一层地向上堆积,经过几十万年至几百万年,堆积厚度可达几百米至数千米。随着堆积厚度的增加,压力、温度也随之升高,沉积物中的动植物、微生物就发生复杂的物理、化学变化,使有机质逐渐转化为深埋地下的油气,这些生成油气的地层就是生油岩。那么,深埋在地下、看不见又摸不着的石油和天然气,怎样才能找到呢?最有效的方法是利用油气和它周围物质物理性质上的差异才能找到,也就是说用地球物理方法,特别是用地震勘探技术才能找到。我们今天使用的石油和天然气是在几十万年至几百万年前的历史长河中逐渐形成的。油气真是来之不易,我们要注意节约。
油气储存在像倒扣的锅中,最上面为天然气,中间为石油,下面为水
3. 煤,石油,天然气是怎么形成的!
1、煤的形成是古代植物在腐败分解之前就被埋在地底,转化成泥炭,然后转化成褐煤,然后为次烟煤,之后烟煤,最后是无烟煤。煤产生之碳氢化合物经过地壳运动空气的压力和温度条件下作用,产生的碳化化石矿物,亦即,煤炭就是植物化石。这涉及了很长时期的生物和地质过程。
2、石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成,属于生物沉积变油,不可再生。
3、天然气的形成: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称为生物成因气。其中有时混有早期低温降解形成的气体。生物成因气出现在埋藏浅、时代新和演化程度低的岩层中,以含甲烷气为主。
(3)地下怎么会有石油天然气呢扩展阅读:
煤特点
煤炭资源量丰富,且因世界各地都有煤炭矿藏,因此开采及供给皆很稳定,价钱也较石油及天然气便宜。
石油特点
有的石油硫含量高,胶质含量高,属含硫石蜡基。其直馏汽油馏分产率高,感铅性也好。柴油馏分的十六烷值高,闪点高,硫含量高,酸度大,经精制后可生产轻柴油与专用柴油。润滑油馏分中,有一部分组分的粘度指数在90以上,是生产内燃机油的良好的原料。
天然气特点
采用天然气作为能源,可减少煤和石油的用量,因而大大改善环境污染问题;天然气作为一种清洁能源,能减少二氧化硫和粉尘排放量近100%,减少二氧化碳排放量60%和氮氧化合物排放量50%,并有助于减少酸雨形成,舒缓地球温室效应,从根本上改善环境质量。
天然气作为汽车燃料,具有单位热值高、排气污染小、供应可靠、价格低等优点,已成为世界车用清洁燃料的发展方向,而天然气汽车则已成为发展最快、使用量最多的新能源汽车。
4. 油气藏如何形成的
石油和天然气的生成、运移和聚集是油气藏形成过程中密切相关的三个阶段。储集层、圈闭构造和油气的运移是油气藏形成不可缺少的条件。本节将介绍油气的生成、储集层、油气的运移、圈闭以及油气藏的类型等内容。
一、油气的生成石油和天然气的主要成分是碳氢化合物。它究竟是怎样生成的?过去曾有多种说法,但基本上可以归纳为两种,即有机成因说和无机成因说。
1.无机成因说无机成因说认为,石油是在地壳深处高温、高压下,由无机碳和氢经过化学作用而形成的。在实验室中,通过无机合成可将简单的碳和氢的化合物合成为石油;另外,在火山喷出的气体和熔岩流中也含有烃类;许多无机体上也有烃类存在。无机成因说大致包括乙炔说、碳化物说、宇宙说、岩浆说等。
无机成因学说主要是以在特殊实验条件下可以合成石油的化学反应现象和对地球内部物质的假定为依据的,因而不能被大多数学者接受。但在人们能洞悉地球内部结构之前,无机成因说的存在有利于加深对石油成因的认识,对石油成因的研究有一定的促进意义。
2.有机成因说有机成因说认为,石油和天然气是在一定条件下由沉积岩中的有机物质转化而来的。其主要证据是:第一,世界上已发现的油气田99%以上都分布在沉积岩中;第二,石油具有生命有机物质所特有的旋光性;第三,石油中存在有生物标志化合物;第四,在实验室中利用生物的脂肪、蛋白质、碳水化合物可以获得烃类物质;第五,石油成分的复杂性;第六,在近代海相和湖泊相沉积中发现了有机物质转化为油气的过程等。
油气有机成因的现代科学理论认为,原始有机物质在一定的环境和条件下被埋藏下来,在一定的深度、温度等适宜条件下,经历了生物化学、热催化、热裂解、高温变质等阶段,陆续转化为石油和天然气。根据成油深度上的差别,有机成因说又可分为浅成说和深成说。前者认为油气是在沉积埋藏不深的早期形成的,而后者则认为油气是有机质埋藏到一定深度、温度条件下才形成的。
3.生成油气的原始物质石油成因理论虽然很多,但石油有机成因说目前普遍为人们所接受。大量的有机物质是油气生成的物质基础;而促使有机物质保存,并向油气转化的条件是外因。生成油气的有机物质是海洋和湖泊中的动、植物遗体,其中以水生的浮游生物(如鱼类、藻类)和各种微生物(有孔虫、介形虫)等富含脂肪、蛋白质、碳水化合物的有机质为主。这些生物遗体的大部分,或是成为他种生物的食料,或是变为二氧化碳而游离于大气之中,只有很少部分随着细小的沉积物沉积于海洋或湖泊的低洼地带。尽管如此,只要考虑到生物界的广泛性、繁殖速度快以及时间长久等因素,地球上的有机物质在数量上是能够满足大量的油气生成的。
进入沉积物中的有机物质,在缺乏氧气的环境下得以保存。随着环境的还原程度不断加强,有机物质在一定的物理、生物化学作用下进行分解,完成“去氧加氢、富集碳”的过程,形成分散的碳氢化合物——石油和天然气。
4.生油层能够生成石油和天然气的岩层,称为生油气岩或生油气母岩、生油气源岩(简称生油岩)。由生油气岩组成的地层,即为生油气层(简称生油层),这是自然界生成石油和天然气的实际场所。沉积岩中的泥岩、页岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩、碳酸盐岩等细粒均可组成良好的生油层。根据岩性不同,生油岩分为两大类——泥质生油岩和碳酸盐岩生油岩。这些细粒的生油岩是在较宁静的水体中沉积下来的。这种环境也适于生物的大量繁殖。另外,有机质沉降到海底、湖底后,被细粒岩石埋藏,有利于保存下来。
生油岩的颜色以褐、灰褐、深灰、黑色等暗色为主,灰、灰绿色次之。这里所说的颜色不是沉积岩的继承色或次生色,而是能反映当时沉积环境和有机质丰度的原生色。暗色常反映沉积时的还原环境。这使大量有机质得到保存,使铁元素处于低价状态;红色常反映氧化环境,它使有机质遭受氧化,破坏殆尽。
生油层的分布受岩相古地理条件所控制。生油层皆是有规律地出现,并与一定的岩相带有关。对于湖相来说,较深、深湖相是主要的生油相带。那里沉积了细粒的泥质岩类。由于水体较深,具有静水沉积、水流弱、波浪小、还原环境等有利的生油条件。大量低等生物的繁殖,是形成良好生油层的基础。对海相来说,浅海相或潮间低能相带、潮下低能带的碳酸盐岩层和泥质岩层具备良好的生油条件。这些区域深度不大、水体宁静、阳光充足、生物茂盛,岩石富含生物化石和有机质。我国四川盆地的二叠系和三叠系的碳酸盐岩地层,就是浅海相碳酸盐岩生油层的例子。
二、储集层和盖层大量油气勘探及开发实践,纠正了人们最初以为地下有油湖、油河之类的错误认识。逐渐知道石油和天然气不是储存在地下的什么油湖、油河之中,而是储存在那些具有相互连通的孔隙、裂隙的岩层内,好像水充满于海绵里一样。
具有一定孔隙度和渗透性,能够储存油气等流体,并可在其中流动的岩层称为储集层。储集层具备两个基本特性——孔隙性和渗透性。
1.储集层岩石的孔隙性和渗透性1) 孔隙度储集层岩石是由大小不一的岩石颗粒、矿物颗粒胶结而成的。被胶结的颗粒之间存在着微细的孔隙,如同我们常见的建筑上用的砖一样。把一块3kg的砖放在水中浸泡以后再称重,它就可能变成3.5 kg,其中增加的0.5 kg是因为水浸入到了砖的孔隙中。同样道理,油气就储存在油层岩石的孔隙里。为了衡量储集层岩石中孔隙总体积的大小,提出了孔隙度的概念,用以表示岩石中孔隙的发育程度。
储集层岩石中孔隙的总体积占岩石总体积的比值叫做孔隙度。用百分数表示,即:
图2-19油气藏示意图
在目前技术和经济条件下,具有开采价值的油气藏为工业性油气藏。西方国家称之为商业性油气藏。但这个概念是随着国家的需要和技术条件的不同而变化的。当国家急需油气的时候,不具工业价值的油气藏也要开采,此时经济价值就处于从属地位了。
2.油气藏的类型据有关资料记载,世界上已经发现的油气藏有数万个,类型多种多样。为了更有效地指导勘探和开发油气资源,有必要对已发现的油气藏进行科学分类。目前国内外使用的油气藏分类方法很多,归纳起来有四种。
(1)根据日产量大小分为高产油气藏、中产油气藏、低产油气藏和非工业性油气藏。
(2)根据油气藏形态可分为层状油气藏(如背斜油气藏)、块状油气藏(如古潜山油气藏)和不规则油气藏。不规则油气藏中油气分布无一定形态,如断层油气藏、地层油气藏和岩性油气藏等。
(3)根据烃类组成可分为油藏、油气藏、气藏和凝析气藏。圈闭中烃类只以液态形式存在的称为油藏;圈闭中既有液态的油,又有游离的天然气则称作油气藏;圈闭中只有天然气存在的称为气藏;在高温高压的地层条件下,烃类以气态存在,开采时随着温度和压力的降低,到达地面后成为凝析油。这种气藏称为凝析(油)气藏。
(4)根据圈闭成因可分为构造油气藏、地层油气藏和岩性油气藏。油气聚集在由于构造运动而使地层发生变形或变位所形成的圈闭中,称为构造油气藏;油气聚集在由于地层超覆或不整合覆盖而形成的圈闭中,称为地层油气藏;油气聚集在由于沉积条件的改变导致储集层岩性发生横向变化而形成的圈闭中,称为岩性油气藏。
为了有利于勘探和开发,对油气藏的分类应遵循两条基本原则:第一,分类要有科学性,即分类要反映圈闭的成因类型和形成条件以便于寻求规律性;第二,分类要有实用性,能更有效地指导油气的勘探和开发工作。
5. 石油和天然气是怎么形成的
海底的石油和天然气是海洋中的有机物质在合适的环境下演变所产生的。这些有机物质包括陆生和水生的低等植物,死亡后从陆地搬运下来,或被江河冲积下来,同泥砂和其他矿物质一起,在低洼的浅海或陆地上的湖泊中沉积,逐渐使此处淤泥的中形成有机质含量。这种有机淤泥又被新的沉积物覆盖、埋藏起来,造成一种不含氧或含极微量游离氧的还原环境。随着低洼地区的不断下沉、沉积物不断堆积,有机淤泥所承受的压力和温度不断增大,处在还原环境中的有机物质经过复杂的物理、化学变化,慢慢地转化成对人类影响甚大的石油和天然气。经过数百万年漫长时间的万物更迭的交替变化,有机淤泥经过压实和固结作用后,变成沉积岩,并进一步生油岩层。沉积盆地是指沉积物的堆积速率明显大于其周围区域,。
在一定特定时期,沉积岩沉积在像盆一样的海洋或湖泊等低洼地区,并具有较厚沉积物的构造单元,称为沉积盆地。沉积盆地在漫长的地质演变过程中,随着地壳运动抬升,海洋变成陆地,湖盆变成高山,一层层水平状的沉积岩层也跟着发生规模不等的挠曲、褶皱和断裂等形变,从而使掺杂在泥砂之中具有流动性的点滴油气离开它们的原生地带(生油层),经“油气搬家”再集中起来,储集到储油构造当中,形成可供开采的油气矿藏,所以说,这一个个沉积盆地就像是一个个聚宝盆。
在储油构造里,由于油、气、水所占比重不同,因此各自的分布也有不同:气在上部,水在下部,而石油层在中间。储油构造包括油气居住的岩层——储集层;覆盖在储集层之上避免油气向上逸散的保护层——盖层;以及遮挡油气进入后不再跑掉的“墙”——封闭条件。只要能找到储油构造,就不难找到油气藏。油气藏通常是多种类型的油气藏复合出现,我们将多个油气藏的组合称为油气田。
世界上,海洋油气同陆地油气资源一样,分布极为不均。在四大洋及多个近海海域中,波斯湾海域的石油、天然气含量最为丰富,约占总贮量的50%左右;第二位是委内瑞拉的马拉开波湖海域;第三位是北海海域;第四位是墨西哥湾海域;其次是亚太、西非等海域。据中国南海油气资源也有巨大的发展远景,是世界海洋油气主要聚集中心之一。石油和天然气是人们向海洋索取资源的一大重要成果。
6. 石油和天然气是如何形成的
1、石油的形成:
石油的原料是生物的尸体,生物的细胞含有脂肪和油脂,脂肪和油脂则是由碳、氢、氧等3种元素组成的。生物遗体沉降于海底或湖底并被淤泥覆盖之后,氧元素分离,碳和氢则组成碳氢化合物。 大量产生碳氢化合物的岩石即称为“石油源岩”。埋没于地中的石油源岩受到地热和压力的影响,再加上其他多种化学反应之后就产生石油,而石油积存于岩石间隙之间便形成油田。
2、天然气的形成:
天然气的形成与生物有关。在地质历史中,海洋里生存着大量的生物,它们在生长过程中具有分泌钙质骨骼的能力,在水深、温度、光照和海水含盐度适宜的条件下,这些生物一代又一代地繁殖,便形成了坚固的生物礁。它们死亡后,被沉积物覆盖并埋藏在地层深部,在长期的地质作用下,逐渐成为天然气形成的物质基础。
7. 地下的石油和天然气是怎么形成的
石油和天然气都是世界上最宝贵的能源之一,石油更是被称为工业的血液,正是因为人类对石油和天然气的开采,世界上的工业技术才能进步如此迅速。关于石油的形成,科学家目前还没有一个统一的定论,一种观点是古代动物的尸体被深埋在地下,与一些无机物结合形成了石油,另一种观点则认为是地底下存在的某种元素与碳元素结合而成。而天然气相比于石油更容易生成一些,天然气是由古生物的尸体分解的有机物转化而来,古生物的遗体被沉积物层层掩埋在地下,与空气隔绝,经过长时间的分解变化就形成了天然气。
石油和天然气都被普遍认为是不可再生能源,尤其是石油,已经上升到战略的高度,石油和天然气缺乏的国家不得不依靠进口满足自身的需求。石油和天然气的大量使用在一定程度上导致了全球变暖,所以研发可再生的,污染性小的新能源迫在眉睫,如今许多国家已经开展了对新能源的研究,以此减少对石油和天然气等不可再生能源的使用。
8. 天然气在地下是怎样成藏的
世界上绝大部分油气资源 (石油与天然气)是深藏在地下形形色色的圈闭中的。随着时间的推移,岩石层被压缩,增大的压力使得这些圈闭中的油气或者上升或者下沉,或者从圈闭内的一侧运移到另一侧。岩石还会在风化与侵蚀作用下被分解破坏,并被搬运然后再沉积。在所有这些地质变化中,天然气能够被圈闭在地下的储集层内,或者分布在一些产出天然气或石油的分隔相带中。具有储集能力的岩石必须足以“像海绵”(多孔隙)一样以储存油气,而且这种岩石内的孔隙之间必须相互连通 (渗透性)以保证天然气的流通。
除了具储集性能的岩石之外,天然气与石油的聚集取决于有机质向烃类的转变、允许油气运移进入储集层的通道以及相邻的盖层岩石 (以便将油气围住并阻止其进一步的运移)。在单一的储集层内的天然气具有特殊的性质,但是,在同一个天然气田中的不同储集层中的天然气性质彼此之间则可能有极大的区别。
构造圈闭
构造圈闭是岩石在压力和其他地质营力的作用下发生变形或断裂而形成的储集岩层。在绝大多数情况下,含有油气的地质构造称为背斜,在背斜内,岩层缓缓地向上弯曲,形成了一个在顶部含有石油的拱形构造。如果岩石层向下弯曲,而不是向上隆起,这种构造称为向斜。穹隆也是向上隆起的,与背斜相似,这两种构造都形成了储集岩石层的高点。这些构造是被地质家们最早认识到的油气圈闭类型。穹隆与背斜往往是不对称的,而且含有多套产气层。
当岩石层被断开且大套的岩石层发生了相对移动时,这种构造称为断层。断层是根据岩石层段向上和向下的移动 (倾向滑动)或侧向移动(平移断层)来进行分类的。图2.1给出了各种油气圈闭的类型。
图2.2角度不整合圈闭(引自Norman Hyne所着《石油勘探与开发》,PennWell,1995)
复合圈闭
复合圈闭含有构造与地层两种要素。北美大陆最大的天然气田——Hugton-Panhandle气田就是一个复合型圈闭,该气田延伸过得克萨斯州、俄克拉何马州和堪萨斯州,最终产出70×1012ft3(2×1012m3)天然气。该气田的面积巨大,长度可达275mi1e(443km),宽可达8~57mile(13~92km)。
盐丘是另外一种复合型圈闭,它是由大量的盐从下部上升,插入上覆的沉积岩层,并形成一种栓塞状的构造。在墨西哥湾及其沿岸的滨海平原底部的沉积岩中,发育了数百个这种盐丘构造。
在具有非常复杂的地质构造的碳酸盐岩储集层内,可以储存极为丰富的天然气。这些储集层是远古时期水流将岩石溶解并在地表形成的岩洞构成的。这些岩洞渐渐地被掩埋并最终塌陷,产生了大量的断裂并形成了“古洞穴系统”。这些系统能够形成分隔的单元或者陷坑并形成更大的、与断层相连接的岩石带,进而形成一套复杂的、多因素成因的、面积可达数千米的储集层。
勘探远景 区及详探 区
当地质家证实一个含有商业性天然气与石油的区域时,他们称之为“远景区”。远景区包括探明储集岩、圈闭和盖层或者其他类型的封闭组合情况。而“详探区”是指这些已经证实了的远景区和那些可以发现更多的油气田的地区(图2.3)。
图2.3含有深部湿气的Tuscaloosa带(引自Norman Hyne所着《石油勘探与开发》, PennWell, 1995)
预测就是确定何处是布置最佳地质与经济意义的一口探井的地点。四种地质因素决定了在一块特别预测区的成功与否:①能够生成石油或天然气的烃源岩;②能够储存天然气的储集岩;③能被封闭的岩层;④正确的时代确定。这种圈闭必须在天然气从该区域运移出去之前形成。
9. 背斜,为什么会有天然气和石油
石油、天然气虽然也为流体,但是它的存储结构和地下水相反,存在于背斜,而不是向斜。 原因有两个: 1.背斜拱起后,岩层之间发生滑动,在背斜的顶部产生大量的空间,便于存储,同时围岩又是很好的圈闭,容易存储石油和天然气。