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天然气基础

天然气成因——生物成因气

    1.概念

  生物成因气—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。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。
  2.形成条件
  生物成因气形成的前提条件是更加丰富的有机质和强还原环境。
  最有利于生气的有机母质是草本腐植型—腐泥腐植型,这些有机质多分布于陆源物质供应丰富的三角洲和沼泽湖滨带,通常含陆源有机质的砂泥岩系列最有利。硫酸岩层中难以形成大量生物成因气的原因,是因为硫酸对产甲烷菌有明显的抵制作用,H2优先还原SO42-→S2-形成金属硫化物或H2S等,因此CO2不能被H2还原为CH4。
  甲烷菌的生长需要合适的地化环境,首先是足够强的还原条件,一般Eh<-300mV为宜(即地层水中的氧和SO42-依次全部被还原以后,才会大量繁殖);其次对pH值要求以靠近中性为宜,一般6.0~8.0,最佳值7.2~7.6;再者,甲烷菌生长温度O~75℃,最佳值37~42℃。没有这些外部条件,甲烷菌就不能大量繁殖,也就不能形成大量甲烷气。
  3.化学组成
  生物成因气的化学组成几乎全是甲烷,其含量一般>98%,高的可达99%以上,重烃含量很少,一般<1%,其余是少量的N2和CO2。因此生物成因气的干燥系数(Cl/∑C2+)一般在数百~数千以上,为典型的干气,甲烷的δ13C1值一般-85~-55‰,最低可达-100‰。世界上许多国家与地区都发现了生物成因气藏,如在西西伯利亚683-1300米白垩系地层中,发现了可采储量达10.5万亿m3的气藏。我国柴达木盆地(有些单井日产达1百多万方)和上海地区(长江三角洲)也发现了这类气藏。
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