第二章沉积有机质的物质组成2

1、 第二节第二节 石油、石油、天然气、油页岩的物质组成天然气、油页岩的物质组成一、分散有机质的分类一、分散有机质的分类 和有机质的类型和有机质的类型 二、石油的化学组成二、石油的化学组成 三、天然气的物质组成三、天然气的物质组成 四、油页岩的物质组成四、油页岩的物质组成 （一）国际上分散有机质的分类（一）国际上分散有机质的分类 1、全岩法（煤岩学法）、全岩法（煤岩学法） 把岩石中的有机组分分为五类，即腐植类、惰质类、把岩石中的有机组分分为五类，即腐植类、惰质类、 类脂类、动物类和有机类脂类、动物类和有机矿物基质。矿物基质。 动物类中的动物遗体，包括几丁虫类、笔石、牙动物类中的动物遗体，包括几丁虫

2、类、笔石、牙 形石、沟鞭藻囊、鱼和螯虾的残体和骨骼等；矿物形石、沟鞭藻囊、鱼和螯虾的残体和骨骼等；矿物 沥青基质是矿物吸收或结合了亚微有机物质的部分，沥青基质是矿物吸收或结合了亚微有机物质的部分， 这些有机物含油气更多，具强荧光，尤以粘土矿物更这些有机物含油气更多，具强荧光，尤以粘土矿物更 为典型。为典型。 一、分散有机质一、分散有机质的分类和有机质的类型的分类和有机质的类型2、干酪根法（孢粉学法）、干酪根法（孢粉学法） 以干酪根为基础的显微组分划分比较简单。影响最大以干酪根为基础的显微组分划分比较简单。影响最大 的是的是Burgess（1974）提出的分类，他将沉积岩中的干酪根类）提出的分类

3、，他将沉积岩中的干酪根类型划分为五类：型划分为五类：腐植型：腐植型：木质的（木质的（V V）、煤质的（）、煤质的（I I） 腐泥型：腐泥型：草质的、藻质的及无定形有机质。草质的、藻质的及无定形有机质。 干酪根方法最大的优点是富集了存在于矿物沥青基质干酪根方法最大的优点是富集了存在于矿物沥青基质 中的那部分有机质，使其能直接研究，但它同时破坏了有中的那部分有机质，使其能直接研究，但它同时破坏了有 机组分原始产状和结构，难以准确鉴别某些显微组分的成机组分原始产状和结构，难以准确鉴别某些显微组分的成 因，使研究结果的可靠性和代表性受到影响。因此合理的因，使研究结果的可靠性和代表性受到影响。因此合理的

4、 做法是将全岩研究和干酪根的研究结合起来，做法是将全岩研究和干酪根的研究结合起来， 3、统一分类法、统一分类法 Mukhopadhyay等的分类（等的分类（1985）。）。考虑了显微组分在成考虑了显微组分在成 熟过程中的演变规律，提出了富氢显微组分所形成的次熟过程中的演变规律，提出了富氢显微组分所形成的次 生产物，生产物，该分类中的一些特殊组分特征如下：该分类中的一些特殊组分特征如下： （1）腐泥质体）腐泥质体I：是藻、细菌的混合不定形产物，产烃是藻、细菌的混合不定形产物，产烃 潜力大于潜力大于700mg HC/gCorg，H/C1.5。 （2）腐泥质体）腐泥质体：是动物、植物、浮游生物、陆生

5、壳是动物、植物、浮游生物、陆生壳 质体及细菌的混合产物，有时是壳质体及细菌的混合产物，有时是壳 质组及细菌类脂物降解混合物，它质组及细菌类脂物降解混合物，它 的产烃潜力为的产烃潜力为300- 650mg HC/g,Corg H/C为为1.0-1.5 （3）粒状稳定体）粒状稳定体A：包括沟鞭藻、疑源类、几丁虫、包括沟鞭藻、疑源类、几丁虫、 鱼、有孔虫等碎屑鱼、有孔虫等碎屑(10m)，一，一 般为富脂类物质，有形态，黄至般为富脂类物质，有形态，黄至 褐色荧光。褐色荧光。 （4）粒状稳定体）粒状稳定体B：指高等植物的稳定组分，包括孢子体、指高等植物的稳定组分，包括孢子体、 木栓质体、角质体等。木栓质

6、体、角质体等。（5）树脂体）树脂体B：指类脂树脂体。指类脂树脂体。（6）粒状镜质体：）粒状镜质体：反射光下呈多孔粒状、类似基质镜质反射光下呈多孔粒状、类似基质镜质 体，有时有暗褐色荧光。体，有时有暗褐色荧光。（7）变质惰质体或变质碎屑惰质体：）变质惰质体或变质碎屑惰质体：具高反射率，有具高反射率，有 时为孢子体，藻类体或其它粒状壳质时为孢子体，藻类体或其它粒状壳质 体的煤化破碎的惰质产物。体的煤化破碎的惰质产物。（8）群集微粒体：）群集微粒体：是粒状微粒体聚结而成。是粒状微粒体聚结而成。 （9）固体沥青：）固体沥青：见于油源岩中，或以脉状见于沉积岩中。见于油源岩中，或以脉状见于沉积岩中。（10

7、）液态沥青和油滴：）液态沥青和油滴：具绿具绿-褐色荧光，滴状。褐色荧光，滴状。4、有机质的类型、有机质的类型 有机质类型有机质类型干酪根类型干酪根类型 TeiChmller（1982）根据）根据Tissot 、Durand （1980） 等人资料划分为三种类型：等人资料划分为三种类型： I 型干酪根型干酪根主要由藻类生成，生油量高，主要由藻类生成，生油量高， 型干酪根型干酪根主要由高等植物生成，生油量很少，主要由高等植物生成，生油量很少， 型型 干酪根干酪根生油量也较高，含部分壳质组分。生油量也较高，含部分壳质组分。 I、型干酪根可称为腐泥型型干酪根可称为腐泥型 型干酪根可称为型干酪根可称为

8、腐植型。腐植型。 德国核研究中心地球化学研究所等德国核研究中心地球化学研究所等1985年在干酪根类年在干酪根类型划分中加入了地球化学参数（型划分中加入了地球化学参数（H/C），干酪根分为：），干酪根分为：I型、型、（1.5）A型（型（1.11.5）、）、B型（型（0.91.1）、）、型型（0.50.8）和）和型（型（0.5） 。（二）中国烃源岩与干酪根的划分（二）中国烃源岩与干酪根的划分 1 原石油工业部部颁标准（原石油工业部部颁标准（1986年）年） 有机组分分为有机组分分为4组，即组，即腐泥组、壳质组、镜质组、惰腐泥组、壳质组、镜质组、惰 质组质组。干酪根类型的划分按各组分的百分含量进行加

9、权。干酪根类型的划分按各组分的百分含量进行加权 计算，求出类型指数计算，求出类型指数TI值，即可确定出干酪根的类型。值，即可确定出干酪根的类型。 100)100()75(50100dcbaTIa、b、c、d分别代表腐泥组、壳质组、镜质组、惰质组百分含分别代表腐泥组、壳质组、镜质组、惰质组百分含量量 TI 80 为干酪根类型为干酪根类型I 40 TI 80 为干酪根类型为干酪根类型1 1 0 TI 40 为干酪根类型为干酪根类型2 2 TIn17 固态固态 密度密度1g/cm3，几乎不溶于水。随分子量的增加，几乎不溶于水。随分子量的增加， 密度、熔点、沸点均上升。密度、熔点、沸点均上升。 （1）

10、正烷烃（或正构烷烃）正烷烃（或正构烷烃） 碳与碳原子都以单键碳与碳原子都以单键CC直链相连，无支链直链相连，无支链 （2）异烷烃（或异构烷烃）异烷烃（或异构烷烃） 碳与碳原子都以单键碳与碳原子都以单键CC直链相连，有支链。直链相连，有支链。 不同碳原子数的正烷烃相对含量呈一条连续的曲不同碳原子数的正烷烃相对含量呈一条连续的曲线，称为线，称为正烷烃分布曲线。正烷烃分布曲线。 A、陆相、陆相有机质形成的石油中，高碳数的（有机质形成的石油中，高碳数的（C22）正烷烃多；）正烷烃多； B、海相、海相（浮游生物菌藻类）（浮游生物菌藻类） 形成的石油形成的石油 中低碳数中低碳数 （C21）正烷烃含量多；）

11、正烷烃含量多； C、年代老、埋深大，有机质年代老、埋深大，有机质 演化程度较高的石油中，演化程度较高的石油中， 低碳数正低碳数正 烷烃多；烷烃多； D、有机质演化程度较低的石有机质演化程度较低的石 油中，正烷烃碳数偏高。油中，正烷烃碳数偏高。 碳 数5102015253035占 原 油 体 积 %2.01.51.00.501正 烷 烃 分 布 曲 线主 峰 碳E、受微生物强烈降解的原油中，正烷烃常被选择性降解，一般受微生物强烈降解的原油中，正烷烃常被选择性降解，一般 含量较低，低碳数的更少。含量较低，低碳数的更少。F、C15以内，有一个极大值，通常以内，有一个极大值，通常 低分子含量大于高分子

12、含量；低分子含量大于高分子含量；G、C20以上高分子奇偶碳原子相对以上高分子奇偶碳原子相对 接近，但现代沉积有机质中接近，但现代沉积有机质中 ， 奇碳原子含量奇碳原子含量偶碳原子含量偶碳原子含量 用于成熟度分析用于成熟度分析 碳 数5102015253035占 原 油 体 积 %2.01.51.00.501正 烷 烃 分 布 曲 线主 峰 碳 油源对比的标志油源对比的标志异戊间二烯型烷烃异戊间二烯型烷烃 其特点是直链上每其特点是直链上每4个碳原子就有一个甲基支链，结构上个碳原子就有一个甲基支链，结构上似若干个异戊间二烯分子加氢缩合而成。在沉积物和原油中，似若干个异戊间二烯分子加氢缩合而成。在沉

13、积物和原油中，往往以植烷往往以植烷(P(Ph h) )、姥鲛烷、姥鲛烷(P(Pr r) ) 、降姥鲛烷、异十六烷及法呢、降姥鲛烷、异十六烷及法呢烷的含量烷的含量 最高，其结构式如下最高，其结构式如下 ： 2、6、10、14四甲基四甲基十六烷（植烷）十六烷（植烷） 2、6、10、14四甲基四甲基十五烷（姥鲛烷）十五烷（姥鲛烷） 2、6、10三甲基三甲基十五烷（降姥鲛烷）十五烷（降姥鲛烷） 2、6、10三甲基三甲基十三烷（异十六烷）十三烷（异十六烷） 2、6、10三甲基三甲基十二烷（法呢烷）十二烷（法呢烷）同源石油同源石油异戊间二烯类型和含量十分相似（异戊间二烯类型和含量十分相似（“指纹指纹”意义

14、）意义）常用常用姥鲛烷姥鲛烷(P(Pr r)/)/植烷植烷(P(Ph h) )确定成熟度和油源对比确定成熟度和油源对比 成熟成熟 P Pr r/ P/ Ph h 1 1 未成熟未成熟 P Pr r/ P/ Ph h 1 2.82.8 P Pr r均势均势 0.8P0.8Pr r/ P/ Ph h2.82.8 P Ph h优势优势 P Pr r/ P/ Ph h0.82% 含硫石油含硫石油: 硫含量硫含量0.52% 低硫石油低硫石油: 硫含量硫含量0.5% 2、含氮化合物、含氮化合物 （1 1）碱性氮化）碱性氮化 物：物：多为吡啶、喹啉、异喹啉和吖多为吡啶、喹啉、异喹啉和吖 啶及其同系物。啶及其

15、同系物。 （2 2）非碱性氮化物：）非碱性氮化物：主要是吡咯、卟啉、吲哚和主要是吡咯、卟啉、吲哚和 咔唑及其同系物。咔唑及其同系物。 石油中的石油中的V、Ni等重金属都与卟啉分子中的等重金属都与卟啉分子中的N呈络合呈络合 状态。动物中的血红素和植物中的叶绿素都属卟啉化合状态。动物中的血红素和植物中的叶绿素都属卟啉化合 物，研究卟啉化合物有助于确定石油的成因。物，研究卟啉化合物有助于确定石油的成因。 V、Ni低，低，V/Ni1海相海相 卟啉类与生物色素有亲缘关系，被作为石油有机成卟啉类与生物色素有亲缘关系，被作为石油有机成 因重要证据。高温（因重要证据。高温（250）或氧化条件下，卟啉即被）或氧

16、化条件下，卟啉即被 破坏、分解、所以一般石油中存在卟啉，说明石油形成破坏、分解、所以一般石油中存在卟啉，说明石油形成 和经受的温度都不高于和经受的温度都不高于250，所以地层越老卟啉越少。，所以地层越老卟啉越少。 3、含氧化合物、含氧化合物 （1）酸性氧化物：）酸性氧化物：石油酸，如环烷酸、脂肪酸和酚石油酸，如环烷酸、脂肪酸和酚 （2）中性氧化物：）中性氧化物：含量较少，如醛、酮等。含量较少，如醛、酮等。 石油酸中以环烷酸最重要，含量多数石油酸中以环烷酸最重要，含量多数1%，环烷酸很易生，环烷酸很易生成各种盐类，碱金属环烷酸盐可溶于水，地下水中含这种环烷成各种盐类，碱金属环烷酸盐可溶于水，地下

17、水中含这种环烷酸盐，可作为找油的标志。酸盐，可作为找油的标志。 上述已经分离和鉴定出的各种化合物外，石油中还有一定上述已经分离和鉴定出的各种化合物外，石油中还有一定数量的、由多种元素组成的、结构极为复杂的高分子化合物，数量的、由多种元素组成的、结构极为复杂的高分子化合物，因受分离技术的限制，目前对其具体的结构特征尚不清楚，统因受分离技术的限制，目前对其具体的结构特征尚不清楚，统称其为沥青质。称其为沥青质。思考题：思考题： 1、石油元素组成研究的成因及环境意义？、石油元素组成研究的成因及环境意义？ 2、异戊间二烯型异构烷烃异戊间二烯型异构烷烃研究的环境意义？研究的环境意义？ 3、石油的非烃组成石

18、油的非烃组成研究的意义？研究的意义？内 容海 相 石 油陆 相 石 油石 油 类 型芳 香 中 间 型 、 石蜡 环 烷 型 为 主以 石 蜡 型 为 主 ， 部分 为 石 蜡 环 烷 型石 蜡 含 量 低 （ 5 % ）高 （ 普 遍 5 % ）硫 含 量高低微 量 元 素V 、 N i含 量 高 ， 且V /N i 1V 、 N i含 量 低 ， 且V /N i 1C同 位 素 1 3C - 2 7 1 3C - 2 9 海、陆相石油物质组成的差异（一）概述（一）概述 1 1、天然气（藏）的概念、天然气（藏）的概念 广义天然气：广义天然气：泛指自然界一切天然生成的气体。泛指自然界一切天然生

19、成的气体。 大气大气 表层沉积物中表层沉积物中 沉积岩中沉积岩中 海洋中海洋中 变质岩中变质岩中 岩浆岩中岩浆岩中 地幔中地幔中 宇宙气宇宙气 狭义天然气：狭义天然气：主要是指与油田、煤田和气田有关的主要是指与油田、煤田和气田有关的 可燃气体，成分以气态烃为主，多与可燃气体，成分以气态烃为主，多与 生物成因有关。生物成因有关。 气藏：气藏：是指地下储集层圈是指地下储集层圈闭中聚集的具有一定工闭中聚集的具有一定工 业价值的游离气。业价值的游离气。 三、天然气的物质组成三、天然气的物质组成 2 2、天然气（藏）的类型、天然气（藏）的类型按有机质演化阶段按有机质演化阶段生物（藏）生物（藏）Ro,ma

20、x2.0% 按开发难易程度按开发难易程度非常规开然气非常规开然气煤层气和致密砂岩气煤层气和致密砂岩气常规开然气常规开然气砂岩气和碳酸盐岩气砂岩气和碳酸盐岩气 按分布特征按分布特征聚集型气聚集型气气藏气、气顶气气藏气、气顶气分散型气分散型气溶解气、气水化合物溶解气、气水化合物 按与石油产出关系按与石油产出关系伴生气伴生气非伴生气非伴生气（二）（二）天然气的化学成分天然气的化学成分 1 1、烃与非烃组成、烃与非烃组成 烃：烃：以甲烷为主，其次是乙烷、丙烷、丁烷、异丁烷。以甲烷为主，其次是乙烷、丙烷、丁烷、异丁烷。 非烃：非烃：有氮、二氧化碳、有氮、二氧化碳、 一氧化碳、硫化氢、氢及一氧化碳、硫化氢

21、、氢及 微量的惰性气体。微量的惰性气体。 2、干气与湿气、干气与湿气 干气（贫气）：干气（贫气）：CHCH4 490% 90% 或或 C C1 1% 95% % 95% 湿气（富气）：湿气（富气）： CHCH4 490% 5% % 5% 相态相态游离态游离态溶解态溶解态吸附态吸附态固态气水合物固态气水合物（三）典型气藏特征（三）典型气藏特征 1、气藏气、气藏气 单独聚集成纯气藏的天然气，不与石油伴生。单独聚集成纯气藏的天然气，不与石油伴生。 甲烷的含量在气体成分中占甲烷的含量在气体成分中占95%以上，重烃的含量以上，重烃的含量 极少，一般在极少，一般在14%左右，属于干气（贫气）。左右，属于干

22、气（贫气）。 2、气顶气气顶气 与石油共存于油气藏中，呈游离气顶状的天与石油共存于油气藏中，呈游离气顶状的天 然气，其成因和分布与石油关系密切，重烃含量然气，其成因和分布与石油关系密切，重烃含量 百分之几至百分之几十，仅次于甲烷百分之几至百分之几十，仅次于甲烷 ，属于湿气，属于湿气 （富气）。（富气）。 3 3、溶解气、溶解气 （1 1） 油内溶解气：油内溶解气： 饱和或过饱和的油藏中，重烃含量高。饱和或过饱和的油藏中，重烃含量高。 地史过程中，古老地层的油内溶解气比年轻地层含重烃气更地史过程中，古老地层的油内溶解气比年轻地层含重烃气更 多，随含油时代变老，正丁烷、正戊烷与其异构物的比值增加。

23、多，随含油时代变老，正丁烷、正戊烷与其异构物的比值增加。 油内溶解气几油内溶解气几几百几百m m3 3，采出后可回收，或回注至油藏内，以维，采出后可回收，或回注至油藏内，以维 持油层的能量。持油层的能量。 在稳定的地台区含油气盆地中在稳定的地台区含油气盆地中 ，水内溶解气主要成分是甲烷，水内溶解气主要成分是甲烷 和氮气，重烃气和二氧化碳含量一般小于和氮气，重烃气和二氧化碳含量一般小于10-12%，但在年青的，但在年青的 褶皱区含油气盆地中，水内溶解气的特点是二氧化碳的浓度比褶皱区含油气盆地中，水内溶解气的特点是二氧化碳的浓度比 较高，在褶皱山系的山前常发育有二氧化碳气带、盆地中以含较高，在褶皱

24、山系的山前常发育有二氧化碳气带、盆地中以含 烃气为主，过渡地带则为二氧化碳和甲烷，气带分布有规律性。烃气为主，过渡地带则为二氧化碳和甲烷，气带分布有规律性。 （2 2）水内溶解气）水内溶解气 低压水溶气，几十低压水溶气，几十几千几千cm3/L高压水溶气，异常高压带，含量大。高压水溶气，异常高压带，含量大。4、凝析气、凝析气 当地下温度和压力起过临界条件时，液态烃逆蒸当地下温度和压力起过临界条件时，液态烃逆蒸 发而形成的物质。发而形成的物质。 临界温度：临界温度：气相纯物质维持液相的最高温度。高于气相纯物质维持液相的最高温度。高于 此温度，不论多大压力，都不能使其液化。此温度，不论多大压力，都不

25、能使其液化。 临界压力：临界压力：气、液两相共存的最高压力。高于此压气、液两相共存的最高压力。高于此压 力，气、液两相不可能同时存在。力，气、液两相不可能同时存在。 当温度低于临界温度，压力增加，正常液化；当温度低于临界温度，压力增加，正常液化； 当温度高于临界温度，压力增加，超过临界压力，当温度高于临界温度，压力增加，超过临界压力， 液相反而减少，气相增加，成为凝析气。液相反而减少，气相增加，成为凝析气。 但多组分混存时，易出现逆蒸发或逆凝结现象，气液但多组分混存时，易出现逆蒸发或逆凝结现象，气液两相界面完全消失，转化为凝析油气。两相界面完全消失，转化为凝析油气。 5 5、固态气体水合物、固

26、态气体水合物 冰冻甲烷或水化甲烷，甲烷气体冰冻甲烷或水化甲烷，甲烷气体被封闭在水子的扩大晶格中，系存在于被封闭在水子的扩大晶格中，系存在于特定温度（冰点附近）和压力条件下的特定温度（冰点附近）和压力条件下的一种高能量密度的能源矿产。一种高能量密度的能源矿产。 1m1m3 3水合物可释放水合物可释放150m150m3 3天然气体，天然气体，含碳量是全球煤、油、气的两倍，全球含碳量是全球煤、油、气的两倍，全球已发现地质显示已发现地质显示6060余处。余处。 仅在美国东海岸大陆边缘布莱克海台的资源量就能满足美仅在美国东海岸大陆边缘布莱克海台的资源量就能满足美国国105105年的天然气消耗，日本周缘天

27、然气水合物可满足该国年的天然气消耗，日本周缘天然气水合物可满足该国100100年年的能源消耗。的能源消耗。 我国东海、台湾以东海区、南海等海域以及青藏高原冻我国东海、台湾以东海区、南海等海域以及青藏高原冻土地带，都具备天然气水合物形成赋存的条件，目前已在南土地带，都具备天然气水合物形成赋存的条件，目前已在南海的西沙海槽区、东沙群岛区发现了有关的证据。海的西沙海槽区、东沙群岛区发现了有关的证据。 水合物结构海洋水合物地震识别技术海洋水合物地震识别技术地球化学探测技术地球化学探测技术资源潜力评估技术资源潜力评估技术保压保温取样技术保压保温取样技术青藏高原水合物形成条件青藏高原水合物形成条件 我国已

28、在若干国家重大我国已在若干国家重大科技计划中立项，对天然气科技计划中立项，对天然气水合物探测技术开展研究，水合物探测技术开展研究，为我国天然气水合物资源探为我国天然气水合物资源探测提供高新技术支撑，并为测提供高新技术支撑，并为将来开发奠定高科技基础将来开发奠定高科技基础。 6 6、特殊气藏、特殊气藏 重烃异常气藏重烃异常气藏 非烃异常气藏非烃异常气藏 无机成因气：无机成因气：碳同位素值碳同位素值1313C C（COCO2 2）在）在+5-7之间之间 1313C C（C C1 1）-20-20、 3 3He/He/4 4He8RA (RAHe8RA (RA为空气中为空气中3 3He/He/4 4

29、HeHe比值）比值） 有机成因气：有机成因气：碳同位素值碳同位素值1313C C（COCO2 2）-20-20。 生物化学气：生物化学气：碳同位素碳同位素1313C C（C C1 1） -55-85) 东太平洋洋隆热液喷出口，喷出大量的甲烷，甲烷的碳同位东太平洋洋隆热液喷出口，喷出大量的甲烷，甲烷的碳同位 素值为素值为-17.6-15.0，氦同位素，氦同位素3 3He/He/4 4He=8RAHe=8RA，应为无机成因气。，应为无机成因气。（四）煤型气（四）煤型气 1、煤型气的成分及其赋存状态、煤型气的成分及其赋存状态 煤型气是指含煤地层及沉积岩中煤和分散有机煤型气是指含煤地层及沉积岩中煤和分

30、散有机 质，在煤化过程中形成的天然气。质，在煤化过程中形成的天然气。 世界已发现的世界已发现的26个大天然气田中，有个大天然气田中，有1 6个煤型个煤型 气田，其储量占气田，其储量占26个气田的个气田的72%。 煤型气的成分以煤型气的成分以CHCH4 4为主，含量一般在为主，含量一般在90%以上，以上， 多为干气，多为干气，C C2+2+约约14%，还有少量的，还有少量的N2、COCO2 2、H H2 2、COCO、 SO2、H2S以及氦、氖、氩、氪、氙等惰性及烯有气体。以及氦、氖、氩、氪、氙等惰性及烯有气体。 甲烷为无色、无味、无溴、无毒的气体，在一个大甲烷为无色、无味、无溴、无毒的气体，在

31、一个大 气压，温度气压，温度15.5时，其密度为时，其密度为0.677kg/m3，甲烷比重为，甲烷比重为 0.554，比空气轻。，比空气轻。 煤层气煤层气 以游离态、吸附态和溶解态赋存于煤储层中以游离态、吸附态和溶解态赋存于煤储层中 围岩气（煤成气）围岩气（煤成气） 以游离态、吸附态和溶解态三态赋存于围岩中以游离态、吸附态和溶解态三态赋存于围岩中 游离气游离气 赋存于煤（岩）孔裂隙空间内，约占赋存于煤（岩）孔裂隙空间内，约占1020% 吸附气吸附气 赋存于煤（岩）孔裂隙的内表面上，约占赋存于煤（岩）孔裂隙的内表面上，约占8090% 水溶气水溶气 静水中含量较低静水中含量较低 当压力和温度变化时

32、，自由状态和吸附状态的煤型气可当压力和温度变化时，自由状态和吸附状态的煤型气可 以相互转化，吸附以相互转化，吸附 解吸动态平衡。解吸动态平衡。2、煤型气主要生气阶段和产率、煤型气主要生气阶段和产率 （1）褐煤至长焰煤阶段）褐煤至长焰煤阶段 生气生气38168m3/t，CO2占占7292%， 烃类烃类20%以甲烷为主，重烃气以甲烷为主，重烃气4% （2）长焰煤至焦煤阶段）长焰煤至焦煤阶段 生气生气168270m3/t，烃类气体迅速增加，占，烃类气体迅速增加，占7080%， CO2下降至下降至10%左右。烃类气体以左右。烃类气体以CH4为主，重烃可为主，重烃可 占占1020%，如壳质组含量多，则油

33、和湿气含量也多。，如壳质组含量多，则油和湿气含量也多。 （3）瘦煤至无烟煤阶段）瘦煤至无烟煤阶段 生气生气270422m3/t，烃类气体占，烃类气体占70%，其中，其中CH4占绝占绝对优势对优势(9799%)，几乎没有重烃。，几乎没有重烃。 煤类煤类产气量产气量m3/t吸附能力吸附能力m3/t褐煤褐煤3868 VE（3）围岩的透气性和厚度）围岩的透气性和厚度（4）构造样式及构造部位）构造样式及构造部位（5）埋藏深度与地温状态）埋藏深度与地温状态（6）水文地质条件）水文地质条件（7）岩浆岩）岩浆岩（8）演化历史）演化历史4 4、煤型气的鉴别标志、煤型气的鉴别标志 （1）相同成熟度）相同成熟度 Ro,max=0.502.5% 13C-30.0是煤型气，是煤型气， 13C -43%-55是油型气。是油型气。 （2）煤型气比油型气的甲烷同系物的同位素重）煤型气比油型气的甲烷同系物的同位素重 煤型气：煤型气：13C2 -25.1, 13C3-23.2 混合气：混合气： -