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2012年12月11日11:35 | 中国发展门户网 www.chinagate.cn | 给编辑写信 字号：T|T

石油和天然气

对石油这个名字，大家都熟悉，但究竟什么是石油？回答恐怕就不那么确切了。对于这个问题，这里不妨用一句话来表达，那就是，石油是在地下岩石中生成的、液态的、以碳氢化合物为主要成分的可燃性矿产。

顾名思义，石油形成于地下，有多深？几百以至几千米。它经历了数百万年甚至几亿年的演化过程，不同年代的石油生成地质环境不同，生成石油的物理性质也不同。不同油田所产石油的密度、粘度、熔点、初馏点都不相同。

原油的物理性质最直观的就是丰富多彩的颜色，有浅至深有白色、褐色、黑绿色和黑色。我们常见的石油一般都是黑色的，颜色的深浅与其中含有的非烃类物质的多少有关，含量愈高则颜色愈深。

石油是一种复杂的天然有机物，主要成分是碳（C）和氢（H），碳含量一般为80％－88％，氢为10％－14％，同时含有少量的氧（O）、硫（S）、氮（N）等元素。有这些元素组成的化合物称烃类化合物。天然气也是以碳氢化合物为主要成分，以气体状态从地下岩石中来到地面的。与石油一样，天然气所含烃类主要是烷烃（饱和烃）。一般含1－4个碳的烷烃从气体状态被称为天然气；含5－10个碳的烷烃为液体状态，就是石油；含17个以上碳的烷烃为固体状态，如石蜡、沥青等。

石油、天然气的来源

对石油、天然气（以下简称油气）生成的来源，科学家主要有两种观点：一种认为是生物死亡后转变成的，及有机生成学说。另一种是无机生成学说，认为石油天然气来源于无机物的合成。有机生成学说观点的依据是：几乎所有的油田都是在沉积岩中发现的，而沉积岩中可以见到丰富的生物遗迹（如化石等）；通过实验，生物体中三大组成部分的蛋白质、碳水化合物、脂肪在一定条件下可以形成与石油中碳氢化合物类似的物质；在石油中发现的血红素和叶绿素等有机物质，前者是来自动物的血液，后者则来自植物的叶绿素。石油是生物死亡后转变而成的观点所提出的理由是如此之多，并且比较充分，使有机生成学说得到大多数人的认同，现在油气生成的研究方法和内容都是建立在这种观点的基础上的。

虽然有机学说占了绝对优势，但在有机层油的大前提下，还存在着是海洋生物生成石油，还是陆上河流、湖泊中生物生成石油的争论。现实中，中东地区的沙特、科威特等国家的大油田都是海相地层生油，而我们国家的打多数油田则是陆相地层生油。

早在10多亿年前，地球上就出现了生物，随着历史的发展，生物的数量和种类越来越多，生物大量地繁殖和死亡，其中一个藻类植物在适宜的条件下，8天内就可以繁殖到1036个后代，重量可以达到1.4×1017吨。大量的生物，主要是海洋和湖泊中的浮游生物，在它们死后一部分有机质被氧化变成二氧化碳逸散掉了，一部分则随作泥沙沉积下来，成为生成油气的物质来源。

石油、天然气的生成条件

生成石油的基础条件是沉积物中存在大量的有机物，水是有机物运移的动力，泥沙和有机物在水的携带下，从高处往低处流动，寻找一个“沉积地”，就是寻找一个低洼地带。这种低洼地带，根据它的规模大小，分别被称为盆地、坳陷、凹陷等，但这种低洼地形不是固定不变的，在各个地质历史时期中随着地壳的运动继续下沉或上升。若能继续下沉，则保持低洼的地形，可以继续接受沉积物，使地层厚度不断增大；若随着地壳运动上升，则低洼幅度就逐渐变小，接受沉淀物就少；如果继续上升至水面上，则有几质就不再沉积，早先沉积的有机质也暴露在氧气中，会被风化剥蚀掉。

虽然低洼地带不断下降对有机质的沉积有利，但也不是绝对的，如果地壳下沉速度大于沉积物沉积速度，就会使洼地内水的深度相对增大，使有机质下沉到水底的距离变长，沉积物受水中氧作用时间也就增长了，有机质被氧化的机会增多了。有了丰富的有机质沉积，还是不能生成石油，还必须具备缺氧环境、温度、压力、时间、催化剂等因素。缺氧环境就是没有氧气或者氧气少的环境，如果有氧气存在，有机物就会被氧化生成二氧化碳和水。温度也是有机质向石油转化的重要条件，达到一定温度，有机质才能大量向石油转化，一般最适宜有机质转化的温度范围为60?C-210?C。有机质生成石油的速度很慢，所需的时间以百万年计，一般来说，温度越高，有机质转化成石油所需的时间越短。

地层的温度与地层深度有关系，地层越深则离地核越近，温度越高，利于有机质在一定的温度下生油，这也可以说是在一定的深度下利于生油。地层的深度越深，不光温度升高，而且压力增大，对生成石油也有利。细菌和粘土岩中的粘土矿物是加速有机质生成石油的催化剂，含有这种粘土矿物的地层也有利于石油的生成。

天然气虽然在组成上与石油一样，都是以碳氢化合物为主要成分，但它的生成条件要比石油更为多样化。石油要达到一定深度才能大量生成，而天然气从浅到深都能生成。

天然气根据其生成条件，大致可以分为以下几种类型：生物气－现代沉积淤泥中，有机质在细菌作用下，生成以甲烷为主的天然气。例如在一些和沟中生成的沼气。油型气－有机质进入生成石油深度以后，除大量地生成石油外，同时伴随着生成天然气。随着埋藏深度的不断增加，石油受高压、高温影响，强烈分解，生成天然气。煤型气－含有煤层的沉积岩层叫做煤系地层，煤型气是指煤系地层在时间和温度的作用下生成的天然气，其主要成分也是甲烷。无机成因气－在岩浆和岩石变质作用下生成的气体，如二氧化碳、甲烷。

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