什么样的地质条件形成天然气

⑴ 天然气水合物成矿的构造地质因素

在全球范围内，主动大陆边缘和被动大陆边缘均发现有丰富的天然气水合物资源。在主动大陆边缘中，增生楔是水合物大规模发育的有利区域，由于板块的俯冲运动，随着俯冲带附近沉积物不断加厚，浅部富含有机质的物质被带到增生楔内；同时，由于构造的挤压作用，在俯冲带形成一系列叠瓦断层，增生楔内部压力得以释放，使得深部气体不断沿断层向上运移，这些活动均为天然气水合物的形成提供了较为充足的物质条件，在适宜的温-压条件下聚集形成天然气水合物矿藏（图3-1）。典型的代表有南设得兰海沟、智利西部边缘、秘鲁海沟、中美洲海槽、北加利福尼亚外海、俄勒冈滨外和温哥华岛外等海域。在被动大陆边缘中，断裂-褶皱系、底辟构造、海底重力流和滑塌体等地质构造环境与天然气水合物的形成与分布密切相关，典型的海区有布莱克海台、北卡罗来纳洋脊、墨西哥湾、挪威西部巴伦支海、印度西部陆缘和非洲西部岸外等。被动大陆边缘内巨厚沉积层的塑性物质流动、陆缘外侧火山活动及张裂作用，均可构成天然气水合物成矿的特殊环境。在布莱克海台、北卡罗来纳洋脊以及里海等海区水合物的形成与分布均与底辟作用关系甚密。

图3-1 主动陆缘增生楔内气体迁移与水合物BSR形成关系略图

一、主动陆缘构造环境（以增生楔为例）

增生楔又称俯冲杂岩或增生楔状体（accretionary Wedge or accretion prism），是主动陆缘的一个主要构造单元，当大洋板块、海沟中的物质在板块俯冲过程中被刮落下来，通过叠瓦状的逆冲断层或褶皱冲断等各种机制附加到上覆板块，沿海沟内壁构成复杂的地质体（金性春等，1995）。高精度的地震探测技术显示增生楔内广泛发育叠瓦状逆冲断层和褶皱，其结构类似于陆上的褶皱冲断带。俯冲增生的方式包括刮落作用和底侵作用。前者指俯冲板块上的沉积层沿基底滑脱面被刮落下来，通过叠瓦状冲断作用添加于上覆板块或已增生物质的前缘。底侵作用则是指俯冲物质从上覆板块与俯冲板块之间楔入，添加于上覆板块或增生楔的底部，导致增生楔逐渐加厚并抬升。随着地震探测技术的发展，在世界上绝大多数的增生楔中均发现有天然气水合物（表3-1）。

二、被动陆缘构造环境

（一）断裂-褶皱系

断裂-褶皱系也是天然气水合物赋存的有利场所之一。20世纪70年代末，美国地质调查所在美国东部大西洋的布莱克脊地区取得的高分辨率地震剖面显示该处为一褶皱构造，并且，脊部水合物稳定带（HSZ）之下沉积物中还发育有多条正断层，这些断层为天然气水合物向浅部运移提供了通道，而褶皱构造又能适时圈闭运移到浅部地层处的气体，形成水合物。地震资料同时显示：在BSR之上为一厚层“空白带”，该“空白带”从脊部到两侧逐渐减弱。由于断层的切割，BSR呈断续分布，脊部BSR较强，至两侧翼部BSR较弱。1983年DSDP76航次和1995年ODP164航次在该处实施的钻探中均曾获取水合物样品。

在北卡罗来纳洋脊也得到与布莱克脊特征相类似的地震剖面，BSR及其上部的厚层“空白带”清晰可见，海底以下0.5s出现双相位的强反射层，水深达3km。此外，在断层-褶皱系中发育天然气水合物的地区还有墨西哥湾路易斯安那陆坡及加勒比海南部陆坡等。

发现天然气水合物的褶皱-断裂系的地区有：布莱克脊地区、北卡罗来纳洋脊、墨西哥湾路易斯安那陆坡、加勒比海南部陆坡、南美东部海域亚马孙河海底扇、阿根廷盆地、沿印度西部被动大陆边缘下斜坡中部海隆区、极地区的波弗特海和挪威西北巴伦支海内的熊岛盆地。

（二）底辟构造或泥火山

底辟构造是在地质应力的驱使下，深部或层间的塑性物质（泥、盐）垂向流动，致使沉积盖层上拱或刺穿，侧向地层遭受牵引，在地震剖面上呈现出轮廓明显的反射中断。被动陆缘内巨厚沉积层塑性物质及高压流体、陆缘外侧火山活动及张裂作用使得该地区底辟构造发育，如美国东部大陆边缘南卡罗来纳的盐底辟构造、布莱克脊的泥底辟构造、非洲西海岸刚果扇北部的盐底辟构造、尼日尔陆坡三角洲小规模的底辟构造，以及里海的泥底辟及泥火山等。这些构造能引致构造侧翼或顶部的沉积层倾斜，便于流体排放，形成水合物。

表3-1 发现天然气水合物之增生楔列表

1996年，“Gelendk”号的TTR-6航次对位于Crimea大陆边缘（黑海北部）东南面的Sonokin海槽采样结果显示，5个含有泥质角砾岩的岩心中均观察到了气体水合物（表3-2），进一步证实了底辟构造与水合物的密切关系。

表3-2 TTR-6航次所采岩心的岩性成分与含气、含天然气水合物的对应关系

（三）滑塌构造

滑塌构造是指海底土体在重力作用下发生的一种杂乱构造活动。滑塌与滑坡性质相同。调查资料表明，巨型的滑塌体可达亿立方米数量级。滑塌构造一般表现为：①滑塌体曲型，滑动面清楚，崩塌谷呈“V”字型，谷底未被充填，表明为现代或正在进行的滑塌；②同一滑塌处有多期滑动，新老相叠而组成复合的滑塌体，形成一个滑坡地带；③滑塌体走向大致与陆架坡折带平行（刘以宣，1994）。

1998年，德国基尔大学海洋地质科学研究中心J.Mienert等为了研究水合物与滑塌构造之间的关系，在巴伦支海斯匹兹卑尔根地区应用高频海底地震仪，获得高频广角地震反射资料，该资料显示在海底之下0.25s出现一组斜切地层的强反射层BSR，而相邻的Storegga滑塌区于海底之下0.1s和0.35s处出现两组强反射层，构成双BSR结构，且浅层BSR与滑移面处于同一深度。综合分析认为该区水合物形成与深部断裂及浅地层处的滑塌构造关系密切。

在对黑海Sorokin海槽内的克里米亚大陆水合物的研究中也发现了大量滑塌体的存在。俄罗斯“R/V Gelendk”号在1996年进行的ANAXIPROBE/TTR-6航次调查中，在海底反射剖面中发现了一系列大而不规则的强反射性斑块，这些强反射区通常标志着沉积物的滑塌和移动。浅层剖面显示了一不规则、带有数个强反射波的海底地形及一可能的气体前锋。声呐图像上对应于剖面上的那些强反射波或气体前锋的散射不规则条带达到或接近海底，这表明了滑塌与气体饱和度之间的密切关系（M.K.Ivanov等，1998）。

⑵ 天然气埋藏的地质条件

褶皱构造
褶皱构造是组织成地壳的岩层，受构造力的强烈作用，使岩层形成一系列弯曲且未丧失连续性的构造。
简言之，岩石受力发生的弯曲就称为褶皱。

⑶ 石油与天然气地质学的形成和发展

石油与天然气地质学的产生、发展和不断完善始终与地质学的发展直接相关，同时与油气勘探实践紧密相随。1859 年埃·德雷克先生 ( Edwin Drake) 在美国宾夕法尼亚州首钻的油井，是近代油气勘探 ( 或工业) 的开始。在其后的最初年代，油气钻探只是选择在天然的油气苗或先期成功井附近，没有油气地质学理论的指导。

19 世纪中叶，加拿大的亨特 ( T. S. Hunt，1861) 、美国的怀特 ( I. C. White，1885)等先后提出了石油储集的 “背斜学说”，使油气探井选择开始有了地质理论的指导，是近代石油地质学的开始，至今仍然具有指导意义。

20 世纪初，1917 年美国石油地质学家协会 ( AAPG) 的成立和 AAPG 简报的出版，为石油地质学的诞生起了重要促进作用，而且至今仍是最大、最广泛、最活跃的专业学科的学术团体。埃蒙斯 ( Emmons，1921) 的 《石油地质学》专著，是标志着石油地质学科走上独立发展道路的里程碑。在随后的几十年间，几部有重要影响的石油地质学论著相继问世，包括前苏联古勃金 ( И. М. Губкин，1937) 院士的 《石油论》，布罗德 ( И. О.Брол) 的 《石油与天然气矿藏》 以及加拿大地质学家格索 ( W. C. Gussow，1954) 和前苏联学者拉宾 ( И. Либин，1959) 对 “差异聚集”原理的论述。1953 年美国学者莱复生( A. I. Levorsen) 的 《石油地质学》问世，这是一部总结性的、集石油地质学各领域之大成的著作，标志着现代石油地质学理论走向系统化。

20 世纪初 60 年代，欧、美一批石油地质和地球化学家，从干酪根天然热降解和热模拟实验两个途径获得相同的结果，使有机晚期生油说发展为具有独立证据的石油成因理论，为定量计算生油潜量提供了一种可靠的新方法，在此基础上逐步深入开展沉积埋藏史、热 ( 成熟) 史、生烃史、流体压力史、排烃史的研究，进而发展为盆地规模的成藏过程的数值模拟———盆地模拟。在这一进程中，蒂索和威尔特 ( B. P. Tissot ＆ D. H.Welte，1978，1982) 合著的 《石油形成和分布》、亨特 ( J. D. Hunt，1979) 著的 《石油地球化学和石油地质学》可以说是油气地质由定性向定量化过渡时期最有代表性的卓越著作。

1980 年出版的 AAPG 地质研究第十号专辑和 1987 年出版的 《沉积盆地中的烃类运移》论文集，标志着 “油气运移”已成为当时油气地质研究的焦点，也是油气资源定量评价和预测研究中最薄弱的环节。20 世纪 80 年代晚期以来，沉积盆地数值模拟成为当代油气地质学领域中发展迅速的又一个活跃的前沿热点，它是新地学思维与当代计算机技术相结合的产物。它能以某种逼真度定量地再现含油气盆地形成和演化的全部动力学过程以及与之伴随的成烃、排烃和运聚过程，并模拟这些过程的时间配置关系和瞬态变化，从而把油气地质学从静态的单因素的定性描述，提升到动态的、整体化的定量模拟。它为含油气盆地早期评价提供了有效途径。借助于地震剖面资料，可早期预测生烃时间、生烃门限、生烃潜力，模拟烃类运聚过程，尤其是对于那些尚未钻探过的远景区、地表条件艰难地区或边远地区，可以应用卫星遥感信息或机载雷达进行油藏类型和资源量的先期预测。鉴于油气盆地数值模拟技术在降低勘探风险，提高勘探成功率方面所带来的巨大效益，国际石油界和跨国公司都竞相将其列入优先发展的战略性研究领域。

1990 年美国南卡罗来纳大学教授莱尔歇 ( Ian Lerche) 和他的合作者们率先推出了专著 《用定量方法进行盆地分析》。油气盆地研究的核心问题都与油气运聚的定量化有关。1991 年由马贡和道 ( L. B. Magoon ＆ W. G. Dow，1991) 主编的 AAPG62 号专集 “含油气系统———从烃源到圈闭”出版，标志着 “含油气系统”概念形成，它同样也是油气地质定量化研究的一个重要组成部分。

新中国成立后，1951 年孟尔盛著 《石油地质学》; 1959 年梁布兴和潘钟祥主编 《石油地质学原理》; 其后北京石油学院和西北大学也编著和出版了相应教材，为我国培养一大批优秀油气地质专业人才起了重要作用。20 世纪 80 年代以来，是我国石油地质学理论高速发展时期，西北大学石油地质教研室主编的 《石油地质学》1979 年由地质出版社出版发行; 张万选、张厚福教授及其同事，先后于 1981 年、1989 年和 1999 年在石油工业出版社出版发行了三个版本的 《石油地质学》; 1983 年王尚文教授主编的 《中国石油地质学》在石油工业出版社出版发行; 潘钟祥教授主编的 《石油地质学》于 1986 年由地质出版社出版发行; 陈荣书主编的 《石油及天然气地质学》于 1994 年由中国地质大学出版社出版发行。这些教材和著作反映了国内外油气地质研究的阶段性进展，适应了我国油气工业快速发展的时代要求。

在石油地质学中，一般只是将天然气当作是生油过程中的伴生物，但随着天然气勘探的深入，人们发现了大量的工业性气藏。天然气的成因具有多样性，既有有机的油型伴生气、石油裂解气、生物成因气和煤成气，还有无机成因气。其运移聚集和保存条件也与油藏有差别。因此，20世纪80年代以来，有人主张将天然气地质学这一门新学科从石油地质学中独立出来(维索茨基，1982)。自20世纪70年代以来，国内外也出版了多部与天然气地质学有关的著作，其中，有陈荣书(1986，1989)、包茨(1988)和戴金星(1989)等，这些著作的出版发行无疑对推动这一学科的发展，起了重要的促进作用。

⑷ 地质取样天然气中含氮气和二氧化碳说明什么意思

天然气主要成分烷烃。
其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷；
此外专一般有硫化属氢、二氧化碳、氮和水气和少量一氧化碳及微量的稀有气体，如氦和氩等。

地质取样天然气中含氮气和二氧化碳，这两种物质，都是天然气里，含有的成分。

天然气在送到最终用户之前，为助于泄漏检测，还要用硫醇、四氢噻吩等来给天然气添加气味。

⑸ 天然气水化合物成因及地质意义怎么写

天然气水合物：由天然气和水这两种物质在低温高压条件下形成的类似冰状的固体物质，因其外貌极像冰雪，点火即燃，故称“可燃冰”。
成因：天然气水合物的形成条件主要包括物源条件和温压条件。物源条件要求有大量的天然气(主要是甲烷气)和水，；环境条件则要求低温和高压，一般需要低于10℃的温度和大于100个大气压的压力(水深1000米以下)。
有三种模式——低温冰冻模式、原地细菌生成模式和孔隙流体运移模式。
低温冰冻模式：这种模式通常发生在陆地上的冻土地区，由地下已存在的天然气矿床或含有饱和天然气的水在上升过程中受到冰冻发生相变而堆积形成天然气水合物的方式。这种方式就像先在冰箱冷冻室放一瓶水，然后接通电源制冷，水自然会转变成冰。
原地细菌生成模式：该模式主要发生在海底高沉积速率(高有机碳沉积)和微生物高生产率的地区，在水合物稳定带内微生物分解出的烃类气体就近形成水合物。
孔隙流体运移模式：此模式主要发生在俯冲带和高沉积速率区，这些地区由于地壳构造压缩变形或有沉积物的侧向压实作用，导致沉积物中有大量流体排放，含有甲烷(可以是微生物成因，也可以是热解成因)的孔隙流体在向上运移，在水合物稳定带内形成水合物。
地质意义：天然气水合物在碳循环中固定了大量的有机物，影响了整个生物圈。

⑹ 我们使用的煤、石油、天然气等是埋在地下的______经过漫长的地质年代形成的，称为______

煤、石油、天然气等是埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，是化石能源，故不可再生．
故本题答案为：动植物，不可再生能源．

⑺ 天然气水合物形成的地质条件

近年来，天然气水合物的研究主要集中在天然气水合物形成、分布和稳定性关键问题上，决定天然气水合物形成和分布的地质控制因素包括：①温压稳定性；②气源；③水源；④天然气的运；⑤储集岩。

(1)温压稳定性条件

天然气水合物形成需要一定的温度和压力。海洋中形成天然气水合物，通常要求水深在300～4000m，温度在2.5～25℃之间(Max et al.，1998)。根据Shipley(1982)关于天然气水合物形成的温度-压力数学模型(图8.5)，当地温度为5℃时，由甲烷气3.5%盐度的海水形成天然气水合物的压力需达4.3GPa以上(在同等温度条件下，由甲烷气和水或者由甲烷气和CO₂混合气体形成水合物所要求的压力稍低一些)，相当于海底430m深度的压力，随着深度增加，地层中的温度通常呈线性增加(3～10℃/100m)，而水合物的形成压力随温度增加呈对数增加，因而在大多数盆地中，压力增加远远不能满足这个要求。受自然界温度压力条件限制，天然气水合物只能赋存于高纬度常年冻土带、深海近海底的浅层沉积物中。

图8.6 从新鲜沉积物到变质带有机质的演化

热成因甲烷是在有机质热演化过程中生成的。在早成熟期间，热成因甲烷与其他烃类和非烃类气体一起生成，通常伴生有原油。在热演化程度最高时(图8.6)，干酪根、沥青和原油中的C-C键断裂，只有甲烷生成。成熟度随着温度升高而升高，每类烃都有最有利于其生成的热窗。甲烷主要是在150℃时生成(Tissot and Wejte，1978；Wiese and Kvenvolden，1993)。早期研究认为，天然气水合物中的甲烷主要来源于微生物源岩，资源评价过程中也就只关注微生物源岩。但最近在北阿拉斯加(Collett，2009)和加拿大(Dallimore and Collett，2005)的研究却表明，热成因源岩对于形成高丰度的天然气水合物聚集非常重要。

(3)水源

天然气水合物的形成显然需要大量的水。I型天然气水合物的理想气水比为8/46，而Ⅱ型天然气水合物的理想气水比为24/136。一般认为，海洋和陆地沉积物中的水非常丰富，但在一些特殊情况下，由于缺乏可利用的水也能阻止天然气水合物形成。深水环境中出气口等位置的气泡，可以通过厚层的天然气水合物稳定带，而不被捕获(Trahu et al.，2004)。气泡相天然气之所以能够穿越水合物稳定带，可能是因为起运移通道作朋的裂缝墙“镀”上了天然气水合物膜，气泡相天然气沿着水合物填充裂缝中的内部导管运移，并没有与自由水接触。在这个系统中，对水的排斥最终阻碍了天然气水合物的形成。北阿拉斯加的天然气水合物稳定带中就有含自由气的砂岩存在，即一个孤立的砂体在厚层泥岩地层中，被自由气充注而仅含有百分之几的束缚水(Collett，2004)。

⑻ 有天然气和石油的地质环境下是怎么样的

1、并不像你说的地下存在储存石油的“油海”，大家知道，岩石中存在许多孔隙和裂缝，而石油和天然气就是赋存在这些微小的孔隙和裂缝空间里的，而不是像地下油库一样直接抽取。石油的开采先是利用地层原始的地层压力让石油从井口喷出，即“自喷”，随着地层压力的下降再采用向地层中注入水的方法，将油气驱替出来。
2、天然气是经常和石油伴生的，也有不和石油伴生的。天然气的产状主要有气藏气，气顶气，溶解气和凝析气。你说的和石油混在一起的主要是指气顶气和溶解气。首先，气顶气是和石油并存的游离气，由于密度小因此位于油层的上方。而溶解气则是溶解在石油或地层水中的天然气，经开采到地面后，经油气分离即可。不管是哪种形式的气，只要地层封盖的条件好，钻井时保护好的话是不会存在漏气的情况的。
3、液化气的确是炼油的产品，但是成分和一般的天然气略有差别，液化气是在石油炼制过程中由多种低沸点气体组成的混合物，没有固定的组成。主要成分是丁烯、丙烯、丁烷和丙烷。而天然气的主要组分是甲烷。天然气并不是不可以像液化气一样罐装，若罐装的话首先要将天然气液化，这样既增加了成本，又不便于大量的运输。而采用管道运输的话就要方便的多了。
这些只是比较粗略的回答，谢谢对石油与天然气工业的关心。若想进一步了解的话，可以看一些这方面专业的书籍。
希望能帮到你！

⑼ 什么地质构造有利于储存和利用天然气

向斜是良好的储水构造。石油、天然气、地下水三者比较，天然气的密度最内小，石油次之，水的容密度最大，且向斜的岩层向下弯曲，适合密度大的水储存于地层中。
相反，背斜是良好的储油构造，由于水的密度重于石油和天然气，使得两者积聚于上层，而背斜向上弯曲，形成一个不易使石油和天然气散逸至空气中的“储油储气罐”。

⑽ 23．从地质条件看，下列说法正确的是（）A．①处是储藏天然气的良好构造B．②处可能形成沉积岩C．岩

A、①处是向斜构造，天然气一般储藏在背斜构造处，故不符合题意；
B、②专处岩浆侵入地壳之中冷属却凝固形成岩浆岩，故不符合题意；
C、①岩层形成后，②岩层侵入，发生变质形成④岩石，岩石形成的先后顺序可能是①②④，故不符合题意；
D、若修南北向的隧道，应选择在背斜处，⑥处岩层向上弯曲，为背斜，①处岩层向下弯曲，为向斜，⑥处构造好于①处，故正确．
故选：D．