煤成油

煤層和含煤岩系其它岩石中的有機質在煤化作用過程中生成的液態烴(石油原油)，其成分為多種烷烴、環烷烴和芳香烴的複雜混合物。它在特定的地質條件下可部分從煤層和含煤岩系烴源岩中排驅並儲集成藏。

基本介紹

• 中文名：煤成油
• 外文名：oil from coal 
• 學科：煤地質學
• 組成特徵：飽和烴含量高，非烴質含量低
• 實質：液態烴
• 作用：一定條件下聚集成藏

世界煤成油工業油藏及油苗

自20世紀50年代以來，在中國和澳大利亞、印度尼西亞、加拿大、奈及利亞等國，都有煤成油的油苗及工業油藏發現。①中國在五六十年代發現的鄂爾多斯盆地西緣石炭二疊紀鴛鴦湖油田，四川西部晚三疊世中壩油氣田，柴達木盆地侏羅紀冷湖油田，天山南、北侏羅紀齊古油田和伊奇克里克油田，吐魯番盆地侏羅紀七克台油田和勝金台油田等，雖然規模都比較小，但都具有煤成油油苗。在東北地區侏羅紀、第三紀含煤岩系以及浙江長廣煤礦，也都發現油氣苗和重要線索。1989年以來，又在吐魯番—哈密盆地發現了一批侏羅紀油氣田，也見有煤成油油苗。②在澳大利亞南部吉普斯蘭盆地晚白堊世至第三紀拉特羅布組含煤岩系中發現了30億桶煤成油。據研究，其生油母質是由針葉植物所提供的角質體、孢子體、樹脂體和木栓質體等富氫殼質組，原油含蠟量達8%～27%以上。③印度尼西亞馬哈卡姆第三紀三角洲油田，其生油岩即系海岸平原沉積的煤和頁岩;其生油母質為鏡質組和穩定組。另外，庫珀盆地侏羅紀含煤岩系也有煤成油發現。④加拿大西北部的馬更些三角洲油田，其生油母質主要是樹脂體，原油富含環狀二萜類化合物和芳烴化合物，後者含量高達25%～60%。另外，從肯齊盆地也找到了煤成油工業油藏。⑤奈及利亞南部尼日三角洲油田油源岩亦為煤層及含煤岩系。

隨著一系列煤成油工業油藏及油苗的發現，煤成油問題引起了世界各國的關注，普遍加強了對這一領域的理論研究，使煤成油資源的基礎研究和勘探開發有了重大進展。

組成特徵

①飽和烴含量高，非烴、瀝青質含量低。②芳烴含量高，一般大於16%，最高可達40%～60%，高於腐泥型油源岩生成的石油原油。③含蠟量高。富含C₂₇至C₃₃含蠟組分。④含有很多姥鮫烷Pr，它與植烷Ph的比值Pr/Ph一般大於3，具有明顯的姥鮫烷優勢。⑤具有豐富的陸源二萜烷、倍半萜烷和陸源三萜烷。⑥穩定碳同位素C相對富集。中國煤的δC值範圍為-21.5‰～27.6‰，平均為-24.465‰。

類型

按組成特徵，煤成油可劃分為凝析油、低蠟原油和高蠟原油三類。

凝析油主要由低分子烴類化合物組成，高分子量的甾萜類生物標誌物含量甚低或難以檢測。它為淺色輕質原油，經濟價值很高。中國四川、華北、西北等地某些煤成氣氣田及油田的天然氣中，均含凝析油。

低蠟原油正烷烴含量低，芳烴含量較高，含氧、氮、硫雜原子的瀝青組分的含量也低。加拿大馬更些盆地的煤成油即為低蠟原油。

高蠟原油含蠟量超過5%的原油，屬於鏈烷烴石油。澳大利亞吉波斯蘭盆地和印度尼西亞馬哈卡姆三角洲的陸相原油，都具有高蠟性質。中國的原油常含高蠟。成熟度較低的原油，含有C₂₇至C₃₃蠟質組分，而成熟度高的原油，這一特徵則不明顯。

生成機理

包括油源岩、生油母質、生油地質熱力條件等。

油源岩又稱生油岩，能生成並提供具有工業價值石油的岩石，包括富集富氫顯微組分和熱演化程度達到生油成熟度的煤和含煤岩系中的碳質岩。

生油母質生成石油的原始質料，煤成油的生油母質主要是煤或碳質岩中的樹脂體、角質體、孢子體、木栓質體、藻類體、富氫基質體等富氫穩定組及殼質組。其中所含顯微組分的類別和數量，直接影響生油潛量和質量。①主要由高等植物的木質素、纖維素在弱氧化一還原條件下經凝膠化作用和生物地球化學作用轉變而成的結構鏡質體、均質鏡質體、基質鏡質體、鏡屑體等鏡質組顯微組分組，含氫量較低，雖具生烴能力，但主要是煤成氣的生氣母質，而富氫的基質鏡質體可成為生油母質。②主要由高等植物的殼皮、類酯、孢子花粉等轉變而成的木栓質體、角質體、孢子體、樹脂體、殼屑體以及煤化作用中次生的滲出體等穩定組顯微組分組，富氫，生烴能力強，是煤成烴，特別是煤成油的重要生油母質;其中，滲出體是煤成烴和油氣運移的標誌之一。③主要由高等植物的木質素、纖維素在強氧化條件下經絲炭化作用轉變而成的絲質體、粗粒體、微粒體、惰屑體等惰性組顯微組分組，貧氫，富氧，富碳，生烴能力最差，且只能生成氣態烴，是煤成氣的生氣母質。

生油地質熱力條件煤和含煤岩系中的有機質，在煤化作用過程中受溫度、壓力、時間三大作用因素的影響程度不同，對溫度最為敏感(見煤化作用、鏡質組反射率)。煤和煤系中有機質開始生油時所需的溫度，稱生油門限，又稱門限溫度;而大量生成並保存液態烴時的溫度，則稱液態窗。據普西(Pusey)研究，液態烴開始大量生成的溫度是150℉ (65.6℃)，低於這一溫度時，有機質主要生成生物成因型天然氣;當溫度超過300℉(148.9℃)時，已生成的液態烴將受到破壞，變成熱裂解型天然氣; 只有150～300℉ (65.6～148.9℃) 這個溫度範圍才符合有機質生油的熱力條件。不同的生油母質，具有不同的生油門限和液態窗範圍。一般，樹脂體的生油門限低於角質體和孢子體的生油門限。