石油、天然氣在元素組成、結(jié)構(gòu)形式以及生成的原始材料和時(shí)序等方面,有其共性、親緣性,也有其特性、差異性。
在化學(xué)組成的特征上,天然氣分子量小(小于20),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,H/C原子比高(4~5),碳同位素的分餾作用顯著。石油的分子量大(75~275) ,結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜,H/C 原子比相對(duì)低(1.4~2.2),碳同位素的分餾作用比天然氣弱。
在物理性質(zhì)方面,天然氣基本是只含有極少量液態(tài)烴和水的單一氣相;石油則可包容氣、液、固三相而以液相為表征的混合物。天然氣密度比石油小得多,既易壓縮,又易膨脹。在標(biāo)準(zhǔn)條件下,天然氣粘度僅n×10-2~10-3mPa·s,而石油粘度為n~n×10-3mPa·s,相差幾個(gè)數(shù)量級(jí)。天然氣的擴(kuò)散能力和在水中的溶解度均大于石油。
在生成的條件方面,天然氣比石油寬。天然氣既有有機(jī)質(zhì)形成,也有深成無機(jī)形成;沉積環(huán)境以湖沼型為主;生氣母質(zhì)以腐殖型干酪根(Ⅲ型)為主,生成的溫度區(qū)間較寬,在淺部低溫下即開始生成生物氣;在中等深度(溫度多數(shù)在65~90℃)范圍內(nèi),發(fā)生的有機(jī)質(zhì)熱降解作用而大量生成石油的“液態(tài)窗”階段,也可伴之生成;在深部高溫條件下有機(jī)質(zhì)裂解則又主要是生成天然氣。天然氣對(duì)儲(chǔ)集層的要求也比石油要寬,一般巖石的孔隙度為10%~15%,滲透率在1×10-3~5×10-3μm2也可成藏。而由于天然氣的活潑性,則對(duì)蓋層的要求比石油嚴(yán)格得多。因此,天然氣分布的領(lǐng)域要比石油廣,產(chǎn)出的類型、貯集的形式也比石油多樣,既有與石油聚集形式相似的常規(guī)天然氣藏,如構(gòu)造、地層、巖性氣藏等,又可形成煤層氣、水封氣、氣水化合物以及致密砂巖、頁(yè)巖氣等非常規(guī)的天然氣藏。煤層既是生氣源巖又是儲(chǔ)集體的煤層氣藏已成為很現(xiàn)實(shí)的類型。
“世界上已探明的天然氣儲(chǔ)量中,約有90%都不與石油伴生,而是以純氣藏或凝析氣藏的形式出現(xiàn),形成含氣帶或含氣區(qū)。這說明天然氣地質(zhì)與石油地質(zhì)雖然有某些共同性,也有密切的聯(lián)系,但天然氣畢竟有它自身發(fā)生、發(fā)展、形成礦藏的地質(zhì)規(guī)律”(包茨,1988)。
由于天然氣具有的一些特性,因而在理論研究、資源評(píng)價(jià)以及勘探技術(shù)方法和開采方式上與石油也不盡相同,需要發(fā)展一些具有針對(duì)性的工作方法和技術(shù)系列,以適應(yīng)今后將不斷擴(kuò)大的天然氣資源開發(fā)的需要。