| 词条 | 生物气 |
| 释义 | 生物气是在低温条件下通过厌氧微生物分解有机物而生成的，以甲烷为主，含部分二氧化碳及少量氮气和其它微量气体组分。广义的生物气指在微生物作用下生成的所有天然气，包括原生生物气和表生菌解气，不包括经历了生物氧化降解的天然气。通常出现在较浅的未成熟沉积物中，它们在地史过程中对碳循环起重要作用，大气中约80%～90%的甲烷为生物气，是温室效应的主要来源。 基本信息拼音：shēng wù qì 中文名称：生物气，也称生物质气 英文名称：biogas 生物气的成因生物气的形成途径主要有乙酸发酵和二氧化碳还原两种。沉积物中氧化剂的性质决定了反应过程，如果有游离氧存在，则以有氧分解为主，之后硝酸盐还原起主要作用，接着金属氧化物（MnO2和Fe2O3）成为主要氧化剂，随后进入硫酸盐还原带，最后进入产甲烷菌还原带，由各种微生物分解出的单分子化合物被产甲烷菌还原形成甲烷。由于沉积物中氧化剂的局限，有机质分解的主要反应是硫酸盐还原和甲烷形成。 生物气的经济意义生物气的经济意义也相当明显。20年前的估计显示它占全球天然气资源的20%。近年来随深部生物圈研究程度的不断深入，发现微生物赋存深度可以很大，微生物活动持续时间很长，生物气储量比以前的预计要高。另外，除近代沉积物外，煤、富有机质页岩和原油生物降解均能形成大量生物气。它们对天然气生产也能作很大贡献。经济发展和环境对洁净能源需求都需要天然气，随常规油气资源的逐渐枯竭，未来天然气勘探在很大程度上依赖于生物气的发现。 生物气地球化学特征鉴别生物气最有用的特征是它的化学成分和同位素组成。甲烷与乙烷及其以上烃的比值常常同甲烷的δ13C值一起来区分生物气与热解气。不同源，不同运移路径的天然气以及遭受细菌氧化的热解气混合可以使其组成和同位素数据发生显著的变化，在一个封闭的储集系统中，通过CO2减少而生成的生物气与热解气有着相似的δ13C值。两者重叠的程度取决于遭受细菌作用而减少的CO2的δ13C值。目前，国内外大多数学者认为，生物气中甲烷含量在90 %以上，乙烷以上的重烃含量微弱，并含少量N2和CO2，生物气δ13C1值一般小于- 55‰最小可到-110‰，生物气富含轻碳同位素12C，这是厌氧微生物在甲烷生成时引起的分馏作用造成的。甲烷氢同位素值为- 190‰可作为区别陆相生物气( - 190‰)的鉴别标准。 生物气勘探研究现状长期以来，由于人们对生物气认识不足，认为其虽易在浅层沉积物中生成，但也易于散失，难以大量聚集成藏，经济效益低，不能与深层大气田相比，因此，国内外虽有发现，但也没有引起人们的足够重视。直到上世纪70～80年代，石油价格的不断上升及勘探技术的提高，使生物气藏的勘探开发呈现出投资少，见效快的特点，并逐渐引起人们的重视.国外相继发表了一些论文，从微生物学基础和地质地球化学特征方面，论述了生物气的生成机和聚集条件，探讨了生物气的鉴别标志和远景储量。20世纪90年代，人们对海洋沉积物中的气体成因，甲烷形成的微生物作用过程，气体地球化学特征，气体形成途径，气体运移特征和检测手段，成藏基本条件等给予更多注意。由于生物气分布广泛，埋藏浅，依据现有技术手段在地质上可以预测，国外已将其列为研究和勘探的重要对象。世界范围内存在众多的白垩纪，古近纪和新近纪生物气藏，最重要的生产区是西西伯利亚地区。埋藏较浅的全新世沉积物中的生物气也得到了一些地质学家的关注。然而，把分布在全新世沉积物中，埋深小于100 m的生物气作为单独勘探开发对象，运用系统的有针对性的技术，并发现了具工业性或商业性生物气田，获得一定经济效益的勘探工作还不多见。 我国对生物气研究及勘探工作重视够，除柴达木盆地，浙江外，其它地区并未开展过针对生物气的系统勘探工作。国内已发现的生物气多是其它油气勘探或开发的副产品。20世纪80年代我国对生物气进行了初步探讨，分析了生物气形成途径，鉴别标志，生成和聚集的控制因素等方面的问题，“七五”至“八五”期间，生物气的研究纳入国家科技攻关项目，主要从沉积学，地球化学，微生物学和天然气地质学方面，论述生物气的生成机理，形成和富集条件，地球化学特征和鉴别标志等，取得了丰硕的成果，这一切对我国生物气勘探和成藏理论研究有着重要的意义。我国于1990年对全国30多个盆地和12个海相沉积区块的4种类型气，即煤成气，碳酸盐岩气，湖相腐泥伴生气及高熟—过熟气和生物气，采用统一的原则和方法—气发生率法，分别计算了其资源量。但这些大都是针对1 000多米深的生物气研究，尽管这些研究成果也涉及深度小于200 m的生物气主要表现在生物气的模拟实验过程中，然而其研究程度比较低，也不系统。目前对国内第四纪生物气进行较为系统研究地区的有柴达木盆地东部，浙江沿海原，长江三角洲，莺—琼盆地和洞庭湖盆地，其中具工业或商业产能的是柴达木盆地东部，莺—琼盆地和浙江海平原。云南昆明盆地新近纪—第四纪生物气也具有一定的开发前景。最近有人对松辽盆地大庆长垣以西和滨州线以北地区第四系进行研究后，认为该地区具有形成生物气藏的有利条件，可以组成多个生储盖组合，有利于生物气聚集成藏。 世界生物气藏的分布生物气埋藏浅，分布广泛，在加拿大、德国、意大利、西班牙、日本、前苏联、美国、中国等数十个国家都发现了具工业价值的生物气藏，生物气藏是非常规气藏的一种类型(Shurr and Ridgley ，2002)，世界上发现的天然气储量中20 %以上属于非常规生物气，甚至可达到2 5 %～3 0 %.在美国，波兰和意大利存在不少生物气藏，其中墨西哥湾和阿拉斯加的库克湾是最重要的生物气田区(Shurr and Ridg2ley ，2002).西西伯利亚盆地具有占世界储量1/ 3的巨大天然气资源，是生物气和热解气的混合气.非常规生物气藏一般存在于三角洲大陆架和陆相等环境中，储层时代主要为白垩纪，古近纪，新近纪和第四纪，最老的是美国密执安盆地的中—晚泥盆世Ant rim页岩和阿巴拉契亚盆地泥盆纪页岩的生物气，生物气藏的埋藏深度可以从几十米到上千米，一般小于1 500 m。就生物气储量而言，白垩纪储层的储量最丰富，古近纪，新近纪次之，第四纪生物气藏的规模一般较小。 我国生物气藏的远景根据冯福等人(1995)计算，我国生物气资源量约为2166×1012m3，这表明我国生物气具有良好的勘探前景。在我国东部各中，新生代盆地中，第四系和新近系沉积厚度达1 000～2 000 m ，先后都钻遇了生物气。如松辽盆地近30年的油气勘探开发，水文地质钻孔和民用水井施工中，在0～1 000 m深度范围内陆续发现了很多天然气藏和天然气显示，层位上也分布在第四系和新近系的大安组，第四系埋藏深度在57～82 m ，与杭州湾两岸的浅层生物气藏埋深基本一致;大安组埋深相对较深，为134～238 m。研究表明这些天然气绝大多数属于生物甲烷气。实际生产生活中也时常出现生物气显示，比如在齐家，萨西地区村民打水井过程中，常常见到逸出的气体，其遇火可燃;水文地质队在林甸地区打浅井时曾有天然气喷出。在渤海湾盆地和济阳坳陷也都有生物气的发现。我国西部各含油气盆地，一般都具有形成像柴达木盆地生物气藏的地质条件，因此，也有良好的 勘探前景。我国东南沿海三角洲平原第四纪生物气的生气量达到6 000×108m3左右，按5 %估算资源量为300×108m3，其中，杭州湾地区晚第四纪总生气量约为2 445127×108m3，资源量约为122×108m3。古黄河口，古长江口，古钱塘江口，古珠江口等三角洲平原可以形成一些小型的生物气藏。我国黄海，东海和南海海域第四纪和新近纪都有一定厚度的沉积，也具有一定的勘探开发前景。 |
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