高含硫化氢天然气的成因

目前国内外普遍认为含油气盆地中高浓度的硫化氢气体主要是生物成因的或热化学成因的.热化学成因主要指硫酸盐因热化学作用还原生成硫化氢（TSR）,即硫酸盐矿物与有机质（以C代表）或烃类（以艺CH代表）作用,硫酸盐被还原生成硫化氢,气态烃被氧化形成二氧化碳气体.硫化氢生物成因的主要作用是异化还原作用,由硫酸盐还原菌通过对硫酸盐的异化还原代谢过程而实现.在该过程中,硫酸盐还原菌通过厌氧呼吸只将一小部分代谢的硫结合进细胞中,大部分硫以类似氧被需氧生物（另一种属的硫酸盐还原菌）所吸收那样来完成能量代谢过程.不同种属的硫酸盐还原菌的生物化学作用过程不同,一些菌种对有机质的分解产物可能会成为另一些菌种所需的营养,使C和名CH被硫酸盐还原菌吸收转化的效率提高,从而产生硫化氢.这种将硫酸盐还原生成硫化氢的方式又被称为微生物硫酸盐还原作用（BSR）.

BSR和TSR作用都可产生硫化物（硫化氢、元素硫、黄铁矿及闪锌矿等）和沥青,都属于烃类的硫酸盐还原作用,且其发生的温度范围重叠,同时地层中都要有硫酸盐（石膏）存在（厚度不一定很大）,因此成因类型不易区分.多数学者认为,TSR一般发生在80-100℃至150x180℃的高温成岩环境中,对应的镜质体反射率为1.O%-4.O%,埋藏深度为2000-6000m;而BSR一般发生在0℃至60-80℃的低温成岩环境中,对应的镜质体反射率为0.2%一0.3%.尽管实例与理论研究都显示TSR在深层的高温成岩环境中是普遍现象,但对深层环境下TSR的认识仍处于起步阶段.BSR多发生于不整合面附近及浅层,但已有资料表明BSR可发生在95℃以上的环境中,其作用的温度范围目前仍存在较大争议.上述简单划分BSR和TSR作用的温度区间可能反映低温条件有利于发生BSR作用,高温条件下TSR作用更普遍.另外,多数学者认为BSR作用生成的HZS气体含量低于5%,而TSR作用生成的HZS气体含量高于10%;但HzS气体的含量受Fe,Cu,Ni,Co,Pb,Zn等重金属元素分布的影响较大,特别是含铁矿物与HZS相遇时会立刻发生反应,生成金属硫化物,从而消耗HZS.因此硫化氢浓度不是划分成因类型可靠的标志.区分BSR和TSR作用的主要依据是反应产物硫同位素分布特征,成岩体系特点可作为参考.