生物气
一、浅层生物气的概念及分布
（一）生物气的概念
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他微量气体组分，它与未成熟至成熟阶段形成的热解气相比，在化学成分上，尤其是碳同位素成分上有明显的差异。生物气组分中CH4含量较高（任光明，1999）。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。生物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。
（二）资源概况
生物气具有巨大的经济价值，20年前估计生物气约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大、活动时间长，生物气储量比以前预计的要高。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，它们对天然气贡献也很大。我国经济发展和环境对洁净能源的需求都需要加大天然气的勘探开采力度，未来天然气勘探在很大程度上依赖于生物成因气的发现（张水昌等，2005）。
目前，在俄罗斯、美国、加拿大、德国、意大利和日本等数十个国家都发现了具有工业价值的生物气藏（表3-4），这些生物气都分布在第四系—白垩系中，普遍出现在浅部，既有纯生物甲烷气，也有与热成因气共生的混合气。中国已发现约30多个生物气藏，典型生物气分布区主要在江浙沿海、长江三角洲和柴达木盆地，在松辽盆地、内蒙古和滇黔粤桂地区的中小型盆地也发现有较为丰富的生物气，产层一般为第四系—古近系（主要是第四系）。
中国生物气预测可采资源量1×1012m3。柴达木盆地（三湖地区）发现5个气田，探明地质储量1432×108m3，资源量约1×1012m3；长江中下游超浅层显示万余处，发现8个浅层气田，探明储量6.5×108m3，资源量约（200～300）×108m3；莺—琼盆地已在一些工业气流井的浅层见显示，估计资源量约1.05×1012m3（张玉玮，2006）。
表3-5生物气成因类型划分（据李先奇等，2005）
*δ13C指样品中碳元素的重轻同位素比值与标准样品的该比值的相对偏差。
（三）控制因素
生物气生成是由几个关键性因素控制的。缺氧、贫硫酸盐、低温、富含有机质和适合的细菌活动空间是生物成因甲烷形成的必要条件。生物气生成与其所处的沉积环境、古气候、有机质类型和丰度、水介质性质、地质作用（包括构造沉降、沉积速率和海或湖平面变化）、沉积时间等众多因素密切相关，它们相互作用、相互制约，共同控制生物气的形成。
三、浅层生物气的利用
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100m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。
美国密歇根盆地中—上二叠统Antrim页岩中，在其成熟度较高的区域并没有获得高产热成因气，曾使地质学家对该地区的页岩气勘探产生过动摇，但在转向以浅层生物气为勘探目标后，成功地在该盆地边缘的页岩层中获得工业气流，从而增强了浅层生物气的勘探信心，目前该地区共有12000口生产井。在伊利诺伊州盆地，NewAlbany页岩天然气虽然为热成因和生物成因混和气，但由于有适宜微生物聚集与繁殖的环境，因此生物气在该地区天然气产量中占主导地位。在粉河盆地，虽然煤层没有达到一定的成熟度而不能生成热成因气，但煤层中所赋存的甲烷含量却很高，并且还实现了天然气的商业开发，究其原因主要是微生物参与了煤层中有机质的分解，从而生成大量生物气，这与著名的圣胡安盆地热成因煤层气明显不同，说明煤层与富有机质页岩在适当条件下可形成具有开采价值的非常规生物气藏（朱炎铭等，2013）。
我国对生物气研究及勘探工作重视不够，除柴达木盆地、浙江外，其他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他油气勘探或开发的副产品。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、浙江沿海平原、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—琼盆地和浙江沿海平原。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。
四、生物气的发展
长期以来由于人们对浅层生物气认识不足，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20世纪七八十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理和聚集条件，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。2002年3月在美国休斯敦召开的美国石油地质学家协会（AAPG）年会上，生物气的形成与分布、资源潜力以及生物气与热成因气的鉴别方法是会议讨论的重点议题之一。
我国对生物气系统研究及勘探工作起步较晚，除柴达木盆地第四系、浙江杭州湾地区第四系、云南古近—新近系小盆地外，其他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他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种类型天然气，即煤成气、碳酸盐岩气、湖相腐泥伴生气及高熟—过熟气、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1000多米深的生物气进行的研究，尽管这些研究成果也涉及深度小于200m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。
生物气作为一种潜在并且陆续被证实的重要烃类资源，已引起国际能源界的广泛注意，中国的生物气也必将大有所为。中国能源的紧缺已关系到国家的安全和国民经济建设的可持续发展，当前常规油气资源勘探难度越来越大，加强生物气勘探将是大势所趋且刻不容缓。因此，深入开展中国生物气研究，赶超国际先进水平，总结生物气形成机理与运聚成藏规律，探索生物气资源的评价与勘探方法，建立中国生物气地质理论，不仅有望带来像20世纪五六十年代“中国陆相生油”似的辉煌成果，也是当代能源工作者的神圣使命。
B. 生物气是沼气吗
生物气包含了沼气,但并不等同于沼气,他的范围较广.
通常所说的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的沼气.
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,但并不包括经历了生物氧化降解的天然气.