简答

论述沉积环境的物理及化学参数对有机质的控制作用

答：物理参数:1.水流流速2.水体深度与浪基面深度及其对有机质沉积的影响3.沉积速率与沉降速率及其对有机质沉积的影响

化学参数：1.氧化-还原电位2.酸碱度3.盐度4.温度

生物参数：1.提供有机质来源2.改变沉积环境3.加速沉积过程4.消耗，改造有机质

海洋环境的有机质沉积特征

①积场所大

②远洋水域有机质来源是单一的，近陆水域是混合的

③有机质的有利沉积条件：表层生物高产、下层缺氧还原，持续较快沉积、絮凝作用加速沉积

④高能滨岸带不利于有机质沉积和保存

⑤大陆架是海洋内有机质的主要沉积区

⑥远洋盆地是生物钙质、硅质丰富沉积区和有机质贫乏沉积区沉积场所巨大

过渡环境的有机质沉积特征

①有机质来源具有二元性或多重性

②低能缓流的还原环境有利于有机质沉积

③干旱泻湖环境，富含有机质的泥岩常与蒸发岩组成旋回

④过渡带以陆相淡水与海相咸水环境交替为特征，使有机质生物来源更复杂

湖泊环境的有机质沉积特征

①有机质来源具有二元和多方向性

②营养型湖的浪基面以下的还原环境是有机质的富集区

③湖泊环境差异大，沉积有机质也有较大差异

④营养型淡水湖泊的较深—深湖及前三角洲亚环境沉积富有机质泥岩，可形成碎屑—粘土岩旋回

⑤盐湖中富含有机质的油页岩、泥岩可与蒸发岩形成旋回

⑥单断式“箕状”断陷不对称盆地，有机质的分布亦呈不对称展布

沼泽环境的有机质沉积特征

①有机质来源具有原地单一性

②温和潮湿气候和长期停滞的水体有利于沼泽发育和沼泽泥炭沉积

③沼泽沉积的有机质丰度高，但类型单一

④沼泽煤系可与湖泊、泻湖生油层系在剖面上交替出现

干酪根的元素分类

①Ⅰ型干酪根：H/C原子比一般大于1.5，O/C原子比一般小于0.1，主要来源于藻类和微生物的脂类化合物，以生油为主

②Ⅱ干酪根：H/C原子比1.0～1.5，O/C原子0.1 ～0.2，主要来源于浮游动、植物和微生物，既能生油，也能生气

③Ⅲ干酪根：H/C原子比一般小于1.0，O/C原子比可达0.2或0.3，来源于陆地植物的木质素、纤维素等，以成气为主

④Ⅳ干酪根：H/C原子比约0.5 ～0.6，O/C原子比大于0.3，为残余有机质或再循环有机质，其生烃能力极低

优点：采用的是原子比参数，反映干酪根总体的元素组成及其性质，对确定干酪根的类型和生油潜力是有意义的。

不足：该分类方法受有机质演化程度的影响，从Van Krevelen图上可看出：各类型干酪根随埋深增加、温度升高而发生演化，其H/C、O/C原子比逐渐趋于接近，因而在干酪根成熟度

较高的情况下用此法分类较困难。另一方面，相同类型干酪根，因受近地表风化的影响，其O/C原子比有较大增加，H/C原子比稍下降。。

干酪根的显微组成分类

目前国内普遍通行的分类方法是根据干酪根类型指数——TI值来进行分类，具体办法是用鉴定的各组分百分含量计算TI值

优点：能通过干酪根的形态、颜色、透明度、荧光等特征，直接观察干酪根，确定干酪根的显微组分，具有直观、快速、经济、简单等优点，应用也较广泛，适用于有机质的各个演化阶段。

不足：观察到的只是一个样品中干酪根的很少一部分，而具有形态的干酪根，包括一些动、植物微化石和碎屑，如藻、孢子等，又只代表干酪根显微组分的一小部分。完整的微化石很少，大部分为无定形干酪根，没有确定的形态和结构，无法根据光学性质加以鉴定。

各类干酪根的显微组分特征

1)Ⅰ型干酪根：主要是藻质体、藻屑体、腐泥无定形体，少量细菌残体。

2) Ⅱ型干酪根：主要是腐泥无定形体、稳定碎屑树脂体，少量藻质体、团块镜质体、腐泥质体、基质镜质体。

3) Ⅲ型干酪根：主要是镜质组，少量树脂体、惰质组、孢子体。

4) Ⅳ型干酪根：主要是惰质组，少量镜质组。

简述不同类型干酪根的成油成气特征。

①不同类型干酪根或生油岩生油门限先后顺序不同，生油主峰的先后顺序是Ⅱ2、Ⅲ、Ⅱ1和I型干酪根。

②不同类型干酪根的最大产烃率不相同，其中I型＞Ⅱ1型＞Ⅱ2型＞Ⅲ型，I和Ⅱ1型的最大生烃强度位置在生油主峰附近，而Ⅱ2和Ⅲ型的最大生烃强度位置在干气阶段。

③不同类型干酪根产物中油气比例不同，其中I 型和Ⅱ1型油多气少，Ⅱ2型和Ⅲ型，气多油少。

干酪根在深成阶段的演化特征

（1）在125℃以前，在60～125℃温度范围内，干酪根由于受热而大量裂解生成烃类。此时表现为可溶有机质数量迅速增加，生成的C15～C40的烃类，约占全部烃类生成总量的80～90％左右。沉积有机质处于成熟状态，生成的主要产物为液态烃，即石油。

（2）当温度大于125℃时，即在125—200℃温度范围内，此时将发生强裂的热裂解反应，它不仅可促使干酪根上较短的侧链脱落，同时也可使原先生成的较长链烃的碳—碳键发生断裂，形成的轻质烃往往优于从干酪根上各种键断裂产生的烃，出现了以湿气和凝析油为主的阶段，即沉积有机质的过成熟阶段。在这一温度范围内，C1一C3烃的含量相对增加，其它较高碳数的烃含量则相对下降。

各类干酪根与油气关系

1)Ⅰ型干酪根：H/C原子比一般大于1.5，O/C原子比一般小于0.1，主要来源于藻类和微生物的脂类化合物，以生油为主。

2) Ⅱ型干酪根：H/C原子比1.0~1.5，O/C原子0.1~0.2，主要来源于浮游动、植物和微生物，既能生油，也能生气。

3) Ⅲ型干酪根：H/C原子比一般小于1.0，O/C原子比可达0.2或0.3，来源于陆地植物的木质素、纤维素等，以成气为主。

4) Ⅳ型干酪根：H/C原子比约0.5~0.6，O/C原子比大于0.3，为残余有机质或再循环有机质，其生烃能力极低。

在干酪根的演化过程中，温度起什么样的作用?时间起什么样的作用?温度与时间的关系如何？

答：温度的影响是呈指数关系，时间的影响是呈线性关系，温度的影响是主要的，时间的影响是第二位的，温度和时间的关系是互补关系。

影响油气生成的主要因素（促使石油和天然气生成的动力有哪些？）

1)温度是油气生成的主要控制因素：干酪根开始大量裂解成油只是在地壳中提供的热能达到反应所需的活化能时才能发生，油气开始大量生成时需要一定的地层温度。

2) 温度和时间的综合效应：在石油生成过程中，时间和温度存在着补偿关系，门限温度不仅取决于古地温，还取决于烃源岩的地质时代，即该温度下的时间间隔。当干酪根类型相同时，烃源岩时代越新，门限温度就越高，反之，烃源岩层越老，其门限温度就越低。

3) 压力作用：压力升高对生油岩中的干酪根的热解有阻滞作用，在相同温度下增加反应压力，实验样品的镜煤反射率降低，导致凝析油烷烃峰态趋向于正常油峰态变化。

4) 矿物基质的影响：主要表现在催化和吸附作用两个方面。

根据油气生成机理和产物特征，可以把有机质生油过程划分为哪几个阶段？（干酪根的一般生烃模式）（油气生成的一般模式）

1) 成岩作用阶段/生物甲烷气阶段：包括从生物被埋藏，到经生物化学解聚及缩聚作用等作用形成黄腐酸和腐黑物，最终形成多聚集的干酪根这一过程。主要产物：甲烷和低成熟油。干酪根中结构不稳定的最先脱落下来，在有利的保存条件下可形成生物油藏，在不利条件会影响下一阶段的存储。

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2)深成阶段作用/石油形成阶段：分为生油主带、凝析油和湿气带。a) 生油主带：当达到门限值时，干酪根便在热催化下大量降解形成液态烃及一定量的气体，是生油的主要阶段。主要产物：液态石油和伴生气。b) 凝析油和湿气带：在高温下，剩余的干酪根和已经形成的重烃继续热裂解，轻烃（C1~C8）比例迅速增加，发生逆蒸发，反溶解于气态烃中，形成凝析气和更富含气态烃的湿气。主要产物：凝析油和凝析气。

3) 准变质作用/热裂解甲烷气阶段：经过深成阶段，干酪根已不再具有形成长链液态烃的能力。残余的少量烷基链、已经形成的轻质液态烃在高温下继续裂解形成大量甲烷。主要产物：甲烷。

可溶有机质在演化过程中的变化

1.沥青和总烃含量随埋藏深度增加呈有规律的变化

2.烷烃随深度有规律的变化。正构烷烃、异构烷烃和饱和烃随深度的变化，均可以划分为3个变化带，并可与沉积有机质演化的3个阶段进行对比

3.环烷烃随深度增加，由多环向单环、二环转化

4.芳香烃随埋藏深度变化的特征与饱和烃类似，只是变化速率略小

5.不同类型干酪根形成烃类的演化特征有一定的差异

6.非烃随埋藏深度也呈有规律的变化。在浅层的沥青中胶质和沥青质含O、N、S多，随着埋藏深度的增加，含量逐渐减少

沉积有机质的演化模式（进程）

1.成岩作用

2.深成（热解）作用

3.变质作用

石油馏分组成分类

馏分是指将原油按沸点的高低切割成若干部分，其组成分类可以分为：

轻馏分：石油气（C1-C4）汽油（C5-C12）

中间馏分：煤油（C12-C14）柴油（C14-C18）

重馏分：润滑油（C18-C20）渣油（>C20）

石油烃类的主要类型有哪些？正构烷烃的含量与哪些因素有关?

链烃：（正构烷烃异构烷烃）环烷烃芳香烃环烷芳香烃

正构烷烃的含量受控于原始有机质性质，热演化程度及生物降解等因素。高蜡原油和从陆源有机质演化生成的原油常常含有较大比例的正构烷烃，而海相或混合有机质则产生较多的环状化合物。演化程度高的石油中主要组成中低相对分子质量的正构烷烃。受微生物强烈降解的原油，正构烷烃常被选择性的消耗，含量较少

石油中的非氢化合物有哪三大类?每类化合物有哪些类型？

含氧化合物：主要是酸性含氧化合物，其中环烷酸最多，脂肪酸含量少

含硫化合物;硫醇类硫醚类噻吩类

含氮化合物;以芳香杂环的形式存在，可分为碱性和非碱性，绝大数存在于高沸点的馏分中，从高沸点到低沸点，氮的含量急剧下降

影响原油类型的地质因素

1.原始生油母质的类型和性质，如海相和陆相有机质，由沉积环境决定

2.有机质热演化，涉及埋藏历史和地温梯度等

3.储层中石油的蚀变，如生物降解、氧化作用、水洗作用等

轻烃在油气地球化学研究中的作用

轻烃C5~C10是原油中的重要组分，通常在原油中轻烃的含量约占1/3，在凝析油中含量更高。它的含量与分布不仅与生烃母质有关，也与烃体系在地下所处的温度、压力有关。利用轻烃组成特征来研究油气成因、运移等有关的一些地球化学问题

什么叫轻烃？如何利用轻烃的地化参数的进行天然气成因类型的划分？

轻烃一般是指沸点小于200℃的类化合物，包括正构烷烃异构烷烃环烷烃和芳香烃类化合物

天然气成因类型的划分

1.正构-异构-环烷组成三角图判识天然气的成因类型

2.同碳数的烷烃组成划分天然气的成因类型

3.芳香烃和支链烷烃含量划分天然气的成因类型

4.甲基环已烷指数来区分不同母质形成的天然气

5.煤型气中的轻烃（凝析油）及其组分的碳同位素比油性气的碳同位素重

简述影响天然气烃类组分的主要因素

①母质类型：主要表现在成熟阶段，腐泥母质生成的天然气比腐植母质的天然气重烃含量高。

②成熟作用：天然气烃类组成随成熟度而变化，从未成熟～成熟～过成熟，甲烷含量由高～低～高，重烃含量由低～高～低。

③运移与保存条件：甲烷比重烃气的分子量小、结构简单、密度低、被吸附能力弱，因而在天然气运移过程中，甲烷运移会更快和更远，致使一些油气田上部气藏的天然气相对富集甲烷，出现天然气组分自下而上甲烷含量逐渐增高、重烃气含量逐渐减少的现象。另一方面，在油气藏的保存过程中，当天然气的扩散作用起到主要作用时，埋藏较浅的扩散影响就越大。

④生物降解作用：已形成的天然气在细菌作用下，可以发生生物降解，使天然气中甲烷相

对富集而成为干气。

⑤混合作用：在同一地区，存在多种天然气来源时，不同成因、不同组成的天然气沿着各自的运移途径可能聚集在同一构造、同一储集层中，形成多源气藏，致使气藏中天然气的组成变得更为复杂，其中混合比例的大小控制着天然气的组成的变化

储层石油的次生变化

总的来说，热成熟作用、气侵或脱沥青作用使石油这组分减少，轻组分增加，油质变好，密度变小；相反的是氧化作用、生物降解作用和水洗作用使石油的重组分即胶质、沥青质组分增加，密度增加。

a) 热成熟作用：当油气藏埋藏到了一定深度时，石油就会发生热成熟作用或裂解作用，向分子结构稳定、自由能降低的方向继续演化，形成该温度、压力条件下稳定的混合物，最后形成轻组分和一些剩余物（如焦沥青），在热成熟作用下，原油的品质将逐渐变好。

b) 生物降解作用和水洗作用：生物降解作用可使原油组分发生改变，向重质方向变化，水洗作用同样使原油的密度和粘度升高。

c) 氧化作用：氧化作用的结果都是将环烷烃氧化成环烷酸、醇；芳香烃氧化成酚、芳香酸；烷烃氧化成酮、酸、醇等，使石油中胶质、沥青质组分增加，石油质量变差。

d) 气侵或脱沥青作用：这将使石油中高分子量的组分发生沉淀，形成沥青质沥青，而使油藏中的液态烃变得更轻。因此使油藏中的油产生相分异，一方面形成轻质油藏或凝析气藏，另一方面也会产生沥青沉淀，使储层受到伤害，也可形成稠油油藏，从而影响到油气的开发。E）重力分异作用

生物标志化合物的类型

1) 正构烷烃：高分子量（nC25~nC33）的奇数碳正构烷烃、中分子量（nC15~nC21）的奇数碳正构烷烃、偶碳数优势的正构烷烃。

2) 无环异戊二烯烷烃：叶绿素的植醇侧链，在含氧条件下植醇先形成植烷酸，接着脱羧基形成姥鲛烷；在还原条件下，植醇保存iC20骨架，加氢形成植烷。

3) 萜烷：五环三萜烷（可分为藿烷系列和非藿烷系列两类，藿烷系列，几乎所有活的生物体合成的藿烷都只有17β（H），21β（H）-藿烷构型，随着沉积物热演化程度的增加，藿烷类将发生立体异构变化，向更稳定的17α（H），21β（H）-藿烷（αβ）和17β（H），21α（H）-莫烷（βα）转变。非藿烷系列，18α（H）-奥利烷被认为是白垩系或更年青时代高等植物的标志物，伽马蜡烷被认为是咸水还原沉积环境的标志物），四环萜烷，长链三环萜烷，二萜类，倍半萜。

4) 甾烷：规则甾烷（最常见是C27~C29三个碳数的甾烷，C27甾烷通常来源于低等水生生物和藻类，即海相来源，C29甾烷来源于藻类和陆源高等植物），重排甾烷，甲基甾烷和芳香甾烷。。

第十三章读书上

烃源岩评价的主要参数/内容

1) 有机质丰度：烃源岩有机质丰度评价常用有机碳含量、氯仿沥青―A‖、总烃、岩石热解参数来加以评价

2) 有机质（干酪根）类型是衡量有机质产烃能力的参数之一，同时也决定了产物是以油为主还是以其为主（镜质体反射，元素组成特征，颜色与热变指数）

3) 烃源岩有机质成熟度：镜质体反色率（Ro），热解峰温（Tmax）和生物标志化合物异构参数为常用成熟度指标

烃源岩的定量评价

一、氯仿沥青法Q总=S*H*A*P*/（1-K运）

二、基于成烃机理的成烃率法Q=S*H*P*TOC*Ih*X 1.热模拟实验法是利用时温互补原理把在地质条件低温下需要十几万年、几亿年才能完成的生烃过程，在实验室的高温条件下在几小时或者几天内完成。2.化学动力学法3.物质平衡法

三、基于Rock-Eval分析所得的生烃势评价方法。

有机质丰度评价

1). 总有机碳：指岩石中存在于有机质中的碳来反映有机质的丰度。

2). 氯仿沥青A：指用氯仿从岩石中抽提出来的有机质，反映的是沉积岩中可溶的有机质含量。

3). 总烃：氯仿沥青A中饱和烃和芳香烃之和

4). 生烃势S1+S2：烃源岩中已经生成和潜在生成的烃量总和

5). 烃源岩颜色

镜质组反射率与成熟度的关系

镜质组反射率随热演化程度的升高而稳定增大，并且有相对广泛、稳定的可比性，使R0成为目前应用最为广泛、最为权威的成熟度指标。我国石油行业1995年颁布的R0与有机质演化阶段（成熟度）的关系如下：（1）Ro<0.5%-0.7%为成岩阶段，有机质未成熟（2）

0.5%-0.7%< Ro<1.15%-1.3%为深成阶段，有机质从低成熟到成熟，为主要的生油阶段（3）

1.15%-1.3%< Ro<2%为深成阶段后期，有机质达到高成熟，主要产湿气和凝析油（4）Ro>2%为有机质变质阶段，有机质过成熟，主要产干气。干酪根则经强烈的芳构化、缩聚而趋向于形成仅含碳元素的石墨

油气源对比的依据

所谓油气源对比是指在综合地质和地球化学资料的基础上，建立油、气与烃源岩的成因关系，其实质是运用有机地球化学的基本原理，合理地选择对比参数（指标）来研究石油、天然气、烃源岩之间的相互关系；其基本依据是如果源岩中的干酪根、可溶抽提物沥青与来自该层系的油、气有亲缘关系，则它们在化学组成上必然存在某种程度的相似性，反之非同缘的油气则会表现出较大的差异，即“相似相关”是进行油气源对比的基本依据

油气源对比的基本方法

1.油气源研究的主要方法是对原油（天然气）之间或原油（天然气）和烃源岩之间的相同馏分中某个成分的含量或某些成分之间的比值，或某同系物分布和组成进行比较

2.可通过元素（样品的总体构成）、分子和同位素参数的对比实现。使用的主要分析技术有气相色谱、气相色谱—质谱联用仪和碳同位素测定仪等

油气源对比参数选择的基本原则？

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