第二章 沉积有机质的物质组成2

2 石油勘探院的油气源岩有机组分分类
1989年提出了以煤岩显微组分分类为基础的油气源岩 年提出了以煤岩显微组分分类为基础的油气源岩 显微组分分类 镜质组：结构镜质体、无结构镜质体、碎屑镜质体 镜质组：结构镜质体、无结构镜质体、 惰质组：粗粒体、半丝质体、丝质体、菌类体、 惰质组：粗粒体、半丝质体、丝质体、菌类体、碎屑惰性体 壳质组：孢粉体、树脂体、角质体、本栓体、荧光质体、 壳质组：孢粉体、树脂体、角质体、本栓体、荧光质体、壳屑 体 腐泥组：无定形腐泥体、 腐泥组：无定形腐泥体、藻类体 动物有机碎屑组：笔石、几丁虫、牙形刺等 动物有机碎屑组：笔石、几丁虫、 次生有机质：渗出沥青体、微粒体、 次生有机质：渗出沥青体、微粒体、各向异性体
石油、 第二节 石油、 天然气、 天然气、油页岩的物质组成
一、分散有机质的分类 和有机质的类型 二、石油的化学组成 三、天然气的物质组成 四、油页岩的物质组成
一、分散有机质 的分类和有机质的类型
（一）国际上分散有机质的分类
1、全岩法（煤岩学法） 、全岩法（煤岩学法）
岩石中的有机组分分为五类，即腐植类、惰质类、 岩石中的有机组分分为五类，即腐植类、惰质类、 类脂类、动物类和有机—矿物基质。 矿物基质。 类脂类、动物类和有机 矿物基质 动物类中的动物遗体，包括几丁虫类、笔石、 动物类中的动物遗体，包括几丁虫类、笔石、牙 形石、沟鞭藻囊、鱼和螯虾的残体和骨骼等；矿物 形石、沟鞭藻囊、鱼和螯虾的残体和骨骼等；矿物— 沥青基质是矿物吸收或结合了亚、微有机物质的部分， 沥青基质是矿物吸收或结合了亚、微有机物质的部分， 这些有机物含油气更多，具强荧光， 这些有机物含油气更多，具强荧光，尤以粘土矿物更 为典型。 为典型。
潜力大于700mg HC/gCorg，H/C＞1.5。 ＞ 。
（2）腐泥质体Ⅱ：是动物、植物、浮游生物、陆生壳 ）腐泥质体Ⅱ 是动物、植物、浮游生物、
质体及细菌的混合产物，有时是壳 质体及细菌的混合产物， 质组及细菌类脂物降解混合物， 质组及细菌类脂物降解混合物，它 的产烃潜力为300- 650mg HC/g,Corg
2、6、10、14—四甲基 、 、 、 四甲基 十六烷（植烷） 十六烷（植烷） 2、6、10、14—四甲基 、 、 、 四甲基 十五烷（姥鲛烷） 十五烷（姥鲛烷） 2、6、10—三甲基 、 、 三甲基 十五烷（降姥鲛烷） 十五烷（降姥鲛烷） 2、6、10—三甲基 、 、 三甲基 十三烷（异十六烷） 十三烷（异十六烷） 2、6、10—三甲基 、 、 三甲基 十二烷（法呢烷） 十二烷（法呢烷）
木栓质体、角质体等。 木栓质体、角质体等。
（5）树脂体 ：指类脂树脂体。 ）树脂体B 指类脂树脂体。 （6）粒状镜质体：反射光下呈多孔粒状、类似基质镜质 ）粒状镜质体：反射光下呈多孔粒状、
体，有时有暗褐色荧光。 有时有暗褐色荧光。
（7）变质惰质体或变质碎屑惰质体：具高反射率，有 ）变质惰质体或变质碎屑惰质体：具高反射率，
正烷烃分布曲线
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油源对比的标志——异戊间二烯型烷烃 异戊间二烯型烷烃 油源对比的标志
其特点是直链上每4个碳原子就有一个甲基支链， 其特点是直链上每 个碳原子就有一个甲基支链，结构上 个碳原子就有一个甲基支链
似若干个异戊间二烯分子加氢缩合而成。在沉积物和原油中， 似若干个异戊间二烯分子加氢缩合而成。在沉积物和原油中， 姥鲛烷(P 降姥鲛烷、 往往以植烷(P 往往以植烷(Ph)、姥鲛烷(Pr) 、降姥鲛烷、异十六烷及法呢 最高， 烷的含量 最高，其结构式如下 ：
H/C为1.0-1.5 为
（3）粒状稳定体 ：包括沟鞭藻、疑源类、几丁虫、 ）粒状稳定体A：包括沟鞭藻、疑源类、几丁虫、
鱼、有孔虫等碎屑(＞10µm)，一 有孔虫等碎屑 ＞ ， 般为富脂类物质，有形态， 般为富脂类物质，有形态，黄至 褐色荧光。 褐色荧光。
（4）粒状稳定体 ：指高等植物的稳定组分，包括孢子体、 ）粒状稳定体B 指高等植物的稳定组分，包括孢子体、
4、有机质的类型 、
有机质类型—干酪根类型 有机质类型 干酪根类型 TeiChmüller（1982）根据 （ ）根据Tissot 、Durand （1980） ） 等人资料划分为三种类型： 等人资料划分为三种类型： I 型干酪根主要由藻类生成，生油量高， 型干酪根主要由藻类生成，生油量高， 主要由藻类生成 型干酪根主要由高等植物生成 生油量很少， 主要由高等植物生成， Ⅲ 型干酪根主要由高等植物生成，生油量很少， Ⅱ 型 干酪根生油量也较高，含部分壳质组分。 干酪根生油量也较高 含部分壳质组分。 生油量也较高， I、Ⅱ型干酪根可称为腐泥型 、 腐植型。 Ⅲ型干酪根可称为 腐植型。 德国核研究中心地球化学研究所等1985年在干酪根类 年在干酪根类 德国核研究中心地球化学研究所等 型划分中加入了地球化学参数（ 型划分中加入了地球化学参数（H/C），干酪根分为：I型、 ） 干酪根分为： 型 （ >1.5 ） ⅡA 型 （ 1.1~1.5 ） 、 ⅡB 型 （ 0.9~1.1 ） 、 Ⅲ 型 （0.5~0.8）和Ⅳ型（<0.5） 。 ） ）
（二）石油的烃类组成
1、烷烃（脂肪烃） 、烷烃（脂肪烃）
属饱和烃，通式为 石油中含量一般为5~55%。 属饱和烃，通式为CnH2n+2，石油中含量一般为 。
常温常压下：n= 常温常压下：n=1~4
气态；n= 液态；n>17 气态；n=5~16 液态；n>
Байду номын сангаас
固态
密度＜ 几乎不溶于水。随分子量的增加， 密度＜1g/cm3，几乎不溶于水。随分子量的增加， 密度、熔点、沸点均上升。 密度、熔点、沸点均上升。 （1）正烷烃（或正构烷烃） ）正烷烃（或正构烷烃） 碳与碳原子都以单键C—C直链相连，无支链 直链相连， 碳与碳原子都以单键 直链相连 2）异烷烃（或异构烷烃） （2）异烷烃（或异构烷烃） 碳与碳原子都以单键C—C直链相连，有支链。 直链相连，有支链。 碳与碳原子都以单键 直链相连
二、石油的化学组成
石油: 地下岩石空隙中天然生成的以液态烃为主的
可燃有机矿产。 可燃有机矿产。
（一）石油的元素组成
石油的元素组成主要是C、 H、 S、 N、 O。 其中碳约占 石油的元素组成主要是 、 、 、 、 。 84~87%，氢占 ，氢占11~14%，碳和氢的含量约为 ，碳和氢的含量约为97~99%，而硫、氮、 ，而硫、 氧和微量元素约占1~4%。 氧和微量元素约占 。 微量元素： 、 、 、 、 、 、 、 、 微量元素：Fe、Ca、Mg、Si、Al、V、Ni、Cu、Sb、Mn、 、 Sr、Ba、B、Co、Zn、 Mo、Pb、Sn、Na、K、P、Li、Cl、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 Bi、Be、Ge、Ag、As、At、Au、Ti、Cr、Cd、U、Nd、Ce、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 Sc、Y、LaLu、Rb、Tl等 、 、 、 、 等
时为孢子体， 时为孢子体，藻类体或其它粒状壳质 体的煤化破碎的惰质产物。 体的煤化破碎的惰质产物。
（8）群集微粒体：是粒状微粒体聚结而成。 ）群集微粒体：是粒状微粒体聚结而成。 （9）固体沥青：见于油源岩中，或以脉状见于沉积岩中。 ）固体沥青：见于油源岩中，或以脉状见于沉积岩中。
褐色荧光， （10）液态沥青和油滴：具绿 褐色荧光，滴状。 ）液态沥青和油滴：具绿-褐色荧光 滴状。
2、干酪根法（孢粉学法） 、干酪根法（孢粉学法）
以干酪根为基础的显微组分划分比较简单。 以干酪根为基础的显微组分划分比较简单。影响最大 的是Burgess（1974）提出的分类，他将沉积岩中的干酪根类 （ 的是 ）提出的分类， 型划分为五类：腐植型：木质的（ ）、煤质的（ 型划分为五类：腐植型：木质的（V）、煤质的（I） 煤质的 腐泥型：草质的、藻质的及无定形有机质。 腐泥型：草质的、藻质的及无定形有机质。 干酪根方法最大的优点是富集了存在于矿物沥青基质 中的那部分有机质，使其能直接研究， 中的那部分有机质，使其能直接研究，但它同时破坏了有 机组分原始产状和结构， 机组分原始产状和结构，难以准确鉴别某些显微组分的成 因，使研究结果的可靠性和代表性受到影响。因此合理的 使研究结果的可靠性和代表性受到影响。 做法是将全岩研究和干酪根的研究结合起来， 做法是将全岩研究和干酪根的研究结合起来，
2.0
主峰碳
低分子含量大于高分子含量； 低分子含量大于高分子含量； G、C20以上高分子奇偶碳原子相对 、 接近， 接近，但现代沉积有机质中 ， 奇碳原子含量>偶碳原子含量 奇碳原子含量 偶碳原子含量 —用于成熟度分析 用于成熟度分析
1.5 1.0 0.5 0 1 5 10 15 20 25 30 碳数 35
a × 100 + b × 50 + c × (−75) + d × (−100) TI = 100
a、b、c、d分别代表腐泥组、壳质组、镜质组、惰质组百分含 分别代表腐泥组、壳质组、镜质组、
量
TI≥ 80 40≤ TI≥ 80 0≤ TI< 40 TI< 0
为干酪根类型I 为干酪根类型 为干酪根类型Ⅱ 为干酪根类型Ⅱ1 为干酪根类型Ⅱ 为干酪根类型Ⅱ2 为干酪根类型Ⅲ 为干酪根类型Ⅲ
3、统一分类法 、
Mukhopadhyay等的分类（1985）。考虑了显微组分在成 等的分类（ 等的分类 ） 熟过程中的演变规律， 熟过程中的演变规律，提出了富氢显微组分所形成的次 生产物，该分类中的一些特殊组分特征如下： 生产物，该分类中的一些特殊组分特征如下：
（1）腐泥质体 ：是藻、细菌的混合不定形产物，产烃 ）腐泥质体I：是藻、细菌的混合不定形产物，
（二）中国烃源岩与干酪根的划分
1 原石油工业部部颁标准（1986年） 原石油工业部部颁标准（ 年
有机组分分为4组 有机组分分为 组，即腐泥组、壳质组、镜质组、惰 腐泥组、壳质组、镜质组、 质组。 质组。干酪根类型的划分按各组分的百分含量进行加权 计算，求出类型指数 值 即可确定出干酪根的类型。 计算，求出类型指数TI值，即可确定出干酪根的类型。