石油与天然气复习思考题及答案

第一章石油和天然气的成分和性质1、石油与可燃有机矿产的概念石油: 指地下岩石空隙中天然生成的，以液态烃为主要化学组分的可燃有机矿产。

由古代的动物、植物遗体演变而来，属有机成因，又具有燃烧能力，总称为可燃有机矿产或可燃有机岩。

2、石油的主要元素组成和化合物组成？石油的元素组成和化合物组成有什么特点?组成石油的化学元素主要有：C、H、O 、S、N，其中C和H两种元素占绝对优势。

元素组成特点：一般石油中碳的含量占84—87％，氢含量为11一14％，两者在石油中以烃的形态出现，占石油成分的97—99％。

剩下的硫、氮、氧及微量元素的总含量一般只有1—4％。

但是，在个别情况下主要由于硫分增多，这个比例可高达3％－7％。

石油的化合物组成归纳起来，主要可分为烃和非烃两类。

烃类：（1）烷烃（2）环烷烃（3）芳香烃非烃化合物主要包括：含硫、含氮、含氧化合物化合物组成特点：碳、氢、硫、氮、氧五种主要元素在石油中可以构成巨大数量的化合物。

不论其数量如何多，但其化学性质都取决于这些元素构成的官能团；每一种官能团都具有特殊的化学特征，在其所连接的各种有机化合物中起着相同的作用。

3、石油的颜色有那些？为什么有白色石油？石油的颜色变化范围很大，从白色、淡黄色、黄褐色、深褐色、黑绿色至黑色。

石油的颜色与胶质—沥青质含量有关，含量越高颜色越深。

白色石油的形成，可能于运移过程中，带色的胶质和沥青质被岩石吸附有关。

4、索可洛夫根据存在的环境将天然气分为哪八大类？①大气；②表层沉积物中的气体；③沉积岩中的气体；④海洋中的气体；⑤变质岩中的气体；⑥岩浆岩中的气体；⑦地慢排出气；⑧宇宙气。

5、根据产出状态，天然气有哪些类型?何谓气藏气、气顶气、凝析气?① 气藏气② 气顶气③ 溶解气④ 凝析气⑤固态气体水合物气藏气：指基本上不与石油伴生，单独聚集成纯气藏的天然气气顶气：指与石油共存于油气藏中呈游离气顶状态的天然气。

凝析气：当地下温度、压力超过临界条件后，液态烃逆蒸发而形成的气体。

第二章现代油气成因理论1、油气成因两大学派的根本分歧是什么?油气无机成因理论的主要观点有哪些?有机成因理论的主要观点有哪些?分歧：油气的无机生成和有机生成两种观点无机成因理论的主要观点（1）泛宇宙说：①宇宙说②地幔脱气说（2）地球深部的无机合成说：①门捷列夫的碳化物说②高温生成说③蛇纹石化生油说④费—托地质合成说有机成因理论的主要观点（1）世界上已发现的油气田几乎都分布在沉积岩中。

（2）从寒武纪至第四纪更新世的各时代沉积岩层中都找到了石油。

（3）石油与煤灰分中的微量元素组成与活的生物体中微量元素组成相似。

（4）石油中含有卟啉、类异戊二烯型烷烃等被称为生物标志化合物的物质。

（5）从现代沉积物和古代沉积岩中检测出了石油中所含的所有烃。

2、生成油气的原始有机质主要有哪些？成烃潜力如何?主要有机质有：类脂化合物、蛋白质、碳水化合物以及木质素等生物化学聚合物。

脂类化合物具有较强的抗腐蚀能力，容易在沉积物中保存，而且是生物有机质中化学成分和结构于石油最接近的物质，只需简单的化学变化去掉少量的氧即可转化为石油因而是最重要的生油母质。

蛋白质化学性质不稳定易分解为氨基酸，氨基酸通过脱羧基和氨基可以转化为烃类。

碳水化合物直接转化为烃类的可能性很小，但由于易被微生物分解利用而转化为微生物有机体，或被微生物利用直接转化为甲烷气体，而参与油气的生成。

木质素的性质十分稳定，不易水解，但可被氧化成芳香酸和脂肪酸，在缺氧水体中，在微生物和水的作用下，木质素分解，可与其他化合物生成腐殖质。

3、何谓干酪根？酪根化学组成有何特点?通常可将其分成几类？不同类型的干酪根的特征有何异同点？干酷根的演化特点如何?干酪根：沉积岩中所有不溶于非氧化性酸、碱和非极性（氯仿、苯、甲醇—苯等）有机溶剂的分散有机质。

酪根化学组成特点：化学分析表明，尽管不同地区不同时代岩石中干酪根元素的相对含量不同，但主要是由C、H、O、N、S元素组成，其中碳和氢是干酪根的主要组成元素，其次为氧，而氮和硫的含量通常较少。

分类：Ⅰ型干酪根（腐泥型）Ⅱ型干酪根（腐植、腐泥混合型）Ⅲ型干酪根（腐植型）干酪根的特征：Ⅰ型含大量脂肪族烃结构；Ⅲ型大部分由带含氧官能团的多环芳香烃结构组成；Ⅱ型则介于I、Ⅲ型之间，以具多环饱和烃结构为特征。

演化特点：1）元素含量的演化第一阶段：基本对应成岩作用阶段，随深度增加，干酪根的O／C比值迅速下降，H／C比值略有降低。

表明干酪根生成了一些含氧化合物，这些化合物主要是CO2、H2O及含氧的有机物。

第二阶段：相当于深成作用阶段，干酪根H／C比迅速下降，尤其是I、Ⅱ型干酪根表现得尤为明显。

表明干酪根生成了富氢的组分——烃类第三阶段：相当于变质作用阶段。

三类干酪根的演化曲线在深处趋于合并，O／C、H／C比值都变得很小，干酪根中的碳含量高达90％以上。

2）干酪根结构的演化随着热演化程度的增加，干酪根的脂族结构主要变化为，长链烷烃由于断裂作用而含量减少，残留的脂碳多为甲基、乙基等短侧链结构。

在演化较深阶段，干酪根中残余的脂碳就仅存甲基侧链了，并也将在变质作用阶段完全脱除或芳构化而使残留干酪根残体逐渐转化为次石墨。

5、影响油气生成的主要因素有哪些？它们是如何影响油气生成的?1）、温度和时间随着沉积有机质埋藏深度加大，地温相应升高，生成烃类的数量有规律地增长；年龄越大的生油岩石，其生油门限温度越低，而年龄越小的生油岩石，其生烃的门限温度就越高。

2）、细菌活动一方面细菌通过消耗原始沉积有机质中的碳水化合物，并不断加入细菌遗体，而使有机质的含氧量降低、含氢量增加，使之向更加有利于生油的方向转化；另一方面细菌的活动可以分解有机质生成甲烷，直接参与到油气的生成过程。

3）、催化作用催化剂与分散有机质作用，在缓慢加热时便会脱羧基、脱氨基形成低分子量的烷烃、环烷烃和芳香烃。

4）、放射性放射性物质产生的高能粒子可以导致水分解而产生大量的游离氢，同时放射性衰变产生的能量，还可以成为有机质转化的能量来源之一。

游离氢和能量的提供将同时增加油气形成的产率和速度，对于油气的生成非常有利。

6、温度和时间如何影响有机物质向油气转化? TTI的基本概念和利用TTI可解决那些问题?随着沉积有机质埋藏深度加大，地温相应升高，生成烃类的数量有规律地增长；沉积有机质向油气演化的过程，温度不足可用延长反应时间来弥补，温度与时间似乎可以互为补偿：高温短时作用与低温长时作用可能产生近乎同样的效果。

成熟度i =△TTⅠi=成熟度与温度因子成指数关系，与时间因子成直线关系利用TTI可解决的问题1）研究成熟度，确定特定层位的油气保存状态：2）确定有利生油气区范围TTI值以便确定有利的生油区和生气区。

3）确定石油生成时间并对圈闭进行评价7、有机质向油气转化的过程可以分成哪几个阶段?各阶段有何特征?1）、生物化学生气阶段——未成熟阶段本阶段，埋藏深度较浅，温度、压力较低，有机质除形成少量烃类和挥发性气体以及早期低熟石油外，大部分转化成干酪根保存在沉积岩中。

相当于煤化作用的泥炭—褐煤阶段。

2）、热催化生油气阶段——成熟（低、中）阶段本阶段在粘土矿物的催化作用下，干酪根发生热降解，杂原子(O、N、S)的键破裂产生二氧化碳、水、氮、硫化氢等挥发性物质逸散，同时获得大量低分子液态烃和气态烃；这个过程多次发生，使有机质能够大量转化为石油和湿气，成为主要的生油时期，在国外常称为“生油窗”相当于长焰煤—焦煤阶段。

3）、热裂解生凝析气阶段——高成熟阶段本阶段大量C—C键断裂，液态烃急剧减少，C25以上高分子正烷烃含量渐趋于零，只有少量低碳原子数的环烷烃和芳香烃；低分子正烷烃剧增，主要是甲烷及其气态同系物，在地下深处呈气态，采至地面随温度、压力降低，反而凝结为液态轻质石油，即凝析油并伴有湿气，进入了高成熟时期。

相当于煤化作用的瘦煤—贫煤阶段；4）、深部高温生气阶段——过成熟阶段本阶段使全部沉积有机质热演化为最终产物—甲烷、碳沥青或石墨。

相当于半无烟煤一无烟煤的高度碳化阶段。

8、何谓生油门限、生油窗、低熟油?随着埋藏深度的加大，当温度升高到一定数值，有机质才开始大量转化为石油，这个温度界限称为有机质的成熟温度或生油门限深度。

在热催化生油气阶段使有机质能够大量转化为石油和湿气，成为主要的生油时期，这一时期称为“生油窗”这类非干酪根晚期热降解成因的在低温下形成的非常规石油被研究者称为低熟油。

9、何谓烃源岩、烃源岩系? 烃源岩的岩性特征？烃源岩：已经生成并排出足以形成商业性油气聚集的烃类的岩石。

烃源岩系：在一定地质时期内，具有相同岩性一岩相特征的若干烃源岩层与其间非烃源岩层的组合，称为烃源岩层系。

烃源岩的岩性特征：烃源岩一般粒度细、颜色暗、富含有机质和微体生物化石、常含原生分散状黄铁矿、偶见原生油苗。

常见的烃源岩主要包括粘土岩和碳酸盐岩两大类。

10、通常从哪几个方面来评价生油岩质量的好坏？何谓有机质丰度、目前常用的丰度指标有哪些？评价有机质的成熟度指标有哪些?（通常从哪几个方面来评价生油岩质量的好坏?常用的有机质丰度、类型和成熟度的地球化学指标分别有哪些?）评价指标：1、有机质的丰度2、有机质的类型3、有机质的成熟度有机质在岩石中的相对含量称为有机质的丰度，常用的丰度指标包括：有机碳含量(TOC)、氯仿沥青“A”、总烃含量(HC)和岩石热解生烃潜量(S1+S2)等。

评价成熟度的指有：干酪根的组成特征、可溶抽提物的化学组成、TTI法和岩石热解等。

11、何谓氯仿沥青“A”?氯仿沥青“A”的族组分有哪些?氯仿沥青“A”：是指岩石中可抽提的有机质含量。

氯仿沥青“A”的族组分有：饱和烃、芳香烃、非烃（胶质）和沥青质。

12、何谓油源对比？油源对比的基本原理和目的是什么？目前常用油源对比的主要方法有哪几类?依靠地质和地球化学证据，确定石油和烃源岩间成因联系的工作称为油源对比油源对比目的：在于追踪油气层中油气的来源。

通过对比研究搞清含油气盆地中石油、天然气与烃塬岩之间的成因联系，油气运移的方向、距离和油气次生变化，从而进一步圈定可靠的油、气源区，确定勘探目标，有效地指导油气勘探开发。

油源对比的主要方法：1、应用正构烷烃分布特征进行油源对比；2、碳同位索组成应用于油源对比；3、应用生物标志化合物进行油源对比。

第三章储集层和盖层1、储集层、盖层？具有一定储集空间，能够储存和渗滤流体的岩石均称为储集岩。

由储集岩所构成的地层称为储集层。

盖层：覆盖在储集层之上能够阻止油气向上运动的细粒、致密岩层。

2、何谓有效孔隙度及总孔隙度?岩石的总孔隙度：岩样中所有孔隙空间体积之和与该岩样总体积的比值，以百分数表示。

有效孔隙度：是指那些互相连通的，在一般压力条件下，可以允许流体在其中流动的孔隙体积之和与岩样总体积的比值，以百分数表示。