油气地球化学

一、名词解释1.生物圈: 是指生物生存的地球外圈，包括大气圈、水圈和地壳表层。

2.有机圈: 是以古今生物为来源的有机质的分布、演变空间。

有机圈包括生物圈。

3.地球化学界面：又称地球化学墙，是指Eh或pH值的某种特定值或特定界限，特定的矿物或沉积物只在界限一边存在，不在界限另一边出现。

4.有机物界面：又称有机物墙,位于Eh值为零的面上，在此界面之上为氧化环境，有机质不能保存；在此界面之下为还原环境，有机质才能保存。

5.干酪根：泛指一切不溶于常用有机溶剂的沉积岩中的有机质。

6.沥青“A”:用常用有机溶剂（如氯仿）从烃源岩中直接抽提出的可溶有机质称为沥青“A”7.沥青“B”有机溶剂抽提后的残渣，经高温热解后再用有机溶剂抽提出来的可溶有机质。

8.沥青“C”：使用有机溶剂从沉积物或岩石中抽提出可溶有机质后，用有机溶剂从酸(HCl)处理过的沉积物或岩石中抽提出来的可溶有机质。

9.原油族组成:是族组分分离过程中得到的组成成分，包括饱和烃、芳香烃、非烃和沥青质。

10.原油馏份组成：石油组分分析中，用某个温度范围内蒸馏出的馏分百分含量(重量或体积)所表示的石油组成11.有机显微组分：显微组分就是指这些在显微镜下能够认别的有机组分。

12.稳定碳同位素相对丰度：的度量可以用12C/13C比值表示，而习惯上以δ13C表示，即(表达式略)13.腐泥质：是在滞水盆地条件下（海湾、泻湖、湖泊等）堆积的有机淤泥。

14.腐殖质：是由高等植物的细胞和细胞壁（主要由木质素、纤维素、丹宁组成）在有氧条件下沉积而成的有机物质。

15.有机质成熟度：是指有机质的热演化水平，是沉积有机质在地温升高的条件下有机质化学性质和物理性变化规律的总和。

16.原油的热蚀变作用：是指在油藏条件下经历高温作用原油发生的地球化学作用过程。

17.储层的热蚀变作用：在储层中，石油和天然气中的烃类若处在更高温的地热系统中，会向着分子结构更稳定、自由能降低的方向继续演化，最终形成在该温度、压力下稳定的混合物。

这一过程叫烃类储层的热蚀变作用。

18.有机质的生烃演化模式：是有机质在生烃演化过程中所表现的基本规律的总和。

19.生烃门限：是指沉积盆地中干酪根开始热降解生烃作用的起始成熟度或深度。

20.液态窗：是指烃源岩有机质在生烃演化过程中的生油主带。

21.未熟－低熟油：是在未熟－低成熟阶段，特殊类型的生烃母质经低温生物化学或低温化学作用形成的原油，与正常成熟原油比较，其主要差别是生烃演化机理的差别。

22.生物标志化合物：是指沉积有机质或矿物燃料中那些来源于活的生物体，在有机质的演化过程中具有一定的稳定性、基本保存了原始化学组份的骨架特征、没有或较少发生变化，记录了原始生物母质特殊分子结构信息的有机化合物，具有特殊的标志性意义。

23.质量色谱图：某一质量（或某一质量范围）离子流强度的总和与时间（或扫描次数）的对应关系图叫质量色谱图。

24.质谱图：化合物在电子的轰击后会，根据化合物的结构属性离解成不同质量的碎片。

依据碎片质量大小的相对顺序和每一碎片的相对强度得到的碎片质量的频数分布图叫质谱图。

25.色谱图：是化合物经色谱分离并经检测器对其检测后，得到的一系列化合物相对强度（电信号）与其保留时间之间的二维关系图。

26.类异戊二烯烷烃：由类异戊二烯结构单元形成的链烷烃类。

27.甲基菲指数：甲基菲指数（MPI）是用芳烃馏分是甲基菲表示的成熟度参数。

MPI＝1.5×[（3-MP）+（2-MP ）]/[（P+(9-MP)+(1-MP)）]式中，P为菲，MP为甲基菲28.生物气：指有机质在未成熟阶段经厌氧细菌生物化学降解生成的气态产物。

29.油型气又称为腐泥型天然气，简称腐泥气或油型气，是由I、Ⅱ型干酪根生成的天然气。

30.煤型气又称之为腐殖型天然气，简称腐殖气或煤型气，是由Ⅱ2、Ⅲ型干酪根生成的天然气。

31.煤成气：是指腐殖型为主的有机质(包括煤层和分散的Ⅱ和Ⅲ型有机质)在热力条件下煤化作用过程中生成的气态物质(主要是烃类气体)。

32.煤层气：指以吸附状态存在于煤层中的煤型气。

33.生物降解作用：指微生物对某些类型烃类化合物的选择性消耗。

34.原油伴生气：在原油热降解生成过程中伴随生成的烃类气体。

35.原油裂解气：主要是指形成的油藏在高温条件下发生裂解作用形成的天然气。

广义上讲，岩石中的残留烃类裂解形成的天然气也叫原油裂解气。

36.焦油席：是指具有明显界定范围的富沥青质的石油带，是在不同地质、地球化学条件下石油中沥青质相对富集的结果。

37.硫化作用：在硫酸盐还原细菌作用下，硫酸盐可以氧化烃类，还原形成H2S、S。

38.热降解作用和热裂解作用：沉积有机质在形成干酪根后经热力条件的作用发生化学和地球化学作用。

其中，在有机质成熟作用阶段的作用称之为热降解作用，而在高成熟-过成熟作用阶段发生的作用称之为热裂解作用。

39.运移分馏效应：油气在运移过程中，存在被矿物颗粒选择性吸咐的现象，这势必造成油气化学成分和物理性质的变化。

运移过程造成的烃类流体成份变化的现象叫运移分馏效应。

40.初次运移：是指烃类从烃源岩到储集岩（储层）的运移过程。

41.二次运移：则指油气在储集层中的一切运移过程。

42.沥青质：氯仿沥青“A”的族组分之一，溶于氯仿但不溶于石油醚的沥青部分。

43.煤成气：是指腐殖型为主的有机质(包括煤层和分散的Ⅱ和Ⅲ型有机质)在热力条件下煤化作用过程中生成的气态物质(主要是烃类气体)。

44.煤层气：指以吸附状态存在于煤层中的煤型气。

45.生物降解作用：指对某些类型烃类化合物的选择性消耗。

简答题：1．简述有机质沉积的一般地质特征。

1)地球上大多数沉积有机质以分散的形式存在，只有少部分以煤和油气藏的富集方式存在;2)有机质的沉积分布特征随地质时代而变；3)有机质的数量和性质随岩性而变;4)有机质的数量和性质随沉积环境（相）而变。

2.海洋环境有机质的沉积特征1)滨岸带不利于有机质沉积保存;2)浅海陆棚是海洋内有机质的主要沉积区 ;3)大陆斜坡及其邻近的深海盆地是有机质沉积较为丰富的地区，仅次于浅海带 ;4)远洋盆地（半深海－深海）是有机质沉积的贫瘠区3.湖泊环境有机质的特征1)有机质来源的二元多方向性；2)营养湖浪基面以下的还原环境，是有机质的富集区;3)湖泊环境的差异较大，沉积有机质的差异也较大;4)深湖-半深湖是富有机质泥岩的的要沉积环境;5)盐湖环境利于有机质的保存，泥质岩有机质丰度高;6)单断式“箕状”断陷湖盆，有机质也呈不对称分布4.造成沉积盆地干酪根类型差异的主要原因。

1)原始有机质的输入特征;2)沉积环境；3)有机质成熟度。

原始有机质的输入特征决定了进入沉积地层有机质的物质基础；沉识环境影响有机质的保存条件和元素组成特征；成熟度则改变有机质的化学组成。

5.有机质生烃演化的主要阶段及特点有机质的演化过程大体可分为三个主要阶段，即未熟阶段、成熟阶段和过成熟阶段。

○1未熟阶段：相当于有机质的成岩作用阶段，也就是干酪根的形成阶段，该阶段有机质经历的温度较低，对应的干酪根镜质组反射率（Ro）小于0.5%。

该阶段形成的产物主要是生物成因气；○2成熟阶段：相当于深成作用阶段，对应的干酪根镜质组反射率（Ro）范围较大，为0.5-2.0%。

有机质的生烃演化跨越沉积有机质生成液态烃（包括凝析油）的全过程，也是烃源岩生成油气的主要阶段。

其中，Ro为0.5-0.7%的阶段为成熟作用早期阶段，形成未熟-低熟油气。

Ro0.7-1.3%为成熟作用中期阶段，是有机质的主要生油阶段，即生油主带。

Ro1.3-2.0%为高成熟作用阶段，生成的产物为凝析油和湿气。

○3过成熟阶段：相当于变质作用阶段，Ro大于2.0%，生成产物以甲烷气为主，生烃潜力逐步枯竭。

6.烃源岩生烃潜力评价的主要研究内容及评价指标。

烃源岩生烃潜力评价的主要研究内容包括三个方面：即有机质丰度、有机质类型和有机质成熟度。

○1有机质丰度指标如有机碳（Corg）、可溶烃量、热解生烃潜量等；○2有机质类型指标较多，如烃源岩C、H、O元开素组成，有机显微组成、热解类型指数、降解率等；○3成熟度参数主要有：镜质组反射率（Ro）、热解最高峰温（Tmax）、可溶有机质中的生物标志化合物参数等。

7.有机成因气的主要类型。

有机成因气是指在沉积岩中由分散状或富集状有机质形成的天然气。

按母质来源有机成因气可分为油型气和煤型气；按有机质演化程度可分为生物成因气、生物-热催化过渡带气、热解气和高温裂解气。

8.简述有机质晚期热降解生烃理论的主要观点及证据。

晚期有机成因说认为，进入沉积物中的生物聚合体首先在生物化学和化学的作用下，经分解、聚合、缩聚、不溶等作用，在埋深较大的成岩作用晚期成为地质大分子－干酪根，之后，随着埋深的进一步增大，在不断升高的热应力作用下，干酪根才逐步发生催化裂解和热裂解形成大量的石油。

主要证据：○199％以上的石油产自于与有机质密切有关的沉积岩，产油的储层岩系与富含有机质的细粒岩石有密切的关系。

○2许多生物标记化合物，如卟啉、异戊二烯型烷烃、甾烷、萜烷，在原油中的普遍存在及石油的旋光性强烈支持其有机成因。

○3石油和动植物残体之间的组成及碳同位素组成的相近性提供了两者之间成因联系的进一步证据。

○4于沉积物和生物体中发现的烃类和原油中的烃类存在非常大的差别。

○5大量的实验室内的热模拟实验已经证实，干酪根在实验室受热时，的确可以产生大量类似于油的烃类和非烃类产物，其为物组成与勘探实践中发现的石油的化学组成特征基本一致。

○6自然地质剖面的实际资料显示，富含有机质的沉积岩中的烃类含量在达到一定的深度后开始大量升高。

9.不同类型干酪根的生烃演化模式有哪些主要差异？(1)不同类型干酪根或烃源岩生油门限存在较大差别；对应于Ⅰ、Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅲ型干酪根，随着有机质类型的变差，生烃模式中的生油门限深度（或成熟度）逐渐增加；而生油主峰由早而晚的出现的顺序是：Ⅱ2类、Ⅲ类、Ⅱ1 类和Ⅰ类；(2) 各类干酪根的最大产烃率不同；(3)不同类型干酪根在不同演化阶段的产物中的气油比（GOR）不同。

Ⅰ类和Ⅱ1类生成的产物中油多气少, Ⅱ2类和Ⅲ类气多油少；(4)不同类型有机质的演化阶段的划分也存在差异。

10.综述造成油藏流体非均质性的主要原因有哪些。

1）油藏储集岩的孔隙空间和孔结构存在非均质性；2）油藏的充注作用过程造成油藏流体的继承性非均质性。

油藏的充注作用过程与烃源岩的生烃演化过程是联系在一起的。

烃源岩在不同时生成的烃类组成的差异是油藏充注作用过程造成流体非均质性的基础；3）流体在储层的扩散混合作用不合完全消除油藏充注过程造成的非均质性。

流体在储层的扩散和混合作用在纵向上可能是快速完成的，而横向上的是缓慢进行的。

11．描述水体环境的参数有哪些？对有机质的沉积和保存有何影响？描述水体环境的参数分为三大类，即描述水体环境的物理参数、化学参数和环境的参物参数。