第2章 油氣成因課件

三、石油成因研究史回顧（圖）

兩個(gè)多世紀(jì)以來(lái)（從羅蒙諾索夫（1763）提出蒸餾說(shuō)算起應(yīng)該是兩個(gè)多世紀(jì)），關(guān)于油氣成因問(wèn)題，不同專(zhuān)家學(xué)者曾提出過(guò)各種不同的成因假說(shuō)。在眾說(shuō)紛紜的油氣成因?qū)W說(shuō)中，就其觀點(diǎn)而言，可歸屬于有機(jī)起源與無(wú)機(jī)起源兩大學(xué)派。

1、最早的石油成因論——蒸餾說(shuō)

十八世紀(jì)中葉，前蘇聯(lián)化學(xué)家羅蒙諾索夫（1763）根據(jù)他對(duì)石油化學(xué)的研究，認(rèn)為石油和煤炭一樣是由泥炭在高溫作用下（蒸餾）所生成的。這是最早的石油成因?qū)W說(shuō)，也是最早的石油有機(jī)成因?qū)W說(shuō)，常被稱(chēng)為蒸餾說(shuō)。羅蒙諾索夫應(yīng)是世界上最早研究石油成因的學(xué)者。第2章油氣成因一、石油有機(jī)起源的證據(jù)

有機(jī)說(shuō)的核心就是認(rèn)為：油氣起源于生物物質(zhì)，油氣有機(jī)起源說(shuō)之所以能夠確立，有其充分的地質(zhì)及地球化學(xué)論據(jù)，歸納總結(jié)如下。1.世界上99%以上的油氣產(chǎn)自沉積巖。據(jù)羅諾夫(1958)的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，含油氣盆地的沉積巖有機(jī)碳含量三倍于非含油氣盆地(有機(jī)碳是衡量巖石中有機(jī)質(zhì)豐度的基本參數(shù))，可見(jiàn)含油氣情況與有機(jī)質(zhì)之間有著密切的關(guān)系。第2章油氣成因

2.在石油中普遍存在“生物標(biāo)記化合物”（又叫做指紋化合物）——即化學(xué)結(jié)構(gòu)為生物物質(zhì)所特有的化合物。如卟啉、異戊二稀類(lèi)、甾醇類(lèi)和萜類(lèi)（即環(huán)狀異戊二稀類(lèi)）等化合物。（圖）3.石油元素組成，包括微量元素組成、碳同位素組成，都與有機(jī)物質(zhì)（尤其是脂類(lèi)）近似，而與任何無(wú)機(jī)物質(zhì)相差甚遠(yuǎn)。第2章油氣成因

4.天然石油普遍存在旋光性。而非晶質(zhì)的旋光性,系由物質(zhì)分子中碳原子的不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)所致，這種具不對(duì)稱(chēng)碳原子結(jié)構(gòu)的物質(zhì)(多為生物標(biāo)記化合物)，只能來(lái)自生物界。5.各種生物物質(zhì)通過(guò)熱降解均可得到烴類(lèi)產(chǎn)物——人工實(shí)驗(yàn)；利用現(xiàn)代分析技術(shù)從現(xiàn)代和古代沉積有機(jī)質(zhì)中檢測(cè)出了與石油類(lèi)似或相同的烴類(lèi)——自然產(chǎn)物?？傊瑹o(wú)論對(duì)石油性質(zhì)及分布的考查，還是對(duì)生油過(guò)程的模擬實(shí)驗(yàn)，都為油氣有機(jī)起源說(shuō)提供了足以令人信服的證據(jù)。這是有機(jī)起源說(shuō)得以確立的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。第2章油氣成因沉積巖中的有機(jī)質(zhì)——可分為：

干酪根-是指沉積巖中不溶于堿、非氧化性酸和非極性有機(jī)溶劑的分散固體有機(jī)質(zhì)（亨特1979）。

瀝青-是指沉積巖中可溶于有機(jī)溶劑的分散有機(jī)質(zhì)。

瀝青包括烴類(lèi)以及含S、N、O的非烴有機(jī)化合物（膠質(zhì)和瀝青質(zhì)等）。

干酪根在沉積有機(jī)質(zhì)中占70-90%（甚至更高表h1-圖）。所以，干酪根是沉積巖中有機(jī)質(zhì)的主體。

兩部分第2章油氣成因小結(jié)①

在各種生物門(mén)類(lèi)中，以水生低等浮游生物是最主要的成烴原始生物物質(zhì)；(因其出現(xiàn)時(shí)間早，產(chǎn)量高)

②

在生物的生化組分中脂類(lèi)化合物最有利于形成油氣；

③

干酪根是地球巖石圈中最廣泛的有機(jī)質(zhì)分布形式；

④

干酪根是沉積巖中有機(jī)質(zhì)的主體。

⑤

干酪根是最主要成烴物質(zhì)，但并非原始成烴物質(zhì)的全部；應(yīng)該說(shuō)，成烴原始物質(zhì)是沉積有機(jī)質(zhì)，而不僅僅是干酪根。

二、形成油氣的原始物質(zhì)第2章油氣成因

影響沉積巖（物）中有機(jī)質(zhì)含量的因素(4點(diǎn))

1.原始生物的產(chǎn)量。

2.原始有機(jī)質(zhì)的保存條件。

3.沉積物的堆積速度。

4.沉積物的粒度第2章油氣成因1.化學(xué)分類(lèi)

蒂索(1974)按H/C和O/C原子比，將干酪根劃分為三種類(lèi)型：

Ⅰ型：H/C原子比高，O/C原子比低；

以鏈狀結(jié)構(gòu)較多為特征，富含脂類(lèi)化合物，主要來(lái)源于水生低等浮游生物，－－生油潛力大

Ⅲ型：H/C原子比低，O/C原子比高；

以芳香結(jié)構(gòu)多為特征，主要來(lái)源于富含木質(zhì)素和碳水化合物的陸生高等植物，多為異地有機(jī)質(zhì)。

－－生油潛力小，但可生成天然氣

Ⅱ型：H/C和O/C原子比介于上述二類(lèi)之間；屬混合型或過(guò)渡型干酪根。其生烴潛力也介于Ⅰ型～Ⅲ型之間，視其接近Ⅰ型，或是接近Ⅲ型而異?；瘜W(xué)分類(lèi)第2章油氣成因不同干酪根來(lái)源—生烴潛力大小/生成石油的類(lèi)型不同

1

含陸源有機(jī)質(zhì)豐富的干酪根→石蠟基石油。

(陸相和近岸碎屑沉積體系中石油常具有高蠟特征)

2含海洋\湖泊原地有機(jī)質(zhì)豐富的干酪根→環(huán)烷基石油

(碳酸鹽巖多含無(wú)定形干酪根,有利于生成環(huán)烷烴)

由于無(wú)定形干酪根的生烴潛力高，所以碳酸鹽巖可以在有機(jī)碳含量比泥質(zhì)巖低得多的情況下，生成相對(duì)高得多的烴類(lèi)。(見(jiàn)表h2)。第2章油氣成因四、促使有機(jī)質(zhì)演化成烴的因素有機(jī)質(zhì)演化形成油氣是一個(gè)比較復(fù)雜和漫長(zhǎng)的生物化學(xué)和化學(xué)過(guò)程。促使有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化成烴的因素——有細(xì)菌、溫度、時(shí)間和催化劑等，且在不同的演化階段起主導(dǎo)作用的因素不盡相同。第2章油氣成因

實(shí)際資料表明，生油門(mén)限溫度通常在50-120℃。

我國(guó)的實(shí)例——如大慶為50℃（1250m）；冀中為67℃（1500m）；勝利為93℃（2200m）。國(guó)外——如杜阿拉盆地為65℃（1370m）；洛杉磯盆地為115℃（3660m）；文圖拉盆地為115℃（2440m）等。門(mén)限溫度高低主要與有機(jī)質(zhì)受熱持續(xù)時(shí)間或地質(zhì)時(shí)代有關(guān)，此外還與有機(jī)質(zhì)類(lèi)型和催化作用有關(guān)。

門(mén)限溫度意味著有機(jī)質(zhì)開(kāi)始走向成熟，進(jìn)入主要生油階段。第2章油氣成因關(guān)于二次生油和延遲生油：所謂二次生油，是指某一層位——埋深已經(jīng)進(jìn)入生油門(mén)限生烴量開(kāi)始顯著增長(zhǎng)-開(kāi)始生油——上升剝蝕作用-使其埋深低于門(mén)限值-中止生油——再沉降接受新的沉積-重新進(jìn)入門(mén)限深度-再度大量生烴——這種生油過(guò)程有過(guò)中斷的現(xiàn)象稱(chēng)為二次生油。

若某一層位尚未進(jìn)入生油門(mén)限——地殼抬升-上覆遭受剝蝕-不能連續(xù)埋藏盡快進(jìn)入生油門(mén)限——待再度沉降-上覆再度接受沉積-進(jìn)入生油門(mén)限-開(kāi)始生油——這種延緩生油時(shí)間的現(xiàn)象稱(chēng)為延遲生油。第2章油氣成因五、有機(jī)質(zhì)成巖演化與油氣生成的階段性

沉積物在埋藏過(guò)程中要發(fā)生成巖作用，有機(jī)質(zhì)必然要發(fā)生相應(yīng)的變化（圖），而且比無(wú)機(jī)質(zhì)點(diǎn)要敏感得多。

石油和天然氣正是有機(jī)質(zhì)成巖演化總過(guò)程中形成的自然產(chǎn)物。有機(jī)質(zhì)演化的進(jìn)程不同，所得到的烴類(lèi)產(chǎn)物也不同。第2章油氣成因

關(guān)于有機(jī)質(zhì)的成巖演化與油氣生成的階段劃分目前較為流行、也比較實(shí)用的是三階段劃分方案

成巖作用階段——未成熟階段

深成作用階段——成熟階段

準(zhǔn)變質(zhì)作用階段——過(guò)成熟階段一一對(duì)應(yīng)（表h1）成巖階段階段劃分有機(jī)質(zhì)演化成烴階段第2章油氣成因注意——同義語(yǔ)成巖作用階段--細(xì)菌（生物化學(xué)）作用階段-未成熟階段深成作用階段--退化作用階段-熱催化生烴階段-成熟階段準(zhǔn)變質(zhì)作用階段--交替作用階段-熱裂解生氣階段-過(guò)成熟階段

（變質(zhì)階段已超出石油地質(zhì)的研究范圍）第2章油氣成因

成巖早期所生成的烴不同于巖石中成熟石油烴。主要差別有——

(6條)

①早期生成的烴多是從生物體中繼承下來(lái)的高分子烴，缺乏C3-14的低分子烴，更無(wú)C4-8的烴；而低分子烴在成熟石油中常占50%左右；第2章油氣成因

②早期生成的正烷烴中C25以上占有很大比例，且奇數(shù)碳原子具有明顯優(yōu)勢(shì)，而成熟石油中這種優(yōu)勢(shì)接近消失(圖h1)；

③姥鮫烷/nC17和植烷/nC18比值都大于1.0(i＞n);

④環(huán)烷烴中，四環(huán)、五環(huán)和六環(huán)的含量較豐（最多的是五環(huán)），單環(huán)、二環(huán)和三環(huán)者較少。第2章油氣成因

⑤早期生成的烴缺乏低分子芳香烴，而石油中則有相當(dāng)數(shù)量的苯、甲苯、二甲苯等。

⑥在數(shù)量方面，巖石中所含的烴要比沉積物所含的烴多2-10倍。結(jié)論——石油應(yīng)該主要是晚期形成的。第2章油氣成因

深成作用階段烴類(lèi)組成的變化

深成階段所生成的石油在性質(zhì)上更加成熟，其主要表征：

①

正烷烴的碳原子數(shù)和分子量遞減；

②

生物烴所帶來(lái)的奇碳優(yōu)勢(shì)被新生烴所沖淡直至消失；

③

環(huán)烷烴和芳香烴的碳原子數(shù)和環(huán)數(shù)減少；

④

正烷烴分布曲線由雙峰型變?yōu)閱畏逍?。（圖h1）第2章油氣成因

綜上所述，有利于石油生成的最佳地質(zhì)環(huán)境是：

①要有足夠數(shù)量和一定質(zhì)量的原始有機(jī)質(zhì)；②要有古地理中的淺海封閉環(huán)境或一定深度的湖泊環(huán)境；③要有長(zhǎng)期穩(wěn)定下沉并伴隨有適當(dāng)升降運(yùn)動(dòng)的地殼運(yùn)動(dòng)背景；④要有較快的沉積堆積速度；⑤要有適當(dāng)?shù)穆癫厥軣釟v史。第2章油氣成因一、天然氣的來(lái)源

（一）天然氣來(lái)源概述

天然氣按其成分可分為烴氣和非烴氣。狹義的天然氣通常是指以烴類(lèi)為主的天然氣，它是多種氣體的混合物。不同組分的氣體來(lái)源有多種途徑（表）微生物(細(xì)菌)降解

熱解作用(分散有機(jī)質(zhì)和有機(jī)礦產(chǎn))

深部無(wú)機(jī)成因氣

大氣滲入-非烴氣

降解——兩個(gè)大分子物質(zhì)相互作用降低分子量，產(chǎn)生烴類(lèi)的過(guò)程。裂解——一個(gè)大分子物質(zhì)因結(jié)合鍵斷裂分解為小分子烴的過(guò)程。天然氣根據(jù)形成機(jī)理可分為：有機(jī)成因氣和無(wú)機(jī)成因氣。沉積有機(jī)質(zhì)經(jīng)無(wú)機(jī)成因氣天然氣來(lái)源第2章油氣成因二、天然氣的成因類(lèi)型

1生物成因氣(含成巖氣)

2油型氣(Ⅰ、Ⅱ型干酪根)

3煤型氣（Ⅲ型干酪根和成煤有機(jī)質(zhì)）

4無(wú)機(jī)成因氣

這樣，就將天然氣劃分為四種基本成因類(lèi)型（表）。天然氣成因類(lèi)型有機(jī)成因氣根據(jù)主要作用因素?zé)峤鈿猓ㄖ黧w）第2章油氣成因影響生物成因氣產(chǎn)率的因素：對(duì)于微生物合成甲烷的過(guò)程已作過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，而有利于生物氣形成的因素，可大致歸納為以下4個(gè)方面：

①有豐富的有機(jī)質(zhì)；

②嚴(yán)格缺氧、缺（少）硫酸鹽的環(huán)境；

③pH值以接近中性（pH值6.0~8.0）為宜；

④溫度在35-42℃為最佳（圖）。適合甲烷菌大量繁殖，生成甲烷的溫度一般低于75℃。第2章油氣成因

3）生物成因氣的δ13C1值較低，一般為-60‰～-85‰之間,最低可為-90‰，最高可到-55‰。

腐植型母質(zhì)生物成因氣其δ13C1值約為-58‰～-80‰

若有深部熱成因氣的加入，δ13C1值可高達(dá)-45‰--50‰±

甲烷含量高

生物成因氣的組成特點(diǎn)

重?zé)N含量低

（兩低一高）

δ13C1值低（表h2）第2章油氣成因（二）油型氣

油型氣——是指成油有機(jī)質(zhì)（腐泥型或Ⅰ+ⅡA型干酪根）在進(jìn)入成熟階段后，以熱力作用為主形成的天然氣（包括石油伴生氣和石油熱裂解氣）。

石油伴生氣-成熟階段早中期

油型氣

凝析油伴生濕氣-成熟階段晚期

熱裂解干氣-過(guò)成熟階段第2章油氣成因

3.煤型氣的化學(xué)組成(重點(diǎn))

CH4常＜95%（典型的煤型干氣不多見(jiàn)）

普遍含N2（通常在7-16%）

煤型氣常含有CO2（一般為5%左右，與甲烷同生）

普遍含汞量較高，常貧H2S

（表）

富集13C（δ13C值較油型氣常重約13-14‰）

[煤型氣的碳同位素分布，據(jù)戴金星等（1985）的資料，我國(guó)煤型氣甲烷、乙烷和丙烷的δ13C值分布見(jiàn)圖]。

含相對(duì)較高的非烴氣體第2章油氣成因第六節(jié)

烴源巖（生油巖）一、概述1、烴源巖概念及研究意義烴源巖是與油氣“有機(jī)成因說(shuō)”緊密聯(lián)系的概念，對(duì)于“無(wú)機(jī)成因說(shuō)”就不存在烴源巖的問(wèn)題。

如何研究評(píng)價(jià)烴源巖呢？這是有機(jī)學(xué)派經(jīng)常要面對(duì)的一個(gè)課題。不過(guò)依據(jù)油氣成因的現(xiàn)代概念，關(guān)于烴源巖的研究?jī)?nèi)容已經(jīng)十分豐富了?！盁N源巖”包括油源巖、氣源巖和油氣源巖，習(xí)慣上也通常稱(chēng)之為“生油巖”。

關(guān)于烴源巖的概念，不同學(xué)者有不同的定義：第2章油氣成因烴源巖的定義

蒂索（B.P.Tissot，1978）定義為:

“可能產(chǎn)生或已經(jīng)產(chǎn)生石油的巖石叫做生油巖?！?/p>

亨特（J.M.Hunt，1979）則將烴源巖限定為“曾經(jīng)產(chǎn)生并排出了足以形成工業(yè)性油、氣聚集之烴類(lèi)的細(xì)粒沉積”。從找油找氣角度出發(fā)，這一概念比較合適。當(dāng)然，從油氣成因的現(xiàn)代概念來(lái)理解，并著眼于生成油氣來(lái)講，亨特的定義就限定為成熟的烴源巖；而從廣義成烴角度來(lái)看，烴源巖既包括成熟烴源巖，也包括未成熟烴源巖。因?yàn)樯锍梢驓庖部梢孕纬晒I(yè)性油氣聚集。

第2章油氣成因

總之，生油巖主要是由低能環(huán)境下沉積的粘土和碳酸鹽淤泥組成，但并非所有低能環(huán)境下的細(xì)粒沉積都是生油巖。對(duì)生油巖的研究，通常要從有機(jī)質(zhì)豐度、有機(jī)質(zhì)類(lèi)型和有機(jī)質(zhì)成熟度等三個(gè)方面來(lái)分析，才能作出正確評(píng)價(jià)。

有機(jī)質(zhì)豐度

生油巖研究鑒別從

有機(jī)質(zhì)類(lèi)型

定性定量評(píng)價(jià)

有機(jī)質(zhì)成熟度第2章油氣成因二、有機(jī)質(zhì)的豐度（數(shù)量）對(duì)烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度（數(shù)量）的研究：

有機(jī)碳研究評(píng)價(jià)方法及指標(biāo)

氯仿抽提物

巖石熱解參數(shù)（總烴產(chǎn)率）第2章油氣成因干酪根中可能遇到的大分子結(jié)構(gòu)返回

Kerogen是通過(guò)橋鍵和不同基團(tuán)聯(lián)接多個(gè)被稱(chēng)為核的結(jié)構(gòu)單元而成；核可以是單環(huán)或縮合環(huán)、芳香環(huán)、脂族環(huán)及含硫或氮的雜環(huán)；橋鍵大多為氧、硫或肽鍵；還有其它有機(jī)官能團(tuán)；可能含有脂類(lèi)化合物，但最多的還是羥基化合物。其結(jié)構(gòu)一般是無(wú)序的，但在深成熱解過(guò)程中也發(fā)生一些有序結(jié)構(gòu)。1-芳香族環(huán)；2-雜環(huán)；3-飽和烴；4-脂肪族鏈-微弱演化-強(qiáng)烈演化第2章油氣成因巴黎盆地托爾頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)各組分含量隨深度變的化（據(jù)Tissot,1971)

從對(duì)巴黎盆地的典型研究看，隨著埋深加大和溫度的增高，有機(jī)質(zhì)中的干酪根含量不斷下降，而烴類(lèi)和膠質(zhì)、瀝青烯（瀝青質(zhì)的基本組成）的含量（氯仿抽提物）則相應(yīng)上升。另外，MAB抽提物（即甲醇-丙酮-苯混合溶劑抽提物）的含量也是逐漸減少的。返回

MAB抽提物是極性極強(qiáng)的富含S、N、O的重質(zhì)化合物，其元素組成最接近于干酪根，可代表干酪根降解生烴過(guò)程的中間產(chǎn)物。第2章油氣成因

Ⅰ型干酪根：H/C原子比高，O/C原子比低，以鏈狀結(jié)構(gòu)較多為特征。富含脂類(lèi)化合物，只含少量多環(huán)芳香烴和含氧官能團(tuán)，主要來(lái)源于水生低等浮游生物，生烴潛力大。

干酪根類(lèi)型及其演化圖

（據(jù)Tissot，1974)

由圖可見(jiàn)，隨著演化程度的加深，三種干酪根的元素組成都向富碳方向斂合，H、O含量均不斷降低，所以當(dāng)演化程度很高時(shí)其類(lèi)型難以明確區(qū)分。

Ⅱ型干酪根：H/C和O/C原子比介于上述二類(lèi)之間，屬混合型或過(guò)渡型干酪根。其生烴潛力視其接近Ⅰ型或是接近Ⅲ型而異。

Ⅲ型干酪根：H/C原子比低，O/C原子比高，以芳香結(jié)構(gòu)多為特征。主要來(lái)源于富含木質(zhì)素和碳水化合物的陸生高等植物，多為異地有機(jī)質(zhì)。生油潛力小，但可生成天然氣返回1回2返回3第2章油氣成因

炭質(zhì)泥巖腐泥型（Ⅰ型）干酪根

羌塘盆地T3炭質(zhì)泥巖混合型（ⅡA型）干酪根

羌塘盆地T3

炭質(zhì)泥巖混合型（ⅡB型）干酪根

羌塘盆地T3炭質(zhì)泥巖腐植型（Ⅲ型）干酪根

羌塘盆地T3

返回1返回2第2章油氣成因干酪根類(lèi)型及其性質(zhì)脂肪族

含芳香的脂肪族

含脂肪的芳香族芳香族

脂肪族化合物含量(%)≥9090—5050—10≤10芳香族化合物含量(%)≤1010—5050—90≥90H/C原子比＞1.251.25—11.0—0.85≤0.85O/C原子比≤0.80.8—11.0—1.5≥1.5熱失重（600℃）（%）≥8585-5050-30≤30生油潛力優(yōu)(＞0.8)良（0.8-0.5）差(0.5-0.2)極差(≤0.2)返回中科院貴陽(yáng)地化所按其化合物組成將干酪根分為脂肪族、含芳香脂肪族、含脂肪芳香族和芳香族四種類(lèi)型P58b2-5第2章油氣成因干酪根各種劃分的對(duì)照及其地質(zhì)含義類(lèi)型劃分依據(jù)腐泥成分腐植成分按煤巖學(xué)（反射光）殼質(zhì)組鏡質(zhì)組惰性組按孢粉學(xué)（透光）絮質(zhì)藻質(zhì)草質(zhì)木質(zhì)煤質(zhì)按H/C和O/C原子比Ⅰ、ⅡⅡⅢⅣ按化合物脂肪族含芳香脂肪族含脂肪芳香族芳香族物質(zhì)來(lái)源海洋、湖泊陸地陸地陸地、再沉積成礦意義石油、油頁(yè)巖、腐泥煤油、氣氣、腐植煤無(wú)油、痕量氣返回1元素分析轉(zhuǎn)2再返P59b2-6第2章油氣成因

沉積物中細(xì)菌的分布沉積物表面以下厘米數(shù)每克沉積物中的細(xì)菌數(shù)沉積物表面以下厘米數(shù)每克沉積物中的細(xì)菌數(shù)0—0.57.6—8.172000.5—1.015.2—15.716001.5—2.090000024.4—24.96004.6—5.140000

返回P60b2-7第2章油氣成因現(xiàn)代海洋沉積物不溶有機(jī)質(zhì)加熱產(chǎn)物加熱產(chǎn)物（占不溶有機(jī)質(zhì)的%）溫度（℃）時(shí)間（h）揮發(fā)性產(chǎn)物液態(tài)產(chǎn)物固態(tài)殘余物1505.06.11.592.42005.114.43.282.42505.318.33.877.93105.228.96.065.13505.028.16.665.34105.040.82.756.5返回↓據(jù)伊什瓦塔里（R.Ishiwatari）P61b2-8第2章油氣成因溫度（℃）低分子烷烴（ppm）CH4

C2H6

C3H8

—C8H18

nC7H16

40030019011260.0237070.01650200.4871.70.01加熱綠河頁(yè)巖不溶有機(jī)質(zhì)所產(chǎn)生的低分子烴類(lèi)（據(jù)Hunt）以上兩表中顯示，隨著溫度的升高，產(chǎn)物的數(shù)量相應(yīng)增加，產(chǎn)物中的低分子成分也逐漸增多。返回P61b2-9第2章油氣成因

烴類(lèi)顯著地增長(zhǎng)出現(xiàn)在1370m深(65℃)處，于2200m(90℃)達(dá)到最大值，爾后反而下降，至3,000m（115℃）基本終止了生油過(guò)程。其所以下降，乃是在較高溫度下裂解為低分子產(chǎn)物所致。返回杜阿拉盆地白堊紀(jì)地層中烴類(lèi)的生成與深度和溫度的關(guān)系

(據(jù)P.Albrecht

etc.，1976)第2章油氣成因該盆地生油門(mén)限溫度為72℃，生油高峰約為90℃，生油結(jié)束約為150℃。前圖(杜阿拉盆地)相應(yīng)溫度分別為65℃，90℃，115℃。法國(guó)阿奎特因盆地細(xì)粒碳酸鹽巖中C15+烴類(lèi)生成與溫度的關(guān)系(LeTran，1972)

返回第2章油氣成因

由圖中明顯可見(jiàn)，沉積有機(jī)質(zhì)的時(shí)代越新，生油門(mén)限溫度越高；時(shí)代越老，門(mén)限溫度越低。圖中時(shí)-溫線的斜率是由活化能所決定的。圖中的虛線是后來(lái)依據(jù)鏡煤反射率提供的信息添加進(jìn)去的；虛線繪出了油氣生成過(guò)程開(kāi)始與結(jié)束的界限。在沉積物年輕而地溫度梯度較小的盆地（圖中的左下方）中，地溫達(dá)不到門(mén)限值，無(wú)工業(yè)石油生成。在沉積物古老而地溫梯度較大的盆地（圖中的右上方）中，地溫已超過(guò)生油門(mén)限，即使有油也已破壞（裂解成氣）。石油生成的時(shí)-溫關(guān)系(據(jù)Connan,1974,引自Hunt,1979)

1-巴西亞馬遜盆地；2-法國(guó)巴黎盆地；3-法國(guó)阿奎特因盆地；4-西非阿尤恩地區(qū)；5-喀麥隆杜阿拉盆地；6-新西蘭塔拉納基盆地；7-法國(guó)卡馬格盆地；8-新西蘭塔拉納基盆地；9-美國(guó)洛杉磯盆地；10-美國(guó)文圖拉盆地；11-法國(guó)阿奎特因盆地

返回第2章油氣成因在250℃下油酸的熱催化產(chǎn)物催化劑與油酸烴類(lèi)產(chǎn)率（%）各類(lèi)烴所占的百分比飽和烴單核芳烴雙核芳烴3∶1361853292∶120285418

返回P65b2-10第2章油氣成因正十六烷熱裂解和熱催化裂解所需要的時(shí)間

(據(jù)Goldstein,1980)

返回第2章油氣成因有機(jī)質(zhì)的成巖演化返回第2章油氣成因從生物有機(jī)質(zhì)到干酪根形成示意圖返回干酪根第2章油氣成因富含有機(jī)質(zhì)的開(kāi)闊海沉積物中微生物代謝作用的生化環(huán)境剖面圖(據(jù)Rice&Claypool,1981)圖中碳酸鹽還原帶是生成甲烷的主要生化帶CH4返回2返回1第2章油氣成因墨西哥灣天鵝島近代沉積樣品分析結(jié)果深度（m）可抽提有機(jī)質(zhì)的含量（%）抽提物的色層分析（%）飽和烴芳香烴含SNO的化合物氧化鉛上的殘余物0.9-1.20.036.01.514.078.55.4-6.60.03217.92.512.167.515.6-5.90.03218.28.314.358.230.6-30.90.03125.25.710.658.5經(jīng)碳同位素測(cè)定，這些烴的年齡為距今11800-14600±1400年，說(shuō)明是同生的。由表中還可看出，烴類(lèi)是靠瀝青還原而產(chǎn)生的。另外一些（如在里海海灣、帕雷灣、舊金山灣等）研究也得到了類(lèi)似的結(jié)果。返回↓P70b2-12第2章油氣成因有機(jī)質(zhì)各組成隨深度的變化

(據(jù)B.Durand,1980)

1-CO2+H2O;2-油;3-濕氣;4-甲烷;5-膠質(zhì)+瀝青質(zhì);6-不溶于有機(jī)溶劑的有機(jī)質(zhì);7-可溶于堿的有機(jī)質(zhì);8-可溶于酸的有機(jī)質(zhì);虛線表示這些組成可能疊置

返回第2章油氣成因近代、古代沉積物和原油中正烷烴的分布（據(jù)J.E.科珀和E.E.布雷）近代、古代沉積物和油層水中脂肪酸的分布

（據(jù)J.E.科珀和E.E.布雷）返回2返回1第2章油氣成因作為母質(zhì)埋深函數(shù)的烴類(lèi)形成的一般模式(據(jù)Tissotetc.，1974)

返回1返回3返回2返回4第2章油氣成因

1-利比亞錫爾特盆地2-蘇門(mén)答臘中部，杜里;3-北海，?？品扑箍?4-阿拉伯灣，加瓦爾;5-阿爾及利亞，哈西-邁薩烏德;6-佛羅里達(dá)州，杰伊;7-馬拉開(kāi)波湖，拉馬爾;8-蘇門(mén)答臘中部，米納斯;9-阿拉斯加，普魯?shù)禄魹?10-南派斯，27號(hào)地區(qū);11-西西伯利亞的氣和油;12-洛杉磯，威爾明頓油田

“液態(tài)窗”的概念（據(jù)普西，1973）返回第2章油氣成因巴黎盆地下托爾頁(yè)巖烷烴成分和結(jié)構(gòu)隨埋藏深度的變化A-飽和烴成分的演化;B-正烷烴分布的演化;C-異戊間二烯烴與正C18烷、正C17烷演化的比較。Jo,Va,An,Ce,Es,Do,Bo為采樣地層代號(hào)返回1返回3返回2第2章油氣成因1+2--烴類(lèi);3--膠質(zhì);4--瀝青質(zhì);5--MAB抽提物;6--干酪根下托爾頁(yè)巖中各有機(jī)組分的含量隨深度變化圖(據(jù)Tissot

etc.，1971)返回第2章油氣成因有機(jī)質(zhì)成熟演化的階段性成巖演化階段成巖階段深成階段準(zhǔn)變質(zhì)階段烴類(lèi)產(chǎn)物生物甲烷重質(zhì)油，干氣

中質(zhì)油，濕氣

輕質(zhì)油，濕氣

高溫甲烷煤階泥炭，褐煤

高揮發(fā)分的煙煤

中揮發(fā)分的煙煤

低揮發(fā)分的煙煤半無(wú)煙煤，無(wú)煙煤

固定碳（%）——5555——7575——8585—鏡煤反射率Ro（%）

——0.50.5——1.31.3——2.02.0—H/C原子比＞0.840．84——0.690.69——0.62

＜0.62地溫（℃）——5050——150150——200200—深度（m）——1000

1000——40004000—6000

6000孢粉顏色淺黃，橙黃

橙——褐深褐黑主要反應(yīng)生物化學(xué)熱催化熱裂解熱裂解有機(jī)質(zhì)成熟度未成熟成熟高成熟過(guò)成熟返回P73b2-13第2章油氣成因海洋分區(qū)剖面圖返回2陸棚返回11.040.370.06第2章油氣成因加利福尼亞圣華金盆地的北科萊斯-萊維油田該圖表明上中新統(tǒng)斯蒂文斯砂巖儲(chǔ)集巖中油水界面發(fā)生褶皺；這表示上新世末期斯蒂文斯石油已經(jīng)聚集（據(jù)Hardoin，1963)返回第2章油氣成因國(guó)外已知低熟油氣資源的分布返回第2章油氣成因該表為Hunt(1979)對(duì)構(gòu)成天然氣組成各種來(lái)源主次的排序。天然氣組成的來(lái)源來(lái)源各種主要來(lái)源的可能次序（重要性依數(shù)字增大而減?。〤H4

CO2

N2

H2SHeH2

沉積有機(jī)質(zhì)的熱解11111沉積有機(jī)質(zhì)的微生物降解24煤層的成熟作用432儲(chǔ)層石油和瀝青的熱轉(zhuǎn)化32火成巖、變質(zhì)巖氣體擴(kuò)散31碳酸鹽的熱分解2沉積物捕獲的空氣4返回P86b2-14第2章油氣成因有機(jī)質(zhì)成烴演化階段劃分劃分依據(jù)成巖作用階段烴類(lèi)產(chǎn)物成熟度化學(xué)反應(yīng)方式成巖階段劃分成巖作用早期生物成因氣期未成熟未成熟生物化學(xué)作用晚期成巖氣期未-低成熟生化-低溫?zé)峤庾饔蒙畛勺饔?退化作用)早中期成油期成熟成熟熱催化降解作用晚期濕氣期高成熟準(zhǔn)變質(zhì)作用（交代作用）

干氣期過(guò)成熟熱裂解作用返回2P87b2-15返回1第2章油氣成因

各類(lèi)有機(jī)質(zhì)演化到不同成熟階段時(shí)累積生氣量與成煤量的重量比*按我國(guó)目前常用術(shù)語(yǔ)，該階段應(yīng)包括貧煤-無(wú)煙煤。（據(jù)李汶國(guó)，1984）各階段以?xún)裘褐貫?00%。返回2返回1P88b2-16有機(jī)質(zhì)類(lèi)型成熟(成煤)階段累積生氣量（%）腐泥型混合型腐植型未成熟（泥炭-褐煤）階段0—9.180—4.170—3.75成熟（長(zhǎng)焰煤-氣煤）階段9.18—29.534.17—18.153.75—5.30高成熟（肥煤-瘦煤）階段29.53—59.3618.15—39.805.30—13.91過(guò)成熟（無(wú)煙煤*）59.36—60.7539.80—40.6913.91—14.85第2章油氣成因天然氣成因類(lèi)型分類(lèi)依據(jù)形成機(jī)理主要作用因素有機(jī)質(zhì)類(lèi)型天然氣有機(jī)成因氣1生物成因氣（生物化學(xué)作用）熱解氣（溫度--熱力作用）2油型氣（Ⅰ、Ⅱ型干酪根）3煤型氣（煤、Ⅲ型干酪根）4無(wú)機(jī)成因氣返回第2章油氣成因溫度對(duì)于甲烷生成數(shù)量的影響

(據(jù)J.G.Zeikus&M.R.Winfrey,1976)

門(mén)多塔湖沉積物，圖中標(biāo)明m數(shù)為取樣深度；室內(nèi)培養(yǎng)時(shí)間為30天

微生物合成甲烷過(guò)程中最佳溫度為35-42℃返回第2章油氣成因

氣田地區(qū)及名稱(chēng)CH4重?zé)NCO2N2C1/C2+C2+/CH4δ13C1(‰PDB)西

西

伯

利

亞烏連戈伊98.51.00.211.10985.00.001-59.0--59.2塔佐夫99.010.1870.300.50529.50.0019-61.7--59扎波利揚(yáng)98.50.2620.500.70375.950.0027-63.0--60.3古勃金98.50.1350.11.2729.60.0014-61.7--61.1麥德維熱98.20.4130.220.73237.80.0042-58.3柴

達(dá)

木聶中(2)99.50.035-0.452842.90.00045-66.4澀中(6)98.280.09-1.621092.00.0009長(zhǎng)江三角洲89.450.721.6CO2+H2S7.86124.240.0080-78.7--68.3國(guó)內(nèi)外若干生物成因氣成分表返回1P92b2-20返回2第2章油氣成因國(guó)外部分國(guó)家和地區(qū)生物成因氣的分布返回P92b2-21國(guó)家和地區(qū)時(shí)代埋深（m）儲(chǔ)量（1012m3

）可采地質(zhì)美國(guó)庫(kù)克灣墨西哥灣洛基山區(qū)伊利諾斯第三紀(jì)更新世更新世、第三紀(jì)和白堊紀(jì)更新世910—1,650460—2,800120—840402．21（已采出0.28未計(jì)入）0.34*2.83**前蘇聯(lián)西西伯利亞北咸海斯特拉瓦波爾北普里阿拉爾白堊紀(jì)第三紀(jì)白堊紀(jì)和第三紀(jì)第三紀(jì)6.83—1,300（最大深度達(dá)3100）320—350180—1,050300—50010．5+日本第三紀(jì)100—1,0000．13加拿大白堊紀(jì)300—1,0000.42*為估計(jì)有75%是生物成因氣，25%是從較深處運(yùn)移上來(lái)的熱解成因氣。（據(jù)Rice和Claypool,1981）**估計(jì)遠(yuǎn)景儲(chǔ)量第2章油氣成因干酪根成油在熱演化過(guò)程中的結(jié)構(gòu)、H/C原子比值變化與成烴關(guān)系圖示

(據(jù)Hunt,1979）

返回第2章油氣成因溫度℃CH4乙烷丙烷異丁烷丁烷異戊烷戊烷乙烯丙烯丁烯戊烯CO2H235021.8720.1316.385.893.510.240.172.928.471.800.150.241.7440041.4227.6217.991.193.500.280.632.27微1.370.564.9045062.1923.949.750.810.150.63微3.4550075.5617.46微微微7.6355070.1011.88

微10.8560080.410.19

微19.5080038.74

0.1966.4490018.21

0.0278.82100010.91

0.1387.8211001.54

0.2398.261200*<0.1

*1200℃時(shí)容器嚴(yán)重變形無(wú)法計(jì)量（據(jù)楊天宇王涵云，1984）川中角7井（侏羅系）原油裂解氣組分?jǐn)?shù)據(jù)表返回1返回2P96b2-22第2章油氣成因1噸原油在不同溫度下裂解氣產(chǎn)率圖（據(jù)楊天宇王涵云，1984）返回第2章油氣成因植物主要有機(jī)組分的元素組成有機(jī)組分元素組成（重量%）CHOSN碳水化合物44650--木質(zhì)素63531.60.10.3返回P97b2-23第2章油氣成因腐質(zhì)型有機(jī)質(zhì)成煤過(guò)程中成氣階段的劃分及相應(yīng)的煤階、R0值簡(jiǎn)表返回P99b2-24成煤作用煤階成氣階段相應(yīng)RO值（%）泥炭化作用泥炭第一階段＜0.4煤化作用成巖作用年青褐煤年老褐煤第二階段＞0.4—0.6變質(zhì)作用長(zhǎng)焰煤氣煤第三階段＞0.6—1.7肥煤焦煤瘦煤貧煤第四階段＞1.7無(wú)煙煤第2章油氣成因腐植型有機(jī)質(zhì)在成煤過(guò)程中成氣階段劃分及生成氣體的一般模式圖（據(jù)В.Л.Сколов和В.Ф.Симонснко等資料引自И.В.ВЬΙсоцкий，1979略作修改和補(bǔ)充）返回第2章油氣成因煤氣發(fā)生率（m3氣/t煤）

煤階褐煤長(zhǎng)焰煤氣煤肥煤焦煤瘦煤貧煤無(wú)煙煤總煤氣發(fā)生率（Ra）68168212230270287330422視煤氣發(fā)生率（Ra）0100144162202219262354階煤氣發(fā)生率（Ra）68100441840174392（據(jù)В.П.Козлов補(bǔ)充）返回P100b2-25第2章油氣成因國(guó)內(nèi)外若干煤型氣田天然氣的化學(xué)組成氣田名稱(chēng)產(chǎn)層時(shí)代氣源層時(shí)代天然氣組成(%)δ13C1

(‰PDB)資料來(lái)源C1C2+

N2

CO2

格羅寧根P1C2

81.23.4814.40.87-36.6據(jù)Stahl,1977拉策爾P1

C289.96.10

-29.2達(dá)盧姆P1

C2

86.060.44

-22.0--25.4圣胡安KK

-42.0轉(zhuǎn)引自Schoell,1983庫(kù)

柏

盆

地木姆巴9井P1P166.020.67

33.27-28.8據(jù)Rigby,1981圖拉奇9井P1

P171.7611.62

14.40-36.3文留22井E2

C-P96.352.35

-27.9據(jù)朱家蔚等，1983陜

甘

寧劉慶1井P1xC-P95.00.644.13

據(jù)王少昌,1983任4井P2s92.526.970.490.01-30.47四川中壩4井T3x2T3x90.88.200.170.40-34.8*為中壩7井鄰近數(shù)據(jù)，據(jù)陳文正，1982中壩7井T3x287.3312.230.410.03-35.9--36.0*返回P101b2-26第2章油氣成因我國(guó)煤型氣甲烷、乙烷、丙烷的δ13C值分布（據(jù)戴金星等，1985）返回第2章油氣成因甲烷在鐵-方鐵礦緩沖劑平衡條件下的穩(wěn)定性

(據(jù)MacDonald,1982)

右圖表示在較低的溫度、逸度值接近鐵-方鐵礦緩沖劑條件下，甲烷的穩(wěn)定性比CO2和H2O更好。返回第2章油氣成因該表是前人對(duì)各類(lèi)巖漿侵入巖體、基底結(jié)晶巖系內(nèi)（包括礦物包裹體內(nèi)）、地?zé)崛蜔嵋簢姵隹诋a(chǎn)出天然氣的組成及其同位素測(cè)定資料的總結(jié)，并與有機(jī)成因氣加以對(duì)比分析，得出的深源無(wú)機(jī)成因氣特征的一些基本認(rèn)識(shí)。深源氣藏識(shí)別標(biāo)志組分特征烴類(lèi)CH4＞75%同位素組成特征δ13C1值＞-30‰C1/(∑C1-C6)=13He/4He＞1.4×10-6（有混入）3He/4He＞10×10-6（全為深源氣）

非烴CO2＞10%He/40Ar≤1N2＞6%40Ar/36Ar

=(0.35—20)×103稀有氣體He＞1‰N2/36Ar＞8×103

Ar＞1‰δ13Cco2＞-8‰天然氣年齡40Ar

～

36Ar

＞1300my

δ15N＞-6—0‰He～Ar＞1300myδ13C1＞δ13C2＞δ13C3

返回P103b2-27第2章油氣成因與有機(jī)質(zhì)演化有關(guān)的天然氣（烴和非烴）隨深度生成模式圖(據(jù)Hunt，1979)返回第2章油氣成因烴類(lèi)在巖石總量、干酪根和瀝青中所占的比例(據(jù)Tissot&Welte,1978)

返回第2章油氣成因

烴源巖有機(jī)碳含量的下限值是很重要的指標(biāo)。該表中，原地礦部石油地質(zhì)中心實(shí)驗(yàn)室（1980）根據(jù)中國(guó)陸相泥質(zhì)生油巖生油條件與有機(jī)碳含量的關(guān)系，將生油巖有機(jī)碳含量的下限定為0.5%。但許多地球化學(xué)家認(rèn)為，有機(jī)碳最小值為0.4%的細(xì)粒頁(yè)巖也能夠產(chǎn)生足以形成工業(yè)聚集的石油。而對(duì)碳酸鹽巖，有機(jī)碳最小值可低至0.3%，甚至0.1%。（梁耿剛等均為0.5%）中國(guó)陸相泥質(zhì)生油巖生油條件與有機(jī)碳含量的關(guān)系特征生油條件巖性巖相地球化學(xué)相有機(jī)碳（%）最好以黑色泥頁(yè)巖為主較深-深湖相還原-強(qiáng)還原＞1好—較好灰-灰黑色泥巖、頁(yè)巖為主夾灰綠色砂泥巖淺湖-較深湖相還原0.5—1較好—較差以灰-灰綠色泥巖為主沼澤-淺湖相弱還原-還原0.3—0.5（據(jù)原地礦部無(wú)錫中心實(shí)驗(yàn)室，1980）返回P106b2-28第2章油氣成因抽提物及總烴的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)志類(lèi)型有機(jī)碳（ppm）C15+抽提物（ppm）C15+總烴含量（ppm）烴類(lèi)轉(zhuǎn)化率（烴/有機(jī)碳）海相碳酸鹽巖1000100601—5陸相泥頁(yè)巖好的＞10000＞1000＞500＞5中等5000—10000500—1000100—5001—5差的3000—5000200—50060—100＜1（據(jù)原地礦部石油地質(zhì)中心實(shí)驗(yàn)室）返回

↓P107b2-29第2章油氣成因生油巖評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（石油部全國(guó)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)）

項(xiàng)目生油巖類(lèi)別

有機(jī)碳（%）氯仿“A”（%）總烴（ppm）非生油巖＜0.4＜0.015＜100生油巖差0.4—0.60.015—0.05100—200較好0.6—1.00.05—0.1200—500好1.0—2.00.1—0.2500—1000最好＞2.0＞0.2＞1000返回P108b2-30第2章油氣成因巖樣熱解分析的記錄及應(yīng)用（Espitalie等，1974）返回第2章油氣成因?qū)嵗何覈?guó)松遼盆地白堊系良好的生油巖其最高值可達(dá)22.65kg（烴）/t（巖石），較好的生油巖為2.17-12.35kg（烴）/t（巖石）,差的生油巖僅有0.56kg（烴）/t（巖石）。據(jù)（S1+S2）生油巖劃分標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)好的中等差的S1+S2（kg烴/t巖石）＞62—6＜2

(據(jù)Tissot，1978)返回P108b2-31第2章油氣成因干酪根元素組成及其類(lèi)型返回注意：選用有機(jī)質(zhì)未成熟-低成熟烴源巖分析。P109b2-32

原子比類(lèi)型H/CO/CⅠ＞1.5＜0.1Ⅱ1.0—1.50.1—0.2Ⅲ＜1.0＞0.2—0.3（據(jù)Tissot，1978）第2章油氣成因應(yīng)用氫指確定生油巖中的有機(jī)質(zhì)類(lèi)型(Espitalie

etc.，1977)返回1↓去1h2第2章油氣成因不同類(lèi)型干酪根熱解特征

生烴潛力(kg烴/噸巖石)氫指數(shù)(mg烴/g有機(jī)碳)氧指數(shù)(mgCO2/g有機(jī)碳)

Espitalie

國(guó)內(nèi)Espitalie大慶石油部研究院Espitalie石油部研究院腐泥型16022.65600-900650620-95010-3010-40混合型A7512.35600-450350-650400-62020-6025-150B2100-300100-40040-400腐植型1.20.56<100<100<10020-150100-7800（據(jù)李永康等，1982）返回P109b2-33第2章油氣成因利用苯/正巳烷區(qū)分干酪根類(lèi)型海相干酪根陸相干酪根深度（ft）苯/正己烷深度（ft）苯/正己烷深度（ft）苯/正己烷深度（ft）苯/正己烷9250.0176600.0281002.31134001.6019900.0186500.1292000.67142000.3330100.0194900.06104001.37155002.2246600.01101900.32113004.06163001.8064100.05115400.31127002.44（據(jù)F.M.Thompson，1979）返回P110b2-34第2章油氣成因

實(shí)驗(yàn)室加熱褐煤時(shí)反射率隨溫度而以指數(shù)形式升高(據(jù)Ting，1975)返回

“Ro”隨著成熟度增加而升高，其原因主要在于鏡質(zhì)組由被鏈絞合的縮合芳環(huán)束組成。成熟度增加，芳環(huán)束結(jié)合增大并縮合成更規(guī)則的芳香頁(yè)片，隨縮合芳香頁(yè)片加大，定位排列增強(qiáng)，導(dǎo)致反射率的逐漸升高；并在縮合過(guò)程中析出氫形成甲烷。第2章油氣成因碳酸鹽巖有機(jī)質(zhì)演化階段的劃分（據(jù)王忠等，1984）演化階段Ro（%）H/C原子比瀝青鏡質(zhì)體未熟期＜0.65＜0.5＞0.8成熟期0.65—1.500.5—1.30.8—0.6高熟期1.50—2.201.3—2.00.6—0.4過(guò)熟期＞2.20＞2.0＜0.4返回P112b2-36第2章油氣成因根據(jù)鏡煤反射率確定的油氣帶的近似界線

(據(jù)Tissot

etc.，1978)

返回第2章油氣成因有機(jī)質(zhì)成熟作用相大致的溫度℃（oF）成熟指數(shù)干酪根顏色成熟度期望產(chǎn)物30(86)50(122)100(212)150(301)175(347)＞200(＞392)1.未轉(zhuǎn)化2.輕度轉(zhuǎn)化2+.中度轉(zhuǎn)化3.強(qiáng)度轉(zhuǎn)化4.劇烈轉(zhuǎn)化5.已變質(zhì)淺黃黃橙褐褐黑黑未成熟

成熟

變質(zhì)干氣干氣，重油油，濕氣凝析物，濕氣干氣干氣乃至無(wú)氣

(據(jù)J.M.Hunt,1979)返回P113b2-37第2章油氣成因使用熱解方法鑒定母巖的成熟度轉(zhuǎn)化率和峰溫可用來(lái)確定熱演化

(據(jù)Tissot，1978)返回第2章油氣成因我國(guó)生油巖的Tmax

范圍成熟度未成熟生油凝析油濕氣干氣鏡質(zhì)體反射率＜0.50.5—1.31.0—1.51.3—2＞2熱變指數(shù)＜22—＜3＞2—＜3＜3—＞3＞3—4Tmax

Ⅰ型＜437437-460450-465460-490＞490Ⅱ型＜435435-455447-460455-490＞490Ⅲ型＜432432-460445-470460-505＞505（據(jù)鄔立言，1986）返回P114b2-38第2章油氣成因干酪根從成巖作用階段到準(zhǔn)變質(zhì)作用階段的演化圖

(據(jù)Tissot，1978)

返回因干酪根類(lèi)型不同釋放氧與釋放氫開(kāi)始和持續(xù)的時(shí)間不同。Ⅲ型干酪根開(kāi)始得早持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)；Ⅱ、Ⅰ型干酪根開(kāi)始得晚，持續(xù)時(shí)間短。釋放氫-Ⅱ、Ⅰ型干酪根開(kāi)始得早，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。這表現(xiàn)出三種干酪根產(chǎn)烴性質(zhì)和潛力不同，成油門(mén)限值也不同。釋放氧CO2CH2H2O第2章油氣成因三種類(lèi)型干酪根各產(chǎn)烴帶開(kāi)始時(shí)的元素組成

平均原子比H/CO/C產(chǎn)烴帶石油1.451.250.80.050.080.18濕氣0.70.70.60.050.050.08干氣0.50.50.50.050.050.06干酪根類(lèi)型ⅠⅡⅢⅠⅡⅢ返回↓P116b2-39第2章油氣成因

Ⅱ型干酪根（巴黎盆地下托森；撒哈拉志留系）演化的紅外光譜(據(jù)Tissot，1978)返回成巖作用階段，是O/C原子比明顯降低和H/C原子比微弱降低；主要表現(xiàn)為含氧官能團(tuán)(C=O)逐漸消失，1770cm-1吸收峰從①到②、③減弱。深成作用階段，Ⅱ型干酪根，H/C原子比從1.25降到0.5，O/C原子比降到0.05；紅外光譜的特征是，脂鍵逐漸減少(2960cm-1,1460cm-1,1380cm-1吸收峰減弱)

芳核-CH的吸收峰從930cm-1移到700cm-1。準(zhǔn)變質(zhì)作用階段，對(duì)于Ⅱ型干酪根，H/C原子比≤0.5，這時(shí)脂鍵和C=O鍵完全消失，只剩下芳核C－H鍵。C=O第2章油氣成因

輕烴類(lèi)型與溫度的關(guān)系返回

該表可見(jiàn)，埋深相當(dāng)溫度41℃時(shí)，輕烴以芳烴為主，相當(dāng)于生油巖之未成熟階段；埋深相當(dāng)溫度66℃，輕烴以環(huán)烷烴為主，103℃，輕烴以烷烴為主，環(huán)烷烴和烷烴為主的階段即相當(dāng)于生油巖之成熟階段；埋深相當(dāng)溫度195℃，輕烴中烷烴占66%以上，此時(shí)烴類(lèi)多裂化成氣態(tài)烴，即相當(dāng)于生油巖的成氣階段（包括濕氣和干氣）。P116b2-40地層上新統(tǒng)上新統(tǒng)中新統(tǒng)下白堊統(tǒng)地區(qū)墨西哥灣墨西哥灣加利福尼亞路易斯安那溫度41℃66℃103℃195℃輕烴類(lèi)型環(huán)烷烴2.9546.0539.9514.47烷烴28.7336.8244.3366.80芳香烴68.3217.1415.7218.74環(huán)烷烴階段烷烴階段

裂化階段成油帶成氣帶未成熟帶芳烴階段演化階段第2章油氣成因近代、古代沉積物和原油中正烷烴的分布返回現(xiàn)代沉積物中奇碳正烷烴＞＞偶碳正烷烴；古代沉積物中奇碳正烷烴略＞偶碳正烷烴；石油中兩者幾乎相等。第2章油氣成因據(jù)干酪根分析所得各成熟標(biāo)志的對(duì)應(yīng)情況返回

↓第2章油氣成因據(jù)瀝青的組成和豐度所得各成熟標(biāo)志的對(duì)應(yīng)情況(據(jù)B.Durand)

返回第2章油氣成因石油、天然氣和生油巖對(duì)比時(shí)要研究的內(nèi)容

(據(jù)Tissotetc，1978)

返回第2章油氣成因威利斯頓盆地三種類(lèi)型的原油和它們各自的生油巖抽提物正烷烴分布曲線(據(jù)J.A.Williams，1974)

圖上可見(jiàn)，三種原油，其正烷烴分布曲線明顯不同；而各類(lèi)原油與其源巖抽提物的正烷烴分布曲線卻十分相似，證明了不同原油同其母巖的親緣關(guān)系。返回第2章油氣成因德國(guó)西北部原油異戊二稀型烷烴分布狀況示意圖

由圖可見(jiàn)，左、中兩油樣相異；右、中兩油樣相似。據(jù)此，再結(jié)合地質(zhì)資料便可推斷母巖了。

返回

威爾特采用15-21個(gè)碳原子異戊二烯型烷烴分布特征作對(duì)比標(biāo)志，以C19(姥鮫烷）為100，將這

7種分子的相對(duì)含量繪圖中－右相似第2章油氣成因西德弗斯特油田石油與生油巖C27+環(huán)狀化合物的對(duì)比(據(jù)Welte)

自左向右分別代表膽甾烷、麥角甾烷、埃第安烷、谷甾烷、藿烷和可能的羊毛甾烷

返回

中侏羅統(tǒng)產(chǎn)油，在中、下侏羅統(tǒng)共有三個(gè)頁(yè)巖層為可能生油巖。第2章油氣成因原油成分配對(duì)對(duì)比返回圖中的紅線是具有相同母巖的挪威北海油樣A與油樣B的R值曲線；綠線是毫無(wú)相干的北海油樣A與美國(guó)猶他州油樣C的R值曲線。0.11.02.03.04.0比率配對(duì)成分(R)第2章油氣成因儲(chǔ)集層充注作用（a）石油從有效烴源巖的生油區(qū)運(yùn)移出來(lái)，并進(jìn)入圖右所示的圈閉內(nèi)；（b）在初期充注過(guò)程中，最粗的層系先被石油充注。由于儲(chǔ)集層范圍內(nèi)的連通性差，大范圍的混合作用不可能發(fā)生；（c）和（d）油柱高度增加，使儲(chǔ)集層巖石的其它部分（并非全部）被石油飽和。返回第2章油氣成因規(guī)則的異戊二烯類(lèi)化合物

返回↓第2章油氣成因五環(huán)三萜烷-五升藿烷骨架結(jié)構(gòu)和碳原子排列順序

“萜”，實(shí)際上是一種環(huán)狀的異戊二烯類(lèi)化合物，它的碳骨架是由兩個(gè)或更多個(gè)異戊二烯結(jié)構(gòu)單元以頭尾相連的形式組成的。凡是由兩個(gè)異戊二烯結(jié)構(gòu)單元（即10個(gè)碳原子）組成的化合物，就叫單萜，由三個(gè)異戊二烯結(jié)構(gòu)單元（即10個(gè)碳原子）組成的化合物，就叫倍半萜，由四個(gè)異戊二烯結(jié)構(gòu)單元（即20個(gè)碳原子）組成，就叫二萜，由六個(gè)異戊二烯結(jié)構(gòu)單元（即3O個(gè)碳原子）組成的就叫三萜，以此類(lèi)推。

返回↓第2章油氣成因甾烷的基本骨架及碳原子排列順序“甾”是一個(gè)像形字，甾族化合物的共同特征是包含有一個(gè)四環(huán)的碳環(huán)結(jié)構(gòu)，可以看成是一部分(或完全)氫化的菲與一個(gè)環(huán)戊烷稠合的碳環(huán)，同時(shí)還具有三個(gè)側(cè)鏈。甾的骨架結(jié)構(gòu)在A/B環(huán)和C/D環(huán)之間都有一個(gè)角甲基(C-10、C-13)，而在環(huán)戊烷基上(C-17)帶有一個(gè)側(cè)鏈。

返回第2章油氣成因?qū)嶒?yàn)——TTI值的計(jì)算及應(yīng)用

依據(jù)石油成因的現(xiàn)代概念，促使有機(jī)質(zhì)演化成烴的諸因素中，溫度和時(shí)間是最主要的因素。有機(jī)質(zhì)成熟度的增加與溫度成指數(shù)關(guān)系，且成熟度隨時(shí)間成線性增加；成熟度對(duì)有機(jī)質(zhì)的影響是疊加的，不可逆的，有機(jī)質(zhì)的成熟度實(shí)際上是其埋藏所經(jīng)歷的地史時(shí)期成熟度累加的總和。據(jù)此，洛帕廷（N.V.Lopatin，1971）提出了用時(shí)間-溫度指數(shù)（TTI）表示成熟度的方法。這個(gè)方法經(jīng)D.W.（1980）的發(fā)展，在油氣勘探中已被廣泛應(yīng)用。（看教材P123-125文具）第2章油氣成因

1．TTI值計(jì)算反映有機(jī)質(zhì)成熟度的基本公式

所謂有機(jī)質(zhì)成熟度，是指有機(jī)質(zhì)被埋藏后所經(jīng)歷的時(shí)間內(nèi)因增溫效應(yīng)而發(fā)生的變化。其公式可以表示為：Δi=ΔTi·γi=ΔTi·rin式中Δi代表i溫度間隔內(nèi)達(dá)到的成熟度；γ為溫度因子，為溫度每升高10℃時(shí)增加的成熟度比率，γ=rn；T為時(shí)間因子，ΔT代表產(chǎn)生i溫度間段的沉積所對(duì)應(yīng)的時(shí)間?；虮硎緸椋害TI=ΔTn·rn。第2章油氣成因

鑒于成熟度對(duì)有機(jī)質(zhì)的影響是疊加的，不可逆的，所以某烴源巖有機(jī)質(zhì)的總成熟度實(shí)際上是每個(gè)溫度間隔段所獲得成熟度的總和。故式中nmax和nmin是所經(jīng)歷的最低和最高的溫度間隔段。

第2章油氣成因

2．TTI值的計(jì)算方法和步驟第一步作埋藏史曲線圖（圖h1）首先根據(jù)鉆井或地震剖面的地層劃分?jǐn)?shù)據(jù)，讀出各地層單元的埋藏深度；同時(shí)通過(guò)鉆井所取得的古生物或樣品的絕對(duì)年齡測(cè)定，確定各地層界線的絕對(duì)年齡。然后以絕對(duì)年齡（以百萬(wàn)年為單位）為橫坐標(biāo)，以深度為縱坐標(biāo)，依次畫(huà)各時(shí)代地層的底面在各沉積階段完結(jié)時(shí)的埋藏深度（包括均勻下沉、上升和侵蝕準(zhǔn)平面）與所經(jīng)歷年代的坐標(biāo)曲線（折線），以年代的縱向區(qū)間分段，在區(qū)間內(nèi)各時(shí)代地層的埋藏史曲線（折線段）應(yīng)是平行的。將區(qū)間的曲線（折線段）依次相連，即可作出某地層單元的埋藏史曲線圖。（圖h1）第2章油氣成因

第二步劃等溫柵格線先計(jì)算出現(xiàn)今的地溫梯度。地溫梯度=（井下實(shí)測(cè)溫度-地表溫度）/深度）并假定其所經(jīng)歷的整個(gè)地史時(shí)期中地溫梯度和地表溫度都保持不變。然后根據(jù)地溫梯度即可換算出所需任一深度的地溫，再以10℃為間隔在埋藏史圖上畫(huà)等溫柵格線，該圖即為地質(zhì)學(xué)模型圖（圖

h2）。第2章油氣成因

第三步繪制TTI值計(jì)算表從埋藏史剖面上讀取各層段在各等溫柵格線內(nèi)停留的時(shí)間ΔTn填入表中，以100—110℃間隔為基數(shù)，指數(shù)n=0，其它溫度間隔的指數(shù)在此基礎(chǔ)上每少10℃減小1，每升高10℃增加1（如表）。然后根據(jù)前面給出的公式算出各溫度間隔內(nèi)研究目的層的成熟度增量ΔTTI（=ΔTn·rn）和自其開(kāi)始沉積直到現(xiàn)今各層段的累加TTI值（總成熟度）。前圖中A層的TTI值計(jì)算結(jié)果（見(jiàn)表）。第2章油氣成因

第四步TTI值的解釋和應(yīng)用計(jì)算出TTI值后，要賦予它特定的成熟度含義，才能用之以確定成熟度。為此，必須將TTI值與常用成熟度指標(biāo)——鏡質(zhì)體反射率（RO）或熱變指數(shù)（TAI）進(jìn)行對(duì)比。根據(jù)對(duì)31個(gè)地區(qū)402個(gè)樣品的分析對(duì)比，提出了與有機(jī)質(zhì)演化和油氣生成及保存各主要階段對(duì)應(yīng)的TTI值，如表所列。第2章油氣成因

必須指出，TTI值計(jì)算，建立地質(zhì)模型是基礎(chǔ)。若存在區(qū)域性不整合時(shí)，地質(zhì)模型的準(zhǔn)確性，在很大程度上取決于剝蝕厚度的定量估算。特別是不整合面多、剝蝕厚度欠準(zhǔn)確的地區(qū)，就直接影響到地質(zhì)模型的準(zhǔn)確性。在計(jì)算時(shí)，還要注意，自抬升降溫開(kāi)始，直到沉降使烴源巖有機(jī)質(zhì)成熟度達(dá)到抬升前曾經(jīng)達(dá)到的最大成熟度等效值，累加TTI值中這段時(shí)間間隔內(nèi)的TTI值應(yīng)當(dāng)扣除。此外，今古地溫不一致，也可能給TTI值計(jì)算帶來(lái)誤差。對(duì)于連續(xù)沉積的地質(zhì)剖面，利用鉆井或地震勘探提供的地層系統(tǒng)（厚度和年代），就可用之編制地質(zhì)模型，方法簡(jiǎn)便；在缺乏地球化學(xué)分析資料的地區(qū)，可用于預(yù)測(cè)可能的烴類(lèi)產(chǎn)物性質(zhì)。該方法正愈來(lái)愈廣泛地被采用。（實(shí)習(xí)）

第2章油氣成因

圖中A、B、C層。以A層為例，它是早白堊世的沉積，A層之底是125百萬(wàn)年前的沉積表面（深度為0米）。自這套沉積物開(kāi)始沉積以來(lái)，由左往右的沉積發(fā)展史經(jīng)歷了下述幾個(gè)階段：在距今80百萬(wàn)年以前是一個(gè)連續(xù)的沉積過(guò)程，但沉積速率略有變化；到距今80百萬(wàn)年時(shí)發(fā)生了一次短暫（2百萬(wàn)年）的上升，在此期間沉積物（A層底界面）的深度抬